JP7150465B2 - Polyimide precursor composition, polyamic acid, polyimide resin, polyimide film, and optical device - Google Patents
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Description
本発明は、ポリイミド樹脂の前駆体成分を含有するポリイミド前駆体組成物と、当該ポリイミド前駆体組成物における前駆体成分として好適なポリアミド酸と、前述のポリイミド前駆体組成物を用いて製造し得るポリイミド樹脂と、前述のポリイミド前駆体組成物を用いて製造し得るポリイミド膜と、前述のポリイミド膜を備える光学装置とに関する。 The present invention can be produced using a polyimide precursor composition containing a polyimide resin precursor component, a polyamic acid suitable as a precursor component in the polyimide precursor composition, and the above-described polyimide precursor composition. The present invention relates to a polyimide resin, a polyimide film that can be produced using the aforementioned polyimide precursor composition, and an optical device comprising the aforementioned polyimide film.
ポリイミド樹脂は、優れた耐熱性、機械的強度、及び絶縁性や、低誘電率等の特性を有するため、種々の素子や、多層配線基板等の電子基板のような電気・電子部品において、絶縁材や保護材として広く使用されている。 Polyimide resin has properties such as excellent heat resistance, mechanical strength, insulation, and low dielectric constant. It is widely used as a material and protective material.
ポリイミド樹脂としては、例えば、優れた機械的特性や耐熱性を有することから、従来から宇宙・航空用途等の先端産業において、全芳香族ポリイミド(例えば、商品名「カプトン」)が使用されている。このような全芳香族ポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの反応により合成される。前述のカプトンについては、耐熱性高分子の中でも最高クラスの耐熱性(ガラス転移温度(Tg):410℃)を示すものであることが知られている(非特許文献1を参照)。 As a polyimide resin, for example, a wholly aromatic polyimide (for example, the product name "Kapton") has been used in advanced industries such as space and aviation applications because it has excellent mechanical properties and heat resistance. . Such a wholly aromatic polyimide is synthesized by reacting an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine. Kapton described above is known to exhibit the highest class of heat resistance (glass transition temperature (Tg): 410° C.) among heat-resistant polymers (see Non-Patent Document 1).
また、ポリイミド樹脂について透明性を高める観点から、脂環式骨格を含むポリイミド樹脂についての研究が進められてきた(非特許文献2を参照)。
このような脂環式ポリイミドとしては、脂環式テトラカルボン酸二無水物と脂環式ジアミンとの反応、脂環式テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの反応、及び芳香族テトラカルボン酸二無水物と脂環式ジアミンとの反応により得られる樹脂の3種が挙げられる。
In addition, from the viewpoint of increasing the transparency of polyimide resins, research has been conducted on polyimide resins containing an alicyclic skeleton (see Non-Patent Document 2).
Examples of such alicyclic polyimides include reactions between alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and alicyclic diamines, reactions between alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and aromatic diamines, and aromatic tetracarboxylic dianhydrides. There are three types of resins obtained by reacting acid dianhydrides with alicyclic diamines.
OLED照明装置等に使用される膜については、光の取り出し効率の点から、高屈折率であることが求められる。しかし、前述したような従来知られるポリイミド樹脂については、高屈折率化について改善の余地があった。 A film used in an OLED lighting device or the like is required to have a high refractive index in terms of light extraction efficiency. However, conventionally known polyimide resins such as those described above have room for improvement in increasing the refractive index.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高屈折率のポリイミド膜を与えるポリイミド前駆体組成物と、当該ポリイミド前駆体組成物における前駆体成分として好適なポリアミド酸と、前述のポリイミド前駆体組成物を用いて製造し得るポリイミド樹脂と、前述のポリイミド前駆体組成物を用いて製造し得るポリイミド膜と、前述のポリイミド膜を備える光学装置と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, a polyimide precursor composition that provides a polyimide film having a high refractive index, a suitable polyamic acid as a precursor component in the polyimide precursor composition, An object of the present invention is to provide a polyimide resin that can be produced using the polyimide precursor composition, a polyimide film that can be produced using the polyimide precursor composition, and an optical device comprising the polyimide film.
本発明者らは、フルオレン骨格等の多環式骨格中の同一の炭素原子上に、特定の構造のアミノ基含有芳香族基が2つ結合した芳香族ジアミン化合物をジアミン成分(B1)として樹脂前駆体成分に含有させるか、前述の特定の構造の芳香族ジアミン化合物に由来する構造を有する構成単位を含むポリアミド酸(B3)を樹脂前駆体成分(B)として用いて、ポリイミド樹脂又はポリイミド膜を形成することにより上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。 The present inventors have used an aromatic diamine compound in which two amino group-containing aromatic groups having a specific structure are bonded to the same carbon atom in a polycyclic skeleton such as a fluorene skeleton as a diamine component (B1). Contained in the precursor component, polyamic acid (B3) containing a structural unit having a structure derived from the aromatic diamine compound having the specific structure described above is used as the resin precursor component (B) to produce a polyimide resin or polyimide film. The present inventors have found that the above problems can be solved by forming Specifically, the present invention provides the following.
本発明の第一の態様は、樹脂前駆体成分(B)と、溶剤(S)とを含有する、ポリイミド前駆体組成物であって
樹脂前駆体成分(B)が、ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又はポリアミド酸(B3)を含み、
ジアミン成分(B1)が、下記式(b1):
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-CO-O-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数である。)
で表される芳香族ジアミン化合物を含み、
ポリアミド酸(B3)が、下記式(b3):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む、ポリイミド前駆体組成物である。
A first aspect of the present invention is a polyimide precursor composition containing a resin precursor component (B) and a solvent (S), wherein the resin precursor component (B) is a diamine component (B1) A monomer component consisting of a tetracarboxylic dianhydride component (B2) and / or a polyamic acid (B3),
The diamine component (B1) has the following formula (b1):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -CO-O-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or - CO-NH-CO-NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 or more and 4 or less. )
containing an aromatic diamine compound represented by
Polyamic acid (B3) is represented by the following formula (b3):
It is a polyimide precursor composition containing a polyamic acid having a structural unit represented by.
本発明の第二の態様は、下記式(b3):
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-CO-O-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Z1は、4価の有機基である。)
で表される構成単位を有するポリアミド酸である。
A second aspect of the present invention is represented by the following formula (b3):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -CO-O-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or - CO-NH-CO-NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 to 4,
Z 1 is a tetravalent organic group. )
is a polyamic acid having a structural unit represented by
本発明の第三の態様は、下記式(b4):
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-CO-O-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Z1は、4価の有機基である。)
で表される構成単位を有するポリイミド樹脂である。
A third aspect of the present invention is represented by the following formula (b4):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -CO-O-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or - CO-NH-CO-NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 to 4,
Z 1 is a tetravalent organic group. )
is a polyimide resin having a structural unit represented by
本発明の第四の態様は、第一の態様にかかるポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を形成することと、
塗膜を加熱することにより塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させることと、を含む、ポリイミド膜の製造方法である。
A fourth aspect of the present invention is to form a coating film made of the polyimide precursor composition according to the first aspect;
A method for producing a polyimide film, comprising heating the coating film to ring-close polyamic acid derived from the resin precursor component (B) in the coating film.
本発明の第五の態様は、第一の態様にかかるポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を硬化させてなるポリイミド膜である。 A fifth aspect of the present invention is a polyimide film obtained by curing a coating film comprising the polyimide precursor composition according to the first aspect.
本発明の第六の態様は、第三の態様にかかるポリイミド樹脂を含むポリイミド膜である。 A sixth aspect of the present invention is a polyimide film containing the polyimide resin according to the third aspect.
本発明の第7の態様は、第五の態様、又は第六の態様にかかるポリイミド膜を備える、光学装置である。 A seventh aspect of the present invention is an optical device comprising the polyimide film according to the fifth or sixth aspect.
本発明によれば、高屈折率のポリイミド膜を与えるポリイミド前駆体組成物と、当該ポリイミド前駆体組成物における前駆体成分として好適なポリアミド酸と、前述のポリイミド前駆体組成物を用いて製造し得るポリイミド樹脂と、前述のポリイミド前駆体組成物を用いて製造し得るポリイミド膜と、前述のポリイミド膜を備える光学装置とを提供することができる。 According to the present invention, a polyimide precursor composition that provides a polyimide film with a high refractive index, a polyamic acid suitable as a precursor component in the polyimide precursor composition, and the polyimide precursor composition described above. It is possible to provide a polyimide resin obtained, a polyimide film that can be produced using the polyimide precursor composition described above, and an optical device comprising the polyimide film described above.
≪ポリイミド前駆体組成物≫
ポリイミド前駆体組成物は、樹脂前駆体成分(B)と、溶剤(S)とを含有する。また、ポリイミド前駆体組成物は、促進剤(A)を含んでいてもよい。
以下、ポリイミド前駆体組成物に含まれる、必須又は任意の成分について順に説明する。
<<Polyimide Precursor Composition>>
The polyimide precursor composition contains a resin precursor component (B) and a solvent (S). Moreover, the polyimide precursor composition may contain an accelerator (A).
Essential or optional components contained in the polyimide precursor composition are described below in order.
<促進剤(A)>
ポリイミド前駆体組成物は、樹脂前駆体成分(B)のイミド化を促進させる成分として、促進剤(A)を含んでいてもよい。このような促進剤としては、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)等が挙げられ、イミダゾール系化合物が好ましい。
イミダゾール系化合物(A1)としては、そのままの形で樹脂前駆体成分(B)のイミド化を促進させる化合物であってもよく、熱や光等のエネルギーの作用によって、樹脂前駆体成分(B)のイミド化を促進させるイミダゾール化合物を発生させる化合物であってもよい。
ポリイミド前駆体組成物の経時安定性が良好であることから、イミダゾール系化合物(A1)としては、熱や光等のエネルギーの作用によって、樹脂前駆体成分(B)のイミド化を促進させるイミダゾール化合物を発生させる化合物が好ましい。このようなイミダゾール系化合物(A1)としては、公知の熱イミダゾール発生剤や、光イミダゾール発生剤を特に制限なく用いることができる。
<Accelerator (A)>
The polyimide precursor composition may contain an accelerator (A) as a component that promotes imidization of the resin precursor component (B). Examples of such accelerators include imidazole-based compounds, pyridine-based compounds, tertiary amine-based compounds such as triethylamine, amino acid-based compounds, etc.), and imidazole-based compounds are preferred.
The imidazole-based compound (A1) may be a compound that promotes imidization of the resin precursor component (B) as it is. It may be a compound that generates an imidazole compound that promotes the imidization of .
Since the polyimide precursor composition has good stability over time, the imidazole compound (A1) is an imidazole compound that promotes imidization of the resin precursor component (B) by the action of energy such as heat and light. are preferred. As such an imidazole compound (A1), known thermal imidazole generators and photoimidazole generators can be used without particular limitation.
イミダゾール系化合物(A1)の好適な例としては、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。下記式(1)で表される化合物は、加熱によりイミダゾール化合物を発生させる熱イミダゾール発生剤に該当する。 Suitable examples of the imidazole compound (A1) include compounds represented by the following formula (1). A compound represented by the following formula (1) corresponds to a thermal imidazole generator that generates an imidazole compound by heating.
式(1)中、R1は水素原子又はアルキル基である。R1がアルキル基である場合、当該アルキル基は、直鎖アルキル基であっても、分岐鎖アルキル基であってもよい。当該アルキル基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上20以下が好ましく、1以上10以下が好ましく、1以上5以下がより好ましい。 In formula (1), R1 is a hydrogen atom or an alkyl group. When R 1 is an alkyl group, the alkyl group may be a straight-chain alkyl group or a branched-chain alkyl group. Although the number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, it is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more and 10 or less, and more preferably 1 or more and 5 or less.
R1として好適なアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチル-n-ヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、及びn-イコシル基が挙げられる。 Specific examples of alkyl groups suitable for R 1 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, tert-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethyl-n-hexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl n-tridecyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, n-nonadecyl, and n-icosyl groups.
式(1)中、R2は、置換基を有してもよい芳香族基である。置換基を有してもよい芳香族基は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基でもよく、置換基を有してもよい芳香族複素環基でもよい。 In formula (1), R 2 is an aromatic group which may have a substituent. The aromatic group optionally having substituents may be an aromatic hydrocarbon group optionally having substituents or an aromatic heterocyclic group optionally having substituents.
芳香族炭化水素基の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。芳香族炭化水素基は、単環式の芳香族基であってもよく、2以上の芳香族炭化水素基が縮合して形成されたものであってもよく、2以上の芳香族炭化水素基が単結合により結合して形成されたものであってもよい。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アンスリル基、フェナンスレニル基が好ましい。 The type of aromatic hydrocarbon group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The aromatic hydrocarbon group may be a monocyclic aromatic group, may be formed by condensation of two or more aromatic hydrocarbon groups, and may be formed by condensation of two or more aromatic hydrocarbon groups. may be formed by combining with a single bond. Preferred aromatic hydrocarbon groups are phenyl, naphthyl, biphenylyl, anthryl and phenanthrenyl groups.
芳香族複素環基の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。芳香族複素環基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。芳香族複素環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、及びベンゾイミダゾリル基が好ましい。 The type of aromatic heterocyclic group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The aromatic heterocyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. Preferred aromatic heterocyclic groups are pyridyl, furyl, thienyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, thiazolyl, isoxazolyl, isothiazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, and benzimidazolyl groups.
フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基、及び有機基が挙げられる。フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が複数の置換基を有する場合、当該複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。 Substituents that the phenyl group, polycyclic aromatic hydrocarbon group, or aromatic heterocyclic group may have include halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, sulfide groups, silyl groups, silanol groups, nitro groups, and nitroso groups. , sulfino groups, sulfo groups, sulfonato groups, phosphino groups, phosphinyl groups, phosphono groups, phosphonato groups, amino groups, ammonio groups, and organic groups. When the phenyl group, polycyclic aromatic hydrocarbon group, or aromatic heterocyclic group has multiple substituents, the multiple substituents may be the same or different.
芳香族基が有する置換基が有機基である場合、当該有機基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、及びアラルキル基等が挙げられる。この有機基は、該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでいてもよい。また、この有機基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよい。この有機基は、通常は1価であるが、環状構造を形成する場合等には、2価以上の有機基となり得る。 When the substituent of the aromatic group is an organic group, examples of the organic group include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, and the like. This organic group may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a heteroatom in the organic group. Moreover, this organic group may be linear, branched, or cyclic. This organic group is usually monovalent, but may be a divalent or higher organic group when forming a cyclic structure.
芳香族基が隣接する炭素原子上に置換基を有する場合、隣接する炭素原子上に結合する2つの置換基はそれが結合して環状構造を形成してもよい。環状構造としては、脂肪族炭化水素環や、ヘテロ原子を含む脂肪族環が挙げられる。 When an aromatic group has substituents on adjacent carbon atoms, two substituents attached on adjacent carbon atoms may be joined together to form a cyclic structure. Cyclic structures include aliphatic hydrocarbon rings and heteroatom-containing aliphatic rings.
芳香族基が有する置換基が有機基である場合に、当該有機基に含まれる結合は本発明の効果が損なわれない限り特に限定されず、有機基は、酸素原子、窒素原子、珪素原子等のヘテロ原子を含む結合を含んでいてもよい。ヘテロ原子を含む結合の具体例としては、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(-N=C(-R)-、-C(=NR)-:Rは水素原子又は有機基を示す)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合、アゾ結合等が挙げられる。 When the substituent of the aromatic group is an organic group, the bond contained in the organic group is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and the organic group may be an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, or the like. may contain a bond containing a heteroatom of Specific examples of bonds containing heteroatoms include ether bonds, thioether bonds, carbonyl bonds, thiocarbonyl bonds, ester bonds, amide bonds, urethane bonds, imino bonds (-N=C(-R)-, -C(= NR)-: R represents a hydrogen atom or an organic group), carbonate bond, sulfonyl bond, sulfinyl bond, azo bond and the like.
有機基が有してもよいヘテロ原子を含む結合としては、式(1)で表されるイミダゾール化合物の耐熱性の観点から、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、アミノ結合(-NR-:Rは水素原子又は1価の有機基を示す)ウレタン結合、イミノ結合(-N=C(-R)-、-C(=NR)-:Rは水素原子又は1価の有機基を示す)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合が好ましい。 From the viewpoint of heat resistance of the imidazole compound represented by formula (1), the heteroatom-containing bond that the organic group may have includes an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, an ester bond, and an amide bond. bond, amino bond (-NR-: R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group) urethane bond, imino bond (-N=C(-R)-, -C(=NR)-: R is a hydrogen atom or a monovalent organic group), carbonate bond, sulfonyl bond, and sulfinyl bond are preferred.
有機基が炭化水素基以外の置換基である場合、炭化水素基以外の置換基の種類は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。炭化水素基以外の置換基の具体例としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアルミ基、モノアリールアミノ基、ジアリールアミノ基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、ニトロ基、ニトロソ基、カルボキシラート基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィノ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、アルキルエーテル基、アルケニルエーテル基、アルキルチオエーテル基、アルケニルチオエーテル基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基等が挙げられる。上記置換基に含まれる水素原子は、炭化水素基によって置換されていてもよい。また、上記置換基に含まれる炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれでもよい。 When the organic group is a substituent other than a hydrocarbon group, the type of the substituent other than the hydrocarbon group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. Specific examples of substituents other than hydrocarbon groups include halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, sulfide groups, cyano groups, isocyano groups, cyanato groups, isocyanato groups, thiocyanato groups, isothiocyanato groups, silyl groups, silanol groups, and alkoxy groups. , alkoxycarbonyl group, amino group, monoalkylamino group, dialkylaluminum group, monoarylamino group, diarylamino group, carbamoyl group, thiocarbamoyl group, nitro group, nitroso group, carboxylate group, acyl group, acyloxy group, sulfino group, sulfonato group, phosphino group, phosphinyl group, phosphonato group, alkyl ether group, alkenyl ether group, alkylthioether group, alkenylthioether group, arylether group, arylthioether group and the like. A hydrogen atom contained in the above substituent may be substituted with a hydrocarbon group. Further, the hydrocarbon group contained in the substituent may be linear, branched, or cyclic.
フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が有する置換基としては、炭素原子数1以上12以下のアルキル基、炭素原子数1以上12以下のアリール基、炭素原子数1以上12以下のアルコキシ基、炭素原子数1以上12以下のアリールオキシ基、炭素原子数1以上12以下のアリールアミノ基、及びハロゲン原子が好ましい。 Substituents possessed by a phenyl group, a polycyclic aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 1 to 12 carbon atoms, and 1 carbon atom. An alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 1 to 12 carbon atoms, an arylamino group having 1 to 12 carbon atoms, and a halogen atom are preferred.
R2としては、式(1)で表されるイミダゾール化合物を安価且つ容易に合成でき、イミダゾール化合物の水や有機溶剤に対する溶解性が良好であることから、それぞれ置換基を有してもよいフェニル基、フリル基、チエニル基が好ましい。 As R 2 , the imidazole compound represented by the formula (1) can be synthesized inexpensively and easily, and the imidazole compound has good solubility in water and organic solvents. groups, furyl groups and thienyl groups are preferred.
式(1)中、R3は、置換基を有してもよいアルキレン基である。アルキレン基が有していてもよい置換基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。アルキレン基が有していてもよい置換基の具体例としては、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、及びハロゲン原子等が挙げられる。アルキレン基は、直鎖アルキレン基であっても、分岐鎖アルキレン基であってもよく、直鎖アルキレン基が好ましい。アルキレン基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上20以下が好ましく、1以上10以下が好ましく、1以上5以下がより好ましい。なお、アルキレン基の炭素原子数には、アルキレン基に結合する置換基の炭素原子を含まない。 In formula (1), R 3 is an optionally substituted alkylene group. The substituents that the alkylene group may have are not particularly limited as long as the objects of the present invention are not impaired. Specific examples of the substituent that the alkylene group may have include a hydroxyl group, an alkoxy group, an amino group, a cyano group, a halogen atom, and the like. The alkylene group may be a linear alkylene group or a branched alkylene group, and is preferably a linear alkylene group. The number of carbon atoms in the alkylene group is not particularly limited, but is preferably from 1 to 20, preferably from 1 to 10, and more preferably from 1 to 5. The number of carbon atoms in the alkylene group does not include the carbon atoms of the substituents bonded to the alkylene group.
アルキレン基に結合する置換基としてのアルコキシ基は、直鎖アルコキシ基であっても、分岐鎖アルコキシ基であってもよい。置換基としてのアルコキシ基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上10以下が好ましく、1以上6以下がより好ましく、1以上3以下が特に好ましい。 An alkoxy group as a substituent bonded to an alkylene group may be a straight-chain alkoxy group or a branched-chain alkoxy group. Although the number of carbon atoms in the alkoxy group as a substituent is not particularly limited, it is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 6 or less, and particularly preferably 1 or more and 3 or less.
アルキレン基に結合する置換基としてのアミノ基は、モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基であってもよい。モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基に含まれるアルキル基は、直鎖アルキル基であっても分岐鎖アルキル基であってもよい。モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基に含まれるアルキル基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上10以下が好ましく、1以上6以下がより好ましく、1以上3以下が特に好ましい。 An amino group as a substituent bonded to an alkylene group may be a monoalkylamino group or a dialkylamino group. The alkyl group contained in the monoalkylamino group or dialkylamino group may be a straight-chain alkyl group or a branched-chain alkyl group. The number of carbon atoms in the alkyl group contained in the monoalkylamino group or dialkylamino group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 6 or less, and particularly preferably 1 or more and 3 or less.
R3として好適なアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エタン-1,2-ジイル基、n-プロパン-1,3-ジイル基、n-プロパン-2,2-ジイル基、n-ブタン-1,4-ジイル基、n-ペンタン-1,5-ジイル基、n-ヘキサン-1,6-ジイル基、n-ヘプタン-1,7-ジイル基、n-オクタン-1,8-ジイル基、n-ノナン-1,9-ジイル基、n-デカン-1,10-ジイル基、n-ウンデカン-1,11-ジイル基、n-ドデカン-1,12-ジイル基、n-トリデカン-1,13-ジイル基、n-テトラデカン-1,14-ジイル基、n-ペンタデカン-1,15-ジイル基、n-ヘキサデカン-1,16-ジイル基、n-ヘプタデカン-1,17-ジイル基、n-オクタデカン-1,18-ジイル基、n-ノナデカン-1,19-ジイル基、及びn-イコサン-1,20-ジイル基が挙げられる。 Specific examples of alkylene groups suitable for R 3 include methylene, ethane-1,2-diyl, n-propane-1,3-diyl, n-propane-2,2-diyl, and n-butane. -1,4-diyl group, n-pentane-1,5-diyl group, n-hexane-1,6-diyl group, n-heptane-1,7-diyl group, n-octane-1,8-diyl group group, n-nonane-1,9-diyl group, n-decane-1,10-diyl group, n-undecane-1,11-diyl group, n-dodecane-1,12-diyl group, n-tridecane- 1,13-diyl group, n-tetradecane-1,14-diyl group, n-pentadecane-1,15-diyl group, n-hexadecane-1,16-diyl group, n-heptadecane-1,17-diyl group , n-octadecane-1,18-diyl group, n-nonadecane-1,19-diyl group, and n-icosane-1,20-diyl group.
R4は、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。nが2以上3以下の整数である場合、複数のR4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 R4 is a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, a nitroso group, a sulfonato group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonato group, or an organic group, and n is 0 to 3 It is an integer below. When n is an integer of 2 or more and 3 or less, a plurality of R 4 may be the same or different.
R4が有機基である場合、当該有機基は、R2について、芳香族基が置換基として有していてもよい有機基と同様である。 When R 4 is an organic group, the organic group is the same as the organic group that the aromatic group may have as a substituent for R 2 .
R4が有機基である場合、有機基としては、アルキル基、芳香族炭化水素基、及び芳香族複素環基が好ましい。アルキル基としては、炭素原子数1以上8以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、及びイソプロピル基がより好ましい。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アンスリル基、及びフェナンスレニル基が好ましく、フェニル基、及びナフチル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。芳香族複素環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、及びベンゾイミダゾリル基が好ましく、フリル基、及びチエニル基がより好ましい。 When R 4 is an organic group, the organic group is preferably an alkyl group, an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group. As the alkyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group are more preferable. As the aromatic hydrocarbon group, phenyl group, naphthyl group, biphenylyl group, anthryl group and phenanthrenyl group are preferred, phenyl group and naphthyl group are more preferred, and phenyl group is particularly preferred. Preferred aromatic heterocyclic groups are pyridyl, furyl, thienyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, thiazolyl, isoxazolyl, isothiazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, and benzimidazolyl groups. A furyl group and a thienyl group are more preferred.
R4がアルキル基である場合、アルキル基のイミダゾール環上での結合位置は、2位、4位、5位のいずれも好ましく、2位がより好ましい。R4が芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基である場合、これらの基のイミダゾール上での結合位置は、2位が好ましい。 When R 4 is an alkyl group, the binding position of the alkyl group on the imidazole ring is preferably 2-position, 4-position or 5-position, more preferably 2-position. When R 4 is an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, the bonding position of these groups on imidazole is preferably 2-position.
上記式(1)で表されるイミダゾール化合物の中では、安価且つ容易に合成可能であり、水や有機溶剤に対する溶解性に優れる点から、下記式(1-1)で表される化合物が好ましく、式(1-1)で表され、R3がメチレン基である化合物がより好ましい。 Among the imidazole compounds represented by the above formula (1), compounds represented by the following formula (1-1) are preferred because they can be synthesized inexpensively and easily and have excellent solubility in water and organic solvents. , wherein R 3 is a methylene group is more preferred.
R5、R6、R7、R8、及びR9が有機基である場合、当該有機基は、式(1)におけるR2が置換基として有する有機基と同様である。R5、R6、R7、及びR8は、イミダゾール化合物の溶剤(S)に対する溶解性の点から水素原子であるのが好ましい。 When R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are organic groups, the organic groups are the same as the organic groups that R 2 in Formula (1) has as a substituent. R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of the solubility of the imidazole compound in the solvent (S).
中でも、R5、R6、R7、R8、及びR9のうち少なくとも1つは、下記置換基であることが好ましく、R9が下記置換基であるのが特に好ましい。R9が下記置換基である場合、R5、R6、R7、及びR8は水素原子であるのが好ましい。
-O-R10
(R10は水素原子又は有機基である。)
Among them, at least one of R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 is preferably the following substituent, and R 9 is particularly preferably the following substituent. When R 9 is the following substituent, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are preferably hydrogen atoms.
- OR 10
( R10 is a hydrogen atom or an organic group.)
R10が有機基である場合、当該有機基は、式(1)におけるR2が置換基として有する有機基と同様である。R10としては、アルキル基が好ましく、炭素原子数1以上8以下のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1以上3以下のアルキル基が特に好ましく、メチル基が最も好ましい。 When R 10 is an organic group, the organic group is the same as the organic group that R 2 in formula (1) has as a substituent. R 10 is preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
上記式(1-1)で表される化合物の中では、下記式(1-1-1)で表される化合物が好ましい。
式(1-1-1)で表される化合物の中でも、R11、R12、R13、R14、及びR15のうち少なくとも1つが、前述の-O-R10で表される基であることが好ましく、R15が-O-R10で表される基であるのが特に好ましい。R15が-O-R10で表される基である場合、R11、R12、R13、及びR14は水素原子であるのが好ましい。 Among the compounds represented by formula (1-1-1), at least one of R 11 , R 12 , R 13 , R 14 and R 15 is a group represented by —OR 10 described above. is preferred, and it is particularly preferred that R 15 is a group represented by —OR 10 . When R 15 is a group represented by —OR 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 are preferably hydrogen atoms.
式(1)で表されるイミダゾール化合物の好適な具体例としては、以下のものが挙げられる。
ポリイミド前駆体組成物における、促進剤(A)又はイミダゾール系化合物(A1)の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。促進剤(A)又はイミダゾール系化合物(A1)の含有量は、後述の樹脂前駆体成分(B)100質量部に対して、例えば1質量部以上であり、上限は特に限定されないが、例えば60質量部以下である。5質量部以上50質量部以下がより好ましく、10質量部以上40質量部以下が特に好ましい。かかる範囲の量の促進剤(A)又はイミダゾール系化合物(A1)を用いることにより、引張強度及び破断伸びに優れ、且つ耐熱性に優れるポリイミド膜を形成しやすい。 The content of the accelerator (A) or the imidazole compound (A1) in the polyimide precursor composition is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The content of the accelerator (A) or the imidazole compound (A1) is, for example, 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the resin precursor component (B) described later, and the upper limit is not particularly limited, but for example 60 Part by mass or less. 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less is more preferable, and 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less is particularly preferable. By using the promoter (A) or the imidazole compound (A1) in such an amount, it is easy to form a polyimide film having excellent tensile strength and elongation at break and excellent heat resistance.
<樹脂前駆体成分(B)>
樹脂前駆体成分(B)は、ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又はポリアミド酸(B3)を含む。以下、モノマー成分と、ポリアミド酸(B3)とについて説明する。
<Resin precursor component (B)>
The resin precursor component (B) contains a monomer component consisting of a diamine component (B1) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2) and/or polyamic acid (B3). The monomer component and the polyamic acid (B3) are described below.
〔モノマー成分〕
モノマー成分は、前述の通り、ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなる。以下、ジアミン成分(B1)と、テトラカルボン酸二無水物成分(B2)とについて説明する。
[Monomer component]
The monomer component consists of a diamine component (B1) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2), as described above. The diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2) are described below.
(ジアミン成分(B1))
ジアミン成分は、下記式(b1):
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-CO-O-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数である。)
で表される芳香族ジアミン化合物を含む。
(Diamine component (B1))
The diamine component has the following formula (b1):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -CO-O-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or - CO-NH-CO-NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 or more and 4 or less. )
Including the aromatic diamine compound represented by.
式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物に由来する構造が、ポリイミド樹脂に導入されることによって、樹脂前駆体成分(B)を用いて形成されるポリイミド樹脂は高い屈折率と低リタデーションを示す。 The structure derived from the aromatic diamine compound represented by the formula (b1) is introduced into the polyimide resin, whereby the polyimide resin formed using the resin precursor component (B) has a high refractive index and a low retardation. show.
上記式(b1)において、環Y1、環Y2、環Y3、及び環Y4としては、例えば、ベンゼン環、縮合多環式芳香族炭化水素環[例えば、縮合二環式炭化水素環(例えば、ナフタレン環等のC8-20縮合二環式炭化水素環、好ましくはC10-16縮合二環式炭化水素環)、縮合三環式芳香族炭化水素環(例えば、アントラセン環、フェナントレン環等)等の縮合2乃至4環式芳香族炭化水素環]等が挙げられる。環Y1、環Y2、環Y3、及び環Y4は、それぞれ、ベンゼン環又はナフタレン環であるのが好ましく、ベンゼン環であるのがより好ましい。環Y3及び環Y4は、同一でも異なっていてもよくいずれの環もベンゼン環であることが特に好ましい。環Y1及び環Y2は、同一でも異なっていてもよくいずれの環もベンゼン環であることが特に好ましい。 In the above formula (b1), ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 include, for example, a benzene ring, a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon ring [e.g., a condensed bicyclic hydrocarbon ring (e.g. C 8-20 condensed bicyclic hydrocarbon ring such as naphthalene ring, preferably C 10-16 condensed bicyclic hydrocarbon ring), condensed tricyclic aromatic hydrocarbon ring (e.g. anthracene ring, phenanthrene) condensed 2- to 4-ring aromatic hydrocarbon ring] and the like. Each of ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 is preferably a benzene ring or a naphthalene ring, more preferably a benzene ring. Ring Y 3 and ring Y 4 may be the same or different, and both rings are particularly preferably benzene rings. Ring Y 1 and ring Y 2 may be the same or different, and both rings are particularly preferably benzene rings.
式(b1)において、X1、及びX2は、-CO-NH-、-CO-O-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-である。これらの結合の向きは特に限定されない。例えば、X1が-CO-NH-である場合、環Y3側にカルボニル基(-CO-)が存在しても、環Y3側にアミノ基(-NH-)が存在してもよい。 In formula (b1), X 1 and X 2 are —CO—NH—, —CO—O—, —NH—CO—NH—, —CO—NH—CO—, —O—CO—NH—, or -CO-NH-CO-NH-. The direction of these bonds is not particularly limited. For example, when X 1 is -CO-NH-, a carbonyl group (-CO-) may be present on the ring Y 3 side, or an amino group (-NH-) may be present on the ring Y 3 side. .
式(b1)において、R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、及びR3bとしては、非反応性置換基、例えば、;アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のC1-12アルキル基、好ましくはC1-8アルキル基、より好ましくはC1-6アルキル基等)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基等のC5-10シクロアルキル基、好ましくはC5-8シクロアルキル基、より好ましくはC5-6シクロアルキル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のC6-14アリール基、好ましくはC6-10アリール基、より好ましくはC6-8アリール基等)、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基等のC6-10アリール-C1-4アルキル基等)等の1価の炭化水素基;
アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のC1-12アルコキシ基、好ましくはC1-8アルコキシ基、より好ましくはC1-6アルコキシ基等)、シクロアルコキシ基(シクロヘキシルオキシ基等のC5-10シクロアルコキシ基等)、アリールオキシ基(フェノキシ基等のC6-10アリールオキシ基)、アラルキルオキシ基(例えば、ベンジルオキシ基等のC6-10アリール-C1-4アルキルオキシ基)等の-OR4aで示される基;
アルキルチオ基(メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基等のC1-12アルキルチオ基、好ましくはC1-8アルキルチオ基、より好ましくはC1-6アルキルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(シクロヘキシルチオ基等のC5-10シクロアルキルチオ基等)、アリールチオ基(フェニルチオ基等のC6-10アリールチオ基)、アラルキルチオ基(例えば、ベンジルチオ基等のC6-10アリール-C1-4アルキルチオ基)等の-SR4bで示される基;
アシル基(アセチル基等のC1-6アシル基等);
アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基等のC1-4アルコキシ-カルボニル基等);
ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等);
シアノ基;
アルキルアミノ基(メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基等のC1-12アルキルアミノ基、好ましくはC1-8アルキルアミノ基、より好ましくはC1-6アルキルアミノ基等)、シクロアルキルアミノ基(シクロヘキシルアミノ基等のC5-10シクロアルキルアミノ基等)、アリールアミノ基(フェニルアミノ基等のC6-10アリールアミノ基)、アラルキルアミノ基(例えば、ベンジルアミノ基等のC6-10アリール-C1-4アルキルアミノ基)等の-NHR4cで示される基;
ジアルキルアミノ基(ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基等のジ(C1-12アルキル)アミノ基、好ましくはジ(C1-8アルキル)アミノ基、より好ましくはジ(C1-6アルキル)アミノ基等)、ジシクロアルキルアミノ基(ジシクロヘキシルアミノ基等のジ(C5-10シクロアルキル)アミノ基等)、ジアリールアミノ基(ジフェニルアミノ基等のジ(C6-10アリール)アミノ基)、ジアラルキルアミノ基(例えば、ジベンジルアミノ基等のジ(C6-10アリール-C1-4アルキル)アミノ基)等の-N(R4d)2で示される基、が好ましい。
In formula (b1), R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 3a , and R 3b are non-reactive substituents such as; C 1-12 alkyl groups such as isopropyl group and butyl group, preferably C 1-8 alkyl groups, more preferably C 1-6 alkyl groups, etc.), cycloalkyl groups (C 5-10 cycloalkyl groups such as cyclohexyl group , preferably C 5-8 cycloalkyl groups, more preferably C 5-6 cycloalkyl groups, etc.), aryl groups (e.g., C 6-14 aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl groups, etc., preferably is a C 6-10 aryl group, more preferably a C 6-8 aryl group, etc.), an aralkyl group (a C 6-10 aryl-C 1-4 alkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, etc.), etc. hydrogen group;
Alkoxy group (C 1-12 alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, preferably C 1-8 alkoxy group, more preferably C 1-6 alkoxy group, etc.), cycloalkoxy group (cyclohexyloxy C 5-10 cycloalkoxy groups such as groups), aryloxy groups (C 6-10 aryloxy groups such as phenoxy groups), aralkyloxy groups (for example, C 6-10 aryl-C 1- a group represented by —OR 4a such as 4 alkyloxy group);
Alkylthio group (C 1-12 alkylthio group such as methylthio group, ethylthio group, propylthio group, butylthio group, preferably C 1-8 alkylthio group, more preferably C 1-6 alkylthio group, etc.), cycloalkylthio group (cyclohexylthio C 5-10 cycloalkylthio groups such as groups), arylthio groups (C 6-10 arylthio groups such as phenylthio groups), aralkylthio groups (e.g. C 6-10 aryl-C 1-4 alkylthio groups such as benzylthio groups ) group represented by —SR 4b ;
acyl group (such as a C 1-6 acyl group such as an acetyl group);
alkoxycarbonyl group (such as C 1-4 alkoxy-carbonyl group such as methoxycarbonyl group);
halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.);
cyano group;
Alkylamino group (C 1-12 alkylamino group such as methylamino group, ethylamino group, propylamino group, butylamino group, preferably C 1-8 alkylamino group, more preferably C 1-6 alkylamino group, etc. ), cycloalkylamino group (C 5-10 cycloalkylamino group such as cyclohexylamino group), arylamino group (C 6-10 arylamino group such as phenylamino group), aralkylamino group (e.g., benzylamino group a group represented by —NHR 4c such as a C 6-10 aryl-C 1-4 alkylamino group such as
Dialkylamino group (di(C 1-12 alkyl)amino group such as dimethylamino group, diethylamino group, dipropylamino group, dibutylamino group, preferably di(C 1-8 alkyl)amino group, more preferably di( C 1-6 alkyl)amino group, etc.), dicycloalkylamino group (di(C 5-10 cycloalkyl)amino group such as dicyclohexylamino group, etc.), diarylamino group (di(C 6- 10 aryl)amino group), dialkylamino group (e.g., di(C 6-10 aryl-C 1-4 alkyl)amino group such as dibenzylamino group), etc. -N(R 4d ) 2 group , is preferred.
R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、及びR3bが1価の炭化水素基、-OR4aで表される基、-SR4bで表される基、アシル基、アルコキシカルボニル基、-NHR4cで表される基、及び-N(R4d)2で表される基である場合、これらの基は、-OR4eで表される基、-SR4fで表される基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、シアノ基、-NHR4gで表される基、及び-N(R4h)2で表される基からなる群より選択される1以上の基で置換されていてもよい。 R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 3a and R 3b are monovalent hydrocarbon groups, groups represented by —OR 4a , groups represented by —SR 4b , acyl groups, alkoxycarbonyl groups , a group represented by —NHR 4c , and a group represented by —N(R 4d ) 2 , these groups are a group represented by —OR 4e , a group represented by —SR 4f , substituted with one or more groups selected from the group consisting of an acyl group, an alkoxycarbonyl group, a halogen atom, a cyano group, a group represented by —NHR 4g , and a group represented by —N(R 4h ) 2 may
これらの置換基の好ましい例は、-OR4aで表される基、-SR4bで表される基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、シアノ基、-NHR4cで表される基、及び-N(R4d)2で表される基の好ましい例と同様である。 Preferred examples of these substituents include a group represented by -OR 4a , a group represented by -SR 4b , an acyl group, an alkoxycarbonyl group, a halogen atom, a cyano group, a group represented by -NHR 4c , and The same as the preferred examples of the group represented by —N(R 4d ) 2 .
R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、及びR3bが、それぞれ複数存在する場合、複数の基はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、及びR3bの置換位置は特に限定はされない。 When a plurality of each of R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 3a and R 3b are present, the plurality of groups may be the same or different. The substitution positions of R 1a , R 1b , R 2a , R 2b , R 3a and R 3b are not particularly limited.
式(b1)において、n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、0又は1が好ましく、0がより好ましいである。n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、0又は1が好ましく、0がより好ましい。n5及びn6は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、0又は1が好ましく、0がより好ましい。 In formula (b1), n1 and n2 are each independently an integer of 0 or more and 4 or less, preferably 0 or 1, more preferably 0. n3 and n4 are each independently an integer of 0 or more and 5 or less, preferably 0 or 1, more preferably 0. n5 and n6 are each independently an integer of 0 or more and 5 or less, preferably 0 or 1, more preferably 0.
式(b1)において、Rは単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で示される基、-NH-で示される基、又は-S-で示される基であり、典型的には単結合である。置換基としては、例えば、シアノ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、1価の炭化水素基[例えば、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基等のC1-6アルキル基)、アリール基(フェニル基等のC6-10アリール基)等]等が挙げられる。ヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、珪素原子等が挙げられる。 In formula (b1), R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, —O— is a group represented by -NH- or a group represented by -S-, and is typically a single bond. Examples of substituents include cyano group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), monovalent hydrocarbon group [e.g., alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group , C 1-6 alkyl group such as t-butyl group), aryl group (C 6-10 aryl group such as phenyl group), etc.] and the like. Heteroatoms include, for example, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, silicon atoms and the like.
以上説明した式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物としては、下記式(b1-1):
で表される芳香族ジアミン化合物が好ましい。式(b1-1)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
As the aromatic diamine compound represented by the formula (b1) described above, the following formula (b1-1):
An aromatic diamine compound represented by is preferred. In formula (b1-1), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
上記式(b1-1)で表される芳香族ジアミン化合物としては、下記式(b1-2):
で表される芳香族ジアミン化合物が好ましい。式(b1-2)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
As the aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-1), the following formula (b1-2):
An aromatic diamine compound represented by is preferred. In formula (b1-2), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
上記式(b1-2)で表される芳香族ジアミン化合物としては、下記式(b1-3):
で表される芳香族ジアミン化合物が好ましい。式(b1-3)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
As the aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-2), the following formula (b1-3):
An aromatic diamine compound represented by is preferred. In formula (b1-3), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
また、上記式(b1-2)で表される芳香族ジアミン化合物としては、下記式(b1-4):
で表される芳香族ジアミン化合物も好ましい。式(b1-4)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
Further, as the aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-2), the following formula (b1-4):
An aromatic diamine compound represented by is also preferred. In formula (b1-4), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
上記式(b1-3)で表される芳香族ジアミン化合物としては、下記式(b1-5):
で表される芳香族ジアミン化合物が好ましい。式(b1-5)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
As the aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-3), the following formula (b1-5):
An aromatic diamine compound represented by is preferred. In formula (b1-5), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
以上説明した式(b1)と、式(b1-1)~式(b1-5)とにおいて、環Y1、及び環Y2が、それぞれベンゼン環であり、Rが単結合であるのが好ましい。つまり、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物はフルオレン環を含むのが好ましい。 In formula (b1) and formulas (b1-1) to (b1-5) described above, ring Y 1 and ring Y 2 are each preferably a benzene ring, and R is preferably a single bond. . That is, the aromatic diamine compound represented by formula (b1) preferably contains a fluorene ring.
以上説明した式(b1)で表される芳香族アミン化合物の好ましい具体例としては、下記式の、9位に2つの同一の置換基を有するフルオレン化合物が挙げられる。
また、上記の化合物における、アミド結合(-CO-NH-)を、-CO-O-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-に置換した化合物も、式(b1)で表される化合物の好適な例として挙げられる。 In addition, the amide bond (-CO-NH-) in the above compounds, -CO-O-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or - A compound substituted with CO--NH--CO--NH-- is also mentioned as a suitable example of the compound represented by the formula (b1).
前述の式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物の製造方法は特に限定されない。
前述の式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物は、例えば、下記式(b1-I)で表される芳香族ジニトロ化合物が有するニトロ基(-NO2)を水素化してアミノ基(-NH2)に変換することにより製造することができる。
The method for producing the aromatic diamine compound represented by the above formula (b1) is not particularly limited.
The aromatic diamine compound represented by the above formula (b1) is, for example, an amino group (- NH 2 ).
上記式(b1-I)で表される化合物としては、下記式(b1-I-1):
で表される化合物が好ましい。
As the compound represented by the above formula (b1-I), the following formula (b1-I-1):
A compound represented by is preferred.
式(b1-I)で表される化合物の製造方法は特に限定されない。例えば、下記式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と、下記式(b1-Ib)で表される化合物と、下記式(b1-Ic)で表される化合物と:
基X1aは、基X1bとの反応により、式(b1-I)中の基X1を形成させる基であり、
基X2aは、基X2bとの反応により、式(b1-1)中の基X2を形成させる基である。)
を反応させて、式(b1-I)で表される化合物を製造することができる。
ここで、X1a及びX2aが同一の基である場合、式(b1-Ib)で表される化合物と、式(b1-Ic)で表される化合物とは、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよく、同一の化合物であるのが好ましい。
また、式(b1-Ia)で表される化合物と、式(b1-Ib)で表される化合物、及び式(b1-Ic)で表される化合物との反応は、3つの化合物を同時に混合して行われてもよく、式(bI-Ia)で表される化合物に対して、式(b1-Ib)で表される化合物、及び式(b1-Ic)で表される化合物のいずれか一方の化合物を加えた後に、他方の化合物を加えて行われてもよい。
The method for producing the compound represented by formula (b1-I) is not particularly limited. For example, an aromatic compound represented by the following formula (b1-Ia), a compound represented by the following formula (b1-Ib), and a compound represented by the following formula (b1-Ic):
The group X 1a is a group which, upon reaction with the group X 1b , forms the group X 1 in formula (b1-I),
Group X 2a is a group that forms group X 2 in formula (b1-1) by reaction with group X 2b . )
can be reacted to produce a compound represented by formula (b1-I).
Here, when X 1a and X 2a are the same group, the compound represented by formula (b1-Ib) and the compound represented by formula (b1-Ic) may be the same compound. , may be different compounds, preferably the same compound.
Further, the reaction of the compound represented by formula (b1-Ia), the compound represented by formula (b1-Ib), and the compound represented by formula (b1-Ic) is performed by mixing three compounds at the same time Either a compound represented by formula (b1-Ib) or a compound represented by formula (b1-Ic) for a compound represented by formula (bI-Ia) The addition of one compound may be followed by the addition of the other compound.
基X1aと基X1bとの反応は、基X1を生成させ、基X2aと基X2bとの反応は、基X2を生成させる。
基X1aと基X1bとの組み合わせ、及び基X2aと基X2bとの組み合わせは、それぞれ独立に、
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、アミノ基(-NH2)との組み合わせ、
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、水酸基との組み合わせ、
アミノ基(-NH2)と、イソシアネート基との組み合わせ、
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、カルバモイル基(-CO-NH2)との組み合わせ、
水酸基とイソシアネート基との組み合わせ、又は、
カルバモイル基(-CO-NH2)と、イソシアネート基との組み合わせである。
これらの組み合わせについて、例えば、基X1aと基X1bとの組み合わせが、カルボキシ基とアミノ基との組み合わせである場合、X1aがカルボキシ基でありX1bがアミノ基であってもよく、X1aがアミノ基でありX1bがカルボキシ基であってもよい。
Reaction of group X 1a with group X 1b yields group X 1 and reaction of group X 2a with group X 2b yields group X 2 .
The combination of groups X 1a and X 1b and the combination of groups X 2a and X 2b are each independently
a combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and an amino group (--NH 2 );
a combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and a hydroxyl group;
a combination of an amino group (—NH 2 ) and an isocyanate group;
a combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and a carbamoyl group (--CO--NH 2 );
a combination of a hydroxyl group and an isocyanate group, or
It is a combination of a carbamoyl group (--CO--NH 2 ) and an isocyanate group.
For these combinations, for example, when the combination of groups X 1a and X 1b is a combination of a carboxy group and an amino group, X 1a may be a carboxy group and X 1b may be an amino group; 1a may be an amino group and X 1b may be a carboxy group.
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、アミノ基(-NH2)との組み合わせは、-CO-NH-を生成させる組み合わせである。
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、水酸基との組み合わせは、-CO-O-を生成させる組み合わせである。
アミノ基(-NH2)と、イソシアネート基との組み合わせは、-NH-CO-NH-を生成させる組み合わせである。
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、カルバモイル基(-CO-NH2)との組み合わせは、-CO-NH-CO-を生成させる組み合わせである。
水酸基とイソシアネート基との組み合わせは、-O-CO-NH-を生成させる組み合わせである。
カルバモイル基(-CO-NH2)と、イソシアネート基との組み合わせは、-CO-NH-CO-NH-を生成させる組み合わせである。
A combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and an amino group (--NH 2 ) is a combination that produces --CO--NH--.
A combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and a hydroxyl group is a combination that produces --CO--O--.
A combination of an amino group (--NH 2 ) and an isocyanate group is a combination that produces --NH--CO--NH--.
A combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and a carbamoyl group (--CO--NH 2 ) is a combination that produces --CO--NH--CO--.
A combination of a hydroxyl group and an isocyanate group is a combination that produces --O--CO--NH--.
A combination of a carbamoyl group (--CO--NH 2 ) and an isocyanate group is a combination that produces --CO--NH--CO--NH--.
上記式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と、下記式(b1-Ib)で表される化合物と、下記式(b1-Ic)で表される化合物とを反応させる方法は特に限定されない。反応方法は、基X1aと基X1bとの組み合わせ、及び基X2aと基X2bとの組み合わせとを勘案して、公知の方法から適宜選択される。 The method of reacting the aromatic compound represented by the above formula (b1-Ia), the compound represented by the following formula (b1-Ib), and the compound represented by the following formula (b1-Ic) is particularly limited. not. The reaction method is appropriately selected from known methods in consideration of the combination of the groups X1a and X1b and the combination of the groups X2a and X2b .
式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と、下記式(b1-Ib)で表される化合物と、下記式(b1-Ic)で表される化合物とを反応させる際のこれらの使用量は、所望する量の式(b1-I)で表される化合物を生成させることができれば特に限定されない。式(b1-Ib)で表される化合物の使用量と、式(b1-Ic)で表される化合物の資料量とは、それぞれ独立に、式(b1-Ia)で表される化合物1モルに対して、0.5モル以上2モル以下が好ましく、0.7モル以上1.5モル以下がより好ましく、0.9モル以上1.1モル以下が特に好ましい。 Use thereof in reacting an aromatic compound represented by formula (b1-Ia), a compound represented by formula (b1-Ib) below, and a compound represented by formula (b1-Ic) below The amount is not particularly limited as long as the desired amount of the compound represented by formula (b1-I) can be produced. The amount of the compound represented by formula (b1-Ib) used and the sample amount of the compound represented by formula (b1-Ic) are each independently 1 mol of the compound represented by formula (b1-Ia) is preferably 0.5 mol or more and 2 mol or less, more preferably 0.7 mol or more and 1.5 mol or less, and particularly preferably 0.9 mol or more and 1.1 mol or less.
式(b1-1)で表される芳香族ジニトロ化合物が有するニトロ基(-NO2)を水素化してアミノ基(-NH2)に変換する方法は特に限定されず、公知のニトロ基の水素化方法から適宜選択される。典型的には、パラジウム触媒の存在下に式(b1-I)で表される芳香族ジニトロ化合物を水素と接触させる方法が挙げられる。 The method for hydrogenating the nitro group (--NO 2 ) of the aromatic dinitro compound represented by formula (b1-1) to convert it to an amino group (--NH 2 ) is not particularly limited. selected as appropriate from the conversion method. A typical method includes contacting the aromatic dinitro compound represented by formula (b1-I) with hydrogen in the presence of a palladium catalyst.
芳香族ジアミン化合物は、例えば、下記式(b1-II)で表される芳香族化合物が有するZ1-NH-、又はZ2-NH-で表される保護されたアミノ基を脱保護して、アミノ基(-NH2)に変換することにより製造することができる。 The aromatic diamine compound is obtained, for example, by deprotecting the protected amino group represented by Z 1 -NH- or Z 2 -NH- of the aromatic compound represented by the following formula (b1-II). , to an amino group (—NH 2 ).
上記式(b1-II)で表される化合物としては、下記式(b1-II-1):
で表される化合物が好ましい。
As the compound represented by the above formula (b1-II), the following formula (b1-II-1):
A compound represented by is preferred.
Z1、及びZ2としての保護基とは、アミノ基を、特定の化学反応条件に対して実質的に不活性である異なる化学基に変換する官能基を指す。保護基は、良好な収率で簡単且つ選択的に除去され得る。保護基の例には、ホルミル基、アセチル基、ベンジル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチジルジフェニルシリル基、tert-ブチルオキシカルボニル基(Boc)、p-メトキシベンジル基、メトキシメチル基、トシル基、トリフルオロアセチル基、トリメチルシリル(TMS)基、フルオレニルメチルオキシカルボニル基(Fmoc)、2-トリメチルシリルエトキシカルボニル基、1-メチル-1-(4-ビフェニルイル)エトキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基(CBZ)、2-トリメチルシリル-エタンスルホニル(SES)、トリチル及び置換トリチル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(FMOC)、ニトロ-ベラトリルオキシカルボニル(NVOC)等が含まれるが、これらに限定されない。 Protecting groups as Z 1 and Z 2 refer to functional groups that convert an amino group into a different chemical group that is substantially inert to certain chemical reaction conditions. Protecting groups can be easily and selectively removed with good yields. Examples of protecting groups include formyl, acetyl, benzyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butidyldiphenylsilyl, tert-butyloxycarbonyl (Boc), p-methoxybenzyl, methoxymethyl. , tosyl group, trifluoroacetyl group, trimethylsilyl (TMS) group, fluorenylmethyloxycarbonyl group (Fmoc), 2-trimethylsilylethoxycarbonyl group, 1-methyl-1-(4-biphenylyl)ethoxycarbonyl group, allyl oxycarbonyl group, benzyloxycarbonyl group (CBZ), 2-trimethylsilyl-ethanesulfonyl (SES), trityl and substituted trityl groups, 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (FMOC), nitro-veratryloxycarbonyl (NVOC), etc. including but not limited to.
式(b1-II)で表される化合物の製造方法は特に限定されない。例えば、下記式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と、下記式(b1-IIb)で表される化合物と、下記式(b1-IIc)で表される化合物と:
基X1aは、基X1bとの反応により、式(b1-II)中の基X1を形成させる基であり、
基X2aは、基X2bとの反応により、式(b1-II)中の基X2を形成させる基である。)
を反応させて、式(b1-II)で表される化合物を製造することができる。
The method for producing the compound represented by formula (b1-II) is not particularly limited. For example, an aromatic compound represented by the following formula (b1-Ia), a compound represented by the following formula (b1-IIb), and a compound represented by the following formula (b1-IIc):
The group X 1a is a group which, upon reaction with the group X 1b , forms the group X 1 in formula (b1-II),
The group X 2a is a group which, upon reaction with the group X 2b , forms the group X 2 in formula (b1-II). )
can be reacted to produce a compound represented by formula (b1-II).
基X1aと基X1bとの組み合わせと、基X2aと基X2bとの組み合わせとについては、式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と、式(b1-Ib)で表される化合物と、式(b1-Ic)で表される化合物との反応について説明した通りである。 As for the combination of the group X 1a and the group X 1b and the combination of the group X 2a and the group X 2b , the aromatic compound represented by the formula (b1-Ia) and the aromatic compound represented by the formula (b1-Ib) and the compound represented by formula (b1-Ic) are as described above.
式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と、下記式(b1-IIb)で表される化合物と、下記式(b1-IIc)で表される化合物とを反応させる際のこれらの使用量は、所望する量の式(b1-II)で表される化合物を生成させることができれば特に限定されない。式(b1-IIb)で表される化合物の使用量と、式(b1-IIc)で表される化合物の使用量とは、それぞれ独立に、式(b1-Ia)で表される化合物1モルに対して、0.5モル以上2モル以下が好ましく、0.7モル以上1.5モル以下がより好ましく、0.9モル以上1.1モル以下が特に好ましい。 Use thereof in reacting an aromatic compound represented by formula (b1-Ia), a compound represented by formula (b1-IIb) below, and a compound represented by formula (b1-IIc) below The amount is not particularly limited as long as the desired amount of the compound represented by formula (b1-II) can be produced. The amount of the compound represented by the formula (b1-IIb) and the amount of the compound represented by the formula (b1-IIc) used are each independently 1 mol of the compound represented by the formula (b1-Ia). is preferably 0.5 mol or more and 2 mol or less, more preferably 0.7 mol or more and 1.5 mol or less, and particularly preferably 0.9 mol or more and 1.1 mol or less.
Z1-NH-、又はZ2-NH-で表される保護されたアミノ基を脱保護して、アミノ基(-NH2)に変換する方法は、従来公知の方法であれば特に制限はされない。脱保護は、保護基の種類に応じた公知の手段により行われる。 The method for deprotecting the protected amino group represented by Z 1 -NH- or Z 2 -NH- to convert it to an amino group (-NH 2 ) is not particularly limited as long as it is a conventionally known method. not. Deprotection is carried out by known means depending on the type of protecting group.
また、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物は、下記式(b1-IIIb)で表される化合物と、下記式(b1-IIIc)で表される化合物と、下記式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と:
基X1aは、基X1bとの反応により、式(b1)中の基X1を形成させる基であり、
基X2aは、基X2bとの反応により、式(b1)中の基X2を形成させる基である。)
を反応させて製造できる。
この方法によれば、副反応が生じやすい場合がある、ニトロ基の水素化や、保護されたアミノ基の脱保護等の工程が不要であることから、式(b1)で表される芳香族アミン化合物の合成が容易である。
Further, the aromatic diamine compound represented by the formula (b1) includes a compound represented by the following formula (b1-IIIb), a compound represented by the following formula (b1-IIIc), and a compound represented by the following formula (b1-Ia ) and an aromatic compound represented by:
The group X 2a is a group which, upon reaction with the group X 2b , forms the group X 2 in formula (b1). )
can be produced by reacting
According to this method, there is no need for steps such as hydrogenation of the nitro group and deprotection of the protected amino group, which may easily cause side reactions. Synthesis of amine compounds is easy.
基X1aと基X1bとの組み合わせと、基X2aと基X2bとの組み合わせとについては、式(b1-Ia)で表される芳香族化合物と、式(b1-Ib)で表される化合物と、式(b1-Ic)で表される化合物との反応について説明した通りである。
ただし、式(a1-Ia)で表される芳香族化合物と、式(a1-IIIb)で表される化合物と、式(a1-IIIc)で表される化合物とを反応させる場合、基X1aと基X1bとの組み合わせと、基X2aと基X2bとの組み合わせとは、
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、アミノ基(-NH2)との組み合わせ、
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、水酸基との組み合わせ、又は
カルボキシ基(-COOH)又はハロカルボニル基(-COHal)と、カルバモイル基(-CO-NH2)との組み合わせに限定される。
As for the combination of the group X 1a and the group X 1b and the combination of the group X 2a and the group X 2b , the aromatic compound represented by the formula (b1-Ia) and the aromatic compound represented by the formula (b1-Ib) and the compound represented by formula (b1-Ic) are as described above.
However, when the aromatic compound represented by the formula (a1-Ia), the compound represented by the formula (a1-IIIb) and the compound represented by the formula (a1-IIIc) are reacted, the group X 1a and the group X 1b , and the combination of the group X 2a and the group X 2b ,
a combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and an amino group (--NH 2 );
a combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and a hydroxyl group, or a combination of a carboxy group (--COOH) or a halocarbonyl group (--COHal) and a carbamoyl group (--CO--NH 2 ) is limited to
ジアミン成分(B1)は、本発明の目的を阻害しない限りにおいて、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物とともに、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物に該当しない他のジアミン化合物を含んでいてもよい。
かかる他のジアミン化合物の好ましい例としては、下記式(2)で表されるジアミン化合物が挙げられる。他のジアミン化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
H2N-Rb10-NH2・・・(2)
(式中、Rb10は、炭素原子数6以上40以下のアリール基である。ただし、式(2)で表されるジアミン化合物は、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物に該当しない。)
The diamine component (B1), together with the aromatic diamine compound represented by formula (b1), other diamine compounds that do not correspond to the aromatic diamine compounds represented by formula (b1), as long as the object of the present invention is not hindered. may contain
Preferred examples of such other diamine compounds include diamine compounds represented by the following formula (2). Another diamine compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
H 2 N—R b10 —NH 2 (2)
(In the formula, R b10 is an aryl group having 6 to 40 carbon atoms. However, the diamine compound represented by formula (2) does not correspond to the aromatic diamine compound represented by formula (b1). .)
式(2)中のRb10として選択され得るアリール基は、炭素原子数が6以上40以下、好ましくは6以上30以下、より好ましくは12以上20以下であるアリール基である。
アリール基の炭素原子数が40を超えると、得られるポリイミド樹脂の耐熱性が低下する傾向がある。アリール基の炭素原子数が6未満であると、得られるポリイミド樹脂の溶媒に対する溶解性が低下する傾向がある。
The aryl group that can be selected as R b10 in formula (2) is an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, preferably 6 to 30 carbon atoms, more preferably 12 to 20 carbon atoms.
When the number of carbon atoms in the aryl group exceeds 40, the heat resistance of the obtained polyimide resin tends to be lowered. If the number of carbon atoms in the aryl group is less than 6, the resulting polyimide resin tends to be less soluble in solvents.
式(2)中のRb10としては、得られるポリイミド樹脂の屈折率の高さと、耐熱性と、溶媒への溶解性とのバランスの観点から下記式(3)~(9)で表される基のうちの少なくとも1種であることが好ましい。 R b10 in formula (2) is represented by the following formulas (3) to (9) from the viewpoint of the balance between the high refractive index of the resulting polyimide resin, heat resistance, and solubility in a solvent. preferably at least one of the groups.
式(6)中、Q1は、-C6H4-、-CONH-C6H4-NHCO-、-NHCO-C6H4-CONH-、-O-C6H4-CO-C6H4-O-、-OCO-C6H4-COO-、-OCO-C6H4-C6H4-COO-、-OCO-、-O-、-S-、-CO-、-CONH-、-SO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-C(CH3)2-、-CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-、-O-C6H4-C(CF3)2-C6H4-O-、-O-C6H4-S-C6H4-O-、-O-C6H4-SO-C6H4-O-、-O-C6H4-SO2-C6H4-O-、-C(CH3)2-C6H4-C(CH3)2-、-O-C6H4-C6H4-O-、-O-C6H4-O-、-O-C10H6-O-、及び-O-C6Br2H2-C(CH3)2-C6Br2H2-O-、下記式(10):
式(7)中、Aは、-S-、-SO-、又は-SO2-を示す。
式(10)中、Q2は、単結合、-C(CF3)2-、-C(CH3)2-、又は-CH2-を示す。
-C6H4-はベンゼンジイル基(フェニレン基)を示し、ベンゼン-1,4-ジイル基(p-フェニレン基)が好ましい。
-C10H6-はナフタレンジイル基を示し、ナフタレン-1,6-ジイル基、ナフタレン-1,5-ジイル基、及びナフタレン-1,4-ジイル基が好ましい。
-C6Br2H2-は、ジブロモフェニレン基を示し、3,5-ジブロモベンゼン-1,4-ジイル基が好ましい。)
In formula (6), Q 1 is -C 6 H 4 -, -CONH-C 6 H 4 -NHCO-, -NHCO-C 6 H 4 -CONH-, -OC 6 H 4 -CO-C 6H 4 -O-, -OCO - C 6H 4 -COO-, -OCO-C 6H 4 -C 6H 4 -COO- , -OCO- , -O- , -S-, -CO-, -CONH-, -SO-, -SO 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -CH 2 -, -CH=CH-, -C≡C-, -O -C6H4-C( CH3 ) 2 - C6H4 - O-, -OC6H4 - C( CF3 ) 2 - C6H4 - O-, -OC6H 4 -SC 6 H 4 -O-, -OC 6 H 4 -SO-C 6 H 4 -O-, -OC 6 H 4 -SO 2 -C 6 H 4 -O-,- C(CH 3 ) 2 -C 6 H 4 -C(CH 3 ) 2 -, -O-C 6 H 4 -C 6 H 4 -O-, -O-C 6 H 4 -O-, -O- C 10 H 6 —O— and —O—C 6 Br 2 H 2 —C(CH 3 ) 2 —C 6 Br 2 H 2 —O—, the following formula (10):
In formula (7), A represents -S-, -SO- or -SO 2 -.
In formula (10), Q 2 represents a single bond, -C(CF 3 ) 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, or -CH 2 -.
—C 6 H 4 — represents a benzenediyl group (phenylene group), preferably a benzene-1,4-diyl group (p-phenylene group).
—C 10 H 6 — represents a naphthalene diyl group, preferably a naphthalene-1,6-diyl group, a naphthalene-1,5-diyl group and a naphthalene-1,4-diyl group.
—C 6 Br 2 H 2 — represents a dibromophenylene group, preferably a 3,5-dibromobenzene-1,4-diyl group. )
式(5)~(7)、及び式(9)中のR11としては、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の観点から、水素原子、臭素原子、フッ素原子、メチル基又はエチル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。 R 11 in formulas (5) to (7) and formula (9) is more preferably a hydrogen atom, a bromine atom, a fluorine atom, a methyl group or an ethyl group, from the viewpoint of the heat resistance of the resulting polyimide resin. Hydrogen atoms are particularly preferred.
式(6)中のQ1としては、得られるポリイミド樹脂の耐熱性と、溶媒への溶解性とのバランスの観点から、-O-C6H4-O-、-O-、-C(CH3)2-、-CH2-、又は-O-C6H4-C(CH3)2-C6H4-O-、-CONH-、が好ましく、-O-C6H4-O-、又は-O-が特に好ましい。
また、屈折率の高いポリイミド樹脂を得やすい点からは、式(6)中のQ1としては、-S-、-SO-、-SO2-、-O-C6H4-S-C6H4-O-、-O-C6H4-SO-C6H4-O-、又は-O-C6H4-SO2-C6H4-O-が好ましい。
Q 1 in formula (6) is -O-C 6 H 4 -O-, -O-, -C( CH 3 ) 2 -, -CH 2 -, or -OC 6 H 4 -C(CH 3 ) 2 -C 6 H 4 -O-, -CONH- is preferred, and -OC 6 H 4 - O- or -O- is particularly preferred.
In addition, from the point of easily obtaining a polyimide resin with a high refractive index, Q 1 in the formula (6) may be -S-, -SO-, -SO 2 -, -OC 6 H 4 -SC 6 H 4 -O-, -O-C 6 H 4 -SO-C 6 H 4 -O-, or -O-C 6 H 4 -SO 2 -C 6 H 4 -O- are preferred.
式(3)~(9)で表される基の中では、得られるポリアミド樹脂の屈折率と、屈折率以外の他の特性のバランスを取りやすい点から、式(5)~(9)で表される基がより好ましく、式(6)~(9)で表される基が特に好ましい。 Among the groups represented by the formulas (3) to (9), the refractive index of the resulting polyamide resin and the other properties other than the refractive index are easily balanced, so the groups represented by the formulas (5) to (9) Groups represented by formulas (6) to (9) are particularly preferred.
式(2)で表されるジアミン化合物の好適な具体例としては、
4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}スルフィド、ビス{4-(3-アミノフェノキシ)フェニル}スルフィド、3,7-ジアミノ-2,8-ジメチルジベンゾチオフェン、及び2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド等のジアミノスルフィド類;
4,4’-ジアミノジフェニルスルホキシド、3,3’-ジアミノジフェニルスルホキシド、ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}スルホキシド、ビス{4-(3-アミノフェノキシ)フェニル}スルホキシド、3,7-ジアミノ-2,8-ジメチルジベンゾチオフェン-5-オキシド、及び2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド等のジアミノスルホキシド類;
4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、ビス{4-(3-アミノフェノキシ)フェニル}スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、及び3,7-ジアミノ-2,8-ジメチルジベンゾチオフェン-5,5-ジオキシド等のジアミノスルホン類;
2,2-ビス{4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ジブロモフェニル}プロパン等のブロモ置換ジアミン類;
4,4’-ジアミノスチルベン、3,3’-ジアミノスチルベン、及び3,4’-ジアミノスチルベン等の炭素-炭素二重結合含有ジアミン類;
4,4’-ジアミノジフェニルアセチレン、3.3’-ジアミノジフェニルアセチレン、3,4’-ジアミノジフェニルアセチレン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)-5-(2-フェニルエチニル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)-5-(2-フェニルエチニル)ベンゼン、及び2,4-ジアミノ-4’-フェニルエチニルジフェニルエーテル等の炭素-炭素三重結合含有ジアミン類;
3,3’-ジフェニル-4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2-ビス{3-フェニル-4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}プロパン、1,6-ビス(4-アミノフェノキシ)ナフタレン、及び1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ナフタレン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ナフタレン等の多環芳香族ジアミン類が挙げられる。
Suitable specific examples of the diamine compound represented by formula (2) include:
4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}sulfide, bis{4-(3-aminophenoxy)phenyl}sulfide, 3,7- Diaminosulfides such as diamino-2,8-dimethyldibenzothiophene and 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfide;
4,4'-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfoxide, bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}sulfoxide, bis{4-(3-aminophenoxy)phenyl}sulfoxide, 3,7- Diaminosulfoxides such as diamino-2,8-dimethyldibenzothiophene-5-oxide and 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfoxide;
4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, bis{4-(4-aminophenoxy)phenyl}sulfone, bis{4-(3-aminophenoxy)phenyl}sulfone, 2,2- Diaminosulfones such as bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone and 3,7-diamino-2,8-dimethyldibenzothiophene-5,5-dioxide;
Bromo-substituted diamines such as 2,2-bis{4-(4-aminophenoxy)-3,5-dibromophenyl}propane;
carbon-carbon double bond-containing diamines such as 4,4′-diaminostilbene, 3,3′-diaminostilbene, and 3,4′-diaminostilbene;
4,4'-diaminodiphenylacetylene, 3.3'-diaminodiphenylacetylene, 3,4'-diaminodiphenylacetylene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)-5-(2-phenylethynyl)benzene, 1 , 3-bis(4-aminophenoxy)-5-(2-phenylethynyl)benzene, and carbon-carbon triple bond-containing diamines such as 2,4-diamino-4′-phenylethynyldiphenyl ether;
3,3′-diphenyl-4,4′-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-bis{3-phenyl-4-(4-aminophenoxy)phenyl}propane, 1,6-bis(4 -aminophenoxy)naphthalene, and polycyclic aromatic diamines such as 1,5-bis(4-aminophenoxy)naphthalene and 1,4-bis(4-aminophenoxy)naphthalene.
ジアミン成分(B1)における、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物の量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。ジアミン成分(B1)の質量に対する、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物の質量の比率は、例えば、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上が特に好ましい。ジアミン成分(B1)は、式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物のみを含んでいてもよい。 The amount of the aromatic diamine compound represented by formula (b1) in the diamine component (B1) is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The ratio of the mass of the aromatic diamine compound represented by the formula (b1) to the mass of the diamine component (B1) is, for example, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. Preferably, 95% by mass or more is particularly preferable. The diamine component (B1) may contain only the aromatic diamine compound represented by formula (b1).
モノマー成分中のジアミン成分(B1)の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。
モノマー成分中のジアミン成分(B1)の含有量は、後述するテトラカルボン酸二無水物成分(B2)の量がジアミン成分(B1)1モルに対して0.2モル以上2モル以下である量が好ましく、0.3モル以上1.2モル以下である量がより好ましい。
The content of the diamine component (B1) in the monomer component is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
The content of the diamine component (B1) in the monomer component is such that the amount of the tetracarboxylic dianhydride component (B2) described later is 0.2 mol or more and 2 mol or less per 1 mol of the diamine component (B1). is preferred, and an amount of 0.3 mol or more and 1.2 mol or less is more preferred.
(テトラカルボン酸二無水物成分(B2))
テトラカルボン酸二無水物成分(B2)は、従来よりポリイミド樹脂の製造に使用されているテトラカルボン酸二無水物であれば特に限定されない。テトラカルボン酸二無水物成分(B2)は、2種以上のテトラカルボン酸二無水物を組み合わせて含んでいてもよい。
(Tetracarboxylic dianhydride component (B2))
The tetracarboxylic dianhydride component (B2) is not particularly limited as long as it is a tetracarboxylic dianhydride conventionally used in the production of polyimide resins. The tetracarboxylic dianhydride component (B2) may contain a combination of two or more tetracarboxylic dianhydrides.
得られるポリイミド樹脂の優れた透明性と、優れた機械的特性との両立の観点からは、テトラカルボン酸二無水物成分(B2)が、脂環式基を含むテトラカルボン酸二無水物を含むのが好ましく、下記式(b2)で表されるノルボルナン-2-スピロ-α-シクロアルカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物類を含むのがより好ましい。
式(b2)中のRb1として選択され得るアルキル基は、炭素原子数が1以上10以下のアルキル基である。アルキル基の炭素原子数が10を超える場合、得られるポリイミド樹脂の耐熱性が低下しやすい。Rb1がアルキル基である場合、その炭素原子数は、耐熱性に優れるポリイミド樹脂を得やすい点から、1以上6以下が好ましく、1以上5以下がより好ましく、1以上4以下がさらに好ましく、1以上3以下が特に好ましい。
Rb1がアルキル基である場合、当該アルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
The alkyl group that can be selected as Rb1 in formula ( b2 ) is an alkyl group having 1 or more and 10 or less carbon atoms. When the number of carbon atoms in the alkyl group exceeds 10, the heat resistance of the obtained polyimide resin tends to decrease. When R b1 is an alkyl group, the number of carbon atoms is preferably 1 or more and 6 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, more preferably 1 or more and 4 or less, from the viewpoint of easily obtaining a polyimide resin having excellent heat resistance. 1 or more and 3 or less are particularly preferable.
When R b1 is an alkyl group, the alkyl group may be linear or branched.
式(b2)中のRb1としては、得られるポリイミド樹脂が耐熱性に優れる点から、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1以上10以下のアルキル基がより好ましい。式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の入手や精製が容易である点から、式(b2)中のRb1は、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のがより好ましく、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
式(b2)中の複数のRb1は、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の精製が容易であることから、同一の基であるのが好ましい。
R b1 in the formula (b2) is more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms independently from the viewpoint that the resulting polyimide resin has excellent heat resistance. Since the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2) is easily available and purified, R b1 in the formula (b2) is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or isopropyl is more preferred, and a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferred.
A plurality of R b1 in the formula (b2) are preferably the same group because the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2) can be easily purified.
式(b2)中のmは0以上12以下の整数を示す。mの値が12超である場合、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の精製が困難である。
式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の精製が容易である点から、mの上限は5が好ましく、3がより好ましい。
式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の化学的安定性の点から、mの下限は1が好ましく、2がより好ましい。
式(b1)中のmは、2又は3が特に好ましい。
m in the formula (b2) represents an integer of 0 or more and 12 or less. When the value of m exceeds 12, it is difficult to purify the tetracarboxylic dianhydride represented by formula (b2).
The upper limit of m is preferably 5, more preferably 3, from the viewpoint of facilitating purification of the tetracarboxylic dianhydride represented by formula (b2).
From the viewpoint of chemical stability of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2), the lower limit of m is preferably 1, more preferably 2.
As for m in Formula (b1), 2 or 3 is especially preferable.
式(b2)中のRb2、及びRb3として選択され得る炭素原子数1以上10以下のアルキル基は、Rb1として選択され得る炭素原子数1以上10以下のアルキル基と同様である。
Rb2、及びRb3は、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の精製が容易である点から、水素原子、又は炭素原子数1以上10以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上5以下、さらに好ましくは1以上4以下、特に好ましくは1以上3以下)のアルキル基であるのが好ましく、水素原子又はメチル基であるのが特に好ましい。
The alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that can be selected as R b2 and R b3 in formula (b2) is the same as the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that can be selected as R b1 .
R b2 and R b3 are hydrogen atoms, or have 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6, more preferably 1 or more and 5 or less, still more preferably 1 or more and 4 or less, particularly preferably 1 or more and 3 or less), and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、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(別名「ノルボルナン-2-スピロ-2’-シクロペンタノン-5’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物」)、メチルノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-(メチルノルボルナン)-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘキサノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(別名「ノルボルナン-2-スピロ-2’-シクロヘキサノン-6’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物」)、メチルノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘキサノン-α’-スピロ-2’’-(メチルノルボルナン)-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロプロパノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロブタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘプタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロオクタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロノナノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロウンデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロドデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロトリデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロテトラデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-(メチルシクロペンタノン)-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-(メチルシクロヘキサノン)-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by formula (b2) include norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α′-spiro-2″-norbornane-5,5″,6, 6″-tetracarboxylic dianhydride (also known as “norbornane-2-spiro-2′-cyclopentanone-5′-spiro-2″-norbornane-5,5″,6,6″-tetra carboxylic acid dianhydride”), methylnorbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α′-spiro-2″-(methylnorbornane)-5,5″,6,6″-tetracarboxylic acid dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cyclohexanone-α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride (also known as "norbornane-2- spiro-2′-cyclohexanone-6′-spiro-2″-norbornane-5,5″,6,6″-tetracarboxylic dianhydride”), methylnorbornane-2-spiro-α-cyclohexanone- α'-spiro-2''-(methylnorbornane)-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cyclopropanone-α'-spiro- 2″-norbornane-5,5″,6,6″-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cyclobutanone-α′-spiro-2″-norbornane-5,5′ ',6,6''-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cycloheptanone-α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''- Tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cyclooctanone-α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride, norbornane -2-spiro-α-cyclononanone-α′-spiro-2″-norbornane-5,5″,6,6″-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cyclodecanone-α '-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cycloundecanone-α'-spiro-2''- norbornane-5,5″,6,6″-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cyclododecanone-α′-spiro-2″-norbornane-5,5″, 6,6''-tetracarboxylic dianhydride, norborna n-2-spiro-α-cyclotridecanone-α′-spiro-2″-norbornane-5,5″,6,6″-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α- Cyclotetradecanone-α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-cyclopentadecanone-α' -spiro-2″-norbornane-5,5″,6,6″-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-(methylcyclopentanone)-α′-spiro-2′ '-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro-α-(methylcyclohexanone)-α'-spiro-2''-norbornane-5,5 '',6,6''-tetracarboxylic dianhydride and the like.
また、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物としては、フィルム特性、熱物性、機械物性、光学特性、電気特性の調整の観点から、下記式(b2-1):
で表される化合物(B2-1)及び下記式(b2-2):
で表される化合物(B2-2)のうちの少なくとも1種を含有し、且つ、化合物(B2-1)及び化合物(B2-2)の総量が30モル%以上であるものが好ましい。
Further, the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2) is represented by the following formula (b2-1) from the viewpoint of adjustment of film properties, thermophysical properties, mechanical properties, optical properties, and electrical properties:
A compound represented by (B2-1) and the following formula (b2-2):
It preferably contains at least one compound (B2-2) represented by and the total amount of compound (B2-1) and compound (B2-2) is 30 mol % or more.
式(b2-1)で表される化合物(B2-1)は、2つのノルボルナン基がトランス配置し且つ該2つのノルボルナン基のそれぞれに対してシクロアルカノンのカルボニル基がエンドの立体配置となる式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の異性体である。
式(b2-2)で表される化合物(B2-2)は、2つのノルボルナン基がシス配置し且つ該2つのノルボルナン基のそれぞれに対してシクロアルカノンのカルボニル基がエンドの立体配置となる式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の異性体である。
なお、このような異性体を上記比率で含有するテトラカルボン酸二無水物の製造方法も特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、国際公開第2014/034760号に記載の方法等を適宜採用してもよい。
In the compound (B2-1) represented by the formula (b2-1), two norbornane groups are in a trans configuration and the carbonyl group of the cycloalkanone is in an endo configuration with respect to each of the two norbornane groups. It is an isomer of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2).
In the compound (B2-2) represented by the formula (b2-2), two norbornane groups are cis-configured and the carbonyl group of the cycloalkanone is endo-configured with respect to each of the two norbornane groups. It is an isomer of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2).
In addition, the method for producing a tetracarboxylic dianhydride containing such isomers in the above ratio is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. method, etc. may be adopted as appropriate.
テトラカルボン酸二無水物成分(B2)は、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物のその他のテトラカルボン酸二無水物を含んでいてもよい。 The tetracarboxylic dianhydride component (B2) may contain a tetracarboxylic dianhydride other than the tetracarboxylic dianhydride represented by formula (b2).
その他のテトラカルボン酸二無水物類の好適な例としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6-トリカルボキシノルボルナン-2-酢酸二無水物、2,3,4,5-テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]-フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]-フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-8-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]-フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]-オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]-ヘプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、(4H,8H)-デカハイドロ-1,4:5,8-ジメタノナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、ペンタシクロ[9.2.1.14,7.02,10.03,8]-ペンタデカン-5,6,12,13-テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物;ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’-パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、4,4’-(2,2-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルメタン二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
なお、芳香族テトラカルボン酸二無水物を使用する場合は、形成される膜に着色が生じる場合がある。この場合、形成される膜の着色の程度を考慮して、その使用量を適宜変更するのが好ましい。
Suitable examples of other tetracarboxylic dianhydrides include butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentane Tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbornane-2-acetic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid Dianhydride, 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]-furan-1,3-dione , 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]-furan-1,3- dione, 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]-furan-1,3 -dione, 5-(2,5-dioxotetrahydrofural)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo[2.2.2]-oct-7-ene-2 ,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo[2.2.1]-heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, (4H,8H)-decahydro-1 , 4: 5,8-dimethanonaphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, pentacyclo[9.2.1.1 4,7 . 0 2, 10 . 0 3,8 ]-pentadecane-5,6,12,13-tetracarboxylic dianhydride, such as aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride; pyromellitic dianhydride, 3,3′,4 ,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3 ,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride product, 3,3′,4,4′-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride, 4,4′-bis(3,4-di Carboxyphenoxy)diphenylsulfide dianhydride, 4,4'-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenylsulfone dianhydride, 4,4'-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenylpropane dianhydride , 3,3′,4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 4,4′-(2,2-hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride, 3,3′,4, 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis(phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis(triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis(triphenylphthalic acid) dianhydride, bis(triphenylphthalic acid)-4,4'-diphenyl ether dianhydride, bis(triphenylphthalic acid)-4,4 aromatic tetracarboxylic acid dianhydrides such as '-diphenylmethane dianhydride;
When using an aromatic tetracarboxylic dianhydride, the formed film may be colored. In this case, it is preferable to appropriately change the amount used, taking into consideration the degree of coloring of the film to be formed.
テトラカルボン酸二無水物成分(B2)の総量に対する、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の量の比率は、典型的には50質量%以上であり、70質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、100質量%であるのが特に好ましい。
テトラカルボン酸二無水物成分(B2)と、ジアミン成分(B1)との量関係は、前述の通りである。
The ratio of the amount of the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2) to the total amount of the tetracarboxylic dianhydride component (B2) is typically 50% by mass or more, and 70% by mass or more is It is preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass.
The quantitative relationship between the tetracarboxylic dianhydride component (B2) and the diamine component (B1) is as described above.
〔ポリアミド酸(B3)〕
樹脂前駆体成分(B)がポリアミド酸(B3)を含む場合、当該ポリアミド酸(B3)は、下記式(b3):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む。
[Polyamic acid (B3)]
When the resin precursor component (B) contains a polyamic acid (B3), the polyamic acid (B3) has the following formula (b3):
Contains a polyamic acid having a structural unit represented by.
式(b3)で表される構成単位は、前述の式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物と同様、式(b3)で表される構成単位の構造を有することによって、樹脂前駆体成分(B)を用いて形成されるポリイミド樹脂は高い屈折率と低リタデーションを示す。 The structural unit represented by the formula (b3), like the aromatic diamine compound represented by the formula (b1), has the structure of the structural unit represented by the formula (b3), whereby the resin precursor component A polyimide resin formed using (B) exhibits a high refractive index and a low retardation.
式(b3)中のZ1は、4価の有機基であれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。
Z1としては、典型的には、前述のテトラカルボン酸二無水成分(B2)について例示した化合物から2つの酸無水物基を除いた4価の残基である。
Z1としては、着色が少なく高透明なポリイミド樹脂を得やすい点から、脂環式基を含む4価の有機基が好ましく、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物2つの酸無水物基を除いた4価の残基が好ましい。
つまり、Z1としては、下記式(b2-1)
で表される4価の有機基が好ましい。
Z 1 in formula (b3) is not particularly limited as long as it is a tetravalent organic group as long as it does not impair the object of the present invention.
Z 1 is typically a tetravalent residue obtained by removing two acid anhydride groups from the compounds exemplified for the tetracarboxylic dianhydride component (B2) described above.
Z 1 is preferably a tetravalent organic group containing an alicyclic group, since it is easy to obtain a highly transparent polyimide resin with little coloration, and the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2). Tetravalent residues excluding anhydride groups are preferred.
That is, as Z 1 , the following formula (b2-1)
A tetravalent organic group represented by is preferred.
式(b3)で表される構成単位としては、下記式(b3-1):
で表される構成単位が好ましい。式(b3-1)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
As the structural unit represented by formula (b3), the following formula (b3-1):
Structural units represented by are preferred. In formula (b3-1), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
式(b3-1)で表される構成単位としては、下記式(b3-2):
で表される構成単位が好ましい。式(b3-2)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
Examples of structural units represented by formula (b3-1) include the following formula (b3-2):
Structural units represented by are preferred. In formula (b3-2), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
式(b3-2)で表される構成単位としては、下記式(b3-3):
で表される構成単位が好ましい。式(b3-3)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
As the structural unit represented by formula (b3-2), the following formula (b3-3):
Structural units represented by are preferred. In formula (b3-3), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
式(b3-2)で表される構成単位としては、下記式(b3-4):
で表される構成単位も好ましい。式(b3-4)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
As the structural unit represented by formula (b3-2), the following formula (b3-4):
Structural units represented by are also preferred. In formula (b3-4), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
式(b3-4)で表される構成単位としては、下記式(b3-5):
で表される構成単位が好ましい。式(b3-5)において、n7及びn8としては、それぞれ、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
The structural unit represented by formula (b3-4) includes the following formula (b3-5):
Structural units represented by are preferred. In formula (b3-5), each of n7 and n8 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
ポリアミド酸(B3)の製造方法は特に限定されない。ポリアミド酸(B3)は、典型的には前述のジアミン成分(B1)と、テトラカルボン酸二無水物成分(B2)との反応により製造される。
ポリアミド酸は、前述の式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分(B1)とから誘導される構成単位を含むのが好ましく、前述の化合物(B2-1)とジアミン成分(B1)とから誘導される構成単位、及び前述の化合物(B2-2)とジアミン成分(B1)とから誘導される構成単位とを、化合物(B2-1)及び化合物(B2-2)と同様のモル比率で含有するのがより好ましい。
The method for producing polyamic acid (B3) is not particularly limited. Polyamic acid (B3) is typically produced by reacting the aforementioned diamine component (B1) with tetracarboxylic dianhydride component (B2).
The polyamic acid preferably contains a structural unit derived from the tetracarboxylic dianhydride represented by the above formula (b2) and the diamine component (B1), and the above compound (B2-1) and the diamine component. The structural unit derived from (B1) and the structural unit derived from the aforementioned compound (B2-2) and the diamine component (B1) are combined into compound (B2-1) and compound (B2-2). It is more preferable to contain them in a similar molar ratio.
ポリアミド酸を合成する際の、ジアミン成分(B1)及びテトラカルボン酸二無水物成分(B2)の比率は、モノマー成分について説明したジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)の比率と同様である。 The ratio of the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2) when synthesizing the polyamic acid is the ratio of the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2) described for the monomer component. Similar to ratio.
ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)との反応は、通常、有機溶剤中で行われる。ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)との反応に使用される有機溶剤は、ジアミン成分(B1)及びテトラカルボン酸二無水物成分(B2)を溶解させることができ、ジアミン成分(B1)及びテトラカルボン酸二無水物成分(B2)と反応しない有機溶剤であれば特に限定されない。有機溶剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。 The reaction of the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2) is usually carried out in an organic solvent. The organic solvent used for the reaction of the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2) can dissolve the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2), The organic solvent is not particularly limited as long as it does not react with the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2). An organic solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.
ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)との反応に用いる有機溶剤としては、例えば、後述の溶剤(S)を好ましく用いることができる。
かかる有機溶剤の中では、生成するポリアミド酸(B3)の溶剤(S)への溶解性から、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチルカプロラクタム、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレア等の含窒素極性溶剤が好ましい。
As the organic solvent used for the reaction of the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2), for example, the solvent (S) described later can be preferably used.
Among such organic solvents, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N,N Nitrogen-containing polar solvents such as -dimethylformamide, N,N-diethylformamide, N-methylcaprolactam, and N,N,N',N'-tetramethylurea are preferred.
ポリアミド酸(B3)合成時に、有機溶剤は、例えば、ジアミン成分(B1)の質量とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)の質量の合計が、反応液中0.1質量%以上50質量%以下、好ましくは10質量%以上30質量%以下である量用いられる。 When synthesizing the polyamic acid (B3), the organic solvent is, for example, the total weight of the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2) is 0.1% by mass or more and 50% by mass in the reaction solution. Hereinafter, it is preferably used in an amount of 10% by mass or more and 30% by mass or less.
ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とを反応させる際には、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、有機溶剤中に塩基化合物をさらに添加してもよい。
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。
このような塩基化合物の使用量は、テトラカルボン酸二無水物成分1当量に対して、0.001当量以上10当量以下が好ましく、0.01当量以上0.1当量以下がより好ましい。
When reacting the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2), a basic compound is further added to the organic solvent from the viewpoint of improving the reaction rate and obtaining polyamic acid with a high degree of polymerization. may
Such basic compounds are not particularly limited, and examples thereof include triethylamine, tetrabutylamine, tetrahexylamine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]-undecene-7, pyridine, isoquinoline, α-picoline and the like. mentioned.
The amount of such a basic compound to be used is preferably 0.001 to 10 equivalents, more preferably 0.01 to 0.1 equivalents, relative to 1 equivalent of the tetracarboxylic dianhydride component.
ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とを反応させる際の反応温度は、反応が良好に進行する限り、特に制限されない。反応温度は15℃以上30℃以下が好ましい。反応は、不活性ガス雰囲気下で行われるのが好ましい。反応時間も特に制限されないが、例えば、10時間以上48時間以下が好ましい。 The reaction temperature for reacting the diamine component (B1) and the tetracarboxylic dianhydride component (B2) is not particularly limited as long as the reaction proceeds well. The reaction temperature is preferably 15°C or higher and 30°C or lower. The reaction is preferably carried out under an inert gas atmosphere. Although the reaction time is not particularly limited, it is preferably, for example, 10 hours or more and 48 hours or less.
以上、説明した通り、樹脂前駆体成分(B)は、上記式(b1)で表される芳香族ジアミン化合物を含むジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又は、上記式(b3)で表される構成単位を有するポリアミド酸(B3)を含む。 As described above, the resin precursor component (B) is a monomer composed of a diamine component (B1) containing an aromatic diamine compound represented by the formula (b1) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2). component and/or a polyamic acid (B3) having a structural unit represented by the above formula (b3).
樹脂前駆体成分(B)は、上記式(b1-1)で表される芳香族ジアミン化合物を含むジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又は、上記式(b3-1)で表される構成単位を有するポリアミド酸(B3)を含むのが好ましい。 The resin precursor component (B) is a monomer component consisting of a diamine component (B1) containing an aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-1) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2), and/ Alternatively, it preferably contains a polyamic acid (B3) having a structural unit represented by the above formula (b3-1).
樹脂前駆体成分(B)は、上記式(b1-2)で表される芳香族ジアミン化合物を含むジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又は、上記式(b3-2)で表される構成単位を有するポリアミド酸(B3)を含むのが好ましい。 The resin precursor component (B) is a monomer component consisting of a diamine component (B1) containing an aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-2) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2), and/ Alternatively, it preferably contains a polyamic acid (B3) having a structural unit represented by the above formula (b3-2).
樹脂前駆体成分(B)は、上記式(b1-3)で表される芳香族ジアミン化合物を含むジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又は、上記式(b3-3)で表される構成単位を有するポリアミド酸(B3)を含むのが好ましい。 The resin precursor component (B) is a monomer component consisting of a diamine component (B1) containing an aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-3) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2), and/ Alternatively, it preferably contains a polyamic acid (B3) having a structural unit represented by the above formula (b3-3).
樹脂前駆体成分(B)は、上記式(b1-4)で表される芳香族ジアミン化合物を含むジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又は、上記式(b3-4)で表される構成単位を有するポリアミド酸(B3)を含むのが好ましい。 The resin precursor component (B) is a monomer component consisting of a diamine component (B1) containing an aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-4) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2), and/ Alternatively, it preferably contains a polyamic acid (B3) having a structural unit represented by the above formula (b3-4).
樹脂前駆体成分(B)は、上記式(b1-5)で表される芳香族ジアミン化合物を含むジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又は、上記式(b3-5)で表される構成単位を有するポリアミド酸(B3)を含むのが好ましい。 The resin precursor component (B) is a monomer component consisting of a diamine component (B1) containing an aromatic diamine compound represented by the above formula (b1-5) and a tetracarboxylic dianhydride component (B2), and/ Alternatively, it preferably contains a polyamic acid (B3) having a structural unit represented by the above formula (b3-5).
<溶剤(S)>
ポリイミド前駆体組成物は、溶剤(S)を含有する。ポリイミド前駆体組成物は、膜を形成可能である限り、固体を含むペーストであってもよく、溶液であってもよい。均質で平滑な膜を形成しやすい点で、ポリイミド前駆体組成物は溶液であるのが好ましい。溶剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
<Solvent (S)>
A polyimide precursor composition contains a solvent (S). The polyimide precursor composition may be a paste containing solids or a solution as long as it can form a film. The polyimide precursor composition is preferably a solution in terms of easy formation of a homogeneous and smooth film. A solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.
溶剤(S)の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で、特に限定されない。好適な溶剤(S)の例としては、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N-ジメチルイソブチルアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチルカプロラクタム、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)、ピリジン、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレア(TMU)等の含窒素極性溶剤;β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、及びε-カプロラクトン等のラクトン系極性溶剤;ジメチルスルホキシド;ヘキサメチルホスホリックトリアミド;アセトニトリル;乳酸エチル、及び乳酸ブチル等の脂肪酸エステル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルセルソルブアセテート、及びエチルセルソルブアセテート、グライム等のエーテル類;シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒が挙げられる。 The type of solvent (S) is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of suitable solvents (S) include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N,N-dimethylacetamide (DMAc), N,N-dimethylisobutyramide, N,N-diethylacetamide, N,N - dimethylformamide (DMF), N,N-diethylformamide, N-methylcaprolactam, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), pyridine, and N,N,N',N'-tetramethylurea nitrogen-containing polar solvents such as (TMU); lactone-based polar solvents such as β-propiolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, and ε-caprolactone; dimethyl sulfoxide; hexamethyl Phosphoric triamide; Acetonitrile; Fatty acid esters such as ethyl lactate and butyl lactate; , cyclohexanone and other ketones; and benzene, toluene, xylene and other aromatic solvents.
溶剤は、また、下記式(S1)で表される化合物を含むのが好ましい。
式(S1)で表される化合物のうち、RS3が式(S1-1)で表される基である場合の具体例としては、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、N-エチル,N,2-ジメチルプロピオンアミド、N,N-ジエチル-2-メチルプロピオンアミド、N,N,2-トリメチル-2-ヒドロキシプロピオンアミド、N-エチル-N,2-ジメチル-2-ヒドロキシプロピオンアミド、及びN,N-ジエチル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオンアミド等が挙げられる。 Among the compounds represented by formula (S1), specific examples in which R 1 S3 is a group represented by formula (S1-1) include N,N,2-trimethylpropionamide, N-ethyl, N ,2-dimethylpropionamide, N,N-diethyl-2-methylpropionamide, N,N,2-trimethyl-2-hydroxypropionamide, N-ethyl-N,2-dimethyl-2-hydroxypropionamide, and and N,N-diethyl-2-hydroxy-2-methylpropionamide.
式(S1)で表される化合物のうち、RS3が式(S1-2)で表される基である場合の具体例としては、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア、N,N,N’,N’-テトラエチルウレア等が挙げられる。 Among the compounds represented by formula (S1), specific examples in which R S3 is a group represented by formula (S1-2) include N,N,N',N'-tetramethylurea, N , N,N',N'-tetraethylurea and the like.
式(S1)で表される化合物の例のうち、特に好ましいものとしては、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアが好ましい。N,N,2-トリメチルプロピオンアミドの大気圧下での沸点は175℃であって、N,N,N’,N’-テトラメチルウレアの大気圧下での沸点は177℃である。このように、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアは、モノマー成分及びポリアミド酸を溶解可能な溶媒の中では比較的沸点が低い。
このため、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアから選択される少なくとも1種を含む溶剤(S)を含有するポリイミド前駆体組成物を用いると、ポリイミド膜形成時の加熱において、生成するポリイミド膜中に溶剤が残存しにくく、得られるポリイミド膜の引張伸度の低下等を招きにくい。
Among examples of the compound represented by formula (S1), particularly preferred are N,N,2-trimethylpropionamide and N,N,N',N'-tetramethylurea. The boiling point of N,N,2-trimethylpropionamide under atmospheric pressure is 175°C, and the boiling point of N,N,N',N'-tetramethylurea under atmospheric pressure is 177°C. Thus, N,N,2-trimethylpropionamide and N,N,N',N'-tetramethylurea have relatively low boiling points among solvents capable of dissolving the monomer component and polyamic acid.
Therefore, a polyimide precursor composition containing a solvent (S) containing at least one selected from N,N,2-trimethylpropionamide and N,N,N',N'-tetramethylurea is used. When the polyimide film is heated during the formation of the polyimide film, the solvent is less likely to remain in the resulting polyimide film, and the tensile elongation of the obtained polyimide film is less likely to be lowered.
さらに、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアは、EU(欧州連合)でのREACH規則において、有害性が懸念される物質であるSVHC(Substance of Very High Concern、高懸念物質)に指定されていないように、有害性が低い物質である点でも有用である。 Furthermore, N,N,2-trimethylpropionamide and N,N,N',N'-tetramethylurea are SVHC ( It is also useful in that it is a substance with low toxicity, as it is not designated as a Substance of Very High Concern.
溶剤(S)中の、式(S1)で表される化合物の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。溶剤の質量に対する式(S1)で表される化合物の比率は、典型的には、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%であるのが最も好ましい。 The content of the compound represented by formula (S1) in the solvent (S) is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The ratio of the compound represented by the formula (S1) to the mass of the solvent is typically preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more, and 100% by mass. is most preferred.
ポリイミド前駆体組成物中の溶剤(S)の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。ポリイミド前駆体組成物中の溶剤(S)の含有量は、ポリイミド前駆体組成物中の固形分含有量に応じて適宜調整される。ポリイミド前駆体組成物中の固形分含有量は、例えば、1質量%以上80質量%以下であり、5質量%以上70質量%以下が好ましく、10質量%以上60質量%以下がより好ましい。 The content of the solvent (S) in the polyimide precursor composition is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The content of the solvent (S) in the polyimide precursor composition is appropriately adjusted according to the solid content in the polyimide precursor composition. The solid content in the polyimide precursor composition is, for example, 1% by mass or more and 80% by mass or less, preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less.
<その他の成分>
ポリイミド前駆体組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で、上記成分以外にその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の例としては、塩基発生剤成分、モノマー等の重合性成分、界面活性剤、可塑剤、粘度調整剤、消泡剤、及び着色剤等が挙げられる。
また、ポリイミド前駆体組成物は、ケイ素含有樹脂、ケイ素含有樹脂前駆体、及びシランカップリング剤からなる群より選択される1種以上のケイ素含有化合物を含んでいてもよい。ケイ素含有樹脂としては、例えばシロキサン樹脂又はポリシランが挙げられる。ケイ素含有樹脂前駆体としては、例えばシロキサン樹脂又はポリシランの原料モノマーとなるシラン化合物が挙げられる。
ポリイミド前駆体組成物が、ケイ素含有化合物を含む場合、ポリイミド前駆体組成物又はポリイミド前駆体組成物を用いて形成されるポリイミド樹脂と、被塗布体との密着性が良好である。この効果は、被塗布体の材質がガラスである場合に顕著である。被塗布体に密着させることができるので、ポリイミド膜形成のプロセスマージンが向上する。また、ポリイミド前駆体組成物がケイ素含有化合物を含むと、後述のUVレーザーによる剥離工程の際、被塗布体又は支持体からのポリイミド膜の剥離性を向上させるためにUVレーザーの露光量を高くした場合でも、剥離時の白濁が抑制されやすい。
<Other ingredients>
The polyimide precursor composition may contain other components in addition to the components described above, as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of other components include base generator components, polymerizable components such as monomers, surfactants, plasticizers, viscosity modifiers, antifoaming agents, and colorants.
The polyimide precursor composition may also contain one or more silicon-containing compounds selected from the group consisting of silicon-containing resins, silicon-containing resin precursors, and silane coupling agents. Examples of silicon-containing resins include siloxane resins and polysilanes. Silicon-containing resin precursors include, for example, siloxane resins and silane compounds that are raw material monomers for polysilane.
When the polyimide precursor composition contains a silicon-containing compound, the adhesion between the polyimide precursor composition or the polyimide resin formed using the polyimide precursor composition and the object to be coated is good. This effect is remarkable when the material of the object to be coated is glass. Since it can be brought into close contact with the object to be coated, the process margin for polyimide film formation is improved. Further, when the polyimide precursor composition contains a silicon-containing compound, the exposure dose of the UV laser is increased in order to improve the peelability of the polyimide film from the substrate or support during the peeling step using a UV laser, which will be described later. Even in the case where the coating is applied, white turbidity at the time of peeling is likely to be suppressed.
<ポリイミド前駆体組成物の調製>
ポリイミド前駆体組成物を調製する方法としては、特に限定されず、例えば、樹脂前駆体成分(B)として上述の各種モノマー成分、及びポリアミド酸(B3)よりなる群から選択される少なくとも1つと、溶剤(S)と、必要に応じ上述のその他の成分とを配合することにより調製することができる。
<Preparation of polyimide precursor composition>
The method for preparing the polyimide precursor composition is not particularly limited, for example, at least one selected from the group consisting of the various monomer components described above as the resin precursor component (B), and polyamic acid (B3), It can be prepared by blending the solvent (S) and, if necessary, the other components described above.
樹脂前駆体成分(B)としては、モノマー成分とポリアミド酸(B3)との両方を配合してもよい。通常、モノマー成分のみ又はポリアミド酸(B3)のみを配合することで十分である。
ポリイミド前駆体組成物には、溶剤(S)に、樹脂前駆体成分(B)としてモノマー成分を配合した後に、ポリアミド酸を生成させて得られた組成物も包含される。
ポリイミド前駆体組成物の調製において、各成分を配合(添加)する順序としては、特に限定されない。
Both the monomer component and the polyamic acid (B3) may be blended as the resin precursor component (B). It is usually sufficient to mix only the monomer component or only the polyamic acid (B3).
The polyimide precursor composition also includes a composition obtained by blending a solvent (S) with a monomer component as a resin precursor component (B) and then generating a polyamic acid.
In the preparation of the polyimide precursor composition, the order of blending (adding) each component is not particularly limited.
≪ポリイミド樹脂≫
以上説明したポリイミド前駆体組成物に含まれる樹脂前駆体成分(B)を、縮合及びイミド化、又はイミド化させることによってポリイミド樹脂が得られる。
ポリイミド樹脂は、下記式(b4):
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-CO-O-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Z1は、4価の有機基である。)
で表される構成単位を有するポリイミド樹脂である。
上記式(4)中の、各略号は、それぞれポリイミド前駆体組成物に関して樹脂前駆体成分(B)について説明した通りである。
ポリイミド樹脂は上記式(B4)で表される構成単位を備えることにより高い屈折率と低リタデーションを示す。
≪Polyimide Resin≫
A polyimide resin is obtained by condensation and imidization, or imidization of the resin precursor component (B) contained in the polyimide precursor composition described above.
The polyimide resin has the following formula (b4):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -CO-O-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or - CO-NH-CO-NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 to 4,
Z 1 is a tetravalent organic group. )
is a polyimide resin having a structural unit represented by
Each abbreviation in the above formula (4) is as described for the resin precursor component (B) with respect to the polyimide precursor composition.
The polyimide resin exhibits a high refractive index and a low retardation due to the constitutional unit represented by the above formula (B4).
≪ポリイミド膜の製造方法≫
ポリイミド膜の製造方法は、
前述のポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を形成することと、
塗膜を加熱することにより塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させることと、
を含む。
以下、塗膜を形成することについて「形成工程」とも記し、ポリアミド酸を閉環させることについて「閉環工程」とも記す。以下、各工程について説明する。
<<Method for producing polyimide film>>
The method for producing a polyimide film is
Forming a coating film made of the polyimide precursor composition described above;
Ring-closing polyamic acid derived from the resin precursor component (B) in the coating film by heating the coating film;
including.
Hereinafter, the formation of the coating film is also referred to as the “formation step”, and the ring closure of the polyamic acid is also referred to as the “ring closure step”. Each step will be described below.
<形成工程>
形成工程では、上述のポリイミド前駆体組成物を被塗布体の表面に塗布して、ポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を形成する。塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法、カーテンコート法、ダイコート等が挙げられる。塗膜の厚さは、特に限定されない。典型的には、塗膜の厚さは、例えば、0.1μm以上1000μm以下であり、2μm以上100μm以下が好ましく、3μm以上50μm以下がより好ましい。塗膜の厚さは、塗布方法やポリイミド前駆体組成物の固形分濃度や粘度を調節することにより、適宜制御することができる。
<Formation process>
In the forming step, the polyimide precursor composition described above is applied to the surface of the object to be coated to form a coating film made of the polyimide precursor composition. Examples of coating methods include dipping, spraying, bar coating, roll coating, spin coating, curtain coating, and die coating. The thickness of the coating film is not particularly limited. Typically, the thickness of the coating film is, for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less, preferably 2 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 3 μm or more and 50 μm or less. The thickness of the coating film can be appropriately controlled by adjusting the coating method and the solid content concentration and viscosity of the polyimide precursor composition.
塗膜の形成後、閉環工程に移行する前に、塗膜中の溶剤(S)を除去する目的で、塗膜を加熱してもよい。加熱温度や加熱時間は、ポリイミド前駆体組成物に含まれる成分に熱劣化や熱分解が生じない限り特に限定されない。塗膜中の溶剤(S)の沸点が高い場合、減圧下に塗膜を加熱してもよい。 After forming the coating film, the coating film may be heated for the purpose of removing the solvent (S) in the coating film before proceeding to the ring-closing step. The heating temperature and heating time are not particularly limited as long as the components contained in the polyimide precursor composition are not thermally degraded or thermally decomposed. When the boiling point of the solvent (S) in the coating film is high, the coating film may be heated under reduced pressure.
<閉環工程>
閉環工程では、上記形成工程で形成された塗膜を加熱することにより、塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させる。閉環により、ポリアミド酸がポリイミド樹脂に変化する。その結果、ポリイミド樹脂を含む膜が形成される。
<Ring closure step>
In the ring-closing step, the polyamic acid derived from the resin precursor component (B) in the coating film is ring-closed by heating the coating film formed in the forming step. The ring closure converts the polyamic acid into a polyimide resin. As a result, a film containing polyimide resin is formed.
上記塗膜を加熱する場合、加熱温度は、例えば、100℃以上500℃以下、好ましくは120℃以上350℃以下、より好ましくは150℃以上350℃以下に設定される。このような範囲の温度で樹脂前駆体成分(B)を加熱することにより、樹脂前駆体成分(B)や生成するポリイミド樹脂の熱劣化や熱分解を抑制しつつ、ポリイミド膜を生成させることができる。 When the coating film is heated, the heating temperature is set to, for example, 100° C. or higher and 500° C. or lower, preferably 120° C. or higher and 350° C. or lower, more preferably 150° C. or higher and 350° C. or lower. By heating the resin precursor component (B) at a temperature within such a range, it is possible to form a polyimide film while suppressing thermal deterioration and thermal decomposition of the resin precursor component (B) and the resulting polyimide resin. can.
また、樹脂前駆体成分(B)の加熱を高温で行う場合、多量のエネルギーの消費や、高温での処理設備の経時劣化が促進される場合があるため、樹脂前駆体成分(B)の加熱を低めの温度(「低温ベーク」ということがある。)で行うことも好ましい。具体的には、樹脂前駆体成分(B)を加熱する温度の上限を、例えば220℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは160℃以下、さらにより好ましくは150℃以下にすることができる。このような比較的低温で加熱する場合であっても、本発明においては、比較的短時間の加熱で十分にポリイミド樹脂を生成させることができる。 In addition, when the resin precursor component (B) is heated at a high temperature, a large amount of energy is consumed and the aging of the processing equipment at high temperatures may be accelerated. is preferably performed at a lower temperature (sometimes referred to as "low temperature bake"). Specifically, the upper limit of the temperature for heating the resin precursor component (B) is, for example, 220° C. or less, preferably 200° C. or less, more preferably 180° C. or less, still more preferably 160° C. or less, still more preferably 150° C. °C or less. Even in the case of heating at such a relatively low temperature, in the present invention, a polyimide resin can be sufficiently produced by heating for a relatively short time.
加熱時間は、塗膜の組成、厚さ等にもよるが、下限値として、例えば0.5時間、好ましくは1時間、より好ましくは1.5時間、上限値として、例えば4時間、好ましくは3時間、より好ましくは2.5時間とすることができ、かかる加熱時間は、例えば130℃以上150℃以下、代表的には140℃で加熱する場合にも適用することができる。 The heating time depends on the composition, thickness, etc. of the coating film, but the lower limit is, for example, 0.5 hours, preferably 1 hour, more preferably 1.5 hours, and the upper limit is, for example, 4 hours, preferably It can be 3 hours, more preferably 2.5 hours, and this heating time can also be applied to heating at, for example, 130°C or higher and 150°C or lower, typically 140°C.
低温ベークにより、ポリアミド酸の高分子量化を進めることができ、好ましくは分子量分布をあまり広げることなく高分子量化を進めることができる。低温ベークによるポリアミド酸の高分子量化は、特に、樹脂前駆体成分(B)としてモノマー成分を配合する場合に、形成されるポリアミド酸の高分子量化を進める点で、好適である。
ポリイミド前駆体組成物がイミダゾール系化合物(A1)を含有する場合には、低温ベークを行う際、イミダゾール系化合物(A1)が通常塗膜中に残存している。ポリアミド酸について、イミダゾール系化合物(A1)の作用により高分子量化が進み、得られるポリイミド膜の引張強度、及び破断伸びを優れたものにすることができる。
The low-temperature baking can promote the increase in the molecular weight of the polyamic acid, preferably without widening the molecular weight distribution too much. Increasing the molecular weight of the polyamic acid by low-temperature baking is suitable, particularly in the case of blending a monomer component as the resin precursor component (B), in terms of increasing the molecular weight of the formed polyamic acid.
When the polyimide precursor composition contains the imidazole compound (A1), the imidazole compound (A1) usually remains in the coating film after low-temperature baking. With respect to polyamic acid, the imidazole compound (A1) increases the molecular weight of the polyamic acid, and the obtained polyimide film can have excellent tensile strength and elongation at break.
このように、ポリイミド前駆体組成物がイミダゾール系化合物(A1)を含有する場合、比較的低温で加熱することによっても、従来のポリイミド膜よりも引張強度、及び破断伸びに優れるポリイミド膜を得やすい。イミダゾール系化合物(A1)は、触媒として作用しているものと考えられる。得られるポリイミド膜は、引張伸度に優れることから機械的特性に優れるものと思われる。 Thus, when the polyimide precursor composition contains the imidazole compound (A1), even by heating at a relatively low temperature, tensile strength than conventional polyimide films, and excellent elongation at break easily obtain a polyimide film. . The imidazole compound (A1) is believed to act as a catalyst. The obtained polyimide film is considered to have excellent mechanical properties due to its excellent tensile elongation.
塗膜の加熱としては、また、低温ベークを行った後に、低温ベークにおける加熱温度よりも高温による加熱(「高温ベーク」ということがある。)を行う段階的加熱(「ステップベーク」ともいう。)を行ってもよい。
高温ベークは、加熱温度の上限として、例えば500℃以下、好ましくは450℃以下、より好ましくは420℃以下、さらに好ましくは400℃以下にすることができ、加熱温度の下限として、例えば220℃以上、好ましくは250℃以上、より好ましくは300℃以上、さらに好ましくは350℃以上、さらにより好ましくは380℃以上にすることができる。
高温ベークにおける加熱時間は、塗膜の組成、厚さ等にもよるが、下限値として、例えば10分以上、好ましくは20分程度以上、必要に応じて1時間以上としてもよく、上限値として、例えば4時間、好ましくは3時間、より好ましくは2.5時間とすることができ、かかる加熱時間は、例えば390℃以上410℃以下、代表的には400℃で加熱する場合にも適用することができる。
As the heating of the coating film, after performing low temperature baking, stepwise heating (sometimes referred to as "high temperature baking") is performed at a higher temperature than the heating temperature in low temperature baking (also referred to as "step baking". ) may be performed.
In high-temperature baking, the upper limit of the heating temperature is, for example, 500° C. or lower, preferably 450° C. or lower, more preferably 420° C. or lower, and even more preferably 400° C. or lower, and the lower limit of the heating temperature is, for example, 220° C. or higher. , preferably 250° C. or higher, more preferably 300° C. or higher, still more preferably 350° C. or higher, and even more preferably 380° C. or higher.
The heating time in high-temperature baking depends on the composition, thickness, etc. of the coating film, but the lower limit may be, for example, 10 minutes or longer, preferably about 20 minutes or longer, and if necessary, 1 hour or longer. , For example, 4 hours, preferably 3 hours, more preferably 2.5 hours, and such a heating time is, for example, 390 ° C. or higher and 410 ° C. or lower, typically 400 ° C. be able to.
段階的加熱を行う場合、低温ベークは省略してもよい。特に、樹脂前駆体成分(B)としてモノマー成分を配合する場合、低温ベークを行わなくても十分に高分子量のポリイミド樹脂を得ることができる。 If staged heating is used, the low temperature bake may be omitted. In particular, when a monomer component is blended as the resin precursor component (B), a sufficiently high-molecular-weight polyimide resin can be obtained without low-temperature baking.
ポリイミド樹脂への変換は、低温ベークによっても本発明の課題を解決するのに十分な程度に行うことができ、例えば、未閉環構造を実質的になくして閉環反応を実質的に完結することもできるが、低温ベーク後に未閉環構造が一部残存してもよい。高温ベークを行うことにより、閉環反応を実質的に完結することができる。 Conversion to a polyimide resin can be carried out to a sufficient degree to solve the problems of the present invention even by low-temperature baking. For example, it is also possible to substantially eliminate unclosed ring structures and substantially complete ring closure reactions However, some unclosed ring structures may remain after low-temperature baking. By performing high temperature baking, the ring closure reaction can be substantially completed.
<剥離工程>
被塗布体又は閉環工程時の支持体として、ガラス基板を使用した場合、UVレーザー等を用いて、ポリイミド前駆体組成物を用いて得られたポリイミド膜を剥離してもよい。
<Peeling process>
When a glass substrate is used as an object to be coated or a support during the ring-closing step, a UV laser or the like may be used to peel off the polyimide film obtained using the polyimide precursor composition.
≪ポリイミド膜≫
前述の通り、上記のポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を硬化させることによりポリイミド膜が形成される。このようにして形成されるポリイミド膜は、前述の式(b4)で表される構成単位を有するポリイミド樹脂を含むポリイミド膜と言い換えることもできる。
かかるポリイミド膜は、前述の式(b1)で表される芳香族ジアミンに由来する骨格に起因して高い屈折率と低リタデーションを示す。このため、かかるポリイミド膜は、従来から広く知られている、高屈折率膜を備える光学装置に好ましく適用することができる。
ここで、光学装置とは、照明装置や、表示装置等のある程度サイズの大きなデバイスのみならず、発光素子、光電変換素子、レンズ素子等に代表される微小な素子も含む。
≪Polyimide film≫
As described above, a polyimide film is formed by curing a coating film composed of the above polyimide precursor composition. The polyimide film formed in this manner can also be rephrased as a polyimide film containing a polyimide resin having a structural unit represented by the above formula (b4).
Such a polyimide film exhibits a high refractive index and a low retardation due to the skeleton derived from the aromatic diamine represented by the above formula (b1). For this reason, such a polyimide film can be preferably applied to conventionally widely known optical devices having a high refractive index film.
Here, the optical device includes not only devices having a relatively large size such as a lighting device and a display device, but also minute elements such as a light emitting element, a photoelectric conversion element, and a lens element.
ポリイミド膜の屈折率は、例えば波長589nmの光線での測定値として1.61以上が好ましく、1.63以上がより好ましく、1.65以上が特に好ましい。 The refractive index of the polyimide film is preferably 1.61 or more, more preferably 1.63 or more, and particularly preferably 1.65 or more, as measured with light having a wavelength of 589 nm.
また、式(b1)で表される芳香族ジアミンに由来する骨格に起因して高屈折率に加えて、リタデーションも低い。このため、上記のポリイミド膜は、OLED照明装置や液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の膜材料として好適に使用される。一例として上記のポリイミド膜をOLED照明装置に使用することにより、光線の取り出し効率を高めつつ、簡易な構造、軽量且つ薄肉化可能な照明装置を製造できる。 In addition to the high refractive index, the retardation is also low due to the skeleton derived from the aromatic diamine represented by the formula (b1). Therefore, the above polyimide film is suitably used as a film material for OLED lighting devices, liquid crystal displays, organic EL displays, and the like. As an example, by using the above-described polyimide film in an OLED lighting device, it is possible to manufacture a lighting device that has a simple structure, is lightweight, and can be made thin while increasing the light extraction efficiency.
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。本発明の範囲は、これらの実施例に限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples. The scope of the invention is not limited to these examples.
〔合成例1:芳香族ジアミン化合物(9,9’-ビス(4-(4-アミノベンゾイルアミノ)フェニル)フルオレン)の合成〕
温度計、滴下漏斗、及び撹拌翼を備えた四つ口フラスコに、4-アミノ安息香酸(2.74g、0.02mol)のピリジン溶液に塩化チオニル2mLを添加した。塩化チオニルを添加した後、室温でフラスコの内容物を3時間撹拌して、4-アミノベンゾイルクロライドを得た。得られた4-アミノベンゾイルクロライドに、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解した9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(3.48g、0.01mol)を加え、5時間撹拌した。得られた反応液を一定の速度で撹拌された0~5℃の氷水に少しずつ注いた後、固液分離を行った。未反応の4-アミノ安息香酸を除去するため、分離された湿体を濃度10質量%の炭酸水素ナトリウム水溶液で4回洗った。次いで、湿体を無水メタノールで洗浄後、80℃で乾燥し、9,9’-ビス(4-(4-アミノベンゾイルアミノ)フェニル)フルオレンを収率58%で得た。
9,9’-ビス(4-(4-アミノベンゾイルアミノ)フェニル)フルオレンの1H-NMR測定結果は以下の通りである。
1H-NMR(400MHz、DMSO-d6)δ=9.72(2H,s),7.94(2H,d),7.70(4H,d),7.65(4H,d),7.3-7.5(6H,m)
[Synthesis Example 1: Synthesis of aromatic diamine compound (9,9′-bis(4-(4-aminobenzoylamino)phenyl)fluorene)]
To a solution of 4-aminobenzoic acid (2.74 g, 0.02 mol) in pyridine was added 2 mL of thionyl chloride in a four-necked flask equipped with a thermometer, dropping funnel, and stirrer. After adding thionyl chloride, the contents of the flask were stirred at room temperature for 3 hours to give 4-aminobenzoyl chloride. 9,9′-bis(4-aminophenyl)fluorene (3.48 g, 0.01 mol) dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added to the obtained 4-aminobenzoyl chloride, and the mixture was stirred for 5 hours. Stirred. The obtained reaction solution was gradually poured into ice water of 0 to 5° C. which was stirred at a constant rate, and then solid-liquid separation was performed. In order to remove unreacted 4-aminobenzoic acid, the separated wet body was washed four times with a sodium hydrogen carbonate aqueous solution having a concentration of 10% by mass. The wet product was then washed with anhydrous methanol and dried at 80° C. to obtain 9,9′-bis(4-(4-aminobenzoylamino)phenyl)fluorene with a yield of 58%.
1 H-NMR measurement results of 9,9′-bis(4-(4-aminobenzoylamino)phenyl)fluorene are as follows.
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ = 9.72 (2H, s), 7.94 (2H, d), 7.70 (4H, d), 7.65 (4H, d), 7 .3-7.5 (6H, m)
〔実施例1〕
<テトラカルボン酸二無水物の調製>
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従って、下記式で表されるテトラカルボン酸二無水物(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)を調製した。
<Preparation of tetracarboxylic dianhydride>
According to the methods described in Synthesis Example 1, Example 1 and Example 2 of WO 2011/099518, a tetracarboxylic dianhydride (norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone -α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic dianhydride) was prepared.
<ポリアミド酸の調製>
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、三口フラスコ内の雰囲気ガスを窒素で置換し、三口フラスコ内を窒素雰囲気とした。三口フラスコ内に、合成例1で得た芳香族ジアミン0.5280g(0.90mmol)を添加した後、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア(TMU)を3.50g添加した。三口フラスコの内容物を撹拌して、TMU中に芳香族ジアミンが分散した液を得た。
次に、三口フラスコ内に上記式のテトラカルボン酸二無水物0.3459g(0.90mmol)添加した後、窒素雰囲気下に、室温(25℃)で24時間フラスコの内容物を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が20質量%(TMU溶剤:80質量%)となる反応液を形成した。
<Preparation of polyamic acid>
First, a 30 ml three-necked flask was heated with a heat gun to dry it sufficiently. Next, the atmospheric gas in the three-necked flask was replaced with nitrogen to create a nitrogen atmosphere in the three-necked flask. After adding 0.5280 g (0.90 mmol) of the aromatic diamine obtained in Synthesis Example 1 into a three-necked flask, 3.50 g of N,N,N',N'-tetramethylurea (TMU) was added. The contents of the three-necked flask were stirred to obtain a liquid in which the aromatic diamine was dispersed in TMU.
Next, 0.3459 g (0.90 mmol) of the tetracarboxylic dianhydride of the above formula is added to the three-necked flask, and the contents of the flask are stirred at room temperature (25° C.) for 24 hours under a nitrogen atmosphere to react. I got the liquid. In this manner, a reaction liquid containing 20% by mass of polyamic acid (TMU solvent: 80% by mass) was formed.
<イミダゾール化合物の添加工程>
上述のようにして得られた反応液に、窒素雰囲気下で、イミダゾール化合物(0.262g、反応液を100質量部とした場合に対して6.0質量部)を加えた。次いで、反応液を、25℃で24時間撹拌して、イミダゾール化合物とポリアミド酸とを含む液状のポリイミド前駆体組成物を得た。
<Step of adding imidazole compound>
An imidazole compound (0.262 g, 6.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the reaction liquid) was added to the reaction solution obtained as described above under a nitrogen atmosphere. Then, the reaction solution was stirred at 25° C. for 24 hours to obtain a liquid polyimide precursor composition containing an imidazole compound and polyamic acid.
<ポリイミドフィルムの調製>
ガラス基板(大型スライドグラス、松浪硝子工業株式会社製の商品名「S9213」、縦:76mm、横52mm、厚さ1.3mm)上に、上述のようにして得られたポリイミド前駆体組成物を、加熱硬化後の塗膜の厚さが10μmとなるようにスピンコートして、塗膜を形成した。次いで、塗膜の形成されたガラス基板を70℃のホットプレート上に載せて0.5時間静置して、塗膜から溶媒を蒸発させて除去した。
溶媒の除去後、塗膜の形成されたガラス基板を5L/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た。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、80℃の温度条件で0.5時間加熱し、さらに300℃の温度条件で30分加熱し、360℃(最終加熱温度)の温度条件で30分加熱して塗膜を硬化させて、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。
<Preparation of polyimide film>
The polyimide precursor composition obtained as described above is placed on a glass substrate (large slide glass, trade name "S9213" manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., length: 76 mm, width 52 mm, thickness 1.3 mm). A coating film was formed by spin coating so that the thickness of the coating film after heat curing was 10 μm. Then, the glass substrate with the coating film formed thereon was placed on a hot plate at 70° C. and allowed to stand still for 0.5 hour to evaporate and remove the solvent from the coating film.
After removing the solvent, the glass substrate with the coating film formed thereon was put into an inert oven in which nitrogen was flowing at a flow rate of 5 L/min. After standing for 0.5 hour under a nitrogen atmosphere in an inert oven at a temperature of 25° C., heating at a temperature of 80° C. for 0.5 hour, further heating at a temperature of 300° C. for 30 minutes, and heating to 360° C. C. (final heating temperature) for 30 minutes to cure the coating film to obtain polyimide-coated glass in which a thin film of polyimide (polyimide film) is coated on a glass substrate.
得られたポリイミドコートガラスを、90℃の湯の中に浸漬して、ガラス基板からポリイミドフィルムを剥離させて、ポリイミドフィルム(縦76mm、横52mm、厚さ10μmの大きさのフィルム)を得た。 The resulting polyimide-coated glass was immersed in hot water at 90° C. to separate the polyimide film from the glass substrate to obtain a polyimide film (76 mm long, 52 mm wide, and 10 μm thick). .
得られたポリイミドフィルムの材質である樹脂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、ポリイミドフィルムの試料のIRスペクトルを測定した。
測定の結果、ポリイミドフィルムの材質である樹脂のIRスペクトルでは、イミドカルボニルのC=O伸縮振動が1704.4cm-1に観察されることが分かった。このような結果等に基づいて同定された分子構造から、得られたポリイミドフィルムは、確かにポリイミド樹脂からなるものであることが確認された。
In order to identify the molecular structure of the resin that is the material of the resulting polyimide film, an IR spectrometer (manufactured by JASCO Corporation, trade name: FT/IR-4100) was used to measure the IR spectrum of the polyimide film sample. did.
As a result of the measurement, it was found that C═O stretching vibration of imidecarbonyl was observed at 1704.4 cm −1 in the IR spectrum of the resin that was the material of the polyimide film. From the molecular structure identified based on such results, it was confirmed that the obtained polyimide film was indeed made of polyimide resin.
〔比較例1〕
透明ポリイミドフィルム(ネオプリム(登録商標)L-3430(三菱ガス化学株式会社製)厚み100μm)を標品として用いた。
なお、比較例1のポリイミドフィルムに含まれるポリイミド樹脂の構造は、前述の式(b4)で表される構成単位を含む構造ではない。
[Comparative Example 1]
A transparent polyimide film (Neoplim (registered trademark) L-3430 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.) with a thickness of 100 μm) was used as a sample.
The structure of the polyimide resin contained in the polyimide film of Comparative Example 1 does not include the structural unit represented by the above formula (b4).
〔比較例2〕
合成例1で得た芳香族ジアミン0.5280g(0.90mmol)を、市販の4,4’-ジアミノベンズアニリド0.2045g(0.90mmol:DABAN)に変更することの他は、実施例1と同様にして、ポリイミド前駆体組成物と、ポリイミドフィルムとを得た。
[Comparative Example 2]
Example 1 except that 0.5280 g (0.90 mmol) of the aromatic diamine obtained in Synthesis Example 1 was changed to 0.2045 g (0.90 mmol: DABAN) of commercially available 4,4'-diaminobenzanilide. In the same manner as above, a polyimide precursor composition and a polyimide film were obtained.
実施例1及び比較例1のポリイミドフィルムについて、以下の方法に従って、熱分解温度、ガラス転移温度、熱膨張率、引張強度、破断伸び、全光線透過率、ヘイズ(濁度)、黄色度(YI)、及び屈折率の評価を行った。これらの評価結果を表1に示す。 For the polyimide films of Example 1 and Comparative Example 1, according to the following methods, thermal decomposition temperature, glass transition temperature, coefficient of thermal expansion, tensile strength, elongation at break, total light transmittance, haze (turbidity), yellowness (YI ), and the refractive index were evaluated. These evaluation results are shown in Table 1.
<熱分解温度(Td5%:5%重量減少温度)>
5%重量減少温度は、各実施例及び各比較例で得られたフィルムから、それぞれ2~4mgの試料を準備し、これをアルミ製サンプルパンに入れ、測定装置として熱重量分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の商品名「TG/DTA7200」)を使用して、窒素ガス雰囲気下、走査温度を30℃から550℃に設定し、昇温速度10℃/分の条件で加熱して、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。
<Thermal decomposition temperature (Td5%: 5% weight loss temperature)>
For the 5% weight loss temperature, prepare 2 to 4 mg samples from the films obtained in each example and each comparative example, put them in an aluminum sample pan, and use a thermogravimetric analyzer (SII) as a measuring device.・ Using a product name "TG/DTA7200" manufactured by Nano Technology Co., Ltd.), set the scanning temperature from 30 ° C to 550 ° C in a nitrogen gas atmosphere, and heat at a temperature increase rate of 10 ° C / min. , was obtained by measuring the temperature at which the weight of the sample used decreased by 5%.
<ガラス転移温度(Tg)の測定>
フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)の値(単位:℃)を以下のようにして測定した。すなわち、各ポリイミドフィルムから切り出した縦20mm、横5mmの大きさの試料を用い、且つ、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、引張りモード(49mN)、昇温速度5℃/分の条件で測定を行ってTMA曲線を求め、ガラス転移に起因するTMA曲線の変曲点に対し、その前後の曲線を外挿することにより、ポリイミドフィルムを構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)の値(単位:℃)を求めた。得られた結果を表1に示す。
<Measurement of glass transition temperature (Tg)>
The glass transition temperature (Tg) value (unit: °C) of the resin constituting the film was measured as follows. That is, using a sample with a size of 20 mm in length and 5 mm in width cut from each polyimide film, and using a thermomechanical analysis device (trade name "TMA8311" manufactured by Rigaku) as a measuring device, under a nitrogen atmosphere, tensile Mode (49 mN), temperature rise rate of 5 ° C./min to determine the TMA curve, by extrapolating the curves before and after the inflection point of the TMA curve due to the glass transition, polyimide The glass transition temperature (Tg) value (unit: °C) of the resin constituting the film was determined. Table 1 shows the results obtained.
<熱膨張率(CTE)の測定>
フィルムのCTE(単位:ppm/K)は以下のようにして求めた。すなわち、先ず、各樹脂フィルムから、縦:20mm、横:5mmの大きさの測定用のフィルムを形成した。次に、得られた測定用のフィルムを真空乾燥(120℃、1時間)した後、窒素雰囲気下で200℃で1時間熱処理することにより、測定試料(乾燥フィルム)を調製した。次いで、得られた測定試料(乾燥フィルム)を用い、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8311」)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。得られた結果を表1に示す。
<Measurement of coefficient of thermal expansion (CTE)>
The CTE (unit: ppm/K) of the film was determined as follows. That is, first, from each resin film, a measurement film having a length of 20 mm and a width of 5 mm was formed. Next, the obtained film for measurement was vacuum-dried (120° C., 1 hour) and then heat-treated at 200° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to prepare a measurement sample (dried film). Next, using the obtained measurement sample (dried film), using a thermomechanical analyzer (trade name "TMA8311" manufactured by Rigaku) as a measuring device, under a nitrogen atmosphere, tensile mode (49 mN), heating rate Adopt the condition of 5 ° C./min, measure the change in length of the sample at 50 ° C. to 200 ° C., and obtain the average value of the change in length per 1 ° C. in the temperature range of 100 ° C. to 200 ° C. It was measured by Table 1 shows the results obtained.
<引張強度及び破断伸びの測定>
フィルムの引張強度(単位:MPa)及び破断伸び(単位:%)は、以下のようにして測定した。すなわち、先ず、各樹脂フィルムを、それぞれ、SD型レバー式試料裁断器(株式会社ダンベル製の裁断器(型式SDL-200))に、株式会社ダンベル製の商品名「スーパーダンベルカッター(型:SDMK-1000-D、JIS K7139(2009年発行)のA22規格に準拠)」を取り付けて、各樹脂フィルムの大きさが、全長:75mm、タブ部間距離:57mm、平行部の長さ:30mm、肩部の半径:30mm、端部の幅:10mm、中央の平行部の幅:5mmとなるように裁断して、ダンベル形状の試験片(JIS K7139 タイプA22(縮尺試験片)の規格に沿ったもの)を、測定試料として、それぞれ調製した。次いで、電気機械式万能材料試験機(INSTRON製の型番「5943」)を用いて、測定試料を掴み具間の幅が57mm、掴み部分の幅が10mm(端部の全幅)となるようにして配置した後、ロードセル:1.0kN、試験速度:5mm/分の条件で測定試料を引っ張る引張試験を行って、引張強度及び破断伸びの値を求めた。なお、このような試験は、JIS K7162(1994年発行)に準拠した試験とした。また、破断伸びの値(%)は、試料のタブ部間距離(=掴み具間の幅:57mm)をL0、破断するまでの試料のタブ部間距離(破断した際の掴み具間の幅:57mm+α)をLとすると、下記式:
[破断伸び(%)]={(L-L0)/L0}×100
を計算して求めた。得られた結果を表1に示す。
<Measurement of tensile strength and elongation at break>
The tensile strength (unit: MPa) and breaking elongation (unit: %) of the film were measured as follows. That is, first, each resin film is placed in an SD-type lever-type sample cutter (cutter (model SDL-200) manufactured by Dumbbell Co., Ltd.), a product name “Super Dumbbell Cutter (model: SDMK) manufactured by Dumbbell Co., Ltd. -1000-D, compliant with A22 standard of JIS K7139 (issued in 2009)”, the size of each resin film is total length: 75 mm, distance between tabs: 57 mm, length of parallel part: 30 mm, Shoulder radius: 30 mm, end width: 10 mm, central parallel part width: 5 mm, dumbbell-shaped test piece (JIS K7139 Type A22 (scale test piece) standard ) were prepared as measurement samples. Next, using an electromechanical universal material testing machine (manufactured by INSTRON, model number "5943"), the measurement sample was measured so that the width between the grips was 57 mm and the width of the gripped portion was 10 mm (entire width of the end). After placement, a tensile test was performed by pulling the measurement sample under the conditions of load cell: 1.0 kN, test speed: 5 mm/min, and values of tensile strength and elongation at break were obtained. In addition, such a test was made into the test based on JISK7162 (issued in 1994). In addition, the value (%) of the elongation at break is defined by the distance between the tabs of the sample (= the width between the grips: 57 mm), L0, the distance between the tabs of the sample until breaking (the width between the grips when broken : 57 mm + α), the following formula:
[Breaking elongation (%)] = {(L-L0) / L0} x 100
was calculated and obtained. Table 1 shows the results obtained.
<全光線透過率、ヘイズ(濁度)及び黄色度(YI)の測定>
全光線透過率、ヘイズ(濁度)の測定に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」を用い、黄色度(YI)の測定には測定装置としては日本電色工業株式会社製の商品名「分光色彩計SD6000」を用いた。なお、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、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た。
<Measurement of total light transmittance, haze (turbidity) and yellowness index (YI)>
For the measurement of total light transmittance and haze (turbidity), a product name "Haze Meter NDH-5000" manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. was used as a measurement device, and for the measurement of yellowness (YI), the measurement device was A trade name “spectral colorimeter SD6000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. was used. Incidentally, the total light transmittance is determined by performing a measurement in accordance with JIS K7361-1 (issued in 1997), the haze (turbidity) is measured in accordance with JIS K7136 (issued in 2000), the yellowness (YI ) was determined by performing measurements in accordance with ASTM E313-05 (published in 2005).
<屈折率(589nm)の測定>
各実施例及び各比較例で得られたフィルム等の屈折率は、測定装置として屈折率測
定装置(株式会社アタゴ製の商品名「NAR-1T SOLID」)を用い、589nm
の光源下、23℃の温度条件で測定した。
<Measurement of refractive index (589 nm)>
The refractive index of the films obtained in each example and each comparative example was measured at 589 nm using a refractive index measuring device (trade name “NAR-1T SOLID” manufactured by Atago Co., Ltd.).
was measured under a light source at 23°C.
また、実施例1のポリイミドフィルム、及び比較例2のポリイミドフィルムについて、屈折率(589nm)と、リタデーション(589nm)と、全光線透過率との比較を行った。リタデーション(589nm)については、以下の方法で測定した。 Further, the polyimide film of Example 1 and the polyimide film of Comparative Example 2 were compared in terms of refractive index (589 nm), retardation (589 nm), and total light transmittance. Retardation (589 nm) was measured by the following method.
<厚み方向のリタデーション(Rth)の測定>
厚み方向のリタデーション(Rth)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(縦:76mm、幅:52mm)をそのまま測定試料とし、測定装置としてAXOMETRICS社製の商品名「AxoScan」を用い、各々のポリイミドフィルムの屈折率(上述の屈折率の測定により求められたフィルムの589nmの光に対する屈折率)の値をインプットした後、温度:25℃、湿度:40%の条件下、波長589nmの光を用いて、厚み方向のリタデーションを測定した後、求められた厚み方向のリタデーションの測定値(測定装置の自動測定による測定値)を用いて、フィルムの厚み10μmあたりのリタデーション値に換算することにより求めた。リタデーションについて200nm以下である場合を○と判定し、200nm超である場合を×と判定した。
<Measurement of thickness direction retardation (Rth)>
The retardation (Rth) in the thickness direction is measured using the polyimide film (length: 76 mm, width: 52 mm) produced in each example and each comparative example as it is, and using the product name "AxoScan" manufactured by AXOMETRICS as a measuring device. , After inputting the value of the refractive index of each polyimide film (refractive index for light of 589 nm of the film obtained by the above refractive index measurement), temperature: 25 ° C., humidity: 40%, wavelength 589 nm After measuring the retardation in the thickness direction using the light of , using the measured value of the obtained retardation in the thickness direction (measured by automatic measurement of the measuring device), convert to the retardation value per 10 μm of film thickness. I asked for it. When the retardation was 200 nm or less, it was determined as ◯, and when it was more than 200 nm, it was determined as x.
表1及び表2によれば、前述の式(b4)で表される構成単位を含むポリイミド樹脂を含むポリイミドフィルムは、高屈折率であり、リタデーションが低く、全光透過率が高く、また、機械的特性や熱的特性についても市販品と遜色ないか優れることが分かる。 According to Tables 1 and 2, the polyimide film containing the polyimide resin containing the structural unit represented by the above formula (b4) has a high refractive index, low retardation, high total light transmittance, and It can be seen that the mechanical properties and thermal properties are comparable to or superior to the commercial products.
Claims (19)
前記樹脂前駆体成分(B)が、ジアミン成分(B1)とテトラカルボン酸二無水物成分(B2)とからなるモノマー成分、及び/又はポリアミド酸(B3)を含み、
前記ジアミン成分(B1)が、下記式(b1):
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数である。)
で表される芳香族ジアミン化合物を含み、
前記ポリアミド酸(B3)が、下記式(b3):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む、ポリイミド前駆体組成物。 A polyimide precursor composition containing a resin precursor component (B) and a solvent (S), wherein the resin precursor component (B) comprises a diamine component (B1) and a tetracarboxylic dianhydride component ( B2) and / or polyamic acid (B3),
The diamine component (B1) has the following formula (b1):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or -CO-NH-CO- NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 or more and 4 or less. )
containing an aromatic diamine compound represented by
The polyamic acid (B3) is represented by the following formula (b3):
A polyimide precursor composition comprising a polyamic acid having a structural unit represented by
で表される芳香族ジアミン化合物を含み、
前記ポリアミド酸(B3)が、下記式(b3-1):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む、請求項1に記載のポリイミド前駆体組成物。 The diamine component (B1) has the following formula (b1-1):
containing an aromatic diamine compound represented by
The polyamic acid (B3) has the following formula (b3-1):
The polyimide precursor composition according to claim 1, comprising a polyamic acid having a constitutional unit represented by.
で表される芳香族ジアミン化合物を含み、
前記ポリアミド酸(B3)が、下記式(b3-2):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む、請求項2に記載のポリイミド前駆体組成物。 The diamine component (B1) has the following formula (b1-2):
containing an aromatic diamine compound represented by
The polyamic acid (B3) has the following formula (b3-2):
3. The polyimide precursor composition according to claim 2, comprising a polyamic acid having a constitutional unit represented by.
で表される芳香族ジアミン化合物を含み、
前記ポリアミド酸(B3)が、下記式(b3-3):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む、請求項3に記載のポリイミド前駆体組成物。 The diamine component (B1) has the following formula (b1-3):
containing an aromatic diamine compound represented by
The polyamic acid (B3) has the following formula (b3-3):
The polyimide precursor composition according to claim 3, comprising a polyamic acid having a constitutional unit represented by.
で表される芳香族ジアミン化合物を含み、
前記ポリアミド酸(B3)が、下記式(b3-4):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む、請求項3に記載のポリイミド前駆体組成物。 The diamine component (B1) has the following formula (b1-4):
containing an aromatic diamine compound represented by
The polyamic acid (B3) has the following formula (b3-4):
The polyimide precursor composition according to claim 3, comprising a polyamic acid having a constitutional unit represented by.
で表される芳香族ジアミン化合物を含み、
前記ポリアミド酸(B3)が、下記式(b3-5):
で表される構成単位を有するポリアミド酸を含む、請求項4に記載のポリイミド前駆体組成物。 The diamine component (B1) has the following formula (b1-5):
containing an aromatic diamine compound represented by
The polyamic acid (B3) has the following formula (b3-5):
The polyimide precursor composition according to claim 4, comprising a polyamic acid having a constitutional unit represented by.
で表されるノルボルナン-2-スピロ-α-シクロアルカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物類を含み、
前記Z1が、下記式(b2-1)
で表される4価の有機基である、請求項8に記載のポリイミド前駆体組成物。 The tetracarboxylic dianhydride component (B2) has the following formula (b2):
Norbornane-2-spiro-α-cycloalkanone-α'-spiro-2''-norbornane-5,5'',6,6''-tetracarboxylic acid dianhydrides represented by
The Z 1 is represented by the following formula (b2-1)
The polyimide precursor composition according to claim 8, which is a tetravalent organic group represented by.
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Z1は、4価の有機基である。)
で表される構成単位を有するポリアミド酸。 The following formula (b3):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or -CO-NH-CO- NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 to 4,
Z 1 is a tetravalent organic group. )
Polyamic acid having a structural unit represented by.
で表される4価の有機基である、請求項11に記載のポリアミド酸。 The Z 1 is represented by the following formula (b2-1)
Polyamic acid according to claim 11, which is a tetravalent organic group represented by
R4a~R4gは、それぞれ独立に1価の炭化水素基であり、
X1、及びX2は、それぞれ独立に、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CO-NH-CO-、-O-CO-NH-、又は-CO-NH-CO-NH-であり、
環Y1、環Y2、環Y3及び環Y4は、それぞれ独立に芳香族炭化水素環であり、
Rは、単結合、置換基を有してもよいメチレン基、置換基を有してもよく、2個の炭素原子間にヘテロ原子を含んでもよいエチレン基、-O-で表される基、-NH-で表される基、又は-S-で表される基であり、
n1及びn2は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
n3及びn4は、それぞれ独立に0以上5以下の整数であり、
n5及びn6は、それぞれ独立に0以上4以下の整数であり、
Z1は、4価の有機基である。)
で表される構成単位を有するポリイミド樹脂。 The following formula (b4):
R 4a to R 4g are each independently a monovalent hydrocarbon group,
X 1 and X 2 each independently represent -CO-NH-, -NH-CO-NH-, -CO-NH-CO-, -O-CO-NH-, or -CO-NH-CO- NH-,
ring Y 1 , ring Y 2 , ring Y 3 and ring Y 4 are each independently an aromatic hydrocarbon ring,
R is a single bond, an optionally substituted methylene group, an optionally substituted ethylene group which may contain a heteroatom between two carbon atoms, a group represented by -O- , a group represented by -NH-, or a group represented by -S-,
n1 and n2 are each independently an integer of 0 to 4,
n3 and n4 are each independently an integer of 0 to 5,
n5 and n6 are each independently an integer of 0 to 4,
Z 1 is a tetravalent organic group. )
Polyimide resin having a structural unit represented by.
前記塗膜を加熱することにより前記塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させる閉環することと、を含む、ポリイミド膜の製造方法。 Forming a coating film made of the polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 9;
A method for producing a polyimide film, comprising heating the coating film to ring-close polyamic acid derived from the resin precursor component (B) in the coating film.
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