JP6705583B2 - Polyimide, polyamic acid, polyamic acid solution, and polyimide film - Google Patents
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Description
本発明は、ポリイミド、ポリアミド酸、ポリアミド酸溶液、並びに、ポリイミドフィルムに関する。 The present invention relates to a polyimide, a polyamic acid, a polyamic acid solution, and a polyimide film.
有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイや液晶ディスプレイ等のディスプレイ機器の分野等においては、その基板等に利用する材料として光透過性が高く、軽くて柔軟な材料の出現が求められてきた。そして、このような用途等に用いる材料として軽くて柔軟なポリイミドからなるフィルムが着目されている。このようなポリイミドに関して、近年では、十分な光透過性を有する脂環式ポリイミドの開発が進められており、例えば、国際公開第2011/099518号(特許文献1)においては、特定の一般式で記載される繰り返し単位を有するポリイミドが開示されている。 In the field of display devices such as displays and liquid crystal displays using organic electroluminescence elements, it has been required to develop a light and flexible material having high light transmittance as a material used for its substrate and the like. A film made of a light and flexible polyimide is attracting attention as a material used for such purposes. With respect to such a polyimide, in recent years, development of an alicyclic polyimide having sufficient light transmissivity is underway, and for example, in WO 2011/099518 (Patent Document 1), a specific general formula is used. Polyimides having the repeat units described are disclosed.
上記特許文献1に記載のポリイミドは、十分に高度な透明性を有するものであった。しかしながら、上記特許文献1に記載のポリイミドは、十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数をより高度な水準でバランスよく発揮するといった観点では必ずしも十分なものではなかった。このように、従来のポリイミドは、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく発揮するといった点では、必ずしも十分なものではなかった。 The polyimide described in Patent Document 1 has sufficiently high transparency. However, the polyimide described in Patent Document 1 is not always sufficient from the viewpoint of exhibiting a sufficiently low yellowness and a sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner. As described above, the conventional polyimide is not always sufficient in that it exhibits well-balanced sufficiently high total light transmittance, sufficiently low yellowness, and sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level. There wasn't.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有することを可能とするポリイミド、そのポリイミドを効率よく形成することを可能とするポリアミド酸、そのポリアミド酸の溶液、並びに、前記ポリイミドからなるポリイミドフィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and has a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness index, and a sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner. It is an object of the present invention to provide a polyimide capable of forming the polyimide, a polyamic acid capable of efficiently forming the polyimide, a solution of the polyamic acid, and a polyimide film including the polyimide.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリイミドを、下記一般式(1)で表される繰り返し単位(A)と下記一般式(2)で表される繰り返し単位(B)とを、かかる繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する繰り返し単位(A)の含有比率が5〜35モル%となるように含有するものとすることによって、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有するものとすることが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of earnest studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have found that polyimide has a repeating unit (A) represented by the following general formula (1) and a repeating unit represented by the following general formula (2). By containing (B) and the repeating unit (A) in such a manner that the content ratio of the repeating unit (A) to the total amount of the repeating units (A) and (B) is 5 to 35 mol %, a sufficiently high total content can be obtained. The present invention has been completed by finding that it becomes possible to have a light transmittance, a sufficiently low yellowness index, and a sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner.
すなわち、本発明のポリイミドは、下記一般式(1): That is, the polyimide of the present invention has the following general formula (1):
[式(1)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位(A)と、
下記一般式(2):
[In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a fluorine atom, and R 10 is It shows a C6-40 arylene group having a fluorine-containing substituent, and n represents an integer of 0-12. ]
A repeating unit (A) represented by
The following general formula (2):
[式(2)中、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示す。]
で表される繰り返し単位(B)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量が5〜35モル%であることを特徴とするものである。
[In formula (2), R< 10 > shows a C6-C40 arylene group which has a fluorine-containing substituent. ]
And a content of the repeating unit (A) with respect to the total amount of the repeating units (A) and (B) is 5 to 35 mol %. To do.
また、上記本発明のポリイミドとしては、前記一般式(1)及び(2)中のR10がいずれも、下記一般式(3): Further, in the polyimide of the present invention, R 10 in the general formulas (1) and (2) are both represented by the following general formula (3):
[式(3)中、R5は炭素数1〜10のフルオロアルキル基を示す。]
で表される基であることが好ましい。
[In the formula (3), R 5 represents a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms. ]
The group represented by is preferable.
さらに、上記本発明のポリイミドとしては、前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量が5〜25モル%であることが好ましい。 Further, in the polyimide of the present invention, the content of the repeating unit (A) is preferably 5 to 25 mol% with respect to the total amount of the repeating units (A) and (B).
また、本発明のポリアミド酸は、下記一般式(4): The polyamic acid of the present invention has the following general formula (4):
[式(4)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位(C)と、
下記一般式(5):
[In the formula (4), R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, and R 10 is It shows a C6-40 arylene group having a fluorine-containing substituent, and n represents an integer of 0-12. ]
A repeating unit (C) represented by
The following general formula (5):
[式(5)中、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示す。]
で表される繰り返し単位(D)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(C)及び(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有量が5〜35モル%であることを特徴とするものである。
[In Formula (5), R< 10 > shows a C6-C40 arylene group which has a fluorine-containing substituent. ]
And a content of the repeating unit (C) with respect to the total amount of the repeating units (C) and (D) is 5 to 35 mol %. To do.
また、本発明のポリアミド酸溶液は、上記本発明のポリアミド酸と、有機溶媒とを含むことを特徴とするものである。 The polyamic acid solution of the present invention is characterized by containing the polyamic acid of the present invention and an organic solvent.
さらに、本発明のポリイミドフィルムは、上記本発明のポリイミドからなることを特徴とするものである。 Furthermore, the polyimide film of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned polyimide of the present invention.
本発明によれば、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有することを可能とするポリイミド、そのポリイミドを効率よく形成することを可能とするポリアミド酸、そのポリアミド酸の溶液、並びに、前記ポリイミドからなるポリイミドフィルムを提供することが可能となる。 According to the present invention, a polyimide capable of having a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness index, and a sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner, and efficiently forming the polyimide. It is possible to provide a polyamic acid capable of being obtained, a solution of the polyamic acid, and a polyimide film made of the polyimide.
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail according to its preferred embodiments.
[ポリイミド]
本発明のポリイミドは、下記一般式(1):
[Polyimide]
The polyimide of the present invention has the following general formula (1):
[式(1)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位(A)と、
下記一般式(2):
[In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a fluorine atom, and R 10 is It shows a C6-40 arylene group having a fluorine-containing substituent, and n represents an integer of 0-12. ]
A repeating unit (A) represented by
The following general formula (2):
[式(2)中、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示す。]
で表される繰り返し単位(B)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量が5〜35モル%であることを特徴とするものである。
[In formula (2), R< 10 > shows a C6-C40 arylene group which has a fluorine-containing substituent. ]
And a content of the repeating unit (A) with respect to the total amount of the repeating units (A) and (B) is 5 to 35 mol %. To do.
前記繰り返し単位(A)に関して、一般式(1)中のR1、R2、R3として選択され得るアルキル基は、炭素数が1〜10のアルキル基である。このような炭素数が10を超えるとガラス転移温度が低下し、各種基板材料等に利用する際に必要となるような十分に高度な水準の耐熱性が達成できなくなる。また、このようなR1、R2、R3として選択され得るアルキル基の炭素数としては、精製がより容易となるという観点から、1〜6であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、1〜4であることが更に好ましく、1〜3であることが特に好ましい。また、このようなR1、R2、R3として選択され得るアルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。更に、このようなアルキル基としては精製の容易さの観点から、メチル基、エチル基がより好ましい。 Regarding the repeating unit (A), the alkyl group that can be selected as R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. When the number of carbon atoms exceeds 10, the glass transition temperature is lowered, and it becomes impossible to achieve a sufficiently high level of heat resistance, which is required when used for various substrate materials and the like. Further, the number of carbon atoms of the alkyl group that can be selected as R 1 , R 2 and R 3 is preferably 1 to 6, and preferably 1 to 5 from the viewpoint of easier purification. Is more preferable, 1 to 4 is further preferable, and 1 to 3 is particularly preferable. The alkyl group that can be selected as R 1 , R 2 and R 3 may be linear or branched. Further, as such an alkyl group, a methyl group and an ethyl group are more preferable from the viewpoint of easy purification.
また、前記一般式(1)中のR1、R2、R3としては、ポリイミドを製造した際に、より高度な耐熱性が得られるという観点から、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基であることがより好ましく、中でも、原料の入手が容易であることや精製がより容易であるという観点から、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基又はイソプロピル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。また、このような式中の複数のR1、R2、R3は精製の容易さ等の観点から、同一のものであることが特に好ましい。 Further, R 1 , R 2 , and R 3 in the general formula (1) are each independently a hydrogen atom or a carbon number of 1 from the viewpoint that higher heat resistance can be obtained when a polyimide is produced. Alkyl groups of 10 to 10 are more preferable, and among them, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group are independently selected from the viewpoints of easy availability of raw materials and easier purification. Or, it is more preferably an isopropyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group. Further, it is particularly preferable that a plurality of R 1 , R 2 and R 3 in the formula are the same from the viewpoint of easiness of purification and the like.
また、前記一般式(1)中のR10は、フッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基(フッ素系アリーレン基)である。ここにいうフッ素含有置換基としては、フッ素を含有するものであればよく、特に制限されず、例えば、フッ素原子自体、又は、少なくとも一部がフッ素原子に置換されたアルキル基(フルオロアルキル基)等が挙げられる。このようなフッ素含有置換基の中でも、より高度な耐熱性が得られるという観点から、炭素数が1〜10のフルオロアルキル基(例えば、フッ化メチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基、ノナフルオロ−sec−ブチル基、ノナフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロノニル基、パーフルオロデシル基等のフッ化アルキル基)が好ましく、中でも、炭素数が1〜5(より好ましくは1〜3)のフルオロアルキル基がより好ましい。また、このようなフッ素含有置換基としては、原料の入手性の観点からは、炭素数が1〜5(より好ましくは1〜3)のフルオロアルキル基がより好ましい。このように、前記R10に関して、前記アリーレン基が有するフッ素含有置換基としては、炭素数が1〜3(より好ましくは1〜2)のフルオロアルキル基(特に好ましくはパーフルオロアルキル基)が更に好ましい。なお、ここにおいて「フルオロアルキル基」とは、アルキル基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子に置換されてなる基をいい(なお、このような基はアルキル基の少なくとも一部の水素原子がフッ素原子に置換されていればよく、アルキル基の一部の水素原子が更にフッ素原子以外の置換基(例えばフッ素原子以外のハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、フェノキシ基、重水素等)に置換されていてもよい。)、また、「パーフルオロアルキル基」とは、アルキル基の水素原子の全部がフッ素原子に置換されてなる基をいう。 R 10 in the general formula (1) is an arylene group having a fluorine-containing substituent and having 6 to 40 carbon atoms (fluorine-based arylene group). The fluorine-containing substituent referred to here is not particularly limited as long as it contains fluorine, and examples thereof include a fluorine atom itself, or an alkyl group (fluoroalkyl group) in which at least a part is substituted with a fluorine atom. Etc. Among such fluorine-containing substituents, a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, a fluorinated methyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethyl group, Fluoroethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoro-n-propyl group, heptafluoroisopropyl group, nonafluoro-n-butyl group, nonafluoro-sec-butyl group, nonafluoroisobutyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoro Fluorinated alkyl groups such as a pentyl group, a perfluorohexyl group, a perfluoroheptyl group, a perfluorooctyl group, a perfluorononyl group and a perfluorodecyl group are preferable, and among them, a carbon number of 1 to 5 (more preferably 1 ~3) fluoroalkyl groups are more preferred. Further, as such a fluorine-containing substituent, a fluoroalkyl group having 1 to 5 (more preferably 1 to 3) carbon atoms is more preferable from the viewpoint of availability of raw materials. As described above, with respect to R 10 , the fluorine-containing substituent contained in the arylene group further includes a fluoroalkyl group having 1 to 3 (more preferably 1 to 2) carbon atoms (particularly preferably a perfluoroalkyl group). preferable. The term "fluoroalkyl group" as used herein refers to a group formed by substituting a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group with a fluorine atom (such a group is a hydrogen atom of at least a part of an alkyl group). Need only be substituted with a fluorine atom, and some hydrogen atoms of the alkyl group should be further substituted with a substituent other than a fluorine atom (for example, a halogen atom other than a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a phenoxy group, deuterium, etc.). The term "perfluoroalkyl group" means a group in which all the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms.
前記一般式(1)中のR10として選択され得る、フッ素含有置換基を有するアリーレン基に関し、前記アリーレン基の炭素数(なお、かかる炭素数はアリーレン基自体の炭素の数をいい、その炭素数からは前記フッ素含有置換基中の炭素の数は除かれる。)は6〜40である。また、このようなアリーレン基の炭素数としては6〜30であることが好ましく、12〜20であることがより好ましい。このような炭素数が前記上限を超えると耐熱性が低下する傾向にある。このようなアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フルオレニレン基、フェナントリレン基、クリセニレン基、インデニレン基、ピレニレン基又はベンゾアントラセニレン基等が挙げられるが、中でも、入手性の観点から、ビフェニレン基、フェニレン基、ナフチレン基が好ましく、ビフェニレン基、フェニレン基がより好ましい。 Regarding the arylene group having a fluorine-containing substituent that can be selected as R 10 in the general formula (1), the number of carbon atoms in the arylene group (the number of carbon atoms refers to the number of carbon atoms in the arylene group itself. The number of carbon atoms in the fluorine-containing substituent is excluded from the number) is 6 to 40. Further, the carbon number of such an arylene group is preferably 6 to 30, and more preferably 12 to 20. If the number of carbon atoms exceeds the above upper limit, heat resistance tends to decrease. Examples of such an arylene group include a phenylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, a naphthylene group, an anthracenylene group, a fluorenylene group, a phenanthrylene group, a chrysenylene group, an indenylene group, a pyrenylene group or a benzoanthracenylene group. However, among them, from the viewpoint of availability, a biphenylene group, a phenylene group, and a naphthylene group are preferable, and a biphenylene group and a phenylene group are more preferable.
さらに、前記一般式(1)中のR10として選択され得る、フッ素含有置換基を有するアリーレン基としては、耐熱性や入手性の観点から、下記一般式(3): Furthermore, as the arylene group having a fluorine-containing substituent that can be selected as R 10 in the general formula (1), from the viewpoint of heat resistance and availability, the following general formula (3):
[式(3)中、R5は炭素数1〜10のフルオロアルキル基(より好ましくはパーフルオロアルキル基)を示す。]
で表される基であることが好ましく、中でも、下記一般式(3−I)
[In the formula (3), R 5 represents a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms (more preferably a perfluoroalkyl group). ]
And a group represented by the following general formula (3-I)
で表される基であることが特に好ましい。 A group represented by is particularly preferable.
なお、本発明のポリイミドにおいては、前記繰り返し単位(A)として、R10の種類等が異なる複数種の繰り返し単位(A)を組み合わせて利用してもよい。 In the polyimide of the present invention, as the repeating unit (A), plural kinds of repeating units (A) having different kinds of R 10 and the like may be used in combination.
さらに、前記繰り返し単位(B)に関して、前記一般式(2)中のR10は、上記一般式(1)中のR10と同義である(その好適なものも上記一般式(1)中のR10と同様である。)。なお、本発明のポリイミドにおいては、前記繰り返し単位(B)として、R10の種類等が異なる複数種の繰り返し単位(B)を組み合わせて利用してもよい。 Furthermore, the terms repeating unit (B), R 10 in the general formula (2) has the same meaning as R 10 in formula (1) (the preferred ones also in formula (1) of The same as R 10. ). In the polyimide of the present invention, as the repeating unit (B), plural kinds of repeating units (B) having different kinds of R 10 and the like may be used in combination.
なお、本発明のポリイミドにおいては、十分な水準の耐熱性を有するものとしつつ、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく発現させるといった観点からは、前記繰り返し単位(A)及び(B)中の全てのR10が同一のものであることが好ましい。 Incidentally, in the polyimide of the present invention, while having a sufficient level of heat resistance, a sufficiently high total light transmittance and a sufficiently low yellowness and a sufficiently low linear expansion coefficient are balanced at a higher level. From the viewpoint of good expression, it is preferable that all the R 10 s in the repeating units (A) and (B) are the same.
また、本発明のポリイミドにおいては、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(A)及び上記一般式(2)で表される繰り返し単位(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量は、モル量を基準として5〜35モル%である。このような一般式(1)で表される繰り返し単位(A)の含有量が前記下限未満では、十分に高度な全光線透過率(より好ましくは83.0%以上の全光線透過率)を有するものとすることが困難となる傾向にあり、更には、十分に低い線膨張係数(好ましくは−20ppm/K〜20ppm/Kの線膨張係数)を有するものとすることが困難となり、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とを高度な水準でバランスよく有するものとすることができなくなる。他方、前記繰り返し単位(A)の含有量が前記上限を超えると、この場合にも十分に低い線膨張係数(好ましくは−20ppm/K〜20ppm/Kの線膨張係数)を有するものとすることができなくなり、十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とを高度な水準でバランスよく有するものとすることができなくなる。 Further, in the polyimide of the present invention, the repeating unit (A) with respect to the total amount of the repeating unit (A) represented by the general formula (1) and the repeating unit (B) represented by the general formula (2). The content is 5 to 35 mol% based on the molar amount. When the content of the repeating unit (A) represented by the general formula (1) is less than the lower limit, a sufficiently high total light transmittance (more preferably, a total light transmittance of 83.0% or more) is obtained. It tends to be difficult to obtain, and further, it becomes difficult to have a sufficiently low linear expansion coefficient (preferably -20 ppm/K to 20 ppm/K linear expansion coefficient). It becomes impossible to have a high level of total light transmittance, a sufficiently low degree of yellowness, and a sufficiently low linear expansion coefficient in a well-balanced manner. On the other hand, when the content of the repeating unit (A) exceeds the upper limit, it should have a sufficiently low linear expansion coefficient (preferably -20 ppm/K to 20 ppm/K) in this case as well. It becomes impossible to have a sufficiently low yellowness and a sufficiently low linear expansion coefficient at a high level in a well-balanced manner.
さらに、本発明のポリイミドにおいては、十分に高度な全光線透過率を有しつつ、十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とを更に高度な水準でバランスよく有するものとするといった観点から、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(A)及び上記一般式(2)で表される繰り返し単位(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有比率は5〜25モル%であることがより好ましく、10〜20モル%であることが更に好ましく、12.5〜17.5モル%であることが特に好ましい。また、同様の観点で、前記繰り返し単位(A)及び前記繰り返し単位(B)の総量に対する前記繰り返し単位(B)の含有量は、モル量を基準として95〜65モル%である必要があり、95〜75モル%であることがより好ましく、90〜80モル%であることが更に好ましく、87.5〜82.5モル%であることが特に好ましい。 Furthermore, in the polyimide of the present invention, while having a sufficiently high total light transmittance, from the viewpoint of having a sufficiently low yellowness index and a sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner. The content ratio of the repeating unit (A) to the total amount of the repeating unit (A) represented by the general formula (1) and the repeating unit (B) represented by the general formula (2) is 5 to 25 mol %. Is more preferable, 10 to 20 mol% is further preferable, and 12.5 to 17.5 mol% is particularly preferable. From the same viewpoint, the content of the repeating unit (B) with respect to the total amount of the repeating unit (A) and the repeating unit (B) needs to be 95 to 65 mol% based on the molar amount, It is more preferably 95 to 75 mol %, further preferably 90 to 80 mol %, and particularly preferably 87.5 to 82.5 mol %.
また、本発明のポリイミドにおいては、本発明の効果を損なわない範囲において、他の繰り返し単位を含有していてもよい。このような他の繰り返し単位としては、特に制限されず、ポリイミドを構成することが可能な公知の繰り返し単位を適宜利用できる。また、本発明のポリイミドにおいては、他の繰り返し単位を含有する場合、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(A)及び上記一般式(2)で表される繰り返し単位(B)の総量が、ポリイミド中の全繰り返し単位に対して50モル%以上(より好ましくは70モル%以上)となるように、前記繰り返し単位(A)及び(B)を含有していることが好ましい。更に、このようなポリイミド中の全繰り返し単位に対する前記繰り返し単位(A)及び前記繰り返し単位(B)の総量の含有割合としては、80〜100モル%であることがより好ましく、90〜100モル%であることが更に好ましい。このようなポリイミド中の全繰り返し単位に対する繰り返し単位(A)及び(B)の総量の含有比率が、前記下限未満では、十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをバランスよく有するものとすることが困難となる傾向にある。なお、より効率よくポリイミドを形成するといった観点からは、本発明のポリイミドが、実質的に繰り返し単位(A)及び(B)からなること(実質的に他の繰り返し単位を含まないものであること、より好ましくは前記繰り返し単位(A)及び前記繰り返し単位(B)の総量が95モル%以上であること、更に好ましくは98モル%以上であること、特に好ましくは99モル%以上であること)が好ましい。 In addition, the polyimide of the present invention may contain other repeating units as long as the effects of the present invention are not impaired. Such other repeating unit is not particularly limited, and a known repeating unit capable of forming a polyimide can be appropriately used. Further, in the polyimide of the present invention, in the case of containing another repeating unit, the repeating unit (A) represented by the general formula (1) and the repeating unit (B) represented by the general formula (2) are included. The repeating units (A) and (B) are preferably contained so that the total amount is 50 mol% or more (more preferably 70 mol% or more) with respect to all the repeating units in the polyimide. Furthermore, the content ratio of the total amount of the repeating unit (A) and the repeating unit (B) to all the repeating units in such a polyimide is more preferably 80 to 100 mol %, and 90 to 100 mol %. Is more preferable. When the content ratio of the total amount of the repeating units (A) and (B) to all the repeating units in such a polyimide is less than the lower limit, it has a sufficiently low yellowness and a sufficiently low linear expansion coefficient in a well-balanced manner. Tends to be difficult to do. From the viewpoint of more efficiently forming a polyimide, the polyimide of the present invention is substantially composed of the repeating units (A) and (B) (which does not substantially contain other repeating units. , More preferably the total amount of the repeating unit (A) and the repeating unit (B) is 95 mol% or more, further preferably 98 mol% or more, particularly preferably 99 mol% or more) Is preferred.
また、このようなポリイミドとしては、線膨張係数が−20ppm/K〜20ppm/Kであることがより好ましく、−10〜10ppm/Kであることがより好ましく、−5〜5ppm/Kであることが更に好ましい。このような線膨張係数が前記上限を超えると、線膨張係数の範囲が5〜20ppm/Kである金属や無機物と組合せて複合化した場合に熱履歴で剥がれが生じ易くなる傾向にあり、マイクロエレクトロニクスの基板として利用した場合に、マイクロエレクトロニクスの最終製品(例えば、有機ELディスプレイ、タッチパネル、半導体用保護膜(バッファーコート)、層間絶縁膜、フォトレジスト、イメージセンサー用マイクロレンズ等)を歩留まりよく製造することが困難となる。他方、前記線膨張係数が前記下限未満となると、無機物を積層した際に、剥がれやカールが発生しやすくなる傾向にある。なお、ポリイミドからなるフィルムの上層または下層にデバイスを製造する場合においてデバイスが無機化合物である場合、フィルムのカールや製造時の歪の発生を抑制するといった観点で、無機化合物と同等程度の十分に低い線膨張係数を有するポリイミドを用いることが好ましい。このような観点からも、本発明のポリイミドは、その線膨張係数を上記範囲とすることが好ましい。 Further, as such a polyimide, the coefficient of linear expansion is more preferably −20 ppm/K to 20 ppm/K, more preferably −10 to 10 ppm/K, and −5 to 5 ppm/K. Is more preferable. When such a linear expansion coefficient exceeds the upper limit described above, when combined with a metal or an inorganic material having a linear expansion coefficient in the range of 5 to 20 ppm/K to form a composite, peeling tends to occur due to thermal history, When used as a substrate for electronics, manufactures microelectronics final products (for example, organic EL displays, touch panels, protective films (buffer coats) for semiconductors, interlayer insulating films, photoresists, microlenses for image sensors, etc. with high yield. It becomes difficult to do. On the other hand, when the coefficient of linear expansion is less than the lower limit, peeling or curling tends to occur when inorganic substances are laminated. Incidentally, when the device is an inorganic compound in the case of manufacturing a device in the upper layer or the lower layer of a film made of polyimide, from the viewpoint of suppressing the occurrence of curl of the film and strain during manufacturing, it is sufficiently equivalent to the inorganic compound. It is preferable to use a polyimide having a low coefficient of linear expansion. From this point of view, the polyimide of the present invention preferably has a coefficient of linear expansion within the above range.
また、本発明において、ポリイミドの線膨張係数の値としては以下の値を採用する。すなわち、先ず、測定対象としてのポリイミドに関して、そのポリイミドからなる縦:20mm、横:5mm、厚み:13μmの大きさのフィルムを形成する。その後、該フィルムを真空乾燥(120℃で1時間)し、窒素雰囲気下で200℃で1時間熱処理し、乾燥フィルムを得る。そして、このようにして得られた乾燥フィルムを試料として用い、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8310」)を利用して、窒素雰囲気下、引張りモード(49mN)、昇温速度5℃/分の条件を採用して、50℃〜200℃における前記試料の縦方向の長さの変化を測定して、50℃〜200℃の温度範囲における1℃(1K)あたりの長さの変化の平均値を求める。そして、このようにして求められた前記平均値を、本発明のポリイミドの線膨張係数の値として採用する(厚みが13μmである場合のポリイミドフィルムの線膨張係数の値を、本発明のポリイミドの線膨張係数の値として採用する。)。 In the present invention, the following values are adopted as the value of the coefficient of linear expansion of polyimide. That is, first, with respect to the polyimide to be measured, a film made of the polyimide and having a length of 20 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 13 μm is formed. Then, the film is vacuum dried (120° C. for 1 hour) and heat-treated at 200° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to obtain a dried film. Then, using the dry film thus obtained as a sample, a thermomechanical analyzer (trade name “TMA8310” manufactured by Rigaku Corporation) was used as a measuring device, under a nitrogen atmosphere, in a pulling mode (49 mN), ascending. By adopting the condition of the temperature rate of 5°C/minute, the change in the length of the sample in the vertical direction at 50°C to 200°C was measured, and 1°C (1K) per temperature range of 50°C to 200°C was measured. Find the average value of the change in length. Then, the average value thus obtained is adopted as the value of the linear expansion coefficient of the polyimide of the present invention (the value of the linear expansion coefficient of the polyimide film when the thickness is 13 μm, Adopted as the value of linear expansion coefficient.).
さらに、このようなポリイミドとしては、5%重量減少温度(Td5%)が400℃以上のものが好ましく、450〜550℃のものがより好ましい。このような5%重量減少温度が前記下限未満では、マイクロエレクトロニクスの製品用の基板として利用するために十分な耐熱性を得ることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、そのような特性を有するポリイミドを製造することが困難となる傾向にある。なお、このような5%重量減少温度は、窒素ガス雰囲気下、窒素ガスを流しながら、走査温度を30℃〜550℃に設定して、昇温速度:10℃/min.の条件で加熱して、用いた試料の重量が5%減少する温度を測定することにより求めることができる。また、このような測定には、測定装置として、例えば、熱重量分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の「TG/DTA220」)を利用することができる。 Further, such a polyimide preferably has a 5% weight loss temperature (Td5%) of 400° C. or higher, more preferably 450 to 550° C. If the 5% weight loss temperature is less than the lower limit, it tends to be difficult to obtain sufficient heat resistance for use as a substrate for microelectronic products, while if it exceeds the upper limit, It tends to be difficult to produce a polyimide having such characteristics. In addition, such a 5% weight loss temperature is set to a scanning temperature of 30° C. to 550° C. under a nitrogen gas atmosphere while flowing nitrogen gas, and a heating rate is 10° C./min. It can be determined by heating under the conditions described above and measuring the temperature at which the weight of the sample used decreases by 5%. A thermogravimetric analyzer (“TG/DTA220” manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.), for example, can be used for such measurement.
また、このようなポリイミドとしては、ガラス転移温度(Tg)が300℃以上のものが好ましく、350〜500℃のものがより好ましい。このようなガラス転移温度(Tg)が前記下限未満ではマイクロエレクトロニクスの製品用の基板として利用するために十分な耐熱性を得ることが困難となる(例えば、太陽電池や液晶表示装置や有機EL表示装置の透明電極用の基板としてポリイミドを用いた場合において、その製品の製造過程における加熱工程において、かかるポリイミド(基板)の品質の劣化(割れの発生等)を十分に抑制することが困難となる)傾向にあり、他方、前記上限を超えるとそのような特性を有するポリイミドを製造することが困難となる傾向にある。なお、このようなガラス転移温度(Tg)は、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8311」)を用いて、軟化温度測定と同一の方法で同時に測定することができる。なお、このようなガラス転移温度の測定に際しては、昇温速度:5℃/分の条件で、窒素雰囲気下、30℃から550℃の範囲を走査することで測定を行うことが好ましい。 Further, as such polyimide, those having a glass transition temperature (Tg) of 300° C. or higher are preferable, and those having a glass transition temperature (Tg) of 350 to 500° C. are more preferable. If the glass transition temperature (Tg) is less than the lower limit, it is difficult to obtain sufficient heat resistance for use as a substrate for microelectronic products (for example, solar cells, liquid crystal display devices, and organic EL displays). When polyimide is used as the substrate for the transparent electrode of the device, it becomes difficult to sufficiently suppress the deterioration of quality (cracking, etc.) of the polyimide (substrate) in the heating process in the manufacturing process of the product. On the other hand, if it exceeds the upper limit, it tends to be difficult to produce a polyimide having such characteristics. In addition, such a glass transition temperature (Tg) can be simultaneously measured by the same method as the softening temperature measurement using a thermomechanical analyzer (trade name "TMA8311" manufactured by Rigaku Corporation) as a measuring device. In addition, when measuring such a glass transition temperature, it is preferable to perform the measurement by scanning in a range of 30° C. to 550° C. under a nitrogen atmosphere under the condition of a temperature rising rate of 5° C./min.
また、このようなポリイミドとしては、軟化温度(軟化点)が300〜550℃のものが好ましく、320〜550℃のものがより好ましく、340〜510℃のものが更に好ましい。このような軟化温度が前記下限未満では耐熱性が低下し、例えば、太陽電池や液晶表示装置や有機EL表示装置の透明電極用の基板として、かかるポリイミドからなるフィルムを用いた場合において、その製品の製造過程において、かかるフィルム(基板)の品質の劣化(割れの発生等)を十分に抑制することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとポリイミドを製造する際にポリアミド酸の熱閉環縮合反応と同時に十分な固相重合反応が進行せず、フィルムを形成した場合に脆くなる傾向にある。なお、このようなポリイミドの軟化温度は以下のようにして測定することができる。すなわち、測定試料として縦5mm、横5mm、厚み0.013mm(13μm)の大きさのポリイミドからなるフィルムを準備し、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8311」)を用いて、窒素雰囲気下、昇温速度5℃/分の条件を採用して、30℃〜550℃の温度範囲の条件でフィルムに透明石英製ピン(先端の直径:0.5mm)を500mNの圧力で針入れすることによりガラス転移温度(Tg)と同時に測定することができる(いわゆるペネトレーション(針入れ)法により測定できる)。なお、このような測定に際しては、JIS K 7196(1991年)に記載の方法に準拠して、測定データに基づいて軟化温度を計算する。 Further, as such polyimide, those having a softening temperature (softening point) of 300 to 550° C. are preferable, those of 320 to 550° C. are more preferable, and those of 340 to 510° C. are further preferable. When the softening temperature is lower than the lower limit, the heat resistance is lowered. For example, when a film made of such a polyimide is used as a substrate for a transparent electrode of a solar cell, a liquid crystal display device or an organic EL display device, its product In the production process of, there is a tendency that it is difficult to sufficiently suppress the deterioration of the quality of the film (substrate) (occurrence of cracks, etc.), and on the other hand, when the upper limit is exceeded, polyamic acid A sufficient solid-phase polymerization reaction does not proceed simultaneously with the thermal ring-closure condensation reaction, and when a film is formed, it tends to become brittle. The softening temperature of such a polyimide can be measured as follows. That is, a film made of polyimide having a length of 5 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 0.013 mm (13 μm) is prepared as a measurement sample, and a thermomechanical analyzer (trade name “TMA8311” manufactured by Rigaku Corporation) is used as a measuring device. In a nitrogen atmosphere, a temperature rising rate of 5° C./min is adopted, and a transparent quartz pin (tip diameter: 0.5 mm) is applied to the film under a temperature range of 30° C. to 550° C. under a pressure of 500 mN. The glass transition temperature (Tg) can be measured at the same time by inserting the needle with the needle (it can be measured by the so-called penetration (needle inserting) method). In such a measurement, the softening temperature is calculated based on the measurement data according to the method described in JIS K 7196 (1991).
さらに、このようなポリイミドは溶剤に溶解させて分子量を測定することが困難であるため、その前駆体であるポリアミド酸(ポリアミック酸)の分子量(数平均分子量や重量平均分子量)や分子量分布を指標として、その好適なものを検討することが好ましい。このようなポリイミドの前駆体である前記ポリアミド酸(ポリアミック酸)の数平均分子量(Mn)としては、ポリスチレン換算で1000〜1000000であることが好ましく、10000〜500000であることがより好ましい。このような数平均分子量が前記下限未満では十分な耐熱性が達成困難となるばかりか、効率よくポリイミドを得ることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、粘性が増大し、ろ過工程に長時間を要したり、粘性調整用の希釈溶剤を大量に必要とするため、加工が困難となる傾向にある。 Further, since it is difficult to dissolve such a polyimide in a solvent to measure the molecular weight, the molecular weight (number average molecular weight or weight average molecular weight) or molecular weight distribution of its precursor polyamic acid (polyamic acid) is used as an index. As such, it is preferable to study the suitable one. The number average molecular weight (Mn) of the polyamic acid (polyamic acid) that is a precursor of such a polyimide is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 10,000 to 500,000 in terms of polystyrene. If such a number average molecular weight is less than the lower limit, not only is it difficult to achieve sufficient heat resistance, but it tends to be difficult to obtain a polyimide efficiently, while if it exceeds the upper limit, the viscosity increases, The filtration process requires a long time and requires a large amount of a diluting solvent for adjusting the viscosity, so that the processing tends to be difficult.
また、このようなポリイミドの前駆体である前記ポリアミド酸(ポリアミック酸)の重量平均分子量(Mw)としては、ポリスチレン換算で1000〜5000000であることが好ましい。また、このような重量平均分子量(Mw)の数値範囲の下限値としては、5000であることがより好ましく、10000であることが更に好ましく、20000であることが特に好ましい。また、重量平均分子量(Mw)の数値範囲の上限値としては、5000000であることがより好ましく、500000であることが更に好ましく、100000であることが特に好ましい。このような重量平均分子量が前記下限未満では十分な耐熱性が達成困難となるばかりか、効率よくポリイミドを得ることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると粘性が増大し、ろ過工程に長時間を要したり、粘性調整用の希釈溶剤を大量に必要とするため、加工が困難となる傾向にある。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyamic acid (polyamic acid) that is a precursor of such a polyimide is preferably from 1000 to 5000000 in terms of polystyrene. The lower limit of the numerical range of the weight average molecular weight (Mw) is more preferably 5,000, further preferably 10,000, and particularly preferably 20,000. Further, the upper limit of the numerical range of the weight average molecular weight (Mw) is more preferably 5,000,000, further preferably 500000, particularly preferably 100000. If such a weight average molecular weight is less than the lower limit, not only is it difficult to achieve sufficient heat resistance, but it tends to be difficult to obtain a polyimide efficiently, while if it exceeds the upper limit, the viscosity increases, and filtration is performed. The process tends to be difficult because it requires a long time and a large amount of a diluting solvent for adjusting the viscosity.
さらに、このようなポリイミドの前駆体である前記ポリアミド酸(ポリアミック酸)の分子量分布(Mw/Mn)は1.1〜5.0であることが好ましく、1.5〜3.0であることがより好ましい。このような分子量分布が前記下限未満では製造することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとフィルムを形成した場合に均一なフィルムを得ることが困難となる傾向にある。なお、このようなポリイミドの分子量(Mw又はMn)や分子量の分布(Mw/Mn)は、測定装置としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定装置(TOSOH製 EcoSEC HLC−8320GPC,カラム:TOSOH製GPCカラム TSKgel Super AW2500、3000、4000、カラム温度:40℃、展開溶媒:10mMのLiBrを添加したジメチルアセトアミド溶媒(流速0.5mL/min.))を用いて測定したデータをポリスチレンで換算して求めることができる。 Further, the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polyamic acid (polyamic acid), which is such a polyimide precursor, is preferably 1.1 to 5.0, and 1.5 to 3.0. Is more preferable. If the molecular weight distribution is less than the lower limit, it tends to be difficult to produce. On the other hand, if the molecular weight distribution exceeds the upper limit, it tends to be difficult to obtain a uniform film. The molecular weight (Mw or Mn) and the molecular weight distribution (Mw/Mn) of such polyimide are measured by gel permeation chromatography (GPC) measuring device (TOOSOH EcoSEC HLC-8320GPC, column: TOSOH GPC). Column TSKgel Super AW2500, 3000, 4000, column temperature: 40° C., developing solvent: 10 mM LiBr-added dimethylacetamide solvent (flow rate 0.5 mL/min.)), and data obtained by conversion with polystyrene be able to.
また、このようなポリイミドとしては、黄色度(YI)の好適な値(16以下)との関係で、透明ディスプレイ、太陽電池、タッチパネル、フロントフィルム、透明FPC等のガラス代替フレキシブル透明材料の用途に利用した際に要求されるような高度な視認性を確保するといった観点から、全光線透過率が83%以上(更に好ましくは85%以上、特に好ましくは87%以上)のものがより好ましい。このような全光線透過率が前記下限未満では、黄色度が16以下であっても、その黄色度の値によっては各種用途に利用する際に要求される透明性(視認性)を発揮することが困難となる。 In addition, as such a polyimide, in connection with a suitable value (16 or less) of the yellowness index (YI), it can be used as a flexible transparent material for glass substitutes such as transparent displays, solar cells, touch panels, front films and transparent FPCs. From the viewpoint of ensuring a high degree of visibility required when used, a total light transmittance of 83% or more (more preferably 85% or more, particularly preferably 87% or more) is more preferable. When the total light transmittance is less than the lower limit, even if the yellowness is 16 or less, depending on the value of the yellowness, the transparency (visibility) required when used in various applications is exhibited. Becomes difficult.
また、このようなポリイミドとしては、より高度な透明性を得るといった観点から、ヘイズ(濁度)が5以下(更に好ましくは4以下、特に好ましくは3以下)であるものがより好ましい。 Further, as such a polyimide, a polyimide having a haze (turbidity) of 5 or less (more preferably 4 or less, particularly preferably 3 or less) is more preferable from the viewpoint of obtaining higher transparency.
さらに、このようなポリイミドとしては、より高度な透明性を得るといった観点から、黄色度(YI)が16.0以下(更に好ましくは11.0以下、特に好ましくは10.5以下)であるものがより好ましい。なお、このような黄色度が前記上限を超えると、当該用途に必要な高度な色相、明度、彩度、輝度、トーン、コントラスト、色度、透明性(視認性)を確保することが困難となるため、例え全光線透過率が83%以上であっても各種用途に利用する際に要求される性能を発揮することが困難となる。 Further, such a polyimide has a yellowness (YI) of 16.0 or less (more preferably 11.0 or less, particularly preferably 10.5 or less) from the viewpoint of obtaining higher transparency. Is more preferable. When the yellowness exceeds the upper limit, it is difficult to secure the high hue, brightness, saturation, luminance, tone, contrast, chromaticity, and transparency (visibility) required for the application. Therefore, even if the total light transmittance is 83% or more, it is difficult to exhibit the performance required when used for various purposes.
また、このような全光線透過率、ヘイズ(濁度)及び黄色度(YI)は、測定装置として、日本電色工業株式会社製の商品名「ヘーズメーターNDH−5000」又は日本電色工業株式会社製の商品名「分光色彩計SD6000」を用いて(日本電色工業株式会社製の商品名「ヘーズメーターNDH−5000」で全光線透過率とヘイズとを測定し、日本電色工業株式会社製の商品名「分光色彩計SD6000」で黄色度を測定する。)、厚みが10〜15μm(好ましくは13μm)のポリイミドからなるフィルムを測定用の試料として用いて測定した値を採用することができる。ただし、黄色度(YI)については、以下に記載のように、13μmの厚みのフィルムの測定値又は13μmの厚みのフィルムの値に換算した換算値を採用する。すなわち、全光線透過率及びヘイズ(濁度)は、厚みが10〜15μmのポリイミドからなるフィルムであれば、厚みが十分に薄く、測定値に影響がでないことから、同一のポリイミドからは同一の値を測定できる。一方、黄色度(YI)については膜厚の影響を受ける傾向にあるため、本発明においては、前記範囲(10〜15μm)の厚みを有するフィルムを測定用の試料として利用した上で、黄色度(YI)の値としては13μmの厚みのフィルムの値に換算した値(なお、13μmの厚みのフィルムを利用して測定した場合にはその測定値)を採用する。このように、本発明においては、黄色度(YI)の値は13μmの厚みのフィルムの測定値又は13μmの厚みを有するフィルムの値に換算した値を採用する。このような観点(黄色度は13μmの厚みのフィルムの値に換算した値を採用できること)から、全光線透過率、ヘイズ(濁度)及び黄色度(YI)の測定には、前記範囲(10〜15μmの範囲)の厚みを有するフィルムを利用することができる(なお、13μm以外の厚みを有するフィルムを測定用の試料として利用してYIを測定した場合には、前述のように13μmの厚みの値に換算する必要がある。そのため、そのような換算が不要となるといった観点からは、厚みが13μmのポリイミドからなるフィルムを測定用の試料として準備して利用することが好ましい。)。また、測定試料の縦、横の大きさは、前記測定装置の測定部位に配置できるサイズであればよく、縦、横の大きさは適宜変更してもよい。なお、このような全光線透過率は、JIS K7361−1(1997年発行)に準拠した測定を行うことにより求め、ヘイズ(濁度)は、JIS K7136(2000年発行)に準拠した測定を行うことにより求め、黄色度(YI)はASTM E313−05(2005年発行)に準拠した測定を行うことにより求める。 In addition, such total light transmittance, haze (turbidity) and yellowness (YI) are used as measuring devices under the trade name “Hazemeter NDH-5000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. or Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The total light transmittance and the haze were measured using a trade name "Spectrocolorimeter SD6000" manufactured by the company ("Hazemeter NDH-5000" manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., and Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The yellowness is measured with a trade name “Spectrocolorimeter SD6000” manufactured by K.K.), and a value measured by using a film made of polyimide having a thickness of 10 to 15 μm (preferably 13 μm) as a measurement sample may be adopted. it can. However, as for the yellowness (YI), as described below, a measured value of a film having a thickness of 13 μm or a converted value converted into a value of a film having a thickness of 13 μm is adopted. That is, the total light transmittance and the haze (turbidity) are the same from the same polyimide because the thickness is sufficiently thin and the measured value is not affected if the film is made of the polyimide having a thickness of 10 to 15 μm. The value can be measured. On the other hand, since the yellowness (YI) tends to be influenced by the film thickness, in the present invention, the yellowness is measured after using a film having a thickness in the above range (10 to 15 μm) as a sample for measurement. As the value of (YI), a value converted into a value of a film having a thickness of 13 μm (the measured value when using a film having a thickness of 13 μm) is adopted. As described above, in the present invention, the value of yellowness (YI) is the value measured for a film having a thickness of 13 μm or the value converted to the value for a film having a thickness of 13 μm. From such a viewpoint (the yellowness can be a value converted into the value of a film having a thickness of 13 μm), the total light transmittance, haze (turbidity) and yellowness (YI) can be measured in the above range (10). A film having a thickness of ˜15 μm can be used (note that when YI is measured using a film having a thickness other than 13 μm as a sample for measurement, a thickness of 13 μm as described above). Therefore, it is preferable to prepare and use a film made of polyimide having a thickness of 13 μm as a sample for measurement from the viewpoint that such conversion is unnecessary.) The vertical and horizontal sizes of the measurement sample may be any size as long as they can be arranged at the measurement site of the measuring device, and the vertical and horizontal sizes may be changed appropriately. In addition, such total light transmittance is calculated|required by performing the measurement based on JIS K7361-1 (issued in 1997), and haze (turbidity) is measured based on JIS K7136 (issued in 2000). The yellowness index (YI) is determined by measuring in accordance with ASTM E313-05 (published in 2005).
なお、このようなポリイミドを製造するために好適に利用可能な方法については後述する。 A method that can be suitably used for producing such a polyimide will be described later.
[ポリアミド酸]
本発明のポリアミド酸は、下記一般式(4):
[Polyamic acid]
The polyamic acid of the present invention has the following general formula (4):
[式(4)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される繰り返し単位(C)と、
下記一般式(5):
[In the formula (4), R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, and R 10 is It shows a C6-40 arylene group having a fluorine-containing substituent, and n represents an integer of 0-12. ]
A repeating unit (C) represented by
The following general formula (5):
[式(5)中、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示す。]
で表される繰り返し単位(D)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(C)及び(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有量が5〜35モル%であることを特徴とするものである。
[In Formula (5), R< 10 > shows a C6-C40 arylene group which has a fluorine-containing substituent. ]
And a content of the repeating unit (C) with respect to the total amount of the repeating units (C) and (D) is 5 to 35 mol %. To do.
このようなポリアミド酸は、上記本発明のポリイミドを製造する際に好適に利用することが可能なものである(本発明のポリイミドを製造する際の反応中間体(前駆体)として得ることが可能なものである。)。このような一般式(4)中のR1、R2、R3、R10及びnは上記一般式(1)中のR1、R2、R3、R10及びnと同様のものであり、その好適なものも上記一般式(1)中のR1、R2、R3、R10及びnと同様である。また、このような一般式(5)中のR10は上記一般式(2)中のR10と同様のものであり(すなわち、上記一般式(1)中のR10と同様のものであり)、その好適なものも上記一般式(2)中のR10と同様である。 Such a polyamic acid can be suitably used when producing the polyimide of the present invention (can be obtained as a reaction intermediate (precursor) when producing the polyimide of the present invention) It is something like. R 1 in the general formula (4), R 2, R 3, R 10 and n are the same as those in the R 1, R 2, R 3 , R 10 and n in the general formula (1) And suitable ones are the same as R 1 , R 2 , R 3 , R 10 and n in the general formula (1). Further, R 10 in the general formula (5) is the same as the R 10 in the general formula (2) (i.e., is similar to the R 10 of the general formula (1) ) And the suitable ones are the same as R 10 in the general formula (2).
また、本発明のポリアミド酸においては、上記一般式(4)で表される繰り返し単位(C)及び上記一般式(5)で表される繰り返し単位(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有量がモル量を基準として5〜35モル%である。このような一般式(4)で表される繰り返し単位(C)の含有量が前記下限未満では、かかるポリアミド酸を用いてポリイミドを製造した際に、十分に高度な全光線透過率(好ましくは83.0%以上の全光線透過率)を有するものとすることが困難となる傾向にあるとともに、十分に低い線膨張係数(好ましくは−20ppm/K〜20ppm/Kの線膨張係数)を有するものとすることが困難となり、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とを高度な水準でバランスよく有するポリイミドを得ることができなくなる。他方、前記繰り返し単位(C)の含有量が前記上限を超えると、この場合にも、かかるポリアミド酸を用いてポリイミドを製造した際に、十分に低い線膨張係数(好ましくは−20ppm/K〜20ppm/Kの線膨張係数)を有するポリイミドを得ることができなくなり、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数といった特性を高度な水準でバランスよく有するポリイミドを製造することができなくなる。 Further, in the polyamic acid of the present invention, the repeating unit (C) with respect to the total amount of the repeating unit (C) represented by the general formula (4) and the repeating unit (D) represented by the general formula (5). Is 5 to 35 mol% based on the molar amount. When the content of the repeating unit (C) represented by the general formula (4) is less than the lower limit described above, a sufficiently high total light transmittance (preferably, the total light transmittance (preferably, when the polyimide is produced using the polyamic acid). It tends to be difficult to have a total light transmittance of 83.0% or more) and has a sufficiently low linear expansion coefficient (preferably a linear expansion coefficient of -20 ppm/K to 20 ppm/K). Therefore, it becomes difficult to obtain a polyimide having a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness index, and a sufficiently low linear expansion coefficient at a high level in a well-balanced manner. On the other hand, when the content of the repeating unit (C) exceeds the upper limit, also in this case, when a polyimide is produced using such a polyamic acid, a sufficiently low linear expansion coefficient (preferably −20 ppm/K to A polyimide having a linear expansion coefficient of 20 ppm/K) cannot be obtained, and a polyimide having characteristics such as sufficiently high total light transmittance, sufficiently low yellowness, and sufficiently low linear expansion coefficient at a high level in a well-balanced manner. Can no longer be manufactured.
さらに、本発明のポリアミド酸においては、かかるポリアミド酸を用いて、十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有するポリイミドを得るといった観点から、前記繰り返し単位(C)及び前記繰り返し単位(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有比率は5〜25モル%であることがより好ましく、10〜20モル%であることが更に好ましく、12.5〜17.5モル%であることが特に好ましい。 Furthermore, in the polyamic acid of the present invention, using the polyamic acid, from the viewpoint of obtaining a polyimide having a sufficiently low yellowness and a sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner, the repeating unit ( The content ratio of the repeating unit (C) to the total amount of C) and the repeating unit (D) is more preferably 5 to 25 mol%, further preferably 10 to 20 mol%, and 12.5 to Particularly preferably, it is 17.5 mol %.
また、本発明のポリアミド酸においては、本発明の効果を損なわない範囲において、他の繰り返し単位を含有していてもよい。このような他の繰り返し単位としては、特に制限されず、ポリアミド酸を構成することが可能な公知の繰り返し単位を適宜利用できる。また、本発明のポリアミド酸においては、他の繰り返し単位を含有する場合、一般式(4)で表される繰り返し単位(C)及び上記一般式(5)で表される繰り返し単位(D)の総量が、ポリアミド酸中の全繰り返し単位に対して50モル%以上(より好ましくは70モル%以上)となるように、繰り返し単位(C)及び(D)を含有していることが好ましい。更に、このようなポリアミド酸中の全繰り返し単位に対する前記繰り返し単位(C)及び前記繰り返し単位(D)の総量の含有割合としては、80〜100モル%であることがより好ましく、90〜100モル%であることが更に好ましい。このような繰り返し単位(C)及び(D)の総量の含有比率が前記下限未満では、十分に高度な全光線透過率と、十分に低い黄色度と、十分に低い線膨張係数とをバランスよく有するポリイミドを製造することが困難となる傾向にある。なお、かかるポリアミド酸を用いて、より効率よくポリイミドを形成するといった観点から、本発明のポリアミド酸が、実質的に繰り返し単位(C)及び(D)からなること(実質的に他の繰り返し単位を含まないものであること、より好ましくは前記繰り返し単位(C)及び(D)の総量が95モル%以上であること、更に好ましくは98モル%以上であること、特に好ましくは99モル%以上であること)が好ましい。 Further, the polyamic acid of the present invention may contain other repeating units as long as the effects of the present invention are not impaired. Such other repeating unit is not particularly limited, and a known repeating unit capable of forming a polyamic acid can be appropriately used. Further, in the polyamic acid of the present invention, in the case of containing another repeating unit, the repeating unit (C) represented by the general formula (4) and the repeating unit (D) represented by the general formula (5) are included. It is preferable that the repeating units (C) and (D) are contained so that the total amount becomes 50 mol% or more (more preferably 70 mol% or more) based on all the repeating units in the polyamic acid. Furthermore, the content ratio of the total amount of the repeating unit (C) and the repeating unit (D) to all the repeating units in such a polyamic acid is more preferably 80 to 100 mol %, and 90 to 100 mol %. % Is more preferable. When the content ratio of the total amount of the repeating units (C) and (D) is less than the lower limit, a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness, and a sufficiently low linear expansion coefficient are well balanced. It tends to be difficult to produce a polyimide that has this. From the viewpoint of more efficiently forming a polyimide using such a polyamic acid, the polyamic acid of the present invention is substantially composed of repeating units (C) and (D) (substantially another repeating unit. Is not included, more preferably the total amount of the repeating units (C) and (D) is 95 mol% or more, further preferably 98 mol% or more, particularly preferably 99 mol% or more. Is preferred).
また、このようなポリアミド酸としては、固有粘度[η]が0.05〜3.0dL/gであることが好ましく、0.1〜2.0dL/gであることがより好ましい。このような固有粘度[η]が0.05dL/gより小さいと、これを用いてフィルム状のポリイミドを製造した際に、得られるフィルムが脆くなる傾向にあり、他方、3.0dL/gを超えると、粘度が高すぎて加工性が低下し、例えばフィルムを製造した場合に均一なフィルムを得ることが困難となる。また、このような固有粘度[η]は、以下のようにして測定することができる。すなわち、先ず、溶媒としてテトラメチルウレア(TMU)を用い、そのテトラメチルウレア(TMU)中に前記ポリアミド酸を濃度が0.5g/dLとなるようにして溶解させて、測定試料(溶液)を得る。次に、前記測定試料を用いて、30℃の温度条件下において動粘度計を用いて、前記測定試料の粘度を測定し、求められた値を固有粘度[η]として採用する。なお、このような動粘度計としては、離合社製の自動粘度測定装置(商品名「VMC−252」)を用いる。 The polyamic acid preferably has an intrinsic viscosity [η] of 0.05 to 3.0 dL/g, more preferably 0.1 to 2.0 dL/g. When such an intrinsic viscosity [η] is less than 0.05 dL/g, when a film-shaped polyimide is produced using this, the obtained film tends to become brittle, while on the other hand, 3.0 dL/g When it exceeds the above range, the viscosity is too high and the processability is lowered, and it becomes difficult to obtain a uniform film, for example, when the film is produced. Moreover, such an intrinsic viscosity [η] can be measured as follows. That is, first, tetramethylurea (TMU) was used as a solvent, and the polyamic acid was dissolved in the tetramethylurea (TMU) at a concentration of 0.5 g/dL to give a measurement sample (solution). obtain. Next, the viscosity of the measurement sample is measured using a kinematic viscometer using the measurement sample under a temperature condition of 30° C., and the obtained value is adopted as the intrinsic viscosity [η]. As such a kinematic viscometer, an automatic viscosity measuring device (trade name "VMC-252") manufactured by Rikyu Co., Ltd. is used.
以下、このようなポリアミド酸を製造するために好適に利用することが可能な方法について説明する。 Hereinafter, a method that can be suitably used for producing such a polyamic acid will be described.
(ポリアミド酸を製造するために好適に利用可能な方法)
このようなポリアミド酸を製造するために好適に利用可能な方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、下記一般式(10):
(Preferably available method for producing polyamic acid)
The method that can be suitably used for producing such a polyamic acid is not particularly limited, and for example, the following general formula (10):
[式(10)中、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基及びフッ素原子よりなる群から選択される1種を示し、nは0〜12の整数を示す。]
で表される化合物(A)、及び、下記一般式(11):
[In the formula (10), R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, and n is 0. Indicates an integer of -12. ]
And a compound represented by the following general formula (11):
で表される化合物(B)を含有し、かつ、前記化合物(A)及び(B)の総量に対する前記化合物(A)の含有量が5〜35モル%であるテトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と、
下記一般式(12):
The tetracarboxylic dianhydride containing the compound (B) represented by the formula (A) and the content of the compound (A) with respect to the total amount of the compounds (A) and (B) is 5 to 35 mol% (compound (I)),
The following general formula (12):
[式(12)中、R10はフッ素含有置換基を有する炭素数6〜40のアリーレン基を示す。]
で表される化合物を含有するジアミン化合物(化合物(II))とを、有機溶媒の存在下において反応させることにより、
前記繰り返し単位(C)及び前記繰り返し単位(D)を含有し、かつ、前記繰り返し単位(C)及び(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有量が5〜35モル%であるポリアミド酸を得る方法を好適に利用することができる。なお、前記繰り返し単位(C)は前記化合物(A)と前記一般式(12)で表される化合物とに由来して形成され、前記繰り返し単位(D)は前記化合物(B)と前記一般式(12)で表される化合物とに由来して形成される。
[In formula (12), R< 10 > shows a C6-C40 arylene group which has a fluorine-containing substituent. ]
By reacting a diamine compound containing a compound represented by (compound (II)) in the presence of an organic solvent,
A polyamide containing the repeating unit (C) and the repeating unit (D), and the content of the repeating unit (C) is 5 to 35 mol% with respect to the total amount of the repeating units (C) and (D). A method of obtaining an acid can be suitably used. The repeating unit (C) is formed from the compound (A) and the compound represented by the general formula (12), and the repeating unit (D) is the compound (B) and the general formula. It is formed from the compound represented by (12).
このようなポリアミド酸の製造方法に用いる、一般式(10)で表される化合物(A)中のR1、R2、R3及びnは、上記一般式(1)中のR1、R2、R3及びnと同義である(その好適なものも上記一般式(1)中のR1、R2、R3及びnと同様である。)また、上記一般式(12)で表される化合物中のR10は上記一般式(1)及び(2)中のR10と同義である(その好適なものも上記一般式(1)及び(2)中のR10と同様である。)
このような一般式(10)で表される化合物(A)を製造する方法としては、特に制限されず、公知の方法(例えば国際公開第2011/099518号に記載されている方法等)を適宜利用することができる。
Used in the production method of such a polyamic acid, R 1, R 2, R 3 and n in the compound represented by the general formula (10) (A) is, R 1, R in the general formula (1) 2 , R 3 and n have the same meanings (the preferred ones are also the same as R 1 , R 2 , R 3 and n in the above general formula (1)) and are represented by the above general formula (12). the R 10 in the compound to be the same as R 10 in the same meaning as R 10 in the general formula (1) and (2) (the preferred ones also above general formula (1) and (2) .)
The method for producing the compound (A) represented by the general formula (10) is not particularly limited, and a known method (for example, the method described in International Publication No. 2011/099518) is appropriately used. Can be used.
また、上記一般式(11)で表される化合物(B)を製造するための方法としては、特に制限されず、公知の方法を適宜利用することができる。また、このような化合物(B)は、ピロメリット酸無水物(1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリット酸)であり、かかる化合物としては市販のものを適宜用いてもよい。 In addition, the method for producing the compound (B) represented by the general formula (11) is not particularly limited, and a known method can be appropriately used. Further, such a compound (B) is pyromellitic dianhydride (1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride), and as such a compound, a commercially available product is appropriately used. You may use.
さらに、前記一般式(12)で表される化合物を製造するための方法としては特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。また、このような一般式(12)で表される化合物としては市販のものを適宜用いてもよい。 Furthermore, the method for producing the compound represented by the general formula (12) is not particularly limited, and a known method can be adopted as appropriate. Further, as the compound represented by the general formula (12), a commercially available compound may be appropriately used.
また、前記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))は、該化合物(I)中の前記化合物(A)及び(B)の総量に対する前記化合物(A)の含有量が5〜35モル%のものを利用すること必要がある。このような化合物(A)の含有量が前記下限未満の場合、及び、前記上限を超える場合には、前記繰り返し単位(C)及び(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有量を所望の範囲(5〜35モル%の範囲)とすることができなくなる。また、上記化合物(I)においては、同様の観点から、上記化合物(A)及び(B)の総量に対する前記化合物(A)の含有比率は5〜25モル%であることがより好ましく、10〜20モル%であることが更に好ましく、12.5〜17.5モル%であることが特に好ましい。 Further, the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) is such that the content of the compound (A) is 5 to 35 mol% with respect to the total amount of the compounds (A) and (B) in the compound (I). It is necessary to use the one. When the content of the compound (A) is less than the lower limit and exceeds the upper limit, the content of the repeating unit (C) relative to the total amount of the repeating units (C) and (D) is The desired range (range of 5 to 35 mol %) cannot be achieved. In addition, in the compound (I), from the same viewpoint, the content ratio of the compound (A) to the total amount of the compounds (A) and (B) is more preferably 5 to 25 mol %, 20 mol% is more preferable, and 12.5 to 17.5 mol% is particularly preferable.
また、前記化合物(I)としては、本発明のポリアミド酸に他の繰り返し単位を含有させるために、化合物(A)及び(B)以外の他のテトラカルボン酸二無水物を混合して利用してもよい。なお、このような化合物(A)及び(B)以外の他のテトラカルボン酸二無水物としては、ポリイミドの製造に利用することが可能な公知の他のテトラカルボン酸二無水物を適宜利用することができる。この場合においては、化合物(A)及び(B)以外の他のテトラカルボン酸二無水物の使用量は、得られるポリアミド酸における繰り返し単位(C)及び(D)の含有量が所望の範囲(上述の好適な含有量の範囲等)となるように、適宜調整すればよい。なお、前記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))としては、十分な水準の耐熱性を有するものとしつつ、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく発現させるといった観点から、化合物(I)が実質的に前記化合物(A)及び(B)からなるものであること(化合物(I)が実質的に化合物(A)及び(B)以外の他のテトラカルボン酸二無水物を含まないものであること、化合物(I)において、より好ましく前記化合物(A)及び(B)の総量が95モル%以上であること、更に好ましくは98モル%以上であること、特に好ましくは99モル%以上であること、最も好ましくは100モル%であること)が好ましい。 As the compound (I), a tetracarboxylic dianhydride other than the compounds (A) and (B) is mixed and used in order to contain the other repeating unit in the polyamic acid of the present invention. May be. As the tetracarboxylic acid dianhydride other than the compounds (A) and (B), other known tetracarboxylic acid dianhydrides that can be used in the production of polyimide are appropriately used. be able to. In this case, the amount of the tetracarboxylic dianhydride other than the compounds (A) and (B) used is such that the content of the repeating units (C) and (D) in the resulting polyamic acid is within the desired range ( It may be appropriately adjusted so that the above-mentioned preferable content range and the like). The tetracarboxylic acid dianhydride (compound (I)) has a sufficiently high level of heat resistance, a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness and a sufficiently low linear expansion. From the viewpoint of expressing the coefficient and the coefficient at a higher level in a well-balanced manner, the compound (I) substantially consists of the compounds (A) and (B) (the compound (I) is substantially a compound ( It does not contain any other tetracarboxylic acid dianhydride other than A) and (B), and in the compound (I), the total amount of the compounds (A) and (B) is more preferably 95 mol% or more. %, more preferably 98 mol% or more, particularly preferably 99 mol% or more, and most preferably 100 mol%).
さらに、前記化合物(II)としては、本発明のポリアミド酸に他の繰り返し単位を含有させるために、前記一般式(12)で表される化合物以外の他のジアミン化合物(他の芳香族ジアミン及び脂環式ジアミン等)を適宜含有させることが可能である。このような他のジアミン化合物としては、ポリイミドの製造に利用することが可能な公知の他のジアミン化合物を適宜利用することができる。このような他のジアミン化合物としては、例えば、両末端アミノ変性シロキサンなどを好適に使用可能である。そのような両末端アミノ変性シロキサンの具体例としては、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、信越化学工業株式会社製アミノ変性シリコーンオイル(例えば、PAM−E、KF−8010、X−22−161A、X−22−161B、KF−8012、KF−8008、X−22−1660B−3、X−22−9409等)、Gelest社製ジメチルシロキサン型ジアミン(例えば、DMS−A11、DMS−A12、DMS−A15、DMS−A21、DMS−A31、DMS−A32、、DMS−A32R、DMS−A35等)等を挙げることができる。なお、このような化合物(II)における前記一般式(12)で表される化合物以外の他のジアミン化合物の使用量は、得られるポリアミド酸における繰り返し単位(C)及び(D)の含有量が所望の範囲(上述の好適な含有量の範囲等)となるように、適宜調整する必要がある。なお、ジアミン化合物(化合物(II))としては、十分な水準の耐熱性を有するものとしつつ、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく発現させるといった観点から、化合物(II)が実質的に前記一般式(12)で表される化合物からなるものであること(化合物(II)が実質的に他のジアミン化合物を含まないものであること、化合物(II)において、より好ましくは前記一般式(12)で表される化合物の総量が95モル%以上であること、更に好ましくは98モル%以上であること、特に好ましくは99モル%以上であること、最も好ましくは100モル%であること)が好ましい。 Further, as the compound (II), in order to allow the polyamic acid of the present invention to contain another repeating unit, a diamine compound other than the compound represented by the general formula (12) (other aromatic diamine and It is possible to appropriately contain alicyclic diamine and the like). As such other diamine compound, other known diamine compounds that can be used in the production of polyimide can be appropriately used. As such other diamine compound, for example, amino-modified siloxane with both terminals can be preferably used. Specific examples of the amino-modified siloxane having both terminals are 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, amino-modified silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (for example, PAM-E, KF-8010). , X-22-161A, X-22-161B, KF-8012, KF-8008, X-22-1660B-3, X-22-9409 and the like), Gelest dimethylsiloxane type diamine (for example, DMS-A11). , DMS-A12, DMS-A15, DMS-A21, DMS-A31, DMS-A32, DMS-A32R, DMS-A35) and the like. The amount of the diamine compound other than the compound represented by the general formula (12) in the compound (II) is such that the content of the repeating units (C) and (D) in the obtained polyamic acid is It is necessary to appropriately adjust the content to be within a desired range (such as the above-mentioned range of suitable content). As the diamine compound (compound (II)), while having a sufficient level of heat resistance, it has a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness index, and a sufficiently low linear expansion coefficient. From the viewpoint of achieving balanced expression at various levels, the compound (II) is substantially composed of the compound represented by the general formula (12) (the compound (II) is substantially different from other diamine compounds). It is not contained, more preferably, in the compound (II), the total amount of the compounds represented by the general formula (12) is 95 mol% or more, further preferably 98 mol% or more, It is preferably 99 mol% or more, and most preferably 100 mol%).
また、前記有機溶媒としては、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))の両者を溶解することが可能な有機溶媒であることが好ましい。このような有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、テトラメチル尿素(テトラメチルウレア(TMU))、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、ピリジンなどの非プロトン系極性溶媒;m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒;テトラハイドロフラン、ジオキサン、セロソルブ、グライムなどのエーテル系溶媒;シクロペンタノン、シクロヘキサノンやシクロヘプタノンなどのケトン系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒;などが挙げられる。このような有機溶媒は、1種を単独であるいは2種以上を混合して使用してもよい。 The organic solvent is preferably an organic solvent capable of dissolving both the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) and the diamine compound (compound (II)). Examples of such an organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, propylene carbonate, ethylene carbonate, tetramethylurea (tetramethylurea). Aprotic polar solvents such as methylurea (TMU), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexamethylphosphoric triamide, pyridine; phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol, halogenated phenol Solvents; ether-based solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, cellosolve and glyme; ketone-based solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone and cycloheptanone; aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene. Such organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
また、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))との使用割合は、上記ジアミン化合物(化合物(II))が有するアミノ基1当量に対して、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))中の酸無水物基を0.2〜2当量とすることが好ましく、0.8〜1.2当量とすることがより好ましい。このような使用割合が前記下限未満では重合反応が効率よく進行せず、高分子量のポリアミド酸が得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると前記と同様に高分子量のポリアミド酸が得られない傾向にある。 The ratio of the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) to the diamine compound (compound (II)) used is 1 equivalent of the amino group contained in the diamine compound (compound (II)). The acid anhydride group in the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) is preferably 0.2 to 2 equivalents, more preferably 0.8 to 1.2 equivalents. If the use ratio is less than the lower limit, the polymerization reaction does not proceed efficiently, and a high molecular weight polyamic acid tends to be unobtainable. On the other hand, if the use ratio exceeds the upper limit, a high molecular weight polyamic acid is obtained in the same manner as described above. There is a tendency not to be.
さらに、前記有機溶媒の使用量としては、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))の総量が、反応溶液の全量に対して1〜50質量%(より好ましくは10〜30質量%)になるような量であることが好ましい。このような有機溶媒の使用量が前記下限未満では効率よくポリアミド酸を得ることができなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると高粘度化により攪拌が困難となる傾向にある。 Further, as the amount of the organic solvent used, the total amount of the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) and the diamine compound (compound (II)) is 1 to 50% by mass with respect to the total amount of the reaction solution. The amount is preferably (more preferably 10 to 30% by mass). If the amount of the organic solvent used is less than the lower limit, it is difficult to efficiently obtain the polyamic acid. On the other hand, if the amount exceeds the upper limit, the viscosity tends to be high and stirring tends to be difficult.
また、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))とを反応させる際に、反応速度向上と高重合度のポリアミド酸を得るという観点から、前記有機溶媒中に塩基性化合物を更に添加してもよい。このような塩基性化合物としては特に制限されないが、例えば、トリエチルアミン、テトラブチルアミン、テトラヘキシルアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−ウンデセン−7、ピリジン、イソキノリン、α−ピコリン等が挙げられる。また、このような塩基性化合物の使用量は、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))1当量に対して、0.001〜10当量とすることが好ましく、0.01〜0.1当量とすることがより好ましい。このような塩基化合物の使用量が前記下限未満では添加効果が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、着色等の原因になる傾向にある。 Further, when the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) is reacted with the diamine compound (compound (II)), the organic compound is used in order to improve the reaction rate and obtain a polyamic acid having a high degree of polymerization. You may add a basic compound further in a solvent. The basic compound is not particularly limited, but examples thereof include triethylamine, tetrabutylamine, tetrahexylamine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]-undecene-7, pyridine, isoquinoline, and α-picoline. Can be mentioned. Further, the amount of such a basic compound used is preferably 0.001 to 10 equivalents, and 0.01 to 0.1 equivalent to 1 equivalent of the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)). More preferably, it is 1 equivalent. If the amount of such a basic compound used is less than the lower limit, the effect of addition tends to decrease, while if it exceeds the upper limit, coloring or the like tends to occur.
また、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))とを反応させる際の反応温度は、これらの化合物を反応させることが可能な温度に適宜調整すればよく、特に制限されないが、−20℃〜200℃とすることが好ましい。また、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))とを反応させる方法としては、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の重合反応を行うことが可能な公知の方法を適宜利用でき、特に制限されず、例えば、大気圧中、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性雰囲気下において、ジアミン化合物を溶媒に溶解させた後、前記反応温度において上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))を添加し、その後、10〜48時間反応させる方法を適宜採用してもよい。このような反応温度や反応時間が前記下限未満では十分に反応させることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると重合物を劣化させる物質(酸素等)の混入確率が高まり分子量が低下する傾向にある。 The reaction temperature for reacting the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) with the diamine compound (compound (II)) may be adjusted appropriately to a temperature at which these compounds can react. The temperature is not particularly limited, but is preferably −20° C. to 200° C. As a method for reacting the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) with the diamine compound (compound (II)), a polymerization reaction of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound can be performed. Any known method can be used as appropriate and is not particularly limited. For example, under atmospheric pressure, under an inert atmosphere such as nitrogen, helium, or argon, the diamine compound is dissolved in a solvent, and then the tetracarboxylic acid is reacted at the reaction temperature. A method of adding an acid dianhydride (compound (I)) and then reacting for 10 to 48 hours may be appropriately adopted. If the reaction temperature or reaction time is less than the lower limit, it tends to be difficult to react sufficiently, while if the reaction temperature or reaction time exceeds the upper limit, the probability of mixing of a substance (oxygen or the like) that deteriorates the polymer increases and the molecular weight increases. It tends to decrease.
このようにして、有機溶媒の存在下、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))とを反応させることにより、上記本発明のポリアミド酸を得ることができる。このようにしてポリアミド酸を調製した後に、前記有機溶媒中から上記本発明のポリアミド酸を単離する場合、その単離方法は特に制限されず、ポリアミド酸を単離することが可能な公知の方法を適宜採用することができ、例えば、再沈殿物として単離する方法などを採用してもよい。 Thus, the polycarboxylic acid of the present invention is obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) with the diamine compound (compound (II)) in the presence of an organic solvent. You can When the polyamic acid of the present invention is isolated from the organic solvent after preparing the polyamic acid in this manner, the isolation method is not particularly limited, and the known polyamic acid can be isolated. A method can be adopted as appropriate, and for example, a method of isolating as a reprecipitate may be adopted.
[ポリアミド酸溶液]
本発明のポリアミド酸溶液は、上記本発明のポリアミド酸と有機溶媒とを含むことを特徴とするものである。このようなポリアミド酸溶液に用いる有機溶媒としては、上述のポリアミド酸を製造するために好適に利用可能な方法に用いる有機溶媒と同様のものを好適に利用することができる。そのため、本発明のポリアミド酸溶液は、上述のポリアミド酸を製造するために好適に利用可能な方法を実施して、反応後に得られた反応液をそのままポリアミド酸溶液とすることで調製してもよい。すなわち、本発明のポリアミド酸溶液は、前記有機溶媒の存在下、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と、上記ジアミン化合物(化合物(II))とを反応させて、ポリアミド酸を調製し、前記ポリアミド酸と前記有機溶媒とを含有する溶液を得ることにより製造してもよい。
[Polyamic acid solution]
The polyamic acid solution of the present invention is characterized by containing the polyamic acid of the present invention and an organic solvent. As the organic solvent used in such a polyamic acid solution, the same organic solvent as that used in the above-mentioned method that can be preferably used for producing the polyamic acid can be preferably used. Therefore, the polyamic acid solution of the present invention may be prepared by carrying out a method that can be suitably used for producing the polyamic acid described above, and using the reaction solution obtained after the reaction as it is as the polyamic acid solution. Good. That is, the polyamic acid solution of the present invention reacts the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) with the diamine compound (compound (II)) in the presence of the organic solvent to form a polyamic acid. It may be produced by preparing and obtaining a solution containing the polyamic acid and the organic solvent.
このようなポリアミド酸溶液における前記ポリアミド酸の含有量は特に制限されないが、1〜50質量%であることが好ましく、10〜30質量%であることがより好ましい。このような含有量が前記下限未満ではポリアミド酸の分子量が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えるとポリイミドの製造が困難となる傾向にある。なお、このようなポリアミド酸溶液は、上記本発明のポリイミドの製造に好適に利用することができる。 The content of the polyamic acid in such a polyamic acid solution is not particularly limited, but is preferably 1 to 50% by mass, and more preferably 10 to 30% by mass. If the content is less than the lower limit, the molecular weight of the polyamic acid tends to decrease, while if it exceeds the upper limit, the production of polyimide tends to be difficult. In addition, such a polyamic acid solution can be suitably used for the production of the polyimide of the present invention.
なお、このようなポリアミド酸溶液は、それをポリイミドの製造に利用する場合、ポリイミドの調製に利用することが可能な各種添加剤(高分子量化やイミド化の促進剤、劣化防止剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、改質剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、造核剤、安定剤、密着向上剤、滑剤、離型剤、染料、発泡剤、消泡剤、表面改質剤、ハードコート剤、レべリング剤、界面活性剤、充填剤(ガラス繊維、フィラー、タルク、マイカ、シリカ等)等)を適宜添加して利用してもよい。また、このような添加剤を用いる場合に関して、ポリアミド酸溶液中の添加剤の含有量は特に制限されないが、0.0001〜80質量%(より好ましくは0.1〜50質量%)程度とすることが好ましい。 When such a polyamic acid solution is used for the production of polyimide, various additives (promoters for high molecular weight and imidization, deterioration inhibitors, antioxidants, etc.) that can be used for the preparation of polyimide are used. Agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, modifiers, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, nucleating agents, stabilizers, adhesion improvers, lubricants, mold release agents, dyes, foaming agents, defoamers, A surface modifier, a hard coat agent, a leveling agent, a surfactant, a filler (glass fiber, filler, talc, mica, silica, etc.) may be appropriately added and used. Further, in the case of using such an additive, the content of the additive in the polyamic acid solution is not particularly limited, but is set to about 0.0001 to 80 mass% (more preferably 0.1 to 50 mass%). Preferably.
(ポリイミドを製造するために好適に利用可能な方法)
本発明のポリイミドを製造するために好適に利用可能な方法としては、特に制限されないが、上記本発明のポリアミド酸をイミド化することにより、
前記繰り返し単位(A)と前記繰り返し単位(B)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量が5〜35モル%であるポリイミドを得る方法を好適に利用することが可能である。なお、前記繰り返し単位(A)は前記繰り返し単位(C)に由来して形成され、前記繰り返し単位(B)は前記繰り返し単位(D)に由来して形成されるものである。
(Preferably available method for producing polyimide)
Suitable methods for producing the polyimide of the present invention are not particularly limited, but by imidizing the polyamic acid of the present invention,
It contains the repeating unit (A) and the repeating unit (B), and the content of the repeating unit (A) is 5 to 35 mol% with respect to the total amount of the repeating units (A) and (B). It is possible to preferably use the method of obtaining a polyimide. The repeating unit (A) is formed from the repeating unit (C), and the repeating unit (B) is formed from the repeating unit (D).
このようなポリアミド酸のイミド化の方法は、ポリアミド酸をイミド化し得る方法であればよく、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、上記本発明のポリアミド酸を60〜450℃(より好ましくは80〜400℃)の温度条件で加熱処理を施すことによりイミド化する方法や、いわゆる「イミド化剤」を用いてイミド化する方法を採用することが好ましい。 Such a method for imidizing a polyamic acid is not particularly limited as long as it can imidize a polyamic acid, and a known method can be appropriately adopted. It is preferable to employ a method of imidizing by heating under a temperature condition of ~450°C (more preferably 80 to 400°C), or a method of imidizing using a so-called "imidizing agent".
このような加熱処理を施すことによりイミド化する方法を採用する場合において、前記加熱温度が60℃未満では反応の進行が遅れる傾向にあり、他方、前記上限を超えると着色したり、熱分解による分子量低下などが起きたりする傾向にある。また、加熱処理を施すことによりイミド化する方法を採用する場合の反応時間(加熱時間)は0.5〜5時間とすることが好ましい。このような反応時間が前記下限未満では十分にイミド化することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると着色したり、熱分解による分子量低下などが起きる傾向にある。なお、上記本発明のポリアミド酸は、大気中のような酸素を含有する条件下において加熱してイミド化した場合においても、十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをバランスよく有するポリイミドを製造することが可能なものであるため、加熱する際の雰囲気条件は特に制限されず、不活性ガス中であっても大気中であってもよい。また、大気中において、加熱して製造する場合には、より簡便な設備等においてポリイミドを製造できるばかりか、雰囲気ガスを制御することなくポリイミドを製造することができるため、最終製品の製造効率をより向上させることも可能となる。また、加熱してイミド化する場合においては、高分子量化やイミド化を促進させるために、いわゆる促進剤(添加剤)を利用してもよい。このような促進剤としては、公知の反応促進剤(例えば、イミダゾール系化合物、ピリジン系化合物、トリエチルアミン等の3級アミン系化合物、アミノ酸系化合物等)を適宜利用してもよい。このような促進剤の使用量としては、特に制限されず、例えば、ポリアミド酸溶液中の固形分(ポリアミド酸)100質量部に対して1〜60質量部であり、好ましくは5〜50質量部である。 In the case of adopting a method of imidization by applying such a heat treatment, if the heating temperature is lower than 60° C., the progress of the reaction tends to be delayed, while if it exceeds the upper limit, coloring or thermal decomposition occurs. The molecular weight tends to decrease. Further, the reaction time (heating time) in the case of adopting the method of imidizing by applying heat treatment is preferably 0.5 to 5 hours. If the reaction time is less than the lower limit, it tends to be difficult to sufficiently imidize, while if the reaction time exceeds the upper limit, coloring or a decrease in molecular weight due to thermal decomposition tends to occur. The polyamic acid of the present invention is a polyimide having a well-balanced low yellowness and a sufficiently low linear expansion coefficient even when it is imidized by heating under conditions containing oxygen such as in the atmosphere. Since it can be produced, the atmospheric conditions for heating are not particularly limited, and may be in an inert gas or in the air. Further, in the atmosphere, when it is produced by heating, not only the polyimide can be produced in a simpler facility, but also the polyimide can be produced without controlling the atmospheric gas, so that the production efficiency of the final product is improved. It is possible to further improve. Further, in the case of heating for imidization, a so-called accelerator (additive) may be used in order to accelerate the high molecular weight and the imidization. As such an accelerator, a known reaction accelerator (eg, imidazole compound, pyridine compound, tertiary amine compound such as triethylamine, amino acid compound, etc.) may be appropriately used. The amount of such an accelerator used is not particularly limited and is, for example, 1 to 60 parts by mass, preferably 5 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the solid content (polyamic acid) in the polyamic acid solution. Is.
また、いわゆる「イミド化剤」を利用してポリアミド酸をイミド化する方法を採用する場合、イミド化剤の存在下、溶媒中で上記本発明のポリアミド酸をイミド化することが好ましい。このような溶媒としては上記本発明のポリイミド酸の製造方法に用いる有機溶媒と同様のものを好適に用いることができる。 When a method of imidizing a polyamic acid using a so-called “imidizing agent” is adopted, it is preferable to imidize the polyamic acid of the present invention in a solvent in the presence of the imidizing agent. As such a solvent, those similar to the organic solvent used in the method for producing a polyamic acid of the present invention can be preferably used.
このようなイミド化剤としては、公知のイミド化剤を適宜利用することができ、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物、ピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミン、N−メチルピペリジンなどの3級アミンなどを挙げることができる。また、イミド化剤を添加してイミド化する場合におけるイミド化の際の反応温度は、0〜200℃であることが好ましく、30〜150℃であることがより好ましい。また、反応時間は0.1〜48時間とすることが好ましい。このような反応温度や時間が前記下限未満では十分にイミド化することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると重合物を劣化させる物質(酸素等)の混入確率が高まり分子量が低下したり色相が悪化したりする傾向にある。また、このようなイミド化剤の使用量としては、特に制限されず、ポリアミド酸中の上記一般式(5)で表される繰り返し単位1モルに対して数ミリモル〜数モル(好ましくは0.01〜4.0モル程度)とすればよい。 As such an imidizing agent, a known imidizing agent can be appropriately used, and examples thereof include acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride, pyridine, collidine, lutidine, triethylamine, and N. Examples thereof include tertiary amines such as -methylpiperidine. Moreover, the reaction temperature at the time of imidation in the case of adding an imidizing agent and imidizing is preferably 0 to 200° C., and more preferably 30 to 150° C. The reaction time is preferably 0.1 to 48 hours. If the reaction temperature or time is less than the lower limit, it tends to be difficult to sufficiently imidize, while if the upper limit is exceeded, the probability of incorporation of a substance (such as oxygen) that deteriorates the polymer increases and the molecular weight increases. It tends to decrease or the hue deteriorates. The amount of such an imidizing agent used is not particularly limited, and is from a few millimoles to a few mols (preferably 0.1% to 1 mol of the repeating unit represented by the general formula (5) in the polyamic acid. It may be about 01 to 4.0 mol).
また、本発明のポリイミドを製造するために好適に利用可能な方法としては、上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と、上記ジアミン化合物(化合物(II))とを有機溶媒の存在下において反応させることにより、前記繰り返し単位(C)及び前記繰り返し単位(D)を含有し、かつ、前記繰り返し単位(C)及び(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有量が5〜35モル%であるポリアミド酸(上記本発明のポリアミド酸)を得る工程(I)と;
前記ポリアミド酸をイミド化することにより、前記繰り返し単位(A)と前記繰り返し単位(B)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量が5〜35モル%であるポリイミド(上記本発明のポリイミド)を得る工程(II)と;
を含む方法であることが好ましい。このように、本発明のポリイミドを製造する方法として工程(I)及び工程(II)を含む方法を採用した場合には、一連の工程でポリイミドを製造することが可能である。
Further, as a method that can be suitably used for producing the polyimide of the present invention, the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) and the diamine compound (compound (II)) are present in the presence of an organic solvent. By reacting below, the repeating unit (C) and the repeating unit (D) are contained, and the content of the repeating unit (C) is 5 relative to the total amount of the repeating units (C) and (D). A step (I) of obtaining a polyamic acid (polyamide acid of the present invention) of about 35 mol%;
By imidizing the polyamic acid, the repeating unit (A) and the repeating unit (B) are contained, and the repeating unit (A) is contained in the total amount of the repeating units (A) and (B). A step (II) of obtaining a polyimide having a content of 5 to 35 mol% (the above-mentioned polyimide of the present invention);
It is preferable that the method includes Thus, when the method including the step (I) and the step (II) is adopted as the method for producing the polyimide of the present invention, the polyimide can be produced by a series of steps.
なお、このような工程(I)及び工程(II)を含む方法を利用する場合であって、前記イミド化に際して、加熱処理を施すことによりイミド化する方法を採用する場合には、前記工程(I)を実施した後に、上記本発明のポリアミド酸を単離することなく、有機溶媒中において上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))とを反応させて得られた反応液(上記本発明のポリアミド酸を含有する反応液)を、そのまま用いるかあるいは前記促進剤を添加して用い、その反応液に対して溶媒を蒸発除去する処理(溶媒除去処理)を施して溶媒を除去した後、前記加熱処理を施すことによりイミド化する方法を採用してもよい。このような溶媒を蒸発除去する処理を施すことにより、上記本発明のポリアミド酸を、フィルム状などの形態にして単離し、その後、加熱処理を施すこと等が可能となる。このような溶媒を蒸発除去する処理の方法における温度条件としては0〜180℃であることが好ましく、30〜150℃であることがより好ましい。このような溶媒を蒸発除去する処理における温度条件が前記下限未満では溶媒を十分に蒸発させて除去することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると溶媒が沸騰し気泡やボイドを含むフィルムになる傾向にある。この場合において、例えばフィルム状のポリイミドを製造する場合においては、得られた反応液をそのまま基材(例えばガラス板)上に塗布し、前記溶媒を蒸発除去する処理及び加熱処理を施せばよく、簡便な方法でフィルム状のポリイミドを製造することが可能となる。なお、このような反応液の塗布方法としては特に制限されず、公知の方法(キャスト法など)を適宜採用することができる。また、前記反応液から上記本発明のポリアミド酸を単離して利用する場合、その単離方法としては特に制限されず、ポリアミド酸を単離することが可能な公知の方法を適宜採用することができ、例えば、再沈殿物として単離する方法などを採用してもよい。 In the case of utilizing the method including the step (I) and the step (II) and adopting the method of imidizing by applying heat treatment in the imidization, the step (I) After carrying out I), the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) and the diamine compound (compound (II)) are reacted in an organic solvent without isolating the polyamic acid of the present invention. The reaction solution thus obtained (the reaction solution containing the polyamic acid of the present invention) is used as it is or with the addition of the promoter, and the solvent is removed from the reaction solution by evaporation (solvent removal). It is also possible to employ a method in which the solvent is removed by performing a treatment) and then the above-mentioned heat treatment is performed to perform imidization. By performing such a treatment for removing the solvent by evaporation, the polyamic acid of the present invention can be isolated in the form of a film or the like, and then subjected to heat treatment or the like. The temperature condition in the method of the treatment for removing the solvent by evaporation is preferably 0 to 180°C, more preferably 30 to 150°C. If the temperature condition in the process of evaporating and removing such a solvent is less than the lower limit, it tends to be difficult to sufficiently evaporate and remove the solvent, while if the temperature exceeds the upper limit, the solvent boils to form bubbles or voids. It tends to be a film containing. In this case, for example, in the case of producing a film-shaped polyimide, the reaction solution obtained may be applied as it is on a substrate (for example, a glass plate), and the treatment for removing the solvent by evaporation and the heat treatment may be performed. It becomes possible to manufacture a film-shaped polyimide by a simple method. The method of applying such a reaction solution is not particularly limited, and a known method (casting method or the like) can be appropriately adopted. When the polyamic acid of the present invention is isolated from the reaction solution and used, the isolation method is not particularly limited, and a known method capable of isolating the polyamic acid may be appropriately adopted. However, for example, a method of isolating as a reprecipitate may be adopted.
また、工程(I)及び工程(II)を含む方法を利用する場合であって、「イミド化剤」を利用してイミド化する方法を採用する場合、より効率よくフィルム状のポリイミドを形成するといった観点からは、有機溶媒中において上記テトラカルボン酸二無水物(化合物(I))と上記ジアミン化合物(化合物(II))とを反応させて得られた反応液をそのまま用い(工程(I)を実施した後に前記反応液から上記本発明のポリアミド酸を単離することなく、前記反応液をそのまま用い)、前記反応液にイミド化剤を添加してイミド化が十分に進行しないうちに、前記反応液をガラス等の基板に塗布し、基板上でイミド化を実施する方法を好適に採用することができる。 Further, in the case of utilizing the method including the step (I) and the step (II) and adopting the method of imidizing using the “imidizing agent”, the film-shaped polyimide is formed more efficiently. From such a viewpoint, the reaction solution obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride (compound (I)) with the diamine compound (compound (II)) in an organic solvent is used as it is (step (I) Without isolating the polyamic acid of the present invention from the reaction solution after carrying out the above), the reaction solution is used as it is), before imidization does not proceed sufficiently by adding an imidizing agent to the reaction solution, A method in which the reaction solution is applied to a substrate such as glass and imidization is carried out on the substrate can be suitably adopted.
[ポリイミドフィルム]
本発明のポリイミドフィルムは、上記本発明のポリイミドからなることを特徴とするものである。
[Polyimide film]
The polyimide film of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned polyimide of the present invention.
このようなポリイミドフィルムの形態は、フィルム状であればよく、特に制限されず、各種形状(円盤状、円筒状(フィルムを筒状に加工したもの)等)に適宜設計することができる。 The form of such a polyimide film is not particularly limited as long as it is a film shape, and can be appropriately designed into various shapes (disc shape, cylinder shape (those obtained by processing the film into a cylinder shape), etc.).
さらに、本発明のポリイミドフィルムの厚みは特に制限されないが、1〜500μmであることが好ましく、10〜200μmであることがより好ましい。このような厚みが前記下限未満では強度が低下し取扱いが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、複数回の塗工が必要となる場合が生じたり、加工が複雑化する場合が生じる傾向にある。 Furthermore, the thickness of the polyimide film of the present invention is not particularly limited, but it is preferably 1 to 500 μm, and more preferably 10 to 200 μm. When such a thickness is less than the lower limit, the strength tends to be low and handling becomes difficult. On the other hand, when the thickness exceeds the upper limit, coating may be required more than once or the processing becomes complicated. Tends to occur.
このようなポリイミドフィルムは、上述のポリイミドを製造するために好適に利用可能な方法として説明した方法を採用しつつ、得られるポリイミドの形態が所望の形状(フィルム状)となるように塗工方法等を適宜調整することで製造することが可能である。 Such a polyimide film, while adopting the method described as a method that can be suitably used for producing the above-mentioned polyimide, a coating method so that the form of the obtained polyimide is a desired shape (film shape) It is possible to manufacture by appropriately adjusting the above.
以上、本発明のポリイミド、ポリアミド酸、ポリアミド酸溶液、及び、ポリイミドフィルムについて説明したが、このような本発明のポリイミド及びポリイミドフィルムは、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とを高度な水準でバランスよく有するものとなることから、金属基板等に積層した場合においても熱によりフィルムの剥がれ等が生じることを十分に抑制できるとともに十分な視認性を併せ持つことから、各種用途、例えば、フレキシブル配線基板用フィルム、耐熱絶縁テープ、電線エナメル、半導体の保護コーティング剤、液晶配向膜、有機EL用透明導電性フィルム、ディスプレイの基板材料(TFT基板、透明電極基板(例えば、有機EL用透明電極基板、電子ペーパーの透明電極基板等)等のディスプレイ用基板)、太陽電池用透明電極基板、有機EL照明用フィルム、フレキシブル基板フィルム、フレキシブル有機EL用基板フィルム、フレキシブル透明導電性フィルム、有機薄膜型太陽電池用透明導電性フィルム、色素増感型太陽電池用透明導電性フィルム、フレキシブルガスバリアフィルム、タッチパネル用の基板材料(タッチパネル用フィルム等)、フレキシブルディスプレイ用フロントフィルム、フレキシブルディスプレイ用バックフィルム、複写機用シームレスポリイミドベルト(いわゆる転写ベルト)、層間絶縁膜、センサー基板等の材料として特に有用である。更に、本発明のポリイミドは、その線膨張係数に由来して、上述のような用途の中でも、ディスプレイの基板材料(TFT基板、透明電極基板等のディスプレイ用基板)やタッチパネル用の基板材料(タッチパネル用フィルム等)等の用途に用いた場合に、最終製品(例えば有機EL素子等)の歩留まりをより改善することが可能である。 The polyimide, polyamic acid, polyamic acid solution, and polyimide film of the present invention have been described above, but the polyimide and polyimide film of the present invention as described above have a sufficiently high total light transmittance and a sufficiently low yellowness. Since it has a sufficiently low linear expansion coefficient and a well-balanced level, it is possible to sufficiently prevent peeling of the film due to heat even when laminated on a metal substrate etc. and sufficient visibility. Since it has both, it can be used in various applications such as films for flexible wiring boards, heat-resistant insulating tapes, wire enamel, semiconductor protective coatings, liquid crystal alignment films, transparent conductive films for organic EL, display substrate materials (TFT substrates, transparent electrodes). Substrates (display substrates such as transparent electrode substrates for organic EL, transparent electrode substrates for electronic paper, etc.), transparent electrode substrates for solar cells, organic EL lighting films, flexible substrate films, flexible organic EL substrate films, Flexible transparent conductive film, transparent conductive film for organic thin film solar cell, transparent conductive film for dye-sensitized solar cell, flexible gas barrier film, substrate material for touch panel (film for touch panel etc.), front film for flexible display It is particularly useful as a material for a back film for flexible displays, a seamless polyimide belt for copying machines (so-called transfer belt), an interlayer insulating film, a sensor substrate, and the like. Further, the polyimide of the present invention is derived from its linear expansion coefficient, and among the above-mentioned applications, the substrate material of a display (a display substrate such as a TFT substrate or a transparent electrode substrate) or the substrate material for a touch panel (touch panel). It is possible to further improve the yield of the final product (for example, an organic EL element etc.) when it is used for applications such as a film for film).
また、このような本発明のポリイミドの特性から、例えば、マイクロエレクトロニクス(有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ、タッチパネル、フレキシブルディスプレイパネル、高輝度LEDウエハ、極薄シリコンウエハ、三次元半導体パッケージ、半導体用保護膜(バッファーコート)、層間絶縁膜、フォトレジスト、イメージセンサー用マイクロレンズ等)の製品に利用する基板の材料に本発明のポリイミドを用いた場合には、装置の大型化に対応可能であるばかりか、その線膨張係数に由来して、製造時の加熱工程での割れやカール等を十分に防止して最終製品の高い歩留まりを達成でき、更には、生産効率向上、処理能力向上に貢献できるため低コストで製品を製造することも可能となる。 Further, from the characteristics of the polyimide of the present invention, for example, microelectronics (organic EL display, liquid crystal display, touch panel, flexible display panel, high-brightness LED wafer, ultrathin silicon wafer, three-dimensional semiconductor package, semiconductor protective film). When the polyimide of the present invention is used as the material of the substrate used for products such as (buffer coat), interlayer insulating film, photoresist, microlens for image sensor, etc., not only can the device be enlarged. Due to its linear expansion coefficient, it is possible to sufficiently prevent cracks and curls in the heating process during manufacturing to achieve a high yield of the final product, and further contribute to improving production efficiency and processing capacity. It is also possible to manufacture products at low cost.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
先ず、各実施例、各比較例において得られたポリイミドフィルム等の特性の評価方法について説明する。 First, a method for evaluating the properties of the polyimide film and the like obtained in each of the examples and each of the comparative examples will be described.
<分子構造の同定>
各実施例及び各比較例で得られた化合物の分子構造の同定は、IR測定機(日本分光株式会社製、商品名:FT/IR−4100)を用いて、IR測定することにより行った。
<Identification of molecular structure>
Identification of the molecular structure of the compound obtained in each Example and each Comparative Example was carried out by IR measurement using an IR measuring device (manufactured by JASCO Corporation, trade name: FT/IR-4100).
<固有粘度[η]の測定>
各実施例及び各比較例において中間体として得られたポリアミド酸の固有粘度[η]の値(単位:dL/g)は、離合社製の自動粘度測定装置(商品名「VMC−252」)を用い、テトラメチルウレア(TMU)を溶媒とした濃度0.5g/dLの測定試料を用いて30℃の温度条件下において測定した。
<Measurement of intrinsic viscosity [η]>
The value (unit: dL/g) of the intrinsic viscosity [η] of the polyamic acid obtained as an intermediate in each of the examples and the comparative examples is an automatic viscosity measuring device (trade name “VMC-252”) manufactured by Sogosha Co., Ltd. Was measured under a temperature condition of 30° C. using a measurement sample having a concentration of 0.5 g/dL with tetramethylurea (TMU) as a solvent.
<ガラス転移温度(Tg)及び軟化温度の測定>
各実施例及び各比較例で得られたポリイミドのガラス転移温度(Tg)及び軟化温度の値(単位:℃)は、各実施例及び各比較例で製造したポリイミドからなるフィルムを用いて、縦5mm、横5mm、厚み0.013mm(13μm)の大きさの測定試料を準備し、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8311」を用いて、窒素雰囲気下、昇温速度5℃/分、30℃〜550℃の温度範囲(走査温度)の条件でフィルムに透明石英製ピン(先端の直径:0.5mm)を500mN圧で針入れすることにより測定した(いわゆるペネトレーション(針入れ)法による測定)。なお、軟化温度の測定に際しては、上記測定試料を利用する以外は、JIS K7196(1991年)に記載の方法に準拠して、測定データに基づいて軟化温度(軟化点)を計算した。
<Measurement of glass transition temperature (Tg) and softening temperature>
The glass transition temperature (Tg) and the softening temperature value (unit: ° C.) of the polyimide obtained in each Example and each Comparative Example were measured using the polyimide film produced in each Example and each Comparative Example. A measurement sample having a size of 5 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 0.013 mm (13 μm) was prepared, and a thermomechanical analyzer (trade name “TMA8311” manufactured by Rigaku Co., Ltd.) was used as a measuring device under a nitrogen atmosphere to raise the temperature. It was measured by inserting a transparent quartz pin (tip diameter: 0.5 mm) into the film at a pressure of 500 mN under the conditions of a temperature range (scanning temperature) of 5°C/min and 30°C to 550°C (so-called penetration ( In addition, when measuring the softening temperature, the softening temperature (softening temperature (softening temperature) is measured based on the measurement data according to the method described in JIS K7196 (1991) except that the above-mentioned measurement sample is used. Points) were calculated.
<5%重量減少温度(Td5%)の測定>
各実施例及び各比較例で得られたポリイミドの5%重量減少温度(Td5%)の値(単位:℃)は、各実施例及び各比較例で製造したポリイミドフィルムを用いて、熱重量分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の「TG/DTA220」)を使用して、走査温度を30℃〜550℃に設定して、窒素雰囲気下、窒素ガスを流しながら10℃/min.の条件で加熱して、用いた試料の重量が5%減少する温度を測定することにより求めた。
<Measurement of 5% weight loss temperature (Td5%)>
The value (unit: °C) of the 5% weight loss temperature (Td 5%) of the polyimide obtained in each Example and each Comparative Example was measured by thermogravimetric analysis using the polyimide film produced in each Example and each Comparative Example. Using a device (“TG/DTA220” manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.), the scanning temperature was set to 30° C. to 550° C., and the temperature was 10° C./min. It was obtained by measuring the temperature at which the weight of the sample used was reduced by 5% by heating under the conditions of.
<全光線透過率、ヘイズ(濁度)及び黄色度(YI)の測定>
各実施例及び各比較例で得られたポリイミドの全光線透過率の値(単位:%)、ヘイズ(濁度:HAZE)及び黄色度(YI)は、各実施例等で得られたフィルムをそのまま測定用の試料として用い、測定装置として日本電色工業株式会社製の商品名「ヘーズメーターNDH−5000」又は日本電色工業株式会社製の商品名「分光色彩計SD6000」を用いて、それぞれ測定を行うことにより求めた。なお、日本電色工業株式会社製の商品名「ヘーズメーターNDH−5000」で全光線透過率とヘイズを測定し、日本電色工業株式会社製の商品名「分光色彩計SD6000」で黄色度を測定した。また、全光線透過率は、JIS K7361−1(1997年発行)に準拠した測定を行うことにより求め、ヘイズ(濁度)は、JIS K7136(2000年発行)に準拠した測定を行うことにより求め、色度(YI)はASTM E313−05(2005年発行)に準拠した測定を行うことにより求めた。
<Measurement of total light transmittance, haze (turbidity) and yellowness (YI)>
The values of the total light transmittance (unit: %), haze (turbidity: Haze) and yellowness (YI) of the polyimides obtained in each example and each comparative example are the same as those obtained in each example. It is used as it is as a sample for measurement, and as a measuring device, a trade name “Hazemeter NDH-5000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. or a trade name “Spectrocolorimeter SD6000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. is used, respectively. It was determined by measuring. In addition, the total light transmittance and haze were measured with a trade name "Haze Meter NDH-5000" manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., and the yellowness was measured by a trade name "Spectrocolorimeter SD6000" manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. It was measured. Further, the total light transmittance is determined by performing a measurement according to JIS K7361-1 (issued in 1997), and the haze (turbidity) is determined by performing a measurement conforming to JIS K7136 (issued in 2000). , Chromaticity (YI) was determined by performing measurement according to ASTM E313-05 (published in 2005).
<線膨張係数(CTE)の測定>
線膨張係数は、各実施例及び各比較例で得られたポリイミド(フィルム形状のポリイミド)から縦:20mm、横:5mm、厚み:13μmの大きさのフィルムを形成した後に、そのフィルムを真空乾燥(120℃、1時間(Hr))し、窒素雰囲気下で200℃で1時間(Hr)熱処理して得られた試料(乾燥フィルム)をそれぞれ用い、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8310」)を利用して、窒素雰囲気下、引張りモード(49mN)、昇温速度5℃/分の条件を採用して、50℃〜200℃における前記試料の長さの変化を測定して、100℃〜200℃の温度範囲における1℃あたりの長さの変化の平均値を求めることにより測定した。
<Measurement of coefficient of linear expansion (CTE)>
The linear expansion coefficient was obtained by forming a film having a size of 20 mm in length, 5 mm in width, and 13 μm in thickness from the polyimide (polyimide in film form) obtained in each of Examples and Comparative Examples, and then vacuum drying the film. (120° C., 1 hour (Hr)), and heat-treated at 200° C. for 1 hour (Hr) in a nitrogen atmosphere. Samples (dry films) were used, respectively, and a thermomechanical analyzer (manufactured by Rigaku Corporation) was used as a measuring device. Trade name "TMA8310") under a nitrogen atmosphere in tension mode (49 mN) with a temperature rising rate of 5°C/min to change the length of the sample at 50°C to 200°C. It measured and measured by calculating|requiring the average value of the change of length per 1 degreeC in the temperature range of 100 degreeC-200 degreeC.
(実施例1)
<CpODAの準備工程>
国際公開第2011/099518号の合成例1、実施例1及び実施例2に記載された方法に準拠して、下記一般式(13):
(Example 1)
<Preparation process of CpODA>
Based on the methods described in Synthesis Example 1, Example 1 and Example 2 of WO 2011/099518, the following general formula (13):
で表される化合物(ノルボルナン−2−スピロ−α−シクロペンタノン−α’−スピロ−2’’−ノルボルナン−5,5’’,6,6’’−テトラカルボン酸二無水物:CpODA)を準備した。 A compound represented by (norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride: CpODA) Prepared.
<ポリアミド酸の調製工程>
先ず、30mlの三口フラスコをヒートガンで加熱して十分に乾燥させた。次に、十分に乾燥させた前記三口フラスコ内の雰囲気ガスを窒素で置換し、前記三口フラスコ内を窒素雰囲気とした。次いで、前記三口フラスコ内に、芳香族ジアミン(ジアミン化合物)として、下記一般式(14):
<Process for preparing polyamic acid>
First, a 30 ml three-necked flask was heated with a heat gun to be sufficiently dried. Next, the atmosphere gas in the sufficiently dried three-necked flask was replaced with nitrogen to create a nitrogen atmosphere in the three-necked flask. Then, in the three-necked flask, as the aromatic diamine (diamine compound), the following general formula (14):
で表される2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)4.8035g(15.00mmol:セイカ株式会社製)を添加した後、更に、テトラメチルウレア(TMU)を33.8g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%(質量%)となる量)添加して、撹拌することにより、前記テトラメチルウレア中に芳香族ジアミン(TFMB)を溶解させて溶解液を得た。 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) represented by 4.8035 g (15.00 mmol: manufactured by Seika Co., Ltd.) was further added, and then 33.8 g (tetramethylurea (TMU)) was added. An aromatic diamine (TFMB) was dissolved in the tetramethylurea by adding and stirring the polyamic acid in the reaction solution so that the polyamic acid concentration was 20 mass% (mass %).
次に、前記溶解液を含有する三口フラスコ内に、窒素雰囲気下、テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(無水ピロメリット酸:PMDA:東京化成工業株式会社製)2.7810g(12.75mmol)との混合物を添加し、窒素雰囲気下、室温(25℃)で12時間撹拌して反応液を得た。このようにして反応液中にポリアミド酸を形成した。 Next, in a three-necked flask containing the solution, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the above general formula (13) (CpODA) as tetracarboxylic dianhydride was added under nitrogen atmosphere. A mixture with 2.7810 g (12.75 mmol) of pyromellitic dianhydride (pyromellitic dianhydride: PMDA: manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) represented by the general formula (11) was added, and at room temperature ( It stirred at 25 degreeC for 12 hours, and obtained the reaction liquid. Thus, polyamic acid was formed in the reaction solution.
なお、かかる反応液(ポリアミド酸のテトラメチルウレア溶液:ポリアミド酸溶液)の一部を利用して、ポリアミド酸の濃度が0.5g/dLとなるテトラメチルウレア溶液を調製し、上述のようにして、反応中間体であるポリアミド酸の固有粘度[η]を測定したところ、ポリアミド酸の固有粘度[η]は0.76dL/gであった。 A part of the reaction solution (tetramethylurea solution of polyamic acid: polyamic acid solution) is used to prepare a tetramethylurea solution having a polyamic acid concentration of 0.5 g/dL and prepared as described above. Then, the intrinsic viscosity [η] of the polyamic acid as a reaction intermediate was measured, and the intrinsic viscosity [η] of the polyamic acid was 0.76 dL/g.
<ポリイミドからなるフィルムの調製工程:工程(i)〜(iii)>
(工程(i):溶媒除去処理)
ガラス基板として無アルカリガラス(コーニング社製の商品名「イーグルXG」、縦:100mm、横100mm、厚み0.7mm)を準備し、上述のようにして得られた反応液(ポリアミド酸溶液)を、前記ガラス基板の表面上に、加熱硬化後の塗膜の厚みが13μmとなるようにスピンコートして、前記ガラス基板上に塗膜を形成した。その後、前記塗膜の形成されたガラス基板を60℃のホットプレート上に載せて2時間静置して、前記塗膜から溶媒を蒸発させて除去した(溶媒除去処理)。
<Preparation Step of Film Made of Polyimide: Steps (i) to (iii)>
(Step (i): solvent removal treatment)
Alkali-free glass (trade name “Eagle XG” manufactured by Corning, length: 100 mm, width 100 mm, thickness 0.7 mm) is prepared as a glass substrate, and the reaction solution (polyamic acid solution) obtained as described above is prepared. A coating film was formed on the glass substrate by spin coating on the surface of the glass substrate so that the thickness of the coating film after heat curing was 13 μm. Then, the glass substrate on which the coating film was formed was placed on a hot plate at 60° C. and left standing for 2 hours to evaporate and remove the solvent from the coating film (solvent removal treatment).
(工程(ii):溶媒除去処理を施した後の加熱工程)
上述のようにして溶媒除去処理を施した後、前記塗膜の形成されたガラス基板を3L/分の流量で窒素が流れているイナートオーブンに投入し、イナートオーブン内で、窒素雰囲気下、25℃の温度条件で0.5時間静置した後、135℃の温度条件で0.5時間加熱し、更に、最終的に350℃の温度条件(以下、場合により「最終加熱温度条件」と称する。)で1時間加熱して、前記塗膜を硬化せしめ、前記ガラス基板上にポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)がコートされたポリイミドコートガラスを得た。
(Step (ii): heating step after solvent removal treatment)
After the solvent removal treatment is performed as described above, the glass substrate on which the coating film is formed is placed in an inert oven in which nitrogen is flowing at a flow rate of 3 L/min, and the glass substrate is placed in an inert oven under a nitrogen atmosphere at 25 After being left to stand at a temperature condition of ℃ for 0.5 hours, it is heated at a temperature condition of 135 ℃ for 0.5 hours, and finally at a temperature condition of 350 ℃ (hereinafter, referred to as "final heating temperature condition" in some cases). .) for 1 hour to cure the coating film to obtain a polyimide-coated glass in which a thin film of polyimide (polyimide film) was coated on the glass substrate.
(工程(iii):フィルムの回収工程)
次に、このようにして得られたポリイミドコートガラスを、90℃のお湯の中に浸漬して、前記ガラス基板からポリイミドフィルムを剥離することにより、ポリイミドフィルム(縦:100mm、横100mm、厚み13μmの大きさのフィルム)を回収し、ポリイミドからなるフィルムを得た。
(Process (iii): Film recovery process)
Next, the polyimide-coated glass thus obtained is immersed in hot water at 90° C., and the polyimide film is peeled off from the glass substrate to give a polyimide film (length: 100 mm, width 100 mm, thickness 13 μm). Was collected to obtain a polyimide film.
なお、このようにして得られたフィルムを形成する化合物の分子構造を同定するため、IR測定機(日本分光株式会社製、商品名:FT/IR−4100)を用いて、IRスペクトルを測定した。このような測定の結果としてIRスペクトルを図1に示す。図1に示す結果からも明らかなように、実施例1において形成されたフィルムを構成する化合物には、イミドカルボニルのC=O伸縮振動が1715.3cm−1に観察された。このような結果等に基づいて同定された分子構造から、得られたフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。 In addition, in order to identify the molecular structure of the compound which forms the film obtained in this way, IR spectrum was measured using the IR measuring machine (The JASCO Corporation make, brand name: FT/IR-4100). .. An IR spectrum is shown in FIG. 1 as a result of such measurement. As is clear from the results shown in FIG. 1, C=O stretching vibration of imidocarbonyl was observed at 1715.3 cm −1 in the compound constituting the film formed in Example 1. From the molecular structure identified based on such results, it was confirmed that the obtained film was composed of polyimide.
このようにして得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類やその量比から、前記一般式(1)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位)と、前記一般式(2)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位)とを含有するものとなり、かつ、それらの繰り返し単位の含有比率はモル比([繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位]:[繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位])で15:85となる。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。 The polyimide thus obtained has a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (A)), based on the kind of the monomer used and the amount ratio thereof. And a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (2) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (B)), and the content ratio of these repeating units is a molar ratio. ([Repeating unit corresponding to repeating unit (A)]:[Repeating unit corresponding to repeating unit (B)]) is 15:85. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(実施例2)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)1.1534g(3.00mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.6172g(12.00mmol)との混合物を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから34.30g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Example 2)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 1.1534 g (3.00 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and pyromellitic represented by the general formula (11). Using a mixture with 2.6172 g (12.00 mmol) of acid anhydride (PMDA), and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 34.30 g (the amount by which the polyamic acid concentration in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
また、得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類やその量比から、前記一般式(1)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位)と、前記一般式(2)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位)とを含有するものとなり、かつ、それらの繰り返し単位の含有比率はモル比([繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位]:[繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位])で20:80となる。 In addition, the obtained polyimide has a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (A)) from the type of monomer used and the amount ratio thereof, It contains a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (2) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (B)), and the content ratio of these repeating units is a molar ratio ([ The repeating unit corresponding to the repeating unit (A)]:[the repeating unit corresponding to the repeating unit (B)] is 20:80.
(実施例3)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.5766g(1.50mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.9446g(13.50mmol)との混合物を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから33.30g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Example 3)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 0.5766 g (1.50 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and pyromellitic represented by the general formula (11). Using a mixture with 2.9446 g (13.50 mmol) of acid anhydride (PMDA), and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 33.30 g (the amount of polyamic acid in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
また、得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類やその量比から、前記一般式(1)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位)と、前記一般式(2)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位)とを含有するものとなり、かつ、それらの繰り返し単位の含有比率はモル比([繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位]:[繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位])で10:90となる。 In addition, the obtained polyimide has a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (A)) from the type of monomer used and the amount ratio thereof, It contains a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (2) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (B)), and the content ratio of these repeating units is a molar ratio ([ The repeating unit corresponding to the repeating unit (A)]:[the repeating unit corresponding to the repeating unit (B)] is 10:90.
(実施例4)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)1.7297g(4.50mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.2903g(10.50mmol)との混合物を用い反応液中のポリアミド酸濃度が20mass%となる量のTMUを用いた以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Example 4)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 1.7297 g (4.50 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and Pyromellit represented by the general formula (11). A polyimide was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixture with 2.2903 g (10.50 mmol) of acid anhydride (PMDA) was used and TMU was used in an amount such that the polyamic acid concentration in the reaction solution was 20 mass %. A thin film (polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
また、得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類やその量比から、前記一般式(1)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位)と、前記一般式(2)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位)とを含有するものとなり、かつ、それらの繰り返し単位の含有比率はモル比([繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位]:[繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位])で30:70となる。 In addition, the obtained polyimide has a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (A)) from the type of monomer used and the amount ratio thereof, It contains a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (2) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (B)), and the content ratio of these repeating units is a molar ratio ([ The repeating unit corresponding to the repeating unit (A)]:[the repeating unit corresponding to the repeating unit (B)] is 30:70.
(実施例5)
ポリイミドからなるフィルムの調製工程の工程(ii)において採用する最終加熱温度条件を350℃から300℃に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Example 5)
A polyimide thin film (polyimide film) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the final heating temperature condition adopted in step (ii) of the polyimide film preparation step was changed from 350°C to 300°C. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(実施例6)
ポリイミドからなるフィルムの調製工程の工程(i)に用いる反応液(ポリアミド酸溶液)を、ポリアミド酸の調製工程を実施して得られた反応液42.25g(ポリアミド酸20mass%溶液)に下記一般式(15):
(Example 6)
The reaction liquid (polyamic acid solution) used in the step (i) of the process of preparing a film made of polyimide was added to 42.25 g of the reaction liquid (polyamic acid 20 mass% solution) obtained by carrying out the process of preparing the polyamic acid. Formula (15):
で表されるイミダゾール系化合物からなる促進剤(東京応化工業株式会社製)を0.8450g(ポリアミド酸溶液中の固形分(ポリアミド酸)100質量部に対して10質量部となる量)溶解させて得られる溶解液(前記促進剤を添加した反応液(ポリアミド酸溶液))に変更し、
更に、ポリイミドからなるフィルムの調製工程の工程(ii)において採用する最終加熱温度条件を350℃から300℃に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
0.8450 g (produced by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) of an imidazole compound represented by the formula (10 parts by mass based on 100 parts by mass of solid content (polyamic acid) in the polyamic acid solution) is dissolved. Change to the resulting solution (reaction solution (polyamic acid solution) to which the promoter is added),
Further, a polyimide thin film (polyimide film) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the final heating temperature condition adopted in step (ii) of the polyimide film preparation step was changed from 350°C to 300°C. It was When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(実施例7)
ポリイミドからなるフィルムの調製工程の工程(i)に用いる反応液(ポリアミド酸溶液)を、ポリアミド酸の調製工程を実施して得られた反応液42.25g(ポリアミド酸20mass%溶液)に上記一般式(15)で表されるイミダゾール系化合物からなる促進剤(東京応化工業株式会社製)を0.8450g(ポリアミド酸溶液中の固形分(ポリアミド酸)100質量部に対して10質量部となる量)溶解させて得られる溶解液(前記促進剤を添加した反応液(ポリアミド酸溶液))に変更し、
ポリイミドからなるフィルムの調製工程の工程(ii)において採用する最終加熱温度条件を焼成温度を350℃から300℃に変更し、
更に、ポリイミドからなるフィルムの調製工程の工程(ii)において採用する雰囲気ガスを窒素から空気に変更した(イナートオーブン内に流すガスを窒素から空気に変更して、空気中において加熱工程を実施した)以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Example 7)
The reaction solution (polyamic acid solution) used in the step (i) of the step of preparing a film made of polyimide was added to the reaction solution 42.25 g (polyamic acid 20 mass% solution) obtained by carrying out the step of preparing the polyamic acid. The amount of the accelerator (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) composed of the imidazole compound represented by the formula (15) is 0.8450 g (10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content (polyamic acid) in the polyamic acid solution). Change to a solution obtained by dissolving (a reaction solution (polyamic acid solution) to which the promoter is added),
The final heating temperature condition adopted in step (ii) of the process for preparing a film made of polyimide is changed from 350° C. to 300° C.
Furthermore, the atmosphere gas adopted in step (ii) of the step of preparing a film made of polyimide was changed from nitrogen to air (the gas flowing in the inert oven was changed from nitrogen to air, and the heating step was performed in air). Except for the above), a thin film (polyimide film) made of polyimide was obtained in the same manner as in Example 1. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(実施例8)
芳香族ジアミンとして、上記一般式(14)で表される2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)4.8035g(15.00mmol:セイカ株式会社製)を単独で用いる代わりに、上記一般式(14)で表される化合物(TFMB)4.7074g(14.7mmol)とアミノ変性シリコーンオイル(信越化学工業株式会社製の商品名「X−22−9409」)0.4020g(0.3mmol相当)との混合物を用い、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから35.02g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Example 8)
As the aromatic diamine, instead of using 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) represented by the general formula (14) (4.8035 g, 15.00 mmol: manufactured by Seika Co., Ltd.) alone, 4.7074 g (14.7 mmol) of the compound (TFMB) represented by the general formula (14) and amino-modified silicone oil (trade name "X-22-9409" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.4020 g (0 .3 mmol equivalent),
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 35.02 g (the amount of the polyamic acid concentration in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
また、得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類やその量比から、前記一般式(1)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位)と、前記一般式(2)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位)とを含有するものとなり、かつ、それらの繰り返し単位の含有比率はモル比([繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位]:[繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位])で15:85となる。 In addition, the obtained polyimide has a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (A)) from the type of monomer used and the amount ratio thereof, It contains a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (2) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (B)), and the content ratio of these repeating units is a molar ratio ([ The repeating unit corresponding to the repeating unit (A)]:[the repeating unit corresponding to the repeating unit (B)] is 15:85.
(比較例1)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)2.3063g(6.00mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)1.9631g(9.00mmol)との混合物を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから36.3g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Comparative Example 1)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 2.3063 g (6.00 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and Pyromellit represented by the general formula (11). Using a mixture with 1.9631 g (9.00 mmol) of acid anhydride (PMDA), and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 36.3 g (the amount of the polyamic acid concentration in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
また、得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類やその量比から、前記一般式(1)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位)と、前記一般式(2)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位)とを含有するものとなり、かつ、それらの繰り返し単位の含有比率はモル比([繰り返し単位(A)に相当する繰り返し単位]:[繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位])で40:60となる。 In addition, the obtained polyimide has a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (1) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (A)) from the type of monomer used and the amount ratio thereof, It contains a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (2) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (B)), and the content ratio of these repeating units is a molar ratio ([ The repeating unit corresponding to the repeating unit (A)]:[the repeating unit corresponding to the repeating unit (B)] is 40:60.
(比較例2)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)3.2718g(15.00mmol)を単独で用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから32.3g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。また、得られたポリイミドは、用いたモノマーの種類やその量比から、前記一般式(2)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位(繰り返し単位(B)に相当する繰り返し単位)の含有比率が100モル%のものとなる。
(Comparative example 2)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 3.2718 g (15.00 mmol) of pyromellitic anhydride (PMDA) represented by the general formula (11) was used alone, and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 32.3 g (the amount in which the polyamic acid concentration in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide. Further, the obtained polyimide contains a repeating unit corresponding to the repeating unit represented by the general formula (2) (a repeating unit corresponding to the repeating unit (B)) from the type of monomer used and the ratio thereof. The ratio is 100 mol %.
(比較例3)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、下記一般式(16):
(Comparative example 3)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), the following general formula (16):
で表される化合物(4,4’−ビフタル酸無水物:BPDA:東京化成工業株式会製)4.4133g(15.00mmol)を単独で用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから36.9g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
The compound (4,4′-biphthalic anhydride: BPDA: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 4.4133 g (15.00 mmol) was used alone, and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 36.9 g (the amount of the polyamic acid in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例4)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と、上記一般式(16)で表される化合物(4,4’−ビフタル酸無水物:BPDA:東京化成工業株式会社製)3.7513g(12.75mmol)との混合物(CpODAとBPDAとのモル比(CpODA:BPDA)は15:85)を用い、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから37.7g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Comparative example 4)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the compound represented by the general formula (16). (4,4′-biphthalic anhydride: BPDA: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 3.7513 (12.75 mmol) and a mixture (CpODA:BPDA molar ratio (CpODA:BPDA) is 15:85). Used,
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 37.7 g (the amount of the polyamic acid in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例5)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)3.2718g(15.00mmol)を単独で用い、 芳香族ジアミンとして、上記一般式(14)で表される2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)4.8035g(15.00mmol:セイカ株式会社製)を用いる代わりに、下記一般式(17):
(Comparative example 5)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 3.2718 g (15.00 mmol) of pyromellitic anhydride (PMDA) represented by the general formula (11) was used alone as an aromatic diamine. Instead of using 2.80′g of 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) represented by the above general formula (14) (15.00 mmol: manufactured by Seika Co., Ltd.), the following general formula (17) :
で表される化合物(m−トリジン:m−Tol:東京化成工業株式会社製)3.1844g(15.00mmol)を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから25.8g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
Using 3.1844 g (15.00 mmol) of the compound represented by (m-tolidine: m-Tol: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 25.8 g (the amount of the polyamic acid in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例6)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに上記一般式(16)で表される化合物(4,4’−ビフタル酸無水物:BPDA:東京化成工業株式会社製)4.4133g(15.00mmol)を単独で用い、
芳香族ジアミンとして、上記一般式(14)で表される2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)4.8035g(15.00mmol:セイカ株式会社製)を用いる代わりに、上記一般式(17)で表される化合物(m−Tol)3.1844g(15.00mmol)を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから30.4g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Comparative example 6)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), a compound represented by the above general formula (16) (4,4′-biphthalic anhydride: BPDA: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 4.4133 g (15) .00 mmol) alone,
As an aromatic diamine, 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) represented by the above general formula (14) (4.8035 g, 15.00 mmol: manufactured by Seika Corporation) is used instead of the above general formula. Using 3.1844 g (15.00 mmol) of the compound (m-Tol) represented by the formula (17), and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 30.4 g (the amount by which the polyamic acid concentration in the reaction liquid was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例7)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、下記一般式(18):
(Comparative Example 7)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), the following general formula (18):
で表される化合物(1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物:CHDA)0.5044g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから32.4g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
0.5044 g (2.25 mmol) of the compound (1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride: CHDA) represented by the formula (11) and the pyromellitic anhydride (PMDA) represented by the general formula (11). ) With a mixture of 2.7810 g (12.75 mmol) and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 32.4 g (the amount of the polyamic acid in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例8)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、下記一般式(19):
(Comparative Example 8)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), the following general formula (19):
で表される化合物(1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物:CPDA)0.4728g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから32.2g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
0.4728 g (2.25 mmol) of the compound (1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride: CPDA) represented by and the pyromellitic acid anhydride represented by the general formula (11) ( PMDA) with 2.7810 g (12.75 mmol) and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 32.2 g (the amount by which the polyamic acid concentration in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例9)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、下記一般式(20):
(Comparative Example 9)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), the following general formula (20):
で表される化合物(1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物:CBDA)0.4412g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから32.1g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
0.4412 g (2.25 mmol) of the compound (1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride: CBDA) represented by the formula (11) and the pyromellitic anhydride (PMDA) represented by the general formula (11). ) With a mixture of 2.7810 g (12.75 mmol) and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 32.1 g (the amount of the polyamic acid concentration in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例10)
芳香族ジアミンとして、上記一般式(14)で表される2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)4.8035g(15.00mmol:セイカ株式会社製)を用いる代わりに、上記一般式(17)で表される化合物(m−Tol)3.1844g(15.00mmol)を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから27.3g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Comparative Example 10)
As an aromatic diamine, 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) represented by the above general formula (14) (4.8035 g, 15.00 mmol: manufactured by Seika Corporation) is used instead of the above general formula. Using 3.1844 g (15.00 mmol) of the compound (m-Tol) represented by the formula (17), and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 27.3 g (the amount of the polyamic acid in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
(比較例11)
テトラカルボン酸二無水物として、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と上記一般式(11)で表されるピロメリット酸無水物(PMDA)2.7810g(12.75mmol)との混合物を用いる代わりに、上記一般式(13)で表される化合物(CpODA)0.8650g(2.25mmol)と、上記一般式(16)で表される化合物(4,4’−ビフタル酸無水物:BPDA:東京化成工業株式会社製)3.7513g(12.75mmol)との混合物(CpODAとBPDAとのモル比(CpODA:BPDA)は15:85)を用い、
芳香族ジアミンとして、上記一般式(14)で表される2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)4.8035g(15.00mmol:セイカ株式会社製)を用いる代わりに、上記一般式(17)で表される化合物(m−Tol)3.1844g(15.00mmol)を用い、かつ、
テトラメチルウレア(TMU)の使用量を33.8gから31.2g(反応液中のポリアミド酸の濃度が20mass%となる量)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)を得た。なお、得られたフィルムに関してIRスペクトルを測定したところ、かかるフィルムはポリイミドからなるものであることが確認された。また、得られたポリイミドに関し、特性の評価結果(上述の特性の評価方法により求めたTgや軟化温度等)を表1に示す。
(Comparative Example 11)
As the tetracarboxylic acid dianhydride, 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the pyromellitic dianhydride (PMDA) 2 represented by the general formula (11). Instead of using a mixture with 0.7810 g (12.75 mmol), 0.8650 g (2.25 mmol) of the compound (CpODA) represented by the general formula (13) and the compound represented by the general formula (16). (4,4′-biphthalic anhydride: BPDA: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 3.7513 (12.75 mmol) and a mixture (CpODA:BPDA molar ratio (CpODA:BPDA) is 15:85). Used,
As an aromatic diamine, 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) represented by the above general formula (14) (4.8035 g, 15.00 mmol: manufactured by Seika Corporation) is used instead of the above general formula. Using 3.1844 g (15.00 mmol) of the compound (m-Tol) represented by the formula (17), and
A thin film made of polyimide in the same manner as in Example 1 except that the amount of tetramethylurea (TMU) used was changed from 33.8 g to 31.2 g (the amount of the polyamic acid in the reaction solution was 20 mass%). (Polyimide film) was obtained. When the IR spectrum of the obtained film was measured, it was confirmed that the film was made of polyimide. Table 1 shows the evaluation results of the properties (Tg, softening temperature, etc., obtained by the above-described property evaluation method) of the obtained polyimide.
表1に示す結果からも明らかなように、本発明のポリイミド(実施例1〜8)からなるフィルムはいずれも、全光線透過率が85%以上となっており、透明性が十分に高いものであることが分かった。また、本発明のポリイミド(実施例1〜8)からなるフィルムはいずれも、黄色度(YI)が16以下(窒素雰囲気下において加熱して得られたポリイミド(実施例1〜6及び8)からなるフィルムに至っては11以下)となっているとともに、CTEが−20ppm/K〜20ppm/Kとなっていた。このように、本発明のポリイミド(実施例1〜8)からなるフィルムはいずれも、視認性が要求される用途に利用可能な程度の十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度とを有するとともに、ガラスや銅などの無機物と同等程度の線膨張係数を有していることが確認された。すなわち、本発明のポリイミド(実施例1〜8)からなるフィルムはいずれも十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有するものであることが確認された。なお、表1に示す結果からも明らかなように、本発明のポリイミド(実施例1〜8)は、300℃以上のTg、300℃以上の軟化温度(軟化点)、400℃以上(好ましくは450℃以上)のTd5%を有しており、十分に高い水準の耐熱性を有するものであることも分かった。また、本発明のポリイミド(実施例1〜8)は、ヘイズ(濁度:HAZE)がいずれも5以下の値(1.1以下の値)であり、ヘイズが十分に低いものであることも分かった。 As is clear from the results shown in Table 1, the films made of the polyimides of the present invention (Examples 1 to 8) all have a total light transmittance of 85% or more, and have sufficiently high transparency. It turned out. Further, the films made of the polyimides of the present invention (Examples 1 to 8) all have a yellowness index (YI) of 16 or less (from polyimides obtained by heating in a nitrogen atmosphere (Examples 1 to 6 and 8)). The film has a CTE of −20 ppm/K to 20 ppm/K. As described above, all of the films made of the polyimide of the present invention (Examples 1 to 8) have a sufficiently high total light transmittance and a sufficiently low degree of yellowness that can be used in applications where visibility is required. In addition, it was confirmed that it has a linear expansion coefficient equivalent to that of inorganic substances such as glass and copper. That is, the films made of the polyimides of the present invention (Examples 1 to 8) all have sufficiently high total light transmittance, sufficiently low yellowness, and sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner. It was confirmed to be a thing. As is clear from the results shown in Table 1, the polyimides (Examples 1 to 8) of the present invention have Tg of 300° C. or higher, softening temperature (softening point) of 300° C. or higher, and 400° C. or higher (preferably It was also found that it has a Td of 5% (450° C. or higher) and has a sufficiently high level of heat resistance. Further, the polyimides of the present invention (Examples 1 to 8) each have a haze (turbidity: HAZE) of 5 or less (value of 1.1 or less), and haze may be sufficiently low. Do you get it.
これに対して、比較例1〜2で得られたポリイミドは、線膨張係数が20ppm/Kを超える高い値となっており、十分に低い線膨張係数を有するものとはならなかった。また、比較例2で得られたポリイミドは全光線透過率も83.0よりも小さな値となっており、本発明のポリイミドで達成されているような非常に高度な水準の光の透過性(全光線透過率が好ましくは83.0以上、より好ましくは85.0以上となるような透過性)までは有していないことも分かった。 On the other hand, the polyimides obtained in Comparative Examples 1 and 2 had a high linear expansion coefficient exceeding 20 ppm/K, and did not have a sufficiently low linear expansion coefficient. Further, the polyimide obtained in Comparative Example 2 also has a total light transmittance of less than 83.0, which is a very high level of light transmittance (such as that achieved by the polyimide of the present invention). It has also been found that it does not have a total light transmittance of preferably 83.0 or more, more preferably 85.0 or more).
このような結果と、実施例1〜8及び比較例1〜2で得られたポリイミドの構造(比較例1で得られたポリイミドが前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量が40モル%であり、比較例2で得られたポリイミドが前記繰り返し単位(B)の含有量が100モル%である(前記繰り返し単位(A)の含有量が0モル%である)。)とを併せ勘案すれば、前記繰り返し単位(A)及び(B)を含有しかつ前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の比率が5〜35モル%となるポリイミドによって、十分に高度な全光線透過率(好ましくは83.0以上、より好ましくは85.0以上の全光線透過率)と十分に低い黄色度(好ましくは16以下のYI)と十分に低い線膨張係数(好ましくは−20ppm/K〜20ppm/Kの範囲のCTE)とをより高度な水準でバランスよく有するものとなることが分かった。 The results and the structures of the polyimides obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 (the polyimide obtained in Comparative Example 1 is the repeating unit based on the total amount of the repeating units (A) and (B)). The content of (A) is 40 mol %, and the polyimide obtained in Comparative Example 2 has a content of the repeating unit (B) of 100 mol% (the content of the repeating unit (A) is 0 mol. %)), the ratio of the repeating unit (A) to the total amount of the repeating units (A) and (B) is 5 inclusive. A polyimide having a content of ˜35 mol% has a sufficiently high total light transmittance (preferably 83.0 or more, more preferably 85.0 or more) and a sufficiently low yellowness (preferably 16 or less). It has been found that YI) and a sufficiently low linear expansion coefficient (preferably CTE in the range of -20 ppm/K to 20 ppm/K) are well-balanced at a higher level.
また、実施例1と対比して、テトラカルボン酸二無水物の混合物において、PMDA(芳香族系テトラカルボン酸二無水物)の代わりにBPDA(芳香族系テトラカルボン酸二無水物)を用いた場合(比較例4)には、全光線透過率を十分に高度なものとすることができないばかりか、YIの値が18.2になっており、黄色度を十分に低い値とすることもできなかった。更に、BPDA(芳香族系テトラカルボン酸二無水物)を用いた場合(比較例4)には、線膨張係数も60.7ppm/Kになっており、線膨張係数を十分に低い値とすることもできなかった。このように、テトラカルボン酸二無水物の混合物において、PMDA(芳香族系テトラカルボン酸二無水物)の代わりにBPDA(芳香族系テトラカルボン酸二無水物)を用いた場合(比較例4)には、十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とを達成することができないことが分かった。なお、テトラカルボン酸二無水物をBPDAのみとした場合(比較例3)と対比しても、テトラカルボン酸二無水物をBPDAとCpODAの混合物とした場合(比較例4)とした場合には、黄色度(YI)の値が上昇していることから、CpODAと組み合わせる芳香族系のテトラカルボン酸二無水物の種類がPMDA以外の場合には、必ずしも十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有するものとすることができないことが分かった。 In contrast to Example 1, BPDA (aromatic tetracarboxylic dianhydride) was used instead of PMDA (aromatic tetracarboxylic dianhydride) in the tetracarboxylic dianhydride mixture. In the case (Comparative Example 4), not only the total light transmittance cannot be made sufficiently high, but the YI value is 18.2, and the yellowness may be set to a sufficiently low value. could not. Furthermore, when BPDA (aromatic tetracarboxylic dianhydride) is used (Comparative Example 4), the linear expansion coefficient is also 60.7 ppm/K, which is a sufficiently low value. I couldn't. Thus, in the mixture of tetracarboxylic dianhydrides, when BPDA (aromatic tetracarboxylic dianhydride) was used instead of PMDA (aromatic tetracarboxylic dianhydride) (Comparative Example 4) Have found that it is not possible to achieve a sufficiently low yellowness index and a sufficiently low linear expansion coefficient. Even when the tetracarboxylic dianhydride is only BPDA (Comparative Example 3), the tetracarboxylic dianhydride is a mixture of BPDA and CpODA (Comparative Example 4). Since the yellowness (YI) value is increased, when the type of aromatic tetracarboxylic dianhydride combined with CpODA is other than PMDA, it is not always sufficiently high in total light transmittance and sufficient. It has been found that it is not possible to have a very low degree of yellowness and a sufficiently low linear expansion coefficient in a well-balanced manner.
また、実施例1と対比して、テトラカルボン酸二無水物の混合物において、CpODA(脂肪族系のテトラカルボン酸二無水物)の代わりに、CHDA、CPDA又はCBDA(脂肪族系のテトラカルボン酸二無水物)を用いた場合(CHDA:比較例7、CPDA:比較例8、CBDA:比較例9)においては、全光線透過率が83%未満となり、83%以上の十分に高度な水準の全光線透過率を得ることができないことが分かった。 In contrast to Example 1, in the mixture of tetracarboxylic dianhydride, instead of CpODA (aliphatic tetracarboxylic dianhydride), CHDA, CPDA or CBDA (aliphatic tetracarboxylic acid) was used. In the case of using (dianhydride) (CHDA: Comparative Example 7, CPDA: Comparative Example 8, CBDA: Comparative Example 9), the total light transmittance is less than 83%, which is a sufficiently high level of 83% or more. It was found that the total light transmittance could not be obtained.
また、実施例1と対比して、芳香族ジアミンとして、フッ素系の置換基を有するTFMBを用いる代わりにフッ素系の置換基を有していないm−Tolを利用した場合(比較例10)には、YIの値が44.6になっており、黄色度を十分に低い値(16以下のYI)とすることができなかった。さらに全光線透過率の値が75.4%になっており、83%以上の十分に高度な水準の全光線透過率を得ることができないことが分かった。同様に、芳香族酸二無水物として、PMDAを用いる代わりにBPDAを利用し、芳香族ジアミンとして、フッ素系の置換基を有するTFMBを用いる代わりにフッ素系の置換基を有していないm−Tolを利用した場合(比較例11)には、YIの値が23.2になっており、黄色度を十分に低い値(16以下のYI)とすることができなかった。さらに全光線透過率の値が79.6%になっており、83%以上の十分に高度な水準の全光線透過率を得ることができないことが分かった。 In contrast to Example 1, when m-Tol having no fluorine-based substituent was used as the aromatic diamine instead of using TFMB having a fluorine-based substituent (Comparative Example 10). Had a YI value of 44.6, and the yellowness could not be made sufficiently low (YI of 16 or less). Furthermore, the value of total light transmittance was 75.4%, and it was found that a sufficiently high level of total light transmittance of 83% or more could not be obtained. Similarly, as the aromatic dianhydride, BPDA is used instead of PMDA, and as the aromatic diamine, TFMB having a fluorine-containing substituent is used, but m-containing no fluorine-containing substituent is used. When Tol was used (Comparative Example 11), the YI value was 23.2, and the yellowness could not be made sufficiently low (YI of 16 or less). Furthermore, the value of the total light transmittance was 79.6%, and it was found that a sufficiently high level of the total light transmittance of 83% or more could not be obtained.
さらに、比較例2と比較例5とを対比すると、ポリイミドの製造時に利用した芳香族ジアミンの種類が異なるものとなっているが、その芳香族ジアミンの種類からフッ素含有置換基(テトラフルオロメチル基)を有するアリーレン基が繰り返し単位に導入されている場合(比較例2)に、ポリイミドの黄色度(YI)の値がより低い値になっていることが確認できた。同様に、比較例3と比較例6とを対比すると、ポリイミドの製造時に利用した芳香族ジアミンの種類が異なるものとなっているが、その芳香族ジアミンの種類から、フッ素含有置換基(テトラフルオロメチル基)を有するアリーレン基が繰り返し単位に導入されている場合(比較例3)に、ポリイミドの黄色度(YI)の値がより低い値になっていることが確認できた。また、比較例4と比較例11とを対比すると、ポリイミドの製造時に利用した芳香族ジアミンの種類が異なるものとなっているが、その芳香族ジアミンの種類からフッ素含有置換基(テトラフルオロメチル基)を有するアリーレン基が繰り返し単位に導入されている場合(比較例4)に、ポリイミドの黄色度(YI)の値がより低い値になっていることが確認できた。 Further, when comparing Comparative Example 2 and Comparative Example 5, the kind of the aromatic diamine used at the time of manufacturing the polyimide is different, but the fluorine-containing substituent (tetrafluoromethyl group) is changed from the kind of the aromatic diamine. It was confirmed that the value of the yellowness index (YI) of the polyimide was lower when the arylene group having) was introduced into the repeating unit (Comparative Example 2). Similarly, when Comparative Example 3 and Comparative Example 6 are compared, the type of aromatic diamine used in the production of the polyimide is different, but the fluorine-containing substituent (tetrafluoro) is different from the type of aromatic diamine. It was confirmed that when the arylene group having a methyl group) was introduced into the repeating unit (Comparative Example 3), the value of yellowness (YI) of the polyimide was lower. Further, when comparing Comparative Example 4 and Comparative Example 11, the kind of the aromatic diamine used at the time of producing the polyimide is different, but the fluorine-containing substituent (tetrafluoromethyl group) is changed from the kind of the aromatic diamine. It was confirmed that the value of yellowness index (YI) of the polyimide was lower when the arylene group having) was introduced into the repeating unit (Comparative Example 4).
このような芳香族ジアミンの種類による効果の違い(傾向)と、実施例1〜4の結果とを併せ考慮すれば、本願のように、前記繰り返し単位(A)及び(B)を含有し、かつ前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の比率を5〜35モル%としたポリイミドによって、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有するものとなることが分かった。 Considering together the difference (propensity) in the effects depending on the kind of the aromatic diamine and the results of Examples 1 to 4, the repeating units (A) and (B) are contained as in the present application, Moreover, the polyimide having a ratio of the repeating unit (A) to the total amount of the repeating units (A) and (B) of 5 to 35 mol% has a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness and a sufficiently low yellowness. It was found to have a well-balanced low linear expansion coefficient at a higher level.
なお、実施例7で得られたポリイミドは、加熱工程における雰囲気ガスに空気を利用した以外は実施例6と同様にして得られたものである(本発明のポリアミド酸を利用して得られたものである)。ここにおいて、一般に、脂肪族系の酸二無水物を利用してポリイミドを製造する場合であって300℃程度の高温での加熱(焼成)が必要な場合、空気中や少なくとも500ppm以上(場合により1000ppm以上)の酸素を含有するような活性ガス雰囲気下でポリアミド酸を焼成してポリイミドを製造すると、酸素酸化により、ポリイミドが黄色く変色したり、酸素酸化によるポリマー主鎖切断に伴う分子量低下によって脆化する傾向にあることが知られている。そのため、通常、脂肪族系の酸二無水物を利用して透明性の高いポリイミドを製造する場合には、より高度な視認性等を担保するために不活性ガス雰囲気下(例えば不活性ガスを含有しかつ酸素濃度が100ppm以下の雰囲気下)においてポリアミド酸を焼成してポリイミドを得ることが一般的である。これに対して、実施例7で得られた本発明のポリイミドは、空気中でポリアミド酸を加熱(焼成)して得られたものであるにも拘わらず、全光線透過率が86%以上となって非常に高度な透明性を有するばかりか、ポリイミドの黄色度(YI)が16以下となっていることが分かった。このような結果から、本発明のポリアミド酸(実施例1〜8)は、製造プロセス上、空気焼成が必要不可欠な分野や、製造時や使用時に高酸素濃度条件(例えば酸素濃度が500ppm以上となるような条件)および酸素が発生するような条件を採用する必要がある分野、等の製品に利用するポリイミドを製造した場合においても、製造後や使用時においてもポリイミドを十分な視認性を有するものとすることが可能であり、上述のような分野の製品に利用するポリイミドの調製に特に有用であることが明らかとなった。また、実施例7で得られた本発明のポリイミドは、線膨張係数が窒素中で焼成を行った実施例6や実施例1と同等程度となっており(CTE:1.2ppm/K)、窒素中で焼成を行ったものと同様に十分に低い線膨張係数を有するものであることも分かった。なお、表1に示す結果から、実施例7で得られた本発明のポリイミドは、空気中でポリアミド酸を加熱(焼成)して得られたものであるにも拘わらず、前述の通り、300℃以上のTg、300℃以上の軟化温度(軟化点)、400℃以上(好ましくは450℃以上)のTd5%を有しており、十分に高い水準の耐熱性を有するものであることも分かった。 The polyimide obtained in Example 7 was obtained in the same manner as in Example 6 except that air was used as the atmospheric gas in the heating step (obtained using the polyamic acid of the present invention. Things). Here, in general, when a polyimide is produced using an aliphatic acid dianhydride and heating (calcination) at a high temperature of about 300° C. is required, it is necessary to be in air or at least 500 ppm or more (depending on the case). When a polyimide is produced by baking a polyamic acid in an atmosphere of an active gas containing 1000 ppm or more of oxygen, the polyimide is discolored yellow due to oxygen oxidation, and the molecular weight is reduced due to the breaking of the polymer main chain due to oxygen oxidation, resulting in brittleness. It is known that there is a tendency to change. Therefore, usually, when producing a highly transparent polyimide using an aliphatic acid dianhydride, under an inert gas atmosphere (for example, an inert gas It is common to obtain a polyimide by firing a polyamic acid in an atmosphere containing oxygen and having an oxygen concentration of 100 ppm or less. On the other hand, although the polyimide of the present invention obtained in Example 7 was obtained by heating (calcining) polyamic acid in air, the total light transmittance was 86% or more. It has been found that not only has a very high degree of transparency, but the yellowness (YI) of the polyimide is 16 or less. From these results, the polyamic acid of the present invention (Examples 1 to 8) is used in the fields where air calcination is indispensable in the manufacturing process, and high oxygen concentration conditions (for example, an oxygen concentration of 500 ppm or more when manufacturing or using). And conditions where it is necessary to adopt conditions such that oxygen is generated, even when a polyimide used for products such as products is manufactured, the polyimide has sufficient visibility even after manufacturing or during use. It has been proved that it can be used for the preparation of polyimides used in products in the above fields. Further, the linear expansion coefficient of the polyimide of the present invention obtained in Example 7 is about the same as those of Example 6 and Example 1 in which firing was performed in nitrogen (CTE: 1.2 ppm/K), It was also found that it has a sufficiently low coefficient of linear expansion, similar to the one baked in nitrogen. From the results shown in Table 1, although the polyimide of the present invention obtained in Example 7 was obtained by heating (calcining) polyamic acid in the air, as described above, 300 It has a Tg of ℃ or more, a softening temperature (softening point) of 300 ℃ or more, and a Td of 5% of 400 ℃ or more (preferably 450 ℃ or more), and it is also known that it has a sufficiently high level of heat resistance. It was
このような結果から、本発明のポリアミド酸(実施例1〜8)は、加熱(焼成)時の雰囲気に関係なく、例えば、窒素雰囲気下で焼成した場合(実施例1〜6及び8)であっても、あるいは、空気中で焼成した場合(実施例7)であっても、得られるポリイミドの着色を十分に抑制でき、黄色度の上昇を十分に抑制しながら、透明性が高く、かつ、線膨張係数が十分に低いポリイミドを得ることが可能であることも分かった。 From such results, the polyamic acid of the present invention (Examples 1 to 8) was irrespective of the atmosphere at the time of heating (calcination), for example, when it was baked in a nitrogen atmosphere (Examples 1 to 6 and 8). Whether or not it is fired in air (Example 7), the obtained polyimide can be sufficiently suppressed from being colored, and the increase in yellowness can be sufficiently suppressed, and the transparency is high, and It was also found that it is possible to obtain a polyimide having a sufficiently low linear expansion coefficient.
<実施例1〜8で得られるポリイミドフィルムのレーザ剥離性について>
ポリイミドからなるフィルムの調製工程において、工程(iii)(フィルムの回収工程:ポリイミドコートガラスを、90℃のお湯の中に浸漬して、前記ガラス基板からポリイミドフィルムを剥離することにより、ポリイミドフィルムを得る工程)を実施しなかった以外は、それぞれ実施例1〜8に記載の工程と同様の工程を採用して、ポリイミドコートガラスをそれぞれ調製した。次に、各ポリイミドコートガラスにレーザを照射して、その剥離の可否等についての測定を行った。すなわち、レーザー発振装置としてLight Machinery社製の商品「pm848(エキシマレーザXeCl、308nm、最大パルスエネルギー320mJ/cm2)」を用い、レーザの照射エネルギー密度を50〜320mJ/cm2(低いエネルギー密度(50mJ/cm2)から、剥離が確認されるまでエネルギー密度を10mJ/cm2ごとに順次上げていき、剥離が確認される照射エネルギー密度を利用した。)とし、パルス幅を20〜30nsとし、オーバーラップ率(重なり率)を50%とし、レーザ繰り返し周波数(繰り返し率)を30Hzとし、レーザ光の照射面形状を縦14mm、横30mmの長方形とする条件で、各ポリイミドコートガラスに対して、ガラス基板側からレーザ光を照射し、ポリイミドからなるフィルムの剥離の可否(ニュートンリングが見られた場合に剥離可と判断する。)と、着色の有無、ショットムラの有無を目視で判断した。
<Laser peelability of the polyimide films obtained in Examples 1 to 8>
In the step of preparing a film made of polyimide, step (iii) (film recovery step: immersing the polyimide-coated glass in 90° C. hot water and peeling the polyimide film from the glass substrate to form a polyimide film. Polyimide-coated glass was prepared by employing the same steps as those described in Examples 1 to 8 except that the step of obtaining) was not performed. Next, each polyimide-coated glass was irradiated with a laser to measure whether or not it could be peeled off. That is, a product “pm848 (excimer laser XeCl, 308 nm, maximum pulse energy 320 mJ/cm 2 )” manufactured by Light Machinery Co., Ltd. was used as a laser oscillator, and a laser irradiation energy density was 50 to 320 mJ/cm 2 (low energy density ( From 50 mJ/cm 2 ), the energy density was sequentially increased every 10 mJ/cm 2 until peeling was confirmed, and the irradiation energy density at which peeling was confirmed was used.), and the pulse width was 20 to 30 ns. The overlap rate (overlap rate) was 50%, the laser repetition frequency (repetition rate) was 30 Hz, and the irradiation surface shape of the laser beam was 14 mm in length and 30 mm in width. Laser light was irradiated from the glass substrate side, and whether or not the polyimide film could be peeled off (when Newton's rings were seen, it was judged that peeling was possible), whether or not there was coloring, and whether or not there was shot unevenness was visually judged.
その結果、実施例1〜8に記載の工程と同様の工程を採用して得られたポリイミドコートガラスはいずれも、140mJ/cm2の照射エネルギー密度でオーバーラップ率(重なり率)50%で、ポリイミドフィルムに着色やショットムラなく剥離できること(ニュートンリング確認できること)が分かった。このような結果から、本発明のポリイミドからなるフィルムは、ガラス上に積層した状態とした場合(ガラス基板上の積層物とした場合)に、レーザを照射することで品質の変化を十分に抑制しながら剥離することが可能であることも分かった。また、かかる結果から、ガラス基板(いわゆるキャリア基板等)上に、本発明のポリイミドからなるフィルムを積層した後に、そのフィルム上に薄膜トランジスタ等を直接実装し、いわゆるレーザリフトオフ加工により前記ガラス基板からポリイミドからなるフィルムを剥離することが可能であることは明らかであり、本発明のポリイミドからなるフィルムは、薄膜トランジスタ等が実装されたディスプレイ等を製造する方法等に好適に応用可能であることも分かった。 As a result, all of the polyimide-coated glass obtained by adopting the same steps as those described in Examples 1 to 8 have an overlap rate (overlap rate) of 50% at an irradiation energy density of 140 mJ/cm 2 . It was found that the polyimide film could be peeled off without coloring or shot unevenness (newton rings could be confirmed). From these results, when the film made of the polyimide of the present invention is laminated on glass (when it is a laminate on a glass substrate), it is possible to sufficiently suppress the quality change by irradiating with a laser. It was also found that it was possible to peel it off. Further, from these results, after laminating a film made of the polyimide of the present invention on a glass substrate (so-called carrier substrate or the like), a thin film transistor or the like is directly mounted on the film, and a so-called laser lift-off process is performed from the glass substrate to polyimide. It is clear that the film made of can be peeled off, and the film made of the polyimide of the present invention was also found to be suitably applicable to a method of manufacturing a display in which a thin film transistor or the like is mounted. ..
以上説明したように、本発明によれば、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有することを可能とするポリイミド、そのポリイミドを効率よく形成することを可能とするポリアミド酸、そのポリアミド酸の溶液、並びに、前記ポリイミドからなるポリイミドフィルムを提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, a polyimide capable of having a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness index and a sufficiently low linear expansion coefficient in a well-balanced manner at a high level. It is possible to provide a polyamic acid capable of efficiently forming the polyimide, a solution of the polyamic acid, and a polyimide film including the polyimide.
このような本発明のポリイミドは、十分に高度な全光線透過率と十分に低い黄色度と十分に低い線膨張係数とをより高度な水準でバランスよく有するものとなることから、例えば、フレキシブル配線基板用フィルム、耐熱絶縁テープ、電線エナメル、半導体の保護コーティング剤、液晶配向膜、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)用透明導電性フィルム、有機EL照明用フィルム、フレキシブル基板フィルム、フレキシブル有機EL用基板フィルム、フレキシブル透明導電性フィルム、有機薄膜型太陽電池用透明導電性フィルム、色素増感型太陽電池用透明導電性フィルム、フレキシブルガスバリアフィルム、タッチパネル用フィルム、フレキシブルディスプレイ用フロントフィルム、フレキシブルディスプレイ用バックフィルム、フレキシブルディスプレイ用TFT基板、半導体用保護膜(バッファーコート)、層間絶縁膜、フォトレジスト、イメージセンサー用マイクロレンズ等の材料として特に有用である。 Since the polyimide of the present invention has a sufficiently high total light transmittance, a sufficiently low yellowness index and a sufficiently low linear expansion coefficient at a higher level in a well-balanced manner, for example, flexible wiring. Substrate film, heat-resistant insulating tape, wire enamel, semiconductor protective coating, liquid crystal alignment film, transparent conductive film for organic EL (organic electroluminescence), organic EL lighting film, flexible substrate film, substrate film for flexible organic EL , Flexible transparent conductive film, organic thin film type solar cell transparent conductive film, dye-sensitized solar cell transparent conductive film, flexible gas barrier film, touch panel film, flexible display front film, flexible display back film, It is particularly useful as a material for a flexible display TFT substrate, a semiconductor protective film (buffer coat), an interlayer insulating film, a photoresist, a microlens for an image sensor, and the like.
Claims (6)
で表される繰り返し単位(A)と、
下記一般式(2):
で表される繰り返し単位(B)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(A)及び(B)の総量に対する前記繰り返し単位(A)の含有量が5〜35モル%であることを特徴とするポリイミド。 The following general formula (1):
A repeating unit (A) represented by
The following general formula (2):
And a content of the repeating unit (A) with respect to the total amount of the repeating units (A) and (B) is 5 to 35 mol %. Polyimide.
で表される基であることを特徴とする請求項1に記載のポリイミド。 R 10 in the general formulas (1) and (2) are both represented by the following general formula (3):
The polyimide according to claim 1, which is a group represented by:
で表される繰り返し単位(C)と、
下記一般式(5):
で表される繰り返し単位(D)とを含有し、かつ、前記繰り返し単位(C)及び(D)の総量に対する前記繰り返し単位(C)の含有量が5〜35モル%であることを特徴とするポリアミド酸。 The following general formula (4):
A repeating unit (C) represented by
The following general formula (5):
And a content of the repeating unit (C) with respect to the total amount of the repeating units (C) and (D) is 5 to 35 mol %. Polyamic acid that does.
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