JP6292351B1 - POLYIMIDE RESIN, POLYIMIDE RESIN COMPOSITION, TOUCH PANEL USING SAME AND ITS MANUFACTURING METHOD, COLOR FILTER AND ITS MANUFACTURING METHOD, LIQUID CRYSTAL ELEMENT AND ITS MANUFACTURING METHOD, ORGANIC EL ELEMENT AND ITS MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Abstract
式1の構造単位を主成分とし、式2の構造単位を全構造単位の2−30mol%含む、優れた光透過性、低複屈折性、低線熱膨張性、レーザー剥離性を有するポリイミド樹脂の提供。
R1:炭素数4−40の基(但し、単環/縮合多環の脂環を有するか、単環/脂環を有する基が直接又は架橋構造を介して相互連結した基);R2:式3;R3:式4,式5;R4−R11:水素,ハロゲン,(ハロゲン置換)炭素数1−3の基;X1:結合,酸素,硫黄,スルホニル,(ハロゲン置換)炭素数1−3の基,エステル,アミド,スルフィドA polyimide resin having excellent light transmittance, low birefringence, low linear thermal expansibility, and laser releasability, comprising the structural unit of formula 1 as a main component and 2-30 mol% of the structural unit of formula 2 as a whole. Offer.
R 1 : a group having 4 to 40 carbon atoms (however, a group having a monocyclic / condensed polycyclic alicyclic ring, or a group having a monocyclic / alicyclic ring directly or via a cross-linked structure); R 2 : Formula 3; R 3 : Formula 4, Formula 5; R 4 -R 11 : Hydrogen, halogen, (halogen-substituted) group having 1 to 3 carbon atoms; X 1 : Bond, oxygen, sulfur, sulfonyl, (halogen-substituted) C 1-3 groups, esters, amides, sulfides
Description
本発明は、ポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂組成物、それを用いたタッチパネルおよびその製造方法、カラーフィルタおよびその製造方法、液晶素子およびその製造方法、有機EL素子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a polyimide resin, a polyimide resin composition, a touch panel using the same, a manufacturing method thereof, a color filter and a manufacturing method thereof, a liquid crystal element and a manufacturing method thereof, an organic EL element and a manufacturing method thereof.
有機フィルムはガラスに比べて屈曲性に富み、割れにくく、軽量といった特長を有する。最近では、フラットパネルディスプレイの基板を、有機フィルムに替えることで、ディスプレイをフレキシブル化する動きが活発化している。 Organic films are more flexible than glass, and are not easily broken and light. Recently, the movement to make the display flexible by replacing the substrate of the flat panel display with an organic film has been activated.
有機フィルムに用いられる樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、アクリル、エポキシなどが挙げられる。これらのうち、ポリイミドは高耐熱性の樹脂であり、ディスプレイ基板として適している。 Examples of the resin used for the organic film include polyester, polyamide, polyimide, polycarbonate, polyethersulfone, acrylic, and epoxy. Of these, polyimide is a highly heat-resistant resin and is suitable as a display substrate.
ポリイミドの中でも特に耐熱性に優れる全芳香族ポリイミドは、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンとから誘導されるものである。全芳香族ポリイミドには、分子内や分子間の電荷移動錯体に由来する、可視光波長域の吸収帯が存在する。そのため、全芳香族ポリイミドからなる膜は、黄〜茶褐色に着色する性質や、複屈折性が大きいという性質を有する。これらのような性質から、全芳香族ポリイミドは、高透明性、低複屈折性が求められるディスプレイ基板として使用できなかった。 Among polyimides, wholly aromatic polyimides that are particularly excellent in heat resistance are derived from aromatic dianhydrides and aromatic diamines. All aromatic polyimides have an absorption band in the visible light wavelength region derived from intramolecular and intermolecular charge transfer complexes. Therefore, a film made of wholly aromatic polyimide has a property of coloring yellow to brown, and a property of high birefringence. Due to these properties, the wholly aromatic polyimide cannot be used as a display substrate that requires high transparency and low birefringence.
ポリイミドの電荷移動相互作用を抑制し、光透過性を向上させる方法としては、酸二無水物およびジアミンのうち、少なくともどちらか一方の成分に脂環式モノマーを使用する方法が挙げられる。 Examples of a method for suppressing the charge transfer interaction of polyimide and improving the light transmittance include a method of using an alicyclic monomer as at least one component of acid dianhydride and diamine.
例えば、特許文献1には、脂環式酸二無水物と、種々の芳香族又は脂環式ジアミンとから得られるポリイミドが、高透明性、低複屈折性を有することが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that a polyimide obtained from an alicyclic acid dianhydride and various aromatic or alicyclic diamines has high transparency and low birefringence.
特許文献2には、1S,2S,4R,5R−シクロへキサンテトラカルボン酸二無水物と、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)とから得られるポリイミドが、高透明性、高Tgを有することが開示されている。 In Patent Document 2, polyimide obtained from 1S, 2S, 4R, 5R-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB) is highly transparent. Have a high Tg.
特許文献3には、脂環式酸二無水物と、水酸基を有するアミン、具体的には2,2−ビス[3−(3−アミノベンズアミド)−4−ヒドロキシフェニル]ヘキサフルオロプロパン(HFHA)とから得られるポリイミドが、耐熱性、光透過性、低複屈折性を有することが記載されている。 Patent Document 3 discloses an alicyclic acid dianhydride and an amine having a hydroxyl group, specifically 2,2-bis [3- (3-aminobenzamido) -4-hydroxyphenyl] hexafluoropropane (HFHA). It is described that the polyimide obtained from the above has heat resistance, light transmittance, and low birefringence.
また、特許文献4には、それぞれ芳香族フッ素化合物と脂環式化合物を含む、テトラカルボン酸とジアミンとから得られるポリイミドが、高透明性、高耐熱性、低複屈折性を有し、かつ、線熱膨張係数(CTE)が低いことが記載されている。 Patent Document 4 discloses that a polyimide obtained from tetracarboxylic acid and diamine, each containing an aromatic fluorine compound and an alicyclic compound, has high transparency, high heat resistance, low birefringence, and It is described that the coefficient of linear thermal expansion (CTE) is low.
有機フィルム上でディスプレイを作製する場合、支持基板上に有機フィルムを成膜し、その上にデバイス作製した後に、有機フィルムを支持基板から剥離するといったプロセスが一般的である。この剥離プロセスにおいて検討を行ったところ、特許文献1、2、4に記載のポリイミドでは、剥離に必要な照射エネルギーが高い、またはレーザーによる剥離が困難であるという問題があった。 In the case of producing a display on an organic film, a process in which an organic film is formed on a supporting substrate, a device is produced thereon, and then the organic film is peeled off from the supporting substrate. When this peeling process was examined, the polyimides described in Patent Documents 1, 2, and 4 had a problem that the irradiation energy required for peeling was high or peeling with a laser was difficult.
また、特許文献3に記載のポリイミドは、レーザー剥離が可能である旨の開示があるが、CTEが高いという問題があった。 Moreover, although the polyimide of patent document 3 has the indication that a laser peeling is possible, there existed a problem that CTE was high.
このように、高透明性、低複屈折性、低CTE、レーザー剥離性の全ての要求特性を満たすポリイミド材料は知られていない。 Thus, there is no known polyimide material that satisfies all the required characteristics of high transparency, low birefringence, low CTE, and laser peelability.
本発明は、上記課題に鑑み、優れた光透過性、低複屈折性、低線熱膨張性およびレーザー剥離性を有するポリイミド樹脂を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the polyimide resin which has the outstanding light transmittance, low birefringence, low linear thermal expansibility, and laser peelability in view of the said subject.
本発明は、一般式(1)で表される構造単位を主成分とし、一般式(2)で表される構造単位を全構造単位の2mol%以上30mol%以下含むことを特徴とするポリイミド樹脂である。 The present invention is a polyimide resin characterized in that the structural unit represented by the general formula (1) is a main component and the structural unit represented by the general formula (2) is contained in an amount of 2 mol% to 30 mol% of the total structural units. It is.
(R1は、単環式もしくは縮合多環式の脂環構造を有する炭素数4〜40の4価の有機基、または、単環式の脂環構造を有する有機基が直接もしくは架橋構造を介して相互に連結された炭素数4〜40の4価の有機基を示す。R2は、一般式(3)で表される2価の有機基を示す。R3は、下記一般式(4)または(5)を表す。)(R 1 is a tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms having a monocyclic or condensed polycyclic alicyclic structure, or an organic group having a monocyclic alicyclic structure is directly or crosslinked. R 2 represents a divalent organic group represented by the general formula (3), and R 3 represents the following general formula ( 4) or (5) is represented.)
(R4〜R11は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3の1価の有機基を示す。X1は、直接結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3の2価の有機基、エステル結合、アミド結合もしくはスルフィド結合から選ばれた2価の架橋構造である。)(R 4 to R 11 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom. X 1 represents a direct bond or an oxygen atom. And a divalent cross-linked structure selected from a sulfur atom, a sulfonyl group, a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an ester bond, an amide bond or a sulfide bond.
本発明によれば、優れた光透過性、低複屈折性、低線熱膨張性およびレーザー剥離性を有するポリイミド樹脂膜を提供することができる。本発明のポリイミド樹脂は、タッチパネル、カラーフィルタ、液晶素子、有機EL素子等のディスプレイ用の支持基板として好適に用いることができる。本発明のポリイミド樹脂をディスプレイ用の支持基板として用いることで、高精彩なディスプレイの作成が可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyimide resin film which has the outstanding light transmittance, low birefringence, low linear thermal expansibility, and laser peelability can be provided. The polyimide resin of the present invention can be suitably used as a support substrate for displays such as touch panels, color filters, liquid crystal elements, and organic EL elements. By using the polyimide resin of the present invention as a support substrate for a display, it is possible to create a high-definition display.
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面と共に詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。また、以下の説明において参照する各図面は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は、各図面で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications according to the purpose and application. Each drawing referred to in the following description only schematically shows the shape, size, and positional relationship so that the contents of the present invention can be understood. That is, the present invention is not limited only to the shape, size, and positional relationship exemplified in each drawing.
<ポリイミド樹脂>
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂は、一般式(1)で表される構造単位を主成分とし、一般式(2)で表される構造単位を全構造単位の2mol%以上30mol%以下含む。<Polyimide resin>
The polyimide resin according to the embodiment of the present invention is mainly composed of the structural unit represented by the general formula (1), and the structural unit represented by the general formula (2) is 2 mol% or more and 30 mol% or less of the total structural units. Including.
R1は、単環式もしくは縮合多環式の脂環構造を有する炭素数4〜40の4価の有機基、または、単環式の脂環構造を有する有機基が直接もしくは架橋構造を介して相互に連結された炭素数4〜40の4価の有機基を示す。R2は、一般式(3)で表される2価の有機基を示す。R3は、下記一般式(4)または(5)を表す。R 1 is a tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms having a monocyclic or condensed polycyclic alicyclic structure, or an organic group having a monocyclic alicyclic structure directly or via a crosslinked structure. A tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms linked to each other. R 2 represents a divalent organic group represented by the general formula (3). R 3 represents the following general formula (4) or (5).
R4〜R11は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3の1価の有機基を示す。X1は、直接結合、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3の2価の有機基、エステル結合、アミド結合もしくはスルフィド結合から選ばれた2価の架橋構造である。R 4 to R 11 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom. X 1 is selected from a direct bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group, a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an ester bond, an amide bond or a sulfide bond. A cross-linked structure.
一般式(1)および(2)で表される構造単位は、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂において、繰り返し構造単位である、以下、これらの構造単位を、「繰り返し構造単位」または単に「繰り返し単位」と呼ぶ場合がある。 The structural units represented by the general formulas (1) and (2) are repeating structural units in the polyimide resin according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, these structural units are referred to as “repeating structural units” or simply Sometimes called “repeat unit”.
ここで、主成分とは、一般式(1)で表される構造単位を、ポリマーの全構造単位の50mol%以上有することを意味する。一般式(1)で表される構造をポリマーの全構造単位の50mol%以上含むことにより、ポリイミド樹脂のCTEが低くなる。それにより、支持基板上にそのポリイミド樹脂を用いた膜を製膜した際の反りを低減できる。 Here, the main component means that the structural unit represented by the general formula (1) has 50 mol% or more of all the structural units of the polymer. By containing 50 mol% or more of the structure represented by the general formula (1) with respect to all the structural units of the polymer, the CTE of the polyimide resin is lowered. Thereby, the curvature at the time of forming the film | membrane using the polyimide resin on a support substrate can be reduced.
なお、全構造単位とは、一般式(1)および(2)で表される繰り返し単位を有するポリイミドを構成する、全ての構造単位のことである。具体的には、一般式(1)および(2)で表される繰り返し単位の合計量(mol基準)のことである。ただし、ポリイミドが一般式(1)および(2)で表される繰り返し単位以外の構造も含む場合は、一般式(1)および(2)で表される繰り返し単位と、一般式(1)および(2)で表される繰り返し単位以外の構造との合計量(mol基準)のことである。 In addition, all the structural units are all the structural units which comprise the polyimide which has a repeating unit represented by General formula (1) and (2). Specifically, it is the total amount (mol basis) of the repeating units represented by the general formulas (1) and (2). However, when the polyimide also includes a structure other than the repeating units represented by the general formulas (1) and (2), the repeating unit represented by the general formulas (1) and (2) and the general formula (1) and It is the total amount (mol basis) with the structure other than the repeating unit represented by (2).
一般式(1)で表される構造単位の含有量は、ポリマーの全構造単位の70mol%以上であることが、さらに好ましい。 The content of the structural unit represented by the general formula (1) is more preferably 70 mol% or more of all the structural units of the polymer.
また、一般式(2)で表される繰り返し構造単位を、全構造単位の2mol%以上30mol%以下含むことによって、良好なレーザー剥離性を付与しつつ、ポリイミドのCTEを低く保つことができる。一般式(2)で表される繰り返し構造単位の含有量は、5mol%以上30mol%以下であると、さらに好ましい。 Further, by including the repeating structural unit represented by the general formula (2) in an amount of 2 mol% or more and 30 mol% or less of the total structural units, the CTE of the polyimide can be kept low while providing good laser peelability. The content of the repeating structural unit represented by the general formula (2) is more preferably 5 mol% or more and 30 mol% or less.
一般式(1)および(2)におけるR1は、酸成分の構造を表しており、単環式もしくは縮合多環式の脂環構造を有する炭素数4〜40の4価の有機基、または、単環式の脂環構造を有する有機基が直接もしくは架橋構造を介して相互に連結された炭素数4〜40の4価の有機基を示す。ここで、上記脂環構造は、一部の水素原子がハロゲンで置換されていてもよい。また、酸成分として、これらの酸成分を単独で又は複数を組み合わせて用いてもよい。R 1 in the general formulas (1) and (2) represents the structure of the acid component, and is a tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms having a monocyclic or condensed polycyclic alicyclic structure, or And a tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms in which organic groups having a monocyclic alicyclic structure are connected to each other directly or via a crosslinked structure. Here, in the alicyclic structure, some hydrogen atoms may be substituted with halogen. Moreover, you may use these acid components individually or in combination as an acid component.
本発明に用いることができる、脂環構造を有する酸二無水物としては、特に限定されないが、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5?トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,2,3,4−シクロヘプタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、ビシクロ[3.3.0]オクタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4.3.0]ノナン−2,4,7,9−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4.4.0]デカン−2,4,7,9−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[4.4.0]デカン−2,4,8,10−テトラカルボン酸二無水物、トリシクロ[6.3.0.0<2,6>]ウンデカン−3,5,9,11−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボキシメチル−2,3,6−トリカルボン酸二無水物、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,4,6,8−テトラカルボン酸二無水物、オクタヒドロナフタレン−1,2,6,7−テトラカルボン酸二無水物、テトラデカヒドロアントラセン−1,2,8,9−テトラカルボン酸二無水物、3,3’、4,4’−ジシクロへキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’、4,4’−オキシジシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボンサン無水物、及び“リカシッド”(登録商標)BT−100(以上、商品名、新日本理化株式会社製)及びそれらの誘導体などが例示される。 The acid dianhydride having an alicyclic structure that can be used in the present invention is not particularly limited, but 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclo Pentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-tetra Methyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2, 3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,2,3,4-cycloheptanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5 -Tetrahi Drofuran tetracarboxylic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1-cyclohexyl succinic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2, 3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, bicyclo [3.3.0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [4.3.0] nonane 2,4,7,9-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [4.4.0] decane-2,4,7,9-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [4.4.0] decane- 2,4,8,10-tetracarboxylic dianhydride, tricyclo [6.3.0.0 <2,6>] undecane-3,5,9,11-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2 2.2] Octane-2,3,5,6- Tracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptanetetracarboxylic dianhydride Bicyclo [2.2.1] heptane-5-carboxymethyl-2,3,6-tricarboxylic dianhydride, 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,4,6,8- Tetracarboxylic dianhydride, octahydronaphthalene-1,2,6,7-tetracarboxylic dianhydride, tetradecahydroanthracene-1,2,8,9-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′ 4,4′-dicyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-oxydicyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl ) -3-methyl 3-cyclohexene-1,2 Jikarubonsan anhydride, and "RIKACID" (TM) BT-100 (trade names, manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.) and the like and derivatives thereof are exemplified.
一般式(1)および(2)におけるR1は、下記一般式(6)〜(10)で表される構造から選ばれた1種以上であることが好ましい。R 1 in general formulas (1) and (2) is preferably at least one selected from structures represented by the following general formulas (6) to (10).
R12〜R55は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3の1価の有機基を示す。R 12 to R 55 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom.
これらのうち、市販され、手に入れやすい観点、及びジアミン化合物との反応性の観点から、R1が下記化学式(11)〜(13)で表される構造を与える酸二無水物である、1S,2S,4R,5R−シクロへキサンテトラカルボン酸二無水物、1R,2S,4S,5R−シクロへキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物が好ましい。化学式(11)で表される構造を与える酸二無水物は、和光純薬工業株式会社より製品名「PMDA−HH」として、化学式(12)で表される構造を与える酸二無水物は「PMDA−HS」として、それぞれ市販されている。なお、これらの酸二無水物は、単独、または2種以上を組み合わせて使用することができる。Among these, R 1 is an acid dianhydride that gives a structure represented by the following chemical formulas (11) to (13) from the viewpoint of being commercially available and easy to obtain, and the reactivity with the diamine compound. 1S, 2S, 4R, 5R-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1R, 2S, 4S, 5R-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride Things are preferred. The acid dianhydride that gives the structure represented by the chemical formula (11) is a product name “PMDA-HH” from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. The acid dianhydride that gives the structure represented by the chemical formula (12) is “ It is commercially available as “PMDA-HS”. In addition, these acid dianhydrides can be used individually or in combination of 2 or more types.
一般式(1)中のR2は、ジアミン成分の構造を表しており、一般式(3)で表される。R 2 in the general formula (1) represents the structure of the diamine component, and is represented by the general formula (3).
一般式(3)で表される構造を与えるジアミンとしては、特に限定されないが、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、ベンジジン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’−ジメチルベンジジン、3,3’−ジメチルベンジジン、2,2’,3,3’−テトラメチルベンジジン、4,4−ジアミノベンズアニリド、4-アミノ安息香酸−4−アミノフェニル、4,4−ジアミノベンゾフェノン、あるいはこれらの芳香族環にアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などで置換したジアミン化合物が挙げられる。 Although it does not specifically limit as diamine which gives the structure represented by General formula (3), 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 2,2- Bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 4 , 4'-diaminodiphenyl sulfide, benzidine, 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine, 3,3'-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethyl Benzidine, 2,2 ′, 3,3′-tetramethylbenzidine, 4,4-diaminobenzanilide 4-aminobenzoic acid 4-aminophenyl, 4,4-diamino benzophenone or an alkyl group in these aromatic rings, an alkoxy group, such as diamine compounds substituted with a halogen atom.
R2は、入手し易さ、ポリイミド樹脂の透明性および低CTE性の観点から、例えば、化学式(14)〜(17)構造で表される構造から選ばれた1種以上であることが好ましい。R 2 is preferably at least one selected from, for example, structures represented by chemical formulas (14) to (17) from the viewpoints of availability, transparency of polyimide resin, and low CTE properties. .
R56〜R87は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子またはハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜3の1価の有機基を示す。R 56 to R 87 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom.
これらのうち、R2が下記化学式(18)〜(21)で表される構造を与えるジアミンであることが好ましい。Of these, it is preferred that R 2 is a diamine to provide a structure represented by the following chemical formula (18) to (21).
化学式(18)で表されるジアミンは、2,2’−ジメチルベンジジン(m−TB)である。これは、ポリイミドのTgを向上でき、CTEを低減できるため好ましい。 The diamine represented by the chemical formula (18) is 2,2'-dimethylbenzidine (m-TB). This is preferable because Tg of polyimide can be improved and CTE can be reduced.
化学式(19)で表される構造を与えるジアミンは、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)である。これは、ポリイミドの透明性を向上でき、複屈折を低減でき、さらにCTEを低減できるため好ましい。 The diamine that gives the structure represented by the chemical formula (19) is 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB). This is preferable because the transparency of polyimide can be improved, birefringence can be reduced, and CTE can be further reduced.
化学式(20)で表される構造を与えるジアミンは、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド(4,4‘−DDS)である。これは、ポリイミドのTgを向上できるため好ましい。 The diamine that gives the structure represented by the chemical formula (20) is 4,4'-diaminodiphenyl sulfide (4,4'-DDS). This is preferable because the Tg of polyimide can be improved.
化学式(21)で表される構造を与えるジアミンは、4,4’−ジアミノベンズアニリド(DABA)である。これは、ポリイミド膜と無機膜との間に生じる残留応力を低減でき、基板反りを抑制できるため好ましい。 The diamine that gives the structure represented by the chemical formula (21) is 4,4'-diaminobenzanilide (DABA). This is preferable because residual stress generated between the polyimide film and the inorganic film can be reduced and substrate warpage can be suppressed.
中でも、TFMBは、透明支持基板に求められる高透明性、低複屈折性、低CTEを全て好ましく満たすことができるため特に好ましい。 Among them, TFMB is particularly preferable because it can satisfy all of high transparency, low birefringence, and low CTE required for a transparent support substrate.
一般式(2)中のR3は、ジアミン成分の構造を表しており、一般式(4)または(5)で表される。R 3 in the general formula (2) represents the structure of the diamine component, and is represented by the general formula (4) or (5).
なお、一般式(5)のオキサゾール環は、一般式(4)で表される構造から脱水閉環して生成する。 In addition, the oxazole ring of General formula (5) produces | generates by dehydration ring closure from the structure represented by General formula (4).
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂は、本発明の効果を妨げない範囲で、他の構造単位を含んでもよい。他の構造単位としては、ポリアミド酸の脱水閉環体であるポリイミド、ポリヒドロキシアミドの脱水閉環体ポリベンゾオキサゾール等が挙げられる。 The polyimide resin according to the embodiment of the present invention may contain other structural units as long as the effects of the present invention are not hindered. Examples of other structural units include polyimide, which is a polycyclic amide dehydration ring, polybenzoxazole, a polyhydroxyamide dehydration ring closure, and the like.
他の構造単位に用いられる酸二無水物としては、芳香族酸二無水物又は、脂肪族酸二無水物が挙げられる。 Examples of acid dianhydrides used for other structural units include aromatic acid dianhydrides and aliphatic acid dianhydrides.
例えば、芳香族酸二無水物としては、特に限定されないが、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ターフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’−オキシジフタル酸二無水物、ジフェニルスルホン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンズフラン−5−カルボン酸)1,4−フェニレン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンニ無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,6−ジフルオロプロメリット酸二無水物、1−トリフルオロメチルピロメリット酸二無水物、1,6−ジトリフルオロメチルピロメリット酸二無水物、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、9,9−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二無水物、4,4’−((9H−フルオレニル)ビス(4,1−フェニレンオキシカルボニル))ジフタル酸二無水物、“リカシッド”(登録商標)TMEG−100(商品名、新日本理化株式会社製)などの芳香族テトラカルボン酸二無水物及びそれらの誘導体などが挙げられる。 For example, the aromatic dianhydride is not particularly limited, but pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4 ′ -Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-terphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4 ' -Oxydiphthalic dianhydride, 3,4'-oxydiphthalic dianhydride, 3,3'-oxydiphthalic dianhydride, diphenylsulfone-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, benzophenone -3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ) Propane dianhydride, 1 1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride Bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzfuran-5 Carboxylic acid) 1,4-phenylene, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7 -Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4 -Zical Xylphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl) hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (4- (3,4-dicarboxy) Benzoyloxy) phenyl) hexafluoropropane dianhydride, 1,6-difluoropromellitic dianhydride, 1-trifluoromethylpyromellitic dianhydride, 1,6-ditrifluoromethylpyromellitic dianhydride, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) biphenyl dianhydride, 9,9-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl Fluorene dianhydride, 4,4 ′-((9H-fluorenyl) bis (4,1-phenyleneoxycarbonyl)) diphthalic dianhydride, RIKACID "(registered trademark) TMEG-100 (trade name, manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.) an aromatic tetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof, such as.
脂肪族酸二無水物としては、特に限定されないが、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ペンタンテトラカルボン酸二無水物及びそれらの誘導体などが挙げられる。 Examples of the aliphatic dianhydride include, but are not limited to, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-pentanetetracarboxylic dianhydride, and derivatives thereof. Is mentioned.
また、これらの他の酸二無水物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Moreover, these other acid dianhydrides can be used individually or in combination of 2 or more types.
他の構造単位に用いられるジアミン化合物としては、芳香族ジアミン化合物、脂環式ジアミン化合物、又は脂肪族ジアミン化合物が挙げられる。 Examples of diamine compounds used for other structural units include aromatic diamine compounds, alicyclic diamine compounds, and aliphatic diamine compounds.
例えば、芳香族ジアミン化合物としては、特に限定されないが、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、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)}スルホン、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}エーテル、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3−アミノフェニル−4−アミノベンゼンスルホナート、4−アミノフェニル−4−アミノベンゼンスルホナートあるいはこれらの芳香族環にアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などで置換したジアミン化合物が挙げられる。 For example, the aromatic diamine compound is not particularly limited, but 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine Bis {4- (4-aminophenoxyphenyl)} sulfone, bis {4- (3-aminophenoxyphenyl)} sulfone, bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} Ether, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexa Fluoropropane, 3-aminophenyl-4-aminobenzenesulfonate, 4-aminophenyl-4-amino Emissions Zen sulfonate or alkyl groups in these aromatic ring, an alkoxy group, such as diamine compounds substituted with a halogen atom.
脂環式ジアミン化合物としては、特に限定されないが、シクロブタンジアミン、イソホロンジアミン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンビスメチルアミン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン−1,3−ジアミン、1,2−シクロヘキシルジアミン、1,3−シクロヘキシルジアミン、1,4−シクロヘキシルジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、3,5−ジエチル−3’,5’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルエーテル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルエーテル、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルエーテル、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルエーテル、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルエーテル、3,5−ジエチル−3’,5’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルエーテル、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(3−エチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジエチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2−(3,5−ジエチル−3’,5’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシル)プロパン、2,2’−ビス(4−アミノシクロヘキシル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビシクロへキサン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビシクロへキサン、あるいはこれらの脂環にアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などで置換したジアミン化合物が挙げられる。 The alicyclic diamine compound is not particularly limited, but is cyclobutanediamine, isophoronediamine, bicyclo [2.2.1] heptanebismethylamine, tricyclo [3.3.1.13,7] decane-1,3- Diamine, 1,2-cyclohexyldiamine, 1,3-cyclohexyldiamine, 1,4-cyclohexyldiamine, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 3, 3'-diethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 3,3 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 3,3', 5,5'-tetraethyl-4, 4'-diaminodicyclohexylmethane, 3,5-diethyl-3 ', 5'-dimethyl-4,4'-di Minodicyclohexyl methane, 4,4'-diaminodicyclohexyl ether, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexyl ether, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodicyclohexyl ether, 3,3 ', 5,5′-tetramethyl-4,4′-diaminodicyclohexyl ether, 3,3 ′, 5,5′-tetraethyl-4,4′-diaminodicyclohexyl ether, 3,5-diethyl-3 ′, 5′- Dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexyl ether, 2,2-bis (4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (3-ethyl) -4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-aminocyclohexyl) Syl) propane, 2,2-bis (3,5-diethyl-4-aminocyclohexyl) propane, 2,2- (3,5-diethyl-3 ′, 5′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexyl) Propane, 2,2′-bis (4-aminocyclohexyl) hexafluoropropane, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobicyclohexane, 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4 Examples include '-diaminobicyclohexane, or diamine compounds in which these alicyclic rings are substituted with an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or the like.
脂肪族ジアミン化合物としては、特に限定されないが、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカンなどのアルキレンジアミン類、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテルなどのエチレングリコールジアミン類、及び1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサンなどのシロキサンジアミン類が挙げられる。 The aliphatic diamine compound is not particularly limited, but ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1 , 8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, alkylenediamines such as 1,10-diaminodecane, bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, etc. Ethylene glycol diamines and 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) poly Examples include siloxane diamines such as dimethylsiloxane.
これらの芳香族ジアミン化合物、脂環式ジアミン化合物、又は脂肪族ジアミン化合物は、単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 These aromatic diamine compounds, alicyclic diamine compounds, or aliphatic diamine compounds can be used alone or in combination of two or more.
これらのうち、スルホン酸エステルを分子内に有するジアミンを用いることにより、ポリイミドの機械特性、耐熱性を維持したまま、透明性を向上することができるため、好ましい。すなわち、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂は、さらに、一般式(22)で表される構造単位を有することが好ましい。 Among these, it is preferable to use a diamine having a sulfonate ester in the molecule because transparency can be improved while maintaining the mechanical properties and heat resistance of the polyimide. That is, it is preferable that the polyimide resin according to the embodiment of the present invention further has a structural unit represented by the general formula (22).
R1は上記の通りである。X2及びX3は、同じでも異なっていてもよく、芳香族環、脂肪族環、鎖状炭化水素基、もしくはこれらの組み合わせからなる構造、またはこれらとアミド基、エステル基、エーテル基、アルキレン基、オキシアルキレン基、ビニレン基およびハロアルキレン基からなる群より選ばれる基の一種以上との組み合わせからなる構造である。R 1 is as described above. X 2 and X 3 may be the same or different, and are composed of an aromatic ring, an aliphatic ring, a chain hydrocarbon group, or a combination thereof, or an amide group, ester group, ether group, alkylene The structure is a combination of one or more groups selected from the group consisting of a group, an oxyalkylene group, a vinylene group and a haloalkylene group.
一般式(22)で表される構造単位は、下記一般式(23)で表される構造単位を含有することが好ましい。これにより、ポリイミド樹脂の透明性を向上させ、更にガラス転移温度を大きく上昇させることができる。この構造を与えるジアミンは、3−アミノフェニル−4−アミノベンゼンスルホナートである。 The structural unit represented by the general formula (22) preferably contains a structural unit represented by the following general formula (23). Thereby, the transparency of a polyimide resin can be improved and the glass transition temperature can be greatly increased. The diamine that gives this structure is 3-aminophenyl-4-aminobenzenesulfonate.
R1は、単環式もしくは縮合多環式の脂環構造を有する炭素数4〜40の4価の有機基、または、単環式の脂環構造を有する有機基が直接もしくは架橋構造を介して相互に連結された炭素数4〜40の4価の有機基を示す。R 1 is a tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms having a monocyclic or condensed polycyclic alicyclic structure, or an organic group having a monocyclic alicyclic structure directly or via a crosslinked structure. A tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms linked to each other.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂は、一般式(23)で表される構造単位を、1mol%以上25mol%以下の範囲で含むことが好ましく、3mol%以上20mol%以下の範囲で含むことがより好ましい。一般式(23)で表される構造単位を上記範囲で含有することで、ポリイミド樹脂の機械特性および可とう性を維持したまま、透明性およびガラス転移温度を向上させることが可能である。 It is preferable that the polyimide resin which concerns on embodiment of this invention contains the structural unit represented by General formula (23) in the range of 1 mol% or more and 25 mol% or less, and contains in the range of 3 mol% or more and 20 mol% or less. Is more preferable. By containing the structural unit represented by the general formula (23) within the above range, it is possible to improve transparency and glass transition temperature while maintaining the mechanical properties and flexibility of the polyimide resin.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂は、ポリイミドを構成する酸二無水物残基および/またはジアミン残基の中に、一般式(24)で表される構造を有することが好ましい。ポリイミド樹脂が一般式(24)で表される構造を有することで、無機膜との間に生じる残留応力を低減することができ、基板反りを抑制することができる。また、ポリイミド樹脂膜の透明性をより高め、複屈折をより低くすることができる。 It is preferable that the polyimide resin which concerns on embodiment of this invention has a structure represented by General formula (24) in the acid dianhydride residue and / or diamine residue which comprise a polyimide. When the polyimide resin has a structure represented by the general formula (24), residual stress generated between the polyimide resin and the inorganic film can be reduced, and substrate warpage can be suppressed. Further, the transparency of the polyimide resin film can be further increased and the birefringence can be further decreased.
式(24)中、R88およびR89は、各々独立に、炭素数1〜20の一価の有機基を示す。mは3〜200の整数を示す。In the formula (24), R 88 and R 89 each independently represent a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. m shows the integer of 3-200.
R88およびR89における炭素数1〜20の一価の有機基としては、炭化水素基、アミノ基、アルコキシ基、エポキシ基等を挙げることができる。R88およびR89における炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基等が挙げられる。Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms in R 88 and R 89 include a hydrocarbon group, an amino group, an alkoxy group, and an epoxy group. Examples of the hydrocarbon group for R 88 and R 89 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
炭素数1〜20のアルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。炭素数3〜20のシクロアルキル基としては、炭素数3〜10のシクロアルキル基であることが好ましく、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。炭素数6〜20のアリール基としては、炭素数6〜12のアリール基であることが好ましく、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, t- A butyl group, a pentyl group, a hexyl group, etc. are mentioned. The cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and specific examples include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. The aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.
R88およびR89におけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、プロペニルオキシ基およびシクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkoxy group for R 88 and R 89 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, a phenoxy group, a propenyloxy group, and a cyclohexyloxy group.
一般式(24)におけるR88およびR89は、炭素数1〜3の一価の脂肪族炭化水素基、または炭素数6〜10の芳香族基であることが好ましい。なぜならば、得られるポリイミド膜が、高い耐熱性と低い残留応力を兼ね備えるからである。ここで、炭素数1〜3の一価の脂肪族炭化水素は、好ましくはメチル基であり、炭素数6〜10の芳香族基は、好ましくはフェニル基である。R 88 and R 89 in the general formula (24) are preferably a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms or an aromatic group having 6 to 10 carbon atoms. This is because the obtained polyimide film has high heat resistance and low residual stress. Here, the monovalent aliphatic hydrocarbon having 1 to 3 carbon atoms is preferably a methyl group, and the aromatic group having 6 to 10 carbon atoms is preferably a phenyl group.
一般式(24)中のmは、3〜200の整数であり、好ましくは10〜200、より好ましくは20〜150、さらに好ましくは30〜100、特に好ましくは30〜60の整数である。mが前記範囲内である場合、ポリイミドの残留応力を低減することができる。また、ポリイミド膜が白濁したり、ポリイミド膜の機械強度が低下したりすることを抑制できる。 M in General formula (24) is an integer of 3-200, Preferably it is 10-200, More preferably, it is 20-150, More preferably, it is an integer of 30-100, Most preferably, it is an integer of 30-60. When m is within the above range, the residual stress of polyimide can be reduced. Moreover, it can suppress that a polyimide film becomes cloudy or the mechanical strength of a polyimide film falls.
一般式(24)で表される構造を有するポリイミド樹脂は、下記一般式(25)で表されるシリコーン化合物をモノマー成分として用いることにより得られる。 The polyimide resin having the structure represented by the general formula (24) is obtained by using a silicone compound represented by the following general formula (25) as a monomer component.
式(25)中、複数あるR90は、それぞれ独立に、単結合または炭素数1〜20の二価の有機基であり、複数あるR91、R92およびR93は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の一価の有機基であり、L1、L2およびL3は、それぞれ独立に、アミノ基、酸無水物基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、メルカプト基、及びR94からなる群より選ばれる1つの基である。R94は炭素数1〜20の一価の有機基である。nは、3〜200の整数であり、oは、0〜197の整数である。In formula (25), a plurality of R 90 are each independently a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of R 91 , R 92 and R 93 are each independently a carbon L 1 , L 2 and L 3 are each independently an amino group, an acid anhydride group, a carboxyl group, a hydroxy group, an epoxy group, a mercapto group, and R 94. One group selected from the group consisting of R 94 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. n is an integer of 3 to 200, and o is an integer of 0 to 197.
一般式(25)において、R90における炭素数1〜20の二価の有機基としては、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基等が挙げられる。炭素数1〜20のアルキレン基としては、炭素数1〜10のアルキレン基であることが好ましく、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。炭素数3〜20のシクロアルキレン基としては、炭素数3〜10のシクロアルキレン基であることが好ましく、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基等が挙げられる。炭素数6〜20のアリーレン基としては、炭素数3〜20の芳香族基が好ましく、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。R90における炭素数1〜20の二価の有機基としては、それらの中でも、炭素数3〜20の二価の脂肪族炭化水素が好ましい。In the general formula (25), the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms in R 90 includes an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, and an arylene having 6 to 20 carbon atoms. Groups and the like. The alkylene group having 1 to 20 carbon atoms is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, a dimethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group. The cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, and a cycloheptylene group. As a C6-C20 arylene group, a C3-C20 aromatic group is preferable and a phenylene group, a naphthylene group, etc. are mentioned. Among them, the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms in R 90 is preferably a divalent aliphatic hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms.
R91〜R93における各基の好ましい具体例としては、上記R88およびR89におけるものと同じものが挙げられる。Preferable specific examples of each group in R 91 to R 93 include the same groups as those in R 88 and R 89 described above.
L1、L2およびL3におけるアミノ基には、アミノ基そのものだけでなく、その反応性誘導体も含まれる。アミノ基の反応性誘導体としては、イソシアネート基、ビス(トリアルキルシリル)アミノ基などが挙げられる。L1、L2およびL3がアミノ基である場合の、一般式(25)で表される化合物の具体例としては、両末端アミノ変性メチルフェニルシリコーンである、X22−1660B−3(信越化学社製、数平均分子量4,400)、X22−9409(信越化学社製、数平均分子量1,300)、両末端アミノ変性ジメチルシリコーンである、X22−161A(信越化学社製、数平均分子量1,600)、X22−161B(信越化学社製、数平均分子量3,000)、KF8012(信越化学社製、数平均分子量4,400)、BY16−835U(東レダウコーニング社製;数平均分子量900)、サイラプレーンFM3311(チッソ社製;数平均分子量1000)などが挙げられる。The amino group in L 1 , L 2 and L 3 includes not only the amino group itself but also reactive derivatives thereof. Examples of the reactive derivative of an amino group include an isocyanate group and a bis (trialkylsilyl) amino group. Specific examples of the compound represented by the general formula (25) when L 1 , L 2 and L 3 are amino groups include X22-1660B-3 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) which is an amino-modified methylphenyl silicone at both ends. Number average molecular weight 4,400), X22-9409 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., number average molecular weight 1,300), both ends amino-modified dimethyl silicone, X22-161A (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., number average molecular weight 1) , 600), X22-161B (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 3,000), KF8012 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 4,400), BY16-835U (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd .; number average molecular weight 900) ), Silaplane FM3311 (manufactured by Chisso; number average molecular weight 1000).
L1、L2およびL3における酸無水物基には、酸無水物基そのものだけでなく、その反応性誘導体も含まれる。酸無水物基の反応性誘導体としては、カルボキシル基の酸エステル化物、該カルボキシル基の酸クロライドなどが挙げられる。L1、L2およびL3が酸無水物基である具体例としては、下記式で表される基等が挙げられる。The acid anhydride groups in L 1 , L 2 and L 3 include not only the acid anhydride group itself but also reactive derivatives thereof. Examples of the reactive derivative of the acid anhydride group include an acid esterified product of a carboxyl group and an acid chloride of the carboxyl group. Specific examples in which L 1 , L 2 and L 3 are acid anhydride groups include groups represented by the following formulas.
L1、L2およびL3が酸無水物基である場合の、一般式(25)で表される化合物の具体例としては、X22−168AS(信越化学社製、数平均分子量1,000)、X22−168A(信越化学社製、数平均分子量2,000)、X22−168B(信越化学社製、数平均分子量3,200)、X22−168−P5−8(信越化学社製、数平均分子量4,200)、DMS−Z21(ゲレスト社製、数平均分子量600〜800)などが挙げられる。Specific examples of the compound represented by the general formula (25) when L 1 , L 2 and L 3 are acid anhydride groups include X22-168AS (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 1,000). X22-168A (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 2,000), X22-168B (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 3,200), X22-168-P5-8 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average) Molecular weight 4,200), DMS-Z21 (manufactured by Gerest, number average molecular weight 600 to 800), and the like.
L1、L2およびL3がヒドロキシ基である場合の、一般式(25)で表される化合物の具体例としては、KF−6000(信越化学製、数平均分子量900)、KF−6001(信越化学製、数平均分子量1,800)、KF−6002(信越化学製、数平均分子量3,200)、KF−6003(信越化学製、数平均分子量5,000)などが挙げられる。当該ヒドロキシ基を有する化合物は、他のテトラカルボン酸二無水物モノマーと反応すると考えられる。Specific examples of the compound represented by the general formula (25) when L 1 , L 2 and L 3 are hydroxy groups include KF-6000 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 900), KF-6001 ( Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 1,800), KF-6002 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 3,200), KF-6003 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 5,000), and the like. The compound having a hydroxy group is considered to react with another tetracarboxylic dianhydride monomer.
L1、L2およびL3がエポキシ基である場合の、一般式(25)で表される化合物の具体例としては、両末端エポキシタイプである、X22−163(信越化学製、数平均分子量400)、KF−105(信越化学製、数平均分子量980)、X22−163A(信越化学製、数平均分子量2,000)、X22−163B(信越化学製、数平均分子量3,500)、X22−163C(信越化学製、数平均分子量5,400)、両末端脂環式エポキシタイプである、X22−169AS(信越化学製、数平均分子量1,000)、X22−169B(信越化学製、数平均分子量3,400)などが挙げられる。当該エポキシ基を有する化合物は、他のジアミンモノマーと反応すると考えられる。Specific examples of the compound represented by the general formula (25) when L 1 , L 2 and L 3 are epoxy groups include X22-163 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight) which is an epoxy type at both ends. 400), KF-105 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 980), X22-163A (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 2,000), X22-163B (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 3,500), X22 -163C (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 5,400), both terminal alicyclic epoxy type, X22-169AS (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 1,000), X22-169B (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number Average molecular weight 3,400). The compound having the epoxy group is considered to react with another diamine monomer.
L1、L2およびL3がメルカプト基である場合の、一般式(25)で表される化合物の具体例としては、X22−167B(信越化学製、数平均分子量3,400)、X22−167C(信越化学製、数平均分子量4,600)などが挙げられる。該メルカプト基を有する化合物は、他のテトラカルボン酸二無水物モノマーと反応すると考えられる。Specific examples of the compound represented by the general formula (25) when L 1 , L 2 and L 3 are mercapto groups include X22-167B (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 3,400), X22- 167C (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 4,600) and the like. The compound having a mercapto group is considered to react with other tetracarboxylic dianhydride monomers.
L1、L2およびL3は、ポリイミド前駆体の分子量向上の観点、または得られるポリイミドの耐熱性の観点から、それぞれ独立に、アミノ基、酸無水物基、及びR94からなる群より選ばれる1つの基であることが好ましく、さらに、ポリイミド前駆体と溶媒とからなるワニスの白濁を回避する観点、またはコストの観点から、それぞれ独立に、アミノ基であることがより好ましい。L 1 , L 2 and L 3 are each independently selected from the group consisting of an amino group, an acid anhydride group and R 94 from the viewpoint of improving the molecular weight of the polyimide precursor or the heat resistance of the resulting polyimide. In view of avoiding white turbidity of a varnish composed of a polyimide precursor and a solvent, or from the viewpoint of cost, it is more preferable that each group is independently an amino group.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂は、下記一般式(26)で表される構造単位および一般式(27)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体を、イミド閉環させることによって得られる。 The polyimide resin which concerns on embodiment of this invention is obtained by carrying out the imide ring closure of the polyimide precursor containing the structural unit represented by the following general formula (26), and the structural unit represented by General formula (27). .
一般式(26)および(27)中、Y1〜Y4は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜10の1価の有機基または炭素数1〜10の1価のアルキルシリル基を示す。R1は、単環式もしくは縮合多環式の脂環構造を有する炭素数4〜40の4価の有機基、または、単環式の脂環構造を有する有機基が直接もしくは架橋構造を介して相互に連結された炭素数4〜40の4価の有機基を示す。R2は、上述の一般式(3)で表される2価の有機基を示す。R3は、上述の一般式(4)または(5)を表す。In general formulas (26) and (27), Y 1 to Y 4 each independently represent a hydrogen atom, a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, or a monovalent alkylsilyl group having 1 to 10 carbon atoms. Show. R 1 is a tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms having a monocyclic or condensed polycyclic alicyclic structure, or an organic group having a monocyclic alicyclic structure directly or via a crosslinked structure. A tetravalent organic group having 4 to 40 carbon atoms linked to each other. R 2 represents a divalent organic group represented by the above general formula (3). R 3 represents the above general formula (4) or (5).
イミド化の方法としては特に限定されず、熱イミド化や化学イミド化が挙げられる。中でも、ポリイミド樹脂膜の耐熱性、可視光領域での透明性の観点から、熱イミド化が好ましい。 It does not specifically limit as a method of imidation, Thermal imidation and chemical imidation are mentioned. Among these, thermal imidization is preferable from the viewpoint of heat resistance of the polyimide resin film and transparency in the visible light region.
ポリアミド酸やポリアミド酸エステル、ポリアミド酸シリルエステルなどのポリイミド前駆体樹脂は、ジアミン化合物と、酸二無水物又はその誘導体との反応により合成することができる。誘導体としては、該酸二無水物のテトラカルボン酸、そのテトラカルボン酸のモノ、ジ、トリ、又はテトラエステル、酸塩化物などが挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n―ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基などでエステル化された構造が挙げられる。重合反応の反応方法は、目的のポリイミド前駆体樹脂が製造できれば特に制限はなく、公知の反応方法を用いることができる。 Polyimide precursor resins such as polyamic acid, polyamic acid ester, and polyamic acid silyl ester can be synthesized by a reaction between a diamine compound and an acid dianhydride or a derivative thereof. Examples of the derivatives include tetracarboxylic acids of the acid dianhydrides, mono-, di-, tri-, or tetra-esters of the tetracarboxylic acids, acid chlorides, and the like, and specifically include methyl groups, ethyl groups, and n-propyl. And a structure esterified with a group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, and the like. The reaction method of the polymerization reaction is not particularly limited as long as the target polyimide precursor resin can be produced, and a known reaction method can be used.
具体的な反応方法としては、所定量の全てのジアミン成分および溶剤を反応器に仕込み、溶解させた後、所定量の酸二無水物成分を仕込み、室温〜150℃で0.5〜30時間撹拌する方法などが挙げられる。 As a specific reaction method, a predetermined amount of all diamine components and solvents are charged into a reactor and dissolved, and then a predetermined amount of acid dianhydride component is charged, and the temperature is from room temperature to 150 ° C. for 0.5 to 30 hours. Examples include a stirring method.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂、及びポリイミド前駆体樹脂は、分子量を好ましい範囲に調整するために、末端封止剤により両末端を封止してもよい。酸二無水物と反応する末端封止剤としては、モノアミンや一価のアルコールなどが挙げられる。また、ジアミン化合物と反応する末端封止剤としては、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物、二炭酸エステル類、ビニルエーテル類などが挙げられる。また、末端封止剤を反応させることにより、末端基として種々の有機基を導入することができる。 In order for the polyimide resin and polyimide precursor resin which concern on embodiment of this invention to adjust molecular weight to a preferable range, you may seal both ends with a terminal blocker. Examples of the terminal blocking agent that reacts with the acid dianhydride include monoamines and monohydric alcohols. Examples of the terminal blocking agent that reacts with the diamine compound include acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, monoactive ester compounds, dicarbonates, and vinyl ethers. Moreover, various organic groups can be introduce | transduced as a terminal group by making terminal blocker react.
酸無水物基末端の封止剤に用いられるモノアミンとしては、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、4−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、1−ヒドロキシ−8−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−3−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−2−アミノナフタレン、1−アミノ−7−ヒドロキシナフタレン、2−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−ヒドロキシナフタレン、1−カルボキシ−8−アミノナフタレン、1−カルボキシ−7−アミノナフタレン、1−カルボキシ−6−アミノナフタレン、1−カルボキシ−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−4−アミノナフタレン、1−カルボキシ−3−アミノナフタレン、1−カルボキシ−2−アミノナフタレン、1−アミノ−7−カルボキシナフタレン、2−カルボキシ−7−アミノナフタレン、2−カルボキシ−6−アミノナフタレン、2−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カルボキシ−4−アミノナフタレン、2−カルボキシ−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−カルボキシナフタレン、2−アミノニコチン酸、4−アミノニコチン酸、5−アミノニコチン酸、6−アミノニコチン酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸、6−アミノサリチル酸、アメライド、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノフェノール、5−アミノ−8−メルカプトキノリン、4−アミノ−8−メルカプトキノリン、1−メルカプト−8−アミノナフタレン、1−メルカプト−7−アミノナフタレン、1−メルカプト−6−アミノナフタレン、1−メルカプト−5−アミノナフタレン、1−メルカプト−4−アミノナフタレン、1−メルカプト−3−アミノナフタレン、1−メルカプト−2−アミノナフタレン、1−アミノ−7−メルカプトナフタレン、2−メルカプト−7−アミノナフタレン、2−メルカプト−6−アミノナフタレン、2−メルカプト−5−アミノナフタレン、2−メルカプト−4−アミノナフタレン、2−メルカプト−3−アミノナフタレン、1−アミノ−2−メルカプトナフタレン、3−アミノ−4,6−ジメルカプトピリミジン、2−アミノチオフェノール、3−アミノチオフェノール、4−アミノチオフェノール、2−エチニルアニリン、3−エチニルアニリン、4−エチニルアニリン、2,4−ジエチニルアニリン、2,5−ジエチニルアニリン、2,6−ジエチニルアニリン、3,4−ジエチニルアニリン、3,5−ジエチニルアニリン、1−エチニル−2−アミノナフタレン、1−エチニル−3−アミノナフタレン、1−エチニル−4−アミノナフタレン、1−エチニル−5−アミノナフタレン、1−エチニル−6−アミノナフタレン、1−エチニル−7−アミノナフタレン、1−エチニル−8−アミノナフタレン、2−エチニル−1−アミノナフタレン、2−エチニル−3−アミノナフタレン、2−エチニル−4−アミノナフタレン、2−エチニル−5−アミノナフタレン、2−エチニル−6−アミノナフタレン、2−エチニル−7−アミノナフタレン、2−エチニル−8−アミノナフタレン、3,5−ジエチニル−1−アミノナフタレン、3,5−ジエチニル−2−アミノナフタレン、3,6−ジエチニル−1−アミノナフタレン、3,6−ジエチニル−2−アミノナフタレン、3,7−ジエチニル−1−アミノナフタレン、3,7−ジエチニル−2−アミノナフタレン、4,8−ジエチニル−1−アミノナフタレン、4,8−ジエチニル−2−アミノナフタレン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Monoamines used as the acid anhydride group terminal blocking agent include 5-amino-8-hydroxyquinoline, 4-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-8-aminonaphthalene, 1-hydroxy-7-amino. Naphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 1-hydroxy-3-aminonaphthalene, 1-hydroxy-2-aminonaphthalene, 1-amino -7-hydroxynaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 2-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-3-aminonaphthalene 1-amino-2-hydroxynaphthalene, 1-cal Xyl-8-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-4-aminonaphthalene, 1-carboxy-3-amino Naphthalene, 1-carboxy-2-aminonaphthalene, 1-amino-7-carboxynaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-carboxy -4-aminonaphthalene, 2-carboxy-3-aminonaphthalene, 1-amino-2-carboxynaphthalene, 2-aminonicotinic acid, 4-aminonicotinic acid, 5-aminonicotinic acid, 6-aminonicotinic acid, 4- Aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid, 6-amino Lithic acid, Amelide, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 3-amino-4, 6-dihydroxypyrimidine, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminophenol, 5-amino-8-mercaptoquinoline, 4-amino-8-mercaptoquinoline, 1-mercapto-8-aminonaphthalene, 1-mercapto -7-aminonaphthalene, 1-mercapto-6-aminonaphthalene, 1-mercapto-5-aminonaphthalene, 1-mercapto-4-aminonaphthalene, 1-mercapto-3-aminonaphthalene, 1-mercapto-2-aminonaphthalene 1-amino-7-mercaptonaphthalene, 2-mer Capto-7-aminonaphthalene, 2-mercapto-6-aminonaphthalene, 2-mercapto-5-aminonaphthalene, 2-mercapto-4-aminonaphthalene, 2-mercapto-3-aminonaphthalene, 1-amino-2-mercapto Naphthalene, 3-amino-4,6-dimercaptopyrimidine, 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, 4-aminothiophenol, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 2,4 -Diethynylaniline, 2,5-diethynylaniline, 2,6-diethynylaniline, 3,4-diethynylaniline, 3,5-diethynylaniline, 1-ethynyl-2-aminonaphthalene, 1-ethynyl- 3-aminonaphthalene, 1-ethynyl-4-aminonaphthalene, 1-ethini -5-aminonaphthalene, 1-ethynyl-6-aminonaphthalene, 1-ethynyl-7-aminonaphthalene, 1-ethynyl-8-aminonaphthalene, 2-ethynyl-1-aminonaphthalene, 2-ethynyl-3-aminonaphthalene 2-ethynyl-4-aminonaphthalene, 2-ethynyl-5-aminonaphthalene, 2-ethynyl-6-aminonaphthalene, 2-ethynyl-7-aminonaphthalene, 2-ethynyl-8-aminonaphthalene, 3,5- Diethynyl-1-aminonaphthalene, 3,5-diethynyl-2-aminonaphthalene, 3,6-diethynyl-1-aminonaphthalene, 3,6-diethynyl-2-aminonaphthalene, 3,7-diethynyl-1-aminonaphthalene 3,7-diethynyl-2-aminonaphthalene, 4,8-diethynyl-1-amino Naphthalene, 4,8-diethynyl-2-amino-naphthalene, and the like, but is not limited thereto.
酸無水物基末端の封止剤として用いられる一価のアルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、1−ノナノール、2−ノナノール、1−デカノール、2−デカノール、1−ウンデカノール、2−ウンデカノール、1−ドデカノール、2−ドデカノール、1−トリデカノール、2−トリデカノール、1−テトラデカノール、2−テトラデカノール、1−ペンタデカノール、2−ペンタデカノール、1−ヘキサデカノール、2−ヘキサデカノール、1−へプタデカノール、2−ヘプタデカノール、1−オクタデカノール、2−オクタデカノール、1−ノナデカノール、2−ノナデカノール、1−イコサノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、2−プロピル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、4−メチル−3−ヘプタノール、6−メチル−2−ヘプタノール、2,4,4−トリメチル−1−ヘキサノール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、イソノニルアルコール、3,7−ジメチル−3−オクタノール、2,4−ジメチル−1−ヘプタノール、2−ヘプチルウンデカノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール1−メチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロペンタンモノメチロール、ジシクロペンタンモノメチロール、トリシクロデカンモノメチロール、ノルボネオール、テルピネオール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the monohydric alcohol used as the acid anhydride group terminal blocking agent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3 -Pentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 1-nonanol, 2-nonanol, 1- Decanol, 2-decanol, 1-undecanol, 2-undecanol, 1-dodecanol, 2-dodecanol, 1-tridecanol, 2-tridecanol, 1-tetradecanol, 2-tetradecanol, 1-pentadecanol, 2- Pentadecanol, 1-hexadecanol, 2- Xadecanol, 1-heptadecanol, 2-heptadecanol, 1-octadecanol, 2-octadecanol, 1-nonadecanol, 2-nonadecanol, 1-icosanol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-2 -Propanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2-propyl-1-pentanol, 2-ethyl-1- Hexanol, 4-methyl-3-heptanol, 6-methyl-2-heptanol, 2,4,4-trimethyl-1-hexanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, isononyl alcohol, 3,7-dimethyl- 3-octanol, 2,4-dimethyl-1-heptanol, 2-heptylundecanol, ethylene Recall monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol 1-methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, cyclopentanol, cyclohexanol, cyclopentane monomethylol, dicyclopentane Examples thereof include, but are not limited to, monomethylol, tricyclodecane monomethylol, norboneol, and terpineol.
アミノ基末端の封止剤として用いられる酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物およびモノ活性エステル化合物としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−ヒドロキシフタル酸無水物等の酸無水物、2−カルボキシフェノール、3−カルボキシフェノール、4−カルボキシフェノール、2−カルボキシチオフェノール、3−カルボキシチオフェノール、4−カルボキシチオフェノール、1−ヒドロキシ−8−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−7−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−6−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−5−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−4−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−3−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−2−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−8−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−7−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−6−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−5−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−4−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−3−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−2−カルボキシナフタレン、2−カルボキシベンゼンスルホン酸、3−カルボキシベンゼンスルホン酸、4−カルボキシベンゼンスルホン酸、2−エチニル安息香酸、3−エチニル安息香酸、4−エチニル安息香酸、2,4−ジエチニル安息香酸、2,5−ジエチニル安息香酸、2,6−ジエチニル安息香酸、3,4−ジエチニル安息香酸、3,5−ジエチニル安息香酸、2−エチニル−1−ナフトエ酸、3−エチニル−1−ナフトエ酸、4−エチニル−1−ナフトエ酸、5−エチニル−1−ナフトエ酸、6−エチニル−1−ナフトエ酸、7−エチニル−1−ナフトエ酸、8−エチニル−1−ナフトエ酸、2−エチニル−2−ナフトエ酸、3−エチニル−2−ナフトエ酸、4−エチニル−2−ナフトエ酸、5−エチニル−2−ナフトエ酸、6−エチニル−2−ナフトエ酸、7−エチニル−2−ナフトエ酸、8−エチニル−2−ナフトエ酸等のモノカルボン酸類およびこれらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、およびテレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、3−ヒドロキシフタル酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、1,2−ジカルボキシナフタレン、1,3−ジカルボキシナフタレン、1,4−ジカルボキシナフタレン、1,5−ジカルボキシナフタレン、1,6−ジカルボキシナフタレン、1,7−ジカルボキシナフタレン、1,8−ジカルボキシナフタレン、2,3−ジカルボキシナフタレン、2,6−ジカルボキシナフタレン、2,7−ジカルボキシナフタレン等のジカルボン酸類のモノカルボキシル基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物とN−ヒドロキシベンゾトリアゾールやN−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル化合物が挙げられる。 Examples of the acid anhydride, monocarboxylic acid, monoacid chloride compound, and monoactive ester compound used as the amino group terminal blocking agent include phthalic anhydride, maleic anhydride, nadic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, 3- Acid anhydrides such as hydroxyphthalic anhydride, 2-carboxyphenol, 3-carboxyphenol, 4-carboxyphenol, 2-carboxythiophenol, 3-carboxythiophenol, 4-carboxythiophenol, 1-hydroxy-8- Carboxynaphthalene, 1-hydroxy-7-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-6-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-5-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-4-carboxynaphthalene, 1-hydroxy-3-carboxynaphthalene, 1- Droxy-2-carboxynaphthalene, 1-mercapto-8-carboxynaphthalene, 1-mercapto-7-carboxynaphthalene, 1-mercapto-6-carboxynaphthalene, 1-mercapto-5-carboxynaphthalene, 1-mercapto-4-carboxy Naphthalene, 1-mercapto-3-carboxynaphthalene, 1-mercapto-2-carboxynaphthalene, 2-carboxybenzenesulfonic acid, 3-carboxybenzenesulfonic acid, 4-carboxybenzenesulfonic acid, 2-ethynylbenzoic acid, 3-ethynyl Benzoic acid, 4-ethynylbenzoic acid, 2,4-diethynylbenzoic acid, 2,5-diethynylbenzoic acid, 2,6-diethynylbenzoic acid, 3,4-diethynylbenzoic acid, 3,5-diethynylbenzoic acid, 2 -Ethynyl-1-naphtho 3-ethynyl-1-naphthoic acid, 4-ethynyl-1-naphthoic acid, 5-ethynyl-1-naphthoic acid, 6-ethynyl-1-naphthoic acid, 7-ethynyl-1-naphthoic acid, 8-ethynyl- 1-naphthoic acid, 2-ethynyl-2-naphthoic acid, 3-ethynyl-2-naphthoic acid, 4-ethynyl-2-naphthoic acid, 5-ethynyl-2-naphthoic acid, 6-ethynyl-2-naphthoic acid, Monocarboxylic acids such as 7-ethynyl-2-naphthoic acid and 8-ethynyl-2-naphthoic acid, monoacid chloride compounds in which these carboxyl groups are acid chloride, and terephthalic acid, phthalic acid, maleic acid, cyclohexanedicarboxylic acid 3-hydroxyphthalic acid, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid, 1,2-dicarboxynaphthalene, 1,3-dicarboxyna Phthalene, 1,4-dicarboxynaphthalene, 1,5-dicarboxynaphthalene, 1,6-dicarboxynaphthalene, 1,7-dicarboxynaphthalene, 1,8-dicarboxynaphthalene, 2,3-dicarboxynaphthalene, Monoacid chloride compounds in which only the monocarboxyl group of dicarboxylic acids such as 2,6-dicarboxynaphthalene and 2,7-dicarboxynaphthalene is acid chloride, monoacid chloride compounds and N-hydroxybenzotriazole and N-hydroxy-5 -Active ester compounds obtained by reaction with norbornene-2,3-dicarboximide.
アミノ基末端の封止剤として用いられる二炭酸エステル化合物としては、二炭酸ジ−tert−ブチル、二炭酸ジベンジル、二炭酸ジメチル、二炭酸ジエチルが挙げられる。 Examples of the dicarbonate compound used as the amino group terminal blocking agent include di-tert-butyl dicarbonate, dibenzyl dicarbonate, dimethyl dicarbonate, and diethyl dicarbonate.
アミノ基末端の封止剤として用いられるビニルエーテル化合物としては、クロロギ酸−tert−ブチル、クロロギ酸−n−ブチル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸ベンジル、クロロギ酸アリル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸イソプロピルなどのクロロギ酸エステル類、イソシアン酸ブチル、イソシアン酸1−ナフチル、イソシアン酸オクタデシル、イソシアン酸フェニルなどのイソシアナート化合物類、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテルなどが挙げられる。 Examples of the vinyl ether compound used as the amino group terminal blocking agent include tert-butyl chloroformate, n-butyl chloroformate, isobutyl chloroformate, benzyl chloroformate, allyl chloroformate, ethyl chloroformate and isopropyl chloroformate. Chloroformates, isocyanates such as butyl isocyanate, 1-naphthyl isocyanate, octadecyl isocyanate, phenyl isocyanate, butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n -Propyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, benzyl vinyl ether and the like.
アミノ基末端の封止剤として用いられるその他の化合物としては、クロロギ酸ベンジル、ベンゾイルクロリド、クロロギ酸フルオレニルメチル、クロロギ酸2,2,2−トリクロロエチル、クロロギ酸アリル、メタンスルホン酸クロリド、p−トルエンスルホン酸クロリド、フェニルイソシアネ−トなどが挙げられる。 Examples of other compounds used as an amino group terminal blocking agent include benzyl chloroformate, benzoyl chloride, fluorenylmethyl chloroformate, 2,2,2-trichloroethyl chloroformate, allyl chloroformate, methanesulfonic acid chloride, Examples thereof include p-toluenesulfonic acid chloride and phenyl isocyanate.
酸無水物基末端の封止剤の導入割合は、酸二無水物成分に対して、0.1〜60モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは0.5〜50モル%である。また、アミノ基末端の封止剤の導入割合は、ジアミン成分に対して、0.1〜100モル%の範囲が好ましく、特に好ましくは0.5〜70モル%である。複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。 The introduction ratio of the acid anhydride group terminal sealing agent is preferably in the range of 0.1 to 60 mol%, particularly preferably 0.5 to 50 mol%, relative to the acid dianhydride component. Moreover, the introduction ratio of the amino group terminal sealing agent is preferably in the range of 0.1 to 100 mol%, particularly preferably 0.5 to 70 mol%, relative to the diamine component. A plurality of different end groups may be introduced by reacting a plurality of end-capping agents.
ポリイミド前駆体樹脂やポリイミド樹脂に導入された末端封止剤は、以下の方法で容易に検出できる。例えば、末端封止剤が導入されたポリマーを酸性溶液に溶解し、ポリマーの構成単位であるアミン成分と酸無水成分に分解し、これをガスクロマトグラフィー(GC)や、NMR測定することにより、末端封止剤を容易に検出できる。その他に、末端封止剤が導入されたポリマーを直接、熱分解ガスクロマトグラフ(PGC)や赤外スペクトル、1H−NMRスペクトル測定および13C−NMRスペクトル測定でも、容易に検出可能である。 The end-capping agent introduced into the polyimide precursor resin or the polyimide resin can be easily detected by the following method. For example, by dissolving a polymer having an end capping agent dissolved in an acidic solution and decomposing it into an amine component and an acid anhydride component, which are constituent units of the polymer, this is measured by gas chromatography (GC) or NMR measurement, The end capping agent can be easily detected. In addition, the polymer in which the end-capping agent is introduced can be easily detected directly by pyrolysis gas chromatograph (PGC), infrared spectrum, 1 H-NMR spectrum measurement and 13 C-NMR spectrum measurement.
<ポリイミド樹脂組成物>
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂を適当な成分と混合して、ポリイミド樹脂組成物とすることができる。ポリイミド樹脂組成物に含まれていてもよい成分としては、特に限定されないが、紫外線吸収剤、熱架橋剤、無機フィラー、界面活性剤、内部剥離剤、着色剤等が挙げられる。<Polyimide resin composition>
The polyimide resin according to the embodiment of the present invention can be mixed with an appropriate component to obtain a polyimide resin composition. The component that may be contained in the polyimide resin composition is not particularly limited, and examples thereof include an ultraviolet absorber, a thermal crosslinking agent, an inorganic filler, a surfactant, an internal release agent, and a colorant.
(紫外線吸収剤)
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。ポリイミド樹脂組成物が紫外線吸収剤を含有することで、長期間、太陽光に晒された際に、ポリイミドの透明性や機械特性などの物性が低下してしまうことが、大きく抑制される。(UV absorber)
The polyimide resin composition according to the embodiment of the present invention preferably contains an ultraviolet absorber. When the polyimide resin composition contains an ultraviolet absorber, it is greatly suppressed that physical properties such as transparency and mechanical properties of polyimide are deteriorated when exposed to sunlight for a long period of time.
紫外線吸収剤としては、特に限定はなく公知のものが使用できる。透明性、非着色性の面から、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物が好ましく用いられる。 There is no limitation in particular as a ultraviolet absorber, A well-known thing can be used. From the viewpoints of transparency and non-coloring properties, benzotriazole compounds, benzophenone compounds, and triazine compounds are preferably used.
紫外線吸収剤は、分子量が1000以下の化合物であることが好ましい。紫外線吸収剤が分子量1000以下の低分子化合物であることで、ポリイミド樹脂膜のヘイズを増加させることなく、樹脂膜の耐光性を向上させることができる。 The ultraviolet absorber is preferably a compound having a molecular weight of 1000 or less. When the ultraviolet absorber is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1000 or less, the light resistance of the resin film can be improved without increasing the haze of the polyimide resin film.
紫外線吸収剤は、一般式(28)または(29)で表される化合物であることが好ましい。紫外線吸収剤が分子内に芳香族環を高密度に有することで、分子内に多くのイミド環および芳香族環を有するポリイミド樹脂と親和性が向上し、樹脂膜のヘイズ値の上昇を抑制できる。また、紫外線吸収剤の耐熱性が向上するため、樹脂のイミド化の工程などにおいて高温で加熱しても、紫外線吸収剤の昇華を抑制できる。 The ultraviolet absorber is preferably a compound represented by the general formula (28) or (29). The UV absorber has a high density of aromatic rings in the molecule, thereby improving affinity with polyimide resins having many imide rings and aromatic rings in the molecule, and suppressing an increase in the haze value of the resin film. . Moreover, since the heat resistance of the ultraviolet absorber is improved, sublimation of the ultraviolet absorber can be suppressed even when heated at a high temperature in the process of imidization of the resin.
R95〜R105は、各々独立に、水素原子、水酸基、1価の有機基、または酸素原子を介して結合した一価の有機基を示す。R 95 to R 105 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a monovalent organic group, or a monovalent organic group bonded through an oxygen atom.
一般式(28)で表される紫外線吸収剤として、例えば、Tinuvin400(分子量:640、BASF社製)、Tinuvin405(分子量:584、BASF社製)、Tinuvin460(分子量:630、BASF社製)などが挙げられる。また、一般式(29)で表される紫外線吸収剤として、RUVA−93(分子量:323、大塚化学社製)、LA−31(分子量:659、ADEKA社製)などが挙げられる。 Examples of the ultraviolet absorber represented by the general formula (28) include Tinuvin 400 (molecular weight: 640, manufactured by BASF), Tinuvin 405 (molecular weight: 584, manufactured by BASF), Tinuvin 460 (molecular weight: 630, manufactured by BASF), and the like. Can be mentioned. Examples of the ultraviolet absorber represented by the general formula (29) include RUVA-93 (molecular weight: 323, manufactured by Otsuka Chemical Co.), LA-31 (molecular weight: 659, manufactured by ADEKA).
ポリイミド樹脂組成物における紫外線吸収剤の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対し、0.5〜10重量部であることが好ましい。ポリイミド樹脂組成物が上記範囲内で紫外線吸収剤を含有することにより、樹脂の透明性を損なうことなく、耐光性(光、特に紫外光に対する耐性)を向上させることができる。 It is preferable that content of the ultraviolet absorber in a polyimide resin composition is 0.5-10 weight part with respect to 100 weight part of polyimide resins. When the polyimide resin composition contains an ultraviolet absorber within the above range, light resistance (resistance to light, particularly ultraviolet light) can be improved without impairing the transparency of the resin.
(熱架橋剤)
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂組成物は、熱架橋剤を含有していてもよい。熱架橋剤としては、エポキシ化合物や、アルコキシメチル基またはメチロール基を少なくとも2つ有する化合物が好ましい。これらの基を少なくとも2つ有することで、樹脂および同種分子と縮合反応して架橋構造体が形成され、加熱処理後の硬化膜の機械強度や耐薬品性を向上させることができる。(Thermal crosslinking agent)
The polyimide resin composition according to the embodiment of the present invention may contain a thermal crosslinking agent. As the thermal crosslinking agent, an epoxy compound or a compound having at least two alkoxymethyl groups or methylol groups is preferable. By having at least two of these groups, a crosslinked structure is formed by a condensation reaction with the resin and the same kind of molecules, and the mechanical strength and chemical resistance of the cured film after heat treatment can be improved.
エポキシ化合物の好ましい例としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリメチル(グリシジロキシプロピル)、シロキサン等のエポキシ基含有シリコーンなどを挙げることができるが、本発明は何らこれらに限定されない。具体的には、エピクロン850−S,エピクロンHP−4032、エピクロンHP−7200、エピクロンHP−820、エピクロンHP−4700、エピクロンEXA−4710、エピクロンHP−4770、エピクロンEXA−859CRP、エピクロンEXA−1514,エピクロンEXA−4880,エピクロンEXA−4850−150、エピクロンEXA−4850−1000、エピクロンEXA−4816、エピクロンEXA−4822(以上商品名、大日本インキ化学工業(株)製)、リカレジンBEO−60E、リカレジンBPO−20E、リカレジンHBE−100、リカレジンDME−100(以上商品名、新日本理化(株)製)、EP−4003S、EP−4000S(以上商品名、(株)アデカ製)、PG−100、CG−500、EG−200(以上商品名、大阪ガスケミカル(株)製)、NC−3000、NC−6000(以上商品名、日本化薬(株)製)、EPOX−MK R508、EPOX−MK R540、EPOX−MK R710、EPOX−MK R1710、VG3101L、VG3101M80(以上商品名、(株)プリンテック製)、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085(以上商品名、ダイセル化学工業(株)製)などが挙げられる。 Preferred examples of the epoxy compound include, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, polymethyl (glycidyloxypropyl), epoxy group-containing silicone such as siloxane, etc. The present invention is not limited to these at all. Specifically, Epicron 850-S, Epicron HP-4032, Epicron HP-7200, Epicron HP-820, Epicron HP-4700, Epicron EXA-4710, Epicron HP-4770, Epicron EXA-859CRP, Epicron EXA-1514 Epicron EXA-4880, Epicron EXA-4850-150, Epicron EXA-4850-1000, Epicron EXA-4816, Epicron EXA-4822 (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Recare Resin BEO-60E, Recare Resin BPO-20E, Rica Resin HBE-100, Rica Resin DME-100 (above trade name, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), EP-4003S, EP-4000S (above trade name, manufactured by ADEKA CORPORATION), PG-10 CG-500, EG-200 (above trade name, manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), NC-3000, NC-6000 (above trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), EPOX-MK R508, EPOX- MK R540, EPOX-MK R710, EPOX-MK R1710, VG3101L, VG3101M80 (above trade names, manufactured by Printec Co., Ltd.), Celoxide 2021P, Celoxide 2081, Celoxide 2083, Celoxide 2085 (above trade names, Daicel Chemical Industries, Ltd.) ))).
アルコキシメチル基またはメチロール基を少なくとも2つ有する化合物としては、例えば、DML−PC、DML−PEP、DML−OC、DML−OEP、DML−34X、DML−PTBP、DML−PCHP、DML−OCHP、DML−PFP、DML−PSBP、DML−POP、DML−MBOC、DML−MBPC、DML−MTrisPC、DML−BisOC−Z、DML−BisOCHP−Z、DML−BPC、DML−BisOC−P、DMOM−PC、DMOM−PTBP、DMOM−MBPC、TriML−P、TriML−35XL、TML−HQ、TML−BP、TML−pp−BPF、TML−BPE、TML−BPA、TML−BPAF、TML−BPAP、TMOM−BP、TMOM−BPE、TMOM−BPA、TMOM−BPAF、TMOM−BPAP、HML−TPPHBA、HML−TPHAP、HMOM−TPPHBA、HMOM−TPHAP(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、NIKALAC(登録商標) MX−290、NIKALAC MX−280、NIKALAC MX−270、NIKALAC MX−279、NIKALAC MW−100LM、NIKALAC MX−750LM(以上、商品名、(株)三和ケミカル製)が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。 Examples of the compound having at least two alkoxymethyl groups or methylol groups include DML-PC, DML-PEP, DML-OC, DML-OEP, DML-34X, DML-PTBP, DML-PCHP, DML-OCHP, and DML. -PFP, DML-PSBP, DML-POP, DML-MBOC, DML-MBPC, DML-MTrisPC, DML-BisOC-Z, DML-BisOCHP-Z, DML-BPC, DML-BisOC-P, DMOM-PC, DMOM -PTBP, DMOM-MBPC, TriML-P, TriML-35XL, TML-HQ, TML-BP, TML-pp-BPF, TML-BPE, TML-BPA, TML-BPAF, TML-BPAP, TMOM-BP, TMOM -BPE, TMO -BPA, TMOM-BPAF, TMOM-BPAP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP, HMOM-TPPHBA, HMOM-TPHAP (above, trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), NIKALAC (registered trademark) MX-290, NIKALAC MX-280, NIKALAC MX-270, NIKACALAC MX-279, NIKACAL MW-100LM, NIKACALAC MX-750LM (trade name, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.). Two or more of these may be contained.
ポリイミド樹脂組成物における熱架橋剤の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対し、0.01〜50重量部であることが好ましい。ポリイミド樹脂組成物が上記範囲内で熱架橋剤を含有することにより、樹脂の透明性を損なうことなく、樹脂の機械特性や耐薬品性を向上させることが可能である。 The content of the thermal crosslinking agent in the polyimide resin composition is preferably 0.01 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin. When the polyimide resin composition contains a thermal crosslinking agent within the above range, the mechanical properties and chemical resistance of the resin can be improved without impairing the transparency of the resin.
(カップリング剤)
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂組成物は、基材との接着性向上のため、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等のカップリング剤を添加することができる。ポリイミド樹脂組成物におけるカップリング剤の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対し、0.1〜10重量部であることが好ましい。(Coupling agent)
A coupling agent such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent can be added to the polyimide resin composition according to the embodiment of the present invention in order to improve the adhesion to the substrate. It is preferable that content of the coupling agent in a polyimide resin composition is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of polyimide resins.
(無機フィラー)
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂組成物は、無機フィラーを含有していてもよい。無機フィラーとしては、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子、ジルコニア微粒子などが挙げられる。無機フィラーの形状は特に限定されず、球状、楕円形状、偏平状、ロッド状、繊維状などが挙げられる。(Inorganic filler)
The polyimide resin composition according to the embodiment of the present invention may contain an inorganic filler. Examples of the inorganic filler include silica fine particles, alumina fine particles, titania fine particles, zirconia fine particles, and the like. The shape of the inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, an elliptical shape, a flat shape, a rod shape, and a fiber shape.
無機フィラーは、光の散乱を防ぐため、粒径が小さいことが好ましい。具体的には、無機フィラーの平均粒径は0.5〜100nmであることが好ましく、0.5〜30nmの範囲がより好ましい。 The inorganic filler preferably has a small particle size in order to prevent light scattering. Specifically, the average particle size of the inorganic filler is preferably 0.5 to 100 nm, and more preferably 0.5 to 30 nm.
ポリイミド樹脂組成物における無機フィラーの含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対し、1〜100重量部であることが好ましい。ポリイミド樹脂組成物が、上記範囲内で無機フィラーを含有することによって、可撓性を損なわず、ポリイミド樹脂のCTEや複屈折を低下させることが可能である。 The content of the inorganic filler in the polyimide resin composition is preferably 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin. When the polyimide resin composition contains an inorganic filler within the above range, the CTE and birefringence of the polyimide resin can be reduced without impairing flexibility.
無機フィラーの、ポリアミド酸、ポリイミドまたはポリイミドオキサゾールに対する分散性を向上させるために、オルガノ無機フィラーゾルをシランカップリング剤で処理してもよい。シランカップリング剤の末端官能基に、エポキシ基やアミノ基を有していると、ポリアミド酸のカルボン酸と結合することで、ポリアミド酸、ポリイミドまたはポリイミドオキサゾールとの親和性が高まり、より効果的な分散を行うことができる。 In order to improve the dispersibility of the inorganic filler with respect to polyamic acid, polyimide or polyimide oxazole, the organoinorganic filler sol may be treated with a silane coupling agent. If the terminal functional group of the silane coupling agent has an epoxy group or an amino group, the affinity with polyamic acid, polyimide or polyimide oxazole is increased by bonding with the carboxylic acid of the polyamic acid, making it more effective. Can be dispersed.
エポキシ基を有するものとしては、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メチルジメトキシシラン、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などが挙げられる。 Examples of those having an epoxy group include 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyl. Examples thereof include diethoxysilane and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.
アミノ基を有するものとしては、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、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−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。 As those having an amino group, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, Examples include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, and N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.
オルガノ無機フィラーゾルのシランカップリング剤による処理方法としては、種々公知の方法を用いることができる。例えば、濃度を調整したオルガノ無機フィラーゾルにシランカップリング剤を添加し、室温〜80℃で0.5〜2時間、撹拌することにより処理することができる。 Various known methods can be used as a method of treating the organoinorganic filler sol with a silane coupling agent. For example, it can be processed by adding a silane coupling agent to an organoinorganic filler sol having a controlled concentration and stirring at room temperature to 80 ° C. for 0.5 to 2 hours.
(界面活性剤)
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂組成物は、界面活性剤を含有することができる。ポリイミド樹脂組成物が界面活性剤を含有することで、ポリイミド樹脂組成物を塗布する際の膜厚均一性を向上することができる。界面活性剤としては、フロラード(商品名、住友3M株式会社製)、メガファック(商品名、DIC株式会社製)、スルフロン(商品名、旭硝子株式会社製)等のフッ素系界面活性剤があげられる。また、KP341(商品名、信越化学工業株式会社製)、DBE(商品名、チッソ株式会社製)、ポリフロー、グラノール(商品名、共栄社化学株式会社製)、BYK(ビック・ケミー株式会社製)等の、有機シロキサン界面活性剤が挙げられる。さらに、ポリフロー(商品名、共栄社化学株式会社製)等のアクリル重合物界面活性剤が挙げられる。(Surfactant)
The polyimide resin composition according to the embodiment of the present invention can contain a surfactant. The film thickness uniformity at the time of apply | coating a polyimide resin composition can be improved because a polyimide resin composition contains surfactant. Examples of the surfactant include fluorine-based surfactants such as Fluorard (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafuck (trade name, manufactured by DIC Corporation), Sulflon (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and the like. . In addition, KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), DBE (trade name, manufactured by Chisso Corporation), Polyflow, Granol (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), BYK (manufactured by Big Chemie Corporation), etc. And an organic siloxane surfactant. Furthermore, acrylic polymer surfactants such as polyflow (trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) can be mentioned.
ポリイミド樹脂組成物における界面活性剤の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対し、0.01〜10重量部であることが好ましい。 The content of the surfactant in the polyimide resin composition is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin.
(内部離型剤)
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂組成物は、内部離型剤を含有することができる。ポリイミド樹脂組成物が内部離型剤を含有することで、支持基板からのポリイミド樹脂膜の剥離性を向上させることができる。内部離型剤としては、長鎖脂肪酸等が挙げられる。ポリイミド樹脂組成物における内部離型剤の含有量は、ポリイミド樹脂100重量部に対し、0.1〜5重量部であることが好ましい。(Internal release agent)
The polyimide resin composition according to the embodiment of the present invention can contain an internal release agent. When the polyimide resin composition contains an internal release agent, the peelability of the polyimide resin film from the support substrate can be improved. Examples of the internal mold release agent include long chain fatty acids. It is preferable that content of the internal mold release agent in a polyimide resin composition is 0.1-5 weight part with respect to 100 weight part of polyimide resins.
(着色剤)
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂組成物は、着色剤を含有することができる。ポリイミド樹脂組成物が着色剤を添加することで、ポリイミド樹脂膜の色味を調節することができる。(Coloring agent)
The polyimide resin composition according to the embodiment of the present invention can contain a colorant. The color tone of the polyimide resin film can be adjusted by adding a colorant to the polyimide resin composition.
着色剤としては、染料、有機顔料、無機顔料等を用いることができるが、耐熱性、透明性の面から有機顔料が好ましい。中でも透明性が高く、耐光性、耐熱性、耐薬品性に優れたものが好ましい。代表的な有機顔料の具体的な例をカラ−インデックス(CI)ナンバ−で示すと、次のようなものが好ましく使用されるが、いずれもこれらに限定されるものではない。 As the colorant, dyes, organic pigments, inorganic pigments and the like can be used, but organic pigments are preferable from the viewpoint of heat resistance and transparency. Among them, those having high transparency and excellent light resistance, heat resistance, and chemical resistance are preferable. When specific examples of typical organic pigments are represented by color index (CI) numbers, the following are preferably used, but they are not limited to these.
黄色顔料の例としては、ピグメントイエロ−(以下PYと略す)12、13、17、20、24、83、86、93、95、109、110、117、125、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、168、185などが使用される。 Examples of yellow pigments include pigment yellow (hereinafter abbreviated as PY) 12, 13, 17, 20, 24, 83, 86, 93, 95, 109, 110, 117, 125, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 168, 185, etc. are used.
オレンジ色顔料の例としては、ピグメントオレンジ(以下POと略す)13、36、38、43、51、55、59、61、64、65、71などが使用される。 Examples of orange pigments include pigment orange (hereinafter abbreviated as PO) 13, 36, 38, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71, and the like.
赤色顔料の例としては、ピグメントレッド(以下PRと略す)9、48、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、192、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、254などが使用される。 Examples of red pigments include pigment red (hereinafter abbreviated as PR) 9, 48, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 209, 215, 216, 217, 220. 223, 224, 226, 227, 228, 240, 254, etc. are used.
紫色顔料の例としては、ピグメントバイオレット(以下PVと略す)19、23、29、30、32、37、40、50などが使用される。 Examples of purple pigments include pigment violet (hereinafter abbreviated as PV) 19, 23, 29, 30, 32, 37, 40, 50, and the like.
青色顔料の例としては、ピグメントブル−(以下PBと略す)15、15:3、15:4、15:6、22、60、64などが使用される。 Examples of blue pigments include Pigment Bull (hereinafter abbreviated as PB) 15, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 22, 60, 64, and the like.
緑色顔料の例としては、ピグメントグリ−ン(以下PGと略す)7、10、36、58などが使用される。 Examples of green pigments include pigment green (hereinafter abbreviated as PG) 7, 10, 36, 58, and the like.
これらの顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理などの表面処理をされていてもかまわない。 These pigments may be subjected to surface treatment such as rosin treatment, acidic group treatment, basic treatment and the like, if necessary.
<ポリイミド樹脂膜の製造方法>
以下では、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂またはその組成物を用いてポリイミド樹脂膜を製造する方法について説明する。<Production method of polyimide resin film>
Below, the method to manufacture a polyimide resin film using the polyimide resin which concerns on embodiment of this invention, or its composition is demonstrated.
まず、ポリイミド前駆体樹脂組成物を基板上に塗布する。基板としては、例えば、シリコンウエハ、セラミックス類、ガリウムヒ素、ソーダ石灰硝子、無アルカリ硝子などが用いられる。中でも、表面平滑性、加熱時の寸法安定性の観点から、無アルカリガラスが好ましい。塗布方法は、例えば、スリットダイコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法などの方法があり、これらの手法を組み合わせて塗布してもかまわない。中でも、塗布膜の表面平滑性、膜厚均一性の観点から、スリットダイコート法が好ましい。 First, a polyimide precursor resin composition is applied on a substrate. As the substrate, for example, a silicon wafer, ceramics, gallium arsenide, soda lime glass, non-alkali glass, or the like is used. Among these, alkali-free glass is preferable from the viewpoint of surface smoothness and dimensional stability during heating. Examples of the coating method include a slit die coating method, a spin coating method, a spray coating method, a roll coating method, and a bar coating method, and these methods may be used in combination. Among them, the slit die coating method is preferable from the viewpoint of the surface smoothness and film thickness uniformity of the coating film.
次に、ポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布した基板を乾燥して、ポリイミド前駆体樹脂組成物被膜を得る。乾燥には、ホットプレート、オーブン、赤外線、真空チャンバーなどを使用する。ホットプレートを用いる場合、プレート上に直接、もしくは、プレート上に設置したプロキシピン等の治具上に、被加熱体を保持して加熱する。プロキシピンの材質としては、アルミニウムやステレンレス等の金属材料、あるいは、ポリイミド樹脂や“テフロン”(登録商標)等の合成樹脂があり、いずれの材質のプロキシピンを用いてもかまわない。プロキシピンの高さは、基板のサイズ、被加熱体である樹脂層の種類、加熱の目的等により様々であるが、例えば、300mm×350mm×0.5mmのガラス基板上に塗布した樹脂層を加熱する場合、プロキシピンの高さは2〜12mm程度が好ましい。加熱温度は被加熱体の種類や目的により様々であり、室温から180℃の範囲で1分から数時間行うことが好ましい。 Next, the board | substrate which apply | coated the polyimide precursor resin composition is dried, and a polyimide precursor resin composition film is obtained. For drying, a hot plate, an oven, an infrared ray, a vacuum chamber, or the like is used. In the case of using a hot plate, the object to be heated is held and heated directly on the plate or on a jig such as a proxy pin installed on the plate. As a material of the proxy pin, there is a metal material such as aluminum or sterylene, or a synthetic resin such as polyimide resin or “Teflon” (registered trademark), and any proxy pin may be used. The height of the proxy pin varies depending on the size of the substrate, the type of the resin layer to be heated, the purpose of heating, etc. For example, a resin layer coated on a 300 mm × 350 mm × 0.5 mm glass substrate is used. When heating, the height of the proxy pin is preferably about 2 to 12 mm. The heating temperature varies depending on the type and purpose of the object to be heated, and it is preferably performed in the range of room temperature to 180 ° C. for 1 minute to several hours.
次に、180℃以上450℃以下の範囲で加熱して、ポリイミド前駆体樹脂組成物被膜をポリイミド樹脂被膜に変換する。そして、このポリイミド樹脂被膜を基板から剥離して、ポリイミド樹脂膜を得る。その方法としては、フッ酸などの薬液に浸漬する方法や、レーザーをポリイミド樹脂被膜と基板との界面に照射する方法などが挙げられる。ポリイミド樹脂被膜上にデバイスを作成してから剥離を行う場合は、デバイスへ損傷を与えることなく剥離を行う必要があるため、レーザーを用いた剥離が好ましい。 Next, it heats in the range of 180 degreeC or more and 450 degrees C or less, and converts a polyimide precursor resin composition film into a polyimide resin film. And this polyimide resin film is peeled from a board | substrate and a polyimide resin film is obtained. Examples of the method include a method of immersing in a chemical solution such as hydrofluoric acid, and a method of irradiating a laser to the interface between the polyimide resin coating and the substrate. When peeling is performed after the device is formed on the polyimide resin coating, it is necessary to peel without damaging the device. Therefore, peeling using a laser is preferable.
上記のように得られたポリイミド樹脂膜は、高透明性、高耐熱性、低複屈折性、低線熱膨張性、可とう性および良好なレーザー剥離性を有しており、フレキシブル基板として好適に用いることができる。透明性に関しては、波長400nmでの透過率が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましい。ガラス転移温度に関しては、280℃以上であることが好ましく、300℃以上であることがより好ましく、350℃以上であることがさらに好ましい。複屈折に関しては、0.04以下であることが好ましく、0.03以下であることがより好ましい。残留応力に関しては、35MPa以下であることが好ましく、30MPa以下であることがより好ましく、25MPa以下であることがさらに好ましい。 The polyimide resin film obtained as described above has high transparency, high heat resistance, low birefringence, low linear thermal expansion, flexibility and good laser releasability, and is suitable as a flexible substrate. Can be used. Regarding transparency, the transmittance at a wavelength of 400 nm is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and further preferably 95% or more. The glass transition temperature is preferably 280 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher, and further preferably 350 ° C. or higher. The birefringence is preferably 0.04 or less, and more preferably 0.03 or less. The residual stress is preferably 35 MPa or less, more preferably 30 MPa or less, and further preferably 25 MPa or less.
<積層体>
本発明の実施の形態に係る積層体は、上記ポリイミド樹脂を含む樹脂膜上に無機膜を有する。無機膜の例としては、ガスバリア層が挙げられる。この積層体は、タッチパネル、カラーフィルタ、液晶素子、有機EL素子などの電子デバイスにおける支持基板として、好適に使用することができる。<Laminate>
The laminated body which concerns on embodiment of this invention has an inorganic film | membrane on the resin film containing the said polyimide resin. An example of the inorganic film is a gas barrier layer. This laminate can be suitably used as a support substrate in electronic devices such as touch panels, color filters, liquid crystal elements, and organic EL elements.
ガスバリア層は、水蒸気や酸素等の透過を防ぐ役割を果たすものである。水分や酸素による電子デバイスの劣化を抑制するため、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂を含む樹脂膜にガスバリア層を設けることで、ガスバリア性を付与することが好ましい。 The gas barrier layer plays a role of preventing permeation of water vapor, oxygen and the like. In order to suppress deterioration of the electronic device due to moisture or oxygen, it is preferable to provide gas barrier properties by providing a gas barrier layer on the resin film containing the polyimide resin according to the embodiment of the present invention.
ガスバリア層を構成する材料としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物および金属炭窒化物が挙げられる。これらに含まれる金属元素としては、例えば、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、インジウム(In)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、カルシウム(Ca)などが挙げられる。 Examples of the material constituting the gas barrier layer include metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides, and metal carbonitrides. Examples of the metal element contained in these include aluminum (Al), silicon (Si), titanium (Ti), tin (Sn), zinc (Zn), zirconium (Zr), indium (In), and niobium (Nb). , Molybdenum (Mo), tantalum (Ta), calcium (Ca), and the like.
特に、ガスバリア層が、珪素酸化物、珪素窒化物、珪素酸窒化物および珪素炭窒化物のうち少なくとも1つ以上を含むことが好ましい。これらの材料を用いることで、均一で緻密な膜が得やすくなり、ガスバリア層の酸素バリア性がより向上するためである。 In particular, the gas barrier layer preferably contains at least one of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and silicon carbonitride. By using these materials, a uniform and dense film can be easily obtained, and the oxygen barrier property of the gas barrier layer is further improved.
無機膜は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の、気相中より材料を堆積させて膜を形成する気相堆積法により、作製することができる。中でも、より均一で酸素バリア性の高い膜が得られることから、スパッタリング法もしくはプラズマCVD法を用いるのが好ましい。 The inorganic film can be manufactured by a vapor deposition method in which a film is formed by depositing a material from the vapor phase, such as a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or a plasma CVD method. Among them, it is preferable to use a sputtering method or a plasma CVD method because a more uniform film having a high oxygen barrier property can be obtained.
無機膜の層数に制限は無く、1層だけでも、2層以上の多層でもよい。多層膜の例としては、1層目がSiN、2層目がSiOから成るガスバリア層や、1層目がSiON、2層目がSiOから成るガスバリア層などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in the number of layers of an inorganic film, Only 1 layer or a multilayer of 2 layers or more may be sufficient. Examples of the multilayer film include a gas barrier layer in which the first layer is made of SiN, the second layer is made of SiO, and a gas barrier layer in which the first layer is made of SiON and the second layer is made of SiO.
無機膜の合計の厚みは、酸素バリア性向上の観点から、10nm以上が好ましく、50nm以上がさらに好ましい。一方、デバイスの曲げ耐性を向上させる観点から、無機膜の合計の厚みは、1μm以下が好ましく、200nm以下がさらに好ましい。 The total thickness of the inorganic film is preferably 10 nm or more, and more preferably 50 nm or more, from the viewpoint of improving the oxygen barrier property. On the other hand, from the viewpoint of improving the bending resistance of the device, the total thickness of the inorganic film is preferably 1 μm or less, and more preferably 200 nm or less.
<用途>
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂膜は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、タッチパネル、電子ペーパー、カラーフィルタ、マイクロLEDディスプレイといった表示デバイス、太陽電池、CMOSなどの受光デバイス等の、フレキシブルデバイスに使用することができる。<Application>
The polyimide resin film according to the embodiment of the present invention is used for flexible devices such as liquid crystal displays, organic EL displays, touch panels, electronic paper, color filters, micro LED displays, display devices such as solar cells, CMOS, and other light receiving devices. can do.
フレキシブルデバイスの製造工程は、基板上に形成したポリイミド樹脂膜の上に、表示デバイス、受光デバイスに必要な回路を形成する工程を含む。例えば、アモルファスシリコンのTFTをフレキシブル基板上に形成することができる。さらに、この上にデバイスに必要な構造を、公知の方法によって形成することもできる。以上のようにして、回路等が表面に形成された固体状のポリイミド樹脂膜を、レーザー照射等の公知の方法を用いて基板から剥離し、フレキシブルデバイスを得ることができる。 The manufacturing process of a flexible device includes the process of forming a circuit required for a display device and a light receiving device on a polyimide resin film formed on a substrate. For example, an amorphous silicon TFT can be formed on a flexible substrate. Further, a structure necessary for the device can be formed thereon by a known method. As described above, the flexible polyimide device film can be obtained by peeling the solid polyimide resin film having a circuit or the like formed on the surface thereof from the substrate using a known method such as laser irradiation.
(タッチパネル)
本発明の実施の形態に係るタッチパネルは、上述のポリイミド樹脂を含む樹脂膜を備える。本発明の実施の形態に係るタッチパネルの構成の例を図面により説明する。図1Aは、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂膜を含むタッチパネル1の基本的な構成を示すものである。(Touch panel)
A touch panel according to an embodiment of the present invention includes a resin film containing the above-described polyimide resin. An example of the configuration of a touch panel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A shows a basic configuration of a touch panel 1 including a polyimide resin film according to an embodiment of the present invention.
ポリイミド樹脂膜2の上に、黒色額縁3、第一の透明配線4、第二の透明配線7が形成されている。また、黒色額縁3上に引き出し配線6が、第一の透明配線4上に、これを覆うように絶縁膜5が、それぞれ設けられており、第一の透明配線4および第二の透明配線7は、引き出し配線6と導通するように形成されている。保護膜8はこれら各部材を被覆するように形成される。 On the polyimide resin film 2, a black frame 3, a first transparent wiring 4, and a second transparent wiring 7 are formed. In addition, a lead-out wiring 6 is provided on the black frame 3, and an insulating film 5 is provided on the first transparent wiring 4 so as to cover the first transparent wiring 4, and the first transparent wiring 4 and the second transparent wiring 7. Is formed so as to be electrically connected to the lead-out wiring 6. The protective film 8 is formed so as to cover these members.
また、図1Bは、図1Aに示す構成のタッチパネルの変形例である。この構成では、ポリイミド樹脂膜2と、黒色額縁3、第一の透明配線4、第二の透明配線7等との間に、無機膜であるガスバリア層9がさらに形成されている。 FIG. 1B is a modification of the touch panel having the configuration shown in FIG. 1A. In this configuration, a gas barrier layer 9 that is an inorganic film is further formed between the polyimide resin film 2 and the black picture frame 3, the first transparent wiring 4, the second transparent wiring 7, and the like.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂を用いたタッチパネルの製造方法は、例えば、下記(1)〜(5)の工程を含む。
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程。
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程。
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して上述のポリイミド樹脂膜を得る工程。
(4)前記ポリイミド樹脂膜上に透明配線、絶縁膜および引き出し配線を形成する工程。
(5)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。The manufacturing method of the touch panel using the polyimide resin which concerns on embodiment of this invention includes the process of following (1)-(5), for example.
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate.
(2) A step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition.
(3) A step of imidizing the polyimide precursor to obtain the polyimide resin film described above.
(4) A step of forming a transparent wiring, an insulating film, and a lead-out wiring on the polyimide resin film.
(5) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
(1)〜(3)および(5)の工程は、前述のポリイミド樹脂膜の製造方法に準じて行うことができる。 The steps (1) to (3) and (5) can be performed according to the above-described method for producing a polyimide resin film.
(4)の工程では、例えば以下のようにして、透明配線、絶縁膜および引き出し配線を形成する。 In the step (4), for example, a transparent wiring, an insulating film, and a lead-out wiring are formed as follows.
まず、ポリイミド樹脂膜の上に導電膜を製膜およびパターニングして、第一の透明配線を形成する。導電膜としては、公知の金属膜、金属酸化物膜、カーボンナノチューブやグラフェンなどの炭素材料を含む膜等を適用できるが、中でも、透明性、導電性および機械特性の観点から、金属酸化物膜を適用することが好ましい。金属酸化物膜としては、例えば、酸化インジウム、酸化カドミウムまたは酸化スズであって、不純物としてスズ、テルル、カドミウム、モリブテン、タングステン、フッ素、亜鉛、ゲルマニウム等を添加したものや、酸化亜鉛または酸化チタンであって、不純物としてアルミニウムを添加したもの等の金属酸化物による膜が挙げられる。中でも、酸化スズまたは酸化亜鉛を2〜15質量%含有した酸化インジウムの薄膜は、透明性および導電性が優れているため、好ましく用いられる。 First, a conductive film is formed and patterned on a polyimide resin film to form a first transparent wiring. As the conductive film, a known metal film, a metal oxide film, a film containing a carbon material such as carbon nanotube or graphene, and the like can be applied. Among these, from the viewpoint of transparency, conductivity, and mechanical properties, a metal oxide film Is preferably applied. Examples of the metal oxide film include indium oxide, cadmium oxide, or tin oxide, and tin, tellurium, cadmium, molybdenum, tungsten, fluorine, zinc, germanium, or the like added as impurities, zinc oxide, or titanium oxide. In addition, a film made of a metal oxide such as one to which aluminum is added as an impurity can be given. Among them, an indium oxide thin film containing 2 to 15% by mass of tin oxide or zinc oxide is preferably used because of its excellent transparency and conductivity.
第一の透明配線の形成方法は、目的の薄膜、パターンを形成できる方法であれば、いかなる方法でもよい。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の、気相中より金属酸化物を堆積させて膜を形成する気相堆積法などが適している。中でも、特に優れた導電性・透明性が得られるという観点から、スパッタリング法を用いて成膜することが好ましい。パターンの形成方法として、例えば、ノボラック系等のポジレジストを塗布してから、乾燥、露光、現像及び酸によるエッチングをして、金属酸化物膜をパターニングし、最後にアルカリでポジレジストを剥離する方法が挙げられる。また、第一の透明配線の膜厚は20〜500nmであることが好ましく、50〜300nmであることがさらに好ましい。 The first transparent wiring can be formed by any method as long as the target thin film and pattern can be formed. For example, a vapor deposition method in which a metal oxide is deposited from the vapor phase to form a film, such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating method, or a plasma CVD method, is suitable. Especially, it is preferable to form into a film using sputtering method from a viewpoint that the outstanding electroconductivity and transparency are acquired. As a pattern formation method, for example, a novolac-based positive resist is applied, followed by drying, exposure, development and etching with an acid to pattern the metal oxide film, and finally the positive resist is stripped with an alkali. A method is mentioned. Moreover, it is preferable that the film thickness of a 1st transparent wiring is 20-500 nm, and it is more preferable that it is 50-300 nm.
次に、第一の透明配線上を覆うように絶縁膜を形成する。絶縁膜は、有機膜又は無機膜のいずれでも構わない。絶縁膜となる有機膜は、一般的なアクリル系またはポリイミド系レジストを塗布し、乾燥、露光、現像及び熱硬化して形成することができる。 Next, an insulating film is formed so as to cover the first transparent wiring. The insulating film may be either an organic film or an inorganic film. The organic film to be an insulating film can be formed by applying a general acrylic or polyimide resist, drying, exposing, developing and thermosetting.
次に、第二の透明配線を、ポリイミド樹脂膜および絶縁膜上に形成する。第二の透明配線は、第一の透明配線と同様の手法で形成することができる。 Next, a second transparent wiring is formed on the polyimide resin film and the insulating film. The second transparent wiring can be formed by the same method as the first transparent wiring.
次に、引き出し配線を、第一の透明配線および第二の透明配線と導通するように形成する。引き出し配線の形成方法としては、例えば、いずれもスパッタリング法により形成した、Mo層、Al層、Mo層の3層構造の金属膜を、第一の透明配線と同様にパターニングする方法が挙げられる。 Next, the lead-out wiring is formed so as to be electrically connected to the first transparent wiring and the second transparent wiring. As a method for forming the lead-out wiring, for example, there is a method of patterning a metal film having a three-layer structure of Mo layer, Al layer, and Mo layer, all formed by a sputtering method, in the same manner as the first transparent wiring.
ポリイミド樹脂と引き出し配線との間に黒色額縁を形成してもよい。黒色額縁上に引き出し配線を形成することにより、引き出し配線が視認されなくなる。黒色額縁は、例えば以下の方法で形成することができる。黒色顔料を分散したポリアミック酸からなる黒色額縁用黒色樹脂組成物を、スピンコーター又はダイコーター等の方法で、キュア後の膜厚が1μmになるように塗布する。これを60Pa以下で減圧乾燥した後に、110〜140℃の熱風オーブン又はホットプレートでセミキュアを行う。 A black frame may be formed between the polyimide resin and the lead wiring. By forming the lead wiring on the black frame, the lead wiring is not visually recognized. The black picture frame can be formed by the following method, for example. A black resin composition for a black frame made of polyamic acid in which a black pigment is dispersed is applied by a method such as a spin coater or a die coater so that the film thickness after curing becomes 1 μm. This is dried under reduced pressure at 60 Pa or less, and then semi-cured in a hot air oven or hot plate at 110 to 140 ° C.
次に、ポジ型レジストを、スピンコーター又はダイコーター等の方法で、プリベーク後の膜厚が1.2μmになるように塗布する。これを80Paで減圧乾燥した後、80〜110℃の熱風オーブン又はホットプレートでプリベークを行い、レジスト膜を形成する。その後、プロキシミティ露光機又はプロジェクション露光機等により、フォトマスクを介して、選択的に露光を行う。そして、1.5〜3.0重量%の水酸化カリウム又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアルカリ現像液に20〜300秒浸漬することにより、露光部を除去する。剥離液を用いてポジレジストを剥離後、200〜300℃の熱風オーブン又はホットプレートで10〜60分加熱することで、ポリアミック酸をポリイミドに転換させ、樹脂膜に黒色顔料を分散した黒色額縁を形成する。なお、感光性樹脂で形成する場合は、ポジ型レジストを塗布することなく露光、現像を行うことができる。 Next, a positive resist is applied by a method such as a spin coater or a die coater so that the film thickness after pre-baking becomes 1.2 μm. This is dried under reduced pressure at 80 Pa, and then prebaked in a hot air oven or hot plate at 80 to 110 ° C. to form a resist film. Thereafter, exposure is selectively performed through a photomask by a proximity exposure machine or a projection exposure machine. Then, the exposed portion is removed by immersing in an alkali developer such as 1.5 to 3.0% by weight of potassium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide for 20 to 300 seconds. After stripping the positive resist using a stripping solution, the polyamic acid is converted to polyimide by heating in a hot air oven or hot plate at 200 to 300 ° C. for 10 to 60 minutes, and a black frame in which a black pigment is dispersed in the resin film Form. In the case of forming with a photosensitive resin, exposure and development can be performed without applying a positive resist.
また、黒色額縁を保護するため、黒色額縁上に絶縁膜を形成してもよい。このとき、黒色額縁上の絶縁膜は、第一の透明配線上に絶縁膜を形成するのと同時に形成してもよい。絶縁膜は、有機膜又は無機膜のいずれでも構わない。絶縁膜となる有機膜は、一般的なアクリル系またはポリイミド系レジストを塗布し、乾燥、露光、現像及び熱硬化して形成することができる。 In order to protect the black frame, an insulating film may be formed on the black frame. At this time, the insulating film on the black frame may be formed simultaneously with the formation of the insulating film on the first transparent wiring. The insulating film may be either an organic film or an inorganic film. The organic film to be an insulating film can be formed by applying a general acrylic or polyimide resist, drying, exposing, developing and thermosetting.
さらに、タッチパネルを構成する各部材を被覆するよう、保護膜を設けてもよい。保護膜は、有機膜又は無機膜のいずれでも構わない。保護膜となる有機膜は、例えばアクリル系ポリマー溶液を塗布し、乾燥及び熱硬化して形成することができる。 Furthermore, you may provide a protective film so that each member which comprises a touchscreen may be coat | covered. The protective film may be either an organic film or an inorganic film. The organic film serving as the protective film can be formed, for example, by applying an acrylic polymer solution, drying and heat curing.
ポリイミド樹脂膜の上にガスバリア層を設けてもよい。ポリイミド樹脂膜上にガスバリア層を有する積層体とすることによってポリイミド樹脂膜にガスバリア性を付与することが可能であり、水分や酸素による配線の劣化を抑制することができる。ガスバリア層の層数に制限は無く、1層だけでも、2層以上の多層でもよい。多層膜の例としては、1層目がSiO、2層目がSiNから成るガスバリア層や、1層目がSiO/AlO/ZnO、2層目がSiOからなるガスバリア層が挙げられる。 A gas barrier layer may be provided on the polyimide resin film. By forming a laminate having a gas barrier layer on the polyimide resin film, the gas barrier property can be imparted to the polyimide resin film, and deterioration of wiring due to moisture or oxygen can be suppressed. There is no limitation on the number of gas barrier layers, and it may be a single layer or a multilayer of two or more layers. Examples of the multilayer film include a gas barrier layer in which the first layer is made of SiO, the second layer is made of SiN, and the first layer is made of SiO / AlO / ZnO, and the second layer is made of SiO.
(カラーフィルタ)
本発明の実施の形態に係るカラーフィルタは、上述のポリイミド樹脂を含む樹脂膜を備える。本発明の実施の形態に係るカラーフィルタの構成の例を図面により説明する。(Color filter)
The color filter which concerns on embodiment of this invention is equipped with the resin film containing the above-mentioned polyimide resin. An example of the configuration of a color filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2Aは、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂膜を含むカラーフィルタ10の基本的な構成を示すものである。ポリイミド樹脂膜2の上に、ブラックマトリックス11、赤の着色画素12R、緑の着色画素12Gおよび青の着色画素12Bが形成されている。このカラーフィルタは、さらに、これらを覆うようにオーバーコート層13を備えている。図2Bは、図2Aに示す構成の変形例である。この構成では、ポリイミド樹脂膜2と各着色画素およびブラックマトリックス11との間に、無機膜であるガスバリア層9がさらに形成されている。 FIG. 2A shows a basic configuration of the color filter 10 including the polyimide resin film according to the embodiment of the present invention. On the polyimide resin film 2, a black matrix 11, red colored pixels 12R, green colored pixels 12G, and blue colored pixels 12B are formed. The color filter further includes an overcoat layer 13 so as to cover them. FIG. 2B is a modification of the configuration shown in FIG. 2A. In this configuration, a gas barrier layer 9 that is an inorganic film is further formed between the polyimide resin film 2 and each colored pixel and the black matrix 11.
ブラックマトリックスは、黒色顔料を樹脂に分散した樹脂ブラックマトリックスであることが好ましい。黒色顔料の例としては、カーボンブラック、チタンブラック、酸化チタン、酸化窒化チタン、窒化チタン又は四酸化鉄が挙げられる。特に、カーボンブラック、チタンブラックが好適である。また赤顔料、緑顔料、青顔料を混合して黒色顔料として用いることもできる。 The black matrix is preferably a resin black matrix in which a black pigment is dispersed in a resin. Examples of the black pigment include carbon black, titanium black, titanium oxide, titanium oxynitride, titanium nitride, or iron tetroxide. In particular, carbon black and titanium black are suitable. Moreover, a red pigment, a green pigment, and a blue pigment can be mixed and used as a black pigment.
樹脂ブラックマトリックスに使用する樹脂としては、細いパターンが形成し易いため、ポリイミド樹脂が好ましい。ポリイミド樹脂は、酸無水物とジアミンとから合成されたポリアミック酸を、パターン加工後に熱硬化してポリイミド樹脂としたものであることが好ましい。酸無水物、ジアミンおよび溶剤の例としては、前述のポリイミド樹脂で挙げたものを用いることができる。 The resin used for the resin black matrix is preferably a polyimide resin because a thin pattern can be easily formed. The polyimide resin is preferably a polyimide resin obtained by thermosetting a polyamic acid synthesized from an acid anhydride and a diamine after patterning. As examples of the acid anhydride, diamine and solvent, those mentioned above for the polyimide resin can be used.
樹脂ブラックマトリックスに使用する樹脂としては、感光性アクリル樹脂も好ましい。これを用いた樹脂ブラックマトリックスは、黒色顔料を分散した、アルカリ可溶性のアクリル樹脂、光重合性モノマー、高分子分散剤および添加剤を含むことが好ましい。 As the resin used for the resin black matrix, a photosensitive acrylic resin is also preferable. The resin black matrix using the same preferably contains an alkali-soluble acrylic resin, a photopolymerizable monomer, a polymer dispersant and an additive in which a black pigment is dispersed.
アルカリ可溶性樹脂の例としては、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物との共重合体が挙げられる。不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸又は酸無水物が挙げられる。 Examples of the alkali-soluble resin include a copolymer of an unsaturated carboxylic acid and an ethylenically unsaturated compound. Examples of unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetic acid or acid anhydrides.
光重合性モノマーの例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of photopolymerizable monomers include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triacryl formal, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate or dipentaerythritol. Examples include penta (meth) acrylate.
光重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン又は2−クロロチオキサントンが挙げられる。 Examples of photopolymerization initiators include benzophenone, N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, α-hydroxyisobutylphenone , Thioxanthone or 2-chlorothioxanthone.
感光性アクリル樹脂を溶解するための溶媒の例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、メトキシブチルアセテート又は3−メチル−3−メトキシブチルアセテートが挙げられる。 Examples of the solvent for dissolving the photosensitive acrylic resin include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl acetoacetate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, Examples include methoxybutyl acetate or 3-methyl-3-methoxybutyl acetate.
着色画素は、一般的には、赤、緑、青の3色の着色画素からなる。また、3色の着色画素に加えて、無色透明の画素、または、ごく薄く薄着した第4の色の画素を形成することで、表示装置の白色表示の明るさを向上させることもできる。 The colored pixels are generally composed of colored pixels of three colors of red, green, and blue. In addition to the three colored pixels, the brightness of white display of the display device can be improved by forming a colorless and transparent pixel or a very thinly-colored fourth color pixel.
カラーフィルタの着色画素には、着色剤として顔料または染料を含む樹脂が用いられる。 For the colored pixels of the color filter, a resin containing a pigment or a dye as a colorant is used.
赤の着色画素に使用する顔料の例としては、PR254、PR149、PR166、PR177、PR209、PY138、PY150又はPYP139が挙げられる。 Examples of the pigment used for the red colored pixel include PR254, PR149, PR166, PR177, PR209, PY138, PY150, or PYP139.
緑の着色画素に使用する顔料の例としては、PG7、PG36、PG58、PG37、PB16、PY129、PY138、PY139、PY150又はPY185が挙げられる。 Examples of pigments used for green colored pixels include PG7, PG36, PG58, PG37, PB16, PY129, PY138, PY139, PY150, or PY185.
青の着色画素に使用する顔料の例としては、PB15:6又はPV23が挙げられる。 Examples of pigments used for blue colored pixels include PB15: 6 or PV23.
青色染料の例としては、C.I.ベイシックブルー(BB)5、BB7、BB9又はBB26が挙げられ、赤色染料の例としては、C.I.アシッドレッド(AR)51、AR87又はAR289が挙げられる。 Examples of blue dyes include C.I. I. Basic blue (BB) 5, BB7, BB9 or BB26 may be mentioned, and examples of red dye include C.I. I. Acid Red (AR) 51, AR87 or AR289.
赤緑青の着色画素に使用する樹脂の例としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂又はポリイミド系樹脂が挙げられるが、カラーフィルタの製造コストを安くできるため、感光性アクリル系樹脂が好ましい。感光性アクリル系樹脂は、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマーおよび光重合開始剤を含有することが一般的である。 Examples of the resin used for the red, green, and blue colored pixels include acrylic resins, epoxy resins, and polyimide resins, and photosensitive acrylic resins are preferable because the manufacturing cost of the color filter can be reduced. The photosensitive acrylic resin generally contains an alkali-soluble resin, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator.
アルカリ可溶性樹脂の例としては、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物との共重合体が挙げられる。不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸又は酸無水物が挙げられる。 Examples of the alkali-soluble resin include a copolymer of an unsaturated carboxylic acid and an ethylenically unsaturated compound. Examples of unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, vinyl acetic acid or acid anhydrides.
光重合性モノマーの例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of photopolymerizable monomers include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triacryl formal, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate or dipentaerythritol. Examples include penta (meth) acrylate.
光重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン又は2−クロロチオキサントンが挙げられる。 Examples of photopolymerization initiators include benzophenone, N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, α-hydroxyisobutylphenone , Thioxanthone or 2-chlorothioxanthone.
感光性アクリル系樹脂を溶解するための溶媒の例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、メトキシブチルアセテート又は3−メチル−3−メトキシブチルアセテートが挙げられる。 Examples of the solvent for dissolving the photosensitive acrylic resin include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl acetoacetate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate. , Methoxybutyl acetate or 3-methyl-3-methoxybutyl acetate.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂を用いたカラーフィルタの製造方法は、例えば、下記(1)〜(6)の工程を含む。
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程。
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程。
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して上述のポリイミド樹脂膜を得る工程。
(4)前記ポリイミド樹脂膜上にブラックマトリックスを形成する工程。
(5)前記ポリイミド樹脂膜上に着色画素を形成する工程。
(6)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。The manufacturing method of the color filter using the polyimide resin which concerns on embodiment of this invention includes the process of following (1)-(6), for example.
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate.
(2) A step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition.
(3) A step of imidizing the polyimide precursor to obtain the polyimide resin film described above.
(4) A step of forming a black matrix on the polyimide resin film.
(5) A step of forming colored pixels on the polyimide resin film.
(6) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
(1)〜(3)および(6)の工程は、前述のポリイミド樹脂膜の製造方法に準じて行うことができる。 The steps (1) to (3) and (6) can be performed according to the above-described method for producing a polyimide resin film.
(4)の工程では、例えば、以下のようにしてブラックマトリックスを形成する。ポリイミド樹脂膜の上に、黒色顔料を分散したポリアミック酸からなる樹脂ブラックマトリックス用黒色樹脂組成物を、スピンコーター又はダイコーター等の方法で、キュア後の膜厚が1μmになるように塗布する。これを60Pa以下で減圧乾燥した後に、110〜140℃の熱風オーブン又はホットプレートでセミキュアを行う。 In the step (4), for example, a black matrix is formed as follows. On the polyimide resin film, a black resin composition for a resin black matrix made of polyamic acid in which a black pigment is dispersed is applied by a method such as a spin coater or a die coater so that the film thickness after curing becomes 1 μm. This is dried under reduced pressure at 60 Pa or less, and then semi-cured in a hot air oven or hot plate at 110 to 140 ° C.
次に、ポジ型レジストを、スピンコーター又はダイコーター等の方法で、プリベーク後の膜厚が1.2μmになるように塗布する。これを80Paで減圧乾燥した後、80〜110℃の熱風オーブン又はホットプレートでプリベークを行い、レジスト膜を形成する。その後、プロキシミティ露光機又はプロジェクション露光機等により、フォトマスクを介して紫外線により選択的に露光を行う。そして、1.5〜3.0重量%の水酸化カリウム又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のアルカリ現像液に20〜300秒浸漬することにより、露光部を除去する。剥離液を用いてポジレジストを剥離後、200〜300℃の熱風オーブン又はホットプレートで10〜60分加熱することで、ポリアミック酸をポリイミドに転換させ、樹脂膜に黒色顔料を分散した樹脂ブラックマトリックスを形成する。なお、感光性樹脂で形成する場合は、ポジ型レジストを塗布することなく露光、現像を行うことができる。 Next, a positive resist is applied by a method such as a spin coater or a die coater so that the film thickness after pre-baking becomes 1.2 μm. This is dried under reduced pressure at 80 Pa, and then prebaked in a hot air oven or hot plate at 80 to 110 ° C. to form a resist film. Thereafter, exposure is selectively performed with ultraviolet rays through a photomask by a proximity exposure machine or a projection exposure machine. Then, the exposed portion is removed by immersing in an alkali developer such as 1.5 to 3.0% by weight of potassium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide for 20 to 300 seconds. Resin black matrix in which polyamic acid is converted to polyimide by heating in a hot air oven or hot plate at 200 to 300 ° C. for 10 to 60 minutes after the positive resist is stripped using a stripping solution, and a black pigment is dispersed in the resin film Form. In the case of forming with a photosensitive resin, exposure and development can be performed without applying a positive resist.
(5)の工程では、樹脂ブラックマトリックスを形成した後のポリイミド樹脂膜に、例えば以下の方法で着色画素を形成する。 In the step (5), colored pixels are formed on the polyimide resin film after the resin black matrix is formed, for example, by the following method.
カラーフィルタの着色画素は、着色剤と樹脂とを用いて作製する。着色剤として顔料を使用する場合には、顔料に高分子分散剤および溶媒を混合して分散処理を行った後、アルカリ可溶性樹脂、モノマーおよび光重合開始剤等を添加する。一方、着色剤として染料を使用する場合には、染料に溶媒、アルカリ可溶性樹脂、モノマーおよび光重合性開始剤等を添加する。この場合の全固形分は、樹脂成分である高分子分散剤、アルカリ可溶性樹脂およびモノマーと、着色剤との合計である。 The colored pixels of the color filter are produced using a colorant and a resin. When a pigment is used as the colorant, a polymer dispersant and a solvent are mixed with the pigment for dispersion treatment, and then an alkali-soluble resin, a monomer, a photopolymerization initiator, and the like are added. On the other hand, when a dye is used as the colorant, a solvent, an alkali-soluble resin, a monomer, a photopolymerization initiator, and the like are added to the dye. The total solid content in this case is the total of the polymer component, the alkali-soluble resin and monomer, which are resin components, and the colorant.
得られた着色剤組成物を、樹脂ブラックマトリックスが形成された透明基板上に、スピンコーター又はダイコーター等の方法で、加熱処理後の膜厚が0.8〜3.0μmの目的の膜厚になるように塗布する。これを80Paで減圧乾燥した後、80〜110℃の熱風オーブン又はホットプレートでプリベークを行い、着色剤の塗膜を形成する。 The obtained colorant composition is coated on a transparent substrate on which a resin black matrix is formed by a method such as a spin coater or a die coater, so that the film thickness after heat treatment is 0.8 to 3.0 μm. Apply as follows. This is dried under reduced pressure at 80 Pa, and then prebaked in a hot air oven or hot plate at 80 to 110 ° C. to form a coating film of the colorant.
次に、プロキシミティ露光機又はプロジェクション露光機等により、フォトマスクを介して、選択的に露光を行う。その後、0.02〜1.0重量%の水酸化カリウム水溶液又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等のアルカリ現像液に20〜300秒浸漬することにより、未露光部を除去する。得られた塗膜パターンを、180〜250℃の熱風オーブン又はホットプレートで5〜40分加熱処理することで、着色画素を形成する。着色画素の色毎に作製した着色剤組成物を使用して、上記のようなパターニング工程を、赤の着色画素、緑の着色画素および青の着色画素について順次行う。なお、着色画素のパターンニングの順序は特に限定されない。 Next, exposure is selectively performed through a photomask by a proximity exposure machine or a projection exposure machine. Thereafter, the unexposed portion is removed by immersing in an alkaline developer such as a 0.02-1.0 wt% aqueous potassium hydroxide solution or an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution for 20 to 300 seconds. A colored pixel is formed by heat-processing the obtained coating-film pattern for 5 to 40 minutes with a 180-250 degreeC hot-air oven or a hotplate. Using the colorant composition prepared for each color of the color pixel, the patterning process as described above is sequentially performed on the red color pixel, the green color pixel, and the blue color pixel. The order of patterning the colored pixels is not particularly limited.
カラーフィルタに平坦化層を設けてもよい。平坦化層の形成に使用する樹脂の例としては、エポキシ樹脂、アクリルエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂又はポリイミド樹脂が挙げられる。平坦化層の膜厚としては、表面が平坦になる厚さが好ましく、具体的には、0.5〜5.0μmがより好ましく、1.0〜3.0μmがさらに好ましい。 A planarizing layer may be provided on the color filter. Examples of the resin used for forming the planarization layer include an epoxy resin, an acrylic epoxy resin, an acrylic resin, a siloxane resin, or a polyimide resin. The thickness of the planarizing layer is preferably a thickness that makes the surface flat, specifically, 0.5 to 5.0 μm is more preferable, and 1.0 to 3.0 μm is more preferable.
ポリイミド樹脂膜とブラックマトリックス/着色画素層との間に、ガスバリア膜を形成してもよい。ポリイミド樹脂膜上にガスバリア層を有する積層体とすることによってポリイミド樹脂膜にガスバリア性を付与することが可能であり、水分や酸素による着色画素の劣化を抑制することができる。ガスバリア層の層数に制限は無く、1層だけでも、2層以上の多層でもよい。多層膜の例としては、1層目がSiO、2層目がSiNから成るガスバリア層や、1層目がSiO/AlO/ZnO、2層目がSiOからなるガスバリア層が挙げられる。 A gas barrier film may be formed between the polyimide resin film and the black matrix / colored pixel layer. By forming a laminate having a gas barrier layer on a polyimide resin film, it is possible to impart gas barrier properties to the polyimide resin film, and deterioration of colored pixels due to moisture and oxygen can be suppressed. There is no limitation on the number of gas barrier layers, and it may be a single layer or a multilayer of two or more layers. Examples of the multilayer film include a gas barrier layer in which the first layer is made of SiO, the second layer is made of SiN, and the first layer is made of SiO / AlO / ZnO, and the second layer is made of SiO.
(液晶素子)
本発明の実施の形態に係る液晶素子は、上述のポリイミド樹脂を含む樹脂膜を備える。本発明の実施の形態に係る液晶素子の構成の例を図面により説明する。(Liquid crystal element)
A liquid crystal element according to an embodiment of the present invention includes a resin film containing the above-described polyimide resin. An example of a configuration of a liquid crystal element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3は、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂膜を含む液晶素子14の基本的な構成を示すものである。第一基材であるポリイミド樹脂膜32が、第二基材であるポリイミド樹脂膜42と、間隙を持って対向配置されている。それらの間には、液晶層19が設けられている。ポリイミド樹脂膜42上には、無機膜であるガスバリア層9が設けられ、その上に、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)等の透明導電膜で形成された画素電極15、および第一配向膜16が設けられている。このように、ポリイミド樹脂膜上にガスバリア層を有する積層体とすることによってポリイミド樹脂膜にガスバリア性を付与することが可能であり、水分や酸素による電極の劣化を抑制することができる。また、ポリイミド樹脂膜42上には、無機膜であるガスバリア層9が設けられ、その上に、画素電極15と対向するように対向電極18が設置されている。また、対向電極18の液晶層側の面には、第二配向膜17が設けられている。 FIG. 3 shows a basic configuration of the liquid crystal element 14 including the polyimide resin film according to the embodiment of the present invention. The polyimide resin film 32 that is the first base material is disposed so as to face the polyimide resin film 42 that is the second base material with a gap. A liquid crystal layer 19 is provided between them. A gas barrier layer 9 which is an inorganic film is provided on the polyimide resin film 42, and a pixel electrode 15 formed of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide), and the like. A first alignment film 16 is provided. Thus, by using a laminate having a gas barrier layer on a polyimide resin film, gas barrier properties can be imparted to the polyimide resin film, and deterioration of the electrode due to moisture and oxygen can be suppressed. A gas barrier layer 9 that is an inorganic film is provided on the polyimide resin film 42, and a counter electrode 18 is provided on the gas barrier layer 9 so as to face the pixel electrode 15. A second alignment film 17 is provided on the surface of the counter electrode 18 on the liquid crystal layer side.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂を用いた液晶素子の製造方法は、例えば、下記(1)〜(5)の工程を含む。
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程。
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程。
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して本発明のポリイミド樹脂膜を得る工程。
(4)前記ポリイミド樹脂膜上に透明電極、配向膜、液晶層を形成する工程。
(5)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。The manufacturing method of the liquid crystal element using the polyimide resin which concerns on embodiment of this invention includes the process of following (1)-(5), for example.
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate.
(2) A step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition.
(3) A step of imidizing the polyimide precursor to obtain the polyimide resin film of the present invention.
(4) A step of forming a transparent electrode, an alignment film, and a liquid crystal layer on the polyimide resin film.
(5) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
(1)〜(3)および(5)の工程は、前述のポリイミド樹脂膜の製造方法に準じて行うことができる。 The steps (1) to (3) and (5) can be performed according to the above-described method for producing a polyimide resin film.
(4)の工程は、例えば以下のように行うことができる。まず、前述したポリイミド樹脂膜(第一支持基材および第二支持基材)上に、水蒸気や酸素などのガスの透過を抑制するためのガスバリア層を形成する。好ましいガスバリア層としては、例えば、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、イットリウム、およびタンタルからなる群から選ばれる1種または2種以上の金属を主成分とする金属酸化物、ケイ素、アルミニウム、ホウ素の金属窒化物、またはこれらの混合物を挙げることができる。中でも、ガスバリア性、透明性、表面平滑性、屈曲性、膜応力、コスト等の観点から、ケイ素の酸化物、窒化物、または酸窒化物を主成分とすることが好ましい。 The step (4) can be performed, for example, as follows. First, a gas barrier layer for suppressing permeation of gas such as water vapor and oxygen is formed on the polyimide resin film (first support base and second support base) described above. Preferred gas barrier layers include, for example, metal oxides composed mainly of one or more metals selected from the group consisting of silicon, aluminum, magnesium, zinc, zirconium, titanium, yttrium, and tantalum, silicon, aluminum , Boron metal nitrides, or mixtures thereof. Among these, from the viewpoints of gas barrier properties, transparency, surface smoothness, flexibility, film stress, cost, and the like, it is preferable that silicon oxide, nitride, or oxynitride is a main component.
ガスバリア層は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の、気相中より材料を堆積させて膜を形成する気相堆積法により作製することができる。中でも、特に優れたガスバリア性が得られるという観点から、スパッタリング法が好ましい。 The gas barrier layer can be produced by a vapor deposition method in which a film is formed by depositing a material from the vapor phase, such as a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or a plasma CVD method. Among these, the sputtering method is preferable from the viewpoint that particularly excellent gas barrier properties can be obtained.
また、ガスバリア層の厚さは10〜300nmであることが好ましく、30〜200nmであることがさらに好ましい。高いガスバリア性を得るためには、ガスバリア層の製膜温度は高い方が好ましく、300℃以上が好ましい。 Further, the thickness of the gas barrier layer is preferably 10 to 300 nm, and more preferably 30 to 200 nm. In order to obtain high gas barrier properties, the gas barrier layer is preferably formed at a higher temperature, preferably 300 ° C. or higher.
次に、第一支持基材に形成したガスバリア層の上に画素電極を、第二支持基板上に形成したガスバリア層の上に対向電極を、それぞれ形成する。画素電極および対向電極の形成方法は、目的の薄膜、パターンを形成できる方法であればいかなる方法でもよいが、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法等の、気相中より金属酸化物を堆積させて膜を形成する気相堆積法などが適している。画素電極および対向電極の膜厚は、それぞれ、20〜500nmであることが好ましく、50〜300nmであることがさらに好ましい。 Next, a pixel electrode is formed on the gas barrier layer formed on the first support substrate, and a counter electrode is formed on the gas barrier layer formed on the second support substrate. The formation method of the pixel electrode and the counter electrode may be any method as long as the target thin film and pattern can be formed. For example, a gas phase such as sputtering, vacuum deposition, ion plating, plasma CVD, etc. A vapor phase deposition method in which a metal oxide is deposited from the inside to form a film is suitable. The film thicknesses of the pixel electrode and the counter electrode are each preferably 20 to 500 nm, and more preferably 50 to 300 nm.
次に、画素電極上に第一配向膜を、対向電極上に第二配向膜を、それぞれ形成する。配向膜の形成に用いる材料および形成方法は、公知のものを用いることができる。例えば、ポリイミド樹脂からなる配向膜を印刷法により塗布し、ホットプレートを用いて250℃で10分間加熱し、得られた膜にラビング処理を施すことによって形成することができる。第一配向膜および第二配向膜の厚さは、液晶層の液晶を配向させることのできる厚さであればよく、それぞれ、20nm〜150nmであることが好ましい。 Next, a first alignment film is formed on the pixel electrode, and a second alignment film is formed on the counter electrode. Known materials and methods can be used for forming the alignment film. For example, it can be formed by applying an alignment film made of polyimide resin by a printing method, heating at 250 ° C. for 10 minutes using a hot plate, and subjecting the obtained film to a rubbing treatment. The thickness of the first alignment film and the second alignment film may be any thickness that can align the liquid crystal of the liquid crystal layer, and is preferably 20 nm to 150 nm.
次に、液晶層を形成する。液晶層の形成については公知の方法を用いることができるが、例えば、以下の方法により液晶層を形成することができる。まず、シール剤を第二配向膜上にディスペンス法により塗布して、ホットプレートを用いて90℃で10分間加熱する。一方、第一配向膜上に、直径5.5μmの球状スペーサーを散布する。これを、シール剤を塗布した基板と重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら160℃で90分間加熱してシール剤を硬化させ、セルを得る。続いて、セルを120℃の温度、13.3Paの圧力下で4時間放置し、その後、窒素中で0.5時間放置した後に、再度真空下において液晶化合物を充填する。液晶化合物の充填は、セルをチャンバーに入れて、室温で13.3Paの圧力まで減圧した後、液晶注入口を液晶に漬けて、窒素を用いて常圧に戻すことにより行う。液晶充填後、紫外線硬化樹脂により、液晶注入口を封口する。これらの工程を経た後、支持基板からポリイミド樹脂膜を剥離し、第一支持基板と第に支持基板のそれぞれに偏光板を貼り付けることによって、液晶素子を得ることができる。 Next, a liquid crystal layer is formed. A known method can be used for forming the liquid crystal layer. For example, the liquid crystal layer can be formed by the following method. First, a sealing agent is applied on the second alignment film by a dispensing method, and heated at 90 ° C. for 10 minutes using a hot plate. On the other hand, a spherical spacer having a diameter of 5.5 μm is dispersed on the first alignment film. This is superposed on a substrate coated with a sealant, and heated at 160 ° C. for 90 minutes while being pressurized in an oven to cure the sealant to obtain a cell. Subsequently, the cell is allowed to stand for 4 hours at a temperature of 120 ° C. and a pressure of 13.3 Pa. After that, the cell is left for 0.5 hours in nitrogen, and then again filled with a liquid crystal compound under vacuum. The liquid crystal compound is filled by placing the cell in a chamber and reducing the pressure to 13.3 Pa at room temperature, then immersing the liquid crystal inlet in liquid crystal and returning to normal pressure using nitrogen. After filling the liquid crystal, the liquid crystal injection port is sealed with an ultraviolet curable resin. After these steps, a liquid crystal element can be obtained by peeling the polyimide resin film from the support substrate and attaching a polarizing plate to each of the first support substrate and the second support substrate.
<有機EL素子>
本発明の実施の形態に係る有機EL素子は、上述のポリイミド樹脂を含む樹脂膜を備える。本発明の実施の形態に係る有機EL素子の構成の例を図面により説明する。<Organic EL device>
An organic EL element according to an embodiment of the present invention includes a resin film containing the above-described polyimide resin. An example of the configuration of an organic EL element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図4は、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂膜を含む有機EL素子21の基本的な構成を示すものである。ポリイミド樹脂膜2の上に、無機膜であるガスバリア層9がさらに形成されている。その上に、アモルファス、シリコン、低温ポリシリコン、酸化物半導体などからなるTFT層22、および平坦化層23を備える。さらに、Al/ITOなどからなる第一電極24、第一電極24の端部を被覆する絶縁膜25を有し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる有機EL発光層26R(赤色発光層)、26G(緑色発光層)、26B(青色発光層)が設けられ、ITOなどからなる第二電極27が形成され、ガスバリア層9で封止されている。 FIG. 4 shows a basic configuration of the organic EL element 21 including the polyimide resin film according to the embodiment of the present invention. A gas barrier layer 9 that is an inorganic film is further formed on the polyimide resin film 2. On top of this, a TFT layer 22 made of amorphous, silicon, low-temperature polysilicon, oxide semiconductor, etc., and a planarizing layer 23 are provided. Furthermore, it has the insulating film 25 which coat | covers the edge part of the 1st electrode 24 which consists of Al / ITO etc., and the 1st electrode 24, A positive hole injection layer, a positive hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer The organic EL light-emitting layer 26R (red light-emitting layer), 26G (green light-emitting layer), and 26B (blue light-emitting layer) are formed. A second electrode 27 made of ITO or the like is formed and sealed with the gas barrier layer 9. Yes.
本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂を用いた有機EL素子の製造方法は、例えば、下記(1)〜(5)の工程を含む。
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程。
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程。
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して上述のポリイミド樹脂膜を得る工程。
(4)前記ポリイミド樹脂膜上に有機EL発光回路を形成する工程。
(5)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。The manufacturing method of the organic EL element using the polyimide resin which concerns on embodiment of this invention includes the process of following (1)-(5), for example.
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate.
(2) A step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition.
(3) A step of imidizing the polyimide precursor to obtain the polyimide resin film described above.
(4) A step of forming an organic EL light emitting circuit on the polyimide resin film.
(5) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
(1)〜(3)および(5)の工程は、前述のポリイミド樹脂膜の製造方法に準じて行うことができる。 The steps (1) to (3) and (5) can be performed according to the above-described method for producing a polyimide resin film.
(4)の工程は、例えば以下のように行うことができる。まず、前述したポリイミド樹脂膜上に、ガスバリア層を形成する。好ましいガスバリア層の例は、上記、液晶素子の項に記載したものと同様である。ポリイミド樹脂膜上にガスバリア層を有する積層体とすることによってポリイミド樹脂膜にガスバリア性を付与することが可能であり、水分や酸素による有機EL発光層の劣化を抑制することができる。 The step (4) can be performed, for example, as follows. First, a gas barrier layer is formed on the polyimide resin film described above. Examples of preferable gas barrier layers are the same as those described in the section of the liquid crystal element. By forming a laminate having a gas barrier layer on the polyimide resin film, it is possible to impart gas barrier properties to the polyimide resin film, and deterioration of the organic EL light emitting layer due to moisture or oxygen can be suppressed.
次に、ガスバリア膜の上にTFTを形成する。TFTを形成するための半導体層としては、アモルファスシリコン半導体、多結晶シリコン半導体、InGaZnOに代表される酸化物半導体、ペンタセンやポリチオフェンに代表される有機物半導体などが挙げられる。TFTを形成する具体的な方法は、以下の通りである。例えば、本発明の実施の形態に係る積層体を基材として、ガスバリア膜、ゲート電極、ゲート絶縁膜、多結晶シリコン半導体層、エッチングストッパ膜、ソース・ドレイン電極を公知の方法によって順次形成して、ボトムゲート型TFTを作製する。 Next, a TFT is formed on the gas barrier film. Examples of the semiconductor layer for forming the TFT include an amorphous silicon semiconductor, a polycrystalline silicon semiconductor, an oxide semiconductor typified by InGaZnO, and an organic semiconductor typified by pentacene and polythiophene. A specific method for forming the TFT is as follows. For example, a gas barrier film, a gate electrode, a gate insulating film, a polycrystalline silicon semiconductor layer, an etching stopper film, and a source / drain electrode are sequentially formed by a known method using the laminate according to the embodiment of the present invention as a base material. Then, a bottom gate TFT is manufactured.
次に、TFT上に平坦化層を形成する。平坦化層の形成に使用する樹脂の例としては、エポキシ樹脂、アクリルエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリシロキサン樹脂又はポリイミド樹脂が挙げられる。さらに、その上に電極および有機層を形成する。具体的には、Al/ITOなどからなる第一電極を形成し、次に有機層として、第一電極の端部を被覆する絶縁膜を有し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる白色有機EL発光層を設ける。さらに、ITOなどからなる第二電極を形成し、封止膜を形成する。 Next, a planarization layer is formed on the TFT. Examples of the resin used for forming the planarization layer include an epoxy resin, an acrylic epoxy resin, an acrylic resin, a polysiloxane resin, or a polyimide resin. Furthermore, an electrode and an organic layer are formed thereon. Specifically, a first electrode made of Al / ITO or the like is formed, and then an organic layer having an insulating film covering the end of the first electrode, a hole injection layer, a hole transport layer, light emission A white organic EL light emitting layer comprising a layer, an electron transport layer, and an electron injection layer is provided. Further, a second electrode made of ITO or the like is formed, and a sealing film is formed.
これらの工程を経て有機EL発光回路を作製した後、支持基板から樹脂膜を剥離することによって、有機EL素子を得ることができる。 After producing an organic EL light emitting circuit through these steps, an organic EL element can be obtained by peeling the resin film from the support substrate.
以下、実施例等をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. are given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by these examples.
(1)ポリイミド樹脂膜の作製
6インチのミラーシリコンウェハーに、東京エレクトロン株式会社製の塗布現像装置 Mark−7を用いて、140℃×4分のプリベーク後の膜厚が15±0.5μmになるように、ワニスをスピン塗布した。その後、同じくMark−7のホットプレートを用いて、140℃×4分のプリベーク処理を行った。プリベーク膜を、イナートオーブン(光洋サーモシステム株式会社製 INH−21CD)を用いて、窒素気流下(酸素濃度20ppm以下)、3.5℃/minで300℃まで昇温し、30分間保持し、5℃/minで50℃まで冷却し、ポリイミド樹脂膜を作製した。(1) Production of polyimide resin film Using a coating and developing apparatus Mark-7 manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd. on a 6-inch mirror silicon wafer, the film thickness after pre-baking at 140 ° C. × 4 minutes is 15 ± 0.5 μm. The varnish was spin coated so that Thereafter, a prebaking process was performed at 140 ° C. for 4 minutes using the same Mark-7 hot plate. Using an inert oven (INH-21CD manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.), the pre-baked film was heated to 300 ° C. at 3.5 ° C./min under a nitrogen stream (oxygen concentration 20 ppm or less) and held for 30 minutes. It cooled to 50 degreeC at 5 degreeC / min, and produced the polyimide resin film.
(2)ポリイミド樹脂膜(ガラス基板上−1)の作製
50mm×50mm×1.1mm厚のガラス基板(テンパックス)に、ミカサ株式会社製のスピンコーターMS−A200を用いて、140℃×4分のプリベーク後の膜厚が15±0.5μmになるように、ワニスをスピン塗布した。その後、大日本スクリーン株式会社製ホットプレートD−SPINを用いて、140℃×4分のプリベーク処理を行った。プリベーク膜を、イナートオーブン(光洋サーモシステム株式会社製 INH−21CD)を用いて、窒素気流下(酸素濃度20ppm以下)、3.5℃/minで300℃まで昇温し、30分間保持し、5℃/minで50℃まで冷却し、ポリイミド樹脂膜(ガラス基板上)を作製した。(2) Production of polyimide resin film (on glass substrate-1) Using a spin coater MS-A200 manufactured by Mikasa Co., Ltd. on a glass substrate (Tempax) having a thickness of 50 mm × 50 mm × 1.1 mm, 140 ° C. × 4 The varnish was spin coated so that the film thickness after pre-baking was 15 ± 0.5 μm. Then, the prebaking process for 140 degreeC x 4 minutes was performed using the Dainippon Screen Co., Ltd. hotplate D-SPIN. Using an inert oven (INH-21CD manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.), the pre-baked film was heated to 300 ° C. at 3.5 ° C./min under a nitrogen stream (oxygen concentration 20 ppm or less) and held for 30 minutes. It cooled to 50 degreeC by 5 degreeC / min, and produced the polyimide resin film (on a glass substrate).
(3)ポリイミド樹脂膜(ガラス基板上−2)の作製
300mm×350mm×0.5mm厚のガラス基板(旭硝子(株)製AN−100)に、スリットコーター(東レエンジニアリング(株)製)を用いて、140℃×4分のプリベーク後の膜厚が15±0.5μmになるように、ワニスをスピン塗布した。その後、ホットプレートを用いて、140℃×4分のプリベーク処理を行った。プリベーク膜を、イナートオーブン(光洋サーモシステム(株)製 INH−21CD)を用いて、窒素気流下(酸素濃度20ppm以下)、70分かけて300℃まで昇温し、30分間保持し、5℃/minで50℃まで冷却し、ポリイミド樹脂膜(ガラス基板上)を作製した。(3) Production of polyimide resin film (on glass substrate-2) A slit coater (manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.) was used on a 300 mm × 350 mm × 0.5 mm thick glass substrate (AN-100 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). Then, the varnish was spin-coated so that the film thickness after prebaking at 140 ° C. × 4 minutes was 15 ± 0.5 μm. Then, the prebaking process for 140 degreeC x 4 minutes was performed using the hotplate. Using a inert oven (INH-21CD manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.), the prebaked film was heated to 300 ° C. over 70 minutes under a nitrogen stream (oxygen concentration 20 ppm or less), held for 30 minutes, and kept at 5 ° C. The solution was cooled to 50 ° C. at a rate of / min to produce a polyimide resin film (on a glass substrate).
(4)ポリイミド樹脂膜(シリコン基板上)の作製
1/4に切断した4インチシリコン基板に、ミカサ株式会社製のスピンコーターMS−A200を用いて、140℃×4分のプリベーク後の膜厚が5±0.5μmになるように、ワニスをスピン塗布した。その後、大日本スクリーン株式会社製ホットプレートD−SPINを用いて、140℃×4分のプリベーク処理を行った。プリベーク膜を、イナートオーブン(光洋サーモシステム株式会社製 INH−21CD)を用いて、窒素気流下(酸素濃度20ppm以下)、3.5℃/minで300℃まで昇温し、30分間保持し、5℃/minで50℃まで冷却し、ポリイミド樹脂膜(シリコン基板上)を作製した。(4) Preparation of polyimide resin film (on silicon substrate) Film thickness after pre-baking at 140 ° C. for 4 minutes using a spin coater MS-A200 manufactured by Mikasa Co., Ltd. on a 4-inch silicon substrate cut into ¼. The varnish was spin-coated so that the thickness was 5 ± 0.5 μm. Then, the prebaking process for 140 degreeC x 4 minutes was performed using the Dainippon Screen Co., Ltd. hotplate D-SPIN. Using an inert oven (INH-21CD manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.), the pre-baked film was heated to 300 ° C. at 3.5 ° C./min under a nitrogen stream (oxygen concentration 20 ppm or less) and held for 30 minutes. It cooled to 50 degreeC at 5 degreeC / min, and produced the polyimide resin film (on a silicon substrate).
(5)光透過率(T)の測定
紫外可視分光光度計(株式会社島津製作所製 MultiSpec1500)を用い、波長308nm、400nmにおける光透過率を測定した。なお、測定には、(2)で作製したポリイミド樹脂膜を用いた。(5) Measurement of light transmittance (T) The light transmittance at wavelengths of 308 nm and 400 nm was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (MultiSpec 1500 manufactured by Shimadzu Corporation). For the measurement, the polyimide resin film produced in (2) was used.
(6)ヘイズ値の測定
直読ヘイズコンピュータ(スガ試験機株式会社製 HGM2DP、C光源)を用い、(2)で作製したガラス基板上ポリイミド樹脂膜のヘイズ値(%)を測定した。なお、各々の値としては3回測定の平均値を用いた。(6) Measurement of haze value Using a direct reading haze computer (HGM2DP, C light source manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.), the haze value (%) of the polyimide resin film on the glass substrate prepared in (2) was measured. In addition, the average value of 3 times measurement was used as each value.
(7)面内/面外複屈折の測定
プリズムカプラー(METRICON社製、PC2010)を用い、波長632.8nmのTE屈折率(n(TE))およびTM屈折率(n(TM))を測定した。n(TE)、n(TM)は、それぞれ、ポリイミド膜面に対して、平行、垂直方向の屈折率である。面内/面外複屈折は、n(TE)とn(TM)の差(n(TE)−n(TM))として計算した。なお、測定には、(4)で作製したポリイミド樹脂膜を用いた。(7) Measurement of in-plane / out-of-plane birefringence Measure TE refractive index (n (TE)) and TM refractive index (n (TM)) at a wavelength of 632.8 nm using a prism coupler (PC2010, manufactured by METRICON). did. n (TE) and n (TM) are refractive indexes in parallel and perpendicular directions to the polyimide film surface, respectively. In-plane / out-of-plane birefringence was calculated as the difference between n (TE) and n (TM) (n (TE) -n (TM)). For the measurement, the polyimide resin film produced in (4) was used.
(8)ガラス転移温度(Tg)、線熱膨張係数(CTE)の測定
熱機械分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 EXSTAR6000TMA/SS6000)を用いて、窒素気流下で測定を行った。昇温方法は、以下の条件にて行った。第1段階で、昇温レート5℃/minで150度まで昇温して試料の吸着水を除去した。第2段階で、降温レート5℃/minで室温まで空冷した。第3段階で、昇温レート5℃/minで本測定を行い、ガラス転移温度を求めた。また、第3段階における50〜200℃の線熱膨張係数(CTE)の平均を求めた。なお、測定には、(1)で作製したポリイミド樹脂膜をシリコンウエハーから剥離して得られた膜を用いた。(8) Measurement of glass transition temperature (Tg) and linear thermal expansion coefficient (CTE) Measurement was performed under a nitrogen stream using a thermomechanical analyzer (EXSTAR 6000TMA / SS6000 manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.). The temperature raising method was performed under the following conditions. In the first stage, the temperature was raised to 150 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min to remove the adsorbed water from the sample. In the second stage, air cooling was performed to room temperature at a temperature lowering rate of 5 ° C./min. In the third stage, this measurement was performed at a temperature elevation rate of 5 ° C./min to determine the glass transition temperature. Moreover, the average of the linear thermal expansion coefficient (CTE) of 50-200 degreeC in a 3rd step was calculated | required. For the measurement, a film obtained by peeling the polyimide resin film prepared in (1) from a silicon wafer was used.
(9)1%重量減少温度(Td1)の測定
熱重量測定装置(株式会社島津製作所製 TGA−50)を用いて、窒素気流下で測定を行った。昇温方法は、以下の条件にて行った。第1段階で、昇温レート3.5℃/minで350度まで昇温して試料の吸着水を除去した。第2段階で、降温レート10℃/min室温まで冷却した。第3段階で、昇温レート10℃/minで本測定を行い、1%熱重量減少温度を求めた。なお、測定には、(1)で作製したポリイミド樹脂膜をシリコンウエハーから剥離して得られた膜を用いた。(9) Measurement of 1% weight loss temperature (Td1) Using a thermogravimetric apparatus (TGA-50 manufactured by Shimadzu Corporation), measurement was performed under a nitrogen stream. The temperature raising method was performed under the following conditions. In the first stage, the temperature of the sample was increased to 350 ° C. at a temperature increase rate of 3.5 ° C./min to remove the adsorbed water from the sample. In the second stage, the temperature was lowered to a room temperature of 10 ° C./min. In the third stage, the main measurement was performed at a temperature rising rate of 10 ° C./min to obtain a 1% thermogravimetric decrease temperature. For the measurement, a film obtained by peeling the polyimide resin film prepared in (1) from a silicon wafer was used.
(10)破断伸度の測定
テンシロン(株式会社オリエンテック RTM−100)を用いて測定を行った。各試料につき10サンプル以上測定を行い、JIS個数平均(JIS K−6301)を用いてJIS平均値を算出した。なお、測定には、(1)で作製したポリイミド樹脂膜をシリコンウエハーから剥離して得られた膜を用いた。(10) Measurement of elongation at break The measurement was performed using Tensilon (Orientec RTM-100). Ten or more samples were measured for each sample, and the JIS average value was calculated using JIS number average (JIS K-6301). For the measurement, a film obtained by peeling the polyimide resin film prepared in (1) from a silicon wafer was used.
(11)残留応力の測定
ケーエルエー・テンコール社製の薄膜応力測定装置FLX−3300−Tを用いて測定を行った。測定には、(1)で作成したポリイミド樹脂膜を用いて行い、当該ポリイミド樹脂膜を、測定前に、室温23℃、湿度55%の部屋で24時間静置した。(11) Measurement of residual stress Measurement was performed using a thin film stress measuring apparatus FLX-3300-T manufactured by KLA-Tencor Corporation. The measurement was performed using the polyimide resin film prepared in (1), and the polyimide resin film was allowed to stand for 24 hours in a room at room temperature of 23 ° C. and humidity of 55% before measurement.
(12)レーザー剥離試験
(3)に記載の方法で得られたポリイミド樹脂膜に対して、308nmのエキシマレーザー(形状:21mm×1.0mm)をガラス基板側から照射して、レーザー剥離試験を行った。レーザーは、短軸方向に0.25mmずつずらしながら照射した。照射領域の縁に沿って切り込みを入れた際に、膜が剥離したエネルギーを剥離に必要な照射エネルギー(剥離エネルギー)とし、以下の基準でレーザー剥離性の評価を行った。
秀(A) :剥離エネルギーが230mJ/cm2以下。
優良(B):剥離エネルギーが230mJ/cm2を超え、270mJ/cm2以下。
良(C) :剥離エネルギーが270mJ/cm2を超え、310mJ/cm2以下。
可(D) :剥離エネルギーが310mJ/cm2を超え、350mJ/cm2以下。
不良(E):剥離エネルギーが350mJ/cm2を超える。(12) Laser peeling test The polyimide resin film obtained by the method described in (3) is irradiated with a 308 nm excimer laser (shape: 21 mm × 1.0 mm) from the glass substrate side to conduct a laser peeling test. went. The laser was irradiated while shifting by 0.25 mm in the minor axis direction. When the cut was made along the edge of the irradiation region, the energy at which the film peeled was regarded as the irradiation energy (peeling energy) necessary for peeling, and the laser peelability was evaluated according to the following criteria.
Shu (A): Peeling energy is 230 mJ / cm 2 or less.
Excellent (B): The peeling energy exceeds 230 mJ / cm 2 and is 270 mJ / cm 2 or less.
Good (C): The peeling energy exceeds 270 mJ / cm 2 and is 310 mJ / cm 2 or less.
Yes (D): Peeling Energy exceeds 310mJ / cm 2, 350mJ / cm 2 or less.
Defect (E): peeling energy exceeds 350 mJ / cm 2 .
(13)タッチパネル(図1A)の作製および評価
以下に記載の方法で、タッチパネルの作製および評価を行った。(13) Production and Evaluation of Touch Panel (FIG. 1A) A touch panel was produced and evaluated by the method described below.
[1]黒色額縁の形成
(3)の方法で作製したガラス基板上ポリイミド樹脂膜表面に、黒色顔料を分散したポリアミック酸からなる黒色額縁用黒色樹脂組成物をスピン塗布し、90℃に加熱したホットプレートで3分間乾燥し、黒色の樹脂塗膜を形成した。ポジ型フォトレジスト(シプレー社製、“SRC−100”)をスピン塗布し、ホットプレートでプリベークした。次に、マスクを介して超高圧水銀灯を用いて200mJ/cm2(365nmでの紫外線強度)の露光量で露光した後、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と黒色の樹脂塗膜のエッチングとを同時に行い、パターンを形成した。さらに、メチルセロソルブアセテートでフォトレジスト剥離した後、黒色の樹脂塗膜を280℃の熱風オーブンで30分加熱させることで、黒色の樹脂塗膜に含まれるポリアミック酸をイミド化させ、黒色額縁を形成した。[1] Formation of black frame A black resin composition for a black frame made of polyamic acid in which a black pigment is dispersed is spin-coated on the surface of a polyimide resin film on a glass substrate prepared by the method (3) and heated to 90 ° C. It was dried for 3 minutes on a hot plate to form a black resin coating film. A positive photoresist (“SRC-100” manufactured by Shipley Co., Ltd.) was spin-coated and prebaked on a hot plate. Next, after exposure at an exposure amount of 200 mJ / cm 2 (ultraviolet intensity at 365 nm) using an ultra-high pressure mercury lamp through a mask, a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is used to form a photoresist. Development and etching of the black resin coating were simultaneously performed to form a pattern. Furthermore, after peeling off the photoresist with methyl cellosolve acetate, the black resin coating is heated in a hot air oven at 280 ° C. for 30 minutes to imidize the polyamic acid contained in the black resin coating and form a black picture frame did.
[2]第一の透明配線の形成
黒色額縁が形成されたポリイミド樹脂膜表面に、以下のように、ITOからなる第一の透明配線を形成した。スパッタ法により、ポリイミド樹脂膜上にITO膜を形成した。そのITO膜の上に、ノボラック系ポジレジストを塗布してから、乾燥し、露光、現像及び酸によるエッチングをしてITO膜をパターニングし、最後にアルカリでポジレジストを剥離した。[2] Formation of first transparent wiring A first transparent wiring made of ITO was formed on the surface of the polyimide resin film on which the black picture frame was formed as follows. An ITO film was formed on the polyimide resin film by sputtering. A novolac positive resist was applied on the ITO film, dried, exposed, developed and etched with acid to pattern the ITO film, and finally the positive resist was stripped with alkali.
[3]絶縁膜の形成
続いて、第一の透明配線の上に絶縁膜を形成した。絶縁膜は、アクリル系ネガレジストを塗布し、乾燥、露光、現像及び熱硬化して形成した。[3] Formation of Insulating Film Subsequently, an insulating film was formed on the first transparent wiring. The insulating film was formed by applying an acrylic negative resist, drying, exposing, developing, and thermosetting.
[4]第二の透明電極の形成
続いて、ポリイミド樹脂膜上に第一の透明配線と同様の方法により、第二の透明電極を形成した。[4] Formation of Second Transparent Electrode Subsequently, a second transparent electrode was formed on the polyimide resin film by the same method as the first transparent wiring.
[5]引き出し配線(金属配線)の形成
続いて、黒色額縁上に、第一および第二の透明配線と導通する引き出し配線(金属配線)を形成した。引き出し配線は、それぞれスパッタリング法により形成したMo層、Al層、Mo層の3層構造の金属膜を、第一の透明配線と同様にパターニングして形成した。[5] Formation of Lead Wiring (Metal Wiring) Subsequently, a lead wiring (metal wiring) electrically connected to the first and second transparent wirings was formed on the black frame. The lead-out wiring was formed by patterning a metal film having a three-layer structure of Mo layer, Al layer, and Mo layer formed by a sputtering method in the same manner as the first transparent wiring.
[6]透明保護膜の形成
続いて、形成した各部材を被覆するアクリル系の透明保護膜を形成した。[6] Formation of Transparent Protective Film Subsequently, an acrylic transparent protective film for covering each formed member was formed.
最後に、エキシマレーザー(波長308nm)をガラス基板側から照射することにより、ガラス基板からポリイミド樹脂膜を剥離し、タッチパネル(図1A)を得た。得られたタッチパネルを有機EL発光パネルに貼り付け、視認性と動作性について評価した。 Finally, the polyimide resin film was peeled from the glass substrate by irradiating an excimer laser (wavelength 308 nm) from the glass substrate side, and the touch panel (FIG. 1A) was obtained. The obtained touch panel was affixed to an organic EL light emitting panel and evaluated for visibility and operability.
<視認性>
有機ELパネルを白色表示したときの色目を目視で観察し、視認性を以下のように判定した。
優良(A):白色に見える
良(B):やや着色しているように見えるが、気にならない程度に白色に見える。
不良(C):明らかに着色しており、白色とは言えない。<Visibility>
The color when the organic EL panel was displayed in white was visually observed, and the visibility was determined as follows.
Excellent (A): Appears white (B): Appears to be slightly colored, but appears white to the extent that it does not matter.
Defect (C): It is clearly colored and cannot be said to be white.
<動作性>
タッチパネルと外部のタッチ位置検知回路(ドライバー)とを接続し、画面に表示された指示に従って指でふれた。その際の動作性を以下のように判定した。
優良(A):誤作動なく入力可能であった。
良(B):一部誤動作が見られたが、概ね誤作動なく入力可能であった。
不良(C):誤作動が多く、正しく入力することができなかった。<Operability>
The touch panel was connected to an external touch position detection circuit (driver) and touched with a finger according to the instructions displayed on the screen. The operability at that time was determined as follows.
Excellent (A): Input was possible without malfunction.
Good (B): Some malfunctions were observed, but input was possible without malfunction.
Defect (C): There were many malfunctions, and it was not possible to input correctly.
(14)カラーフィルタ(図2A)の作製およびBM位置精度の測定
以下に記載の方法で、カラーフィルタの作製、およびBM位置精度の測定を行った。(14) Fabrication of color filter (FIG. 2A) and measurement of BM positional accuracy Color filters were fabricated and BM positional accuracy was measured by the methods described below.
[1]ブラックマトリクスの作製
(3)の方法で作製したガラス基板上ポリイミド樹脂膜表面に、黒色顔料を分散したポリアミック酸からなる樹脂ブラックマトリックス用黒色樹脂組成物をスピン塗布し、ホットプレートで乾燥し、黒色の樹脂塗膜を形成した。ポジ型フォトレジスト(シプレー社製、“SRC−100”)をスピン塗布し、ホットプレートでプリベークした。次に、マスクを介して超高圧水銀灯を用いて200mJ/cm2(365nmでの紫外線強度)の露光量で露光した後、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成した。さらに、メチルセロソルブアセテートでフォトレジスト剥離した後、黒色の樹脂塗膜を280℃の熱風オーブンで30分加熱させることで、黒色の樹脂塗膜に含まれるポリアミック酸をイミド化させ、ブラックマトリクス4を形成した。ブラックマトリクスの厚さを測定したところ、1.4μmであった。[1] Preparation of black matrix A black resin composition for a resin black matrix comprising a polyamic acid in which a black pigment is dispersed is spin-coated on the surface of a polyimide resin film on a glass substrate prepared by the method (3) and dried on a hot plate. Then, a black resin coating film was formed. A positive photoresist (“SRC-100” manufactured by Shipley Co., Ltd.) was spin-coated and prebaked on a hot plate. Next, after exposure at an exposure amount of 200 mJ / cm 2 (ultraviolet intensity at 365 nm) using an ultra-high pressure mercury lamp through a mask, a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is used to form a photoresist. Development and etching of the resin coating were performed simultaneously to form a pattern. Furthermore, after peeling the photoresist with methyl cellosolve acetate, the black resin coating is heated in a hot air oven at 280 ° C. for 30 minutes to imidize the polyamic acid contained in the black resin coating, and the black matrix 4 is formed. Formed. When the thickness of the black matrix was measured, it was 1.4 μm.
[2]着色画素の作製
ブラックマトリクスがパターン加工されたガラス基板上ポリイミド樹脂膜上に、感光性赤レジストを塗布した。このとき、熱処理後のブラックマトリクス開口部でのレジスト厚さが2.0μmになるように、スピナーの回転数を調整した。次に、ホットプレートで、100℃、10分間プリベークすることにより、赤色着色画素を得た。次に、キャノン(株)製、紫外線露光機“PLA−5011”を用い、ブラックマトリクス開口部とブラックマトリクス上の一部の領域とについて、アイランド状に光が透過するクロム製フォトマスクを介して、100mJ/cm2(365nmでの紫外線強度)で露光した。露光後に、0.2wt%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液からなる現像液に浸漬して現像し、続いて、純水で洗浄した。その後、230℃のオーブンで30分間加熱処理し、赤色画素を作製した。[2] Preparation of colored pixels A photosensitive red resist was applied on a polyimide resin film on a glass substrate on which a black matrix was patterned. At this time, the rotational speed of the spinner was adjusted so that the resist thickness at the black matrix opening after the heat treatment was 2.0 μm. Next, red-colored pixels were obtained by pre-baking at 100 ° C. for 10 minutes on a hot plate. Next, using a UV exposure machine “PLA-5011” manufactured by Canon Inc., a black matrix opening and a part of the area on the black matrix are passed through a chrome photomask through which light is transmitted in an island shape. , 100 mJ / cm 2 (ultraviolet intensity at 365 nm). After exposure, the film was developed by being immersed in a developer composed of a 0.2 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and then washed with pure water. Then, it heat-processed for 30 minutes in 230 degreeC oven, and produced the red pixel.
同様にして、感光性緑レジストからなる緑色画素、感光性青レジストからなる青色画素を作製した。続いて、熱処理後の着色画素部での厚さが2.5μmになるように、スピナーの回転数を調整し、樹脂組成物を塗布した。その後、230℃のオーブンで30分間加熱処理し、オーバーコート層を作製した。 Similarly, a green pixel made of a photosensitive green resist and a blue pixel made of a photosensitive blue resist were produced. Subsequently, the rotation speed of the spinner was adjusted so that the thickness of the colored pixel portion after the heat treatment was 2.5 μm, and the resin composition was applied. Then, it heat-processed for 30 minutes in 230 degreeC oven, and produced the overcoat layer.
上記の方法で作製したガラス基板上カラーフィルタの、ブラックマトリックスの理想格子からのズレ量を、SMIC−800(ソキア・トプコン社製)を用い、各ガラス付きカラーフィルタ基板について24ポイントずつ測定した。測定により得られたズレ量の絶対値の平均を計算により求め、得られた値をその水準におけるブラックマトリックスの理想格子からのズレ量とした。各実施例および比較例におけるズレ量の値を評価した。そして、BMパターンをガラス基板上に作成した場合と、ポリイミド樹脂上に作成した場合とで、ズレ量にどの程度の違いがあるか(これを「BM位置ズレ量」とした)を評価し、以下の評価方法にて判定した。
優良(A):BM位置ズレ量が1.8μm以下。
良(B):BM位置ズレ量が1.8μm超2.4μm以下。
不良(C):BM位置ズレ量が2.4μm超。The amount of deviation from the ideal lattice of the black matrix of the color filter on the glass substrate produced by the above method was measured 24 points for each color filter substrate with glass using SMIC-800 (manufactured by Sokkia Topcon). The average of the absolute values of the deviation amounts obtained by measurement was obtained by calculation, and the obtained value was taken as the deviation amount from the ideal lattice of the black matrix at that level. The amount of deviation in each example and comparative example was evaluated. Then, when the BM pattern is created on the glass substrate and when it is created on the polyimide resin, it is evaluated how much the deviation amount is different (this is referred to as “BM positional deviation amount”), The determination was made by the following evaluation method.
Excellent (A): BM positional deviation amount is 1.8 μm or less.
Good (B): BM positional deviation amount is more than 1.8 μm and 2.4 μm or less.
Defect (C): BM positional deviation amount exceeds 2.4 μm.
(15)有機EL素子の作製および色座標(x,y)の角度依存性の測定
以下に記載の方法で、有機EL素子の作成、および色座標(x,y)の角度依存性の測定を行った。(15) Preparation of organic EL element and measurement of angle dependency of color coordinate (x, y) Creation of organic EL element and measurement of angle dependency of color coordinate (x, y) are performed by the method described below. went.
[1]TFT基板の作製
(3)の方法で作製したガラス基板上ポリイミド樹脂膜表面に、プラズマCVD法を用いて、SiOから成るガスバリア層を製膜した。その後、ボトムゲート型のTFTを形成し、このTFTを覆う状態でSi3N4から成る絶縁膜を形成した。次に、この絶縁膜に、コンタクトホールを形成した後、このコンタクトホールを介してTFTに接続される配線(高さ1.0μm、図示せず)を絶縁膜上に形成した。この配線は、TFT間、または、後の工程で形成される有機EL素子とTFTとを接続するためのものである。[1] Production of TFT substrate A gas barrier layer made of SiO was formed on the surface of the polyimide resin film on the glass substrate produced by the method of (3) using a plasma CVD method. Thereafter, a bottom gate type TFT was formed, and an insulating film made of Si 3 N 4 was formed so as to cover the TFT. Next, after forming a contact hole in the insulating film, a wiring (height: 1.0 μm, not shown) connected to the TFT through the contact hole was formed on the insulating film. This wiring is for connecting an organic EL element and a TFT formed between TFTs or in a later process.
さらに、配線の形成による凹凸を平坦化するために、配線による凹凸を埋め込む状態で、絶縁膜上へ平坦化層を形成した。平坦化層の形成は、感光性ポリイミドワニスを基板上にスピンコートし、ホットプレート上でプリベーク(120℃×3分間)した後、所望のパターンのマスクを介して露光、現像し、空気フロー下において230℃で60分間加熱処理することにより行った。ワニスを塗布する際の塗布性は良好であった。露光、現像、加熱処理の後に得られた平坦化層には、しわやクラックの発生は認められなかった。配線の平均段差は500nmであり、作製した平坦化層には5μm四方のコンタクトホールが形成され、厚さは約2μmであった。 Further, in order to flatten the unevenness due to the formation of the wiring, a flattening layer was formed on the insulating film in a state where the unevenness due to the wiring was embedded. The planarizing layer is formed by spin-coating a photosensitive polyimide varnish on a substrate, pre-baking on a hot plate (120 ° C. × 3 minutes), exposing and developing through a mask having a desired pattern, and under an air flow The heat treatment was performed at 230 ° C. for 60 minutes. The applicability when applying the varnish was good. In the flattened layer obtained after exposure, development, and heat treatment, generation of wrinkles and cracks was not observed. The average step of the wiring was 500 nm, and a contact hole of 5 μm square was formed in the produced planarization layer, and the thickness was about 2 μm.
[2]ボトムエミッション型有機EL素子の作製
得られた平坦化層上に以下の各部位を形成して、ボトムエミッション型の有機EL素子を作製した。まず、平坦化層上に、ITOからなる第一電極17を、コンタクトホールを介して配線に接続させて形成した。その後、レジストを塗布、プリベークし、所望のパターンのマスクを介して露光し、現像した。このレジストパターンをマスクとして、ITOエッチャント用いたウエットエッチングにより、第一電極のパターン加工を行った。その後、レジスト剥離液(モノエタノールアミンとジエチレングリコールモノブチルエーテルとの混合液)を用いて、該レジストパターンを剥離した。剥離後の基板を水洗し、200℃で30分間加熱脱水して、平坦化層付き電極基板を得た。平坦化層の厚さ変化は、剥離液処理前の厚さに対して、加熱脱水後で1%未満であった。こうして得られた第一電極は、有機EL素子の陽極に相当する。[2] Production of Bottom Emission Organic EL Element The following portions were formed on the obtained planarization layer to produce a bottom emission organic EL element. First, the first electrode 17 made of ITO was formed on the planarizing layer by connecting to the wiring through the contact hole. Thereafter, a resist was applied, prebaked, exposed through a mask having a desired pattern, and developed. Using this resist pattern as a mask, patterning of the first electrode was performed by wet etching using an ITO etchant. Thereafter, the resist pattern was stripped using a resist stripping solution (mixed solution of monoethanolamine and diethylene glycol monobutyl ether). The substrate after peeling was washed with water and dehydrated by heating at 200 ° C. for 30 minutes to obtain an electrode substrate with a planarizing layer. The thickness change of the planarizing layer was less than 1% after heat dehydration with respect to the thickness before the treatment with the stripping solution. The first electrode thus obtained corresponds to the anode of the organic EL element.
次に、第一電極の端部を覆う形状の絶縁層を形成した。絶縁層には、同じく感光性ポリイミドワニスを用いた。この絶縁層を設けることによって、第一電極とこの後の工程で形成する第二電極との間のショートを防止することができる。 Next, an insulating layer having a shape covering the end portion of the first electrode was formed. The photosensitive polyimide varnish was also used for the insulating layer. By providing this insulating layer, it is possible to prevent a short circuit between the first electrode and the second electrode formed in the subsequent process.
さらに、真空蒸着装置内で、所望のパターンマスクを介して、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層を順次蒸着して、赤色有機EL発光層、緑色有機EL発光層、青色有機EL発光層を設けた。次いで、基板上方の全面にAl/Mg(Al:反射電極)からなる第二電極を形成した。さらに、CVD成膜により、SiON封止膜を形成した。 Furthermore, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially deposited through a desired pattern mask in a vacuum deposition apparatus, and then a red organic EL light emitting layer, a green organic EL light emitting layer, and a blue organic EL light emitting A layer was provided. Next, a second electrode made of Al / Mg (Al: reflective electrode) was formed on the entire surface above the substrate. Further, a SiON sealing film was formed by CVD film formation.
得られた上記基板を蒸着機から取り出し、エキシマレーザー(波長308nm)をガラス基板側から照射することにより、ガラス基板から有機EL素子を剥離した。得られたアクティブマトリックス型の有機EL素子に駆動回路を介して電圧を印加し、赤色表示させ、輝度配向特性測定装置C9920−11(浜松ホトニクス(株)製)を用いて、0°方向での色座標(x、y)と、70°方向での色座標(x‘、y’)とを測定した。各方向で測定した色座標の差が小さいほど、斜め視野での色ずれが小さいことを意味し、以下の評価方法にて判定を行った。
優良(A):|x−x’|+|y−y’|≦0.3
良(B):|x−x’|+|y−y’|≦0.5
可(C):|x−x’|+|y−y’|≦0.7
不良(D):|x−x’|+|y−y’|>0.7。The obtained said board | substrate was taken out from the vapor deposition machine, and the organic EL element was peeled from the glass substrate by irradiating an excimer laser (wavelength 308nm) from the glass substrate side. A voltage is applied to the obtained active matrix type organic EL element through a drive circuit to display in red, and the luminance alignment characteristic measuring device C9920-11 (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) is used. The color coordinates (x, y) and the color coordinates (x ′, y ′) in the 70 ° direction were measured. The smaller the color coordinate difference measured in each direction, the smaller the color shift in the oblique visual field, and the determination was made by the following evaluation method.
Excellent (A): | x−x ′ | + | y−y ′ | ≦ 0.3
Good (B): | x−x ′ | + | y−y ′ | ≦ 0.5
Possible (C): | x−x ′ | + | y−y ′ | ≦ 0.7
Defect (D): | x−x ′ | + | y−y ′ |> 0.7.
(16)耐光性試験
以下の条件で耐光性試験を行い、耐光性試験前後の物性(透過率、破断伸度、CTE、ヘイズ、レーザー剥離性)を比較した。なお、耐光性試験には(3)で作成したガラス基板上ポリイミド樹脂膜を使用し、光は樹脂膜側から当てた。
装置:Q−Sun Xe−1(Q−Lab Corporation製)
波長340nmにおける照度:0.4W/m2
ブラックパネル温度:55℃の条件
照射時間:250時間。(16) Light resistance test A light resistance test was performed under the following conditions, and the physical properties (transmittance, elongation at break, CTE, haze, laser peelability) before and after the light resistance test were compared. In the light resistance test, the polyimide resin film on the glass substrate prepared in (3) was used, and light was applied from the resin film side.
Apparatus: Q-Sun Xe-1 (manufactured by Q-Lab Corporation)
Illuminance at a wavelength of 340 nm: 0.4 W / m 2
Black panel temperature: 55 ° C. Irradiation time: 250 hours.
以下、実施例で使用する化合物の略号を記載する。
CBDA:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
PMDA−HH:1S,2S,4R,5R−シクロへキサンテトラカルボン酸二無水物
PMDA−HS:1R,2S,4S,5R−シクロへキサンテトラカルボン酸二無水物
BPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
BPF−PA: 9,9−ビス(4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン無水物
HFHA:2,2−ビス[3−(3−アミノベンズアミド)−4−ヒドロキシフェニル]ヘキサフルオロプロパン
m−TB:2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル
TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン
DABA:4,4’−ジアミノベンズアニリド
4−ABS−3AP:3−アミノフェニル−4−アミノベンゼンスルホナート
NMP:N−メチル−2−ピロリドン。Hereinafter, the abbreviations of the compounds used in the examples are described.
CBDA: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride PMDA-HH: 1S, 2S, 4R, 5R-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride PMDA-HS: 1R, 2S, 4S, 5R- Cyclohexanetetracarboxylic dianhydride BPDA: 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride BPF-PA: 9,9-bis (4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl ) Fluorene anhydride HFHA: 2,2-bis [3- (3-aminobenzamido) -4-hydroxyphenyl] hexafluoropropane m-TB: 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl TFMB: 2 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine DABA: 4,4′-diaminobenzanilide 4-ABS-3AP: 3-aminophenyl-4 -Aminobenzenesulfonate NMP: N-methyl-2-pyrrolidone.
実施例1
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.34g(17.0mmol)、TFMB 4.64g(14.5mmol)、HFHA 1.55g(2.56mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 1
Under a dry nitrogen stream, CBDA 3.34 g (17.0 mmol), TFMB 4.64 g (14.5 mmol), HFHA 1.55 g (2.56 mmol), and NMP 50 g were placed in a 100 mL four-necked flask and heated and stirred at 60 ° C. . After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例2
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.10g(15.8mmol)、TFMB 3.55g(11.1mmol)、HFHA 2.87g(4.75mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 2
Under a dry nitrogen stream, CBDA 3.10 g (15.8 mmol), TFMB 3.55 g (11.1 mmol), HFHA 2.87 g (4.75 mmol), and NMP 50 g were placed in a 100 mL four-necked flask and heated and stirred at 60 ° C. . After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例3
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.52g(18.0mmol)、TFMB 5.46g、HFHA 0.54g(0.90mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 3
Under a dry nitrogen stream, CBDA 3.52 g (18.0 mmol), TFMB 5.46 g, HFHA 0.54 g (0.90 mmol), and NMP 50 g were placed in a 100 mL four-necked flask and heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例4
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 4.00g(20.4mmol)、m−TB 3.68g(17.3mmol)、HFHA 1.85g(3.06mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 4
Under a dry nitrogen stream, CBDA 4.00 g (20.4 mmol), m-TB 3.68 g (17.3 mmol), HFHA 1.85 g (3.06 mmol), and NMP 50 g were placed in a 100 mL four-necked flask and heated at 60 ° C. Stir. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例5
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.53g(18.0mmol)、TFMB 4.61g(14.4mmol)、HFHA 0.54g(0.90mmol)、4−ABS−3AP 0.71g(2.70mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 5
In a 100 mL four-necked flask under a dry nitrogen stream, CBDA 3.53 g (18.0 mmol), TFMB 4.61 g (14.4 mmol), HFHA 0.54 g (0.90 mmol), 4-ABS-3AP 0.71 g (2 .70 mmol) and NMP (50 g) were added, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例6
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.18g(16.2mmol)、BPF−PA 1.16g(1.80mmol),TFMB 5.48g(17.1mmol)、HFHA 0.54g(0.90mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 6
Under a dry nitrogen stream, CBDA 3.18 g (16.2 mmol), BPF-PA 1.16 g (1.80 mmol), TFMB 5.48 g (17.1 mmol), HFHA 0.54 g (0.90 mmol) in a 100 mL four-necked flask. ) And NMP (50 g) were added and heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例7
実施例1で得られたワニス50g(濃度16%)にTinuvin 405(BASF社製)を0.4g(ポリイミド前駆体樹脂100質量部に対して5質量部)添加し、30℃で30分攪拌してワニスを調製した。Example 7
0.4 g of Tinuvin 405 (manufactured by BASF) (5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor resin) was added to 50 g (concentration 16%) of the varnish obtained in Example 1, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 30 minutes. A varnish was prepared.
実施例8
実施例1で得られたワニス50g(濃度16%)にRUVA−93(大塚化学社製)を0.4g(ポリイミド前駆体樹脂100質量部に対して5質量部)添加し、30℃で30分攪拌してワニスを調製した。 Example 8
0.4 g of RUVA-93 (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) (5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor resin) was added to 50 g of varnish obtained in Example 1 (concentration: 16%), and 30 at 30 ° C. The varnish was prepared by stirring for a minute.
実施例9
実施例1で得られたワニス50g(濃度16%)にULS−935(分子量1000超、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製)を0.4g(ポリイミド前駆体樹脂100質量部に対して5質量部)添加し、30℃で30分攪拌してワニスを調製した。 Example 9
50 g (concentration 16%) of the varnish obtained in Example 1 was 0.4 g of ULS-935 (molecular weight over 1000, manufactured by Lion Specialty Chemicals) (5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor resin). The varnish was prepared by adding and stirring at 30 ° C. for 30 minutes.
実施例10
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにPMDA−HS 4.20g(18.7mmol)、DABA 3.62g(15.9mmol)、HFHA 1.70g(2.81mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 10
Under a dry nitrogen stream, PMDA-HS 4.20 g (18.7 mmol), DABA 3.62 g (15.9 mmol), HFHA 1.70 g (2.81 mmol), and NMP 50 g were placed in a 100 mL four-necked flask and heated at 60 ° C. Stir. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例11
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにPMDA−HS 4.21g(18.8mmol)、DABA 3.62g(17.8mmol)、HFHA 0.57g(0.94mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 11
Under a dry nitrogen stream, PMDA-HS 4.21 g (18.8 mmol), DABA 3.62 g (17.8 mmol), HFHA 0.57 g (0.94 mmol), and NMP 50 g were placed in a 100 mL four-necked flask and heated at 60 ° C. Stir. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例12
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにPMDA−HH 4.20g(18.7mmol)、DABA 3.62g(15.9mmol)、HFHA 1.70g(2.81mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 12
Under a dry nitrogen stream, PMDA-HH 4.20 g (18.7 mmol), DABA 3.62 g (15.9 mmol), HFHA 1.70 g (2.81 mmol), and NMP 50 g were placed in a 100 mL four-necked flask and heated at 60 ° C. Stir. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例13
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.85g(19.6mmol)、TFMB 6.16g(19.2mmol)、HFHA 0.24g(0.39mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 13
Under a dry nitrogen stream, CBDA 3.85 g (19.6 mmol), TFMB 6.16 g (19.2 mmol), HFHA 0.24 g (0.39 mmol), and NMP 50 g were put into a 100 mL four-necked flask and heated and stirred at 60 ° C. . After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例14
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 6.06g(30.9mmol)、4,4’−DDS 3.84g(15.4mmol)、TFMB 4.45g(13.9mmol)、HFHA 0.93g(1.55mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 14
Under a dry nitrogen stream, CBDA 6.06 g (30.9 mmol), 4,4′-DDS 3.84 g (15.4 mmol), TFMB 4.45 g (13.9 mmol), HFHA 0.93 g (100 mL four-necked flask) 1.55 mmol) and 50 g of NMP were added and heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例15
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 6.06g(30.9mmol)、TFMB 8.41g(26.3mmol)、HFHA 2.62g(4.33mmol)、X−22−1660B−3 1.36g(0.31mmol、一般式(25)で表される化合物)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 15
Under a dry nitrogen stream, CBDA 6.06 g (30.9 mmol), TFMB 8.41 g (26.3 mmol), HFHA 2.62 g (4.33 mmol), X-22-1660B-3 1.36 g in a 100 mL four-necked flask (0.31 mmol, compound represented by the general formula (25)) and NMP (50 g) were added, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例16
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 6.06g(30.9mmol)、TFMB 7.92g(24.7mmol)、4−ABS−3AP 1.48g(4.33mmol)、HFHA 0.93g(1.55mmol)、X−22−1660B−3 1.36g(0.31mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Example 16
Under a dry nitrogen stream, CBDA 6.06 g (30.9 mmol), TFMB 7.92 g (24.7 mmol), 4-ABS-3AP 1.48 g (4.33 mmol), HFHA 0.93 g (1) .55 mmol), X-22-1660B-3 1.36 g (0.31 mmol) and NMP 50 g were added, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
比較例1
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.62g(18.4mmol)、TFMB 5.91g(18.4mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Comparative Example 1
Under a dry nitrogen stream, 3.62 g (18.4 mmol) of CBDA, 5.91 g (18.4 mmol) of TFMB, and 50 g of NMP were placed in a 100 mL four-necked flask, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
比較例2
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 2.33g(11.9mmol)、HFHA 7.19g(11.9mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Comparative Example 2
Under a dry nitrogen stream, CBDA 2.33 g (11.9 mmol), HFHA 7.19 g (11.9 mmol), and NMP 50 g were added to a 100 mL four-necked flask and heated and stirred at 60 ° C. After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
比較例3
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにCBDA 3.05g(15.6mmol)、TFMB 2.49g(7.78mmol)、HFHA 4.70g(7.78mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Comparative Example 3
Under a dry nitrogen stream, CBDA 3.05 g (15.6 mmol), TFMB 2.49 g (7.78 mmol), HFHA 4.70 g (7.78 mmol), and NMP 50 g were put into a 100 mL four-necked flask and heated and stirred at 60 ° C. . After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
比較例4
乾燥窒素気流下、100mL4つ口フラスコにBPDA 4.26g(14.5mmol)、TFMB 3.95g(12.3mmol)、HFHA 1.31g(2.17mmol)、NMP50gを入れて60℃で加熱撹拌した。8時間後、冷却してワニスとした。Comparative Example 4
Under a dry nitrogen stream, 4.26 g (14.5 mmol) of BPDA, 3.95 g (12.3 mmol) of TFMB, 1.31 g (2.17 mmol) of HFHA, and 50 g of NMP were placed in a 100 mL four-necked flask and heated and stirred at 60 ° C. . After 8 hours, it was cooled to obtain a varnish.
実施例1〜16、および比較例1〜4で合成したワニスの組成を表1〜2に示す。また、それらのワニスを用いて、(1)〜(4)で得られたポリイミド樹脂膜の光透過率(T)、面内/面外複屈折、ヘイズ値、1%熱重量減少温度(Td1)、線熱膨張係数(CTE)、ガラス転移温度(Tg)、残留応力、レーザー照射時の剥離エネルギー、タッチパネルの評価、BMの位置精度、有機EL素子の色座標の角度依存性を測定し、評価した結果を表1〜2に示す。 The compositions of the varnishes synthesized in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Tables 1-2. Further, using these varnishes, the light transmittance (T), in-plane / out-of-plane birefringence, haze value, 1% thermogravimetric decrease temperature (Td1) of the polyimide resin film obtained in (1) to (4). ), Linear thermal expansion coefficient (CTE), glass transition temperature (Tg), residual stress, peeling energy at the time of laser irradiation, touch panel evaluation, BM position accuracy, angle dependence of organic EL element color coordinates, The evaluation results are shown in Tables 1-2.
ポリイミド樹脂が、一般式(1)の構造単位を主成分とし、一般式(2)の構造を2mol%以上30mol%以下含むことによって、ディスプレイ用の支持基板に必要な特性である、高透明性、低CTE、低複屈折、高Tg、レーザー剥離性の全てが満たされることが分かる。これら全ての特性が満たされるため、本発明の実施の形態に係るポリイミド樹脂を用いて、タッチパネル、カラーフィルタ、液晶素子、有機EL素子を作成した際に、良好な特性が確認できる。比較例1においては、レーザーによるガラス基板からの剥離ができなかったため、有機EL素子の評価を行うことができなかった。 High transparency, which is a characteristic necessary for a support substrate for a display, when the polyimide resin contains the structural unit of the general formula (1) as a main component and contains the structure of the general formula (2) in a range of 2 mol% to 30 mol%. It can be seen that all of low CTE, low birefringence, high Tg, and laser peelability are satisfied. Since all these characteristics are satisfied, good characteristics can be confirmed when a touch panel, a color filter, a liquid crystal element, and an organic EL element are produced using the polyimide resin according to the embodiment of the present invention. In Comparative Example 1, the organic EL element could not be evaluated because the laser could not be peeled from the glass substrate.
実施例17 耐光性試験の実施
実施例1で調製したワニスを使用して、(3)で作成したポリイミド樹脂膜を用い、耐光性試験を実施した。耐光性試験は(16)に記載の方法に従って行った。Example 17 Implementation of Light Resistance Test Using the varnish prepared in Example 1, a light resistance test was performed using the polyimide resin film prepared in (3). The light resistance test was performed according to the method described in (16).
実施例18
実施例7で調製したワニスを用いた以外は実施例18と同様にして耐光性試験を実施した。Example 18
A light resistance test was conducted in the same manner as in Example 18 except that the varnish prepared in Example 7 was used.
実施例19
実施例8で調製したワニスを用いた以外は実施例18と同様にして耐光性試験を実施した。Example 19
A light resistance test was carried out in the same manner as in Example 18 except that the varnish prepared in Example 8 was used.
実施例20
実施例9で調製したワニスを用いた以外は実施例18と同様にして耐光性試験を実施した。Example 20
A light resistance test was carried out in the same manner as in Example 18 except that the varnish prepared in Example 9 was used.
実施例17〜20記載の耐光性試験前後の膜を用いた光透過率(T)、ヘイズ、線熱膨張係数(CTE)、破断伸度、レーザー剥離性の結果を表3に示す。実施例7〜9のポリイミド樹脂は紫外線吸収剤を含んでいるため、耐光性試験前後の膜の劣化が抑制されていることが分かる。中でも、実施例7、8のポリイミド樹脂膜は、より好ましい構造、より好ましい分子量の紫外線吸収剤を用いているため、耐光性試験後でも良好な膜特性を有していることが分かる。 Table 3 shows the results of light transmittance (T), haze, linear thermal expansion coefficient (CTE), elongation at break, and laser peelability using the films before and after the light resistance test described in Examples 17-20. Since the polyimide resin of Examples 7-9 contains the ultraviolet absorber, it turns out that the deterioration of the film | membrane before and after a light resistance test is suppressed. Among these, the polyimide resin films of Examples 7 and 8 use a UV absorber having a more preferable structure and a more preferable molecular weight, so that it can be seen that the film characteristics are good even after the light resistance test.
1 タッチパネル
2 ポリイミド樹脂
3 黒色額縁
4 第一の透明配線
5 絶縁膜
6 引き出し配線
7 第二の透明配線
8 透明保護膜
9 ガスバリア層
10 カラーフィルタ
11 ブラックマトリックス
12R 赤色画素
12G 緑色画素
12B 青色画素
13 オーバーコート層
14 液晶素子
15 画素電極
16 第一配向膜
17 第二配向膜
18 対向電極
19 液晶層
20 偏光板
21 有機EL素子
22 TFT層
23 平坦化層
24 第一電極
25 絶縁層
26R 赤色有機EL発光層
26G 緑色有機EL発光層
26B 青色有機EL発光層
27 第二電極
32 ポリイミド樹脂
42 ポリイミド樹脂DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Touch panel 2 Polyimide resin 3 Black frame 4 1st transparent wiring 5 Insulating film 6 Lead-out wiring 7 Second transparent wiring 8 Transparent protective film 9 Gas barrier layer 10 Color filter 11 Black matrix 12R Red pixel 12G Green pixel 12B Blue pixel 13 Over Coat layer 14 Liquid crystal element 15 Pixel electrode 16 First alignment film 17 Second alignment film 18 Counter electrode 19 Liquid crystal layer 20 Polarizing plate 21 Organic EL element 22 TFT layer 23 Flattening layer 24 First electrode 25 Insulating layer 26R Red organic EL light emission Layer 26G Green organic EL light emitting layer 26B Blue organic EL light emitting layer 27 Second electrode 32 Polyimide resin 42 Polyimide resin
Claims (20)
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程;
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程;
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して、請求項1〜7のいずれかに記載のポリイミド樹脂膜を得る工程;
(4)前記ポリイミド樹脂膜上に、透明配線、絶縁膜および引き出し配線を形成する工程;
(5)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。 A method for manufacturing a touch panel including the following steps;
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate;
(2) a step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition;
(3) Imidating a polyimide precursor and obtaining the polyimide resin film in any one of Claims 1-7;
(4) forming a transparent wiring, an insulating film and a lead-out wiring on the polyimide resin film;
(5) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程;
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程;
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して、請求項1〜7のいずれかに記載のポリイミド樹脂膜を得る工程;
(4)前記ポリイミド樹脂膜上にブラックマトリックスを形成する工程;
(5)前記ポリイミド樹脂膜上に着色画素を形成する工程;
(6)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。 A method for producing a color filter including the following steps;
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate;
(2) a step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition;
(3) Imidating a polyimide precursor and obtaining the polyimide resin film in any one of Claims 1-7;
(4) A step of forming a black matrix on the polyimide resin film;
(5) forming a colored pixel on the polyimide resin film;
(6) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程;
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程;
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して請求項1〜7のいずれかに記載のポリイミド樹脂膜を得る工程;
(4)前記ポリイミド樹脂膜上に、透明電極、配向膜および液晶層を形成する工程;
(5)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。 A method for producing a liquid crystal device comprising the following steps;
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate;
(2) a step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition;
(3) Imidating a polyimide precursor and obtaining the polyimide resin film in any one of Claims 1-7;
(4) forming a transparent electrode, an alignment film and a liquid crystal layer on the polyimide resin film;
(5) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
(1)支持基板上にポリイミド前駆体樹脂組成物を塗布する工程;
(2)塗布されたポリイミド前駆体樹脂組成物から溶剤を除去する工程;
(3)ポリイミド前駆体をイミド化して、請求項1〜7のいずれかに記載のポリイミド樹脂膜を得る工程;
(4)前記ポリイミド樹脂膜上に有機EL発光回路を形成する工程;
(5)前記支持基板から前記ポリイミド樹脂膜を剥離する工程。 The manufacturing method of the organic EL element including the following processes;
(1) The process of apply | coating a polyimide precursor resin composition on a support substrate;
(2) a step of removing the solvent from the applied polyimide precursor resin composition;
(3) Imidating a polyimide precursor and obtaining the polyimide resin film in any one of Claims 1-7;
(4) forming an organic EL light emitting circuit on the polyimide resin film;
(5) A step of peeling the polyimide resin film from the support substrate.
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