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公開番号2024130514
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023040280
出願日2023-03-15
発明の名称ポリイミド、ワニス、ポリイミドフィルム、フレキシブルプリント配線基板用耐熱絶縁フィルム、ディスプレイデバイス用透明プラスチック基板、タッチセンサー用基板、カバーウィンドウ用フィルム
出願人学校法人東邦大学,東洋紡株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類C08G 73/10 20060101AFI20240920BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】優れた光学的透明性、非常に高いTg、非常に低いCTE、十分な可撓性を併せ持つポリイミドフィルム、及び、当該ポリイミドフィルムに好適なポリイミドを提供すること。
【解決手段】テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを共重合したポリイミドであって、CpODA又はCBDAを含み、テトラカルボン酸二無水物がCpODAの場合は、ジアミン成分は変性AB-TFMB又はAB-TFMBを含み、テトラカルボン酸二無水物がCBDAの場合は、前記ジアミン成分は変性AB-TFMB及びAB-TFMBを含むポリイミド。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分とを共重合したポリイミドであって、
前記テトラカルボン酸二無水物成分は、２，５－ビス（２－ビシクロ[２．２．１]ヘプタン－５，６－ジカルボン酸無水物）シクロペンタノン、又は、１，２，３，４－シクロブタンテトラカルボン酸二無水物を含み、
前記テトラカルボン酸二無水物成分が２，５－ビス（２－ビシクロ[２．２．１]ヘプタン－５，６－ジカルボン酸無水物）シクロペンタノンの場合は、前記ジアミン成分は、Ｎ，Ｎ－４，４’－（２，２’－トリフルオロメチルビフェニレン）ビス（４－アミノ－２－トリフルオロメチルベンズアミド）、及び／又は、Ｎ，Ｎ－４，４’－（２，２’－トリフルオロメチルビフェニレン）ビス（４－アミノベンズアミド）を含み、
前記テトラカルボン酸二無水物成分が１，２，３，４－シクロブタンテトラカルボン酸二無水物の場合は、前記ジアミン成分はＮ，Ｎ－４，４’－（２，２’－トリフルオロメチルビフェニレン）ビス（４－アミノ－２－トリフルオロメチルベンズアミド）、及び、Ｎ，Ｎ－４，４’－（２，２’－トリフルオロメチルビフェニレン）ビス（４－アミノベンズアミド）を含むポリイミド。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記ポリイミドは、下記式（１）で表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項１に記載のポリイミド。
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2024130514000018.jpg
44
158
【請求項３】
さらに、下記一般式（２）で表される繰り返し単位を有し、
前記式（１）で表される繰り返し単位の含有量が、ポリイミド全体に対して１０～９０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリイミド。
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2024130514000019.jpg
37
158
（式（２）中、Ｘは４価の芳香族基または脂肪族基、Ｙは２価の芳香族基または脂肪族基を表す。）
【請求項４】
請求項１又は２に記載のポリイミドが溶媒に溶解してなるワニス。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のポリイミドを含むことを特徴とするポリイミドフィルム。
【請求項６】
波長４００ｎｍにおける光透過率が４０％以上または黄色度指数が１０．０以下であり、
濁度が２．０％以下であることを特徴とする請求項５に記載のポリイミドフィルム。
【請求項７】
１００～２００℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が２０ｐｐｍ／Ｋ以下であることを特徴とする請求項５に記載のポリイミドフィルム。
【請求項８】
３００℃以上のガラス転移温度を有することを特徴とする請求項５に記載のポリイミドフィルム。
【請求項９】
請求項５に記載のポリイミドフィルムを用いたフレキシブルプリント配線基板用耐熱絶縁フィルム。
【請求項１０】
請求項５に記載のポリイミドフィルムを用いたディスプレイデバイス用透明プラスチック基板。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミド、ワニス、ポリイミドフィルム、フレキシブルプリント配線基板用耐熱絶縁フィルム、ディスプレイデバイス用透明プラスチック基板、タッチセンサー用基板、カバーウィンドウ用フィルムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、小型電子機器内の限られた空間に自在に折曲げ実装可能で、各種製造装置の可動部においても屈曲配線可能なフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）が広く採用されている。現行のＦＰＣでは、絶縁基板として耐熱性に優れた全芳香族ポリイミドフィルムが用いられているが、全芳香族ポリイミドフィルムは、その分子構造に由来する電荷移動相互作用により強く着色している（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
通常、ＦＰＣは電子機器内に組み込まれており、人の目に触れることはなかったため、ＦＰＣの絶縁基板として用いたポリイミドフィルムの強い着色は特に問題ではなかった。しかしながら将来、ウエアラブル機器、照明機器、医療機器等、人の目に触れるＦＰＣ用途の拡大が見込まれることから、透明性を強調したスケルトンタイプのＦＰＣのように、デザイン性を重視したＦＰＣの開発が課題となっている。
【０００４】
従来より、光学的に透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を絶縁基板として用いたＦＰＣが知られていたが、これらの絶縁基板は、物理的耐熱性（短期耐熱性）が不十分なために、２６０℃のハンダリフロー工程で熱変形するという深刻な問題があった。そのため、透明ＦＰＣに適用する新たな絶縁基板材料の候補として、耐熱性に優れた透明ポリイミドが検討されている。
【０００５】
透明ＦＰＣ用絶縁基板には、光学的透明性と耐熱性に加え、デバイス製造時の大きな温度変化に対抗する優れた寸法安定性も求められる。そのため、透明ＦＰＣ用絶縁基板に適用する透明ポリイミドフィルムは、非常に低い線熱膨張係数（ＣＴＥ）を有していなければならない。ＣＴＥが大きいと、透明ポリイミドフィルム上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の素子を形成していく工程で、複数の高温－室温温度サイクルの間、絶縁基板は大きく熱膨張－熱収縮を繰り返すことになり、フィルム面方向（ＸＹ方向）への伸縮のヒステリシス現象や不可逆的に蓄積された残留歪により、微細な回路の位置ずれ等の深刻な不具合が生じる恐れがある。
【０００６】
ポリイミドの着色を抑制する方法として、ポリイミドを製造する際に用いるモノマー即ち、ジアミンまたはテトラカルボン酸二無水物のどちらか一方、あるいは両方に脂肪族（通常、耐熱性の観点から脂環式）のモノマーを選択することが有効であり、これにより、着色の原因である電荷移動相互作用を妨害してポリイミドを完全に無色透明化する技術が知られている（例えば非特許文献２、３参照）。
【０００７】
しかしながら、ポリイミド骨格への脂環構造導入により、しばしば物理的耐熱性（短期耐熱性）の指標であるガラス転移温度（Ｔ
ｇ
）や熱寸法安定性が著しく悪化する。また、低ＣＴＥを達成するために、剛直で直線性の高い主鎖構造を選択すると、ポリイミド鎖間の絡み合いが激減して、通常、フィルムが著しく脆弱化するだけでなく、しばしば重合反応工程で反応溶液のゲル化や沈殿析出が起こり、次のフィルム形成工程に進めなくなるといった重大な問題が生じる。
【０００８】
このような事情から、優れた光学的透明性、非常に高いＴ
ｇ
、非常に低いＣＴＥ、十分な可撓性を併せ持つ、ポリイミドフィルムを開発することは非常に困難であり、透明ＦＰＣ用絶縁基板、ディスプレイデバイス用透明プラスチック基板、タッチセンサー用透明基板、有機電界発光（ＯＬＥＤ）ディスプレイ用カバーウィンドウ用フィルム、特に透明ＦＰＣ用絶縁基板に好適な材料はこれまで知られていなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
Prog. Polym. Sci., 26, 259-335 (2001).
J. Polym. Sci., Part A, 38, 108-116 (2000).
Polymer, 55, 4693-4708 (2014).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、極めて達成困難な複合的特性即ち、優れた光学的透明性、非常に高いＴｇ、非常に低いＣＴＥ、十分な可撓性を併せ持つポリイミドフィルム、及び、当該ポリイミドフィルムに好適なポリイミドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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