WO2023276887A1 - ポリアミド酸、ポリイミド、及びその用途 - Google Patents

ポリアミド酸、ポリイミド、及びその用途 Download PDF

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正幸 横山
哲雄 奥山
桂也 ▲徳▼田
洋行 涌井
直樹 渡辺
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東洋紡株式会社
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    • G09F9/301Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED

Definitions

  • the present invention relates to a polyamic acid containing a silsesquioxane compound as a copolymerization component, a polyimide obtained by imidizing this, and uses thereof, such as polyimide films, laminates thereof, flexible electronic devices, and the like. be done.
  • Polyimide film has excellent heat resistance and good mechanical properties, and is widely used in the electrical and electronic fields as a flexible material. However, since a general polyimide film is colored yellowish brown, it cannot be applied to parts such as display devices that require light transmission.
  • the colored polyimide film cannot be used as a substrate material for a liquid crystal display that displays images by turning light transmission on and off. , the rear side of a reflective display system or a self-luminous display device.
  • Patent Documents 1 to 3 there are attempts to develop colorless and transparent polyimide films using fluorinated polyimide resins, semi-alicyclic or fully alicyclic polyimide resins, etc.
  • Patent Documents 1 to 3 These films are less colored and have transparency, but their mechanical strength is not as high as that of colored polyimide films. Colorlessness and transparency cannot always be maintained due to thermal decomposition or oxidation reaction.
  • Patent Document 4 a method of heat treatment while blowing a gas with a specified oxygen content has been proposed (Patent Document 4), but the production cost is high in an environment where the oxygen concentration is less than 18%, and industrial production is not possible. Extremely difficult.
  • composites of organic and inorganic materials are used to impart the properties of inorganic materials, such as high heat resistance, chemical resistance, and high surface hardness.
  • organic-inorganic hybridization techniques For example, it is known that CTE, Rth, and Tg can be improved while maintaining transparency by combining transparent polyimide and silica nanoparticles.
  • CTE, Rth, and Tg can be improved while maintaining transparency by combining transparent polyimide and silica nanoparticles.
  • the film becomes more rigid and brittle, resulting in a decrease in mechanical strength.
  • silsesquioxane which has RSiO 3/21.5 as a basic unit, can easily provide an organic-inorganic hybrid cured product by giving R a substituent that can react with an organic material.
  • Patent Document 5 Studies are underway (for example, Patent Document 5). Attempts have been made to improve heat resistance and workability by combining silsesquioxane, which has high heat resistance and flexibility, with polyimide. It is known that the charge transfer interaction between the imide portion of polyimide and silsesquioxane increases the thermal decomposition temperature (Non-Patent Document 1).
  • JP-A-11-106508 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-146021 JP-A-2002-348374 WO2008/146637 Japanese Patent No. 3653976 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-331647 JP 2006-265243 A JP 2007-302635 A WO2003/024870
  • silsesquioxane composite polyimides since the flexible silsesquioxane structure reduces the rigidity of polyimide, silsesquioxane composite polyimides usually exhibit relatively low elastic modulus and low Tg (Non-Patent Document 2). .
  • an object of the present invention is to provide a polyamic acid that is useful as a raw material for producing a polyimide film having improved toughness while maintaining other main properties.
  • Another object of the present invention is to provide a polyamic acid composition containing such a polyamic acid, and a polyimide obtained by imidating the polyamic acid.
  • “maintaining other main properties” means maintaining “other main properties" in at least B1 among the three types of firing conditions in Examples described later, specifically B1, B2 and B3. means to
  • Another object of the present invention is to provide a polyimide film having improved toughness while maintaining other main properties, a laminate thereof, a flexible electronic device using the polyimide film, and a method for manufacturing the same. It is in.
  • polyamic acid containing a specific amount of a silsesquioxane compound as a copolymerization component can achieve the above objects, and have completed the present invention.
  • the present invention includes the following contents.
  • a polyamic acid that is a copolymerization reaction product of at least carboxylic acids, diamines, and a silsesquioxane derivative The silsesquioxane derivative has two or more dicarboxylic anhydride groups or two or more amino groups, When the silsesquioxane derivative has the two or more dicarboxylic anhydride groups, the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative (wherein the silsesquioxane derivative has two If it has more than dicarboxylic anhydride groups, this number of moles is the total number of moles of the silsesquioxane derivative divided by the total number of the dicarboxylic anhydride groups of the silsesquioxane derivative and doubled.
  • the silsesquioxane derivative has two or more amino groups
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative (provided that the silsesquioxane derivative has more than two amino groups is the total number of moles of the silsesquioxane derivative divided by the total number of the amino groups of the silsesquioxane derivative and doubled) is the silsesquioxane
  • a polyamic acid that is 0.0001 to 0.09 times the sum of the number of moles of the structural unit derived from the san derivative and the number of moles of the structural unit derived from the diamine.
  • Each of the amino groups has a linking group that links the amino group to Si that is closest to the amino group in terms of bonding among Si that constitutes the silsesquioxane derivative, each of the linking groups independently has a substituted or unsubstituted aromatic ring attached to the amino group; Polyamic acid according to [3].
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Q 1 is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms
  • Z 1 is each independently a structure represented by general formula (Z1-1
  • each R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group, or a phenyl group.
  • each Q 1 independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • Each X in the general formula (Z1-1) is independently a substituted or unsubstituted aromatic ring or an unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, [7]- The polyamic acid according to any one of [11].
  • any one of [1] to [6], wherein the silsesquioxane derivative has a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AA-D2”) Polyamic acid as described.
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 1 are each independent, at least two of Z 1 have a structure represented by general formula (Z1-1)
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) exists, Z 1 that is not a structure is H or a structure represented by general formula (Z1-S), Q S1 in general formula (Z1-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • each R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group, or a phenyl group.
  • each Q S1 in general formula (Z1-S) independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • any one of [1] to [6], wherein the silsesquioxane derivative has a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AA-C1") Polyamic acid as described.
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 1 are each independent, at least two of Z 1 have a structure represented by general formula (Z1-1)
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) exists, Z 1 that is not a structure is H or a structure represented by general formula (Z1-S), Q S1 in general formula (Z1-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • each R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group, or a phenyl group.
  • each Q S1 in general formula (Z1-S) independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • Z 1 is independently at least two of Z 1 have a structure represented by general formula (Z1-1)
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) exists, Z 1 that is not a structure is H or a structure represented by general formula (Z1-S), Q S1 in general formula (Z1-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • each X in general formula (Z1-1) is independently a substituted or unsubstituted aromatic ring.
  • each Q S1 in general formula (Z1-S) independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • any one of [1] to [6], wherein the silsesquioxane derivative has a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AM-D1") Polyamic acid as described.
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Q 1 is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 2 is each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or
  • Y belonging to Z 2 and Si adjacent to Z 2 may be connected by a single bond or may be connected by a connecting group,
  • the amino group belonging to general formula (Z2-2) and Si adjacent to Z2 are linked by a linking group.
  • each R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group, or a phenyl group.
  • each Q 1 independently represents a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group.
  • any one of [1] to [6], wherein the silsesquioxane derivative has a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AM-D2") Polyamic acid as described.
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 2 are each independent, at least two of Z 2 have a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2);
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero
  • Z 2 that is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2)
  • Z 2 that is not such a structure is H
  • general formula (Z2- S) is a structure represented by Q S1 in general formula (Z2-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • each R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group, or a phenyl group.
  • each Y in general formula (Z2-1) is independently a substituted or unsubstituted aromatic ring.
  • each Q S1 in general formula (Z1-S) independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group) in which the carbon adjacent to Y is substituted with a heteroatom.
  • any one of [1] to [6], wherein the silsesquioxane derivative has a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AM-C1") Polyamic acid as described.
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 2 are each independent, at least two of Z 2 are each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2);
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is
  • Z 2 that is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2)
  • Z 2 that is not such a structure is H
  • general formula (Z2- S) is a structure represented by Q S1 in general formula (Z2-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • each R 1 independently represents a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group, or a phenyl group.
  • each Y in general formula (Z2-1) is independently a substituted or unsubstituted aromatic ring.
  • each Q S1 in general formula (Z1-S) independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group) in which the carbon adjacent to Y is substituted with a heteroatom.
  • Z 2 are each independently at least two of Z 2 are each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2);
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 2 that is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2)
  • Z 2 that is not such a structure is H
  • general formula (Z2- S) is a structure represented by Q S1 in general formula (Z2-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • each Y in general formula (Z2-1) is independently a substituted or unsubstituted aromatic ring.
  • each Q S1 in general formula (Z1-S) independently represents a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • the silsesquioxane derivative is thiol group-containing trialkoxysilanes a1 represented by the general formula: R 1 Si(OR 2 ) 3 ; (Wherein, R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 8 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms.
  • R 2 represents an organic group substituted with a thiol group
  • R 2 is each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 8 carbon atoms, Or represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms.
  • trialkoxysilanes a2 having no thiol group
  • a thiol group of the condensate B of said reactive group of dicarboxylic anhydride C having at least one reactive group selected from vinyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, and acid chloride group
  • the carboxylic acid is at least one selected from the group consisting of alicyclic tetracarboxylic anhydrides, aromatic tetracarboxylic anhydrides, tricarboxylic acids, and dicarboxylic acids, [1] to [60] Polyamic acid according to any one of.
  • carboxylic acids include at least one of pyromellitic dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride polyamic acid.
  • the diamines include at least one of 2,2'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl and 4-amino-N-(4-aminophenyl)benzamide, [1]-[ 65], the polyamic acid according to any one of the above.
  • a polyamic acid composition comprising the polyamic acid according to any one of [1] to [68] and a solvent.
  • a flexible electronic device comprising the polyimide film described in [71] and an electronic device formed on the polyimide film.
  • a polyamic acid that is useful as a raw material or the like for producing a polyimide film having improved toughness while maintaining other main properties. Further, it is possible to provide a polyamic acid composition containing such a polyamic acid, and a polyimide obtained by imidating the polyamic acid.
  • FIG. 2 is a 1 HNMR (CDCl 3 ) spectrum of SQ109 (PGMEA solution) used in Synthesis Example 2-1.
  • 1 is a 1 HNMR (CDCl 3 ) spectrum of norbornenic anhydride used in Synthesis Example 2-1.
  • FIG. Note that ⁇ 2.2 is a peak derived from acetone for washing instruments.
  • FIG. 4 is a 1 HNMR (CDCl 3 ) spectrum of the reaction mixture after the reaction in Synthesis Example 2-1.
  • FIG. 4 is a 1 H NMR (CDCl 3 ) spectrum of silsesquioxane SQ2 having an acid anhydride group obtained in Synthesis Example 2-2.
  • FIG. 3 is a 1 H NMR (DMSO-d 6 ) spectrum of silsesquioxane SQ3 having an acid anhydride group obtained in Synthesis Example 2-3.
  • FIG. 4 is a 1 H NMR (DMSO-d 6 ) spectrum of silsesquioxane SQ4 having an acid anhydride group obtained in Synthesis Example 2-4.
  • FIG. 4 is a 1 H NMR (DMSO-d 6 ) spectrum of silsesquioxane SQ5 having an acid anhydride group obtained in Synthesis Example 2-5.
  • FIG. 2 is a 1 H NMR (DMSO-d 6 ) spectrum of silsesquioxane SQ6 having an acid anhydride group obtained in Synthesis Example 2-6.
  • FIG. 3 is a 1 H NMR (DMSO-d 6 ) spectrum of silsesquioxane SQ7 having an acid anhydride group obtained in Synthesis Example 2-7.
  • FIG. 2 is a 1 H NMR (DMSO-d 6 ) spectrum of silsesquioxane SQ8 having an acid anhydride group obtained in Synthesis Example 2-8.
  • silsesquioxane derivatives are sometimes referred to as silsesquioxane compounds. That is, the term silsesquioxane derivative and the term silsesquioxane compound are used synonymously. Therefore, the silsesquioxane derivative can be rephrased as a silsesquioxane compound.
  • the polyamic acid of the present invention is a copolymerization reaction product of at least carboxylic acids, diamines and silsesquioxane derivatives.
  • the silsesquioxane derivative has two or more dicarboxylic anhydride groups (hereinafter sometimes simply referred to as "acid anhydride groups") or two or more amino groups. These will be described below.
  • Silsesquioxane derivatives have two or more dicarboxylic anhydride groups (ie, acid anhydride groups) or two or more amino groups.
  • silsesquioxane derivatives can be copolymerized with carboxylic acids and diamines, resulting in improved toughness of polyimide films.
  • the detailed reason that is, the reason why the toughness of the polyimide film is improved by copolymerizing the silsesquioxane derivative with carboxylic acids and diamines
  • the detailed reason that is, the reason why the toughness of the polyimide film is improved by copolymerizing the silsesquioxane derivative with carboxylic acids and diamines
  • the flexible silsesquioxane skeleton becomes minute domains, which facilitates deformation of the base material polyimide.
  • Silsesquioxane is a siloxane mainly composed of T units (for example, T8 type composed of 8 T units, T10 type composed of 10 T units, 12 T units Although it is used as a term meaning T 12 type), it may be used in a broader sense than this. Specifically, silsesquioxanes include not only siloxanes composed primarily of T units, but also siloxanes composed primarily of 12 or less Q units (e.g., Q 8 The term is sometimes used to denote a type, or also a Q10 type, which is composed of 10 Q units.
  • the T unit is a unit represented by RSiO 1.5 .
  • the Q unit is the unit represented by SiO2 .
  • R can represent an organic group.
  • silsesquioxane derivative “silsesquioxane” is used in a broad sense. That is, the silsesquioxane derivative “silsesquioxane” includes not only siloxane mainly composed of T units, but also siloxane mainly composed of 12 or less Q units. Therefore, “silsesquioxane derivative” also includes not only siloxane derivatives mainly composed of T units, but also siloxane derivatives mainly composed of 12 or less Q units.
  • the silsesquioxane derivative When the silsesquioxane derivative is mainly composed of T units, units other than T units, such as M units (group represented by R 3 SiO 0.5 ), D units (group represented by R 2 SiO unit), and may include the Q unit.
  • the silsesquioxane derivative is mainly composed of T units means that the number of T units is greater than the number of units other than T units (for example, the total number of M units, D units, and Q units). means a lot. Thus, for example, a silsesquioxane derivative may consist of 8 T units and 2 D units. Even when the silsesquioxane derivative is mainly composed of Q units, it may contain units other than Q units, such as M units, D units, and T units.
  • the silsesquioxane derivative is mainly composed of Q units” means that the number of Q units is greater than the number of units other than Q units (for example, the total number of M units, D units, and T units). means a lot. Also in the M unit and the D unit, R can represent an organic group.
  • the silsesquioxane derivative may have a double-decker structure, a cage structure, a random structure, or a ladder structure. It may well have a chair-type structure. Among them, a double-decker structure, a cage structure, and a random structure are preferred. A completely condensed structure (a structure containing no silanol groups) is preferred because it can suppress gelation of the polyamic acid solution. For example, a double-decker structure and a cage structure are more preferable.
  • the double-decker structure may be ring-closed or ring-opened.
  • Examples of the ring-closed double-decker structure include a structure represented by general formula AA-D1 described later and a structure represented by general formula AM-D1 described later.
  • the ring-opened double-decker structure includes, for example, a structure represented by general formula AA-D2 described later and a structure represented by general formula AM-D2 described later.
  • the cage structure may be a complete cage structure or an incomplete cage structure (for example, a corner open structure).
  • a complete cage structure is a structure in which a closed space is formed within the cage.
  • a complete cage structure is a structure in which a space is formed surrounded by six quadrangular planes having four sides composed of siloxane-bonded Si—O—Si (hereinafter, this complete cage structure is referred to as “ It is sometimes called a hexahedral perfect cage structure.).
  • the imperfect cage structure is a structure in which a space opened to the outside of the cage is formed inside the cage.
  • An example of an incomplete cage structure is a corner open structure.
  • Examples of the open-corner structure include a structure represented by general formula AA-C1 described later and a structure represented by general formula AM-C1 described later.
  • the silsesquioxane derivative can have two or more acid anhydride groups. Silsesquioxane derivatives having two or more acid anhydride groups can react with diamines.
  • the number of acid anhydride groups per molecule of the silsesquioxane derivative may be, for example, 3 or more, 4 or more, 5 or more, or 6 or more. .
  • the number of acid anhydride groups per molecule may be, for example, 10 or less, or 8 or less.
  • the silsesquioxane derivative has a cage structure or a double-decker structure
  • the number of acid anhydride groups per molecule is preferably 2 or more and 8 or less, more preferably 2, 3 or 4. .
  • the number of acid anhydride groups per molecule is preferably 2-10, more preferably 2.5-6.
  • the resulting polyimide chains are appropriately crosslinked, so that the toughness of the polyimide film can be further improved.
  • silsesquioxane derivative has two or more acid anhydride groups, it does not have two or more amino groups, which will be described later.
  • Such a silsesquioxane derivative can have, for example, a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AA-D1").
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Q 1 is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 1 is each independently a structure represented by general formula (Z1-1)
  • the silsesquioxane derivative represented by general formula AA-D1 includes all geometric isomers within the scope of general formula AA-D1.
  • general formula AA-D1 where there is a geometric isomer in which a pair of Q 1 and Z 1 bonded to Si are different in the orientation of bonding to the ring plane, general formula AA-D1
  • the represented silsesquioxane derivatives include these.
  • Examples of unsubstituted alkyl groups for R 1 include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, and nonyl groups. These (strictly speaking, after the propyl group) may be linear or branched.
  • a propyl group can be an n-propyl group (ie 1-propyl group) or an isopropyl group (ie 1-methylethyl group).
  • a butyl group can be an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group (ie, a 1,1-dimethylethyl group).
  • a hexyl group may be, for example, a 1,1,2-trimethylpropyl group.
  • An octyl group can be, for example, a 2,2,4-trimethylpentyl group.
  • Examples of branched unsubstituted alkyl groups include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, isooctyl group, 1,1,2-trimethylpropyl group and 2,2,4-trimethylpentyl group.
  • the substituted alkyl group can be, for example, a group in which any number of hydrogen atoms constituting the above unsubstituted alkyl group are substituted with halogen atoms.
  • substituted alkyl groups include -CH 2 CH 2 CF 3 , -CH 2 CH 2 CF 2 CF 3 , -CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 CF 3 , -CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 CF 3 , -CH2CH2CF2CF2CF2CF3 , -CH2CH2CF2CF2CF2CF2CF3 , -CH2CH2CF ( CF3 ) 2 , -CH2 _ _ _ _ _ _ _ CH ( CF3 ) CF2CF3 , -CH ( CF3 ) CH2CF2CF3 , -CH2C ( CF3 ) 2CF3 , -C ( CF3 ) 2CH2CF3 , -CH2 CH 2 CF 2 CF(CF 3 ) 2 , —CH 2 CH 2 CF(CF 3 )CF 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 C(CF 3 ) 2 , —CH
  • the alkyl group of R 1 may have an unsaturated bond.
  • examples include vinyl group, 2-propenyl group, 3-butenyl group, 5-hexenyl group and 7-octenyl group.
  • the alkyl group for R 1 (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms) preferably has 1 to 8 carbon atoms, such as 1, 2, 3, 4, or 8 is preferred.
  • the number of carbon atoms means the number of carbon atoms including substituents.
  • Examples of unsubstituted aryl groups for R 1 include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl and fluorenyl groups.
  • the substituted aryl group can be, for example, a group in which any number of hydrogen atoms constituting the unsubstituted aryl group described above are substituted with other atoms and/or other atomic groups.
  • an arbitrary number of hydrogen atoms constituting the above-mentioned unsubstituted aryl group is an alkyl group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms) It can be a substituted group. Any number of hydrogen atoms constituting the above unsubstituted aryl group may be substituted with halogen atoms.
  • substituted aryl groups include o-tolyl, m-tolyl, p-tolyl, 4-ethylphenyl, 4-propylphenyl, 4-butylphenyl, 4-pentylphenyl and 4-heptyl.
  • phenyl group 4-octylphenyl group, 4-nonylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, 2,4,6-triethylphenyl group, 4-(1-methylethyl ) phenyl group, 4-(1,1-dimethylethyl)phenyl group, 4-(2-ethylhexyl)phenyl group, and 2,4,6-tris(1-methylethyl)phenyl group.
  • pentafluorophenyl, 4-fluorophenyl, 4-chlorophenyl and 4-bromophenyl groups can also be mentioned.
  • 4-methoxyphenyl group, 4-ethoxyphenyl group, 4-propoxyphenyl group, 4-butoxyphenyl group, 4-pentyloxyphenyl group, 4-heptyloxyphenyl group, 4-(1-methylethoxy)phenyl group , 4-(2-methylpropoxy)phenyl group, 4-(1,1-dimethylethoxy)phenyl group, 4-ethenylphenyl group, 4-(1-methylethenyl)phenyl group, 4-(3-butenyl)phenyl Groups may also be mentioned.
  • the number of carbon atoms in the aryl group of R 1 is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less. This number of carbon atoms means the number of carbon atoms including substituents.
  • Examples of the arylalkyl group, particularly unsubstituted arylalkyl group, for R 1 include benzyl group and phenethyl group.
  • the substituted arylalkyl group is, for example, a group in which any number of hydrogen atoms constituting the unsubstituted arylalkyl group described above are substituted with other atoms and/or other atomic groups. can be done.
  • any number of hydrogen atoms constituting the above-mentioned unsubstituted arylalkyl group is an alkyl group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms) can be a group substituted with Any number of hydrogen atoms constituting the above unsubstituted arylalkyl group may be substituted with halogen atoms.
  • a fluorine atom, ie F, is preferred as the halogen atom.
  • the number of carbon atoms in the arylalkyl group of R 1 is preferably 12 or less, more preferably 10 or less, and even more preferably 8 or less. This number of carbon atoms means the number of carbon atoms including substituents.
  • R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group or a phenyl group.
  • a phenyl group is more preferable because it has interaction between aromatic rings and exhibits high heat resistance.
  • Q 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group, more preferably a methyl group, because the production difficulty is relatively low.
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • unsubstituted aromatic rings examples include benzene ring and naphthalene ring. Of these, the benzene ring is preferred because it is relatively easy to produce.
  • the substituted aromatic ring is, for example, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms and any number of hydrogen atoms constituting the above-mentioned unsubstituted aromatic ring can be a group substituted with Description of this alkyl group is omitted because it overlaps with the description of R 1 . Therefore, the description of R 1 can also be treated as a description of this alkyl group.
  • heterocyclic ring in which at least one of the carbon atoms constituting the unsubstituted aromatic ring is substituted with a hetero atom, for example, pyridine ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, thiazole ring (e.g., 1,3-thiazole ring) can be mentioned.
  • Heteroatoms include, for example, nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms.
  • a heterocyclic ring in which at least one of the carbon atoms constituting the substituted aromatic ring is substituted with a hetero atom is, for example, an arbitrary number of hydrogen atoms constituting the unsubstituted heterocyclic ring having 1 to 9 carbon atoms.
  • substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl groups Description of this alkyl group is omitted because it overlaps with the description of R 1 . Therefore, the description of R 1 can also be treated as a description of this alkyl group.
  • unsubstituted aliphatic rings having 4 to 10 carbon atoms include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, norbornane (that is, bicyclo[2.2.1]heptane), bicyclo[2 .2.2] octane.
  • norbornane that is, bicyclo[2.2.1]heptane
  • bicyclo[2 .2.2] octane a bridged cyclic aliphatic ring such as norbornane and bicyclo[2.2.2]octane is preferable because of its relatively high thermal stability, and norbornane and bicyclo[2.2.2]octane are preferable. More preferred is norbornane.
  • the substituted aliphatic ring is, for example, a substituted or unsubstituted, straight-chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and any number of hydrogen atoms constituting the above-mentioned unsubstituted aliphatic ring can be a group substituted with Description of this alkyl group is omitted because it overlaps with the description of R 1 . Therefore, the description of R 1 can also be treated as a description of this alkyl group.
  • a structure in which a C atom constituting a methylene group between bridgehead atoms is substituted with an oxygen atom can be mentioned. That is, a structure in which methylene groups between bridgehead atoms of norbornane are substituted with ether bonds can be mentioned.
  • thiane and dithiane eg 1,4-dithiane
  • Heteroatoms include, for example, nitrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms.
  • a heterocyclic ring in which at least one of the carbon atoms constituting a substituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms is substituted with a hetero atom for example, any number of hydrogen atoms constituting the above-mentioned unsubstituted heterocyclic ring , a group substituted with a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Description of this alkyl group is omitted because it overlaps with the description of R 1 . Therefore, the description of R 1 can also be treated as a description of this alkyl group.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic ring may be, for example, 6 or more, 7 or more, and 8 or more.
  • the number of carbon atoms may be 9 or less, or 8 or less. This number of carbon atoms means the number of carbon atoms including substituents.
  • rings specifically, substituted or unsubstituted aromatic rings, substituted or unsubstituted aliphatic rings having 4 to 10 carbon atoms, or at least one of the carbon atoms constituting these rings is substituted with a heteroatom.
  • condensed rings include benzofuran (eg, 1-benzofuran), benzothiophene (eg, 1-benzothiophene), and benzothiazole.
  • X is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions around 400°C can be further suppressed. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable. From the viewpoint of being available as a commercial product (for example, DDSQ manufactured by Japan Material Technologies Co., Ltd.), a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms is preferable, and an unsubstituted 4 to 10 carbon atom Aliphatic rings are preferred.
  • X belonging to Z 1 and Si adjacent to Z 1 may be connected with a single bond or may be connected with a connecting group.
  • the linking group that connects the two include a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, a group represented by the following structural formula (CS), an ester group ( ie ester linkages), amide groups (ie amide linkages), and combinations of any two or more thereof.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene a group in which the carbon adjacent to X constituting the group) is substituted with a heteroatom
  • the edged O is connected to Si adjacent to Z1, and the edged Q2 is connected to X.
  • Q 2 shown at the end is connected to X means that when Q 2 shown at the end is a single bond, Si adjacent to Q 2 shown at the end is connected to X ,
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to X constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to X constituting the is substituted with a hetero atom is connected to X.
  • Linking groups include unsubstituted, linear or branched alkylene groups such as methylene, ethylene, n-propylene, n-butylene, tert-butylene, n-pentylene, n-hexylene, n -heptylene group and n-octylene group.
  • a substituted, linear or branched alkylene group can be, for example, a group in which any number of hydrogen atoms constituting the above-mentioned unsubstituted alkylene group are substituted with halogen atoms.
  • halogen atoms include fluorine atoms.
  • the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 10 or less, more preferably 6 or less, and even more preferably 3 or less. This number of carbon atoms means the number of carbon atoms including substituents.
  • examples of unsubstituted arylene groups include o-phenylene group, m-phenylene group, p-phenylene group, and naphthylene group (eg, 2,6-naphthylene group).
  • a substituted arylene group can be, for example, a group in which any number of hydrogen atoms constituting the above unsubstituted arylene group are substituted with an alkyl group (eg, methyl group).
  • the number of carbon atoms in the arylene group is preferably 15 or less, more preferably 12 or less, and even more preferably 7 or less. This number of carbon atoms means the number of carbon atoms including substituents.
  • Q 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, or a phenyl group.
  • n is an integer from 0 to 8. n is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 1 or less, ie, 0 or 1, for the reason that the coefficient of linear expansion (CTE) of polyimide (for example, polyimide film) can be lowered.
  • CTE coefficient of linear expansion
  • the description of the alkylene group of Q 2 (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group) is the same as the above-mentioned alkylene group (specifically Specifically, the explanation is omitted because it overlaps with the explanation of the substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group). Therefore, the above description of the alkylene group can also be treated as the description of the alkylene group of Q2 .
  • the description of the arylene group (specifically, a substituted or unsubstituted arylene group) of Q 2 is the above-mentioned arylene group (specifically, a substituted or unsubstituted Unsubstituted arylene group) is omitted because it overlaps with the description. Therefore, the above description of the arylene group can also be treated as the description of the arylene group of Q2 .
  • a group in which the carbon adjacent to X constituting a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group is substituted with a hetero atom For example, specific examples of the alkylene group described above (e.g., methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, tert-butylene group, n-pentylene group, n-hexylene group, n-heptylene group, n-octylene group, group) (specifically, the carbon adjacent to X) is substituted with a heteroatom.
  • an n-butylene group that is, a group in which the carbon adjacent to X in the tetramethylene group is substituted with a heteroatom (eg, an oxygen atom or a sulfur atom) is preferred.
  • this group that is, Q 2
  • Q 2 has 3 carbon atoms.
  • heteroatoms for Q 2 include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom. Among them, an oxygen atom and a sulfur atom are preferred, and an oxygen atom is more preferred.
  • the linking group a combination of a substituted or unsubstituted arylene group and an amide group is preferable, and a combination of a p-phenylene group and an amide group is more preferable.
  • the following structures are preferred. Note that the structural formula below indicates that the p-phenylene group is bonded to Si.
  • An amide group indicates that it is attached to X. That is, it indicates that the carbon constituting the amide group is bonded to X.
  • Z1 preferably has the following structure.
  • Both that is, X belonging to Z1 and Si adjacent to Z1 are preferably connected by a single bond. This is because the yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high-temperature conditions can be further suppressed by connecting the two with a single bond.
  • polyimide for example, polyimide film
  • the structure represented by general formula (Z1-1) is preferably the following structure. That is, when both are linked by a single bond, Z 1 preferably has the following structure.
  • the silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D1 is, for example, JP-A-2004-331647 (the corresponding patent publication is Japanese Patent No. 448334), JP-A-2006-265243. (The corresponding patent publication is Japanese Patent No. 5082258), JP 2007-302635 (the corresponding patent publication is Japanese Patent No. 4946169), the method described in WO2003/024870. can be manufactured according to
  • silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D1 can be produced by reacting a compound having an SiH group) with a compound having an acid anhydride group.
  • This reaction can utilize, for example, hydrosilylation. That is, it is possible to utilize a reaction in which a compound having a SiH group is added to an unsaturated bond such as a carbon-carbon double bond, accompanied by breaking of the Si—H bond.
  • compounds having anhydride groups can have unsaturated bonds (eg, vinyl groups) such as carbon-carbon double bonds.
  • unsaturated bonds eg, vinyl groups
  • a coupling reaction specifically, a compound having a SiH group using a noble metal catalyst such as ruthenium, platinum, palladium, rhodium, etc. and a coupling reaction with an aryl halide can also be used.
  • a compound having an acid anhydride group or a compound having a functional group convertible to an acid anhydride group can have an aryl halide structure. Examples of functional groups convertible to acid anhydride groups include diester groups.
  • silsesquioxane derivatives represented by the general formula AA-D1 for example, the following silsesquioxane derivatives are available as commercial products (for example, DDSQ manufactured by Japan Material Technology Co., Ltd.).
  • the silsesquioxane derivative can also have a structure represented by, for example, the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AA-D2").
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 1 are each independent, at least two of Z 1 have a structure represented by general formula (Z1-1)
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) exists, Z 1 that is not a structure is H or a structure represented by general formula (Z1-S), Q S1 in general formula (Z1-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • the silsesquioxane derivative represented by general formula AA-D2 includes all geometric isomers within the range of general formula AA-D2.
  • a geometric isomer represented by the general formula AA-D2 there is a geometric isomer in which the pair of R 1 and OZ 1 bound to Si are different in the orientation of bonding to the ring plane, and the general formula AA- Silsesquioxane derivatives represented by D2 include these.
  • R 1 in general formula AA-D2 is omitted because it duplicates the description of R 1 in general formula AA-D1. Therefore, the description of R 1 of general formula AA-D1 can also be treated as the description of R 1 of general formula AA-D2. Therefore, for example, R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group or a phenyl group, more preferably a phenyl group.
  • At least two of Z 1 are structures represented by general formula (Z1-1). That is, two of the four Z 1 may have a structure represented by the general formula (Z1-1), three may have a structure represented by the general formula (Z1-1), Four may be structures represented by general formula (Z1-1).
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • Description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D2 is omitted because it duplicates the description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1.
  • X of general formula (Z1-1) in general formula AA-D1 can also be treated as the explanation of X of general formula (Z1-1) in general formula AA-D2. Therefore, for example, X is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because it can further suppress yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions around 400°C. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable.
  • linking group that connects X belonging to Z 1 and O adjacent to Z 1 , for example, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group, a carbonyl group, a substituted or unsubstituted arylene group, A group represented by the following structural formula (C) can be mentioned.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene a group in which the carbon adjacent to X constituting the group) is substituted with a heteroatom
  • the edged Si is connected to O adjacent to Z1, and the edged Q2 is connected to X.
  • Q 2 shown at the end is connected to X means that when Q 2 shown at the end is a single bond, Si adjacent to Q 2 shown at the end is connected to X ,
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to X constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to X constituting the is substituted with a hetero atom is connected to X.
  • the linking group is a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group
  • the description of the alkylene group as the linking group refers to the alkylene group of general formula AA-D1 (specifically, a substituted or unsubstituted , straight-chain or branched alkylene group) are omitted here. Therefore, the description of the alkylene group of general formula AA-D1 can also be treated as the description of this alkylene group (that is, the alkylene group of general formula AA-D2).
  • the description of the arylene group as the linking group is the same as the description of the arylene group of general formula AA-D1 (specifically, the substituted or unsubstituted arylene group). Omitted due to duplication. Therefore, the description of the arylene group of general formula AA-D1 can also be treated as the description of this arylene group (that is, the arylene group of general formula AA-D2).
  • Q 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, or a phenyl group.
  • n is an integer from 0 to 8. n is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 1 or less, ie, 0 or 1, for the reason that the coefficient of linear expansion (CTE) of polyimide (for example, polyimide film) can be lowered.
  • CTE coefficient of linear expansion
  • the alkylene group of Q 2 (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group) is the alkylene group of general formula AA-D1 (Specifically, a substituted or unsubstituted, straight-chain or branched alkylene group) is omitted because it duplicates the description. Therefore, the description of the alkylene group of general formula AA-D1 can also be treated as the description of the alkylene group of Q2 .
  • the arylene group of Q 2 (specifically, a substituted or unsubstituted arylene group) is the arylene group of general formula AA-D1 (specifically, (Substituted or unsubstituted arylene group). Therefore, the description of the arylene group of general formula AA-D1 can also be treated as the description of the arylene group of Q2 .
  • a group in which the carbon adjacent to X constituting a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group is substituted with a hetero atom for example, Specific examples of alkylene groups exemplified by general formula AA-D1 (for example, methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, tert-butylene group, n-pentylene group, n-hexylene group, n-heptylene group , n-octylene group) (specifically, the carbon adjacent to X) is substituted with a heteroatom.
  • alkylene groups exemplified by general formula AA-D1 for example, methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, tert-butylene group, n-pentylene group, n-hexylene group, n-heptylene group , n-octylene group
  • an n-butylene group that is, a group in which the carbon adjacent to X in a tetramethylene group is substituted with a heteroatom (eg, an oxygen atom or a sulfur atom) is preferred.
  • this group that is, Q 2
  • Q 2 has 3 carbon atoms.
  • heteroatoms for Q2 include a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom. Among them, an oxygen atom and a sulfur atom are preferred, and an oxygen atom is more preferred.
  • a carbonyl group is preferred as the linking group.
  • the structure represented by general formula (Z1-1) is preferably the following structure. That is, when the linking group is a carbonyl group, Z 1 preferably has the following structure.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) is H, that is, a hydrogen atom, or a structure represented by general formula (Z1-S). If Z1 is H, gelation of the polyamic acid solution may easily occur.
  • the structure represented by the general formula (Z1-S) is preferable because it can suppress gelation of the polyamic acid solution.
  • Q S1 in general formula (Z1-S), the explanation of Q S1 overlaps with the explanation of R 1 , so it is omitted. Thus, the description of R1 can also be treated as the description of QS1 . Since there is a preferred embodiment specific to Q S1 , a description of the preferred embodiment is added.
  • QS1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group from the viewpoint of raw material availability.
  • the silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D2 is produced, for example, based on the method described in the literature listed in the explanation of the production of the silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D1. can do.
  • compounds are prepared in which all Z 1s in general formula AA -D2 are hydrogen or sodium atoms, and this compound (i.e., H or Na as Z 1 and A compound having a silanol group containing O) is reacted with an organodichlorosilane having a SiH group, such as methyldichlorosilane, to obtain a product thereof (i.e., a product having a SiH group) and an acid anhydride group.
  • a silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D1 can also be produced by the procedure of reacting with a compound having
  • a compound in which all Z 1 in general formula AA-D2 is a hydrogen atom or a sodium atom is prepared, and this compound (that is, a silanol group containing H or Na as Z 1 and O adjacent to Z 1
  • a silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D1 can also be produced by a ring-closing reaction (endcapping reaction) between a dichlorosilane derivative having an acid anhydride group and a compound having
  • a compound in which all Z 1 in general formula AA-D2 is a hydrogen atom or a sodium atom is prepared, and the compound (i.e., H or Na as Z 1 and a silanol group containing O adjacent to Z 1 is compound) with an organochlorosilane having a SiH group, such as dimethylchlorosilane, and reacting the product (i.e., the product having a SiH group) with a compound having an anhydride group.
  • an organochlorosilane having a SiH group such as dimethylchlorosilane
  • silanol groups i.e. compounds with silanol groups containing H as Z 1 and O adjacent to Z 1
  • acid chlorides with an anhydride group such as trimellitic anhydride chloride or the reaction with an organochlorosilane having SiH groups
  • some of the silanol groups may be capped.
  • compounds with silanol groups can be reacted with, for example, triorganochlorosilanes such as triphenylchlorosilane.
  • Hydrosilylation for example, can be used to react a product having SiH groups with a compound having an anhydride group.
  • a reaction can be used in which a product having SiH groups adds to an unsaturated bond such as a carbon-carbon double bond, with the breaking of the Si—H bond.
  • compounds having anhydride groups can have unsaturated bonds (eg, vinyl groups) such as carbon-carbon double bonds.
  • a coupling reaction specifically, a reaction having a SiH group using a noble metal catalyst such as ruthenium, platinum, palladium, rhodium, etc.
  • a coupling reaction between the product and an aryl halide can also be used.
  • a compound having an acid anhydride group or a compound having a functional group convertible to an acid anhydride group can have an aryl halide structure. Examples of functional groups convertible to acid anhydride groups include diester groups.
  • this explanation (specifically, the explanation of the production of the silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D2, including the explanation of various reactions) It can also be appropriately treated as a description for producing a silsesquioxane derivative of the structure.
  • the silsesquioxane derivative can also have a structure represented by, for example, the following general formula (hereinafter sometimes referred to as “general formula AA-C1”).
  • general formula AA-C1 wherein each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 1 are each independent, at least two of Z 1 have a structure represented by general formula (Z1-1)
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) exists, Z 1 that is not a structure is H or a structure represented by general formula (Z1-S), Q S1 in general formula (Z1-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • the silsesquioxane derivative represented by general formula AA-C1 includes all geometric isomers within the range of general formula AA-C1.
  • a geometric isomer represented by the general formula AA-C1 there is a geometric isomer in which a pair of R 1 and OZ 1 bonded to Si are different in the orientation of bonding to the ring plane.
  • Silsesquioxane derivatives represented by C1 include these.
  • R 1 in general formula AA-C1 is omitted because it duplicates the description of R 1 in general formula AA-D1. Therefore, the description of R 1 of general formula AA-D1 can also be treated as the description of R 1 of general formula AA-C1. Therefore, for example, R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group or a phenyl group, more preferably a phenyl group.
  • At least two of Z 1 are structures represented by general formula (Z1-1). That is, two of the three Z 1 may have structures represented by general formula (Z1-1), and three may have structures represented by general formula (Z1-1).
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • Description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-C1 is omitted because it duplicates the description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1.
  • X of general formula (Z1-1) in general formula AA-D1 can also be treated as the explanation of X of general formula (Z1-1) in general formula AA-C1. Therefore, for example, X is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because it can further suppress yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions around 400°C. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable.
  • linking group that connects X belonging to Z 1 and O adjacent to Z 1 , for example, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group, a carbonyl group, a substituted or unsubstituted arylene group, A group represented by the following structural formula (C) can be mentioned.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene a group in which the carbon adjacent to X constituting the group) is substituted with a heteroatom
  • the edged Si is connected to O adjacent to Z1, and the edged Q2 is connected to X.
  • Q 2 shown at the end is connected to X means that when Q 2 shown at the end is a single bond, Si adjacent to Q 2 shown at the end is connected to X ,
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to X constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to X constituting the is substituted with a hetero atom is connected to X.
  • linking group is omitted since it overlaps with the description of the linking group of general formula AA-D2. Therefore, the description of the linking group of general formula AA-D2 can also be treated as the description of the linking group of general formula AA-C1. Therefore, for example, a carbonyl group is preferable as the linking group.
  • the linking group is a carbonyl group
  • the structure represented by general formula (Z1-1) is preferably the following structure. That is, when the linking group is a carbonyl group, Z 1 preferably has the following structure.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) is H, that is, a hydrogen atom, or a structure represented by general formula (Z1-S). If Z1 is H, gelation of the polyamic acid solution may easily occur.
  • the structure represented by the general formula (Z1-S) is preferable because it can suppress gelation of the polyamic acid solution.
  • Q S1 in general formula (Z1-S), the explanation of Q S1 overlaps with the explanation of R 1 , so it is omitted. Thus, the description of R1 can also be treated as the description of QS1 . Since there is a preferred embodiment specific to Q S1 , a description of the preferred embodiment is added.
  • QS1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group from the viewpoint of raw material availability.
  • Z1-S For a specific combination of three Z 1 s, it is preferred that two Z 1 's have the following structures and one has a structure represented by the general formula (Z1-S).
  • Silsesquioxane derivatives of general formula AA-C1 can be prepared, for example, by the procedure described for general formula AA-D2, except for preparing compounds in which all Z 1 in general formula AA-C1 are hydrogen atoms. can be manufactured in a similar manner.
  • Compounds in which all Z 1 in general formula AA-C1 are hydrogen atoms can be produced, for example, according to the method described in the following literature. Chemistry Letters, 2014, Vol. 43, No. 10, pp. 1532-1534
  • compounds in which all Z 1 are hydrogen atoms can also be obtained as commercial products (for example, SO1450 and SO1458 manufactured by Hybrid Plastics).
  • the silsesquioxane derivative can also have a structure represented by, for example, the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AA-Q1").
  • general formula AA-Q1 general formula AA-Q1
  • Z 1 is independently at least two of Z 1 have a structure represented by general formula (Z1-1)
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) exists, Z 1 that is not a structure is H or a structure represented by general formula (Z1-S), Q S1 in general formula (Z1-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • At least two of Z 1 are structures represented by general formula (Z1-1). Although all eight Z 1 may have this structure, it is preferable that two to six of the eight Z 1 have this structure, more preferably two to four have this structure, and two or three are more preferably this structure.
  • X in general formula (Z1-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • Description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-Q1 is omitted because it duplicates the description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1.
  • X of general formula (Z1-1) in general formula AA-D1 can also be treated as the explanation of X of general formula (Z1-1) in general formula AA-Q1. Therefore, for example, X is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because it can further suppress yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions around 400°C. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable.
  • linking group that connects X belonging to Z 1 and O adjacent to Z 1 , for example, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group, a carbonyl group, a substituted or unsubstituted arylene group, A group represented by the following structural formula (C) can be mentioned.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene a group in which the carbon adjacent to X constituting the group) is substituted with a heteroatom
  • the edged Si is connected to O adjacent to Z1, and the edged Q2 is connected to X.
  • Q 2 shown at the end is connected to X means that when Q 2 shown at the end is a single bond, Si adjacent to Q 2 shown at the end is connected to X ,
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to X constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to X constituting the is substituted with a hetero atom is connected to X.
  • linking group Description of the linking group is omitted because it overlaps with the description of the linking group of general formula AA-D2. Therefore, the description of the linking group of general formula AA-D2 can also be treated as the description of the linking group of general formula AA-Q1.
  • Z 1 that is not a structure represented by general formula (Z1-1) is H, that is, a hydrogen atom, or a structure represented by general formula (Z1-S). If Z1 is H, gelation of the polyamic acid solution may easily occur.
  • the structure represented by the general formula (Z1-S) is preferable because it can suppress gelation of the polyamic acid solution.
  • Q S1 in general formula (Z1-S) the explanation of Q S1 is omitted because it overlaps with the explanation of R 1 in general formula AA-D1. Therefore, the description of R 1 in general formula AA-D1 can also be treated as the description of Q S1 . Since there is a preferred embodiment specific to Q S1 , a description of the preferred embodiment is added.
  • QS1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group from the viewpoint of raw material availability.
  • Silsesquioxane derivatives of general formula AA-Q1 can be prepared, for example, by the procedure described for general formula AA-D2, except for preparing compounds in which all Z 1 in general formula AA-Q1 are hydrogen atoms. can be manufactured in a similar manner.
  • a compound in which all Z 1 are hydrogen atoms in the general formula AA-Q1 can be obtained by, for example, preparing a tetramethylammonium salt corresponding to a compound in which all Z 1 are hydrogen atoms, based on the method described in the following literature: It can be produced by protonation with an acid. Chemistry Letters, 2018, Vol. 47, No. 12, pp. 1530-1533
  • a tetramethylammonium salt corresponding to a compound in which all Z 1 in general formula AA-Q1 are hydrogen atoms is also available as a commercial product (for example, Hybrid Plastics MS0860).
  • silsesquioxane derivatives with random structures Examples of silsesquioxane derivatives with random structures will be described later.
  • the silsesquioxane derivative can have two or more amino groups. If the silsesquioxane derivative has two or more amino groups, it can be reacted with carboxylic acids.
  • the number of amino groups per molecule of the silsesquioxane derivative may be, for example, 3 or more, 4 or more, 5 or more, or 6 or more.
  • the number of amino groups per molecule may be, for example, 10 or less, or 8 or less.
  • the number of amino groups per molecule is preferably 2 or more and 8 or less.
  • the number of amino groups per molecule is preferably 2-10, more preferably 2.5-6.
  • the resulting polyimide chains are appropriately crosslinked, so that the toughness of the polyimide film can be further improved.
  • silsesquioxane derivative When the silsesquioxane derivative has two or more amino groups, it does not have two or more acid anhydride groups.
  • Each amino group preferably has a linking group that links the amino group to the Si that is closest to the amino group in terms of bonding among the Si that constitutes the silsesquioxane derivative. Since the linking group will be described in detail in the silsesquioxane derivative represented by the general formula AM-D1 described later, only a brief description will be given here for the purpose of avoiding duplication. Examples of the linking group include structures described for Z 2 in general formula AM-D1 described later.
  • linking group that links both (the amino group and the Si constituting the silsesquioxane derivative, which is closest to the amino group in terms of bonding), for example, a substituted or unsubstituted, linear or A branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, a group represented by the structural formula (CS) below, an ester group (ie ester bond), an amide group (ie amide bond), and any two thereof One or more combinations can be mentioned.
  • the amino group is bound to the ring represented by Y (see general formula AM-D1 below)
  • the linking group further has a ring represented by Y. be able to.
  • the linking group is a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, a group represented by the structural formula (CS) described later, an ester group. (that is, ester bond), an amide group (that is, amide bond), or any combination of two or more thereof, and further has a ring represented by Y.
  • Y is a substituted or unsubstituted aromatic ring
  • an amino group can be attached to the substituted or unsubstituted aromatic ring.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • the linking groups each independently preferably have a substituted or unsubstituted aromatic ring bonded to the amino group. This is because yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high-temperature conditions can be further suppressed as compared with the case where the linking group has an aliphatic ring instead of an aromatic ring.
  • a detailed description of the substituted or unsubstituted aromatic ring will be given in the silsesquioxane derivative represented by the general formula AM-D1 described below, and thus is omitted here for the purpose of avoiding duplication.
  • the silsesquioxane derivative can have, for example, a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AM-D1").
  • general formula AM-D1 a structure represented by the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AM-D1").
  • each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Q 1 is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon
  • Y belonging to Z 2 and Si adjacent to Z 2 may be connected by a single bond or may be connected by a connecting group,
  • the amino group belonging to general formula (Z2-2) and Si adjacent to Z2 are linked by a linking group.
  • the silsesquioxane derivative represented by general formula AM-D1 includes all geometric isomers within the range of general formula AM-D1.
  • a geometric isomer represented by the general formula AM-D1 there is a geometric isomer in which a pair of Q 1 and Z 2 bonded to Si are different in the orientation of bonding to the ring plane, in the general formula AM-D1
  • the represented silsesquioxane derivatives include these.
  • R 1 in general formula AM-D1 is omitted because it duplicates the description of R 1 in general formula AA-D1. Therefore, the description of R 1 of general formula AA-D1 can also be treated as the description of R 1 of general formula AM-D1. Therefore, for example, R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group or a phenyl group, more preferably a phenyl group.
  • Q1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group, more preferably a methyl group, because the production difficulty is relatively low.
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • Description of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-D1 is omitted because it duplicates description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1. Therefore, the explanation of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1 can also be treated as the explanation of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-D1.
  • Y is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because it can further suppress yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions of, for example, around 400°C. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable.
  • Y belonging to Z 2 and Si adjacent to Z 2 may be connected with a single bond or may be connected with a connecting group.
  • the linking group that connects the two include a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, a group represented by the following structural formula (CS), an ester group ( ie ester linkages), amide groups (ie amide linkages), and combinations of any two or more thereof.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene a group in which the carbon adjacent to Y constituting the group) is substituted with a heteroatom
  • the O shown on the edge is connected to Si adjacent to Z2
  • the Q2 shown on the edge is connected to Y.
  • Q 2 shown at the end is connected to Y means that Si adjacent to Q 2 shown at the end is connected to Y when Q 2 shown at the end is a single bond.
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to Y constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to Y constituting
  • linking group in general formula AM-D1 is omitted because it overlaps with the description of the linking group in general formula AA-D1. Therefore, the description of the linking group in general formula AA-D1 can also be treated as the description of the linking group in general formula AM-D1.
  • the linking group is preferably a combination of a substituted or unsubstituted arylene group and an amide group, and more preferably a combination of a p-phenylene group and an amide group.
  • the following structures are preferred. Note that the structural formula below indicates that the p-phenylene group is bonded to Si. It shows that the amide group is attached to Y. That is, it indicates that the carbon atoms constituting the amide group are bonded to Y.
  • Z2 preferably has the following structure.
  • the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred.
  • Both are preferably connected by a single bond. This is because the yellowing of polyimide (for example, a polyimide film) under high temperature conditions can be further suppressed by connecting the two with a single bond.
  • polyimide for example, a polyimide film
  • the structure represented by general formula (Z2-1) is preferably the following structure. That is, when both are linked by a single bond, Z2 preferably has the following structure.
  • the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred. That is, Z 2 more preferably has the following structure.
  • the amino group belonging to general formula (Z2-2) and Si adjacent to Z 2 are linked by a linking group.
  • the linking group that links the two include a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, a group represented by the above structural formula (C—S), an ester group ( ie ester linkages), amide groups (ie amide linkages), and combinations of any two or more thereof.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-D1 is omitted because it overlaps with the description of the linking group of general formula AA-D1. Therefore, the description of the linking group in general formula AA-D1 can also be treated as the description of the linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-D1. Since there is a most preferred specific example unique to the linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-D1, the description of the most preferred specific example will be added.
  • the linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-D1 is a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group for the reason that the production difficulty is relatively low. An unsubstituted straight-chain alkylene group having 6 or less carbon atoms is preferred, and an n-propylene group, that is, a trimethylene group is even more preferred.
  • Both of Z 2 are structures represented by general formula (Z2-1), or both of Z 2 are structures represented by general formula (Z2-2) preferable.
  • the silsesquioxane derivative represented by the general formula AM-D1 is produced, for example, based on the method described in the literature listed in the explanation of the production of the silsesquioxane derivative represented by the general formula AA-D1. can do. For example, it can be produced in the same procedure as described for general formula AA-D1, except that a compound having an amino group is used instead of a compound having an acid anhydride group. In addition, in the compound having an amino group, the amino group may be protected.
  • silsesquioxane derivatives represented by the general formula AM-D1 the following silsesquioxane derivatives used in Examples described later are described as being produced in JP-A-2006-265243. ing.
  • the silsesquioxane derivative can also have a structure represented by, for example, the following general formula (hereinafter sometimes referred to as "general formula AM-D2").
  • general formula AM-D2 wherein each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 2 are each independent, at least two of Z 2 have a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2);
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 2 that is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2)
  • Z 2 that is not such a structure is H
  • general formula (Z2- S) is a structure represented by Q S1 in general formula (Z2-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • the silsesquioxane derivative represented by general formula AM-D2 includes all geometric isomers within the range of general formula AM-D2.
  • a geometric isomer represented by the general formula AM-D2 there exists a geometric isomer in which the pair of R 1 and OZ 2 bonded to Si are different in the orientation of bonding to the ring plane.
  • Silsesquioxane derivatives represented by D2 include these.
  • R 1 in general formula AM-D2 is omitted because it duplicates the description of R 1 in general formula AA-D1. Therefore, the description of R 1 of general formula AA-D1 can also be treated as the description of R 1 of general formula AM-D2. Therefore, for example, R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group or a phenyl group, more preferably a phenyl group.
  • At least two of Z 2 are each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2). That is, two of the four Z 2 may independently be a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2), and three of which are Each independently may be a structure represented by the general formula (Z2-1) or a structure represented by the general formula (Z2-2), and each of the four may be independently represented by the general formula (Z2- 1) or a structure represented by general formula (Z2-2).
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • Description of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-D2 is omitted because it duplicates description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1. Therefore, the explanation of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1 can also be treated as the explanation of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-D2.
  • X is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because it can further suppress yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions around 400°C. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable.
  • linking group that connects Y belonging to Z 2 and O adjacent to Z 2 , for example, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group, a carbonyl group, a substituted or unsubstituted arylene group, A group represented by the following structural formula (C) can be mentioned.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched A group in which the carbon adjacent to Y constituting the alkylene group) is substituted with a hetero atom
  • the Si shown at the edge is connected to O adjacent to Z2
  • the Q2 shown at the edge is connected to Y.
  • Q2 shown at the end is connected to Y means that Si adjacent to Q2 shown at the end is connected to Y when Q2 shown at the end is a single bond.
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to Y constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to Y constituting
  • a carbonyl group is preferable as the linking group.
  • the structure represented by general formula (Z2-1) is preferably the following structure. That is, when the linking group is a carbonyl group, Z2 preferably has the following structure. In this structure, the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred.
  • a group represented by structural formula (C) is also preferred.
  • Z 2 preferably has the following structure. In this structure, the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred.
  • linking group of general formula (Z2-1) should be given as the linking group linking the amino group belonging to general formula (Z2-2) and O adjacent to Z 2 .
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-D2 is omitted because it duplicates the description of the linking group of general formula AA-D2. Therefore, the description of the linking group of general formula AA-D2 can also be treated as the description of the linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-D2. Therefore, for example, groups represented by Structural Formula (C) are preferred.
  • Z 2 preferably has the following structure.
  • Z 2 which is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2), is H, that is, a hydrogen atom, or a structure represented by general formula (Z2-S) is. If Z2 is H, gelation of the polyamic acid solution may easily occur.
  • the structure represented by the general formula (Z2-S) is preferable because it can suppress gelation of the polyamic acid solution.
  • Q S1 in general formula (Z2-S), the explanation of Q S1 overlaps with the explanation of R 1 , so it is omitted. Thus, the description of R1 can also be treated as the description of QS1 . Since there is a preferred embodiment specific to Q S1 , a description of the preferred embodiment is added.
  • QS1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group from the viewpoint of raw material availability.
  • all four Z 2 have a structure represented by general formula (Z2-1), or all four Z 2 have a structure represented by general formula (Z2- The structure represented by 2) is preferable.
  • silsesquioxane derivative represented by general formula AM-D2 is the same procedure as described for general formula AA-D2 except that a compound having an amino group is used instead of a compound having an acid anhydride group. It can be manufactured by such a procedure. In addition, in the compound having an amino group, the amino group may be protected.
  • the silsesquioxane derivative can also have a structure represented by, for example, the following general formula (hereinafter sometimes referred to as “general formula AM-C1”).
  • general formula AM-C1 wherein each R 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms
  • Z 2 are each independent, at least two of Z 2 are each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2);
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 2 that is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2)
  • Z 2 that is not such a structure is H
  • general formula (Z2- S) is a structure represented by Q S1 in general formula (Z2-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • the silsesquioxane derivative represented by general formula AM-C1 includes all geometric isomers within the scope of general formula AM-C1.
  • a geometric isomer represented by the general formula AM-C1 there is a geometric isomer in which a pair of R 1 and OZ 2 bonded to Si are different in the orientation of bonding to the ring plane.
  • Silsesquioxane derivatives represented by C1 include these.
  • R 1 in general formula AM-C1 is omitted because it duplicates the description of R 1 in general formula AA-D1. Therefore, the description of R 1 of general formula AA-D1 can also be treated as the description of R 1 of general formula AM-C1. Therefore, for example, R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, an isooctyl group, a trifluoropropyl group or a phenyl group, more preferably a phenyl group.
  • At least two of Z 2 are each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2). That is, two of the three Z 2 may independently be a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2), and three of which are Each independently may be a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2).
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • Description of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-C1 is omitted because it duplicates the description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1. Therefore, the explanation of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1 can also be treated as the explanation of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-C1.
  • Y is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because it can further suppress yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions of, for example, around 400°C. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable.
  • linking group that connects Y belonging to Z 2 and O adjacent to Z 2 , for example, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group, a carbonyl group, a substituted or unsubstituted arylene group, A group represented by the following structural formula (C) can be mentioned.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group) is a group in which the carbon adjacent to Y is substituted with a heteroatom,
  • the Si shown at the edge is connected to O adjacent to Z2
  • the Q2 shown at the edge is connected to Y.
  • Q2 shown at the end is connected to Y means that Si adjacent to Q2 shown at the end is connected to Y when Q2 shown at the end is a single bond.
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to Y constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to Y constituting
  • linking group is omitted because it overlaps with the description of the linking group of general formula AA-D2. Therefore, the description of the linking group of general formula AA-D2 can also be treated as the description of the linking group of general formula AM-C1. Therefore, for example, a carbonyl group is preferable as the linking group.
  • the structure represented by general formula (Z2-1) is preferably the following structure. That is, when the linking group is a carbonyl group, Z2 preferably has the following structure. In this structure, the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred.
  • a group represented by structural formula (C) is also preferred.
  • Z 2 preferably has the following structure. In this structure, the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred.
  • linking group of general formula (Z2-1) should be given as the linking group linking the amino group belonging to general formula (Z2-2) and the O adjacent to Z 2 .
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-C1 is omitted because it overlaps with the description of the linking group of general formula AA-D2. Therefore, the description of the linking group of general formula AA-D2 can also be treated as the description of the linking group of general formula (Z2-2) in general formula AM-C1. Therefore, for example, groups represented by Structural Formula (C) are preferred.
  • Z 2 preferably has the following structure.
  • At least two of Z 2 are preferably structures represented by general formula (Z2-1), or at least two of Z 2 are preferably structures represented by general formula (Z2-2).
  • Z 2 which is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2), is H, that is, a hydrogen atom, or a structure represented by general formula (Z2-S) is. If Z2 is H, gelation of the polyamic acid solution may easily occur.
  • the structure represented by the general formula (Z2-S) is preferable because it can suppress gelation of the polyamic acid solution.
  • Q S1 in general formula (Z2-S), the explanation of Q S1 overlaps with the explanation of R 1 , so it is omitted. Thus, the description of R1 can also be treated as the description of QS1 . Since there is a preferred embodiment specific to Q S1 , a description of the preferred embodiment is added.
  • QS1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group from the viewpoint of raw material availability.
  • Z2-S a structure represented by the general formula (Z2-S).
  • the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred.
  • Z2 two of Z 2 have the structures below and one has a structure represented by general formula (Z2-S).
  • Z2-S general formula
  • the position of the amino group may be the ortho position, the meta position, or the para position. Among them, the para position is preferred.
  • Z2-S a structure represented by general formula (Z2-S).
  • silsesquioxane derivative represented by general formula AM-C1 is the same procedure as described for general formula AA-C1 except that a compound having an amino group is used instead of a compound having an acid anhydride group. It can be manufactured by such a procedure. In addition, in the compound having an amino group, the amino group may be protected.
  • the silsesquioxane derivative can also have a structure represented by, for example, the following general formula (hereinafter sometimes referred to as “general formula AM-Q1”).
  • general formula AM-Q1 a structure represented by, for example, the following general formula (hereinafter sometimes referred to as “general formula AM-Q1”).
  • Z 2 are each independently at least two of Z 2 are each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2);
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least one of the carbon atoms constituting these rings is a hetero atom.
  • Z 2 that is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2)
  • Z 2 that is not such a structure is H
  • general formula (Z2- S) is a structure represented by Q S1 in general formula (Z2-S) is each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; It represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms.
  • At least two of Z 2 are each independently a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2). All eight Z 2 may each independently be a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2), but Z 2 out of eight , two to six may each independently be a structure represented by general formula (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2), and two to four of Each independently may be a structure represented by the general formula (Z2-1) or a structure represented by the general formula (Z2-2), and two or three may each independently be a structure represented by the general formula It may be a structure represented by (Z2-1) or a structure represented by general formula (Z2-2).
  • Y in general formula (Z2-1) is a substituted or unsubstituted aromatic ring, a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, and at least A heterocyclic ring in which one is substituted with a heteroatom, or a ring in which at least two of these are fused.
  • Description of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-Q1 is omitted because it duplicates the description of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1. Therefore, the explanation of X in general formula (Z1-1) in general formula AA-D1 can also be treated as the explanation of Y in general formula (Z2-1) in general formula AM-Q1.
  • Y is preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring because it can further suppress yellowing of polyimide (for example, polyimide film) under high temperature conditions, for example, around 400°C. Considering the difficulty of production, an unsubstituted aromatic ring is more preferable.
  • linking group that connects Y belonging to Z 2 and O adjacent to Z 2 , for example, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group, a carbonyl group, a substituted or unsubstituted arylene group, A group represented by the following structural formula (C) can be mentioned.
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • each Q 1 is independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; represents a substituted or unsubstituted aryl group having 15 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted arylalkyl group having 15 or less carbon atoms, n is an integer from 0 to 8,
  • Q 2 is a single bond, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, or an alkylene group (specifically, a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene a group in which the carbon adjacent to Y constituting the group) is substituted with a heteroatom
  • the Si shown at the edge is connected to O adjacent to Z2
  • the Q2 shown at the edge is connected to Y.
  • Q 2 shown at the end is connected to Y means that Si adjacent to Q 2 shown at the end is connected to Y when Q 2 shown at the end is a single bond.
  • Q 2 shown at the end is an alkylene group, an arylene group, or a group in which the carbon adjacent to Y constituting the alkylene group is substituted with a hetero atom, an alkylene group, an arylene group, or an alkylene group It means that the group in which the carbon adjacent to Y constituting
  • linking group is omitted because it overlaps with the description of the linking group of general formula AA-D2. Therefore, the description of the linking group of general formula AA-D2 can also be treated as the description of the linking group of general formula AM-Q1.
  • linking group of general formula (Z2-1) should be given as the linking group linking the amino group belonging to general formula (Z2-2) and the O adjacent to Z 2 .
  • the linking groups can be independent of each other. That is, each linking group can be a unique structure.
  • Z 2 which is neither a structure represented by general formula (Z2-1) nor a structure represented by general formula (Z2-2), is H, that is, a hydrogen atom, or a structure represented by general formula (Z2-S) is. If Z2 is H, gelation of the polyamic acid solution may easily occur.
  • the structure represented by the general formula (Z2-S) is preferable because it can suppress gelation of the polyamic acid solution.
  • Q S1 in general formula (Z2-S) the explanation of Q S1 is omitted since it overlaps with the explanation of R 1 in general formula AA-D1. Therefore, the description of R 1 in general formula AA-D1 can also be treated as the description of Q S1 . Since there is a preferred embodiment specific to Q S1 , a description of the preferred embodiment is added.
  • QS1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group from the viewpoint of raw material availability.
  • silsesquioxane derivative represented by general formula AM-Q1 is the same procedure as described for general formula AA-Q1, except that a compound having an amino group is used instead of a compound having an acid anhydride group. It can be manufactured by such a procedure. In addition, in the compound having an amino group, the amino group may be protected.
  • silsesquioxane derivatives having a random type structure include, for example, silsesquioxane compound A having two or more acid anhydride groups, described below.
  • the silsesquioxane compound A is a novel silsesquioxane compound.
  • the novel silsesquioxane compound A is selected from the thiol group of condensate B, which is a thiol group-containing silsesquioxane compound, vinyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, and acid chloride group. It is a silsesquioxane compound obtained by reacting with a reactive group of dicarboxylic anhydride C having at least one reactive group.
  • the condensate B is a thiol group-containing trialkoxysilane a1 represented by the general formula: R 1 Si(OR 2 ) 3 , (Wherein, R 1 represents an organic group in which at least one hydrogen of an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, or aromatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms is substituted with a thiol group, R 2 independently represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group.) It is a condensate B of trialkoxysilanes a2 having no thiol group.
  • silsesquioxane compound A can also be partially specified as two repeating units. That is, the novel silsesquioxane compound A preferably has structural units represented by the following general formulas (1) and (2).
  • Q 1 represents a C 1-8 aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, or aromatic hydrocarbon group
  • Q 2 is a single bond, a C 1-8 hydrocarbon group , an organic group in which one or more carbon atoms of a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms are substituted with oxygen, or a carbonyl group
  • X is a carbon-carbon bond or 4 to 10 carbon atoms is an aliphatic ring, an aromatic ring, or a heterocyclic ring in which some of the carbon atoms constituting these are substituted with oxygen or sulfur, and one or more of the hydrogens bonded to them is substituted with a hydrocarbon group Well, 1.0 ⁇ m ⁇ 2.0 and 1.4 ⁇ n ⁇ 1.6.
  • Q3 represents an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and 1.4 ⁇ n ⁇ 1.6.
  • novel silsesquioxane compound A can be suitably produced, for example, by a production method including the following steps in order.
  • thiol group-containing trialkoxysilanes a1 represented by the general formula: R 1 Si(OR 2 ) 3 ;
  • R 1 represents an organic group in which at least one hydrogen of an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, or aromatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms is substituted with a thiol group
  • R 2 independently represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group.
  • thiol group-containing silsesquioxane compound (condensate B) and at least one reactive group selected from a vinyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, and an acid chloride group It can also be obtained by reacting with a dicarboxylic anhydride C having
  • Condensate B is a condensate of thiol group-containing trialkoxysilanes a1 and trialkoxysilanes a2 having no thiol group.
  • Condensate B for example, an organic/inorganic hybrid resin Compoceran SQ (product name: SQ107 or SQ109, Arakawa Chemical Industries, Ltd.) can be used.
  • the condensate B synthesized by a method including the above 1st to 3rd steps can be used.
  • thiol group-containing trialkoxysilanes a1 represented by the general formula: R 1 Si(OR 2 ) 3 , trialkoxysilanes a2 having no thiol group, and water are combined with an acidic catalyst. It is a step of obtaining a reaction mixture x by hydrolyzing with
  • R 1 represents an organic group in which at least one hydrogen of an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, or aromatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms is substituted with a thiol group
  • R 2 independently represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group.
  • “1 to 8 carbon atoms” are intended to modify aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups, but from the relationship with the minimum carbon number, more accurately means an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 8 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms.
  • R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms having a straight chain, a branched chain, or an aliphatic ring, or a carbon represents an organic group in which at least one hydrogen of an aromatic hydrocarbon group of numbers 6 to 8 is substituted with a thiol group;
  • R 1 is preferably a linear hydrocarbon group from the viewpoint of imparting flexibility to the polymer chain, and preferably an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group from the viewpoint of enhancing heat resistance.
  • R 2 independently of each other may have a hydrogen atom, a linear or branched chain, or an aliphatic ring-containing hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydrocarbon group; Represents 6-8 aromatic hydrocarbon groups.
  • R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A methyl group or an ethyl group is particularly preferred.
  • component (a1)) Specific examples include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltripropoxysilane, 3-mercapto propyltributoxysilane, 1,4-dimercapto-2-(trimethoxysilyl)butane, 1,4-dimercapto-2-(triethoxysilyl)butane, 1,4-dimercapto-2-(tripropoxysilyl)butane, 1,4-dimercapto-2-(tributoxysilyl)butane, 2-mercaptomethyl-3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-mercaptomethyl-3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptomethyl-3-mercaptopropyl tripropoxysilane, 2-mercaptomethyl-3-mercapto
  • Examples of trialkoxysilanes a2 having no thiol group include compounds represented by the general formula: R 3 Si(OR 2 ) 3 .
  • R 3 represents an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms
  • R 2 each independently represents a hydrogen atom, a carbon number 1 to 8 aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, or aromatic hydrocarbon group.
  • R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms having a linear or branched chain or an aliphatic ring, or a hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms which may have a hydrocarbon group. represents an aromatic hydrocarbon group.
  • R 2 is as described for component (a1), and may be the same as or different from R 2 in component (a1).
  • component (a2) examples include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxysilane.
  • Component (a2) can be used either singly or in combination of two or more. By using these, the amount of thiol groups can be adjusted, so that the degree of cross-linking of the finally obtained polyimide can be adjusted and the proportion of the inorganic component in the polyimide can be increased.
  • the molar ratio of the trialkoxysilanes a2 in the alkoxysilanes is preferably 0.1 or more and 0.7 or less. It is more preferably 2 or more and 0.7 or less.
  • the larger the molar ratio the smaller the amount of thiol groups contained per molecule, and the smaller the molar ratio, the larger the amount of thiol groups.
  • the resulting polyimide chain is appropriately crosslinked, and the effect of improving physical properties is sufficient.
  • Condensate B which is a thiol group-containing silsesquioxane, can be obtained by using component (a1) and component (a2), hydrolyzing them, and then condensing them.
  • the alkoxy groups contained in the component (a1) and the component (a2) are converted into silanol groups by the hydrolysis reaction, and alcohol is produced as a by-product.
  • the amount of water required for the hydrolysis reaction is expressed as a molar ratio ([number of moles of water used for hydrolysis reaction]/[total number of moles of each alkoxy group contained in component (a1) and component (a2)]).
  • 0.4 to 10 are preferred. When this molar ratio is 0.4 or more and less than 0.5, some alkoxy groups will remain in the resulting thiol group-containing silsesquioxane, but adhesion to inorganic materials can be improved. Moreover, in the case of 0.5 to 10, substantially no alkoxy group remains in the thiol group-containing silsesquioxane to be obtained, and a thick film cured product can be easily produced.
  • dialkoxysilanes and/or tetraalkoxysilanes may be further used within a range that does not impair the effects of the present invention (for example, 50 mol % or less). It is possible.
  • any conventionally known acidic catalyst that can function as a hydrolysis catalyst can be used. However, since it is necessary to substantially remove the acid catalyst after the hydrolysis reaction, it is preferably one that can be easily removed. These include formic acid, which has a low boiling point and can be removed by vacuum, and solid acid catalysts, which can be easily removed by methods such as filtration.
  • solid acid catalysts examples include cation exchange resins, activated clay, and carbon-based solid acids.
  • cation exchange resins are preferable because they have high catalytic activity and are easily available.
  • As the cation exchange resin a strong acid type cation exchange resin and a weak acid type cation exchange resin can be used.
  • Diaion SK series, Diaion UBK series, Diaion PK series, Diaion HPK25/PCP series all product names of Mitsubishi Chemical Corporation
  • the type of ion-exchange resin to be used can be arbitrarily selected depending on the reaction rate, suppression of side reactions, etc., strongly acidic ion-exchange resins are particularly preferred from the viewpoint of reactivity.
  • the amount of the acid catalyst to be added is preferably 0.1 to 25 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, with respect to 100 parts by mass in total of the components (a1) and (a2).
  • it is 25 parts by mass or less, it tends to be easy to remove in a later step, which tends to be economically advantageous.
  • the amount is 0.1 parts by mass or more, the reaction can proceed appropriately, and there is a tendency that the reaction time does not become too long.
  • the reaction temperature and time can be arbitrarily set according to the reactivity of component (a1) and component (a2), but are usually about 0 to 100°C, preferably about 20 to 60°C for about 1 minute to 2 hours.
  • the hydrolysis reaction can be carried out in the presence or absence of a solvent, preferably without solvent.
  • a solvent the type of solvent is not particularly limited, and one or more arbitrary solvents can be selected and used, but it is preferable to use the same solvent as used in the condensation reaction described below.
  • the second step is to remove the acidic catalyst from the reaction mixture x to obtain a reaction mixture y. That is, it is necessary to substantially remove the acid catalyst from the system after the hydrolysis reaction in the first step is completed. If not removed, the reaction does not proceed in the condensation reaction described later, the silanol group is not completely consumed, or the system gels due to an abnormal increase in the molecular weight. Oxane (condensate B) cannot be obtained.
  • the method for removing the acidic catalyst can be appropriately selected from various known methods depending on the catalyst used. For example, as described above, when formic acid is used, it can be easily removed by reducing pressure, and when a solid acid catalyst is used, it can be easily removed by a method such as filtration after completion of the condensation reaction.
  • by-product alcohol and excess water may be removed by a method such as decompression. Further, by diluting with the solvent used for the condensation reaction after removal, it is possible to facilitate the addition of the hydrolyzate in the subsequent condensation reaction.
  • the third step is a step of obtaining a condensate B having a thiol group by mixing and condensing a polar solvent containing a basic catalyst and the reaction mixture y.
  • a condensation reaction water is by-produced between the silanol groups, and alcohol is by-produced between the silanol groups and the alkoxy groups, forming siloxane bonds.
  • a conventionally known basic catalyst capable of functioning as a dehydration condensation catalyst can be arbitrarily used in the condensation reaction.
  • the basic catalyst preferably has a high basicity, and specific examples thereof include alkali salts such as sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH) and calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ); Organic amines such as 8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide and ammonium hydroxides such as Any one of the exemplified compounds can be used alone or in combination as appropriate. Among the exemplified compounds, tetramethylammonium hydroxide is particularly preferred because of its high catalytic activity and easy availability. In addition, when these basic catalysts are used as an aqueous solution, the hydrolysis reaction proceeds even in the condensation reaction step. , should be adjusted accordingly.
  • alkali salts such as sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH)
  • the amount of the basic catalyst to be added is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 2 parts by mass, with respect to 100 parts by mass in total of component (a1) and component (a2). more preferred. If the amount of the basic catalyst added is 5 parts by mass or less, the cured product prepared using the obtained thiol group-containing silsesquioxane (condensate B) is difficult to color, and when removing the catalyst, it is removed. This tends to make the process of On the other hand, when the amount is 0.01 part by mass or more, the reaction can proceed appropriately, and there is a tendency that the reaction time does not become too long.
  • the reaction temperature can be arbitrarily set according to the reactivity of component (a1) and component (a2), but is usually about 40 to 150°C, preferably about 60 to 100°C.
  • the condensation reaction is preferably carried out in the presence of a polar solvent, and from the viewpoint of the stability of the obtained silsesquioxane compound A and its copolymer amic acid solution and the quality of the resulting film, a solvent such as toluene is used. It is more preferable not to contain a non-polar solvent.
  • polar solvent a polar solvent that exhibits compatibility with water is preferable, and glycol ethers are particularly preferable.
  • glycol ethers dialkyl glycol ether solvents are particularly preferred.
  • dialkyl glycol ether-based solvents compatible with water include ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether.
  • Glycol ether acetate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), dipropylene glycol monomethyl ether acetate, and propylene glycol monoethyl ether acetate can also be used.
  • the condensation reaction can also be carried out by setting the reaction temperature to a polar solvent containing a dehydration condensation catalyst and sequentially adding a solution containing the hydrolyzate obtained in the hydrolysis reaction.
  • the method of addition can be appropriately selected from various known methods.
  • the time required for addition can be arbitrarily set depending on the reactivity of component (a1) and component (a2), but is usually about 30 minutes to 12 hours.
  • the total molar ratio of unreacted alkoxy groups ([total number of moles of unreacted alkoxy groups]/[total number of moles of each alkoxy group contained in component (a1) and component (a2)]) is 0.5. It is preferable to proceed so that it becomes 2 or less, and it is more preferable to make it substantially 0. When this molar ratio is more than 0 and 0.2 or less, some alkoxy groups will remain in the resulting thiol group-containing silsesquioxane (condensate B), but adhesion to inorganic materials is preferable in terms of improvement.
  • the condensation reaction is preferably carried out by diluting with a solvent so that the total concentration of component (a1) and component (a2) is about 2 to 80% by mass, more preferably 15 to 75% by mass. It is preferable to use a solvent having a boiling point higher than that of water and alcohol produced by the condensation reaction, because these can be distilled off from the reaction system. A concentration of 2% by mass or more is preferable because the thiol group-containing silsesquioxane (condensate B) contained in the obtained curable composition is sufficient. When it is 80% by mass or less, it becomes difficult to gel during the reaction, and the resulting condensate B tends to have an appropriate molecular weight.
  • the removal method can be appropriately selected from various known methods depending on the catalyst used. For example, when tetramethylammonium hydroxide is used, it can be removed by adsorption and removal with a cation exchange resin after completion of the condensation reaction.
  • ⁇ Fourth step> the condensate B and a dicarboxylic anhydride C having at least one reactive group selected from a vinyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, and an acid chloride group. This is the step of reacting.
  • a dicarboxylic anhydride having a functional group capable of reacting with a thiol group is used as the dicarboxylic anhydride C (hereinafter referred to as component (C)).
  • component (C) dicarboxylic anhydrides having vinyl groups, acryl groups, methacryl groups, allyl groups, alkenyl groups, cycloalkenyl groups, alkynyl groups, or acid chloride groups
  • a dicarboxylic anhydride having a vinyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, or an acid chloride group can be used.
  • the dicarboxylic anhydride C preferably has the following structure.
  • the following compounds and compounds having an acid chloride group are particularly preferred due to their high reactivity.
  • dicarboxylic anhydride C which has low reactivity, it is difficult to allow the reaction to proceed completely with only UV light, so it is preferable to use an oxidation catalyst such as oxygen or iron chloride in combination.
  • phthalic anhydride compounds having an aromatic ring structure are desirable from the viewpoint of improving the heat resistance of the resulting polyimide and suppressing yellowing under high-temperature conditions.
  • Maleic anhydride and cyclohexanedicarboxylic anhydride having a cyclic structure are desirable in terms of enhancing colorless transparency.
  • thiol group-containing silsesquioxane (condensate B) and the dicarboxylic anhydride C
  • a thiol-ene reaction or a reaction between a thiol group and an acid chloride group can be used.
  • the reaction mechanism differs depending on the type of carbon-carbon double bond and the presence or absence of a radical polymerization initiator. That is, when a compound having a vinyl group or an allyl group with low radical polymerizability is used as component (C), only the en-thiol reaction proceeds, and the thiol group in condensate B and component (C) Carbon-carbon double bonds react at approximately 1:1 (molar ratio) and are preferred. On the other hand, when a compound having a highly radically polymerizable acrylic group or methacrylic group is used as the component (C), the carbon-carbon double bond in the component (C) is particularly affected when a radical polymerization initiator is used in combination.
  • the polymerization reaction also proceeds in parallel, and the thiol group in the condensate B and the carbon-carbon double bond in the component (C) react at a ratio of about 1: 1 to 100 (molar ratio), so the effect of the invention is You may not get enough.
  • the molar ratio [number of moles of thiol groups contained in condensate B]/[component (C) The number of moles of carbon-carbon double bonds contained in]) is preferably 0.9 to 2.5, more preferably 1.0.
  • this molar ratio is 0.9 or more, the carbon-carbon double bond is less likely to remain after UV curing, and the weather resistance tends to be improved. Moreover, when it is 2.5 or less, the crosslink density of the cured product becomes sufficient, and there is a tendency to improve the heat resistance.
  • an ultraviolet light source As a thiol-ene reaction initiator, an ultraviolet light source, an organic material, an inorganic material, or oxygen can be used.
  • an ultraviolet light source for example, a high-pressure mercury lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, or an ultraviolet LED can be used.
  • Usable initiators are not particularly limited, and conventionally known photo cationic initiators, photo radical initiators, oxidizing agents, etc. can be arbitrarily selected.
  • photocationic initiators include sulfonium salts, iodonium salts, metallocene compounds, benzoin tosylate, etc., which are compounds that generate acid upon irradiation with ultraviolet rays. -6974, UVI-6990 (all trade names of Union Carbide Co., USA), Irgacure 264 (manufactured by BASF), CIT-1682 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), and the like.
  • the amount of the cationic photopolymerization initiator to be used is usually about 10 parts by weight or less, preferably 1 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the composition.
  • the photoradical initiator examples include Darocure 1173, Irgacure 651, Irgacure 184, Irgacure 907 (all trade names manufactured by BASF), benzophenone, and the like, preferably about 5 parts by weight or less per 100 parts by weight of the composition. is 0.1 to 2 parts by mass.
  • the reaction can be accelerated by adding an oxidizing agent such as iron oxide or iron chloride.
  • an ultraviolet light source or oxygen for the reaction without using a photoreaction initiator or photosensitizer.
  • condensation B silanol group amount of the silsesquioxane
  • unreacted acid chloride groups may be copolymerized with polyamic acid to form polyamidoimide.
  • organic bases are N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2- Imidazolidinone, imidazole, N-methylcaprolactam, imidazole, N,N-dimethylaniline and N,N-diethylaniline.
  • tertiary amines include pyridine, collidine, lutidine and triethylamine.
  • inorganic bases include potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate and sodium hydrogen carbonate.
  • a volatile base for substrate film applications that require high heat resistance and transparency, it is desirable to use a volatile base for the reaction. By removing hydrochloric acid by adding a base or heating the solution, gelation due to excessive reaction of silsesquioxane can be suppressed.
  • solvents used for the reaction Benzene, toluene, xylene, mesitylene, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide, N- Methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, imidazole, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, diethylsulfoxide, dimethylsulfone, diethylsulfone, hexamethylsulfolamide, cresol, pheno xylenol, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), triethylene glycol dimethyl ether (triglyme), tetraglyme, propylene glycol monomethyl ether acetate (
  • N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, or ⁇ -butyrolactone as the main component of the organic solvent.
  • a poor solvent such as toluene or xylene may be used to the extent that the polyimide resin or its precursor does not precipitate.
  • the silsesquioxane compound A having an acid anhydride group obtained in the fourth step can be used as it is after the reaction. It can also be used as a powder.
  • silsesquioxane compound A Having an Acid Anhydride Group
  • the silsesquioxane compound A that can be obtained as described above preferably has structural units represented by the following general formulas (1) and (2). It is more preferred to have only the structural units represented.
  • Q 1 represents a C 1-8 aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, or aromatic hydrocarbon group
  • Q 2 is a single bond, a C 1-8 hydrocarbon group , an organic group in which one or more carbon atoms of a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms are substituted with oxygen, or a carbonyl group
  • X is a carbon-carbon bond or 4 to 10 carbon atoms is an aliphatic ring, an aromatic ring, or a heterocyclic ring in which some of the carbon atoms constituting these are substituted with oxygen or sulfur, and one or more of the hydrogens bonded to them is substituted with a hydrocarbon group Well, 1.0 ⁇ m ⁇ 2.0 and 1.4 ⁇ n ⁇ 1.6.
  • Q3 represents an aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and 1.4 ⁇ n ⁇ 1.6.
  • Q 1 in general formula (1) may have a hydrocarbon group having 1
  • Q 1 examples include a hydrocarbon group in which the Si atom and the S atom of the compound exemplified as the thiol group-containing trialkoxysilanes a1 are bonded, or an aromatic hydrocarbon group.
  • Q 2 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms having a single bond, a straight chain, or a branched chain, an oxygen-containing hydrocarbon group in which one or more of the carbon atoms is substituted with oxygen, or a carbonyl group .
  • Q2 is preferably a straight-chain hydrocarbon group from the viewpoint of imparting flexibility to the polymer chain, and is preferably a single bond, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group from the viewpoint of enhancing heat resistance.
  • X is a carbon-carbon bond, or an aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms, an aromatic ring having 6 to 10 carbon atoms, or a heterocyclic ring in which some of the carbon atoms constituting these are substituted with oxygen or sulfur It is a ring, and one or more of the hydrogen atoms attached thereto may be substituted with a hydrocarbon group.
  • X is preferably a carbon-carbon bond from the viewpoint of imparting flexibility to the polymer chain, and preferably a single bond, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group from the viewpoint of improving heat resistance.
  • X is an aromatic hydrocarbon group, it is preferable from the viewpoint of being able to improve heat resistance and suppress discoloration under high temperature conditions.
  • Q2 and X include reactive residues of compounds exemplified as dicarboxylic anhydride C, excluding dicarboxylic anhydride groups.
  • the following chemical formulas show examples in which X is a heterocyclic ring in which a part of carbon atoms constituting an aliphatic or aromatic ring is substituted with oxygen or sulfur.
  • n is 1.0 ⁇ m ⁇ 2.0, and m is preferably 1 from the viewpoint of small steric hindrance and high reactivity of the dicarboxylic anhydride group.
  • m is 1.0 ⁇ m ⁇ 2.0 (that is, other than an integer)
  • a component (a1) having one thiol group and a component having two thiol groups are used in combination.
  • n is 1.4 ⁇ n ⁇ 1.6, and from the viewpoint of forming a more uniform three-dimensional structure, n is preferably 1.5.
  • the reason why n is assumed to be other than 1.5 is to allow a small amount of not only trialkoxysilane but also dialkoxysilane and tetraalkoxysilane to be mixed in the raw material.
  • Q 3 in the general formula (2) may have a hydrocarbon group with 1 to 8 carbon atoms having a straight chain, a branched chain, or an aliphatic ring, or a hydrocarbon group with 6 carbon atoms. represents an aromatic hydrocarbon group of ⁇ 8.
  • Q3 is preferably a short-chain or branched-chain hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group from the viewpoint of suppressing crystallization and improving heat resistance.
  • Specific examples of Q3 include a hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group that bonds to the Si atom of the compounds exemplified as the trialkoxysilanes a2.
  • the molar ratio of the structural units represented by the general formula (2) is preferably 0.1 or more and 0.7 or less, more preferably 0.2 or more and 0.7 or less.
  • the resulting polyimide chain is appropriately crosslinked, and the effect of improving physical properties is sufficient.
  • the number of acid anhydride groups (number of functional groups) per molecule of the silsesquioxane compound A is preferably 2-10, more preferably 2.5-6. When the number of functional groups is within this range, the resulting polyimide chain is moderately crosslinked, so that the effect of improving physical properties is sufficient.
  • the molecular weight of the silsesquioxane compound A is preferably 400-5000, more preferably 600-3000. When the molecular weight is within this range, the resulting polyimide is less likely to become non-uniform, and a uniform crosslinked structure is likely to be obtained.
  • a method for obtaining the silsesquioxane compound A having such a structure at the stage of the condensate B (thiol group-containing silsesquioxane compound), a cage-shaped, partially open cage-shaped, or ladder-shaped silsesquioxane A method of obtaining an oxane compound in advance and a method of using a commercially available thiol group-containing silsesquioxane compound having such a structure are exemplified.
  • Condensate B can be synthesized by dehydration condensation of dialkylsilanediol or dehydrochlorination reaction of dialkylsilanediol and dialkyldichlorosilane.
  • the catalyst, solvent, and substrate concentration used By adjusting the catalyst, solvent, and substrate concentration used, the production ratio of the specific structure can be increased.
  • a specific structure can be isolated by purifying the obtained product by methods such as recrystallization, solvent washing, and column separation. The method is not particularly limited.
  • T H 8 which is a type of cage structure, can be synthesized, for example, by hydrolyzing trichlorosilane in the presence of iron chloride (Bull. Chem. Soc. Jpn., 73, 215 (2000)).
  • T H 8 Various derivatives can be synthesized by further chemically modifying T H 8 as a starting material.
  • the organic group is introduced by reacting an alkenyl compound in the presence of a platinum catalyst.
  • Reaction of T H 8 with chlorine gives T Cl 8 and further reaction with methyl orthoformate can introduce a methoxy group.
  • T Ph 4 T Ph 3 (ONa) 3 having a double-decker structure is produced almost quantitatively when trimethoxy(phenyl)silane is hydrolyzed in the presence of sodium hydroxide.
  • the polyamic acid of the present invention is at least a copolymer reaction product of a silsesquioxane derivative (that is, a silsesquioxane compound), carboxylic acids, and diamines as described above.
  • a silsesquioxane derivative that is, a silsesquioxane compound
  • carboxylic acids that is, a silsesquioxane compound
  • diamines as described above.
  • silsesquioxane compound having more than two acid anhydride groups is used as the silsesquioxane compound, it is possible to form a crosslinked structure in the polyimide as a copolymerization component.
  • polyimides in general, there is a trade-off relationship between practical properties such as heat resistance and mechanical properties, and colorlessness (transparency or whiteness). In particular, toughness is improved while maintaining other main properties. It would be desirable to have a method for producing a polyimide film having a high density.
  • a polyimide film can be obtained, for example, by including a step of synthesizing polyamic acid in a solution, a step of forming a film from the polyamic acid solution, and a step of imidizing the polyamic acid.
  • Polyamic acid can be synthesized, for example, by reacting at least carboxylic acids, diamines and a silsesquioxane compound in a solvent. That is, at least carboxylic acids and diamines can be used as monomer components other than the silsesquioxane compound.
  • the carboxylic acids are not particularly limited, and include alicyclic tetracarboxylic anhydrides and aromatic tetracarboxylic anhydrides, tricarboxylic acids, and dicarboxylic acids that are commonly used in polyimide synthesis, polyamideimide synthesis, and polyamide synthesis. can be used.
  • Aromatics are preferred from the viewpoint of heat resistance, and alicyclics are preferred from the viewpoint of transparency. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the alicyclic tetracarboxylic anhydrides used in the present invention include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid, and 1,2,3,4-cyclohexane.
  • Tetracarboxylic acid 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, 3,3′,4,4′-bicyclohexyltetracarboxylic acid, bicyclo[2,2,1]heptane-2,3,5,6 -tetracarboxylic acid, bicyclo[2,2,2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetra carboxylic acids, tetrahydroanthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, tetradecahydro-1,4:5,8:9,10-trimethanoanthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, Decahydronaphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, Decahydro-1,4:5,8-dimethanonaphthalene-2,3,6,7-tetracar
  • dianhydrides having two acid anhydride structures are preferred, particularly 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexanetetracarboxylic acid Acid dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is preferred, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic An acid dianhydride is more preferred, and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride is even more preferred. In addition, these may be used independently and may use 2 or more types together.
  • aromatic tetracarboxylic anhydrides used in the present invention include 4,4′-(2,2-hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid, 4,4′-oxydiphthalic acid, bis(1,3-dioxo-1,3 -dihydro-2-benzofuran-5-carboxylic acid) 1,4-phenylene, bis(1,3-dioxo-1,3-dihydro-2-benzofuran-5-yl)benzene-1,4-dicarboxylate, 4,4′-[4,4′-(3-oxo-1,3-dihydro-2-benzofuran-1,1-diyl)bis(benzene-1,4-diyloxy)]dibenzene-1,2-dicarbon acid, 3,3′,4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, 4,4′-[(3-oxo-1,3-dihydro-2-benzofuran-1,1-
  • Tricarboxylic acids include aromatic tricarboxylic acids such as trimellitic acid, 1,2,5-naphthalenetricarboxylic acid, diphenylether-3,3′,4′-tricarboxylic acid, and diphenylsulfone-3,3′,4′-tricarboxylic acid.
  • acids or hydrogenated products of the above aromatic tricarboxylic acids such as hexahydrotrimellitic acid; Glycol bistrimellitate, and their monoanhydrides and esters.
  • monoanhydrides having one acid anhydride structure are preferred, and trimellitic anhydride and hexahydrotrimellitic anhydride are particularly preferred. In addition, these may be used individually and may be used in combination.
  • Dicarboxylic acids include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-oxydibenzenecarboxylic acid, or the above aromatic dicarboxylic acids such as 1,6-cyclohexanedicarboxylic acid.
  • aromatic dicarboxylic acids and hydrogenated products thereof are preferred, and terephthalic acid, 1,6-cyclohexanedicarboxylic acid, and 4,4'-oxydibenzenecarboxylic acid are particularly preferred.
  • dicarboxylic acids may be used alone or in combination.
  • the carboxylic acids are preferably one or more compounds represented by chemical formulas selected from the following.
  • the polyamic acid has a structural unit derived from one or more of these compounds.
  • the polyamic acid may not have structural units derived from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, that is, BPDA.
  • the diamines in the present invention are not particularly limited, and aromatic diamines, aliphatic diamines, and alicyclic diamines that are commonly used in polyimide synthesis, polyamideimide synthesis, and polyamide synthesis can be used. From the viewpoint of heat resistance, aromatic diamines are preferred, and from the viewpoint of transparency, alicyclic diamines are preferred. Diamines may be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic diamines examples include 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 1,4-bis[2-(4-aminophenyl)-2-propyl]benzene, 1,4-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)benzene, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 4,4′- Bis(3-aminophenoxy)biphenyl, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]ketone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfide, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone , 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,
  • some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the aromatic diamine may be substituted with a halogen atom, an alkyl or alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a cyano group, and Some or all of the hydrogen atoms in the alkyl or alkoxyl groups of 1 to 3 may be substituted with halogen atoms.
  • Alicyclic diamines include, for example, 1,4-diaminocyclohexane, 1,4-diamino-2-methylcyclohexane, 1,4-diamino-2-ethylcyclohexane, 1,4-diamino-2-n-propyl cyclohexane, 1,4-diamino-2-isopropylcyclohexane, 1,4-diamino-2-n-butylcyclohexane, 1,4-diamino-2-isobutylcyclohexane, 1,4-diamino-2-sec-butylcyclohexane, 1,4-diamino-2-tert-butylcyclohexane, 4,4′-methylenebis(2,6-dimethylcyclohexylamine), 9,10-bis(4-aminophenyl)adenine, 2,4-bis(4- aminophenyl)cyclobut
  • Diamines preferably include 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl (TFMB) or 4,4'-diaminobenzanilide (DABA), and 4,4'- Diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl (TFMB) or 4,4'-diaminobenzanilide (DABA) are more preferred.
  • TFMB 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl
  • DABA 4,4'-diaminobenzanilide
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative (provided that the silsesquioxane derivative If it has more than one anhydride group, this number of moles is the total number of moles of the silsesquioxane derivative divided by the total number of anhydride groups of the silsesquioxane derivative and doubled) is 0.0001 times or more the sum of the number of moles of the structural unit derived from the silsesquioxane derivative and the number of moles of the structural unit derived from the carboxylic acid.
  • the total number of acid anhydride groups in the silsesquioxane derivative means the number of acid anhydride groups per molecule of the silsesquioxane derivative. That is, the molar content of structural units derived from a silsesquioxane derivative (specifically, the molar content based on a divalent monomer, that is, the molar content in terms of divalent) is 0.0001. mol% or more. The molar content is a value obtained by the following calculation.
  • nA is the number obtained by dividing the total number of moles of structural units derived from a silsesquioxane derivative by the total number of acid anhydride groups and multiplying it by two
  • nD is the number of moles of structural units derived from carboxylic acids. number.
  • total number of acid anhydride groups means the number of acid anhydride groups per molecule of the silsesquioxane derivative.
  • the toughness of the polyimide film can be effectively improved.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative is preferably 0.001 times or more, more preferably 0.005 times or more, and still more preferably 0.01 times or more.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative is 0.09 times or less. That is, the molar content of structural units derived from the silsesquioxane derivative is 0.09 mol % or less.
  • the degree of increase in CTE derived from the silsesquioxane derivative can be suppressed. That is, CTE can be maintained. That is, a significant increase in CTE can be suppressed.
  • the thermal decomposition temperature and glass transition temperature can be maintained. That is, it is possible to suppress a large decrease in thermal decomposition temperature and glass transition temperature. Moreover, the toughness of the polyimide film can be effectively improved.
  • silsesquioxane derivative has SiOH groups (e.g., residual SiOH groups)
  • gelation of the polyamic acid solution tends to occur (this tendency is particularly pronounced for random type structures).
  • gelation of the polyamic acid solution can be suppressed or reduced by setting the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative to 0.09 times or less. That is, the temporal stability of the polyamic acid solution can be improved.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative is preferably 0.08 times or less.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative may be 0.07 times or less, or may be 0.06 times or less.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative (provided that the silsesquioxane derivative has two This number of moles is the total number of moles of the silsesquioxane derivative divided by the total number of amino groups of the silsesquioxane derivative and doubled) is the silsesquioxane It is at least 0.0001 times the sum of the number of moles of the structural units derived from the derivative and the number of moles of the structural units derived from the diamines.
  • the total number of amino groups in the silsesquioxane derivative means the number of amino groups per molecule of the silsesquioxane derivative. That is, the molar content of structural units derived from a silsesquioxane derivative (specifically, the molar content based on a divalent monomer, that is, the molar content in terms of divalent) is 0.0001. mol% or more. The molar content is a value obtained by the following calculation.
  • nA is the total number of moles of structural units derived from silsesquioxane derivatives divided by the total number of amino groups and doubled
  • nD is the number of moles of structural units derived from diamines. be.
  • total number of amino groups means the number of amino groups per molecule of the silsesquioxane derivative.
  • the toughness of the polyimide film can be effectively improved.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative is preferably 0.001 times or more, more preferably 0.005 times or more, and still more preferably 0.01 times or more.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative is 0.09 times or less. That is, the molar content of structural units derived from the silsesquioxane derivative is 0.09 mol % or less.
  • the degree of increase in CTE derived from the silsesquioxane derivative can be suppressed. That is, CTE can be maintained. That is, a significant increase in CTE can be suppressed.
  • the thermal decomposition temperature and glass transition temperature can be maintained. That is, it is possible to suppress a large decrease in thermal decomposition temperature and glass transition temperature. Moreover, the toughness of the polyimide film can be effectively improved.
  • silsesquioxane derivative has SiOH groups (e.g., residual SiOH groups)
  • gelation of the polyamic acid solution tends to occur (this tendency is particularly pronounced for random type structures).
  • gelation of the polyamic acid solution can be suppressed or reduced by setting the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative to 0.09 times or less. That is, the temporal stability of the polyamic acid solution can be improved.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative is preferably 0.08 times or less.
  • the number of moles of structural units derived from the silsesquioxane derivative may be 0.07 times or less, or may be 0.06 times or less.
  • any solvent can be used as long as it dissolves the polyamic acid and its monomers. be done.
  • the aprotic solvent includes N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 1,3-dimethylimidazolidinone, tetramethyl amide solvents such as urea; lactone solvents such as ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone; phosphorus-containing amide solvents such as hexamethylphosphoricamide and hexamethylphosphine triamide; Examples include sulfur-containing solvents; ketone solvents such as cyclohexanone and methylcyclohexanone; tertiary amine solvents such as picoline and pyridine; and ester solvents such as acetic acid (2-methoxy-1-methylethyl).
  • Phenolic solvents 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.
  • Ether and glycol solvents include 1,2-dimethoxyethane, bis(2-methoxyethyl)ether, 1,2-bis(2-methoxyethoxy)ethane, bis[2-(2-methoxyethoxy)ethyl]ether , tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and the like.
  • the solvent preferably contains N-methyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylacetamide, or ⁇ -butyrolactone as a main component.
  • the above solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the reaction temperature is preferably -30 to 200°C, more preferably 20 to 180°C, and particularly preferably 20 to 100°C. Stirring is continued at room temperature (20 to 25° C.) or at an appropriate reaction temperature, and the reaction can be terminated when the viscosity of the polyimide precursor becomes constant.
  • the above reaction can usually be completed in 3 to 100 hours.
  • the polyamic acid composition of the present invention contains the above polyamic acid and a solvent.
  • the polyamic acid composition may contain a solvent different from the solvent used during synthesis, it is preferable to contain the solvent used during synthesis from the viewpoint of avoiding the complexity of the manufacturing process. Therefore, the main component of the solvent contained in the polyamic acid composition is preferably N-methyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylacetamide, or ⁇ -butyrolactone.
  • the content of the polyamic acid is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 20% by mass, in the polyamic acid composition from the viewpoint of film thickness during film formation. When the content is within this range, a thin film having a thickness that is excellent in handling can be obtained.
  • the polyamic acid composition may further contain optional components such as adhesion promoters, surfactants, leveling agents, antioxidants, UV absorbers, chemical imidizing agents, colorants, and bluing agents.
  • it may further contain a filler or the like that can be contained in the polyimide film.
  • the polyimide of the present invention is obtained by imidating the polyamic acid described above.
  • Polyimide can be obtained, for example, by heating the polyamic acid. By heating, the carboxyl groups of the polyamic acid undergo dehydration ring closure, and the polyamic acid is imidized to form a polyimide structure.
  • Polyimide can be obtained by heating polyamic acid in a solvent.
  • the heating temperature for imidizing the polyamic acid is preferably 150 to 220° C. in the solvent.
  • polyimide can be provided as a film-like or film-like molded product by applying a polyamic acid composition containing a solvent to a substrate and heating it.
  • the heating temperature for imidizing the polyamic acid is preferably 250 to 400° C. when the solvent is at least a certain amount and in a dry state.
  • Coloring due to oxidation of terminal amino groups can be suppressed by adding a terminal amino group blocking agent to a polyamic acid composition containing a solvent and heat-treating.
  • the terminal amino group-capping agent is not particularly limited as long as it is a compound that reacts with an amino group to form a chemical bond.
  • acetic anhydride can be used.
  • a tertiary amine is more preferable as the tertiary amine.
  • heterocyclic tertiary amines include pyridine, 2,5-diethylpyridine, picoline, quinoline and isoquinoline.
  • the polyimide film of the present invention contains the above polyimides.
  • the polyimide film is composed of two or more layers, at least one layer may contain the polyimide of the present invention.
  • a polyimide film can be obtained, for example, by casting a polyamic acid solution on a substrate, heating it to volatilize the solvent, and forming a uniform green film with a thickness of 1 to 100 ⁇ m, which is then imidized.
  • Substrates used for forming a film by such a casting method include polymer films, glass plates, silicon rubber plates, metal plates, and the like.
  • polyethylene terephthalate film A4100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.
  • a method of adjusting the concentration of the polyamic acid solution, a method of adjusting the gap between the coaters, and a method of repeatedly casting to obtain the desired film thickness are adopted.
  • a substrate having a desired film thickness can be produced.
  • the obtained green film is thermally imidized to obtain a polyimide film.
  • the polyimide film may have a single layer structure, or may have a laminated structure of two or more layers. From the viewpoint of the physical strength of the polyimide film and the ease of peeling from the inorganic substrate, it preferably has a lamination structure of two or more layers, and may have a lamination structure of three or more layers.
  • the physical properties (yellowness index, total light transmittance, haze, etc.) in the case where the polyimide film has a laminate structure of two or more layers refer to the values of the entire polyimide film unless otherwise specified.
  • the thickness of the polyimide film is preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 7 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the polyimide film is not particularly limited, it is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 90 ⁇ m or less, and still more preferably 50 ⁇ m or less for use as a flexible electronic device. If it is too thin, it will be difficult to produce a film and transport it, and if it is too thick, it will be difficult to transport it with a roll.
  • the total light transmittance of the polyimide film in the present invention is preferably 75% or more, more preferably 85% or more, even more preferably 87% or more, and still more preferably 88% or more.
  • the upper limit of the total light transmittance of the polyimide film is not particularly limited, it is preferably 98% or less, more preferably 97% or less for use as a flexible electronic device.
  • the haze of the polyimide film in the present invention is preferably 1.0 or less, more preferably 0.8 or less, even more preferably 0.5 or less, and still more preferably 0.3 or less.
  • the yellowness index of the polyimide film in the present invention (hereinafter also referred to as "yellow index" or “YI”) is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, still more preferably 10 or less, still more preferably 5 or less.
  • the lower limit of the yellowness index of the polyimide film is not particularly limited, but in order to use it as a flexible electronic device, it is preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more, and still more preferably 0.3 or more. is.
  • the thickness direction retardation (Rth) of the polyimide film in the present invention is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, still more preferably 200 nm or less, and still more preferably 100 nm or less.
  • the lower limit of Rth of the polyimide film is not particularly limited, it is preferably 0.1 nm or more, more preferably 0.5 nm or more for use as a flexible electronic device.
  • the polyimide film of the present invention can also be realized by stretching in the process of forming the polyimide film.
  • a polyimide solution is applied to a polyimide film-producing support, dried to form a polyimide film containing a solvent of 1 to 50% by mass, and further on a polyimide film-producing support or peeled off from the support. 1.5 to 4.0 times in the MD direction and 1.4 to 3.0 times in the TD direction in the process of drying the polyimide film containing 1 to 50% by mass of solvent at a high temperature.
  • thermoplastic polymer film is used as a support for producing a polyimide film, and after stretching the thermoplastic polymer film and the polyimide film at the same time, the stretched polyimide film is peeled off from the thermoplastic polymer film.
  • the average coefficient of linear expansion (CTE) between 50°C and 200°C of the polyimide film is preferably 60 ppm/K or less. It is preferably 50 ppm/K or less, more preferably 35 ppm/K or less. Moreover, it is preferably -20 ppm/K or more, more preferably -10 ppm/K or more.
  • CTE is within the above range, the difference in coefficient of linear expansion with a general support (inorganic substrate) can be kept small, and the polyimide film and the inorganic substrate are peeled off even when subjected to a process of applying heat. You can avoid warping the whole body.
  • CTE is a factor representing reversible expansion and contraction with respect to temperature.
  • the method for measuring the CTE of the polyimide film is according to the method described in Examples.
  • the polyimide film may contain a filler.
  • the filler is not particularly limited, and includes silica, carbon, ceramics, etc. Among them, silica is preferable. These fillers may be used alone or in combination of two or more. Addition of the filler imparts projections to the surface of the polyimide film, thereby increasing the slipperiness of the polyimide film surface. Also, by adding a filler, the CTE and Rth of the polyimide film can be kept low.
  • the average particle size of the filler is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more. Also, it is preferably 1 ⁇ m or less, more preferably 500 nm or less, and still more preferably 100 nm or less.
  • the content of the filler in the polyimide film is preferably adjusted according to the average particle size of the filler.
  • the particle size of the filler is 30 nm or more, it is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 3% by mass, still more preferably 0.01 to 2% by mass, and particularly It is preferably 0.01 to 1% by mass.
  • the average particle diameter is less than 30 nm, it is preferably 0.01 to 50% by mass, more preferably 0.01 to 40% by mass, still more preferably 0.01 to 30% by mass, Particularly preferably, it is 0.01 to 20% by mass.
  • the method of adding a filler in a polyimide film is not particularly limited, but when preparing the above-mentioned polyamic acid (polyimide precursor) solution, or after preparation, a method of adding powder, a form of filler / solvent (slurry ), and among others, the method of adding in the form of a slurry is particularly preferred.
  • the slurry is not particularly limited, but a slurry in which silica having an average particle size of 10 nm is dispersed in N,N-dimethylacetamide (DMAC) at a concentration of 20% by mass (for example, "Snowtex (registered trademark) DMAC manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.
  • DMAC N,N-dimethylacetamide
  • the polyimide film may contain a coloring agent.
  • the YI of the film can be reduced.
  • the coloring agent include organic pigments, inorganic pigments, and dyes. Organic pigments and inorganic pigments are preferred in order to improve the heat resistance, reliability, and light resistance of the colored film.
  • the colorant preferably has a 1% heat weight loss temperature of 220° C. or higher.
  • the 1% heat weight loss temperature of the colorant can be measured using a TGA apparatus (TGA-50, Shimadzu Corporation). About 10 mg of the coloring agent is placed on an aluminum pan, and this measurement is performed in a nitrogen atmosphere at a heating rate of 10° C./min. Then, the temperature at which the weight is reduced by 1% (1% weight reduction temperature: Td 1 ) can be read using the weight at the time of reaching 150° C. as a reference point.
  • organic pigments include diketopyrrolopyrrole pigments; azo pigments such as azo, disazo and polyazo; phthalocyanine pigments such as copper phthalocyanine, halogenated copper phthalocyanine and metal-free phthalocyanine; Anthraquinone pigments such as pyrimidine, flavanthrone, anthanthrone, indanthrone, pyranthrone, and violanthrone; quinacridone pigments; dioxazine pigments; perinone pigments; perylene pigments; quinophthalone-based pigments; threne-based pigments; and metal complex-based pigments.
  • diketopyrrolopyrrole pigments such as azo, disazo and polyazo
  • phthalocyanine pigments such as copper phthalocyanine, halogenated copper phthalocyanine and metal-free phthalocyanine
  • Anthraquinone pigments such as pyrimidine, flavanthron
  • inorganic pigments include titanium oxide, zinc white, zinc sulfide, lead white, calcium carbonate, precipitated barium sulfate, white carbon, alumina white, kaolin clay, talc, bentonite, black iron oxide, cadmium red, red iron oxide, molybdenum. Red, molybdate orange, chrome vermillion, yellow lead, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, Viridian, titanium cobalt green, cobalt green, cobalt chrome green, victoria green, ultramarine blue, dark blue, cobalt blue, cerulean blue, cobalt silica blue, cobalt zinc silica blue, manganese violet, cobalt violet, and the like.
  • Dyes include, for example, azo dyes, anthraquinone dyes, condensed polycyclic aromatic carbonyl dyes, indigoid dyes, carbonium dyes, phthalocyanine dyes, methine dyes, and polymethine dyes.
  • the tensile breaking strength of the polyimide film is preferably 60 MPa or more, more preferably 120 MPa or more, and still more preferably 160 MPa or more. Although the upper limit of the tensile strength at break is not particularly limited, it is practically less than about 1000 MPa. When the tensile strength at break is 60 MPa or more, it is possible to prevent the polyimide film from breaking when it is peeled off from the inorganic substrate.
  • the method for measuring the tensile strength at break of the polyimide film is according to the method described in Examples.
  • the tensile elongation at break of the polyimide film is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, and still more preferably 10% or more. When the tensile elongation at break is 5% or more, the handleability is excellent.
  • the method for measuring the tensile elongation at break of the polyimide film is according to the method described in Examples.
  • the tensile modulus of the polyimide film is preferably 2 GPa or more, more preferably 3 GPa or more, and still more preferably 4 GPa or more.
  • the tensile modulus is preferably 20 GPa or less, more preferably 12 GPa or less, and even more preferably 10 GPa or less.
  • the polyimide film can be used as a flexible film.
  • the method for measuring the tensile modulus of the polyimide film is according to the method described in Examples.
  • the tensile product which is the product of tensile strength and elongation, is improved compared to conventional polyimide films. That is, the tensile product in the tensile test of the polyimide film of the present invention is preferably 300 MPa ⁇ % or more, more preferably 1,000 MPa ⁇ % or more, and even more preferably 1,200 MPa ⁇ % or more. . Although the upper limit is not particularly set, the tensile product in a tensile test is preferably 20,000 MPa ⁇ % or less from the viewpoint of the handleability of the film. The tensile product may be, for example, 18,000 MPa ⁇ % or less, 15,000 MPa ⁇ % or less, or 10,000 MPa ⁇ % or less.
  • the polyimide film is preferably obtained in the form of being wound as a long polyimide film having a width of 300 mm or more and a length of 10 m or more at the time of its production. Morphology is more preferred. When the polyimide film is wound into a roll, the polyimide film wound into a roll can be easily transported.
  • a lubricant particles having a particle diameter of about 10 to 1000 nm is added and contained in the polyimide film in an amount of about 0.03 to 3% by mass. It is preferable to provide the surface of the polyimide film with fine irregularities to ensure slipperiness.
  • the CTE difference between the first polyimide film layer in contact with the inorganic substrate and the second polyimide film layer adjacent to the first polyimide film without contacting the inorganic substrate is preferably 40 ppm/K or less. , more preferably 30 ppm/K or less, and still more preferably 15 ppm/K or less.
  • the thickest layer of the second polyimide film has a thickness within the above range.
  • the polyimide film has a symmetrical structure in the film thickness direction because warping is less likely to occur.
  • the first polyimide film layer in contact with the inorganic substrate and the second polyimide film layer adjacent to the first polyimide film layer (hereinafter simply referred to as "second The thickness of the mixture at the interface with the second polyimide film layer)) is less than the sum of the thickness of one layer of the first polyimide film layer and the thickness of one layer of the second polyimide film layer.
  • second The thickness of the mixture at the interface with the second polyimide film layer is less than the sum of the thickness of one layer of the first polyimide film layer and the thickness of one layer of the second polyimide film layer.
  • the lower limit is not particularly limited, but industrially, there is no problem if it is 10 nm or more, and it may be 20 nm or more.
  • Means for forming a layer with less mixing is not particularly limited, but rather than simultaneously producing two layers of the first polyimide film layer and the second polyimide film layer by solution casting, the first polyimide film layer or It is preferable to fabricate any one layer of the second polyimide film layer and fabricate the next layer after passing through the heating step. It includes both the intermediate stage and the completed heating process. It is better to make the next layer after the heating process is completed, but the finished film surface often has already lost reactivity, and since there are few functional groups on the surface, it is difficult to separate the two layers. Poor adhesive strength may cause problems in practical use. Therefore, even if there is little mixing, it is desirable to have an interface where the mixing occurs at a thickness of 10 nm or more.
  • the polymer compositions of the first polyimide film layer and the second polyimide film layer may be the same or different.
  • simultaneous coating by a T-die capable of simultaneous ejection of two or more layers, sequential coating in which one layer is coated and then the next layer is coated, and one layer is coated.
  • various existing coating methods and multi-layering techniques can be appropriately adopted.
  • the laminate of the present invention includes the polyimide film and the inorganic substrate as described above. Also in the laminate, when the polyimide film is composed of two or more layers, at least one layer may contain the polyimide of the present invention. Moreover, in addition to the polyimide film, a transparent highly heat-resistant film other than the polyimide film may be laminated.
  • Transparent and highly heat-resistant films include PET, PEN, PVC, acrylic, polystyrene, polycarbonate, and the like.
  • a transparent high heat resistant film can be used on either side of the polyimide film.
  • a silane coupling agent layer may be further included.
  • the surface of the polyimide film may include a wiring layer, a conductive film layer, a metal layer, and the like.
  • the inorganic substrate may be a plate-shaped substrate that can be used as a substrate made of an inorganic substance.
  • semiconductor wafers, and metal composites include laminates of these, those in which these are dispersed, and those in which these fibers are contained.
  • the glass plate examples include quartz glass, high silicate glass (96% silica), soda lime glass, lead glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass (Pyrex (registered trademark)), borosilicate glass (no alkali), Borosilicate glass (microsheet), aluminosilicate glass, etc. are included. Among these, those having a coefficient of linear expansion of 5 ppm/K or less are desirable. "EAGLE”, "AN100” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., “OA10, OA11G” manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., and "AF32” manufactured by SCHOTT are preferred.
  • the semiconductor wafer examples include, but are not limited to, silicon wafer, germanium, silicon-germanium, gallium-arsenide, aluminum-gallium-indium, nitrogen-phosphorus-arsenic-antimony, SiC, InP (indium phosphide), InGaAs, GaInNAs, Wafers of LT, LN, ZnO (zinc oxide), CdTe (cadmium telluride), ZnSe (zinc selenide), and the like can be mentioned.
  • the wafer preferably used is a silicon wafer, and particularly preferably a mirror-polished silicon wafer having a size of 8 inches or more.
  • the metals include single element metals such as W, Mo, Pt, Fe, Ni, and Au, and alloys such as Inconel, Monel, Nimonic, carbon copper, Fe—Ni system Invar alloys, and Super Invar alloys.
  • multi-layer metal plates obtained by adding other metal layers and ceramic layers are also included.
  • CTE coefficient of linear expansion
  • Cu, Al, etc. may also be used for the main metal layer.
  • the metal used as the additional metal layer is limited as long as it has properties such as strong adhesion to the high heat-resistant film, no diffusion, good chemical resistance and heat resistance. Suitable examples include Cr, Ni, TiN, Mo-containing Cu, etc., although they are not specific.
  • Ceramic plate in the present invention Al2O3, Mullite, AlN, SiC, crystallized glass, Cordierite, Spodumene, Pb-BSG+CaZrO3+Al2O3, Crystallized glass+Al2O3, Crystallized Ca-BSG, BSG+Quartz, BSG+Quartz, OBSG+Alb3, OBSG+Al2G-Al2-Al2O3 Base ceramics such as ceramics and Zerodur materials are included.
  • the planar portion of the inorganic substrate be sufficiently flat.
  • the PV value of surface roughness is 50 nm or less, more preferably 20 nm or less, still more preferably 5 nm or less. If it is rougher than this, the peel strength between the polyimide film layer and the inorganic substrate may be insufficient.
  • the thickness of the inorganic substrate is not particularly limited, the thickness is preferably 10 mm or less, more preferably 3 mm or less, and even more preferably 1.3 mm or less from the viewpoint of handleability.
  • the lower limit of the thickness is not particularly limited, it is preferably 0.07 mm or more, more preferably 0.15 mm or more, and still more preferably 0.3 mm or more. If it is too thin, it will be easily damaged and difficult to handle. On the other hand, if it is too thick, it becomes heavy and difficult to handle.
  • the laminate of the present invention it is preferable to laminate the polyimide film and the inorganic substrate without substantially using an adhesive.
  • the polyimide film has a laminated structure of two or more layers, the first polyimide film in contact with the inorganic substrate and the second polyimide film adjacent to the first polyimide film layer without contacting the inorganic substrate. It preferably contains a film layer.
  • the second polyimide film may further have a plurality of laminated structures.
  • both ends may be inorganic substrates (for example, inorganic substrate/first polyimide film/second polyimide film/first polyimide film/inorganic substrate). .
  • the polyimide film and the inorganic substrate at both ends are substantially free of adhesive.
  • the laminate may be formed by either a method of forming a polyimide film and then laminating it with an inorganic substrate, or a method of forming a polyimide film directly or via another layer on an inorganic substrate.
  • an easily peelable layer such as a silane coupling agent layer.
  • the inorganic substrate may be surface-treated in order to control the peeling force to an appropriate level.
  • the shape of the laminate is not particularly limited, and may be square or rectangular. It is preferably rectangular with a long side length of 300 mm or more, more preferably 500 mm or more, and still more preferably 1000 mm or more. Although the upper limit is not particularly limited, it is desirable to be able to replace substrates of sizes and materials that are industrially used. 20000 mm or less is sufficient, and 10000 mm or less is acceptable.
  • the laminate of the present invention preferably has a warp amount of 10 mm or less when heated at 300°C.
  • the thickness is more preferably 8 mm or less, still more preferably 6 mm or less, since heat resistance is improved.
  • the lower limit of the amount of warp is not particularly limited, but industrially, 0.01 mm or more is sufficient, and 0.1 mm or more is acceptable.
  • substantially no adhesive layer is interposed between the inorganic substrate and the polyimide film.
  • the adhesive layer as used in the present invention means a layer containing less than 10% (less than 10% by mass) of Si (silicon) component by mass.
  • substantially not used (not interposed) means that the thickness of the adhesive layer interposed between the inorganic substrate and the polyimide film is preferably 0.4 ⁇ m or less, more preferably 0.1 ⁇ m or less. more preferably 0.05 ⁇ m or less, particularly preferably 0.03 ⁇ m or less, and most preferably 0 ⁇ m.
  • the laminate preferably has a layer of a silane coupling agent between the polyimide film and the inorganic substrate.
  • the silane coupling agent refers to a compound containing 10% by mass or more of Si (silicon) component.
  • the silane coupling agent preferably contains a large amount of a silicon oxide component because it improves heat resistance, and particularly preferably has heat resistance at a temperature of about 400°C.
  • the thickness of the silane coupling agent layer is preferably less than 0.2 ⁇ m.
  • the range for use as a flexible electronic device is preferably 100 nm or less (0.1 ⁇ m or less), more preferably 50 nm or less, and even more preferably 10 nm. When normally produced, the thickness is about 0.10 ⁇ m or less. Also, in a process that requires as little silane coupling agent as possible, a thickness of 5 nm or less can be used. If the thickness is less than 1 nm, the peel strength may be lowered or there may be a portion where the adhesive is not adhered, so the thickness is preferably 1 nm or more.
  • silane coupling agent in the present invention is not particularly limited, one having an amino group or an epoxy group is preferred.
  • Specific examples of silane coupling agents include N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(amino ethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, 2- (3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxy
  • the peel strength between the polyimide film and the inorganic substrate must be 0.3 N/cm or less. This makes it very easy to separate the polyimide film from the inorganic substrate after the device is formed on the polyimide film. Therefore, it is possible to manufacture a device connection body that can be mass-produced, thereby facilitating the manufacture of flexible electronic devices.
  • the peel strength is preferably 0.25 N/cm or less, more preferably 0.2 N/cm or less, still more preferably 0.15 N/cm or less, and particularly preferably 0.12 N/cm or less. is. Moreover, it is preferable that it is 0.03 N/cm or more.
  • the peel strength is the value of the laminate (initial peel strength) after the polyimide film and the inorganic substrate are bonded together and then heat-treated at 100° C. for 10 minutes in an air atmosphere. Further, it is preferable that the peel strength of the laminate obtained after the initial peel strength measurement is further heat treated at 300° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere is within the above range (peel strength after heat treatment at 300° C.).
  • the laminate of the present invention can be produced, for example, by the following procedure. At least one surface of an inorganic substrate is preliminarily treated with a silane coupling agent, the surface treated with the silane coupling agent is superimposed on a polyimide film, and the two are laminated under pressure to obtain a laminate.
  • a laminate can also be obtained by treating at least one surface of a polyimide film with a silane coupling agent in advance, superimposing the surface treated with the silane coupling agent on an inorganic substrate, and laminating the two by pressing.
  • the polyimide film has a laminated structure of two or more layers, it is preferable to overlap the first polyimide film on the inorganic substrate.
  • pressurization methods include ordinary press or lamination in the atmosphere and press or lamination in a vacuum. 200 mm), lamination in air is preferred. On the other hand, in the case of a laminate having a small size of about 200 mm or less, pressing in a vacuum is preferable.
  • the degree of vacuum is sufficient with a normal oil rotary pump, and about 10 Torr or less is sufficient.
  • a preferable pressure is 1 MPa to 20 MPa, more preferably 3 MPa to 10 MPa. If the pressure is high, the substrate may be damaged, and if the pressure is low, some parts may not adhere.
  • the preferred temperature is 90° C. to 500° C., more preferably 100° C. to 400° C. If the temperature is high, the film may be damaged, and if the temperature is low, adhesion may be weak.
  • the method for producing a flexible electronic device of the present invention includes the steps of forming an electronic device on the polyimide film surface of the laminate of the present invention, and peeling off the inorganic substrate.
  • a flexible electronic device having an electronic device formed on the surface of the polyimide film can be manufactured.
  • the flexible electronic device of the present invention includes the polyimide film of the present invention and an electronic device formed on the polyimide film.
  • a flexible electronic device can be easily manufactured using existing equipment and processes for manufacturing electronic devices.
  • a flexible electronic device can be produced by forming an electronic device on a polyimide film of a laminate and peeling the polyimide film from the laminate.
  • the electronic device means an electronic circuit including a wiring board having a single-sided, double-sided, or multilayer structure responsible for electrical wiring, active elements such as transistors and diodes, and passive devices such as resistors, capacitors, inductors, etc.
  • Sensor elements that sense pressure, temperature, light, humidity, etc., biosensor elements, light emitting elements, liquid crystal displays, electrophoretic displays, image display elements such as self-luminous displays, wireless and wired communication elements, computing elements, memory elements, Refers to MEMS elements, solar cells, thin film transistors, and the like.
  • the interposer function which is an electrode that penetrates the polyimide in this wiring board.
  • the interposer function which is an electrode that penetrates the polyimide in this wiring board.
  • a known method may be used to form the through-holes. For example, through-holes are drilled in a polyimide film by a UV nanolaser. Then, for example, by applying a standard method used for through holes in double-sided printed wiring boards or via holes in multilayer printed wiring boards, the through holes are filled with a conductive metal, and in addition, a wiring pattern with a metal as necessary. is formed.
  • the polyimide film With the polyimide film, it is possible to bond it to the inorganic substrate after opening the through electrodes as described above. In some cases, the through electrodes are formed after bonding the inorganic substrate and the polyimide film together. Although the polyimide film can be penetrated and metallized there, it is also possible to drill holes from one side of the polyimide film and metallize it without penetrating to the opposite surface.
  • the method for manufacturing a flexible electronic device of the present invention includes the step of forming an electronic device on the polyimide film surface of a laminate, and then peeling off the inorganic substrate.
  • peeling the inorganic substrate in addition to peeling at the interface between the polyimide film and the inorganic substrate, peeling with one or more layers of the polyimide film composed of two or more layers, or peeling the inorganic substrate with any other layer It is also possible to peel together.
  • the method for peeling the polyimide film with the device from the inorganic substrate is not particularly limited, but a method of rolling from the end with tweezers or the like, making a cut in the polyimide film, A method can be adopted in which an adhesive tape is adhered to one side of the notched portion and then rolled up from the tape portion, or one side of the notched portion of the polyimide film is vacuum-sucked and then rolled up from that portion.
  • peeling if the cut portion of the polyimide film bends with a small curvature, stress is applied to the device at that portion, which may destroy the device. desirable. For example, it is desirable to wind the film while winding it on a roll having a large curvature, or to roll it using a machine configured so that the roll having a large curvature is positioned at the peeling portion.
  • the method of cutting the polyimide film includes a method of cutting the polyimide film with a cutting tool such as a knife, a method of cutting the polyimide film by relatively scanning a laser and the laminate, and a method of cutting the polyimide film by a water jet and a laminate.
  • a method of cutting the polyimide film by relatively scanning a method of cutting the polyimide film while slightly cutting the glass layer with a semiconductor chip dicing device, and the like, but the method is not particularly limited.
  • the flexible electronic device to be peeled is the backplane of the display device, it is also possible to obtain a flexible display device by first attaching the frontplane of the display device, integrating them on the inorganic substrate, and then peeling them off at the same time. be.
  • the interface of the polyimide film composed of two or more layers is peeled so that the peeling force is lighter than the interface with the inorganic substrate. After adjusting the force, it can be peeled off in the same manner as described above.
  • the release force of the interface of the polyimide film can be adjusted by the type of polyimide of each layer and the degree of imidization of the lower layer when the upper layer is applied.
  • an adhesive layer or the like having higher adhesion to the inorganic substrate and adjusted peeling force to the polyimide film is provided, and the same method as described above is performed. Can be stripped.
  • ⁇ Thickness measurement of polyimide film> The thickness of the film was measured using a micrometer (Millitron 1245D manufactured by Finereuf). In addition, the same measurement was performed 3 times and the arithmetic mean value was adopted.
  • Total light transmittance The total light transmittance (TT) of the film was measured using a Hazemeter (NDH5000, manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.). A D65 lamp was used as the light source. In addition, the same measurement was performed 3 times and the arithmetic mean value was adopted.
  • ⁇ Haze> The haze of the film was measured using a Hazemeter (NDH5000, manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.). A D65 lamp was used as the light source. In addition, the same measurement was performed 3 times and the arithmetic mean value was adopted.
  • Td 1 Thermal decomposition temperature It was measured using a TGA apparatus (TGA-50, Shimadzu Corporation). About 10 mg of the film was placed on an aluminum pan, and the measurement was performed in a nitrogen atmosphere at a heating rate of 10°C/min. The temperature at which the weight was reduced by 1% (1% weight reduction temperature: Td 1 ) was read based on the weight at the time of reaching 150°C.
  • Tg ⁇ Glass transition temperature (Tg), coefficient of linear expansion (CTE)> It was measured using a TMA (TMA4000S, BRUKER AXIS). The film was cut into strips of width 15 mm ⁇ length 2 mm, and set in the device with a chuck distance of 10 mm and a load of 5 gf. In an argon atmosphere, the temperature was raised to 250°C at a rate of 20°C/min, and then lowered to 30°C at a rate of 5°C/min. After that, the temperature was raised at a rate of 10° C./min up to a temperature (Td1-20° C.) at which thermal decomposition does not occur. The CTE was calculated from the slope in the 200° C. to 50° C. interval during the temperature decrease, and the inflection point during the second temperature increase was defined as Tg.
  • Examples 1-9 and Comparative Examples 1-6 and 8 First, Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 and 8 will be described. Specifically, synthesis of a silsesquioxane compound, synthesis of a polyamic acid solution, preparation of a polyimide film, various evaluation results, etc. will be described.
  • the molar ratio and the average number of thiol groups per molecule were calculated as follows.
  • the molar ratio of methyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was calculated from the integral ratio of .
  • FIGS. 1 HNMR CDCl 3
  • SQ-109 PGMEA solution in FIG. 2, PGMEA in FIG. 2, norbornenic anhydride in FIG. 3, and reaction mixture after reaction in FIG. 4
  • the peaks ( ⁇ 6.3, etc.) derived from the double bond of norbornenic anhydride disappeared, suggesting that the reaction between the thiol group and the double bond proceeded.
  • FIG. 5 shows the 1 HNMR (CDCl 3 ) spectrum of the reaction mixture after the reaction as a result of NMR measurement.
  • the peaks ( ⁇ 6.3, etc.) derived from the double bond of norbornenic anhydride disappeared, suggesting that the reaction between the thiol group and the double bond proceeded.
  • Example A Synthesis of polyamic acid solution A
  • 1,2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CBDA, 5.88 g) and 4,4'-diamino-2,2 were introduced while passing nitrogen through a reactor equipped with a nitrogen inlet tube and a stirring blade.
  • '-Bis (trifluoromethyl) biphenyl (TFMB, 9.74 g) SQ1 solution (0.655 g) was added, dissolved in N,N-dimethylacetamide (DMAc, 125.0 g), and then at 25 ° C. for 24 hours.
  • the molar ratio of SQ1 is a value calculated based on the divalent acid anhydride group. Specifically, the total number of moles of the unit structure derived from the silsesquioxane compound is It is calculated as the number divided by the total number of groups and multiplied by two (same for molar ratios below).
  • Example Ca synthesis of polyamic acid solution Ca
  • Pyromellitic dianhydride (PMDA, 3.27 g) and 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl were added while passing nitrogen through a reactor equipped with a nitrogen inlet tube and a stirring blade.
  • TFMB 4.88 g
  • SQ1 solution (0.328 g)
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • DMAc N,N-dimethylacetamide
  • the polyamic acid solutions obtained in the above examples and comparative examples were made into films by the following methods, and their optical properties, thermal properties, and mechanical properties were measured.
  • Example 1 Polyamic acid solution A was applied onto a polyester film (A4100, Toyobo product) using a casting applicator and heated at 100° C. for 18 minutes in a nitrogen atmosphere. The resulting green film was cut with a cutter, peeled off from the polyester film, and fixed to a metal frame. In a nitrogen atmosphere, the temperature was increased stepwise at a rate of 10°C/min, and the temperature was increased by heating sequentially at 200°C x 10 minutes, 250°C x 10 minutes, 300°C x 10 minutes, and 350°C x 10 minutes. imidization was performed. After standing to cool, the polyimide film was obtained by removing from the metal frame.
  • Examples 2 to 5 A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1, except that polyamic acid solution B, Ca to Ce, D, and B2 were used instead of polyamic acid solution A in Example 1. Table 1 shows the components used at that time and the evaluation results.
  • a polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the polyamic acid solutions A1, B1, B4, B5, B6, C1, and D1 were used instead of the polyamic acid solution A.
  • Table 1 shows the components used at that time and the evaluation results.
  • the polyimide films (Examples 1, 2, 3a, 4) containing 1 mol% of SQ1 in the structure have the same composition except that they do not contain SQ1 (Comparative Example 1, 2, 6 and 9), the total light transmittance, haze, yellow index, Tg and CTE are almost the same, and the tensile product is increased.
  • Comparing Example 2 Comparative Example 3, Comparative Example 4, and Comparative Example 5, when SQ-109 having no acid anhydride group was mixed instead of SQ1 having an acid anhydride group at the end, the amount added was Cloudiness of the polyamic acid solution and the polyimide film was observed as the concentration increased to 1%, 15%, and 50%. Further, when SQ-109 was added, no increase in tensile product was observed, and the film became brittle as the amount added increased.
  • Example Ca2 solution A dispersion obtained by dispersing colloidal silica in NMP as a lubricant in the solution of Example Ca (“Snowtex (registered trademark) NMP-ST-ZL” manufactured by Nissan Chemical Industries), and the amount of colloidal silica (lubricant) is added to the polyamic acid solution It was added so that the total polymer solid content in the mixture became 0.3% by mass, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. This was designated as Example Ca2 solution.
  • Example Ca2 solution was applied to the non-slip surface of polyethylene terephthalate film A4100 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a comma coater so that the final film thickness was 1.5 ⁇ m, followed by the Example Ca solution. was coated on the Example Ca2 solution with a die coater to give a final film thickness of 22 ⁇ m. It was dried at 110° C. for 10 minutes. After drying, the polyamic acid film that has acquired self-supporting properties is separated from the A4100 film used as the support, passed through a pin tenter having a pin sheet with pins arranged thereon, and gripped by inserting the ends of the film into the pins so that the film does not break.
  • a pin tenter having a pin sheet with pins arranged thereon
  • UV/O 3 irradiation was performed for 3 minutes using a UV/O 3 irradiator (SKR1102N-03 manufactured by LAN Technical Co., Ltd.) for film surface treatment. At this time, the distance between the UV/O3 lamp and the film was 30 mm.
  • the glass substrate coated with the silane coupling agent is set on a roll laminator equipped with a silicone rubber roller. got wet.
  • the surface-treated surface of the polyimide film subjected to the surface treatment is superimposed so as to face the silane coupling agent-coated surface of the glass substrate, that is, the surface wetted with pure water, and the polyimide is sequentially applied from one side of the glass substrate with a rotating roll.
  • a temporary laminate was obtained by laminating the glass substrate and the polyimide film by applying pressure while extruding pure water between the film and the glass substrate.
  • the laminator used was a laminator with an effective roll width of 650 mm manufactured by MCK. It was 55% RH.
  • the resulting temporary laminate was heat-treated in a clean oven at 200°C for 10 minutes to obtain a laminate consisting of a polyimide film and a glass substrate.
  • a tungsten film (thickness: 75 nm) was formed on the polyimide film surface of the obtained laminate by the following steps, and a silicon oxide film (thickness: 150 nm) was laminated as an insulating film without being exposed to the atmosphere.
  • a silicon oxynitride film (thickness: 100 nm) serving as a base insulating film was formed by plasma CVD, and an amorphous silicon film (thickness: 54 nm) was laminated without being exposed to the atmosphere.
  • a TFT element was fabricated using the obtained amorphous silicon film.
  • an amorphous silicon thin film is patterned to form a silicon region of a predetermined shape, and then a gate insulating film is formed, a gate electrode is formed, an active region is doped to form a source region or a drain region, and an interlayer insulating film is formed.
  • formation of a source electrode and a drain electrode, and activation treatment were performed to fabricate an array of P-channel TFTs.
  • a UV-YAG laser is used to burn off the polyimide film part along the inside of the outer circumference of the TFT array by about 0.5 mm. got an array. The peeling was possible with very little force, and the peeling was possible without damaging the TFT. The resulting flexible TFT array was wound around a round bar of 5 mm in diameter without deterioration in performance and maintained good characteristics.
  • Example 11 and later, and Comparative Example 11 and Later Next, Example 11 and later, and Comparative Example 11 and Later will be described. Specifically, synthesis of a silsesquioxane compound, synthesis of a polyamic acid solution, preparation of a polyimide film, various evaluation results, etc. will be described.
  • AASQ1 acid anhydride group-containing double-decker silsesquioxane derivative 1
  • DDSQ DDSQ manufactured by Japan Material Technology Co., Ltd. was obtained.
  • DDSQ, ie AASQ1 is a powdered product.
  • AMSQ1 amino group-containing double-decker silsesquioxane derivative 1
  • AASQ2 acid anhydride group-containing double-decker silsesquioxane derivative 2
  • AASQ3 acid anhydride group-containing corner-open silsesquioxane derivative 3
  • AASQ3 0.466 g (0.500 mmol) of a compound (SO1458 manufactured by Hybrid Plastics) in which all Z 1 are hydrogen atoms and all R 1 are phenyl groups in general formula AA-C1, and THF (15 mL); was placed in a reaction vessel and stirred at room temperature to dissolve this compound. To this solution was slowly added 0.316 g (1.5 mmol) of trimellitic anhydride chloride. This was stirred at room temperature for 3 hours to obtain a reaction liquid. The reaction was concentrated under reduced pressure and the residue was dried under vacuum at 120° C.
  • a polyamic acid solution A-3 was prepared according to the formulation shown in Table 2 in the same procedure as for synthesizing the polyamic acid solution A-2.
  • Polyamic acid solution C-4 was synthesized according to the formulation shown in Table 3 in the same procedure as for synthesizing polyamic acid solution C-3.
  • Polyamic acid solution C-5 was synthesized according to the formulation shown in Table 3 in the same procedure as for synthesizing polyamic acid solution C-3.
  • polyimide films were produced by the following methods, and the optical properties, thermal properties, and mechanical properties of the polyimide films were measured.
  • Example 11 to 19 and Comparative Examples 12 to 18 instead of the polyamic acid solution A-1, the polyamic acid solution shown in Tables 2 and 3 was used, the polyamic acid solution was heated under the GF production conditions shown in Tables 2 and 3, and the baking shown in Tables 2 and 3. A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the green film was heated under the conditions.
  • the polyamic acid solution C-2 was applied on a polyester film (A4100, Toyobo product) using a comma coater, and the polyamic acid solution on the polyester film was heated under predetermined conditions (specifically, GF3 described later). .
  • the green film obtained by this heating was cut with a cutter, peeled off from the polyester film, and fixed with Kapton tape to a frame cut out of Xenomax (registered trademark) film (manufactured by Xenomax Japan).
  • the green film fixed to the frame was thermally imidized by heating under predetermined conditions (specifically, B3 described later). After standing to cool, the polyimide film was obtained by removing from the frame.
  • GF1, GF2 and GF3 are heating conditions for forming green films.
  • GF1 indicates that the polyamic acid solution on the polyester film was heated at 100°C for 18 minutes under a nitrogen atmosphere.
  • GF2 indicates that the polyamic acid solution on the polyester film was heated at 100°C for 20 minutes under nitrogen atmosphere.
  • GF3 indicates that the polyamic acid solution on the polyester film was heated at 120°C for 12 minutes in the atmosphere.
  • B1, B2 and B3 are green film firing conditions. Either B1, B2 or B3 can thermally imidize the green film.
  • B1 the green film was heated in a nitrogen atmosphere at a rate of 10°C/min in steps of 200°C for 10 minutes, 250°C for 10 minutes, 300°C for 10 minutes, and 350°C for 10 minutes. Indicates that it has been heated.
  • B2 indicates that the green film was sequentially heated at 300° C. ⁇ 60 minutes and 400° C. ⁇ 30 minutes in a nitrogen atmosphere while stepwise increasing the temperature at a rate of 10° C./min.
  • B3 represents that the green film was heated in the atmosphere in a 220° C. furnace for 3 minutes, a 270° C. furnace for 3 minutes, a 320° C. furnace for 3 minutes, and a 370° C. furnace for 3 minutes sequentially. .
  • "-" in cells indicating characteristics indicates unmeasured.
  • "Measurable” is written on the cells with characteristics that were impossible to measure (for example, CTE of Comparative Example 17).
  • the polyimide film containing 2 mol% AASQ1 in the structure (Example 11) and the polyimide film containing 5 mol% AASQ1 (Example 12) in the structure have Although the CTE tended to increase compared to the film (Comparative Example 11), the degree of increase in CTE was at an acceptable level (for such circumstances, in this consideration, haze is also "almost The same shall apply hereinafter).
  • the polyimide film containing 5 mol% AASQ1 in the structure had almost the same total light transmittance as the polyimide film containing no AASQ1 (Comparative Example 12).
  • the polyimide film is set on the assumption that it can be exposed to a higher temperature environment.
  • the polyimide film containing 2 mol% AASQ1 in the structure was inferior to the polyimide film containing no AASQ1 (Comparative Example 14) in yellow index, but had almost the same total light transmittance, It showed haze, Rth, Tg and CTE and was excellent in tensile product.
  • polyimide films containing 2 mol % AMSQ1 in their structure show similar performance compared to polyimide films without AMSQ1 (Comparative Examples 13 and 14). It was excellent in tensile product while exhibiting total light transmittance, haze, yellow index, Rth, Tg and CTE.
  • Example 17 and Comparative Example 14 in which the baking conditions are common in B2, AMSQ1 is less likely to be thermally decomposed than AASQ1, resulting in a polyimide film containing 2 mol% AMSQ1 in the structure (Example 17).
  • the polyimide films containing 10 mol% AMSQ1 in the structure had a lower elongation at break and a higher tensile product than the polyimide films containing no AMSQ1 (Comparative Examples 13 and 14). was inferior.
  • Comparative Examples 17 and 18 the CTE could not be measured because the film was fragile and broke during measurement.
  • AASQ2 and AASQ3 also improve the tensile product while maintaining the total light transmittance, haze, yellow index, Rth, Td 1 (i.e. thermal decomposition temperature), Tg, and CTE I was able to Specifically, a polyimide film containing approximately 1 mol% AASQ2 in its structure (Example 18) has approximately the same total light transmittance, haze, Excellent tensile product while exhibiting yellow index, Rth, Td 1 (ie thermal decomposition temperature), Tg and CTE.
  • the polyimide film containing 2 mol% AASQ3 in the structure has almost the same total light transmittance, haze, yellow index, Rth, Td as compared to the polyimide film without AASQ3 (Comparative Example 14). 1 (ie, thermal decomposition temperature), Tg, and CTE while exhibiting excellent tensile product.
  • the polyimide film of the present invention has good mechanical properties while maintaining the same level of optical properties and thermal properties as compared to the case where the silsesquioxane compound is not contained. .
  • the polyimide film of the present invention has excellent optical properties, colorless transparency, excellent mechanical properties, and exhibits a relatively low CTE. After that, various electronic device processing is performed on the film, and finally the film is separated from the inorganic substrate, whereby a flexible electronic device can be produced.

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Abstract

少なくともカルボン酸類、ジアミン類、およびシルセスキオキサン誘導体の共重合反応物であるポリアミド酸であって、前記シルセスキオキサン誘導体が、二つ以上のジカルボン酸無水物基、または、二つ以上のアミノ基を有し、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数が、特定の範囲(たとえば、前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のジカルボン酸無水物基を有する場合、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数が、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数と前記カルボン酸類に由来する構造単位のモル数との合計に対して0.0001倍以上0.09倍以下)にある、ポリアミド酸。

Description

ポリアミド酸、ポリイミド、及びその用途
 本発明は、シルセスキオキサン化合物を共重合成分として含むポリアミド酸、これをイミド化してなるポリイミド、及びその用途に関し、当該用途としては、例えばポリイミドフィルム、その積層体、フレキシブル電子デバイス等が挙げられる。
 ポリイミドフィルムは優れた耐熱性、良好な機械特性を有し、なおかつフレキシブルな素材として電気および電子分野にて広く使用されている。しかしながら、一般のポリイミドフィルムは黄褐色に着色しているため、表示装置などの光透過が必要な部分に適用することはできない。
 一方で表示装置は薄型化、軽量化が進み、さらにフレキシブル化が求められてきている。そのため基板材料をガラス基板からフレキシブルな高分子フィルム基板に代えようという試みが進められている。しかし、着色しているポリイミドフィルムは、光線透過をON/OFFすることによって表示を行う液晶ディスプレイの基板材料としては使用できず、表示装置の駆動回路が搭載されるTAB,COFなどの周辺回路や、反射型表示方式ないし自発光型表示装置における背面側など、ごく一部にしか適用することができなかった。
 かかる背景から、無色透明のポリイミドフィルムの開発が進められている。ポリイミドフィルムをフレキシブル電子回路基板として用いる場合、無色透明性、低線膨張率(CTE)、低レタデーション(Rth)に加えて、折り曲げに対する耐性や回路形成時の高温条件下で機械強度を保持する必要があるため、高い弾性率、機械強度、および高いガラス転移温度(Tg)が求められる。
 代表的な例として、フッ素化ポリイミド樹脂や半脂環式もしくは全脂環式ポリイミド樹脂などを用いた無色透明ポリイミドフィルムを開発する試みがある(特許文献1~3)。これらのフィルムは着色が少なく、かつ透明性を有しているが、着色しているポリイミドフィルムほどには機械強度があがらず、また工業的生産、ならびに高温に暴露される用途を想定した場合、熱分解ないし酸化反応などが生じるため必ずしも無色性、透明性を保持できるとは限らない。
 この観点より、酸素含有量を規定した気体を噴きつけながら加熱処理する方法が提案されているが(特許文献4)、酸素濃度18%未満となる環境ではその製造コストが高く、工業的生産は極めて困難である。
 また、有機材料の特性を一層向上させる手段として、有機材料と無機材料とを複合化させることにより、無機材料の特性である高い耐熱性、耐薬品性、高い表面硬度などを付与させた、いわゆる有機-無機ハイブリッド化技術がある。例えば、透明ポリイミドとシリカナノ粒子を複合化することで、透明性を維持しつつCTEやRth、Tgを改善できることが知られている。しかし、シリカナノ粒子の混合量を増やすにつれてフィルムは堅脆くなり、機械強度が低下する課題がある。
 一方、RSiO3/21.5を基本単位とするシルセスキオキサンは、Rに有機材料と反応しうる置換基を持たせることで、容易に有機-無機ハイブリッド硬化物を提供できるため、実用化検討が進められている(たとえば、特許文献5)。耐熱性が高く柔軟性のあるシルセスキオキサンをポリイミドと複合化することで耐熱性や加工性を高める試みがなされている。ポリイミドのイミド部とシルセスキオキサンの電荷移動相互作用により熱分解温度が向上することが知られている(非特許文献1)。
特開平11-106508号公報 特開2002-146021号公報 特開2002-348374号公報 WO2008/146637号公報 特許第3653976号公報 特開2004-331647号公報 特開2006-265243号公報 特開2007-302635号公報 WO2003/024870号
Thermochimica Acta 2004, 417, pp.133-142 European Polymer Journal 2011, 47 (6), pp. 1328-1337 Chemistry Letters, 2014, Vol.43, No.10, pp.1532-1534 Chemistry Letters, 2018, Vol.47, No.12, pp.1530-1533
 しかし、柔軟性のあるシルセスキオキサン構造がポリイミドの剛性を低下させるため、シルセスキオキサン複合ポリイミドは通常、比較的低い弾性率や低いTgを示すという問題があった(非特許文献2)。
 以上のように、低い線膨張係数と高い耐熱性を有し、かつ機械強度の高い無色透明のポリイミドフィルムの製造は非常に困難である。半脂環式もしくは全脂環式のポリイミドは、脂環式構造を有する単量体成分を増やすと、無色透明性は向上するが、分子間相互作用の低減により機械強度が低下しフィルムとしての生産は難しくなる。一方、芳香族の単量体を導入すれば、分子間相互作用の増大により靭性が上がり、フィルムの機械特性は改善されるが着色しやすくなり無色透明性は低下する。樹脂成分と屈折率が近いフィラー(無機成分)を導入することで耐熱性と無色透明性は改善され、さらに線膨張係数は下がり、加工適性は改善されるが、樹脂物性としては硬脆くなり、機械特性は低下する。
 従って、耐熱性、機械特性などの実用特性と、無色性(透明性ないし白色性)はトレードオフの関係にあり、特に、他の主な特性を維持しながら靱性が改善されたポリイミドフィルムを製造する方法の出現が望まれていた。
 そこで、本発明の目的は、他の主な特性を維持しながら靱性が改善されたポリイミドフィルムを製造するための原料等として有用である、ポリアミド酸を提供することにある。また、本発明の他の目的は、このようなポリアミド酸を含むポリアミド酸組成物、及び当該ポリアミド酸をイミド化してなるポリイミドを提供することにある。ここで、「他の主な特性を維持」とは、後述の実施例の3種類の焼成条件、具体的にはB1、B2およびB3のうち、少なくともB1で「他の主な特性」を維持することを意味する。
 更に、本発明の他の目的は、他の主な特性を維持しながら靱性が改善されたポリイミドフィルム、その積層体、並びに、ポリイミドフィルムを用いたフレキシブル電子デバイス、及びその製造方法を提供することにある。
 本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、特定量のシルセスキオキサン化合物を共重合成分として含むポリアミド酸により、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明には以下の内容が含まれる。
 [1] 少なくともカルボン酸類、ジアミン類、およびシルセスキオキサン誘導体の共重合反応物であるポリアミド酸であって、
 前記シルセスキオキサン誘導体が、二つ以上のジカルボン酸無水物基、または、二つ以上のアミノ基を有し、
 前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のジカルボン酸無水物基を有する場合、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数(ただし、前記シルセスキオキサン誘導体が、二つを超えるジカルボン酸無水物基を有する場合、このモル数は、前記シルセスキオキサン誘導体の総モル数を、前記シルセスキオキサン誘導体の前記ジカルボン酸無水物基の総数で除して2倍した数である)は、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数と前記カルボン酸類に由来する構造単位のモル数との合計に対して0.0001倍以上0.09倍以下であり、
 前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のアミノ基を有する場合、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数(ただし、前記シルセスキオキサン誘導体が、二つを超えるアミノ基を有する場合、このモル数は、前記シルセスキオキサン誘導体の総モル数を、前記シルセスキオキサン誘導体の前記アミノ基の総数で除して2倍した数である)は、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数と前記ジアミン類に由来する構造単位のモル数との合計に対して0.0001倍以上0.09倍以下である、ポリアミド酸。
 [2] 前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のジカルボン酸無水物基を有する、[1]に記載のポリアミド酸。
 [3] 前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のアミノ基を有する、[1]に記載のポリアミド酸。
 [4] 前記各アミノ基が、前記アミノ基と、前記シルセスキオキサン誘導体を構成するSiのうち、前記アミノ基に結合上もっとも近いSiとを連結する連結基を有し、
 前記連結基が、それぞれ独立して、前記アミノ基に結合した、置換または非置換の芳香族環を有する、
 [3]に記載のポリアミド酸。
 [5] 前記ポリアミド酸が、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有さない、[1]~[4]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [6] 前記シルセスキオキサン誘導体が、ダブルデッカー型構造、籠型構造、ランダム型構造、はしご型構造、または椅子型構造を有する、[1]~[5]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [7] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AA-D1」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立して、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっていてもよく、連結基で連結されていてもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 [8] Rが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、またはフェニル基を表す、[7]に記載のポリアミド酸。
 [9] Rがフェニル基を表す、[7]または[8]に記載のポリアミド酸。
 [10] Qが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[7]~[9]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [11] Qがメチル基を表す、[7]~[10]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [12] 一般式(Z1-1)中のXは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の芳香族環、または、非置換の炭素数4~10の脂肪族環である、[7]~[11]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [13] Zに属するXと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっている、[7]~[12]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [14] Zに属するXと、Zに隣接しているSiとは連結基で連結されている、[7]~[12]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [15] Zが、次に示す三つの構造のいずれかである、[7]~[14]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 [16] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AA-D2」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZが存在する場合、その構造でないZはH、または一般式(Z1-S)で表される構造であり、
 一般式(Z1-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 [17] Rが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、またはフェニル基を表す、[16]に記載のポリアミド酸。
 [18] Rがフェニル基を表す、[16]または[17]に記載のポリアミド酸。
 [19] 一般式(Z1-1)中のXは、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環である、[16]~[18]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [20] 前記連結基がカルボニル基である、[16]~[19]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [21] Zが、次に示す構造である、[16]~[20]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 [22] 一般式(Z1-S)中のQS1が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[16]~[21]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [23] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AA-C1」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZが存在する場合、その構造でないZはH、または一般式(Z1-S)で表される構造であり、
 一般式(Z1-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 [24] Rが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、またはフェニル基を表す、[23]に記載のポリアミド酸。
 [25] Rがフェニル基を表す、[23]または[24]に記載のポリアミド酸。
 [26] 一般式(Z1-1)中のXは、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環である、[23]~[25]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [27] 前記連結基がカルボニル基である、[23]~[26]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [28] Zが、次に示す構造である、[23]~[27]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 [29] 一般式(Z1-S)中のQS1が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[23]~[28]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [30] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AA-Q1」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 (式中、Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZが存在する場合、その構造でないZはH、または一般式(Z1-S)で表される構造であり、
 一般式(Z1-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 [31] 一般式(Z1-1)中のXは、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環である、[30]に記載のポリアミド酸。
 [32] 一般式(Z1-S)中のQS1が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[30]または[31]に記載のポリアミド酸。
 [33] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AM-D1」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっていてもよく、連結基で連結されていてもよく、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているSiとは連結基で連結されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 [34] Rが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、またはフェニル基を表す、[33]に記載のポリアミド酸。
 [35] Rがフェニル基を表す、[33]または[34]に記載のポリアミド酸。
 [36] Qが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[33]~[35]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [37] Qがメチル基を表す、[33]~[36]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [38] 一般式(Z2-1)中のYは、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環である、[33]~[37]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [39] Zに属するYと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっている、[33]~[38]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [40] Zに属するYと、Zに隣接しているSiとは連結基で連結されている、[33]~[39]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [41] Zが、次に示す二つの構造のいずれかである、[33]~[40]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 [42] Zが、次に示す構造である、[33]~[41]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 [43] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AM-D2」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZが存在する場合、それらの構造でないZはH、または一般式(Z2-S)で表される構造であり、
 一般式(Z2-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 [44] Rが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、またはフェニル基を表す、[43]に記載のポリアミド酸。
 [45] Rがフェニル基を表す、[43]または[44]に記載のポリアミド酸。
 [46] 一般式(Z2-1)中のYは、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環である、[44]~[46]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [47] 一般式(Z1-S)中のQS1が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[43]~[46]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [48] Zの少なくとも二つが、次に示す三つの構造のいずれかである、[43]~[47]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、または置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である。)
 [49] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AM-C1」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZが存在する場合、それらの構造でないZはH、または一般式(Z2-S)で表される構造であり、
 一般式(Z2-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 [50] Rが、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、またはフェニル基を表す、[49]に記載のポリアミド酸。
 [51] Rがフェニル基を表す、[49]または[50]に記載のポリアミド酸。
 [52] 一般式(Z2-1)中のYは、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環である、[49]~[51]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [53] 一般式(Z1-S)中のQS1が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[49]~[52]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [54] Zの少なくとも二つが、次に示す三つの構造のいずれかである、[49]~[53]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、または置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である。)
 [55] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記一般式(以下、「一般式AM-Q1」と言うことがある。)で表される構造を有する、[1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 (式中、Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZが存在する場合、それらの構造でないZはH、または一般式(Z2-S)で表される構造であり、
 一般式(Z2-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 [56] 一般式(Z2-1)中のYは、それぞれ独立して、置換または非置換の芳香族環である、[55]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [57] 一般式(Z1-S)中のQS1が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、またはフェニル基を表す、[55]または[56]に記載のポリアミド酸。
 [58] 前記シルセスキオキサン誘導体が、
 一般式:RSi(ORで表されるチオール基含有トリアルコキシシラン類a1と、
 (式中、Rは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数4~8の脂環式炭化水素基、または炭素数6~8の芳香族炭化水素基の少なくとも1つの水素がチオール基に置換されている有機基を表し、Rは、相互に独立して、水素原子、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数4~8の脂環式炭化水素基、または炭素数6~8の芳香族炭化水素基を表す。)
 チオール基を有しないトリアルコキシシラン類a2と、
の縮合物Bのチオール基と、
 ビニル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、および酸塩化物基から選択される少なくとも1種の反応性基を有するジカルボン酸無水物Cの前記反応性基と、
が反応してなるシルセスキオキサン誘導体である、
 [1]~[6]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [59] 前記シルセスキオキサン誘導体が、下記の一般式(1)及び(2)で表される構造単位を有する、[1]~[6]および[58]のいずれかに記載のポリアミド酸。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 (式中、Qは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、Qは単結合、炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~8の炭化水素基の炭素原子の1つ以上が酸素で置換されている有機基、またはカルボニル基であり、Xは、炭素-炭素結合であるか、又は炭素数4~10の脂肪族環、芳香族環、若しくはこれらを構成する炭素の一部が酸素又はイオウで置換された複素環であり、これらに結合する水素の1つ以上が炭化水素基で置換されていてもよく、1.0≦m≦2.0であり、1.4≦n≦1.6である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 (式中、Qは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、1.4≦n≦1.6である。)
 [60] 前記トリアルコキシシラン類a2のモル比([a2のモル数]/[a1のモル数+a2のモル数])、又は一般式(2)で表される構造単位のモル比([構造単位(2)]/[構造単位(1)+構造単位(2)])が、0.1以上0.7以下である、[59]に記載のポリアミド酸。
 [61] 前記カルボン酸類が、脂環式テトラカルボン酸無水物、芳香族テトラカルボン酸無水物、トリカルボン酸類、およびジカルボン酸類からなる群より選ばれた少なくとも一種である、[1]~[60]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [62] 前記カルボン酸類が、ピロメリット酸二無水物、および1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一方を含む、[1]~[61]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [63] 前記カルボン酸類が、ピロメリット酸二無水物を含む、[1]~[62]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [64] 前記カルボン酸類が、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含む、[1]~[63]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [65] 前記ジアミン類が、芳香族ジアミン類、脂肪族ジアミン類、および脂環式ジアミン類からなる群より選ばれた少なくとも一種である、[1]~[64]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [66] 前記ジアミン類が、2,2’-ジトリフルオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、および4-アミノ-N-(4-アミノフェニル)ベンズアミドの少なくとも一方を含む、[1]~[65]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [67] 前記ジアミン類が、2,2’-ジトリフルオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニルを含む、[1]~[66]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [68] 前記ジアミン類が、4-アミノ-N-(4-アミノフェニル)ベンズアミドを含む、[1]~[67]のいずれかに記載のポリアミド酸。
 [69] [1]~[68]のいずれか1項に記載のポリアミド酸と溶媒とを含む、ポリアミド酸組成物。
 [70] [1]~[68]のいずれか1項に記載のポリアミド酸がイミド化されてなる、ポリイミド。
 [71] [70]に記載のポリイミドを含むポリイミドフィルム。
 [72] [71]に記載のポリイミドフィルムと無機基板とを含む積層体。
 [73] [72]に記載の積層体のポリイミドフィルム面に電子デバイスを形成する工程と、
 前記無機基板を剥離する工程とを含む、フレキシブル電子デバイスの製造方法。
 [74] [71]に記載のポリイミドフィルムと、そのポリイミドフィルムに形成された電子デバイスとを含むフレキシブル電子デバイス。
 本発明によると、他の主な特性を維持しながら靱性が改善されたポリイミドフィルムを製造するための原料等として有用である、ポリアミド酸を提供することができる。また、このようなポリアミド酸を含むポリアミド酸組成物、及び当該ポリアミド酸をイミド化してなるポリイミドを提供することができる。
 更に、本発明によると、他の主な特性を維持しながら靱性が改善されたポリイミドフィルム、その積層体、並びに、ポリイミドフィルムを用いたフレキシブル電子デバイス、及びその製造方法を提供することができる。
合成例2-1で使用したSQ109(PGMEA溶液)のHNMR(CDCl)スペクトルを示す図である。 PGMEAのHNMR(CDCl)スペクトルを示す図である。なお、δ=2.2は器具洗浄用アセトン由来のピークである。 合成例2-1で使用したノルボルネン酸無水物のHNMR(CDCl)スペクトルを示す図である。なお、δ=2.2は器具洗浄用アセトン由来のピークである。 合成例2-1における反応後の反応混合物のHNMR(CDCl)スペクトルを示す図である。 合成例2-2で得られた酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ2のH NMR(CDCl)スペクトルを示す図である。 合成例2-3で得られた酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ3のH NMR(DMSO-d)スペクトルを示す図である。 合成例2-4で得られた酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ4のH NMR(DMSO-d)スペクトルを示す図である。 合成例2-5で得られた酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ5のH NMR(DMSO-d)スペクトルを示す図である。 合成例2-6で得られた酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ6のH NMR(DMSO-d)スペクトルを示す図である。 合成例2-7で得られた酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ7のH NMR(DMSO-d)スペクトルを示す図である。 合成例2-8で得られた酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ8のH NMR(DMSO-d)スペクトルを示す図である。
 以下に本発明について詳細に説明するが、これらは本発明の一態様であり、本発明はこれらの内容に限定されない。
 なお、以下では、シルセスキオキサン誘導体をシルセスキオキサン化合物と言うことがある。すなわち、シルセスキオキサン誘導体という用語と、シルセスキオキサン化合物という用語とを同義語として用いる。よって、シルセスキオキサン誘導体を、シルセスキオキサン化合物と言い換えることができる。
 本発明のポリアミド酸は、少なくともカルボン酸類とジアミン類とシルセスキオキサン誘導体との共重合反応物である。後述するように、シルセスキオキサン誘導体は、二つ以上のジカルボン酸無水物基(以下、単に「酸無水物基」という場合がある)、または、二つ以上のアミノ基を有する。以下、これらについて説明する。
 <シルセスキオキサン誘導体>
 シルセスキオキサン誘導体は、二つ以上のジカルボン酸無水物基(すなわち酸無水物基)、または、二つ以上のアミノ基を有する。よって、シルセスキオキサン誘導体を、カルボン酸類およびジアミン類と共重合可能であり、その結果、ポリイミドフィルムの靱性を改善することができる。その詳細な理由(すなわち、シルセスキオキサン誘導体を、カルボン酸類およびジアミン類と共重合することによって、ポリイミドフィルムの靱性改善に至る理由)は明らかではないが、無機フィラー等と比較して比較的柔軟なシルセスキオキサン骨格が微小なドメインとなって、母材であるポリイミドの変形を許容し易くなるためと考えられる。
 なお、シルセスキオキサンは、主にT単位で構成されたシロキサン(たとえば8個のT単位で構成されたT型、10個のT単位で構成されたT10型、12個のT単位で構成されたT12型)を意味する用語として使用されるものの、これよりも広義で使用されることがある。具体的には、シルセスキオキサンは、主にT単位で構成されたシロキサンだけでなく、主に12個以下のQ単位で構成されたシロキサン(たとえば8個のQ単位で構成されたQ型や、10個のQ単位で構成されたQ10型)をも意味する用語として使用されることがある。ちなみに、T単位はRSiO1.5で表される単位である。Q単位はSiOで表される単位である。これらにおいてRは有機基を表すことができる。
 本明細書において、シルセスキオキサン誘導体の「シルセスキオキサン」は広義で使用される。すなわち、シルセスキオキサン誘導体の「シルセスキオキサン」は、主にT単位で構成されたシロキサンだけでなく、主に12個以下のQ単位で構成されたシロキサンを包含する。よって、「シルセスキオキサン誘導体」も、主にT単位で構成されたシロキサン誘導体だけでなく、主に12個以下のQ単位で構成されたシロキサン誘導体を包含する。
 シルセスキオキサン誘導体が、主にT単位で構成される場合、T単位以外の単位、たとえばM単位(RSiO0.5で表される基)、D単位(RSiOで表される単位)、Q単位を含んでいてもよい。「シルセスキオキサン誘導体が、主にT単位で構成される」とは、T単位の個数が、T単位以外の単位の個数(たとえば、M単位、D単位、Q単位の合計個数)よりも多いことを意味する。よって、たとえば、シルセスキオキサン誘導体が、8個のT単位と、2個のD単位とで構成されていてもよい。シルセスキオキサン誘導体が、主にQ単位で構成される場合も、Q単位以外の単位、たとえばM単位、D単位、T単位を含んでいてもよい。「シルセスキオキサン誘導体が、主にQ単位で構成される」とは、Q単位の個数が、Q単位以外の単位の個数(たとえば、M単位、D単位、T単位の合計個数)よりも多いことを意味する。なお、M単位、D単位においてもRは有機基を表すことができる。
 シルセスキオキサン誘導体は、ダブルデッカー型構造を有していてもよく、籠型構造を有していてもよく、ランダム型構造を有していてもよく、はしご型構造を有していてもよく、椅子型構造を有していてもよい。なかでも、ダブルデッカー型構造、籠型構造、ランダム型構造が好ましい。ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制できる、という理由で完全縮合型の構造(シラノール基を含まない構造)が好ましい。例えば、ダブルデッカー型構造、籠型構造がより好ましい。
 ダブルデッカー型構造は閉環していてもよく、開環していてもよい。閉環したダブルデッカー型構造として、たとえば、後述の一般式AA-D1で表される構造や、後述の一般式AM-D1で表される構造を挙げることができる。いっぽう、開環したダブルデッカー型構造として、たとえば、後述の一般式AA-D2で表される構造や、後述の一般式AM-D2で表される構造を挙げることができる。
 籠型構造は、完全籠型構造であってもよく、不完全籠型構造(たとえばコーナーオープン型構造など)であってもよい。完全籠型構造は、籠内に閉じた空間が形成された構造である。たとえば、完全籠型構造は、シロキサン結合Si-O-Siで構成された辺を四つ有する四辺形状の平面六つで囲まれた空間が形成された構造(以下、この完全籠型構造を「六面体状完全籠型構造」と言うことがある。)であることができる。いっぽう、不完全籠型構造は、籠内に、籠の外に開放した空間が形成された構造である。
 不完全籠型構造として、たとえば、コーナーオープン型構造を挙げることができる。コーナーオープン型構造として、たとえば、後述の一般式AA-C1で表される構造や、後述の一般式AM-C1で表される構造を挙げることができる。
 シルセスキオキサン誘導体は、二つ以上の酸無水物基を有することができる。シルセスキオキサン誘導体が二つ以上の酸無水物基を有することによって、ジアミンと反応することができる。シルセスキオキサン誘導体1分子当たりの酸無水物基の数は、たとえば、3以上であってもよく、4以上であってもよく、5以上であってもよく、6以上であってもよい。1分子当たりの酸無水物基の数は、たとえば、10以下であってもよく、8以下であってもよい。特に、シルセスキオキサン誘導体が、籠型構造またはダブルデッカー型構造を有する場合、1分子当たりの酸無水物基の数は、たとえば、2以上8以下が好ましく、2、3、4がより好ましい。いっぽう、シルセスキオキサン誘導体がランダム型構造を有する場合、1分子当たりの酸無水物基の数は、2~10が好ましく、2.5~6がより好ましい。酸無水物基の数がこの範囲内であると、得られるポリイミド鎖が適度に架橋されるため、ポリイミドフィルムの靱性をいっそう改善することができる。
 なお、シルセスキオキサン誘導体は、二つ以上の酸無水物基を有する場合、後述する二つ以上のアミノ基を有さない。
 このようなシルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AA-D1」と言うことがある。)で表される構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立して、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっていてもよく、連結基で連結されていてもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 なお、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、一般式AA-D1の範囲内のすべての幾何異性体を含む。たとえば、一般式AA-D1で表される幾何異性体として、Siに結合する一対のQおよびZが環平面に結合する向きが異なる幾何異性体が存在するところ、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体はこれらを含む。
 Rについて、非置換のアルキル基として、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基を挙げることができる。これら(厳密にはプロピル基以降)は、直鎖状であっても、分岐状であってもよい。たとえば、プロピル基は、n-プロピル基(すなわち1-プロピル基)でも、イソプロピル基(すなわち1-メチルエチル基)でもよい。たとえば、ブチル基は、n-ブチル基でも、イソブチル基でも、sec-ブチル基でも、tert-ブチル基(すなわち1,1-ジメチルエチル基)でもよい。ヘキシル基は、たとえば、1,1,2-トリメチルプロピル基であってもよい。オクチル基は、たとえば、2,2,4-トリメチルペンチル基であってもよい。分岐状の非置換のアルキル基として、たとえば、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、イソオクチル基、1,1,2-トリメチルプロピル基、2,2,4-トリメチルペンチル基を挙げることができる。
 Rについて、置換のアルキル基は、たとえば、上述の非置換のアルキル基を構成する水素原子が任意の数だけハロゲン原子で置換された基であることができる。ハロゲン原子としてはフッ素原子、すなわちFが好ましい。置換のアルキル基として、たとえば-CHCHCF、-CHCHCFCF、-CHCHCFCFCF、-CHCHCFCFCFCF、-CHCHCFCFCFCFCF、-CHCHCFCFCFCFCFCF、-CHCHCF(CF、-CHCH(CF)CFCF、-CH(CF)CHCFCF、-CHC(CFCF、-C(CFCHCF、-CHCHCFCF(CF、-CHCHCF(CF)CFCF、-CHCHC(CFCFを挙げることができる。これに加えて、-CF、-CFCF、-CFCFCF、-CF(CF、-CFCFCFCF、-CFCF(CF、-C(CF、-(CFCF、-(CFCF(CF、-CFC(CF、-CF(CF)CFCFCF、-(CFCF、-(CFCF(CF、-(CFCF(CF、-(CFCF、-(CFCF(CF、-(CFCF(CFを挙げることもできる。なかでも、トリフルオロプロピル基、すなわち-CHCHCFが好ましい。
 Rのアルキル基(具体的には、炭素数1~9の、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキル基)は不飽和結合を有していてもよい。たとえば、ビニル基、2-プロペニル基、3-ブテニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基を挙げることできる。
 Rのアルキル基(具体的には、炭素数1~9の、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキル基)の炭素数は1~8が好ましく、1、2、3、4、または8が好ましい。ここで、この炭素数は、置換基を含めた炭素数を意味する。
 Rについて、非置換のアリール基として、たとえば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、フルオレニル基を挙げることができる。
 Rについて、置換のアリール基は、たとえば、上述の非置換のアリール基を構成する水素原子が任意の数だけ、他の原子および/または他の原子団で置換された基であることができる。たとえば、上述の非置換のアリール基を構成する水素原子が任意の数だけ、アルキル基(具体的には、炭素数1~9の、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキル基)で置換された基であることができる。上述の非置換のアリール基を構成する水素原子が任意の数だけ、ハロゲン原子で置換された基であることもができる。ハロゲン原子としてはフッ素原子、すなわちFが好ましい。置換のアリール基として、たとえば、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、4-エチルフェニル基、4-プロピルフェニル基、4-ブチルフェニル基、4-ペンチルフェニル基、4-ヘプチルフェニル基、4-オクチルフェニル基、4-ノニルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基、2,4,6-トリエチルフェニル基、4-(1-メチルエチル)フェニル基、4-(1,1-ジメチルエチル)フェニル基、4-(2-エチルヘキシル)フェニル基、2,4,6-トリス(1-メチルエチル)フェニル基を挙げることができる。これに加えて、ペンタフルオロフェニル基、4-フルオロフェニル基、4-クロロフェニル基、4-ブロモフェニル基を挙げることもできる。さらに、4-メトキシフェニル基、4-エトキシフェニル基、4-プロポキシフェニル基、4-ブトキシフェニル基、4-ペンチルオキシフェニル基、4-ヘプチルオキシフェニル基、4-(1-メチルエトキシ)フェニル基、4-(2-メチルプロポキシ)フェニル基、4-(1,1-ジメチルエトキシ)フェニル基、4-エテニルフェニル基、4-(1-メチルエテニル)フェニル基、4-(3-ブテニル)フェニル基を挙げることもできる。
 Rのアリール基(具体的には、炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基)の炭素数は12以下が好ましく、8以下がより好ましく、6以下がさらに好ましい。この炭素数は、置換基を含めた炭素数を意味する。
 Rのアリールアルキル基、特に非置換のアリールアルキル基として、たとえば、ベンジル基、フェネチル基を挙げることができる。Rについて、置換のアリールアルキル基は、たとえば、上述の非置換のアリールアルキル基を構成する水素原子が任意の数だけ、他の原子および/または他の原子団で置換された基であることができる。たとえば、上述の非置換のアリールアルキル基を構成する水素原子が任意の数だけ、アルキル基(具体的には、炭素数1~9の、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキル基)で置換された基であることができる。上述の非置換のアリールアルキル基を構成する水素原子が任意の数だけ、ハロゲン原子で置換された基であることもができる。ハロゲン原子としてはフッ素原子、すなわちFが好ましい。
 Rのアリールアルキル基(具体的には、炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基)の炭素数は12以下が好ましく、10以下がより好ましく、8以下がさらに好ましい。この炭素数は、置換基を含めた炭素数を意味する。
 Rは、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、フェニル基が好ましい。なかでも、芳香環間の相互作用があり、高い耐熱性を示すことからフェニル基がより好ましい。
 Qの説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、Qの説明としても扱うことができる。Qに特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、Qは、製造の難易度が比較的高くないという理由でメチル基、エチル基、フェニル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 Zについて、一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。
 非置換の芳香族環として、たとえばベンゼン環、ナフタレン環を挙げることができる。なかでも、製造の難度が比較的高くないという理由でベンゼン環が好ましい。いっぽう、置換の芳香族環は、たとえば、上述の非置換の芳香族環を構成する水素原子が任意の数だけ、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基で置換された基であることができる。このアルキル基の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、このアルキル基の説明としても扱うことができる。
 非置換の芳香族環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環として、たとえばピリジン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環(たとえば、1,3-チアゾール環)を挙げることができる。ヘテロ原子として、たとえば窒素原子、酸素原子、イオウ原子を挙げることができる。いっぽう、置換の芳香族環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環は、たとえば、上述の非置換の複素環を構成する水素原子が任意の数だけ、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基で置換された構造であることができる。このアルキル基の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、このアルキル基の説明としても扱うことができる。
 炭素数4~10の非置換の脂肪族環として、たとえばシクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、ノルボルナン(すなわち、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン)、ビシクロ[2.2.2]オクタンを挙げることができる。なかでも、比較的熱安定性が高いという理由で、ノルボルナン、ビシクロ[2.2.2]オクタンのような架橋環式の脂肪族環が好ましく、ノルボルナン、ビシクロ[2.2.2]オクタンがより好ましく、ノルボルナンがさらに好ましい。いっぽう、置換の脂肪族環は、たとえば、上述の非置換の脂肪族環を構成する水素原子が任意の数だけ、炭素数1~6の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基で置換された基であることができる。このアルキル基の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、このアルキル基の説明としても扱うことができる。
 炭素数4~10の非置換の脂肪族環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環として、たとえば、ノルボルナンの橋頭原子間、具体的には、ノルボルナンの最短の橋を構成する橋頭原子間のメチレン基を構成するC原子が、酸素原子で置換された構造を挙げることができる。すなわち、ノルボルナンの橋頭原子間のメチレン基がエーテル結合に置換された構造を挙げることができる。このほか、たとえば、チアン、ジチアン(たとえば1,4-ジチアン)を挙げることもできる。ヘテロ原子として、たとえば窒素原子、酸素原子、イオウ原子を挙げることができる。いっぽう、炭素数4~10の置換の脂肪族環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環は、たとえば、上述の非置換の複素環を構成する水素原子が任意の数だけ、炭素数1~6の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基で置換された基であることができる。このアルキル基の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、このアルキル基の説明としても扱うことができる。
 なお、脂肪族環(具体的には、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環)の炭素数は、たとえば6以上であってもよく、7以上であってもよく、8以上であってもよい。この炭素数は、9以下であってもよく、8以下であってもよい。この炭素数は、置換基を含めた炭素数を意味する。
 これらの環(具体的には、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、またはこれらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環)の少なくとも二つが縮合した環、つまり縮合環として、たとえば、ベンゾフラン(たとえば1-ベンゾフラン)、ベンゾチオフェン(たとえば1-ベンゾチオフェン)、ベンゾチアゾールを挙げることができる。
 400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Xは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。市販品(たとえば日本材料技研(株)製のDDSQ)として入手可能であるという観点で、炭素数4~10の、置換または非置換の脂肪族環が好ましく、非置換の炭素数4~10の脂肪族環が好ましい。
 Zに属するXと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっていてもよく、連結基で連結されていてもよい。両者を連結する連結基として、たとえば、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、下記の構造式(C-S)で表される基、エステル基(すなわちエステル結合)、アミド基(すなわちアミド結合)、およびそれらの任意の二つ以上の組み合わせを挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたOは、Zに隣接しているSiとつながっており、端に示されたQは、Xとつながっている。)
 「端に示されたQは、Xとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがXとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Xとつながっていることを意味する。
 連結基について、非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基として、たとえばメチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基を挙げることができる。
 置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基は、たとえば、上述の非置換のアルキレン基を構成する水素原子が任意の数だけハロゲン原子で置換された基であることができる。ハロゲン原子として、たとえばフッ素原子を挙げることができる。
 アルキレン基(具体的には、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基)の炭素数は10以下が好ましく、6以下がより好ましく、3以下がさらに好ましい。この炭素数は、置換基を含めた炭素数を意味する。
 連結基について、非置換のアリーレン基として、たとえばo-フェニレン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基、ナフチレン基(たとえば2,6-ナフチレン基)を挙げることができる。
 置換のアリーレン基は、たとえば、上述の非置換のアリーレン基を構成する水素原子が任意の数だけアルキル基(たとえばメチル基)で置換された基であることができる。
 アリーレン基(具体的には、置換または非置換のアリーレン基)の炭素数は15以下が好ましく、12以下がより好ましく、7以下がさらに好ましい。この炭素数は、置換基を含めた炭素数を意味する。
 構造式(C-S)で表される連結基について、Qの説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、Qの説明としても扱うことができる。Qに特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、Qは、メチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、フェニル基が好ましい。
 nは0~8の整数である。nは、ポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の線膨張係数(CTE)を低くすることができるという理由で5以下が好ましく、3以下がより好ましく、1以下、すなわち0または1がさらに好ましい。
 構造式(C-S)で表される連結基について、Qのアルキレン基(具体的には、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)の説明は、上述のアルキレン基(具体的には、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)の説明と重複するため省略する。よって、上述のアルキレン基の説明を、Qのアルキレン基の説明としても扱うことができる。
 構造式(C-S)で表される連結基について、Qのアリーレン基(具体的には、置換または非置換のアリーレン基)の説明は、上述のアリーレン基(具体的には、置換または非置換のアリーレン基)の説明と重複するため省略する。よって、上述のアリーレン基の説明を、Qのアリーレン基の説明としても扱うことができる。
 構造式(C-S)で表される連結基について、Qに関して、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基として、たとえば、上述したアルキレン基の具体例(たとえばメチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基)を構成する炭素(具体的にはXに隣接する炭素)がヘテロ原子で置換された基を挙げることができる。なかでも、n-ブチレン基すなわちテトラメチレン基のXに隣接する炭素がヘテロ原子(たとえば、酸素原子またはイオウ原子)で置換された基が好ましい。なお、この場合、この基(すなわちQ)の炭素数は3である。
 構造式(C-S)で表される連結基について、Qに関して、ヘテロ原子として、たとえば窒素原子、酸素原子、イオウ原子を挙げることができる。なかでも、酸素原子、イオウ原子が好ましく、酸素原子がより好ましい。
 連結基としては、置換若しくは非置換のアリーレン基とアミド基との組み合わせが好ましく、p-フェニレン基とアミド基との組み合わせがより好ましい。具体的には、下記の構造が好ましい。なお、下記の構造式では、p-フェニレン基がSiと結合していることを示す。アミド基が、Xと結合していることを示す。すなわち、アミド基を構成する炭素が、Xと結合していることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 両者(すなわち、Zに属するXと、Zに隣接しているSi)が、この連結基で連結されている場合、Zは、下記の構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 両者(すなわち、Zに属するXと、Zに隣接しているSi)は、単結合でつながっていることが好ましい。なぜなら、両者が、単結合でつながっていることによって、高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるためである。
 両者が単結合でつながっている場合、一般式(Z1-1)で表される構造としては、下記の構造が好ましい。すなわち、両者が単結合でつながっている場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、たとえば、特開2004-331647号公報(これに対応する特許公報は、特許第448334号公報である)、特開2006-265243号公報(これに対応する特許公報は、特許第5082258号である)、特開2007-302635号公報(これに対応する特許公報は、特許第4946169号である)、WO2003/024870号に記載された方法に基づいて製造することができる。
 たとえば、これらの文献に基づいて、一般式AA-D1におけるすべてのZが水素原子である化合物を製造し、この化合物(すなわち、ZとしてのHと、Zに隣接するSiとを含むSiH基を有する化合物)と、酸無水物基を有する化合物とを反応させる、という手順で、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体を製造することができる。この反応では、たとえば、ヒドロシリル化を利用することができる。すなわち、SiH基を有する化合物が、Si-H結合の切断を伴って、炭素-炭素二重結合のような不飽和結合に付加する反応を利用することができる。ヒドロシリル化を利用する場合、酸無水物基を有する化合物が、炭素-炭素二重結合のような不飽和結合(たとえばビニル基)を有していることができる。いっぽう、SiH基を有する化合物と、酸無水物基を有する化合物との反応では、カップリング反応、具体的には、ルテニウムや白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属触媒を用いた、SiH基を有する化合物と、ハロゲン化アリールとのカップリング反応を利用することもできる。カップリング反応を利用する場合、酸無水物基を有する化合物もしくは酸無水物基に変換可能な官能基を有する化合物が、ハロゲン化アリール構造を有していることができる。酸無水物基に変換可能な官能基として、例えばジエステル基が挙げられる。
 なお、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体のうち、たとえば、次のシルセスキオキサン誘導体は、市販品(たとえば日本材料技研(株)製のDDSQ)として入手可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 シルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AA-D2」と言うことがある。)で表される構造であることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZが存在する場合、その構造でないZはH、または一般式(Z1-S)で表される構造であり、
 一般式(Z1-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 なお、一般式AA-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体は、一般式AA-D2の範囲内のすべての幾何異性体を含む。たとえば、一般式AA-D2で表される幾何異性体として、Siに結合する一対のRおよびO-Zが環平面に結合する向きが異なる幾何異性体が存在するところ、一般式AA-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体はこれらを含む。
 一般式AA-D2のRの説明は、一般式AA-D1のRの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のRの説明を、一般式AA-D2のRの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、Rは、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、フェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造である。すなわち、Z四つつのうち二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であってもよく、三つが、一般式(Z1-1)で表される構造であってもよく、四つが、一般式(Z1-1)で表される構造であってもよい。
 Zについて、一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。一般式AA-D2における一般式(Z1-1)のXの説明は、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明を、一般式AA-D2における一般式(Z1-1)のXの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Xは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、たとえば、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、下記の構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたSiは、Zに隣接しているOとつながっており、端に示されたQは、Xとつながっている。)
 「端に示されたQは、Xとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがXとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Xとつながっていることを意味する。
 連結基が、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基である場合、連結基としてのアルキレン基の説明は、一般式AA-D1のアルキレン基(具体的には、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のアルキレン基の説明を、このアルキレン基(すなわち一般式AA-D2のアルキレン基)の説明としても扱うことができる。
 連結基が、置換若しくは非置換のアリーレン基である場合、連結基としてのアリーレン基の説明は、一般式AA-D1のアリーレン基(具体的には、置換または非置換のアリーレン基)の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のアリーレン基の説明を、このアリーレン基(すなわち一般式AA-D2のアリーレン基)の説明としても扱うことができる。
 構造式(C)で表される連結基について、Qの説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、Qの説明としても扱うことができる。Qに特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、Qは、メチル基、エチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、フェニル基が好ましい。
 nは0~8の整数である。nは、ポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の線膨張係数(CTE)を低くすることができるという理由で5以下が好ましく、3以下がより好ましく、1以下、すなわち0または1がさらに好ましい。
 構造式(C)で表される連結基について、Qのアルキレン基(具体的には、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)の説明は、一般式AA-D1のアルキレン基(具体的には、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のアルキレン基の説明を、Qのアルキレン基の説明としても扱うことができる。
 構造式(C)で表される連結基について、Qのアリーレン基(具体的には、置換または非置換のアリーレン基)の説明は、一般式AA-D1のアリーレン基(具体的には、置換または非置換のアリーレン基)の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のアリーレン基の説明を、Qのアリーレン基の説明としても扱うことができる。
 構造式(C)で表される連結基について、Qに関して、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基として、たとえば、一般式AA-D1で例示したアルキレン基の具体例(たとえばメチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、tert-ブチレン基、n-ペンチレン基、n-ヘキシレン基、n-ヘプチレン基、n-オクチレン基)を構成する炭素(具体的にはXに隣接する炭素)がヘテロ原子で置換された基を挙げることができる。なかでも、n-ブチレン基すなわちテトラメチレン基のXに隣接する炭素がヘテロ原子(たとえば、酸素原子またはイオウ原子)で置換された基が好ましい。なお、この場合、この基(すなわちQ)の炭素数は3である。
 構造式(C)で表される連結基について、Qに関して、ヘテロ原子として、たとえば窒素原子、酸素原子、イオウ原子を挙げることができる。なかでも、酸素原子、イオウ原子が好ましく、酸素原子がより好ましい。
 連結基としてはカルボニル基が好ましい。連結基がカルボニル基である場合、一般式(Z1-1)で表される構造としては、下記の構造が好ましい。すなわち、連結基がカルボニル基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZは、Hすなわち水素原子、または一般式(Z1-S)で表される構造である。もし、ZがHであると、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすくなることがある。ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制できる、という理由で、一般式(Z1-S)で表される構造が好ましい。
 一般式(Z1-S)中のQS1について、QS1の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、QS1の説明としても扱うことができる。QS1に特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、QS1は、原料の入手性の観点からメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
 四つのZの具体的な組み合わせについて、Zの四つが、一般式(Z1-1)で表される構造であることが好ましい。
 一般式AA-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体は、たとえば、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体の製造についての説明で列挙した文献に記載された方法に基づいて製造することができる。
 たとえば、これらの文献に基づいて、一般式AA-D2におけるすべてのZが水素原子もしくはナトリウム原子である化合物を製造し、この化合物(すなわち、ZとしてのHもしくはNaと、Zに隣接するOとを含むシラノール基を有する化合物)と、無水トリメリット酸クロリドのような、酸無水物基を有する酸塩化物とを反応させる、という手順で、一般式AA-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体を製造することができる。なお、一般式AA-D2において、すべてのZが水素原子である化合物は、市販品(たとえば、Hybrid Plastics社製のSO1460)として入手することもできる。
 この手順に代えて、たとえば、一般式AA-D2におけるすべてのZが水素原子もしくはナトリウム原子である化合物を製造し、この化合物(すなわち、ZとしてのHもしくはNaと、Zに隣接するOとを含むシラノール基を有する化合物)と、メチルジクロロシランのような、SiH基を有するオルガノジクロロシランとを反応させ、その生成物(すなわち、SiH基を有する生成物)と、酸無水物基を有する化合物とを反応させる、という手順で、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体を製造することもできる。
 また、一般式AA-D2におけるすべてのZが水素原子もしくはナトリウム原子である化合物を製造し、この化合物(すなわち、ZとしてのHもしくはNaと、Zに隣接するOとを含むシラノール基を有する化合物)と酸無水物基を有するジクロロシラン誘導体との閉環反応(エンドキャッピング反応)によって、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体を製造することもできる。
 一般式AA-D2におけるすべてのZが水素原子もしくはナトリウム原子である化合物を製造し、この化合物(すなわち、ZとしてのHもしくはNaと、Zに隣接するOとを含むシラノール基を有する化合物)と、ジメチルクロロシランのような、SiH基を有するオルガノクロロシランとを反応させ、その生成物(すなわち、SiH基を有する生成物)と、酸無水物基を有する化合物とを反応させる、という手順で、一般式AA-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体を製造することもできる。
 シラノール基を有する化合物(すなわち、ZとしてのHと、Zに隣接するOとを含むシラノール基を有する化合物)と、無水トリメリット酸クロリドのような酸無水物基を有する酸塩化物との反応、もしくはSiH基を有するオルガノクロロシランとの反応に先立ち、シラノール基の一部にキャッピングをおこなってもよい。キャッピングのために、たとえば、シラノール基を有する化合物に、たとえば、トリフェニルクロロシランのようなトリオルガノクロロシランを反応させることができる。SiH基を有する生成物と、酸無水物基を有する化合物との反応では、たとえば、ヒドロシリル化を利用することができる。すなわち、SiH基を有する生成物が、Si-H結合の切断を伴って、炭素-炭素二重結合のような不飽和結合に付加する反応を利用することができる。ヒドロシリル化を利用する場合、酸無水物基を有する化合物が、炭素-炭素二重結合のような不飽和結合(たとえばビニル基)を有していることができる。いっぽう、SiH基を有する生成物と、酸無水物基を有する化合物との反応では、カップリング反応、具体的には、ルテニウムや白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属触媒を用いた、SiH基を有する生成物と、ハロゲン化アリールとのカップリング反応を利用することもできる。カップリング反応を利用する場合、酸無水物基を有する化合物もしくは酸無水物基に変換可能な官能基を有する化合物が、ハロゲン化アリール構造を有していることができる。酸無水物基に変換可能な官能基として、例えばジエステル基が挙げられる。
 なお、この説明(具体的には、各種の反応の説明を含む、一般式AA-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体の製造についての説明)は、言うまでもなく、一般式AA-D2以外の構造のシルセスキオキサン誘導体を製造するための説明としても適宜扱うことができる。
 シルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AA-C1」と言うことがある。)で表される構造であることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZが存在する場合、その構造でないZはH、または一般式(Z1-S)で表される構造であり、
 一般式(Z1-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 なお、一般式AA-C1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、一般式AA-C1の範囲内のすべての幾何異性体を含む。たとえば、一般式AA-C1で表される幾何異性体として、Siに結合する一対のRおよびO-Zが環平面に結合する向きが異なる幾何異性体が存在するところ、一般式AA-C1で表されるシルセスキオキサン誘導体はこれらを含む。
 一般式AA-C1のRの説明は、一般式AA-D1のRの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のRの説明を、一般式AA-C1のRの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、Rは、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、フェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造である。すなわち、Z三つのうち二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であってもよく、三つが、一般式(Z1-1)で表される構造であってもよい。
 Zについて、一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。一般式AA-C1における一般式(Z1-1)のXの説明は、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明を、一般式AA-C1における一般式(Z1-1)のXの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Xは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、たとえば、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、下記の構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたSiは、Zに隣接しているOとつながっており、端に示されたQは、Xとつながっている。)
 「端に示されたQは、Xとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがXとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Xとつながっていることを意味する。
 連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AA-C1の連結基の説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、連結基としてはカルボニル基が好ましい。連結基がカルボニル基である場合、一般式(Z1-1)で表される構造としては、下記の構造が好ましい。すなわち、連結基がカルボニル基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZは、Hすなわち水素原子、または一般式(Z1-S)で表される構造である。もし、ZがHであると、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすくなることがある。ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制できる、という理由で、一般式(Z1-S)で表される構造が好ましい。
 一般式(Z1-S)中のQS1について、QS1の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、QS1の説明としても扱うことができる。QS1に特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、QS1は、原料の入手性の観点からメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
 三つのZの具体的な組み合わせについて、Zの二つが下記の構造であり、一つが、一般式(Z1-S)で表される構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 一般式AA-C1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、たとえば、一般式AA-C1におけるすべてのZが水素原子である化合物を製造すること以外は、一般式AA-D2で説明した手順と同じような手順で製造することができる。一般式AA-C1におけるすべてのZが水素原子である化合物は、たとえば、次の文献に記載された方法に基づいて製造することができる。
   Chemistry Letters, 2014, Vol.43, No.10, pp.1532-1534
 なお、一般式AA-C1において、すべてのZが水素原子である化合物は、市販品(たとえば、Hybrid Plastics社製のSO1450やSO1458)として入手することもできる。
 シルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AA-Q1」と言うことがある。)で表される構造であることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 (式中、Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造であり、
 一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZが存在する場合、その構造でないZはH、または一般式(Z1-S)で表される構造であり、
 一般式(Z1-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z1-1)で表される構造である。Z八つすべてがこの構造であってもよいものの、Z八つのうち、二つ~六つがこの構造であることが好ましく、二つ~四つがこの構造であることがより好ましく、二つまたは三つがこの構造であることがさらに好ましい。
 Zについて、一般式(Z1-1)中のXは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。一般式AA-Q1における一般式(Z1-1)のXの説明は、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明を、一般式AA-Q1における一般式(Z1-1)のXの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Xは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。
 Zに属するXと、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、たとえば、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、下記の構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたSiは、Zに隣接しているOとつながっており、端に示されたQは、Xとつながっている。)
 「端に示されたQは、Xとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがXとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するXに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Xとつながっていることを意味する。
 連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AA-Q1の連結基の説明としても扱うことができる。
 一般式(Z1-1)で表される構造でないZは、Hすなわち水素原子、または一般式(Z1-S)で表される構造である。もし、ZがHであると、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすくなることがある。ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制できる、という理由で、一般式(Z1-S)で表される構造が好ましい。
 一般式(Z1-S)中のQS1について、QS1の説明は、一般式AA-D1のRの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のRの説明を、QS1の説明としても扱うことができる。QS1に特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、QS1は、原料の入手性の観点からメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
 一般式AA-Q1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、たとえば、一般式AA-Q1におけるすべてのZが水素原子である化合物を製造すること以外は、一般式AA-D2で説明した手順と同じような手順で製造することができる。一般式AA-Q1におけるすべてのZが水素原子である化合物は、たとえば、次の文献に記載された方法に基づいて、すべてのZ1が水素原子である化合物に対応するテトラメチルアンモニウム塩を、酸を用いてプロトン化することで製造することができる。
   Chemistry Letters, 2018, Vol.47, No.12, pp.1530-1533
 なお、一般式AA-Q1において、すべてのZが水素原子である化合物に対応するテトラメチルアンモニウム塩は、市販品(たとえば、Hybrid Plastics社 MS0860)として入手することもできる。
 ランダム型構造を有するシルセスキオキサン誘導体の例は後述する。
 シルセスキオキサン誘導体は、二つ以上のアミノ基を有することができる。シルセスキオキサン誘導体が二つ以上のアミノ基を有する場合には、カルボン酸類と反応することができる。シルセスキオキサン誘導体1分子当たりのアミノ基の数は、たとえば、3以上であってもよく、4以上であってもよく、5以上であってもよく、6以上であってもよい。1分子当たりのアミノ基の数は、たとえば、10以下であってもよく、8以下であってもよい。特に、シルセスキオキサン誘導体が籠型構造を有する場合、1分子当たりのアミノ基の数は、たとえば、2以上8以下が好ましい。いっぽう、シルセスキオキサン誘導体がランダム型構造である場合、1分子当たりのアミノ基の数は、2~10が好ましく、2.5~6がより好ましい。アミノ基の数がこの範囲内であると、得られるポリイミド鎖が適度に架橋されるため、ポリイミドフィルムの靱性をいっそう改善することができる。
 なお、シルセスキオキサン誘導体は、二つ以上のアミノ基を有する場合、上述の二つ以上の酸無水物基を有さない。
 各アミノ基は、アミノ基と、シルセスキオキサン誘導体を構成するSiのうち、アミノ基に結合上もっとも近いSiとを連結する連結基を有することが好ましい。連結基の説明は、後述の一般式AM-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体で詳細に説明するため、重複を避ける目的で、ここでは簡単な説明にとどめる。連結基は、たとえば、後述の一般式AM-D1におけるZで説明する構造を挙げることができる。すなわち、両者(アミノ基と、シルセスキオキサン誘導体を構成するSiのうち、アミノ基に結合上もっとも近いSiとの両者)を連結する連結基として、たとえば、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、後述の構造式(C-S)で表される基、エステル基(すなわちエステル結合)、アミド基(すなわちアミド結合)、およびそれらの任意の二つ以上の組み合わせを挙げることができる。これに加えて、アミノ基が、Yで表される環に結合している場合には(後述の一般式AM-D1参照)、連結基が、Yで表される環をさらに有していることができる。すなわち、この場合には、連結基が、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、後述の構造式(C-S)で表される基、エステル基(すなわちエステル結合)、アミド基(すなわちアミド結合)、またはそれらの任意の二つ以上の組み合わせを有していることができるとともに、Yで表される環をさらに有していることができる。ここで、Yが、置換または非置換の芳香族環である場合、置換または非置換の芳香族環にアミノ基が結合していることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
 連結基は、それぞれ独立して、アミノ基に結合した、置換若しくは非置換の芳香族環を有することが好ましい。なぜなら、連結基が、芳香族環に代えて脂肪族環を有する場合に比べて、高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるためである。置換若しくは非置換の芳香族環の説明は、後述の一般式AM-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体で詳細に説明するため、重複を避ける目的で、ここでは省略する。
 シルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AM-D1」と言うことがある。)で表される構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっていてもよく、連結基で連結されていてもよく、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているSiとは連結基で連結されている。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 なお、一般式AM-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、一般式AM-D1の範囲内のすべての幾何異性体を含む。たとえば、一般式AM-D1で表される幾何異性体として、Siに結合する一対のQおよびZが環平面に結合する向きが異なる幾何異性体が存在するところ、一般式AM-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体はこれらを含む。
 一般式AM-D1のRの説明は、一般式AA-D1のRの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のRの説明を、一般式AM-D1のRの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、Rは、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、フェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 Qの説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、Qの説明としても扱うことができる。Qに特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、Qは、製造の難易度が比較的高くないという理由でメチル基、エチル基、フェニル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 Zについて、一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。一般式AM-D1における一般式(Z2-1)のYの説明は、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明を、一般式AM-D1における一般式(Z2-1)のYの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Yは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。
 Zに属するYと、Zに隣接しているSiとは単結合でつながっていてもよく、連結基で連結されていてもよい。両者を連結する連結基として、たとえば、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、下記の構造式(C-S)で表される基、エステル基(すなわちエステル結合)、アミド基(すなわちアミド結合)、およびそれらの任意の二つ以上の組み合わせを挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたOは、Zに隣接しているSiとつながっており、端に示されたQは、Yとつながっている。)
 「端に示されたQは、Yとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがYとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Yとつながっていることを意味する。
 一般式AM-D1における連結基の説明は、一般式AA-D1における連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における連結基の説明を、一般式AM-D1における連結基の説明としても扱うことができる。
 したがって、たとえば、連結基としては、置換若しくは非置換のアリーレン基とアミド基との組み合わせが好ましく、p-フェニレン基とアミド基との組み合わせがより好ましい。具体的には、下記の構造が好ましい。なお、下記の構造式では、p-フェニレン基がSiと結合していることを示す。アミド基が、Yと結合していることを示す。すなわち、アミド基を構成する炭素が、Yと結合していることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 両者(すなわち、Zに属するYと、Zに隣接しているSi)が、この連結基で連結されている場合、Zは、下記の構造が好ましい。この構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 両者(すなわち、Zに属するYと、Zに隣接しているSi)は、単結合でつながっていることが好ましい。なぜなら、両者が、単結合でつながっていることによって、高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるためである。
 両者が単結合でつながっている場合、一般式(Z2-1)で表される構造としては、下記の構造が好ましい。すなわち、両者が単結合でつながっている場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。この構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 すなわち、Zは、下記の構造がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 Zについて、一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているSiとは連結基で連結されている。両者を連結する連結基として、たとえば、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、上述の構造式(C-S)で表される基、エステル基(すなわちエステル結合)、アミド基(すなわちアミド結合)、およびそれらの任意の二つ以上の組み合わせを挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
 一般式AM-D1における一般式(Z2-2)の連結基の説明は、一般式AA-D1における連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における連結基の説明を、一般式AM-D1における一般式(Z2-2)の連結基の説明としても扱うことができる。一般式AM-D1における一般式(Z2-2)の連結基に特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、一般式AM-D1における一般式(Z2-2)の連結基は、製造の難易度が比較的高くないという理由で、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基が好ましく、炭素数6以下の、非置換の直鎖のアルキレン基がより好ましく、n-プロピレン基すなわちトリメチレン基がさらに好ましい。
 Zの二つともが、一般式(Z2-1)で表される構造であること、または、Zの二つともが、一般式(Z2-2)で表される構造であることが好ましい。
 一般式AM-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、たとえば、一般式AA-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体の製造についての説明で列挙した文献に記載された方法に基づいて製造することができる。たとえば、酸無水物基を有する化合物に代えて、アミノ基を有する化合物を使用すること以外は、一般式AA-D1で説明した手順と同じような手順で製造することができる。なお、アミノ基を有する化合物において、アミノ基は保護されていてもよい。
 なお、一般式AM-D1で表されるシルセスキオキサン誘導体のうち、後述の実施例で使用した次のシルセスキオキサン誘導体は、特開2006-265243号公報で製造されたことが記載されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 シルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AM-D2」と言うことがある。)で表される構造であることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZが存在する場合、それらの構造でないZはH、または一般式(Z2-S)で表される構造であり、
 一般式(Z2-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 なお、一般式AM-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体は、一般式AM-D2の範囲内のすべての幾何異性体を含む。たとえば、一般式AM-D2で表される幾何異性体として、Siに結合する一対のRおよびO-Zが環平面に結合する向きが異なる幾何異性体が存在するところ、一般式AM-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体はこれらを含む。
 一般式AM-D2のRの説明は、一般式AA-D1のRの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のRの説明を、一般式AM-D2のRの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、Rは、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、フェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 Zの少なくとも二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造である。すなわち、Z四つのうち二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよく、三つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよく、四つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよい。
 Zについて、一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。一般式AM-D2における一般式(Z2-1)のYの説明は、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明を、一般式AM-D2における一般式(Z2-1)のYの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Xは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、たとえば、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、下記の構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、または置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたSiは、Zに隣接しているOとつながっており、端に示されたQは、Yとつながっている。)
 「端に示されたQは、Yとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがYとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Yとつながっていることを意味する。
 連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AM-D2の連結基の説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、連結基としてはカルボニル基が好ましい。連結基がカルボニル基である場合、一般式(Z2-1)で表される構造としては、下記の構造が好ましい。すなわち、連結基がカルボニル基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。この構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 これに加えて、連結基としては、構造式(C)で表される基も好ましい。連結基が、構造式(C)で表される基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。この構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 Zについて、一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、一般式(Z2-1)の連結基と同様の例を挙げることができる。すなわち、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
 一般式AM-D2における一般式(Z2-2)の連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AM-D2における一般式(Z2-2)の連結基の説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、構造式(C)で表される基が好ましい。連結基が、構造式(C)で表される基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZは、Hすなわち水素原子、または一般式(Z2-S)で表される構造である。もし、ZがHであると、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすくなることがある。ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制できる、という理由で、一般式(Z2-S)で表される構造が好ましい。
 一般式(Z2-S)中のQS1について、QS1の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、QS1の説明としても扱うことができる。QS1に特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、QS1は、原料の入手性の観点からメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
 四つのZの具体的な組み合わせについて、Zの四つともが、一般式(Z2-1)で表される構造であること、または、Zの四つともが、一般式(Z2-2)で表される構造であることが好ましい。
 一般式AM-D2で表されるシルセスキオキサン誘導体は、酸無水物基を有する化合物に代えて、アミノ基を有する化合物を使用すること以外は、一般式AA-D2で説明した手順と同じような手順で製造することができる。なお、アミノ基を有する化合物において、アミノ基は保護されていてもよい。
 シルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AM-C1」と言うことがある。)で表される構造であることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
 (式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZが存在する場合、それらの構造でないZはH、または一般式(Z2-S)で表される構造であり、
 一般式(Z2-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 なお、一般式AM-C1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、一般式AM-C1の範囲内のすべての幾何異性体を含む。たとえば、一般式AM-C1で表される幾何異性体として、Siに結合する一対のRおよびO-Zが環平面に結合する向きが異なる幾何異性体が存在するところ、一般式AM-C1で表されるシルセスキオキサン誘導体はこれらを含む。
 一般式AM-C1のRの説明は、一般式AA-D1のRの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のRの説明を、一般式AM-C1のRの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、Rは、メチル基、エチル基、イソブチル基、イソオクチル基、トリフルオロプロピル基、フェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 Zの少なくとも二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造である。すなわち、Z三つのうち二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよく、三つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよい。
 Zについて、一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。一般式AM-C1における一般式(Z2-1)のYの説明は、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明を、一般式AM-C1における一般式(Z2-1)のYの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Yは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、たとえば、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、下記の構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、または置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたSiは、Zに隣接しているOとつながっており、端に示されたQは、Yとつながっている。)
 「端に示されたQは、Yとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがYとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Yとつながっていることを意味する。
 連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AM-C1の連結基の説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、連結基としてはカルボニル基が好ましい。連結基がカルボニル基である場合、一般式(Z2-1)で表される構造としては、下記の構造が好ましい。すなわち、連結基がカルボニル基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。この構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
 これに加えて、連結基としては、構造式(C)で表される基も好ましい。連結基が、構造式(C)で表される基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。この構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
 Zについて、一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、一般式(Z2-1)の連結基と同様の例を挙げることができる。すなわち、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
 一般式AM-C1における一般式(Z2-2)の連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AM-C1における一般式(Z2-2)の連結基の説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、構造式(C)で表される基が好ましい。連結基が、構造式(C)で表される基である場合、Zは、下記の構造であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
 Zの少なくとも二つが、一般式(Z2-1)で表される構造であること、または、Zの少なくとも二つが、一般式(Z2-2)で表される構造であることが好ましい。
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZは、Hすなわち水素原子、または一般式(Z2-S)で表される構造である。もし、ZがHであると、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすくなることがある。ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制できる、という理由で、一般式(Z2-S)で表される構造が好ましい。
 一般式(Z2-S)中のQS1について、QS1の説明は、Rの説明と重複するため省略する。よって、Rの説明を、QS1の説明としても扱うことができる。QS1に特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、QS1は、原料の入手性の観点からメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
 三つのZの具体的な組み合わせについて、Zの二つが下記の構造であり、一つが、一般式(Z2-S)で表される構造であることが好ましい。下記の構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
 三つのZの具体的な組み合わせについて、Zの二つが下記の構造であり、一つが、一般式(Z2-S)で表される構造であることも好ましい。下記の構造において、アミノ基の位置は、オルト位であってもよく、メタ位であってもよく、パラ位であってもよい。なかでも、パラ位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
 三つのZの具体的な組み合わせについて、Zの二つが下記の構造であり、一つが、一般式(Z2-S)で表される構造であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
 一般式AM-C1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、酸無水物基を有する化合物に代えて、アミノ基を有する化合物を使用すること以外は、一般式AA-C1で説明した手順と同じような手順で製造することができる。なお、アミノ基を有する化合物において、アミノ基は保護されていてもよい。
 シルセスキオキサン誘導体は、たとえば、下記一般式(以下、「一般式AM-Q1」と言うことがある。)で表される構造であることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
 (式中、Zは、それぞれ独立しており、
 Zの少なくとも二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であり、
 一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環であり、
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとは連結基で連結されており、
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZが存在する場合、それらの構造でないZはH、または一般式(Z2-S)で表される構造であり、
 一般式(Z2-S)中のQS1は、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
 Zの少なくとも二つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造である。Z八つすべてが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよいものの、Z八つのうち、二つ~六つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよく、二つ~四つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよく、二つまたは三つが、それぞれ独立して、一般式(Z2-1)で表される構造、または一般式(Z2-2)で表される構造であってもよい。
 Zについて、一般式(Z2-1)中のYは、置換若しくは非置換の芳香族環、炭素数4~10の、置換若しくは非置換の脂肪族環、これらの環を構成する炭素の少なくとも一つがヘテロ原子で置換された複素環、またはこれらの少なくとも二つが縮合した環である。一般式AM-Q1における一般式(Z2-1)のYの説明は、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1における一般式(Z1-1)のXの説明を、一般式AM-Q1における一般式(Z2-1)のYの説明としても扱うことができる。したがって、たとえば、400℃付近の高温条件下でのポリイミド(たとえばポリイミドフィルム)の黄変をいっそう抑制できるという理由で、Yは、置換または非置換の芳香族環であることが好ましい。製造の難易度という観点を加えると、非置換の芳香族環がより好ましい。
 Zに属するYと、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、たとえば、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、下記の構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
 (式中、Qは、それぞれ独立して、炭素数1~9の、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリール基、または
 炭素数15以下の、置換若しくは非置換のアリールアルキル基を表し、
 nは0~8の整数であり、
 Qは、単結合、置換若しくは非置換の、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、置換若しくは非置換のアリーレン基、または、アルキレン基(具体的には置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基)を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基であり、
 端に示されたSiは、Zに隣接しているOとつながっており、端に示されたQは、Yとつながっている。)
 「端に示されたQは、Yとつながっている」とは、端に示されたQが単結合である場合、端に示されたQに隣接するSiがYとつながっており、端に示されたQが、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基である場合、アルキレン基、アリーレン基、または、アルキレン基を構成するYに隣接する炭素がヘテロ原子で置換された基が、Yとつながっていることを意味する。
 連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AM-Q1の連結基の説明としても扱うことができる。
 Zについて、一般式(Z2-2)に属するアミノ基と、Zに隣接しているOとを連結する連結基として、一般式(Z2-1)の連結基と同様の例を挙げることができる。すなわち、置換または非置換の、直鎖または分岐のアルキレン基、カルボニル基、置換または非置換のアリーレン基、構造式(C)で表される基を挙げることができる。なお、連結基は、それぞれ独立していることができる。すなわち、各連結基は独自の構造であることができる。
 一般式AM-Q1における一般式(Z2-2)の連結基の説明は、一般式AA-D2の連結基の説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D2の連結基の説明を、一般式AM-Q1における一般式(Z2-2)の連結基の説明としても扱うことができる。
 一般式(Z2-1)で表される構造でも、一般式(Z2-2)で表される構造でもないZは、Hすなわち水素原子、または一般式(Z2-S)で表される構造である。もし、ZがHであると、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすくなることがある。ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制できる、という理由で、一般式(Z2-S)で表される構造が好ましい。
 一般式(Z2-S)中のQS1について、QS1の説明は、一般式AA-D1のRの説明と重複するため省略する。よって、一般式AA-D1のRの説明を、QS1の説明としても扱うことができる。QS1に特有の最好適な具体例があるため、最好適な具体例の説明を追加する。具体的には、QS1は、原料の入手性の観点からメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。
 一般式AM-Q1で表されるシルセスキオキサン誘導体は、酸無水物基を有する化合物に代えて、アミノ基を有する化合物を使用すること以外は、一般式AA-Q1で説明した手順と同じような手順で製造することができる。なお、アミノ基を有する化合物において、アミノ基は保護されていてもよい。
 <ランダム型構造を有するシルセスキオキサン誘導体の例_シルセスキオキサン化合物A>
 ランダム型構造を有するシルセスキオキサン誘導体の例として、たとえば、以下で説明する、二つ以上の酸無水物基を有するシルセスキオキサン化合物Aを挙げることができる。なお、シルセスキオキサン化合物Aは、新規なシルセスキオキサン化合物である。
 新規なシルセスキオキサン化合物Aは、チオール基含有シルセスキオキサン化合物である縮合物Bのチオール基と、ビニル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、および酸塩化物基から選択される少なくとも1種の反応性基を有するジカルボン酸無水物Cの反応性基と、が反応してなるシルセスキオキサン化合物である。
 縮合物Bは、一般式:RSi(ORで表されるチオール基含有トリアルコキシシラン類a1と、
 (式中、Rは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基の少なくとも1つの水素がチオール基に置換されている有機基を表し、Rは、相互に独立して、水素原子、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表す。)
 チオール基を有しないトリアルコキシシラン類a2と、の縮合物Bである。
 なお、シルセスキオキサン化合物Aの構造は、2つの繰り返し単位として、部分的に特定することも可能である。つまり、新規なシルセスキオキサン化合物Aは、下記の一般式(1)及び(2)で表される構造単位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
 (式中、Qは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、Qは単結合、炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~8の炭化水素基の炭素原子の1つ以上が酸素で置換されている有機基、またはカルボニル基であり、Xは、炭素-炭素結合であるか、又は炭素数4~10の脂肪族環、芳香族環、若しくはこれらを構成する炭素の一部が酸素又はイオウで置換された複素環であり、これらに結合する水素の1つ以上が炭化水素基で置換されていてもよく、1.0≦m≦2.0であり、1.4≦n≦1.6である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
 (式中、Qは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、1.4≦n≦1.6である。)
 新規なシルセスキオキサン化合物Aは、例えば、以下の工程を順に含む製造方法により好適に製造することができる。
 一般式:RSi(ORで表されるチオール基含有トリアルコキシシラン類a1と、
 (式中、Rは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基の少なくとも1つの水素がチオール基に置換されている有機基を表し、Rは、相互に独立して、水素原子、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表す。)
チオール基を有しないトリアルコキシシラン類a2と、水とを、酸性触媒を用いて加水分解反応させ反応混合物xを得る第1工程、
 前記反応混合物xから前記酸性触媒を除去し、反応混合物yを得る第2工程、
 塩基性触媒を含む極性溶剤と前記反応混合物yを混合して縮合させることによりチオール基を有する縮合物Bを得る第3工程、及び
 前記縮合物Bと、ビニル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、および酸塩化物基から選択される少なくとも1種の反応性基を有するジカルボン酸無水物Cと、を反応させる第4工程。
 また、市販されているチオール基含有シルセスキオキサン化合物(縮合物B)と、ビニル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、および酸塩化物基から選択される少なくとも1種の反応性基を有するジカルボン酸無水物Cと、を反応させることによっても得ることができる。
 <縮合物B(チオール基含有シルセスキオキサン化合物)>
 縮合物Bは、チオール基含有トリアルコキシシラン類a1と、チオール基を有しないトリアルコキシシラン類a2と、の縮合物である。縮合物Bとしては、例えば有機・無機ハイブリッド樹脂コンポセランSQ(品名:SQ107もしくはSQ109、荒川化学工業株式会社)を使用することができる。もしくは、上記第1工程~第3工程を含む方法で合成した縮合物Bを使用することができる。
 <第1工程>
 第1工程は、一般式:RSi(ORで表されるチオール基含有トリアルコキシシラン類a1と、チオール基を有しないトリアルコキシシラン類a2と、水とを、酸性触媒を用いて加水分解反応させ反応混合物xを得る工程である。
 (式中、Rは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基の少なくとも1つの水素がチオール基に置換されている有機基を表し、Rは、相互に独立して、水素原子、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表す。)
 ここで、「炭素数1~8」は、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、及び芳香族炭化水素基を修飾するものであるが、最小炭素数との関係から、より正確には、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数4~8の脂環式炭化水素基、または炭素数6~8の芳香族炭化水素基を意味する。また、「炭素数1~8」等の炭素数の限定は、置換基を含む有機基全体の炭素数を意味する。
 より詳細には、上記一般式において、Rは、直鎖、又は分岐鎖、若しくは脂肪族環を有する炭素数1~8の炭化水素基、または炭化水素基を有していてもよい、炭素数6~8の芳香族炭化水素基の少なくとも1つの水素がチオール基に置換されている有機基を表す。Rとしては、ポリマー鎖に柔軟性を付与できる観点から直鎖炭化水素基が好ましく、耐熱性を高められる観点から脂環式炭化水素基や芳香族炭化水素基が好ましい。
 Rは、相互に独立して、水素原子、直鎖、又は分岐鎖、若しくは脂肪族環を有する炭素数1~8の炭化水素基、または炭化水素基を有していてもよい、炭素数6~8の芳香族炭化水素基を表す。Rとしては、加水分解反応の反応性の観点から、炭素数1~4のアルキル基が好ましい。特にメチル基又はエチル基が好ましい。
 チオール基含有トリアルコキシシラン類a1(以下、成分(a1)という)の具体例としては、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3-メルカプトプロピルトリブトキシシラン、1,4-ジメルカプト-2-(トリメトキシシリル)ブタン、1,4-ジメルカプト-2-(トリエトキシシリル)ブタン、1,4-ジメルカプト-2-(トリプロポキシシリル)ブタン、1,4-ジメルカプト-2-(トリブトキシシリル)ブタン、2-メルカプトメチル-3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトメチル-3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2-メルカプトメチル-3-メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、2-メルカプトメチル-3-メルカプトプロピルトリブトキシシラン、1,2-ジメルカプトエチルトリメトキシシラン、1,2-ジメルカプトエチルトリエトキシシラン、1,2-ジメルカプトエチルトリプロポキシシラン、1,2-ジメルカプトエチルトリブトキシシランなどがあげられ、該例示化合物はいずれか単独で、または適宜に組み合わせて使用できる。該例示化合物のうち、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランは、加水分解反応の反応性が高く、かつ入手が容易であるため特に好ましい。
 チオール基を有しないトリアルコキシシラン類a2(以下、成分(a2)という)としては、一般式:RSi(ORで表される化合物が挙げられる。(式中、Rは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、Rは、相互に独立して、水素原子、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表す。)
 より詳細には、Rは、直鎖、又は分岐鎖、若しくは脂肪族環を有する炭素数1~8の炭化水素基、または炭化水素基を有していてもよい、炭素数6~8の芳香族炭化水素基を表す。Rは、成分(a1)について説明した通りであるが、成分(a1)におけるRと同一でも異なっていてもよい。
 成分(a2)の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどを使用しうる。成分(a2)は、いずれか単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらを用いることでチオール基の量を調整することができるため、最終的に得られるポリイミドの架橋度を調整したり、ポリイミド中の無機成分の割合を高くしたりすることができる。
 アルコキシシラン類中におけるトリアルコキシシラン類a2のモル比([a2のモル数]/[a1のモル数+a2のモル数])は、0.1以上0.7以下であることが好ましく、0.2以上0.7以下であることがより好ましい。このモル比が大きい程、1分子あたりに含まれるチオール基量は減少し、値が小さい程、チオール基量は増加する。この範囲内にあることで、得られるポリイミド鎖が適度に架橋されるため、物性についての改善効果も十分となる。
 チオール基含有シルセスキオキサンである縮合物Bは、成分(a1)と成分(a2)を用いて、それらを加水分解後、縮合させて得ることができる。第1工程では、加水分解反応によって、成分(a1)や成分(a2)に含まれるアルコキシ基がシラノール基となり、アルコールが副生する。
 加水分解反応に必要な水の量は、モル比([加水分解反応に用いる水のモル数]/[成分(a1)と成分(a2)に含まれる各アルコキシ基の合計モル数])として、0.4~10が好ましい。このモル比が0.4以上0.5未満の場合、得られるチオール基含有シルセスキオキサン中にアルコキシ基が一部残存することになるが、無機材料に対する密着性を向上させることができる。また、0.5~10の場合には、得られるチオール基含有シルセスキオキサン中に実質的にアルコキシ基が残存せず、厚膜硬化物が作製しやすい。
 なお、成分(a1)と成分(a2)以外に、本発明の効果を損なわない範囲(例えば50モル%以下)で、ジアルコキシシラン類、及び/又は、テトラアルコキシシラン類を更に使用することも可能である。
 加水分解反応に用いる触媒としては、従来公知の加水分解触媒として機能しうる酸性触媒を任意に用いることができる。但し、加水分解反応後に酸触媒を実質的に除去しておく必要があるため、除去が容易なものであることが好ましい。このようなものとして、沸点が低いため減圧によって除去することが可能なギ酸や、ろ過などの方法によって容易に除去することが可能な、固体酸触媒が挙げられる。
 固体酸触媒としては、陽イオン交換樹脂、活性白土、カーボン系固体酸等が挙げられる。中でも、陽イオン交換樹脂は触媒活性が高く、かつ入手が容易であるため好ましい。陽イオン交換樹脂としては、強酸型陽イオン交換樹脂、弱酸型陽イオン交換樹脂を使用できる。強酸型イオン交換樹脂としては、ダイヤイオン SKシリーズ、同UBKシリーズ、同PKシリーズ、同HPK25・PCPシリーズ(いずれも三菱化学(株)製商品名)、アンバーライト IR120B、同IR124、同200CT、同252、アンバージェット 1020、同1024、同1060、同1220、アンバーリスト 15DRY、同15JWET、同16WET、同31WET、同35WET(いずれもオルガノ(株)製商品名)など、弱酸型イオン交換樹脂としては、ダイヤイオン WKシリーズ、同WK40(いずれも三菱化学(株)製商品名)、アンバーライト FPC3500、同IRC76(いずれもオルガノ(株)製商品名)などがあげられる。反応速度や副反応の抑制などにより使用するイオン交換樹脂のタイプを任意に選択できるが、反応性から強酸性イオン交換樹脂が特に好ましい。
 酸触媒の添加量は、成分(a1)および成分(a2)の合計100質量部に対して、0.1~25質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましい。25質量部以下であると、後の工程で除去することが容易となり、経済的に有利になる傾向がある。一方、0.1質量部以上であると、反応を適度に進行させることができ、反応時間が長くなり過ぎない傾向がある。
 反応温度、時間は、成分(a1)や成分(a2)の反応性に応じて任意に設定できるが、通常0~100℃程度、好ましくは20~60℃、1分~2時間程度である。該加水分解反応は、溶剤の存在下または不存在下に行うことができるが、溶剤を用いないことが好ましい。溶剤を用いる場合、溶剤の種類は特に限定されず、任意の溶剤を1種類以上選択して用いることができるが、後述の縮合反応に用いる溶剤と同一のものを用いることが好ましい。
 <第2工程>
 第2工程は、前記反応混合物xから前記酸性触媒を除去し、反応混合物yを得る工程である。即ち、第1工程における加水分解反応終了後、系内から酸触媒を実質的に除去しておく必要がある。除去しない場合、後述の縮合反応において反応が進行しなかったり、シラノール基が完全に消費されなかったり、異常な高分子量化のため系がゲル化してしまったりするため、目的のチオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)を得ることができない。
 酸性触媒を除去する方法は、用いた触媒に応じて公知各種の方法から適宜に選択できる。例えば、前述の通り、ギ酸を用いた場合には減圧によって、固体酸触媒を用いた場合は、縮合反応の終了後ろ過などの方法によって容易に除去できる。
 また、加水分解反応が終了し、系内から酸触媒を除去した後や、酸触媒の除去と同時に、減圧などの方法によって副生したアルコールや、余分な水を除去してもよい。また、除去後に縮合反応に用いる溶剤によって希釈することで、後の縮合反応に置いて加水分解反応物を添加しやすくすることもできる。
 <第3工程>
 第3工程は、塩基性触媒を含む極性溶剤と前記反応混合物yを混合して縮合させることによりチオール基を有する縮合物Bを得る工程である。縮合反応においては、前記のシラノール基間で水が副生し、またシラノール基とアルコキシ基間ではアルコールが副生して、シロキサン結合を形成する。縮合反応には、従来公知の脱水縮合触媒として機能しうる塩基性触媒を任意に用いることができる。
 塩基性触媒としては、塩基性の高いものが好ましく、具体例としては、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、水酸化カルシウム(Ca(OH))などのアルカリ塩類、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エンなどの有機アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどのアンモニウムヒドロキシド類などがあげられる。該例示化合物はいずれか単独で、または適宜に組み合わせて使用できる。該例示化合物のうち、テトラメチルアンモニウムヒロドキシドは、触媒活性が高く、かつ入手が容易であるため特に好ましい。また、これら塩基性触媒を水溶液として用いる場合には、縮合反応の工程においても加水分解反応が進行するため、加水分解時に用いる水の量を塩基性触媒が含む水の量だけあらかじめ減らしておくなど、適宜調整する必要がある。
 塩基性触媒の添加量は、成分(a1)および成分(a2)の合計100質量部に対して、0.01~5質量部であることが好ましく、0.1~2質量部であることがより好ましい。塩基性触媒の添加量が5質量部以下であると、得られたチオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)を用いて作製した硬化物が着色し難くなり、触媒を除去する場合、除去を行う工程が容易になる傾向がある。一方、0.01質量部以上であると、反応を適度に進行させることができ、反応時間が長くなり過ぎない傾向がある。
 反応温度は成分(a1)や成分(a2)の反応性に応じてそれぞれ任意に設定できるが、通常は40~150℃程度、好ましくは60~100℃程度である。縮合反応は、極性溶剤の存在下で行うのが好ましく、得られるシルセスキオキサン化合物Aおよびその共重物であるアミド酸溶液の安定性、および得られるフィルムの品質の観点から、トルエン等の非極性溶媒は含まない方がより好ましい。
 極性溶剤としては、水と相溶性を示す極性溶剤が好ましく、特にグリコールエーテル類が好ましい。また、グリコールエーテル類の中でも、ジアルキルグリコールエーテル系の溶剤が特に好ましい。水と相溶性を示すジアルキルグリコールエーテル系溶剤としては、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどがあげられる。また、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)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート系溶剤を用いることも可能である。
 また縮合反応は、反応温度に設定し、脱水縮合触媒を添加した極性溶剤に対し、加水分解反応で得た加水分解物を含む溶液を順次添加する方法によって行うことができる。添加の方法は、公知各種の方法から適宜に選択できる。添加に要する時間は成分(a1)や成分(a2)の反応性に応じてそれぞれ任意に設定できるが、通常は30分~12時間程度である。
 上記方法で縮合反応を行う際には、未反応のシラノール基が実質的になくなるまで反応を行うことが好ましい。未反応のシラノール基が残存する場合、得られるチオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)や縮合物Bを含む組成物の保管安定性が低下したり、耐熱性が低下したりするため好ましくない。
 また、未反応のアルコキシ基の合計のモル比([未反応のアルコキシ基の合計モル数]/[成分(a1)や成分(a2)に含まれる各アルコキシ基の合計モル数])が0.2以下になるように進行させることが好ましく、実質的に0にすることがさらに好ましい。このモル比が0を超え0.2以下である場合には、得られるチオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)中にアルコキシ基が一部残存することになるが、無機材料に対する密着性が向上する点から好ましい。モル比を0にすることで実質的にアルコキシ基が残存せず、厚膜硬化物が作製しやすい点や、得られるチオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)中に含まれるかご型構造が最大になるため、硬化物の耐熱性が向上する点から特に好ましい。また0でない場合には、得られる縮合物B中に含まれるランダム型シルセスキオキサンの量が多くなり、縮合物Bの分子量(Mw)が大きくなる傾向がある。
 当該縮合反応は、成分(a1)と成分(a2)の合計濃度が2~80質量%程度になるように溶剤希釈して行うことが好ましく、15~75質量%であることがより好ましい。縮合反応によって生成する水およびアルコールの沸点より高い沸点を有する溶剤を用いると、反応系中よりこれらを留去することができるため好ましい。該濃度が2質量%以上である場合は、得られる硬化性組成物に含まれるチオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)が十分な量となるため好ましい。80質量%以下である場合は、反応中にゲル化しにくくなり、生成する縮合物Bの分子量が適度になる傾向がある。
 当該縮合反応の終了後、用いた触媒を除去すると、チオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)や、縮合物Bを含んでなるポリイミドの安定性が向上するため好ましい。除去方法は、用いた触媒に応じて公知各種の方法から適宜に選択できる。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを用いた場合は、縮合反応の終了後、陽イオン交換樹脂で吸着、除去するなどの方法により除去できる。
<第4工程>
 第4工程は、前記縮合物Bと、ビニル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、および酸塩化物基から選択される少なくとも1種の反応性基を有するジカルボン酸無水物Cと、を反応させる工程である。
 ジカルボン酸無水物C(以下、成分(C)という)としては、チオール基と反応可能な官能基を有するジカルボン酸無水物が用いられる。例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、アリル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、もしくは酸塩化物基を有するジカルボン酸無水物を用いることができる。さらに好ましくは、ビニル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、又は酸塩化物基を有するジカルボン酸無水物を用いることができる。特に、ジカルボン酸無水物Cとしては、下記の構造が望ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
 これらの内、下記の化合物と、酸塩化物基を有する化合物は、反応性が高いため、特に好ましい。なお、反応性の低いジカルボン酸無水物Cを用いる場合、UV光だけでは完全に反応を進行させることが難しいので、酸素や塩化鉄などの酸化触媒を併用した方が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
 また、ジカルボン酸無水物Cの内、芳香環構造を有する無水フタル酸化合物は、得られるポリイミドの耐熱性を高められる観点および高温条件下での黄変を抑制できる点で望ましく、構造中に脂環式構造を有する無水マレイン酸およびシクロヘキサンジカルボン酸無水物は無色透明性を高められる点で望ましい。
 チオール基含有シルセスキオキサン(縮合物B)とジカルボン酸無水物Cの反応には、チオール・エン反応、もしくはチオール基と酸塩化物基との間の反応を利用することができる。
 チオール・エン反応の場合、炭素-炭素2重結合の種類や、ラジカル重合開始剤の有無により、反応機構が異なることが知られている。即ち、ラジカル重合性の低いビニル基、アリル基をもつ化合物を成分(C)として用いた場合には、エン‐チオール反応のみが進行し、縮合物B中のチオール基と成分(C)中の炭素-炭素2重結合がほぼ1:1(モル比)で反応し、好ましい。一方、ラジカル重合性の高いアクリル基、メタクリル基をもつ化合物を成分(C)として用いた場合には、ラジカル重合開始剤を併用した場合は特に、成分(C)中の炭素-炭素2重結合の重合反応も並行して進行し、縮合物B中のチオール基と成分(C)中の炭素-炭素2重結合が1:1~100(モル比)程度で反応するため、発明の効果が十分に得られない場合がある。上記の観点から、ラジカル重合性の低いビニル基、アリル基をもつ成分(C)を用いた場合には、モル比([縮合物Bに含まれるチオール基のモル数]/[成分(C)に含まれる炭素-炭素2重結合のモル数])が、0.9~2.5となるよう配合することが好ましく、より好ましくは1.0である。このモル比が0.9以上である場合は、紫外線硬化後に炭素-炭素2重結合が残存しにくく、耐候性が向上する傾向がある。また、2.5以下である場合は、硬化物の架橋密度が十分となり、耐熱性を向上させる傾向がある。
 チオール・エン反応の開始剤としては、紫外光源や有機材料、無機材料、酸素を用いることができる。紫外光源としては、例えば高圧水銀ランプ、もしくはハロゲンランプ、もしくはキセノンランプ、もしくは紫外LEDを用いることができる。
 使用可能な開始剤としては、特に限定されず、従来公知の光カチオン開始剤、光ラジカル開始剤、酸化剤などを任意に選択できる。光カチオン開始剤としては、紫外線の照射により酸を発生する化合物であるスルホニウム塩、ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ベンゾイントシレート等があげられ、それらの市販品としては、たとえばサイラキュアUVI-6970、同UVI-6974、同UVI-6990(いずれも米国ユニオンカーバイド社製商品名)、イルガキュア264(BASF社製)、CIT-1682(日本曹達(株)製)などがある。光カチオン重合開始剤の使用量は、該組成物100質量部に対し、通常10質量部程度以下、好ましくは1~5質量部とされる。
 光ラジカル開始剤としては、ダロキュア1173、イルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア907(いずれもBASF社製商品名)、ベンゾフェノン等があげられ、該組成物100質量部に対して5質量部程度以下、好ましくは0.1~2質量部とされる。また、酸化鉄や塩化鉄などの酸化剤を添加することで反応を促進できる。ただし、高い耐熱性、透明性が求められる基材フィルム用途では、光反応開始剤や光増感剤を使用せず、紫外光源や酸素を用いて反応させることが望ましい。
 チオール基と酸塩化物基との間の反応の場合、シルセスキオキサン(縮合物B)のチオール基量とシラノール基量の和に等しい当量以上の酸塩化物基を有するジカルボン酸無水物を添加することが好ましい。酸塩化物基を有するジカルボン酸無水物の添加量が少ないと、副生する塩酸が触媒となり、シラノール基同士で縮合が起こるために、ゲル化しやすくなる傾向があり、ジカルボン酸無水物の添加量が多い分には、その弊害を減少させ易くなる。なお、その場合、未反応の酸塩化物基がポリアミド酸に共重合され、ポリアミドイミドが生成する場合がある。
 また、チオール基と酸塩化物基との間の反応の場合、副生成物として塩酸が発生することから、pH調整剤として塩基を添加してもよい。塩基として、有機塩基、三級アミンおよび無機塩基を用いることができる。有機塩基の例は、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、イミダゾ-ル、N-メチルカプロラクタム、イミダゾール、N,N-ジメチルアニリンおよびN,N-ジエチルアニリンが挙げられる。三級アミンの例は、ピリジン、コリジン、ルチジンおよびトリエチルアミンが挙げられる。無機塩基の例は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウムおよび炭酸水素ナトリウムが挙げられる。ただし、高い耐熱性、透明性が求められる基材フィルム用途では、揮発性の塩基を用いて反応させることが望ましい。塩基の添加や溶液加熱により塩酸を除去することで、シルセスキオキサンの過剰反応によるゲル化を抑制できる。
 反応に用いる溶媒として、次の物が挙げられる。ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、イミダゾ-ル、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ヘキサメチルスルホルアミド、クレゾ-ル、フェノ-ル、キシレノ-ル、ジエチレングリコ-ルジメチルエ-テル(ジグライム)、トリエチレングリコ-ルジメチルエ-テル(トリグライム)、テトラグライム、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)、ジオキサン、テトラヒドロフラン、およびγ-ブチロラクトン。これらの少なくとも2つを混合して用いてもよい。特に生産性やフィルムの光学特性を考慮すると有機溶剤の主成分としてN,N-ジメチルアセトアミド、もしくはN-メチル-2-ピロリドン、もしくはγ-ブチロラクトンを用いることが好ましい。またこれらの有機溶媒と併せて、トルエン、キシレンなどの貧溶媒をポリイミド系樹脂またはその前駆体が析出しない程度に使用してもよい。
 第4工程で得られる酸無水物基を有するシルセスキオキサン化合物Aは、反応後の溶液をそのまま使用することも可能であるが、異物、ゲル状物をろ別したり、溶媒を留去し粉末として使用することも可能である。
 <酸無水物基を有するシルセスキオキサン化合物Aの構造>
 以上のようにして得ることができるシルセスキオキサン化合物Aは、下記の一般式(1)及び(2)で表される構造単位を有することが好ましく、一般式(1)及び(2)で表される構造単位のみを有することがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
 (式中、Qは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、Qは単結合、炭素数1~8の炭化水素基、炭素数1~8の炭化水素基の炭素原子の1つ以上が酸素で置換されている有機基、またはカルボニル基であり、Xは、炭素-炭素結合であるか、又は炭素数4~10の脂肪族環、芳香族環、若しくはこれらを構成する炭素の一部が酸素又はイオウで置換された複素環であり、これらに結合する水素の1つ以上が炭化水素基で置換されていてもよく、1.0≦m≦2.0であり、1.4≦n≦1.6である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
 (式中、Qは炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または芳香族炭化水素基を表し、1.4≦n≦1.6である。)
 より詳細には、一般式(1)におけるQは、直鎖、又は分岐鎖、若しくは脂肪族環を有する炭素数1~8の炭化水素基、または炭化水素基を有していてもよい、炭素数6~8の芳香族炭化水素基を表す。Qとしてはポリマー鎖に柔軟性を付与できる観点から直鎖炭化水素基が好ましく、耐熱性を高められる観点から脂環式炭化水素基や芳香族炭化水素基が好ましい。
 Qの具体例としては、チオール基含有トリアルコキシシラン類a1として例示した化合物のSi原子とS原子とが結合する炭化水素基、または芳香族炭化水素基が挙げられる。
 Qは、単結合、直鎖、又は分岐鎖を有する炭素数1~8の炭化水素基、その炭素原子の1つ以上が酸素で置換されている酸素含有炭化水素基、またはカルボニル基である。Qとしては、ポリマー鎖に柔軟性を付与できる観点から直鎖炭化水素基が好ましく、耐熱性を高められる観点から単結合や脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基が好ましい。
 Xは、炭素-炭素結合であるか、又は炭素数4~10の脂肪族環、炭素数6~10の芳香族環、若しくはこれらを構成する炭素の一部が酸素又はイオウで置換された複素環であり、これらに結合する水素の1つ以上が炭化水素基で置換されていてもよい。Xとしては、ポリマー鎖に柔軟性を付与できる観点から炭素-炭素結合が好ましく、耐熱性を高められる観点から単結合や脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基が好ましい。特にXが芳香族炭化水素基である場合、耐熱性が高くなると共に、高温条件下の変色を抑制できる観点で好ましい。
 Q及びXの具体例としては、ジカルボン酸無水物Cとして例示した化合物の反応残基のうち、ジカルボン酸無水物基を除く部分が挙げられる。なお、Xが脂肪族環又は芳香族環を構成する炭素の一部が酸素又はイオウで置換された複素環である場合の例を下記化学式に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
 mについては、1.0≦m≦2.0であり、立体障害が小さくジカルボン酸無水物基の反応性が高まる観点より、mは1であることが好ましい。mが1.0<m<2.0(即ち、整数以外)の場合、成分(a1)として、1つのチオール基を有するものと2つのチオール基を有するものとが併用される。
 nについては、1.4≦n≦1.6であり、より均一な3次元構造を形成する観点より、nは1.5であることが好ましい。nが1.5以外の場合を想定しているのは、原料中にトリアルコキシシランだけでなく、ジアルコキシシランやテトラアルコキシシランが少量混在することを許容する趣旨である。
 また、一般式(2)におけるQは、直鎖、又は分岐鎖、若しくは脂肪族環を有する炭素数1~8の炭化水素基、または炭化水素基を有していてもよい、炭素数6~8の芳香族炭化水素基を表す。Qとしては、結晶化抑制、耐熱性向上の観点から短鎖および分岐鎖炭化水素基、または芳香族炭化水素基が好ましい。Qの具体例としては、トリアルコキシシラン類a2として例示した化合物のSi原子に結合する炭化水素基、または芳香族炭化水素基が挙げられる。
 一般式(1)及び(2)で表される構造単位を有するシルセスキオキサン化合物Aにおいて、一般式(2)で表される構造単位のモル比([構造単位(2)]/[構造単位(1)+構造単位(2)])が、0.1以上0.7以下であることが好ましく、0.2以上0.7以下であることがより好ましい。このモル比が大きい程、1分子あたりに含まれるチオエーテル基もしくはチオエステル基量は減少し、値が小さい程、チオエーテル基もしくはチオエステル基量は増加する。この範囲内にあることで、得られるポリイミド鎖が適度に架橋されるため、物性についての改善効果も十分となる。
 シルセスキオキサン化合物Aの1分子当たりの酸無水物基の数(官能基数)は、2~10が好ましく、2.5~6がより好ましい。官能基数がこの範囲内であると、得られるポリイミド鎖が適度に架橋されるため、物性についての改善効果も十分となる。
 シルセスキオキサン化合物Aの分子量は、400~5000が好ましく、600~3000がより好ましい。分子量がこの範囲内であると、得られるポリイミドの不均一化が生じにくく、均一な架橋構造が得られやすい。
 一般式(1)及び(2)は、ランダムに結合しているものが得られ易いが、両者が規則的に結合することで、籠型(ダブルデッカー型を含む)又は一部が開放した籠型、梯子型のシルセスキオキサン化合物とすることができる。
 このような構造のシルセスキオキサン化合物Aを得る方法としては、縮合物B(チオール基含有シルセスキオキサン化合物)の段階で、籠型又は一部が開放した籠型、梯子型のシルセスキオキサン化合物を得ておく方法や、このような構造を有する市販のチオール基含有シルセスキオキサン化合物を用いる方法が挙げられる。
 縮合物Bはジアルキルシランジオールの脱水縮合やジアルキルシランジオールとジアルキルジクロロシランの脱塩化水素反応によって合成可能である。用いる触媒や溶剤、基質濃度を調整することにより、特定構造の生成比率を高めることができる。得られた生成物を再結晶や溶媒洗浄、カラム分離等の方法で精製することで、特定構造を単離可能である。方法は特に限定されないが、例えば総説文献((1)「シリコーン広がる応用分野と技術動向」、小野義昭著、化学工業日報社、(2)「シリコンの科学」、松本信雄著、電子情報通信学会、(3)「シリコーンの最新応用技術」、熊田誠、和田正監修、シーエムシー出版、(4)「ケイ素化合物の選定と最適利用技術」、技術情報協会編、(5)「21世紀の有機ケイ素科学」、玉尾皓平監修、シーエムシー出版、(6)「シルセスキオキサン材料の化学と応用展開」、伊藤真樹監修、シーエムシー出版)等に記載の方法を採用することができる。籠型構造の1種であるT は、例えば塩化鉄存在下トリクロロシランの加水分解により合成できる(Bull.Chem.Soc.Jpn.,73,215(2000))。T を出発物質にさらに化学修飾を施すことで種々の誘導体を合成可能である。例えばT のヒドロシリル化による有機基の導入の場合、白金触媒の存在下、アルケニル化合物を反応させることで有機基が導入される。T を塩素と反応させればTCl が得られ、オルトギ酸メチルをさらに反応させるとメトキシ基を導入できる。ダブルデッカー構造であるTPh Ph (ONa)はトリメトキシ(フェニル)シランを水酸化ナトリウム存在下で加水分解するとほぼ定量的に生成する。梯子型の構造を有する縮合物Bを合成する方法としては、トリクロロ(フェニル)シランの加水分解後、水酸化カリウムを触媒とするアルカリ平衡化反応により合成する方法(Chem.Rev.,95,1409 (1995))や、相関移動触媒を用いたトリクロロ(フェニル)シランの加水分解重縮合により合成する方法(ケイ素化学協会誌、(8)、16(1997))が挙げられる。
 <ポリアミド酸>
 本発明のポリアミド酸は、少なくとも、以上のような、シルセスキオキサン誘導体(すなわちシルセスキオキサン化合物)とカルボン酸類とジアミン類との共重合反応物である。
 特に、シルセスキオキサン化合物として、2を超える酸無水物基を有するシルセスキオキサン化合物を用いる場合、共重合成分として、ポリイミドに架橋構造を形成することができる。
 ポリイミドについては、一般的に、耐熱性、機械特性などの実用特性と、無色性(透明性ないし白色性)はトレードオフの関係にあり、特に、他の主な特性を維持しながら靱性が改善されたポリイミドフィルムを製造する方法の出現が望まれていた。
 シルセスキオキサン化合物を共重合成分とするポリアミド酸を用いることにより、他の主な特性を維持しながら靱性が改善されたポリイミドフィルムを製造することができるため、その原料等として、本発明のポリアミド酸は特に有用である。ポリイミドフィルムは、例えば、溶液中でポリアミド酸を合成する工程と、ポリアミド酸溶液をフィルム化する工程と、ポリアミド酸をイミド化する工程とを含むことで得ることができる。
 <ポリアミド酸の合成>
 ポリアミド酸の合成は、例えば、溶媒中で、少なくともカルボン酸類とジアミン類とシルセスキオキサン化合物とを反応させることが行なうことができる。つまり、シルセスキオキサン化合物以外のモノマー成分として、少なくともカルボン酸類とジアミン類を用いることができる。
 カルボン酸類としては、特に制限はなく、ポリイミド合成、ポリアミドイミド合成、ポリアミド合成に通常用いられる脂環式テトラカルボン酸無水物、および芳香族テトラカルボン酸無水物、およびトリカルボン酸類、およびジカルボン酸類等を用いることができる。耐熱性の観点からは、芳香族類が好ましく、透明性の観点からは脂環式類が好ましい。これらは、単独で用いてもよいし二種以上を併用してもよい。
 本発明における脂環式テトラカルボン酸無水物としては、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ビシクロヘキシルテトラカルボン酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2,2,2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2,2,2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、テトラヒドロアントラセン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、テトラデカヒドロ-1,4:5,8:9,10-トリメタノアントラセン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、デカヒドロナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、デカヒドロ-1,4:5,8-ジメタノナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、デカヒドロ-1,4-エタノ-5,8-メタノナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、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(別名「ノルボルナン-2-スピロ-2’-シクロペンタノン-5’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸」)、メチルノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-(メチルノルボルナン)-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘキサノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸(別名「ノルボルナン-2-スピロ-2’-シクロヘキサノン-6’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸」)、メチルノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘキサノン-α’-スピロ-2’’-(メチルノルボルナン)-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロプロパノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロブタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘプタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロオクタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロノナノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロウンデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロドデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロトリデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロテトラデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-(メチルシクロペンタノン)-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-(メチルシクロヘキサノン)-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、などのテトラカルボン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも、2個の酸無水物構造を有する二無水物が好適であり、特に、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物が好ましく、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物がより好ましく、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物がさらに好ましい。なお、これらは単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
 本発明における芳香族テトラカルボン酸無水物としては、4,4’-(2,2-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸、4,4’-オキシジフタル酸、ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-5-カルボン酸)1,4-フェニレン、ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-5-イル)ベンゼン-1,4-ジカルボキシレート、4,4’-[4,4’-(3-オキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-1,1-ジイル)ビス(ベンゼン-1,4-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、4,4’-[(3-オキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-1,1-ジイル)ビス(トルエン-2,5-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-[(3-オキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-1,1-ジイル)ビス(1,4-キシレン-2,5-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-[4,4’-(3-オキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-1,1-ジイル)ビス(4-イソプロピル―トルエン-2,5-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-[4,4’-(3-オキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-1,1-ジイル)ビス(ナフタレン-1,4-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-[4,4’-(3H-2,1-ベンズオキサチオール-1,1-ジオキシド-3,3-ジイル)ビス(ベンゼン-1,4-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、4,4’-[(3H-2,1-ベンズオキサチオール-1,1-ジオキシド-3,3-ジイル)ビス(トルエン-2,5-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-[(3H-2,1-ベンズオキサチオール-1,1-ジオキシド-3,3-ジイル)ビス(1,4-キシレン-2,5-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-[4,4’-(3H-2,1-ベンズオキサチオール-1,1-ジオキシド-3,3-ジイル)ビス(4-イソプロピル―トルエン-2,5-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、4,4’-[4,4’-(3H-2,1-ベンズオキサチオール-1,1-ジオキシド-3,3-ジイル)ビス(ナフタレン-1,4-ジイルオキシ)]ジベンゼン-1、2-ジカルボン酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、ピロメリット酸、4,4’-[スピロ(キサンテン-9,9’-フルオレン)-2,6-ジイルビス(オキシカルボニル)]ジフタル酸、4,4’-[スピロ(キサンテン-9,9’-フルオレン)-3,6-ジイルビス(オキシカルボニル)]ジフタル酸、などのテトラカルボン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。なお、芳香族テトラカルボン酸類は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
 トリカルボン酸類としては、トリメリット酸、1,2,5-ナフタレントリカルボン酸、ジフェニルエーテル-3,3’,4’-トリカルボン酸、ジフェニルスルホン-3,3’,4’-トリカルボン酸などの芳香族トリカルボン酸、或いはヘキサヒドロトリメリット酸などの上記芳香族トリカルボン酸の水素添加物、エチレングリコールビストリメリテート、プロピレングリコールビストリメリテート、1,4-ブタンジオールビストリメリテート、ポリエチレングリコールビストリメリテートなどのアルキレングリコールビストリメリテート、及びこれらの一無水物、エステル化物が挙げられる。これらの中でも、1個の酸無水物構造を有する一無水物が好適であり、特に、トリメリット酸無水物、ヘキサヒドロトリメリット酸無水物が好ましい。尚、これらは単独で使用してもよいし複数を組み合わせて使用してもよい。
 ジカルボン酸類としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4、4’-オキシジベンゼンカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、或いは1,6-シクロヘキサンジカルボン酸などの上記芳香族ジカルボン酸の水素添加物、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカ二酸、ドデカン二酸、2-メチルコハク酸、及びこれらの酸塩化物或いはエステル化物などが挙げられる。これらの中で芳香族ジカルボン酸及びその水素添加物が好適であり、特に、テレフタル酸、1,6-シクロヘキサンジカルボン酸、4、4’-オキシジベンゼンカルボン酸が好ましい。尚、ジカルボン酸類は単独で使用してもよいし複数を組み合わせて使用してもよい。
 カルボン酸類としては、特に下記から選択される化学式で表される1種以上の化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
 すなわち、これらのうち1種以上の化合物に由来する構造単位をポリアミド酸が有することが好ましい。なお、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、すなわちBPDAに由来する構造単位をポリアミド酸が有さなくてもよい。
 本発明におけるジアミン類としては、特に制限はなく、ポリイミド合成、ポリアミドイミド合成、ポリアミド合成に通常用いられる芳香族ジアミン類、脂肪族ジアミン類、脂環式ジアミン類を用いることができる。耐熱性の観点からは、芳香族ジアミン類が好ましく、透明性の観点からは脂環式ジアミンが好ましい。ジアミン類は、単独で用いてもよいし二種以上を併用してもよい。
 芳香族ジアミン類としては、例えば、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、1,4-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ジトリフルオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、m-フェニレンジアミン、o-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、m-アミノベンジルアミン、p-アミノベンジルアミン、4-アミノ-N-(4-アミノフェニル)ベンズアミド、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2’-トリフルオロメチル-4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’-ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホキシド、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3-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]プロパン、1,1-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-2-[4-(4-アミノフェノキシ)-3-メチルフェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3-メチルフェニル]プロパン、2-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-2-[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ジメチルフェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ジメチルフェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’-ビス[(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,1-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、2,2-ビス[3-(3-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エタン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4’-ビス[3-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’-ビス[3-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4-{4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノ-6-トリフルオロメチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノ-6-フルオロフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノ-6-メチルフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノ-6-シアノフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジフェノキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-5,5’-ジフェノキシベンゾフェノン、3,4’-ジアミノ-4,5’-ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4-フェノキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-5-フェノキシベンゾフェノン、3,4’-ジアミノ-4-フェノキシベンゾフェノン、3,4’-ジアミノ-5’-フェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジビフェノキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-5,5’-ジビフェノキシベンゾフェノン、3,4’-ジアミノ-4,5’-ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4-ビフェノキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-5-ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’-ジアミノ-4-ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’-ジアミノ-5’-ビフェノキシベンゾフェノン、1,3-ビス(3-アミノ-4-フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ-4-フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-5-フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-5-フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ-4-ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-5-ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-5-ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、2,6-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾニトリル、4,4’-[9H-フルオレン-9,9-ジイル]ビスアニリン(別名「9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン」)、スピロ(キサンテン-9,9’-フルオレン)-2,6-ジイルビス(オキシカルボニル)]ビスアニリン、4,4’-[スピロ(キサンテン-9,9’-フルオレン)-2,6-ジイルビス(オキシカルボニル)]ビスアニリン、4,4’-[スピロ(キサンテン-9,9’-フルオレン)-3,6-ジイルビス(オキシカルボニル)]ビスアニリン、5-アミノ-2-(p-アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、6-アミノ-2-(p-アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、5-アミノ-2-(m-アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、6-アミノ-2-(m-アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、2,2’-p-フェニレンビス(5-アミノベンゾオキサゾール)、2,2’-p-フェニレンビス(6-アミノベンゾオキサゾール)、1-(5-アミノベンゾオキサゾロ)-4-(6-アミノベンゾオキサゾロ)ベンゼン、2,6-(4,4’-ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2-d:5,4-d’]ビスオキサゾール、2,6-(4,4’-ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2-d:4,5-d’]ビスオキサゾール、2,6-(3,4’-ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2-d:5,4-d’]ビスオキサゾール、2,6-(3,4’-ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2-d:4,5-d’]ビスオキサゾール、2,6-(3,3’-ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2-d:5,4-d’]ビスオキサゾール、2,6-(3,3’-ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2-d:4,5-d’]ビスオキサゾール等が挙げられる。また、上記芳香族ジアミンの芳香環上の水素原子の一部もしくは全てが、ハロゲン原子、炭素数1~3のアルキル基もしくはアルコキシル基、またはシアノ基で置換されても良く、さらに前記炭素数1~3のアルキル基もしくはアルコキシル基の水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されても良い。
 脂環式ジアミン類としては、例えば、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-メチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-エチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-n-プロピルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-イソプロピルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-n-ブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-イソブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-sec-ブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-tert-ブチルシクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルシクロヘキシルアミン)、9,10-ビス(4-アミノフェニル)アデニン、2,4-ビス(4-アミノフェニル)シクロブタン-1,3-ジカルボン酸ジメチル、等が挙げられる。
 ジアミン類としては特に4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB)もしくは4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA)を含むことが好ましく、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB)もしくは4,4’-ジアミノベンズアニリド(DABA)であることがより好ましい。
 シルセスキオキサン化合物、すなわちシルセスキオキサン誘導体が、二つ以上の酸無水物基を有する場合、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数(ただし、シルセスキオキサン誘導体が、二つを超える酸無水物基を有する場合、このモル数は、シルセスキオキサン誘導体の総モル数を、シルセスキオキサン誘導体の酸無水物基の総数で除して2倍した数である)は、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数とカルボン酸類に由来する構造単位のモル数との合計に対して0.0001倍以上である。ここで、「シルセスキオキサン誘導体の酸無水物基の総数」とは、シルセスキオキサン誘導体1分子当たりの酸無水物基の数を意味する。
 すなわち、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル含有率(具体的には、2価の単量体を基準とするモル含有率。すなわち2価換算のモル含有率)が、0.0001モル%以上である。モル含有率は、以下の計算で求められる値である。
   (nA/(nA+nD))×100
   (ここで、nAは、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位の総モル数を酸無水物基の総数で除して2倍した数であり、nDはカルボン酸類に由来する構造単位のモル数である。)
 なお、ここでも、「酸無水物基の総数」とは、シルセスキオキサン誘導体1分子当たりの酸無水物基の数を意味する。
 シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数が0.0001倍以上であることによって、ポリイミドフィルムの靱性を効果的に改善することができる。シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は、0.001倍以上が好ましく、0.005倍以上がより好ましく、0.01倍以上がさらに好ましい。
 いっぽう、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は0.09倍以下である。すなわち、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル含有率が、0.09モル%以下である。0.09倍以下であることによって、シルセスキオキサン誘導体に由来するCTEの増加の程度を抑えることができる。つまり、CTEを維持することができる。すなわち、CTEの大幅な増加を抑えることができる。さらに、熱分解温度やガラス転移温度を維持することができる。すなわち、熱分解温度やガラス転移温度の大幅な低下を抑えることができる。しかも、ポリイミドフィルムの靱性を効果的に改善することができる。これに加えて、シルセスキオキサン誘導体がSiOH基(たとえば残留のSiOH基)を有している場合に、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすい傾向がある(この傾向は、特にランダム型構造のシルセスキオキサン誘導体で強い)ところ、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数が0.09倍以下であることによって、ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制または低減することができる。つまり、ポリアミド酸溶液の経時安定性を向上できる。シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は、0.08倍以下が好ましい。シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は、0.07倍以下であってもよく、0.06倍以下であってもよい。
 シルセスキオキサン化合物、すなわちシルセスキオキサン誘導体が、二つ以上のアミノ基を有する場合、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数(ただし、シルセスキオキサン誘導体が、二つを超えるアミノ基を有する場合、このモル数は、シルセスキオキサン誘導体の総モル数を、シルセスキオキサン誘導体のアミノ基の総数で除して2倍した数である)は、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数とジアミン類に由来する構造単位のモル数との合計に対して0.0001倍以上である。ここで、「シルセスキオキサン誘導体のアミノ基の総数」とは、シルセスキオキサン誘導体1分子当たりのアミノ基の数を意味する。
 すなわち、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル含有率(具体的には、2価の単量体を基準とするモル含有率。すなわち2価換算のモル含有率)が、0.0001モル%以上である。モル含有率は、以下の計算で求められる値である。
   (nA/(nA+nD))×100
   (ここで、nAは、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位の総モル数をアミノ基の総数で除して2倍した数であり、nDはジアミン類に由来する構造単位のモル数である。)
 なお、ここでも、「アミノ基の総数」とは、シルセスキオキサン誘導体1分子当たりのアミノ基の数を意味する。
 シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数が0.0001倍以上であることによって、ポリイミドフィルムの靱性を効果的に改善することができる。シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は、0.001倍以上が好ましく、0.005倍以上がより好ましく、0.01倍以上がさらに好ましい。
 いっぽう、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は0.09倍以下である。すなわち、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル含有率が、0.09モル%以下である。0.09倍以下であることによって、シルセスキオキサン誘導体に由来するCTEの増加の程度を抑えることができる。つまり、CTEを維持することができる。すなわち、CTEの大幅な増加を抑えることができる。さらに、熱分解温度やガラス転移温度を維持することができる。すなわち、熱分解温度やガラス転移温度の大幅な低下を抑えることができる。しかも、ポリイミドフィルムの靱性を効果的に改善することができる。これに加えて、シルセスキオキサン誘導体がSiOH基(たとえば残留のSiOH基)を有している場合に、ポリアミド酸溶液のゲル化が生じやすい傾向がある(この傾向は、特にランダム型構造のシルセスキオキサン誘導体で強い)ところ、シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数が0.09倍以下であることによって、ポリアミド酸溶液のゲル化を抑制または低減することができる。つまり、ポリアミド酸溶液の経時安定性を向上できる。シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は、0.08倍以下が好ましい。シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数は、0.07倍以下であってもよく、0.06倍以下であってもよい。
 ポリアミド酸の合成に用いる溶媒としては、ポリアミド酸とそのモノマーとを溶解する溶媒であればいかなるものも用いることができ、例えば、非プロトン性溶媒、フェノール系溶媒、エーテル及びグリコール系溶媒等が挙げられる。
 具体的には、非プロトン性溶媒としては、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、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媒;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等のラクトン系溶媒;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りん系アミド系溶媒;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媒;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媒;ピコリン、ピリジン等の3級アミン系溶媒;酢酸(2-メトキシ-1-メチルエチル)等のエステル系溶媒等が挙げられる。
 フェノール系溶媒としては、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。エーテル及びグリコール系溶媒としては、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。
 中でも、溶解性や塗膜形成性の観点から、溶媒としては、N-メチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルアセトアミド、又はγ―ブチロラクトンを主成分として含むことが好ましい。上記の溶媒は単独で、又は2種類以上混合して用いてもよい。
 合成の際の条件としては、反応温度は-30~200℃が好ましく、20~180℃がより好ましく、20~100℃が特に好ましい。室温(20~25℃)、又は適当な反応温度で撹拌を続け、ポリイミド前駆体の粘度が一定になった時点を反応の終点とすることができる。上記反応は、通常3~100時間で完了可能である。
 <ポリアミド酸組成物>
 本発明のポリアミド酸組成物は、以上のようなポリアミド酸と溶媒とを含むものである。ポリアミド酸組成物には、合成時に使用した溶媒とは異なる溶媒を含有することも可能であるが、製造工程の煩雑さを避ける観点から、合成時に使用した溶媒が含有されることが好ましい。従って、ポリアミド酸組成物に含有される溶媒の主成分が、N-メチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルアセトアミド、又はγ―ブチロラクトンであることが好ましい。
 ポリアミド酸の含有量としては、製膜時の膜厚の観点から、ポリアミド酸組成物中に5~30質量%が好ましく、10~20質量%がより好ましい。含有量がこの範囲にあると、取り扱いに優れた膜厚の薄膜を得ることができる。
 ポリアミド酸組成物には、更に、接着性付与剤、界面活性剤、レベリング剤、酸化防止剤、UV吸収剤、化学イミド化剤、着色剤、ブルーイング剤等の任意成分を含んでもよい。また、ポリイミドフィルムに含み得る、フィラー等を更に含んでもよい。
 <ポリイミド>
 本発明のポリイミドは、以上で説明したポリアミド酸がイミド化されてなるものである。ポリイミドは、例えば前記ポリアミド酸を加熱することで得ることができる。加熱することで、ポリアミド酸のカルボキシ基がそれぞれ脱水閉環し、ポリアミド酸がイミド化されて、ポリイミド構造を形成するようになる。
 ポリイミドは、ポリアミド酸を溶媒中で加熱することで得ることができる。ポリアミド酸をイミド化する際の加熱温度は、溶媒中では150~220℃が好ましい。
 また、ポリイミドは、後述するように、溶媒を含むポリアミド酸組成物を基材に塗布し、加熱することで膜状又はフィルム状の成形体として提供することができる。ポリアミド酸をイミド化する際の加熱温度は、溶媒がある程度以上、乾燥した状態では250~400℃が好ましい。溶媒を含むポリアミド酸組成物に末端アミノ基封止剤を添加し、熱処理することで末端アミノ基の酸化による着色を抑制できる。末端アミノ基封止剤としては、アミノ基と反応し、化学結合を形成する化合物であれば特に限定されないが、例えば無水酢酸を用いることができる。
 また、熱イミド化に変えて化学イミド化により、ポリイミドを得ることも可能である。その場合、イミド化促進剤としては、3級アミンを用いることが好ましい。3級アミンとしては複素環式の3級アミンが更に好ましい。複素環式の3級アミンの好ましい具体例としては、ピリジン、2,5-ジエチルピリジン、ピコリン、キノリン、イソキノリンなどを挙げることができる。
 <ポリイミドフィルム>
 本発明のポリイミドフィルムは、以上のようなポリイミドを含むものである。ポリイミドフィルムが2層以上で構成される場合、少なくとも1層に、本発明のポリイミドを含むものであればよい。
 ポリイミドフィルムは、例えば、ポリアミド酸溶液を基板上にキャストし、加熱して溶剤を揮発させることで厚み1~100μmの均一なグリーンフィルムとし、これをイミド化することで得ることができる。このようなキャスティング法でフィルムを形成する場合に用いる基板としては、高分子フィルム、ガラス板、シリコンゴム板、金属板などを挙げることができる。
 高分子フィルムとして、例えばポリエチレンテレフタレート製フィルムA4100(東洋紡株式会社製)を用いることができる。また、所定の厚みのグリーンフィルムを得るときは、ポリアミド酸溶液の濃度を調整する方法や、コーターのギャップ間を調整する方法、キャストを繰り返して目的の膜厚になるように積層する方法を採用でき、これにより目的の膜厚の基板を作成することができる。さらに得られたグリーンフィルムを熱処理することで熱イミド化し、ポリイミドフィルムを得ることができる。
 ポリイミドフィルムは、単層構成であっても構わないし、2層以上の積層構成であっても構わない。ポリイミドフィルムの物理的強度や無機基板との易剥離性から、2層以上の積層構成であることが好ましく、3層以上の積層構成でも差し支えない。なお、本明細書では、ポリイミドフィルムが2層以上の積層構成の場合の物性(黄色度指数、全光線透過率、ヘイズ等)は、特に断りのない限り、ポリイミドフィルム全体の値をいう。
 ポリイミドフィルムの厚さは5μm以上が好ましく、より好ましくは7μm以上である。前記ポリイミドフィルムの厚さの上限は特に制限されないが、フレキシブル電子デバイスとして用いるためには200μm以下であることが好ましく、より好ましくは90μm以下であり、さらに好ましくは50μm以下である。薄すぎるとフィルム作製、搬送が困難であり、厚すぎるとロール搬送などが困難となってくる。
 本発明におけるポリイミドフィルムの全光線透過率は75%以上が好ましく、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは87%以上であり、より一層好ましくは88%以上である。前記ポリイミドフィルムの全光線透過率の上限は特に制限されないが、フレキシブル電子デバイスとして用いるためには98%以下であることが好ましく、より好ましくは97%以下である。
 本発明におけるポリイミドフィルムのヘイズは1.0以下が好ましく、より好ましくは0.8以下であり、さらに好ましくは0.5以下であり、より一層好ましくは0.3以下である。
 本発明におけるポリイミドフィルムの黄色度指数(以下、「イエローインデックス」または「YI」ともいう。)は20以下が好ましく、より好ましくは15以下であり、さらに好ましくは10以下であり、より一層好ましくは5以下である。前記ポリイミドフィルムの黄色度指数の下限は特に制限されないが、フレキシブル電子デバイスとして用いるためには0.1以上であることが好ましく、より好ましくは0.2以上であり、さらに好ましくは0.3以上である。
 本発明におけるポリイミドフィルムの厚さ方向位相差(Rth)は500nm以下が好ましく、より好ましくは300nm以下であり、さらに好ましくは200nm以下であり、より一層好ましくは100nm以下である。前記ポリイミドフィルムのRthの下限は特に制限されないが、フレキシブル電子デバイスとして用いるためには0.1nm以上であることが好ましく、より好ましくは0.5nm以上である。
 なお、本発明のポリイミドフィルムは、ポリイミドフィルムの成膜過程において、延伸を行うことでも実現することができる。かかる延伸操作は、ポリイミド溶液をポリイミドフィルム作製用支持体に塗布、乾燥して1~50質量%の溶媒を含むポリイミドフィルムとなし、さらにポリイミドフィルム作製用支持体上で、もしくは該支持体から剥がした状態で1~50質量%の溶媒を含むポリイミドフィルムを高温処理して乾燥させる過程において、MD方向に1.5倍から4.0倍に、TD方向に1.4倍から3.0倍に延伸することによって実現できる。この際にポリイミドフィルム作製用支持体に未延伸の熱可塑性高分子フィルムを用い、熱可塑性高分子フィルムとポリイミドフィルムを同時に延伸した後に熱可塑性高分子フィルムから延伸後のポリイミドフィルムを剥離することにより、特にMD方向の延伸時にポリイミドフィルムに入る傷を防止することができ、より高品位な無色透明性の高いポリイミドフィルムを得ることができる。
 前記ポリイミドフィルムの50℃から200℃の間の平均の線膨張係数(CTE)は、60ppm/K以下であることが好ましい。好ましくは50ppm/K以下、より好ましくは35ppm/K以下である。また-20ppm/K以上であることが好ましく、さらに好ましくは-10ppm/K以上である。CTEが前記範囲であると、一般的な支持体(無機基板)との線膨張係数の差を小さく保つことができ、熱を加えるプロセスに供してもポリイミドフィルムと無機基板とが剥がれるあるいは、支持体ごと反ることを回避できる。ここにCTEとは温度に対して可逆的な伸縮を表すファクターである。なお、前記ポリイミドフィルムのCTEの測定方法は、実施例に記載の方法による。
 前記ポリイミドフィルムには、フィラーを含有することができる。フィラーとしては、特に限定されず、シリカ、カーボン、セラミック等が挙げられ、中でもシリカであることが好ましい。これらフィラーを単独で使用しても良いし、2種類以上を併用してもよい。フィラーを添加することで、ポリイミドフィルム表面に突起が付与され、これによってポリイミドフィルム表面の滑り性が高くなる。また、フィラーを添加することで、ポリイミドフィルムのCTE及びRthを低く抑えることもできる。フィラーの平均粒子径は1nm以上であることが好ましく、より好ましくは5nm以上である。また、1μm以下であることが好ましく、より好ましくは500nm以下であり、さらに好ましくは100nm以下である。
 ポリイミドフィルムにおけるフィラーの含有量は、フィラーの平均粒子径に応じて調整することが好ましい。フィラーの粒子径が30nm以上の場合は、好ましくは0.01~5質量%であり、より好ましくは0.01~3質量%であり、さらに好ましくは0.01~2質量%であり、特に好ましくは0.01~1質量%である。一方、平均粒子径が30nm未満の場合は、好ましくは0.01~50質量%であり、より好ましくは0.01~40質量%であり、さらに好ましくは0.01~30質量%であり、特に好ましくは0.01~20質量%である。含有量を上記範囲で調整することで、ポリイミドフィルムの透明性を損ねることなく、ポリイミドフィルム表面の滑り性を高く保つことができ、さらにポリイミドフィルムのCTE及びRthを低く抑えることができる。
 ポリイミドフィルムにおけるフィラーを添加する方法としては、特に限定されないが、前述のポリアミド酸(ポリイミド前駆体)溶液を作製する際、或いは作製した後に、粉体で添加する方法、フィラー/溶媒の形態(スラリー)で添加する方法などが挙げられ、中でも特に、スラリーで添加する方法が好ましい。スラリーとしては特に限定されないが、平均粒子径10nmのシリカが20質量%の濃度でN,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)に分散されたスラリー(例えば、日産化学工業製「スノーテックス(登録商標)DMAC-ST」や、平均粒子径80nmのシリカが20質量%の濃度でN,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)に分散されたスラリー(例えば、日産化学工業製「スノーテックス(登録商標)DMAC-ST-ZL」)、平均粒子径10nmのシリカが20質量%の濃度でN-メチルピロリドン(NMP)に分散されたスラリー(例えば、日産化学工業製「スノーテックス(登録商標)NMP-ST」などが挙げられる。
 前記ポリイミドフィルムには、着色剤を含有することができる。例えば、薄黄色のポリイミドフィルムに青色の着色剤を混合することで、フィルムのY.I.を低減することができる。
 着色剤としては、例えば、有機顔料、無機顔料又は染料が挙げられるが、着色膜の耐熱性、信頼性および耐光性を向上させるためには、有機顔料、無機顔料が好ましい。耐熱性の観点から、着色剤は、220℃以上の1%熱重量減少温度を有することが好ましい。なお、着色剤の1%熱重量減少温度は、TGA装置(TGA-50、島津製作所)を用いて測定可能である。この測定は、約10mgの着色剤をアルミパンに載せ、窒素雰囲気下、10℃/分の昇温速度で行われる。そのうえで、150℃に到達した時点での重量を基点とし、重量が1%減少した時点の温度(1%重量減少温度:Td)を読み取ればよい。
 有機顔料としては、例えば、ジケトピロロピロール系顔料;アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料;銅フタロシアニン、ハロゲン化銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料;アミノアントラキノン、ジアミノジアントラキノン、アントラピリミジン、フラバントロン、アントアントロン、インダントロン、ピラントロン、ビオラントロン等のアントラキノン系顔料;キナクリドン系顔料;ジオキサジン系顔料;ペリノン系顔料;ペリレン系顔料;チオインジゴ系顔料;イソインドリン系顔料;イソインドリノン系顔料;キノフタロン系顔料;スレン系顔料;金属錯体系顔料などが挙げられる。
 無機顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン、アルミナホワイト、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、黒色酸化鉄、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、モリブデートオレンジ、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、ビクトリアグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトシリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレットなどが挙げられる。
 染料としては、例えば、アゾ染料、アントラキノン染料、縮合多環芳香族カルボニル染料、インジゴイド染料、カルボニウム染料、フタロシアニン染料、メチン染料、ポリメチン染料などが挙げられる。
 前記ポリイミドフィルムの引張破断強度は、60MPa以上が好ましく、より好ましくは120MPa以上であり、さらに好ましくは160MPa以上である。引張破断強度の上限は特に制限されないが、事実上1000MPa程度未満である。前記引張破断強度が60MPa以上であると、無機基板から剥離する際に前記ポリイミドフィルムが破断してしまうことを防止することができる。なお、前記ポリイミドフィルムの引張破断強度の測定方法は、実施例に記載の方法による。なおキャスティングアプリケーターを用いてガラス基板上に塗布してから作製した場合にもキャスティングアプリケーター塗布に平行方向と垂直方向の直交する2方向をそれぞれ(MD方向)、(TD方向)とした。以下引張破断伸度、引張弾性率も同様である。
 前記ポリイミドフィルムの引張破断伸度は、1%以上が好ましく、より好ましくは5%以上であり、さらに好ましくは10%以上である。前記引張破断伸度が、5%以上であると、取り扱い性に優れる。なお、前記ポリイミドフィルムの引張破断伸度の測定方法は、実施例に記載の方法による。
 前記ポリイミドフィルムの引張弾性率は、2GPa以上が好ましく、より好ましくは3GPa以上であり、さらに好ましくは4GPa以上である。前記引張弾性率が、3GPa以上であると、無機基板から剥離する際の前記ポリイミドフィルムの伸び変形が少なく、取り扱い性に優れる。前記引張弾性率は、20GPa以下が好ましく、より好ましくは12GPa以下であり、さらに好ましくは10GPa以下である。前記引張弾性率が、20GPa以下であると、前記ポリイミドフィルムをフレキシブルなフィルムとして使用できる。なお、前記ポリイミドフィルムの引張弾性率の測定方法は、実施例に記載の方法による。
 前記ポリイミドフィルムは、引張弾性率をある程度維持しながら靱性が向上しているため、引張強度と伸度の積である抗張積が、従来のポリイミドフィルムに比べて改善されている。すなわち、本発明のポリイミドフィルムの引張試験における抗張積は300MPa・%以上であることが好ましく、1,000MPa・%以上であることがより好ましく、1,200MPa・%以上であることがさらに好ましい。上限は特に設定されないが、フィルムの取り扱い性の観点から、引張試験における抗張積が20,000MPa・%以下であることが好まししい。抗張積は、たとえば18,000MPa・%以下であってもよく、15,000MPa・%以下であってもよく、10,000MPa・%以下であってもよい。
 前記ポリイミドフィルムは、その製造時において幅が300mm以上、長さが10m以上の長尺ポリイミドフィルムとして巻き取られた形態で得られるものが好ましく、巻取りコアに巻き取られたロール状ポリイミドフィルムの形態のものがより好ましい。前記ポリイミドフィルムがロール状に巻かれていると、ロール状に巻かれたポリイミドフィルムという形態での輸送が容易となる。
 前記ポリイミドフィルムにおいては、ハンドリング性および生産性を確保する為、ポリイミドフィルム中に粒子径が10~1000nm程度の滑材(粒子)を、0.03~3質量%程度、添加・含有させて、ポリイミドフィルム表面に微細な凹凸を付与して滑り性を確保することが好ましい。
 また、ポリイミドフィルムが2層以上の積層構成を有する場合、各層単独のCTEの差が異なると反りの原因となるため、好ましくない。そのため無機基板と接触する第1のポリイミドフィルム層と、前記無機基板と接触せずに前記第1のポリイミドフィルムと隣接する第2のポリイミドフィルム層のCTE差は好ましくは、40ppm/K以下であり、より好ましくは、30ppm/K以下であり、さらに好ましくは、15ppm/K以下である。特に、前記第2のポリイミドフィルムのうち、最も膜厚の厚い層が前記範囲内であることが好ましい。また、ポリイミドフィルムは膜厚方向に対称構造になっていると、反りが発生しにくく好ましい。
 前記2層以上の積層構成のポリイミドフィルムにおいては、特に前記無機基板と接触する第1のポリイミドフィルム層と、前記第1のポリイミドフィルム層と隣接する第2のポリイミドフィルム層(以下、単に「第2のポリイミドフィルム層)ともいう。)との界面での混じり合いの厚みは、第1のポリイミドフィルム層の1層分の厚みと第2のポリイミドフィルム層の1層分の厚みの和より少なければ特に限定されるものではないが、第1のポリイミドフィルム層の1層分の厚みと第2のポリイミドフィルム層の1層分の厚みの和の99%以下であること好ましく、80%以下であることがより好ましく、50%以下であることが更に好ましい。また、下限についても特に限定されないが、工業的には、10nm以上であれば問題なく、20nm以上であっても差し支えない。尚、各層の機能に顕著な違いがあり、各々の機能を相殺させずに十分に発揮させることが必要な場合は、各層に占める混じり合いの領域を50%以下に抑えることが好ましく、30%以下に抑えることがより好ましく、10%以下に抑えることが更に好ましい。
 混じり合いの少ない層を形成する手段は特に限定されないが、第1のポリイミドフィルム層と、第2のポリイミドフィルム層との2層を同時に溶液製膜で作製するより、第1のポリイミドフィルム層または第2のポリイミドフィルム層のいずれか1層を作製し、加熱工程を経たのちに次の層を作製することが好ましい。加熱工程が途中段階、完了する場合の両方を含む。加熱工程が完了してから次の層を作るほうが、まじりあいの少ないものができるが、完成したフィルム表面はすでに反応性を失っている場合が多く、表面に官能基が少ないため、2つの層の接着力が弱く実用上問題が起きることもある。このため、まじりあいが少ない場合も、10nm以上はまじりあいの起きる界面が望ましい。
 物性の異なる材料(樹脂)を2層構成のフィルムとすることで、さまざまな特性を併せ持つフィルムを作製することもできる。さらに、厚み方向に対称構造に積層(例えば、第1のポリイミドフィルム層/第2のポリイミドフィルム層/第1のポリイミドフィルム層)させることで、フィルム全体のCTEのバランスが良好となり、反りの発生しにくいフィルムとすることができる。また、いずれか一層を紫外や赤外に吸収を持つ層とすることで、分光特性に特徴を持たせることや、屈折率の異なる層によって光の入射出射を制御することなどが考えられる。また、第1のポリイミドフィルム層に滑剤を添加することにより、フィルム全体の光学物性および熱物性は第2のポリイミドフィルム層と類似した特性を保持しつつ、フィルムの滑り性を向上させることができる。この場合、第1のポリイミドフィルム層と第2のポリイミドフィルム層のポリマー組成は同一であっても異なってもよい。
 2層以上の層構成のフィルムを作製する手段として、2層以上の同時吐出が可能なTダイによる同時塗工、1層塗布したのちに次の層を塗布する逐次塗工、1層塗布したのちに乾燥を進めてから次の層を塗工する方法、1層のフィルム化を終えてから次の層を塗工する方法、あるいは熱可塑性の層を入れることによる、加熱ラミネートでの多層化など様々な方法が考えられるが、本特許では、既存の様々な塗布方法、多層化手法を適宜取り入れることができる。
 <積層体>
 本発明の積層体は、以上のようなポリイミドフィルムと無機基板とを含むものである。前記積層体においても、ポリイミドフィルムが2層以上で構成される場合、少なくとも1層に、本発明のポリイミドを含むものであればよい。また、ポリイミドフィルムに加えて、ポリイミドフィルム以外の透明高耐熱フィルムを積層してもよい。
 透明高耐熱フィルムとしては、PET,PEN、PVC、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート等が挙げられる。透明高耐熱フィルムは、ポリイミドフィルムの何れの側にも使用することが可能である。
 ポリイミドフィルムと無機基板との間には、更に、シランカップリング剤層、接着剤層、粘着剤層などを含んでいてもよい。また、ポリイミドフィルムの表面には、配線層、導電膜層、金属層などを含んでいてもよい。
 <無機基板>
 前記無機基板としては無機物からなる基板として用いることのできる板状のものであればよく、例えば、ガラス板、セラミック板、半導体ウエハ、金属等を主体としているもの、および、これらガラス板、セラミック板、半導体ウエハ、金属の複合体として、これらを積層したもの、これらが分散されているもの、これらの繊維が含有されているものなどが挙げられる。
 前記ガラス板としては、石英ガラス、高ケイ酸ガラス(96%シリカ)、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス(パイレックス(登録商標))、ホウケイ酸ガラス(無アルカリ)、ホウケイ酸ガラス(マイクロシート)、アルミノケイ酸塩ガラス等が含まれる。これらの中でも、線膨張係数が5ppm/K以下のものが望ましく、市販品であれば、液晶用ガラスであるコーニング社製の「コーニング(登録商標)7059」や「コーニング(登録商標)1737」、「EAGLE」、旭硝子社製の「AN100」、日本電気硝子社製の「OA10、OA11G」、SCHOTT社製の「AF32」などが望ましい。
 前記半導体ウエハとしては、特に限定されないが、シリコンウエハ、ゲルマニウム、シリコン-ゲルマニウム、ガリウム-ヒ素、アルミニウム-ガリウム-インジウム、窒素-リン-ヒ素-アンチモン、SiC、InP(インジウム燐)、InGaAs、GaInNAs、LT、LN、ZnO(酸化亜鉛)やCdTe(カドミウムテルル)、ZnSe(セレン化亜鉛)などのウエハが挙げられる。なかでも、好ましく用いられるウエハはシリコンウエハであり、特に好ましくは8インチ以上のサイズの鏡面研磨シリコンウエハである。
 前記金属としては、W、Mo、Pt、Fe、Ni、Auといった単一元素金属や、インコネル、モネル、ニモニック、炭素銅、Fe-Ni系インバー合金、スーパーインバー合金、といった合金等が含まれる。また、これら金属に、他の金属層、セラミック層を付加してなる多層金属板も含まれる。この場合、付加層との全体の線膨張係数(CTE)が低ければ、主金属層にCu、Alなども用いられる。付加金属層として使用される金属としては、高耐熱フィルムとの密着性を強固にするもの、拡散がないこと、耐薬品性や耐熱性が良いこと等の特性を有するものであれば限定されるものではないが、Cr、Ni、TiN、Mo含有Cuなどが好適な例として挙げられる。
 本発明におけるセラミック板としては、Al2O3、Mullite、AlN、SiC、結晶化ガラス、Cordierite、Spodumene、Pb-BSG+CaZrO3+Al2O3、Crystallized glass+Al2O3、 Crystallized Ca-BSG, BSG+Quartz、BSG+ Quartz,  BSG+ Al2O3、 Pb-BSG+Al2O3、 Glass-ceramic、ゼロデュア材などの基盤用セラミックスが含まれる。
 前記無機基板の平面部分は、充分に平坦である事が望ましい。具体的には、表面粗さのP-V値が50nm以下、より好ましくは20nm以下、さらに好ましくは5nm以下である。これより粗いと、ポリイミドフィルム層と無機基板との剥離強度が不充分となる場合がある。
 前記無機基板の厚さは特に制限されないが、取り扱い性の観点より10mm以下の厚さが好ましく、3mm以下がより好ましく、1.3mm以下がさらに好ましい。厚さの下限については特に制限されないが、好ましくは0.07mm以上、より好ましくは0.15mm以上、さらに好ましくは0.3mm以上である。薄すぎると破損しやすくハンドリングが困難となる。また厚すぎると重くなりハンドリングが困難となる。
 <積層体の形成>
 本発明の積層体としては、前記ポリイミドフィルムと前記無機基板とを接着剤を実質的に使わないで積層したものが好ましい。ポリイミドフィルムが2層以上の積層構成を有する場合は、無機基板と接触する前記第1のポリイミドフィルムと、前記無機基板には接触せずに前記第1のポリイミドフィルム層と隣接する第2のポリイミドフィルム層を含有するものであることが好ましい。前記第2のポリイミドフィルムは、さらに複数の積層構成を有していても良い。また、積層体の厚み方向において、両端部が無機基板となる構成(例えば、無機基板/第1のポリイミドフィルム/第2のポリイミドフィルム/第1のポリイミドフィルム/無機基板)であっても差し支えない。この場合、両端部におけるポリイミドフィルムと無機基板は実質的に接着剤を使用しない。
 積層体の形成は、ポリイミドフィルムを作製した後に無機基板と積層する方法、又はポリイミドフィルムを無機基板上に直接又は他の層を介して形成する方法の何れでもよい。他の層を介して形成する場合、シランカップリング剤層等の易剥離層を介在させることが好ましい。また、適度な剥離力に制御するために、無機基板に表面処理を行なってもよい。
 積層体の形状は、特に限定されず、正方形であっても長方形であっても差し支えない。好ましくは長方形であり、長辺の長さが300mm以上であることが好ましく、より好ましくは500mm以上であり、さらに好ましくは1000mm以上である。上限は特に限定されないが、工業的に使用されている、サイズ、材質の基板を置き換えられることが望ましい。20000mm以下であれば十分であり、10000mm以下でも差し支えない。
 本発明の積層体は300℃加熱時の反り量が10mm以下であることが好ましい。耐熱性が良好となるため、より好ましくは8mm以下であり、さらに好ましくは6mm以下である。反り量の下限は特に限定されないが、工業的には0.01mm以上であれば十分であり、0.1mm以上であっても差し支えない。
 <接着剤>
 無機基板とポリイミドフィルムの間には実質的に接着剤層が介在しないことが好ましい。ここで本発明でいう接着剤層とはSi(ケイ素)の成分を質量比で10%未満(10質量%未満)のものをさす。また、実質的に使用しない(介在しない)とは、無機基板とポリイミドフィルムの間に介在する接着剤層の厚さが、0.4μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1μm以下であり、さらに好ましくは0.05μm以下であり、特に好ましくは0.03μm以下であり、最も好ましくは0μmである。
 <シランカップリング剤(SCA)>
 積層体において、ポリイミドフィルムと無機基板との間にシランカップリング剤の層を有することが好ましい。本発明において、シランカップリング剤とは、Si(ケイ素)の成分を10質量%以上含有する化合物をいう。さらに構造中にアルコキシ基を有するものであることが好ましい。また、メチル基が入っていないことが望ましい。シランカップリング剤層を用いることでポリイミドフィルムと無機基板との中間層を薄くできるので加熱中の脱ガス成分が少なく、ウェットプロセスにおいても溶出しにくく、仮に溶出が起きても微量にとどまるという効果が出る。シランカップリング剤は、耐熱性が向上するため酸化ケイ素成分を多く含むもの好ましく、特に400℃程度の温度での耐熱性を有するものであることが好ましい。シランカップリング剤層の厚さは0.2μm未満であることが好ましい。フレキシブル電子デバイスとして使用する範囲としては、100nm以下(0.1μm以下)が好ましく、より望ましくは50nm以下であり、更に望ましくは10nmである。通常に作製すると、0.10μm以下程度となる。また、極力シランカップリング剤が少ないことを望むプロセスでは、5nm以下でも使用可能である。1nm以下では、剥離強度が低下或は、部分的に付かない部分が出るおそれがあるため、1nm以上であることが望ましい。
 本発明におけるシランカップリング剤は、特に限定されるものではないが、アミノ基或はエポキシ基を持ったものが、好ましい。シランカップリング剤の具体例としては、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3―トリエトキシシリルーN-(1,3-ジメチルーブチリデン)プロピルアミン、2-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリス-(3- トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、クロロメチルフェネチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシランなどが挙げられる。このうち好ましいものとしては、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3―トリエトキシシリルーN-(1,3-ジメチルーブチリデン)プロピルアミン、2-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、アミノフェネチルトリメトキシシラン、アミノフェニルアミノメチルフェネチルトリメトキシシランなどが挙げられる。プロセスで耐熱性を要求する場合、Siとアミノ基などの間を芳香族でつないだものが望ましい。
 ポリイミドフィルムと前記無機基板との剥離強度は0.3N/cm以下であることが必要である。これにより、ポリイミドフィルム上にデバイスを形成した後、当該ポリイミドフィルムと無機基板との剥離が非常に容易となる。そのため、大量生産が可能なデバイス連結体を製造することができ、フレキシブル電子デバイスの製造が容易となる。前記剥離強度は、0.25N/cm以下であることが好ましく、より好ましくは0.2N/cm以下であり、さらに好ましくは0.15N/cm以下であり、特に好ましくは0.12N/cm以下である。また、0.03N/cm以上であることが好ましい。ポリイミドフィルム上にデバイスを形成する際に積層体が剥離しなくなることから、より好ましくは0.06N/cm以上であり、さらに好ましくは0.08N/cm以上であり、特に好ましくは0.1N/cm以上である。前記剥離強度は、ポリイミドフィルムと前記無機基板を貼り合わせた後、大気雰囲気下で100℃10分間熱処理した後の積層体の値である(初期剥離強度)。また、前記初期剥離強度測定時の積層体をさらに窒素雰囲気下で300℃1時間熱処理した後の積層体でも剥離強度が前記範囲内であることが好ましい(300℃加熱処理後剥離強度)。
 本発明の積層体は、例えば、以下の手順で作製することができる。あらかじめ無機基板の少なくとも一面をシランカップリング剤処理し、シランカップリング剤処理された面と、ポリイミドフィルムとを重ね合わせ、両者を加圧によって積層する積層体を得ることができる。また、あらかじめポリイミドフィルムの少なくとも一面をシランカップリング剤処理し、シランカップリング剤処理された面と、無機基板とを重ね合わせ、両者を加圧によって積層しても積層体を得ることができる。また、ポリイミドフィルムが2層以上の積層構成を有する場合は、第1のポリイミドフィルムを無機基板に重ね合わせることが好ましい。加圧方法としては、大気中での通常のプレス或はラミネートあるいは真空中でのプレス或はラミネートが挙げられるが、全面の安定した剥離強度を得る為には、大きなサイズの積層体(例えば、200mm超)では大気中でのラミネートが望ましい。これに対して200mm以下程度の小サイズの積層体であれば真空中でのプレスが好ましい。真空度は通常の油回転ポンプによる真空で充分であり、10Torr以下程度あれば充分である。好ましい圧力としては、1MPaから20MPaであり、更に好ましくは3MPaから10MPaである。圧力が高いと、基板を破損するおそれがあり、圧力が低いと、密着しない部分が出る場合がある。好ましい温度としては90℃から500℃、更に好ましくは100℃から400℃で温度が高いと、フィルムにダメージを与え、温度が低いと、密着力が弱いことがある。
 <フレキシブル電子デバイスの製造方法>
 本発明のフレキシブル電子デバイスの製造方法は、本発明の積層体のポリイミドフィルム面に電子デバイスを形成する工程と、前記無機基板を剥離する工程とを含むものである。このようにして、ポリイミドフィルム面に電子デバイスが形成されたフレキシブル電子デバイスを製造することができる。
 従って、本発明のフレキシブル電子デバイスは、本発明のポリイミドフィルムと、そのポリイミドフィルムに形成された電子デバイスとを含むものである。
 前記積層体を用いると、既存の電子デバイス製造用の設備、プロセスを用いてフレキシブル電子デバイスを容易に作製することができる。具体的には、積層体のポリイミドフィルム上に電子デバイスを形成し、積層体からポリイミドフィルムごと剥離することで、フレキシブル電子デバイスを作製することができる。
 本明細書において電子デバイスとは、電気配線を担う片面、両面、あるいは多層構造を有する配線基板、トランジスタ、ダイオードなどの能動素子や、抵抗、キャパシタ、インダクタなどの受動デバイスを含む電子回路、他、圧力、温度、光、湿度などをセンシングするセンサー素子、バイオセンサー素子、発光素子、液晶表示、電気泳動表示、自発光表示などの画像表示素子、無線、有線による通信素子、演算素子、記憶素子、MEMS素子、太陽電池、薄膜トランジスタなどをいう。
 また、この配線基板の中にポリイミドを貫通する電極である、インターポーザ―機能も含まれる。概略貫通させることにより、のちに無機基板を剥がしたのちに貫通電極を作製する工程は大幅に省略される。貫通孔の作製には既知の手法を使えばよい。例えばポリイミドフィルムに、UVナノレーザーにより貫通孔が穿かれる。次いで、たとえば両面プリント配線板のスルーホール、ないしは多層プリント配線板におけるヴィアホールに用いられる定法を応用することにより前記貫通孔に導電性の金属が満たされ、加えて必要に応じた金属による配線パターンが形成される、といった手法がある。
 ポリイミドフィルムでは上記のように貫通電極をあけたのちに無機基板に貼り合わせる事もあり得る。無機基板とポリイミドフィルムを貼り合わせたのちに貫通電極を作製する場合もあり得る。ポリイミドフィルムを貫通させてそこを金属化することもあり得るが、ポリイミドフィルムの片側から孔を開け反対側の表面に貫通しない状態でそこを金属化することもあり得る。
 <無機基板を剥離する工程>
 本発明のフレキシブル電子デバイスの製造方法は、積層体のポリイミドフィルム面に電子デバイスを形成したのち、前記無機基板を剥離する工程を含む。前記無機基板を剥離する際、ポリイミドフィルムと無機基板との界面で剥離させる場合の他、2層以上で構成されたポリイミドフィルムの1層以上と共に剥離したり、前記無機基板を他の任意の層と共に剥離することも可能である。
 ポリイミドフィルムと無機基板との界面で剥離させる場合、すなわち、デバイス付きのポリイミドフィルムを無機基板から剥離する方法としては、特に制限されないが、ピンセットなどで端から捲る方法、ポリイミドフィルムに切り込みを入れ、切り込み部分の1辺に粘着テープを貼着させた後にそのテープ部分から捲る方法、ポリイミドフィルムの切り込み部分の1辺を真空吸着した後にその部分から捲る方法等が採用できる。なお、剥離の際に、ポリイミドフィルムの切り込み部分に曲率が小さい曲がりが生じると、その部分のデバイスに応力が加わることになりデバイスを破壊するおそれがあるため、極力曲率の大きな状態で剥がすことが望ましい。例えば、曲率の大きなロールに巻き取りながら捲るか、あるいは曲率の大きなロールが剥離部分に位置するような構成の機械を使って捲ることが望ましい。
 前記ポリイミドフィルムに切り込みを入れる方法としては、刃物などの切削具によってポリイミドフィルムを切断する方法や、レーザーと積層体を相対的にスキャンさせることによりポリイミドフィルムを切断する方法、ウォータージェットと積層体を相対的にスキャンさせることによりポリイミドフィルムを切断する方法、半導体チップのダイシング装置により若干ガラス層まで切り込みつつポリイミドフィルムを切断する方法などがあるが、特に方法は限定されるものではない。例えば、上述した方法を採用するにあたり、切削具に超音波を重畳させる手法や、往復動作や上下動作などを付け加えて切削性能を向上させる等の手法を適宜採用することもできる。
 また、剥離する部分に予め別の補強基材を貼りつけて、補強基材ごと剥離する方法も有用である。剥離するフレキシブル電子デバイスが、表示デバイスのバックプレーンである場合、あらかじめ表示デバイスのフロントプレーンを貼りつけて、無機基板上で一体化した後に両者を同時に剥がし、フレキシブルな表示デバイスを得ることも可能である。
 また、無機基板を2層以上で構成されたポリイミドフィルムの1層以上と共に剥離する場合、無機基板との界面より軽剥離力となるように、2層以上で構成されたポリイミドフィルムの界面の剥離力を調整しておき、前記の方法と同様にして剥離することができる。ポリイミドフィルムの界面の剥離力の調整は、各層のポリイミドの種類や、上層を塗布する際の下層のイミド化の程度によって調整することができる。
 前記無機基板を他の任意の層と共に剥離する場合、無機基板との密着力がより高く、ポリイミドフィルムとの剥離力が調整された接着剤層などを設けておき、前記の方法と同様にして剥離することができる。
 以下、本発明に関し実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、合成例、実施例中の各物性値などは以下の方法で測定した。
 <ポリイミドフィルムの厚さ測定>
 フィルムの厚さを、マイクロメーター(ファインリューフ社製、ミリトロン1245D)を用いて測定した。尚、同様の測定を3回行い、その算術平均値を採用した。
 <全光線透過率>
 HAZEMETER(NDH5000、日本電色社製)を用いてフィルムの全光線透過率(TT)を測定した。光源としてはD65ランプを使用した。尚、同様の測定を3回行い、その算術平均値を採用した。
 <ヘイズ>
 HAZEMETER(NDH5000、日本電色社製)を用いてフィルムのヘイズを測定した。光源としてはD65ランプを使用した。尚、同様の測定を3回行い、その算術平均値を採用した。
 <イエローインデックス>
 カラーメーター(ZE6000、日本電色社製)およびC2光源を使用して、ASTM D1925に準じてフィルムの三刺激値XYZ値を測定し、下記式により黄色度指数(YI)を算出した。尚、同様の測定を3回行い、その算術平均値を採用した。
 YI=100×(1.28X-1.06Z)/Y
 <屈折率、リタデーション (Rth)>
 アッベ屈折率計(NAR-4T、ATAGO)を用いて屈折率を測定し、面方向位相差Rthを算出した。具体的には、フィルムの屈折率(Nx,Nz)、(Ny、Nz)をそれぞれ測定し、下記式にてΔPを算出した。さらにΔPに、フィルム厚さ(単位μm)を乗じることにより面方向位相差Rth(nm)を算出した。なお、Rthは、フィルムの表面および裏面の平均値で示す。
   ΔP=(Nx+Ny)/2-Nz
   Rth(nm)=ΔP×厚さ×1000
 熱分解温度 (Td
 TGA装置(TGA-50、島津製作所)を用いて測定した。測定は、約10mgのフィルムをアルミパンに載せ、窒素雰囲気下、10℃/分の昇温速度で行った。150℃に到達した時点での重量を基点とし、重量が1%減少した時点の温度(1%重量減少温度:Td)を読み取った。
 <ガラス転移温度(Tg)、線膨張係数(CTE)>
 TMA(TMA4000S、BRUKER AXIS)を用いて測定した。フィルムを幅15mm×長さ2mmの短冊にカットし、チャック間10mm、荷重5gfで装置にセットした。アルゴン雰囲気下、20℃/分の昇温速度で250℃まで昇温後、5℃/分の速度で30℃まで降温。その後、熱分解が生じない温度(Td1-20℃)まで10℃/分で昇温した。降温時の200℃~50℃区間の傾きからCTEを算出し、2回目の昇温時の変曲点をTgとした。
 <引張弾性率、引張強度、伸度、抗張積>
 テンシロン(オートグラフAG-IS、島津製作所)を用い、次の通りに試験を行った。フィルムを、塗布時の流れ方向(MD方向)に5mm×長さ50mmの短冊状に切り出したものを試験片とした。短冊の両端30mmをエアジョウのチャックで把持し、室温下、引張速度50mm/分の条件にてMD方向の引張弾性率、破断引張強度及び破断伸度を求めた。引張弾性率はひずみ-応力曲線の初期の弾性勾配から求めた。測定は各水準N=5で行い、最大値及び最小値を除く3点の平均値をデータとして扱った。破断引張強度と破断伸度の積を抗張積とした。
 <酸無水物基を有するシルセスキオキサン化合物のHNMR測定>
 各試料を用いて、下記の条件でHNMR測定を行なった。
装置:ブルカー・バイオスピン社製DPX400(実施例1~2)もしくはAgilent製 400MR(実施例3~9)
溶媒:重クロロホルム(CDCl)(実施例1~2)もしくは重DMSO(DMSO-d)(実施例3~9)
試料濃度:3mg/1mL
測定温度:室温(24℃)
共鳴周波数:400MHz
積算回数:32回
 実施例1~9、並びに比較例1~6および8
 まず、実施例1~9と、比較例1~6および8とについて説明する。具体的には、これらについて、シルセスキオキサン化合物の合成や、ポリアミド酸溶液の合成、ポリイミドフィルムの作成、各種評価結果などについて説明する。
 [合成例1-1:チオール基含有シルセスキオキサン化合物1の合成]
 攪拌機、冷却管、分水器、温度計、滴下ロート、窒素吹き込み口を備えた反応装置に、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン11.8g(60.0mmol)、メチルトリメトキシシラン2.72g(20.0mmol)([成分(a2)のモル数]/[成分(a1)と成分(a2)の合計モル数]=0.25)、イオン交換水1.9g([加水分解反応に用いる水のモル数]/[成分(a1)、(a2)に含まれるアルコキシ基のモル数の合計](モル比)=0.45)、陽イオン交換樹脂1.0gを仕込み、室温で30分間加水分解反応させた。反応後、陽イオン交換樹脂をろ別した後、これをエチレングリコールジメチルエーテル(DMG)5gで希釈し、加水分解物溶液を得た。
 続いて別の反応容器にDMGを9g、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの25%水溶液を0.05g仕込み、80℃に加熱した。ここに先の加水分解物溶液を、2時間30分かけて滴下した。滴下中にテトラメチルアンモニウムヒドロキシドが溶解し、反応液はクリアになった。滴下後さらに15分間80℃で反応させた後、25℃に冷却した。ここに陽イオン交換樹脂0.5gを仕込み、室温で4時間撹拌した。撹拌中にテトラメチルアンモニウムヒドロキシドが吸着され、反応液はクリアになった。陽イオン交換樹脂をろ別することで、チオール基含有シルセスキオキサン(1分子当たりの平均チオール基数=6個)の溶液を得た。トルエンを添加し、減圧下70℃に加熱することで加水分解によって発生したメタノールと水、トルエンの一部を留去した。適宜トルエンを追加し、最終固形分濃度が72%になるように調整した。
 [合成例1-2:チオール基含有シルセスキオキサン化合物2の合成]
3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン8.83g(45.0mmol)、メチルトリメトキシシラン5.44g(40.0mmol)([成分(a2)のモル数]/[成分(a1)と成分(a2)の合計モル数]=0.47)、イオン交換水2.0g([加水分解反応に用いる水のモル数]/[成分(a1)、(a2)に含まれるアルコキシ基のモル数の合計](モル比)=0.45)としたこと以外は合成例1-1と同様に合成した。得られたチオール基含有シルセスキオキサンの1分子当たりの平均チオール基数は4.5個であり、最終固形分濃度は72質量%であった。
 [合成例1-3:チオール基含有シルセスキオキサン化合物3の合成]
3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン4.91g(25.0mmol)、メチルトリメトキシシラン6.81g(50.0mmol)([成分(a2)のモル数]/[成分(a1)と成分(a2)の合計モル数]=0.67)イオン交換水1.8g([加水分解反応に用いる水のモル数]/[成分(a1)、(a2)に含まれるアルコキシ基のモル数の合計](モル比)=0.45)としたこと以外は合成例1-1と同様に合成した。得られたチオール基含有シルセスキオキサンの1分子当たりの平均チオール基数は2.5個であり、最終固形分濃度は72質量%であった。
 [合成例2-1:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ1の合成]
 下記のチオール基含有シルセスキオキサン溶液(荒川化学工業(株)製、コンポセランSQ-109)10g(チオール基量16.7mmol)、ノルボルネン酸無水物2.74g(16.7mmol)を反応容器に入れ、撹拌しながら紫外光(スポットキュアSP-11、USHIO社製)を20分間照射することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ1を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基とノルボルネンが反応していることを確認した。得られた溶液をPTFEフィルター(細孔径10μm)でろ過後に、後述のポリアミド酸溶液の合成に使用した(SQ3~SQ9についても同様である)。
 コンポセランSQ-109:メチルトリメトキシシランと3-メルカプトプロピルトリメトキシシランとの縮合物、モル比(前者/(前者+後者))=2/8、溶剤PGMEA、固形分濃度25質量%。
 なお、上記モル比や1分子当たりの平均チオール基数は、次のように算出した。コンポセランSQ-109のHNMR測定において、メチル基由来のプロトン(δ=0.0~0.2付近、3H)とプロピルチオール基由来のプロトン(δ=0.2~0.8付近、2H)の積分比から、メチルトリメトキシシランと3-メルカプトプロピルトリメトキシシランのモル比を算出した。1分子当たりの平均チオール基数は、上記チオール基とメチル基の比率、構造単位当たりの分子量(SiO1.5Me=67.1、SiO1.5SH=127.2)、溶液のチオール基当量(600g/eq.)、固形分濃度25質量%から算出した。
 参考のために、NMR測定の結果を図1~4に示す。図1にはSQ―109(PGMEA溶液、図2にはPGMEA、図3にはノルボルネン酸無水物、図4には反応後の反応混合物、についての各HNMR(CDCl)スペクトルが示されている。図4では、ノルボルネン酸無水物の二重結合に由来するピーク(δ=6.3等)が消失しており、チオール基と二重結合の反応が進行したと考えられる。
 [合成例2-2:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ2の合成]
 チオール基含有シルセスキオキサン溶液(荒川化学工業(株)製、コンポセランSQ-109)10g(チオール基量16.7mmol)、ノルボルネン酸無水物2.74g(16.7mmol)、塩化鉄(III)1mgを反応容器に入れ、10分間撹拌することで、薄黄色溶液(黄色着色は塩化鉄由来と考えられる)として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ2を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基とノルボルネンが反応していることを確認した。
 参考のために、NMR測定の結果として、図5には反応後の反応混合物のHNMR(CDCl)スペクトルが示す。図5では、ノルボルネン酸無水物の二重結合に由来するピーク(δ=6.3等)が消失しており、チオール基と二重結合の反応が進行したと考えられる。
 [合成例2-3:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ3の合成]
 合成例1-1で得られたチオール基含有シルセスキオキサン化合物1の溶液を20g(チオール基量97.0mmol)、ノルボルネン酸無水物15.9g(97.0mmol)、PGMEA10.0gを反応容器に入れ、撹拌しながら紫外光(スポットキュアSP-11、USHIO社製)を20分間照射することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ3を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基とノルボルネンが反応していることを確認した。
 [合成例2-4:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ4の合成]
 合成例1-2で得られたチオール基含有シルセスキオキサン化合物2の溶液を20g(チオール基量77.9mmol)、ノルボルネン酸無水物12.8g(77.9mmol)、PGMEA10.0gを反応容器に入れ、撹拌しながら紫外光(スポットキュアSP-11、USHIO社製)を20分間照射することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ4を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基とノルボルネンが反応していることを確認した。
 [合成例2-5:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ5の合成]
 合成例1-3で得られたチオール基含有シルセスキオキサン化合物3の溶液を20g(チオール基量54.5mmol)、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物8.95g(54.5mmol)、PGMEA10.0gを反応容器に入れ、撹拌しながら紫外光(スポットキュアSP-11、USHIO社製)を20分間照射することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ5を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基と5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物が反応していることを確認した。
 [合成例2-6:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ6の合成]
 チオール基含有トリアルコキシシラン溶液(荒川化学工業(株)製、コンポセランSQ-109)6g(チオール基量10.0mmol)、アリルこはく酸無水物1.40g(10.0mmol)を反応容器に入れ、撹拌しながら紫外光(スポットキュアSP-11、USHIO社製)を20分間照射することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ6を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基とアリルこはく酸無水物が反応していることを確認した。
 [合成例2-7:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ7の合成]
 チオール基含有トリアルコキシシラン溶液(荒川化学工業(株)製、コンポセランSQ-109)6g(チオール基量10.0mmol)、exo-3,6-エポキシ-1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物1.66g(10.0mmol)を反応容器に入れ、撹拌しながら紫外光(スポットキュアSP-11、USHIO社製)を20分間照射することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ7を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基とexo-3,6-エポキシ-1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物が反応していることを確認した。
 [合成例2-8:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ8の合成]
 チオール基含有トリアルコキシシラン溶液(荒川化学工業(株)製、コンポセランSQ-109)3g(チオール基量5.0mmol)、5,6-ジヒドロ-1,4-ジチイン-2,3-ジカルボン酸無水物0.94g(5.0mmol)、γ-ブチロラクトン(5mL)を反応容器に入れ、撹拌しながら紫外光(スポットキュアSP-11、USHIO社製)を20分間照射することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ8を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基と5,6-ジヒドロ-1,4-ジチイン-2,3-ジカルボン酸無水物が反応していることを確認した。
 [合成例2-9:酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ9の合成]
 チオール基含有トリアルコキシシラン溶液(荒川化学工業(株)製、コンポセランSQ-109)6g(チオール基量10.0mmol)を反応容器に入れ、撹拌しながら無水トリメリット酸クロリド2.10g(10.0mmol)をゆっくりと添加した。室温下24時間撹拌することで、無色透明溶液として酸無水物基を有するシルセスキオキサンSQ9を得た。NMRおよびIR測定により、チオール基と酸塩化物基が反応していることを確認した。
 [実施例A:ポリアミド酸溶液Aの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、5.88g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、9.74g)、SQ1溶液(0.655g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、125.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Aを得た(CBDA/SQ1/TFMBのモル比=0.985/0.015/1.00)。ここで、SQ1のモル比は、酸無水物基2価当たりを基準として計算した値であり、具体的には、シルセスキオキサン化合物に由来する単位構造の総モル数を前記ジカルボン酸無水物基の総数で除して2倍した数として計算される(以下のモル比についても同様)。
 [実施例B:ポリアミド酸溶液Bの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、5.88g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、6.92g)、SQ1溶液(0.655g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、133.7g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Bを得た(CBDA/SQ1/DABAのモル比=0.985/0.015/1.00)。
 [実施例Ca:ポリアミド酸溶液Caの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.27g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、4.88g)、SQ1溶液(0.328g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、67.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Caを得た(PMDA/SQ1/TFMBのモル比=0.985/0.015/1.00)。
 [実施例Cb:ポリアミド酸溶液Cbの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.27g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、4.90g)、SQ3溶液(0.227g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、66.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Cbを得た(PMDA/SQ3/TFMBのモル比=0.98/0.02/1.00)。
 [実施例Cc:ポリアミド酸溶液Ccの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.27g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、4.90g)、SQ4溶液(0.258g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、66.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Ccを得た(PMDA/SQ4/TFMBのモル比=0.98/0.02/1.00)。
 [実施例Cd:ポリアミド酸溶液Cdの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.27g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、4.90g)、SQ5溶液(0.325g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、66.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Cdを得た(PMDA/SQ5/TFMBのモル比=0.98/0.02/1.00)。
 [実施例Ce:ポリアミド酸溶液Ceの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.27g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、4.90g)、SQ9溶液(0.354g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、66.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Ceを得た(PMDA/SQ9/TFMBのモル比=0.985/0.015/1.00)。
 [実施例D:ポリアミド酸溶液Dの合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.27g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、3.47g)、SQ1溶液(0.328g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、63.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液Dを得た(PMDA/SQ1/DABAのモル比=0.985/0.015/1.00)。
 [比較例A1:ポリアミド酸溶液A1の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、19.6g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、32.3g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、279.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液A1を得た(CBDA/TFMBのモル比=1.00/1.00)。
 [比較例B1:ポリアミド酸溶液B1の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、3.98g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、4.58g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、76.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液B1を得た(CBDA/DABAのモル比=1.00/1.00)。
 [実施例B2:ポリアミド酸溶液B2の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、2.94g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、3.54g)、SQ1溶液(1.00g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、90g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液B2を得た(CBDA/SQ1/DABAのモル比=0.955/0.045/1.00)。
 [比較例B4:ポリアミド酸溶液B4の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、3.98g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、4.55g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、76.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌した。その後、SQ-109(0.546g)を添加し、さらに24時間撹拌することでポリアミド酸溶液B4を得た(CBDA/DABA/SQ-109のモル比=1.00/1.00/0.01)。
 [比較例B5:ポリアミド酸溶液B5の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、3.98g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、4.55g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、76.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌した。その後、SQ-109(8.19g)を添加し、さらに24時間撹拌することでポリアミド酸溶液B5を得た(CBDA/DABA/SQ-109のモル比=1.00/1.00/0.15)。
 [比較例B6:ポリアミド酸溶液B6の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、3.98g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、4.55g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、76.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌した。その後、SQ-109(27.3g)を添加し、さらに24時間撹拌することでポリアミド酸溶液B6を得た(CBDA/DABA/SQ-109のモル比=1.00/1.00/0.50)。
 [比較例C1:ポリアミド酸溶液C1の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、6.54g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、9.61g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、164.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液C1を得た(PMDA/TFMBのモル比=1.00/1.00)。
 [比較例D1:ポリアミド酸溶液D1の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.27g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、3.41g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、63.0g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液D1を得た(PMDA/DABAのモル比=1.00/1.00)。
 以上の実施例および比較例にて得られたポリアミド酸溶液を以下の方法でフィルム化し、光学特性、熱特性、機械特性を測定した。
 [実施例1]
 ポリアミド酸溶液Aを、キャスティングアプリケーターを用いてポリエステルフィルム(A4100、東洋紡製品)上に塗布し、窒素雰囲気下100℃×18分加熱した。得られたグリーンフィルムをカッターで切断した後ポリエステルフィルムから剥がし、金枠に固定した。窒素雰囲気下、10℃/分の速度で段階的に昇温しながら、200℃×10分、250℃×10分、300℃×10分、350℃×10分順次加熱することで熱的にイミド化を行った。放冷後、金枠から取り外すことでポリイミドフィルムを得た。
 [実施例2~5]
 実施例1において、ポリアミド酸溶液Aの代わりにポリアミド酸溶液B、Ca~Ce、D、B2、を使ったこと以外は実施例1と同様に行い、ポリイミドフィルムを得た。その際に使用した成分と評価結果を表1に示す。
 [比較例1~9]
 実施例1において、ポリアミド酸溶液Aの代わりにポリアミド酸溶液A1、B1、B4、B5、B6、C1、D1を使ったこと以外は実施例1と同様に行い、ポリイミドフィルムを得た。その際に使用した成分と評価結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000105
 表1に示すように、構造中に1モル%のSQ1を含むポリイミドフィルム(実施例1、2、3a、4)は、SQ1を含まない以外は同様の組成からなるポリイミドフィルム(比較例1、2、6、9)と比べて、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Tg、CTEを示し、かつ、抗張積が増大していることが分かる。
 実施例2、比較例3、比較例4、比較例5を比べると、末端に酸無水物基を有するSQ1の代わりに酸無水物基を有さないSQ-109を混合した場合、添加量を1%、15%、50%と増やすにつれてポリアミド酸溶液およびポリイミドフィルムの白濁がみられた。また、SQ-109を混合した場合は抗張積の増大は見られず、添加量を増やすにつれて脆い膜となった。
 実施例3a~3e、比較例6を比べると、実施例3a~3eは比較例6と比べて抗張積が向上していた。
(応用例1)
実施例Caの溶液に滑剤としてコロイダルシリカをNMPに分散してなる分散体(日産化学工業製「スノーテックス(登録商標)NMP-ST-ZL」)を、コロイダルシリカ(滑剤)量がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量の0.3質量%になるように加え、室温で24時間攪拌した。これを実施例Ca2溶液とした。
 次いで、実施例Ca2溶液を、コンマコーターを用いてポリエチレンテレフタレート製フィルムA4100(東洋紡株式会社製)の無滑材面上に最終膜厚が1.5μmとなるよう塗布し、続いて実施例Ca溶液を実施例Ca2溶液の上に最終膜厚が22μmとなるようダイコーターによって塗布した。これを110℃にて10分間乾燥した。乾燥後に自己支持性を得たポリアミド酸フィルムを支持体としてきたA4100フィルムから剥離し、ピンを配置したピンシートを有するピンテンターに通し、フィルム端部をピンに差し込むことにより把持し、フィルムが破断しないように、かつ不必要なたるみが生じないようにピンシート間隔を調整して搬送し、200℃で3分、250℃で3分、300℃で3分、400℃で3分の条件で加熱し、イミド化反応を進行させた。その後、2分間で室温にまで冷却し、フィルムの両端の平面性が悪い部分をスリッターにて切り落とし、ロール状に巻き上げ、幅450mmのポリイミドフィルムA1を500m得た。
(応用例2)
 まず、実施例3a(PMDA/TFMB/SQ1)で得たポリイミドフィルムを360mm×460mmの長方形に切り出した。次に、フィルム表面処理としてUV/O照射器(LANテクニカル製SKR1102N-03)を用い、UV/Oの照射を3分間行った。この時UV/Oランプとフィルムとの距離は30mmとした。
 ディスプレイ用ガラス(370mm×470mm、厚さ0.7mmのガラス基板:日本電気硝子社製OA10G)にシランカップリング剤として3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM-903)をスプレーコーターにて塗布した。なおガラス基板は、純水洗浄、乾燥後にUV/O照射器(LANテクニカル製SKR1102N-03)で1分間照射してドライ洗浄したものを用いた。
 次いで、シランカップリング剤を塗布したガラス基板を、シリコーンゴムローラーを装備したロールラミネータにセットし、まずシランカップリング剤塗布面にスポイトで500mlの純水を基板全体に広がるように滴下し、基板を濡らした。
 前記表面処理を行ったポリイミドフィルムの表面処理面を、ガラス基板のシランカップリング剤塗布面、すなわち純水で濡らした面に対向するように重ね、ガラス基板の一方の一辺から順次回転ロールでポリイミドフィルムとガラス基板間の純水を押し出しながら加圧して、ガラス基板とポリイミドフィルムをラミネートして仮積層体を得た。使用したラミネータは、MCK社製の有効ロール幅650mmのラミネータであり、貼合条件は、エアー元圧力:0.5MPa、ラミネート速度:50mm/秒、ロール温度:22℃、環境温度22度、湿度55%RHであった。
 得られた仮積層体を、クリーンオーブンにて200℃10分間加熱処理し、ポリイミドフィルムとガラス基板からなる積層体を得た。
 得られた積層体のポリイミドフィルム面に、以下の工程によりタングステン膜(膜厚75nm)を形成し、さらに大気にふれることなく、絶縁膜として酸化シリコン膜(膜厚150nm)を積層形成した。次いで、プラズマCVD法で下地絶縁膜となる酸化窒化シリコン膜(膜厚100nm)を形成し、さらに大気にふれることなく、アモルファスシリコン膜(膜厚54nm)を積層形成した。
 得られたアモルファスシリコン膜を用いてTFT素子を作製した。まず、アモルファスシリコン薄膜をパターニングを行って所定の形状のシリコン領域を形成し、適宜、ゲート絶縁膜の形成、ゲート電極の形成、活性領域へのドーピングによるソース領域またはドレイン領域の形成、層間絶縁膜の形成、ソース電極およびドレイン電極の形成、活性化処理を行い、PチャンネルTFTのアレイを作製した。
 TFTアレイ外周の0.5mm程度内側に沿ってUV-YAGレーザーにてポリイミドフィルム部を焼き切り、切れ目の端部から薄いカミソリ状の刃を用いてすくい上げるように剥離を行い、フレキシブルなA3サイズのTFTアレイを得た。剥離は極微力で可能であり、TFTにダメージを与えること無く剥離することが可能であった。得られたフレキシブルTFTアレイは5mmφの丸棒に巻き付けても性能劣化は見られず、良好な特性を維持した。
 実施例11以降、および比較例11以降
 次に、実施例11以降と、比較例11以降とについて説明する。具体的には、これらについて、シルセスキオキサン化合物の合成や、ポリアミド酸溶液の合成、ポリイミドフィルムの作成、各種評価結果などについて説明する。
 [酸無水物基含有のダブルデッカー型シルセスキオキサン誘導体1(以下、「AASQ1」と言う。)の入手]
 酸無水物基含有のダブルデッカー型シルセスキオキサン誘導体1(すなわちAASQ1)として、日本材料技研(株)製のDDSQを入手した。なお、DDSQ、すなわちAASQ1は粉末状の製品である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
 [アミノ基含有のダブルデッカー型シルセスキオキサン誘導体1(以下、「AMSQ1」と言う。)の合成]
 次の構造で表されるアミノ基含有のダブルデッカー型シルセスキオキサン誘導体1(すなわちAMSQ1)を、特開2006-265243号公報に記載された方法で製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
 [酸無水物基含有のダブルデッカー型シルセスキオキサン誘導体2(以下、「AASQ2」と言う。)の合成]
 一般式AA-D2におけるすべてのZ1が水素原子であり、すべてのR1がフェニル基である化合物0.535g(0.500mmol)と、THF(15mL)とを反応容器に入れ、室温下で撹拌することで、この化合物を溶解させた。この溶液に、無水トリメリット酸クロリド0.421g(2.0mmol)をゆっくりと加えた。これを、室温下で3時間撹拌することで反応液を得た。この反応液を減圧濃縮し、その残渣を真空下120℃で乾燥させ、未反応の無水トリメリット酸クロリドを除去した。NMRおよびIR測定により、目的反応が進行していることを確認した。このような手順で、酸無水物基含有のダブルデッカー型シルセスキオキサン誘導体2(すなわちAASQ2)を得た。
 [酸無水物基含有のコーナーオープン型シルセスキオキサン誘導体3(以下、「AASQ3」と言う。)の合成]
 一般式AA-C1において、すべてのZが水素原子であり、すべてのRがフェニル基である化合物(Hybrid Plastics社製のSO1458)0.466g(0.500mmol)と、THF(15mL)とを反応容器に入れ、室温下で撹拌することで、この化合物を溶解させた。この溶液に、無水トリメリット酸クロリド0.316g(1.5mmol)をゆっくりと加えた。これを、室温下で3時間撹拌することで反応液を得た。この反応液を減圧濃縮し、その残渣を真空下120℃で乾燥させ、未反応の無水トリメリット酸クロリドを除去した。NMRおよびIR測定により、目的反応が進行していることを確認した。このような手順で、酸無水物基含有のコーナーオープン型シルセスキオキサン誘導体3(すなわちAASQ3)を得た。
 [ポリアミド酸溶液A-1の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、3.922g)、および4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、6.405g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、80ml)に溶解した後、25℃下18時間撹拌することでポリアミド酸溶液A-1を得た(CBDA/TFMBのモル比=1.00/1.00)。つまり、表2に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液A-1を合成した。
 [ポリアミド酸溶液A-2の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、1.961g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、3.268g)、およびAASQ1(0.303g)を入れ、γ-ブチロラクトン(γBL、32ml)に溶解した後、25℃下18時間撹拌することでポリアミド酸溶液A-2を得た(CBDA/AASQ1/TFMBのモル比=0.98/0.02/1.00)。つまり、表2に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液A-2を合成した。
 [ポリアミド酸溶液A-3の合成]
 ポリアミド酸溶液A-2の合成と同様の手順で、表2に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液A-3を作製した。
 [ポリアミド酸溶液B-1の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、7.844g)、および4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、8.954g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、151ml)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液B-1を得た(CBDA/DABAのモル比=1.00/0.985)。つまり、表2に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液B-1を合成した。なお、DABAの8.954gは、モルに換算すると98.5mmolである。これに関して、予備実験で、DABA100mmolかつCBDA100mmolを仕込んで合成したポリアミド酸溶液が、製膜に適さないような高粘度の溶液になったため、ポリアミド酸溶液B-1を合成するに当たっては、DABAを98.5mmolとした。
 [ポリアミド酸溶液B-2の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながら1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA、2.942g)、4,4′-ジアミノベンズアニリド(DABA、3.588g)、およびAASQ1(1.170g)を入れ、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc、53ml)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液B-1を得た(CBDA/AASQ1/DABAのモル比=0.95/0.05/1.00)。つまり、表2に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液B-2を合成した。
 [ポリアミド酸溶液C-1の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、4.362g)、および4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、6.405g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、164ml)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液C-1を得た(PMDA/TFMBのモル比=1.00/1.00)。つまり、表3に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液C-1を合成した。
 [ポリアミド酸溶液C-2の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.272g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、4.902g)、およびAASQ1(0.454g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、52ml)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液C-2を得た(PMDA/AASQ1/TFMBのモル比=0.98/0.02/1.00)。つまり、表3に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液C-2を合成した。
 [ポリアミド酸溶液C-3の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、3.272g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、4.708g)、およびAMSQ1(0.401g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、67ml)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液C-3を得た(PMDA/AMSQ1/TFMBのモル比=1.00/0.02/0.98)。つまり、表3に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液C-3を合成した。
 [ポリアミド酸溶液C-4の合成]
 ポリアミド酸溶液C-3の合成と同様の手順で、表3に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液C-4を合成した。
 [ポリアミド酸溶液C-5の合成]
 ポリアミド酸溶液C-3の合成と同様の手順で、表3に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液C-5を合成した。
 [ポリアミド酸溶液C-6の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、1.42g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、2.12g)、およびAASQ2(0.117g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、30g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液C-6を得た(PMDA/AASQ2/TFMBのモル比=0.98/0.01/1.00)。つまり、表3に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液C-6を合成した。
 [ポリアミド酸溶液C-7の合成]
 窒素導入管、撹拌翼を備えた反応器に窒素を通過させながらピロメリット酸二無水物(PMDA、1.64g)、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB、2.45g)、およびAASQ3(0.196g)を入れ、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、19g)に溶解した後、25℃下24時間撹拌することでポリアミド酸溶液C-6を得た(PMDA/AASQ3/TFMBのモル比=0.98/0.02/1.00)。つまり、表3に示す配合にしたがってポリアミド酸溶液C-6を合成した。
 これらのポリアミド酸溶液を用いて、以下の方法でポリイミドフィルムを作製し、ポリイミドフィルムの光学特性、熱特性、機械特性を測定した。
 [比較例11]
 ポリアミド酸溶液A-1を、キャスティングアプリケーターを用いてポリエステルフィルム(A4100、東洋紡製品)上に塗布し、ポリエステルフィルム上のポリアミド酸溶液を所定の条件(具体的には、後述のGF1)で加熱した。この加熱によって得られたグリーンフィルムをカッターで切断した後ポリエステルフィルムから剥がし、金枠に固定した。金枠に固定されたグリーンフィルムを、所定の条件(具体的には、後述のB1)で加熱することで熱的にイミド化を行った。放冷後、金枠から取り外すことでポリイミドフィルムを得た。
 [実施例11~19および比較例12~18]
 ポリアミド酸溶液A-1に代えて、表2~3に示すポリアミド酸溶液を用いたこと、表2~3に示すGF作製条件でポリアミド酸溶液を加熱したこと、および表2~3に示す焼成条件でグリーンフィルムを加熱したこと以外は、実施例1と同様の方法で、ポリイミドフィルムを得た。
 [実施例20]
 ポリアミド酸溶液C-2を、コンマコーターを用いてポリエステルフィルム(A4100、東洋紡製品)上に塗布し、ポリエステルフィルム上のポリアミド酸溶液を所定の条件(具体的には、後述のGF3)で加熱した。この加熱によって得られたグリーンフィルムをカッターで切断した後ポリエステルフィルムから剥がし、Xenomax(登録商標)フィルム (Xenomax Japan社製) をくり抜いた枠にカプトンテープで固定した。枠に固定されたグリーンフィルムを、所定の条件(具体的には、後述のB3)で加熱することで熱的にイミド化を行った。放冷後、枠から取り外すことでポリイミドフィルムを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000108
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000109
 これらの表において、GF1およびGF2およびGF3は、グリーンフィルムを形成するための加熱条件である。GF1は、ポリエステルフィルム上のポリアミド酸溶液を窒素雰囲気下で100℃×18分で加熱したことを表す。いっぽう、GF2は、ポリエステルフィルム上のポリアミド酸溶液を窒素雰囲気下で100℃×20分で加熱したことを表す。GF3は、ポリエステルフィルム上のポリアミド酸溶液を大気下で120℃×12分で加熱したことを表す。
 B1およびB2およびB3はグリーンフィルムの焼成条件である。B1でもB2でもB3でも、グリーンフィルムを熱イミド化することができる。B1は、グリーンフィルムを窒素雰囲気下で、10℃/分の速度で段階的に昇温しながら、200℃×10分、250℃×10分、300℃×10分、350℃×10分順次加熱したことを表す。いっぽう、B2は、グリーンフィルムを窒素雰囲気下で、10℃/分の速度で段階的に昇温しながら、300℃×60分、400℃×30分順次加熱したことを表す。B3は、グリーンフィルムを大気下、220℃の炉中で3分、270℃の炉中で3分、320℃の炉中で3分、370℃の炉中で3分順次加熱したことを表す。
 なお、これらの表において、特性を示すセル内の「-」は未測定であることを示す。測定自体が不可能であった特性(たとえば比較例17のCTE)のセルには、「測定不可」と記載されている。
 表2に示すように、CBDAおよびTFMBの配合系において、構造中に2モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例11)や、5モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例12)は、AASQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例11)と比べて、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Rth、Td(すなわち熱分解温度)、Tg、CTEを示しながら、抗張積に優れていた。これらの特性のうち、CTEに関しては、構造中に2モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例11)や、5モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例12)は、AASQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例11)と比べて、CTEが増加する傾向はあったものの、CTEの増加の程度は、許容し得るレベルであった(そのような事情から、この考察では、ヘイズについても「ほぼ同等」であったと表現している。以下、同様である。)。
 CBDAおよびDABAの配合系においても、構造中に5モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例13)は、AASQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例12)と比べて、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Rth、Td(すなわち熱分解温度)、Tg、CTEを示しながら、抗張積に優れていた。
 表3に示すように、PMDAおよびTFMBの配合系においても、構造中に2モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例14)は、AASQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例13)と比べて、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Rth、Td(すなわち熱分解温度)、Tg、CTEを示しながら、抗張積に優れていた。
 ポリイミドフィルムの焼成条件がB1よりも厳しい場合、具体的には、TFTアレイの作製工程で、ポリイミドフィルムが、よりいっそう高温環境にさらされ得ることを想定したうえで設定されたB2である場合、構造中に2モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例15)は、AASQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例14)と比べて、イエローインデックスで劣っていたものの、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、Rth、Tg、CTEを示し、抗張積に優れていた。ちなみに、ポリイミドフィルムの焼成条件が、B1よりも若干厳しい程度のBF3である場合、構造中に2モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例20)は、AASQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例14)と比べて、ほぼ同等のイエローインデックスを示した。
 焼成条件がB1でもB2でも、構造中に2モル%のAMSQ1を含むポリイミドフィルム(実施例16および17)は、AMSQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例13おおび14)と比べて、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Rth、Tg、CTEを示しながら、抗張積に優れていた。焼成条件がB2で共通する実施例17と比較例14とに関しては、AMSQ1が、AASQ1に比べて熱分解しにくく、その結果、構造中に2モル%のAMSQ1を含むポリイミドフィルム(実施例17)では、構造中に2モル%のAASQ1を含むポリイミドフィルム(実施例15)に比べて、熱分解に起因するイエローインデックスの上昇(すなわちイエローインデックスの悪化)を抑制できたと考えられる。
 いっぽう、構造中に10モル%のAMSQ1を含むポリイミドフィルム(比較例15および16)は、AMSQ1を含まないポリイミドフィルム(比較例13および14)と比べて、破断伸度が低く、抗張積が劣っていた。ちなみに、比較例17および18では、膜が脆く測定中に破断したため、CTEを測定することができなかった。
 なお、AASQ1やAMSQ1と同じように、AASQ2やAASQ3でも、全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Rth、Td(すなわち熱分解温度)、Tg、CTEを維持しながら、抗張積を改善することができた。具体的には、構造中におよそ1モル%のAASQ2を含むポリイミドフィルム(実施例18)は、AASQ2を含まないポリイミドフィルム(比較例14)と比べて、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Rth、Td(すなわち熱分解温度)、Tg、CTEを示しながら、抗張積に優れていた。構造中に2モル%のAASQ3を含むポリイミドフィルム(実施例19)は、AASQ3を含まないポリイミドフィルム(比較例14)と比べて、ほぼ同等の全光線透過率、ヘイズ、イエローインデックス、Rth、Td(すなわち熱分解温度)、Tg、CTEを示しながら、抗張積に優れていた。
 以上のように、本発明のポリイミドフィルムは、シルセスキオキサン化合物を含まない場合と比較して、同等レベルの光学特性、熱特性を維持しつつ、良好な機械特性を有することが示された。本発明のポリイミドフィルムは優れた光学特性、無色透明性を有し、かつ機械特性にすぐれ、比較的低いCTEを示すため、該フィルムをガラスなどの平面上でかつ剛性のある無機基板に貼り合わせたのちにフィルム上に各種電子デバイス加工を行い、最終的に無機基板から剥離することで、フレキシブルな電子デバイスを作製することができる。
 

Claims (11)

  1.  少なくともカルボン酸類、ジアミン類、およびシルセスキオキサン誘導体の共重合反応物であるポリアミド酸であって、
     前記シルセスキオキサン誘導体が、二つ以上のジカルボン酸無水物基、または、二つ以上のアミノ基を有し、
     前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のジカルボン酸無水物基を有する場合、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数(ただし、前記シルセスキオキサン誘導体が、二つを超えるジカルボン酸無水物基を有する場合、このモル数は、前記シルセスキオキサン誘導体の総モル数を、前記シルセスキオキサン誘導体の前記ジカルボン酸無水物基の総数で除して2倍した数である)は、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数と前記カルボン酸類に由来する構造単位のモル数との合計に対して0.0001倍以上0.09倍以下であり、
     前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のアミノ基を有する場合、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数(ただし、前記シルセスキオキサン誘導体が、二つを超えるアミノ基を有する場合、このモル数は、前記シルセスキオキサン誘導体の総モル数を、前記シルセスキオキサン誘導体の前記アミノ基の総数で除して2倍した数である)は、前記シルセスキオキサン誘導体に由来する構造単位のモル数と前記ジアミン類に由来する構造単位のモル数との合計に対して0.0001倍以上0.09倍以下である、ポリアミド酸。
  2.  前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のジカルボン酸無水物基を有する、請求項1に記載のポリアミド酸。
  3.  前記シルセスキオキサン誘導体が、前記二つ以上のアミノ基を有する、請求項1に記載のポリアミド酸。
  4.  前記各アミノ基が、前記アミノ基と、前記シルセスキオキサン誘導体を構成するSiのうち、前記アミノ基に結合上もっとも近いSiとを連結する連結基を有し、
     前記連結基が、それぞれ独立して、前記アミノ基に結合した、置換または非置換の芳香族環を有する、
     請求項3に記載のポリアミド酸。
  5.  前記ポリアミド酸が、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物に由来する構造単位を有さない、請求項1~4のいずれか1項に記載のポリアミド酸。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載のポリアミド酸と溶媒とを含む、ポリアミド酸組成物。
  7.  請求項1~5のいずれか1項に記載のポリアミド酸がイミド化されてなる、ポリイミド。
  8.  請求項7に記載のポリイミドを含むポリイミドフィルム。
  9.  請求項8に記載のポリイミドフィルムと無機基板とを含む積層体。
  10.  請求項9に記載の積層体のポリイミドフィルム面に電子デバイスを形成する工程と、
     前記無機基板を剥離する工程とを含む、フレキシブル電子デバイスの製造方法。
  11.  請求項8に記載のポリイミドフィルムと、そのポリイミドフィルムに形成された電子デバイスとを含むフレキシブル電子デバイス。
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