JPH03121129A - ポリイミド単分子膜もしくは累積膜 - Google Patents
ポリイミド単分子膜もしくは累積膜Info
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- JPH03121129A JPH03121129A JP25943689A JP25943689A JPH03121129A JP H03121129 A JPH03121129 A JP H03121129A JP 25943689 A JP25943689 A JP 25943689A JP 25943689 A JP25943689 A JP 25943689A JP H03121129 A JPH03121129 A JP H03121129A
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- Japan
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- film
- group
- polyimide
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- carbon atoms
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- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリイミド単分子膜もしくは累積膜、さらに詳
しくはラングミュア・プロジェット法(以下、LB法と
いう)で製膜され部分的あるいは完全にイミドに変換し
たポリイミド単分子膜あるいは累積膜に関する。
しくはラングミュア・プロジェット法(以下、LB法と
いう)で製膜され部分的あるいは完全にイミドに変換し
たポリイミド単分子膜あるいは累積膜に関する。
すでに1930年代、炭素数16〜22ぐらいの脂肪酸
が水面上に単分子膜をつくり、それを基質上に累積しう
ろことがラングミュアとプロジェットにより見出されて
いるが、この累積膜の応用について検討が行なわれはじ
めたのは最近のことである。しかし直鎖飽和脂肪酸のラ
ングミュア・プロジェット膜(LB膜という)は、実際
に応用するには耐熱性や機械的強度が充分でなく、その
ままでは使用しえないという問題がある。
が水面上に単分子膜をつくり、それを基質上に累積しう
ろことがラングミュアとプロジェットにより見出されて
いるが、この累積膜の応用について検討が行なわれはじ
めたのは最近のことである。しかし直鎖飽和脂肪酸のラ
ングミュア・プロジェット膜(LB膜という)は、実際
に応用するには耐熱性や機械的強度が充分でなく、その
ままでは使用しえないという問題がある。
これらの問題を改善するものとして、たきえばω〜トリ
コセン酸、ω−へブタデセン酸あるいはα−オクタデシ
ルアクリル酸などの不飽和脂肪酸や、ステアリン酸ビニ
ルやオクタデシルアクリレートなどの不飽和の脂肪酸エ
ステルなどから形成した膜を重合させた膜が研究されて
いるが、耐熱性などが充分とはいえない。
コセン酸、ω−へブタデセン酸あるいはα−オクタデシ
ルアクリル酸などの不飽和脂肪酸や、ステアリン酸ビニ
ルやオクタデシルアクリレートなどの不飽和の脂肪酸エ
ステルなどから形成した膜を重合させた膜が研究されて
いるが、耐熱性などが充分とはいえない。
一方、耐熱性フィルムとしてポリイミドフィルムがある
が、スピンコードなどの方法によるばあいには、膜厚が
せいぜい1000Å以上、通常は1μm以上のものしか
えられず、1000人未満の膜厚のピンホールのない耐
熱性薄膜を作製するのは非常に困難である。
が、スピンコードなどの方法によるばあいには、膜厚が
せいぜい1000Å以上、通常は1μm以上のものしか
えられず、1000人未満の膜厚のピンホールのない耐
熱性薄膜を作製するのは非常に困難である。
本発明者らは耐熱性や接着力などの機械的特性や耐薬品
性などが改善された耐熱性の超薄膜材料を提供しうる材
料を特開昭62−129317により提案した。しかし
、一般のポリイミドは吸水、吸湿率が高く、吸水率、吸
湿率の低い材料が必要になる場合があった。
性などが改善された耐熱性の超薄膜材料を提供しうる材
料を特開昭62−129317により提案した。しかし
、一般のポリイミドは吸水、吸湿率が高く、吸水率、吸
湿率の低い材料が必要になる場合があった。
本発明はポリアミック酸単位に特別なジアミン成分を用
いることによってなされたものであり、一般式(2): 単位を有する両性ポリイミド前駆体を用い該前駆体をL
B法により基板上に形成した部分的あるいは完全にイミ
ドに変換することによってなされたものである。
いることによってなされたものであり、一般式(2): 単位を有する両性ポリイミド前駆体を用い該前駆体をL
B法により基板上に形成した部分的あるいは完全にイミ
ドに変換することによってなされたものである。
本発明の両性ポリイミド前駆体は、一般式(2):〔式
中、R1は少なくとも2個の炭素原子を含有する4価の
基、R1は CF。
中、R1は少なくとも2個の炭素原子を含有する4価の
基、R1は CF。
I?s、 R4、RSおよびR&は脂肪族、環状脂肪族
もしくは芳香族(これらが相互に組合わさっていてもよ
い)の炭素数1〜30の1価の基(これらの基がハロゲ
ン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキシ基、
アセトキシ基で置換されていてもよい)または水素原子
であり、R2、R4、R5およびR6の少なくとも1個
は炭素数12〜30好ましくは14〜22の基である。
もしくは芳香族(これらが相互に組合わさっていてもよ
い)の炭素数1〜30の1価の基(これらの基がハロゲ
ン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキシ基、
アセトキシ基で置換されていてもよい)または水素原子
であり、R2、R4、R5およびR6の少なくとも1個
は炭素数12〜30好ましくは14〜22の基である。
〕で表わされる繰り返しで表わされる繰り返し単位を有
する数平均分子量が2.000〜300,000.好ま
しくはio、o。
する数平均分子量が2.000〜300,000.好ま
しくはio、o。
O〜150,000のものである。数平均分子量が2、
000〜300.000の範囲をはずれると、膜を作製
したときの強度が低すぎたり、粘度が高すぎて膜の作製
がうまくいきにくくなるなどの傾向が生ずる。
000〜300.000の範囲をはずれると、膜を作製
したときの強度が低すぎたり、粘度が高すぎて膜の作製
がうまくいきにくくなるなどの傾向が生ずる。
−a式(2)におけるR1は少なくとも2個の炭素原子
を含有する、好ましくは5〜20個の炭素原子を含有す
る4価の基であり、芳香族の基であってもよく、脂肪族
の基であってもよく、環状脂肪族の基であってもよく、
これらの基が組合わさった基であってもよく、さらには
これらの基が脂肪族、環状脂肪族あるいは芳香族(これ
らが相互に組合わさってもよい)の炭素数1〜30の1
価の基(これらの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ
基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基などの基でW
喚されていてもよい)あるいはS亥基が0−、−Coo
−、−NHCO−、−CO−、−3−、−C5S−、−
NHC3−、〜CS−などに結合した基で置換され誘導
体となった基であってもよい、しかし、RIが少なくと
も6個の炭素数を有するベンゼノイド不飽和によって特
徴づけられた基である場合には、耐熱性、耐薬品性およ
び機械的特性などの点から好ましい。
を含有する、好ましくは5〜20個の炭素原子を含有す
る4価の基であり、芳香族の基であってもよく、脂肪族
の基であってもよく、環状脂肪族の基であってもよく、
これらの基が組合わさった基であってもよく、さらには
これらの基が脂肪族、環状脂肪族あるいは芳香族(これ
らが相互に組合わさってもよい)の炭素数1〜30の1
価の基(これらの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ
基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基などの基でW
喚されていてもよい)あるいはS亥基が0−、−Coo
−、−NHCO−、−CO−、−3−、−C5S−、−
NHC3−、〜CS−などに結合した基で置換され誘導
体となった基であってもよい、しかし、RIが少なくと
も6個の炭素数を有するベンゼノイド不飽和によって特
徴づけられた基である場合には、耐熱性、耐薬品性およ
び機械的特性などの点から好ましい。
前記のごときR1の具体例としては、たとえば、などが
あげられる。
あげられる。
本明細書にいうベンゼノイド不飽和とは、炭素環式化合
物の構造に関してキノイド構造と対比して用いられる述
語で、普通の芳香族化合物に含まれる炭素環と同じ形の
構造をいう。
物の構造に関してキノイド構造と対比して用いられる述
語で、普通の芳香族化合物に含まれる炭素環と同じ形の
構造をいう。
RIの4個の結合手、すなわち一般式(2)で表わされ
る繰り返し単位において、 H3 CF。
る繰り返し単位において、 H3 CF。
0
111
R”−0−C−−C−0−1?’ −N −C−
−C−N−1?”111 R’0OIl” が結合する手の位置には特に限定はないが、4個の結合
手の各2個づつがR1を構成する隣接する2個の炭素原
子に存在する場合には、両性ポリイミド前駆体を用いて
形成した膜などをポリイミド化する際に5員環を形成し
ゃすくイミド化しやすいため好ましい。
−C−N−1?”111 R’0OIl” が結合する手の位置には特に限定はないが、4個の結合
手の各2個づつがR1を構成する隣接する2個の炭素原
子に存在する場合には、両性ポリイミド前駆体を用いて
形成した膜などをポリイミド化する際に5員環を形成し
ゃすくイミド化しやすいため好ましい。
前記のごときPの好ましい具体例としては、たとえば、
(前記式中のRIGおよびR11はいずれも炭素数1R
1は、 2価の基である 〜30のアルキル基またはアリール基)〕、であるが、 その10〜20%程度であれば次のよ うな2価の基を混合して用いてもよい。
1は、 2価の基である 〜30のアルキル基またはアリール基)〕、であるが、 その10〜20%程度であれば次のよ うな2価の基を混合して用いてもよい。
〔式中、R9は
(CHx)請
(m=1〜3
の整数)
H3O
0CU。
CHl
(CL)x−C−(C1h)z−
(CHz)
(CH2)3−
CH。
CU、0
(C)IりI。CH
(CHff)−
(CHi) 5−CI(CHz) z−(C)It)i
−0 (CL)t。
−0 (CL)t。
(Cfh)i
CHx−C(CL)zc−CHz
(CHz)zcH(C)IzhCH−CHz(CHzh
Si 0 Si (CH2)s CHff CHg (CHg) ? − (P−2〜10) 4H8 (Cut)s St 0 bHs bHs St (CI(り3 C,R5 −(CL) a−CI(C1,) t−C)+3 CH3G)13 1 (CHz) 3 Si −0−5i (CL) 2
−C,)I。
Si 0 Si (CH2)s CHff CHg (CHg) ? − (P−2〜10) 4H8 (Cut)s St 0 bHs bHs St (CI(り3 C,R5 −(CL) a−CI(C1,) t−C)+3 CH3G)13 1 (CHz) 3 Si −0−5i (CL) 2
−C,)I。
ans
などがあげられる。
一般式(2)におけるR3、R4、R5,R6は脂肪族
、環状脂肪族、芳香族(それらが相互に組合わさってい
てもよい)の炭素数1〜30、好ましくは1〜22の1
価の基(それらの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ
基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基などで置換さ
れ、誘導体となっていてもよい)または水素原子である
。なお一般式(2)においてR2、R4、R5およびR
hはいずれも一般式(5): (式中、R1、Btは前記と同じ)で表わされるポリア
ミック酸単位に疎水性を付与し、安定な凝縮膜をうるた
めに導入される基であり、R1、R4、R5、R1のう
ちの少なくとも1個、好ましくは2個が炭素原子数12
〜30、好ましくは14〜22の前記の基であることが
水面上に安定な凝縮膜が形成され、それがLB法により
基板上に累積されるために必要である。
、環状脂肪族、芳香族(それらが相互に組合わさってい
てもよい)の炭素数1〜30、好ましくは1〜22の1
価の基(それらの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ
基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基などで置換さ
れ、誘導体となっていてもよい)または水素原子である
。なお一般式(2)においてR2、R4、R5およびR
hはいずれも一般式(5): (式中、R1、Btは前記と同じ)で表わされるポリア
ミック酸単位に疎水性を付与し、安定な凝縮膜をうるた
めに導入される基であり、R1、R4、R5、R1のう
ちの少なくとも1個、好ましくは2個が炭素原子数12
〜30、好ましくは14〜22の前記の基であることが
水面上に安定な凝縮膜が形成され、それがLB法により
基板上に累積されるために必要である。
前記のごときR3、R4、R5,Rhの具体例としては
、たとえば CHs(CHa)−r−r、(CHs)gcH(CHa
−E丁、(CHs)sC(C晴η、CHc)l計ゴ、G
戸CHz)ゴ ■→C寸石 (以上のnはいずれも12〜30、好ましくは16〜2
2)などがあげられる0本発明の両性ポリイミド前駆体
がLB法で製膜できるためには、前記の基はCH3(C
ut)−tであられされる直鎖アルキル基であるのが、
性能的にもコスト的にももっとも望ましい、前述のごと
きハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メト
キシ基、アセトキシ基などは必須ではないが、フン素原
子を導入すると疏水性が水素原子とくらべて飛躍的に改
善されるので、フッ素原子を含むものを利用するのが好
ましい。
、たとえば CHs(CHa)−r−r、(CHs)gcH(CHa
−E丁、(CHs)sC(C晴η、CHc)l計ゴ、G
戸CHz)ゴ ■→C寸石 (以上のnはいずれも12〜30、好ましくは16〜2
2)などがあげられる0本発明の両性ポリイミド前駆体
がLB法で製膜できるためには、前記の基はCH3(C
ut)−tであられされる直鎖アルキル基であるのが、
性能的にもコスト的にももっとも望ましい、前述のごと
きハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メト
キシ基、アセトキシ基などは必須ではないが、フン素原
子を導入すると疏水性が水素原子とくらべて飛躍的に改
善されるので、フッ素原子を含むものを利用するのが好
ましい。
R35R4、R5,Rhのうちの2個が水素原子の場合
の本発明の両性ポリイミド前駆体の繰り返し単位の具体
例としては、一般式(3): (式中、ill、 17!、R3、R4は前記と同じ、
ただしR3およびR4は炭素数12〜30である)で表
わされる繰り返し単位や、一般式(4): (式中、R1,Rg、R3,Rhは前記と同じ、ただし
R5,およびR6は炭素数12〜30の基)で表わされ
る繰り返し単位などがあげられる0本発明の両性ポリイ
ミド前駆体の繰り返し単位が一般式(3)や一般式(4
)で表わされるものである場合には、製造が容易である
、コスト的にも安価であるなどの点から好ましい。
の本発明の両性ポリイミド前駆体の繰り返し単位の具体
例としては、一般式(3): (式中、ill、 17!、R3、R4は前記と同じ、
ただしR3およびR4は炭素数12〜30である)で表
わされる繰り返し単位や、一般式(4): (式中、R1,Rg、R3,Rhは前記と同じ、ただし
R5,およびR6は炭素数12〜30の基)で表わされ
る繰り返し単位などがあげられる0本発明の両性ポリイ
ミド前駆体の繰り返し単位が一般式(3)や一般式(4
)で表わされるものである場合には、製造が容易である
、コスト的にも安価であるなどの点から好ましい。
一般式(2)〜(4)で示される繰り返し単位を有する
本発明の両性ポリイミド前駆体の具体例としては、たと
えば、 (式中、R3、R4の具体例としては、CHs (CH
z) + 1CHz(CHz)+s−、CHi(C)l
z)+s−、CHs(C)lz)+t−、CHs(CH
t) +q−、CHz(C)It)□−1Ch(CHz
)+s−など)(式中、R3、R4の具体例としては、
CHs(CHx)++−Ct(ff(CHx)+s−、
CHs(CHz)+s−、CHs(C)It)+t−、
CHs(C1b)+q−、CHs(CHs)t+−、C
F3(C)1りI5−など、R’、 R’(7)具体例
としては、CI(、−1CH3(CL) t−2CIl
s(CHx)s−1CHs(CHx)s−など)、(式
中、R55It&の具体例としては、CH3(CHり
+ ICHs(CHり+s−、CHi(CTo)+s−
、CHs(CHx)+t−、CHコ(C1b)+w−、
CH+(CHz)i+−、CF3(CHz)+s−など
)などの繰り返し単位を含むものなどがあげられる。
本発明の両性ポリイミド前駆体の具体例としては、たと
えば、 (式中、R3、R4の具体例としては、CHs (CH
z) + 1CHz(CHz)+s−、CHi(C)l
z)+s−、CHs(C)lz)+t−、CHs(CH
t) +q−、CHz(C)It)□−1Ch(CHz
)+s−など)(式中、R3、R4の具体例としては、
CHs(CHx)++−Ct(ff(CHx)+s−、
CHs(CHz)+s−、CHs(C)It)+t−、
CHs(C1b)+q−、CHs(CHs)t+−、C
F3(C)1りI5−など、R’、 R’(7)具体例
としては、CI(、−1CH3(CL) t−2CIl
s(CHx)s−1CHs(CHx)s−など)、(式
中、R55It&の具体例としては、CH3(CHり
+ ICHs(CHり+s−、CHi(CTo)+s−
、CHs(CHx)+t−、CHコ(C1b)+w−、
CH+(CHz)i+−、CF3(CHz)+s−など
)などの繰り返し単位を含むものなどがあげられる。
式中の→は異性を表わす。
異性とは、たとえば一般式:
に基づき説明すると、上式は
らなっていてもよく、異なった繰り返し単位からなる共
重合体であってもよい。
重合体であってもよい。
一般式(2)において、R+ 、 R6の少なくとも1
つが先に説明したR1〜R&のそれぞれの具体例から選
ばれた少なくとも2種の基にすることによって種々の共
重合体が提供される。
つが先に説明したR1〜R&のそれぞれの具体例から選
ばれた少なくとも2種の基にすることによって種々の共
重合体が提供される。
の2種が選ばれると、両性ポリイミド前駆体の繰り返し
単位は一般式: の2つの式を1つの式で表わしたものであり、このよう
な場合に異性を表わす→が用いられる。
単位は一般式: の2つの式を1つの式で表わしたものであり、このよう
な場合に異性を表わす→が用いられる。
本明細書における異性は、(a)式、(b)式で表わさ
れる部分が単独で含有されている場合、(a)式、(b
)式で表わされる部分が共存する場合のいずれの場合を
も表わす。
れる部分が単独で含有されている場合、(a)式、(b
)式で表わされる部分が共存する場合のいずれの場合を
も表わす。
一般式(2)で表わされる繰り返し単位をもつ両性ポリ
イミド前駆体は、単一の繰り返し単位か(式中、x、y
は比率を表わし、O<x<1.0くy〈1、x+y=1
である)で表わされる。
イミド前駆体は、単一の繰り返し単位か(式中、x、y
は比率を表わし、O<x<1.0くy〈1、x+y=1
である)で表わされる。
さらにR2として
CFs
02種が選ばれるとき、繰り返し単位は一般式:で表わ
される0以上の例はほんの一例である。また、R3、R
4、R5,R&についても多数の例をあげうるが、繰り
返し単位として記載すると、例えば、などである。
される0以上の例はほんの一例である。また、R3、R
4、R5,R&についても多数の例をあげうるが、繰り
返し単位として記載すると、例えば、などである。
前記のごとき本発明の両性ポリイミド前駆体は、−aに
N、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメチルホル
ムアミド、N、N−ジエチルホルムアミド、ヘキサメチ
ルホスホルアミドなどの有機極性溶剤に溶、上記有機極
性溶剤とクロロホルムなどの通常の有機溶剤などの混合
溶剤に溶、通常の有機溶剤、りとエハベンゼル、エーテ
ル、クロロホルム、アセトン、メタノールなどに難溶〜
不溶で、赤外(IR)吸収スペクトル分析でアミド、カ
ルボン酸(場合によってはカルボン酸エステル)および
直鎖アクキル基の特徴的な吸収が観察される。耐熱性が
よいように選ばれた両性ポリイミド前駆体は熱分析の結
果にも特徴があり、約200°Cで重量の急激な減少が
はじまり、約400℃で完結する6重量の減少が完結し
たのちは、IR吸収スペクトル分析でのアミド、カルボ
ン酸(場合によってはカルボン酸エステル)および直鎖
アルキル基の吸収が消失し、イミド環の吸収があられれ
る。
N、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメチルホル
ムアミド、N、N−ジエチルホルムアミド、ヘキサメチ
ルホスホルアミドなどの有機極性溶剤に溶、上記有機極
性溶剤とクロロホルムなどの通常の有機溶剤などの混合
溶剤に溶、通常の有機溶剤、りとエハベンゼル、エーテ
ル、クロロホルム、アセトン、メタノールなどに難溶〜
不溶で、赤外(IR)吸収スペクトル分析でアミド、カ
ルボン酸(場合によってはカルボン酸エステル)および
直鎖アクキル基の特徴的な吸収が観察される。耐熱性が
よいように選ばれた両性ポリイミド前駆体は熱分析の結
果にも特徴があり、約200°Cで重量の急激な減少が
はじまり、約400℃で完結する6重量の減少が完結し
たのちは、IR吸収スペクトル分析でのアミド、カルボ
ン酸(場合によってはカルボン酸エステル)および直鎖
アルキル基の吸収が消失し、イミド環の吸収があられれ
る。
前記説明においては、本発明の前駆体の繰り返し単位は
すべて一般式(2)で表わされる繰り返し単位である場
合について説明したが、繰り返し単位のうちの30%以
下の範囲であれば、−a式(6): 〔式中、ill、 jpは前記と同じ、Rは炭素数1〜
11の1価の脂肪族、環状脂肪族、芳香族(これらが相
互に組合わさっていてもよい)の基、これらの基がハロ
ゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキシ基
、アセトキシ基などで置換された基または水素原子であ
り、4個のRは同じでもよ(異なっていてもよい〕で表
わされる繰り返し単位が含まれていてもよい。
すべて一般式(2)で表わされる繰り返し単位である場
合について説明したが、繰り返し単位のうちの30%以
下の範囲であれば、−a式(6): 〔式中、ill、 jpは前記と同じ、Rは炭素数1〜
11の1価の脂肪族、環状脂肪族、芳香族(これらが相
互に組合わさっていてもよい)の基、これらの基がハロ
ゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキシ基
、アセトキシ基などで置換された基または水素原子であ
り、4個のRは同じでもよ(異なっていてもよい〕で表
わされる繰り返し単位が含まれていてもよい。
つぎに本発明の前駆体を用いたLB膜について説明する
。
。
本発明の前駆体を用いたLB膜の製法としては、該前駆
体を水面上に展開し、一定の表面圧で圧縮して単分子膜
を形成し、その膜を基板上にうつしとる方法であるLB
法のほか、水平付着法、回転円筒法などの方法(新実験
化学講座 第18t!界面とコロイド、498〜508
頁)などがあげられ、通常行われている方法であればと
くに限定されることなく使用しうる。
体を水面上に展開し、一定の表面圧で圧縮して単分子膜
を形成し、その膜を基板上にうつしとる方法であるLB
法のほか、水平付着法、回転円筒法などの方法(新実験
化学講座 第18t!界面とコロイド、498〜508
頁)などがあげられ、通常行われている方法であればと
くに限定されることなく使用しうる。
一般にLB膜を形成させる物質を水面上に展開する際に
、水には解けないで気相中に蒸発してしまうベンゼン、
クロロホルムなどの溶媒が使用されるが、本発明の前駆
体の場合には、溶解度をあげるために有機酸性溶媒を併
用するのが望ましい。
、水には解けないで気相中に蒸発してしまうベンゼン、
クロロホルムなどの溶媒が使用されるが、本発明の前駆
体の場合には、溶解度をあげるために有機酸性溶媒を併
用するのが望ましい。
このような有機極性溶媒としては、たとえばN、 N−
ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド
、N、N−ジエチルホルムアミド、N、N−ジエチルア
セトアミド、N、N−ジメチルメトキシアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、
ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホルア
ミド、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレ
ンスルホンなどがあげられる。
ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド
、N、N−ジエチルホルムアミド、N、N−ジエチルア
セトアミド、N、N−ジメチルメトキシアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、
ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホルア
ミド、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレ
ンスルホンなどがあげられる。
ベンゼン、クロロホルムなどと有機極性溶剤とを併用す
る場合には、水面上へ展開するとベンゼン、クロロホル
ムなどは気相中に蒸発し、有機極性溶媒は大量の水に溶
解すると考えられる。
る場合には、水面上へ展開するとベンゼン、クロロホル
ムなどは気相中に蒸発し、有機極性溶媒は大量の水に溶
解すると考えられる。
本発明の前駆体を水面上に展開する際に使用する溶液の
濃度にはとくに限定はないが、通常2〜5×lO弓M程
度が用いられる。
濃度にはとくに限定はないが、通常2〜5×lO弓M程
度が用いられる。
本発明の前駆体を用いたLB膜を形成する基板にはとく
に限定はなく、形成されたLB膜の用途に応じて選択す
ればよいが、LBII!を加熱してポリイミドにして用
いる場合には耐熱性が良好であることが必要である。
に限定はなく、形成されたLB膜の用途に応じて選択す
ればよいが、LBII!を加熱してポリイミドにして用
いる場合には耐熱性が良好であることが必要である。
前記のごとき基板の具体例としては、ガラス、アルミナ
、石英などのような無機の基板のほか金属製やプラスチ
ック製の基板、さらにはSi、 GaAs。
、石英などのような無機の基板のほか金属製やプラスチ
ック製の基板、さらにはSi、 GaAs。
ZnSのような■族、m−v族、n−vi族などの半導
体、PbTiOs、BaTiOs、LiNbO5、Li
Ta01のような強誘電体製の基板あるいは磁性体基板
などがあげられる。これらの基板は通常行なわれるよう
な表面処理を施して用いてもよいことはもちろんのこと
である。
体、PbTiOs、BaTiOs、LiNbO5、Li
Ta01のような強誘電体製の基板あるいは磁性体基板
などがあげられる。これらの基板は通常行なわれるよう
な表面処理を施して用いてもよいことはもちろんのこと
である。
本発明の前駆体を用いるとLB法で基板上に欠陥の少な
い、耐熱性の良好な薄膜を形成することができ、さらに
この薄膜を部分的にあるいは完全にイミド化させること
によって、さらに耐熱性の優れた薄膜をうろことができ
る。
い、耐熱性の良好な薄膜を形成することができ、さらに
この薄膜を部分的にあるいは完全にイミド化させること
によって、さらに耐熱性の優れた薄膜をうろことができ
る。
イミド化の方法についてはとくに限定はないが、200
〜400℃近辺の温度で加熱するのが一般的であり、レ
ーザー光などを用いて行ってもよい。
〜400℃近辺の温度で加熱するのが一般的であり、レ
ーザー光などを用いて行ってもよい。
勿論、ポリアミック酸のイミド化の際に使用される無水
酢酸やピリジンを使ってもよいし、またそれらと熱反応
とを併用してもよい、たとえば、−般式(3)で表わさ
れる繰返し単位のばあいには、なる反応がおこり、また
一般式(4)で表わされる繰り返し単位の場合には、 なる反応がおこってポリイミド化物となる。勿論、一般
式(5)で表されるポリアミック酸単位の場合にもH!
0が生成してポリイミド化物となるが、この場合にはL
B膜用としての材料とはなりえない。
酢酸やピリジンを使ってもよいし、またそれらと熱反応
とを併用してもよい、たとえば、−般式(3)で表わさ
れる繰返し単位のばあいには、なる反応がおこり、また
一般式(4)で表わされる繰り返し単位の場合には、 なる反応がおこってポリイミド化物となる。勿論、一般
式(5)で表されるポリアミック酸単位の場合にもH!
0が生成してポリイミド化物となるが、この場合にはL
B膜用としての材料とはなりえない。
本発明の前駆体は通常のLB膜より耐熱性、耐薬品性が
改善されているので、本発明の前駆体のLB膜をそのま
まデバイスなどの用途に使用することもできる。
改善されているので、本発明の前駆体のLB膜をそのま
まデバイスなどの用途に使用することもできる。
先にのべたようにえられるポリイミド薄膜は、耐熱性、
耐薬品性に優れ、機械的特性も良好で、そのうえ100
00Å以下という非常に薄い膜であり、望む・なら5〜
1000人にもしうる。それゆえ、ICやLSIなどの
絶縁膜のみならず、キャパシター、Mis、MIMなど
の構造をもつ種々の電気電子素子中の絶縁層などとして
エレクトロニクス分野に使用することができ、電界効果
トランジスタ、光電変換素子、受光素子、発光素子、光
検出素子、熱電子トランジスタなどに使用しうる。JJ
(ジッセフソン ジャンフシボン)への応用も考えられ
る。そのほかウニイブガイド用りランド材、光学回路成
分などとしても利用可能であり、保護用などを含めたコ
ーティング材料としても好適に使用しうる。またエネル
ギー変換や物質分離などの分野にも使用しうる。
耐薬品性に優れ、機械的特性も良好で、そのうえ100
00Å以下という非常に薄い膜であり、望む・なら5〜
1000人にもしうる。それゆえ、ICやLSIなどの
絶縁膜のみならず、キャパシター、Mis、MIMなど
の構造をもつ種々の電気電子素子中の絶縁層などとして
エレクトロニクス分野に使用することができ、電界効果
トランジスタ、光電変換素子、受光素子、発光素子、光
検出素子、熱電子トランジスタなどに使用しうる。JJ
(ジッセフソン ジャンフシボン)への応用も考えられ
る。そのほかウニイブガイド用りランド材、光学回路成
分などとしても利用可能であり、保護用などを含めたコ
ーティング材料としても好適に使用しうる。またエネル
ギー変換や物質分離などの分野にも使用しうる。
つぎに本発明の前駆体およびその製法を実施例にもとづ
き説明する。
き説明する。
実施例1
ピロメリット酸二無水物2.18g(0,01モル)と
ステアリルアルコール5.40g(0,02モル)とを
フラスコ中、乾燥窒素流通下、約100°Cで3時間反
応させエタノールで再結精製した。
ステアリルアルコール5.40g(0,02モル)とを
フラスコ中、乾燥窒素流通下、約100°Cで3時間反
応させエタノールで再結精製した。
えられたハーフエステル2.28g(3ミリモル)にチ
オニルクロライド6dを加え、約70℃1時間アシル化
した。そののち過剰のチオニルクロライドを留去した。
オニルクロライド6dを加え、約70℃1時間アシル化
した。そののち過剰のチオニルクロライドを留去した。
生成した酸クロライドをヘキサメチルホスホルアミド4
0ccに溶解し、これにジメチルアセトアミド20cc
にとかした2、2′ビス(4−アミノフェノキシフェニ
ル)へキサフルオロプロパン1.54g(3ミリモル)
を0〜5℃で滴下し、滴下後約1時間反応させたのち、
さらに室温40°Cで1時間ずつ反応を継続した0反応
液を蒸留水250cc中に注いで反応生成物を析出させ
た。析出物を濾過し、約40゛Cで減圧乾燥させて約3
.5gの淡黄色粉末をえた。
0ccに溶解し、これにジメチルアセトアミド20cc
にとかした2、2′ビス(4−アミノフェノキシフェニ
ル)へキサフルオロプロパン1.54g(3ミリモル)
を0〜5℃で滴下し、滴下後約1時間反応させたのち、
さらに室温40°Cで1時間ずつ反応を継続した0反応
液を蒸留水250cc中に注いで反応生成物を析出させ
た。析出物を濾過し、約40゛Cで減圧乾燥させて約3
.5gの淡黄色粉末をえた。
えられた粉末についてIRスペクトル分析、NMR分析
、GPC法による分子量測定を行ない、目的のポリイミ
ド前駆体であることを確認した。
、GPC法による分子量測定を行ない、目的のポリイミ
ド前駆体であることを確認した。
(IRスペクトル分析)
KBrディスク法で測定した分析結果を第1図に示す。
チャートにはエステル、アミドI吸収帯、■吸収帯、m
吸収帯、アルキル鎖およびエーテルの特徴的な吸収があ
る。
吸収帯、アルキル鎖およびエーテルの特徴的な吸収があ
る。
(GPC法による分子量測定)
N、N−ジメチルアセトアミド溶媒で測定した数平均分
子量は、ポリスチレン換算で約50,000であった。
子量は、ポリスチレン換算で約50,000であった。
実施例2
実施例1の生成物55.1 mgを蒸留したクロロホル
ム/ジメチルアセトアミド=8/2 (容量比)の混合
液に溶解して25−の溶液にしたLB膜用展開液を調製
した。
ム/ジメチルアセトアミド=8/2 (容量比)の混合
液に溶解して25−の溶液にしたLB膜用展開液を調製
した。
えられた展開液を用いて再蒸留水上、20゛Cで表面厚
πと繰り返し単位(unit)当たりの面積との関係を
測定したところ、第2図に示す結果かえられた。約12
5人”/uniから表面圧はたちあがり、良好な凝縮膜
を形成した。極限面積は87人”/urlijであり、
崩壊圧力は30dyne/cmを示した。また表面圧を
20dyne/cmに保って膜を水面上に保持しても、
2時間にわたって面積の減少がみとめられない安定な膜
であった。
πと繰り返し単位(unit)当たりの面積との関係を
測定したところ、第2図に示す結果かえられた。約12
5人”/uniから表面圧はたちあがり、良好な凝縮膜
を形成した。極限面積は87人”/urlijであり、
崩壊圧力は30dyne/cmを示した。また表面圧を
20dyne/cmに保って膜を水面上に保持しても、
2時間にわたって面積の減少がみとめられない安定な膜
であった。
次に水面上の膜の表面圧を20°Cで20dyne/1
に保って累積速度10 m/sinでLB法でガラス基
板あるいはシリコン板上に60層累積させた。
に保って累積速度10 m/sinでLB法でガラス基
板あるいはシリコン板上に60層累積させた。
シリコン板上に形成させた膜をFT−I R分析法によ
り分析すると、第1図と同じ吸収ピークをもつスペクト
ルかえられ、実施例Iでえられた化合物の累積膜であり
、面積−時間曲線からY型膜であることが確認された。
り分析すると、第1図と同じ吸収ピークをもつスペクト
ルかえられ、実施例Iでえられた化合物の累積膜であり
、面積−時間曲線からY型膜であることが確認された。
さらに該累#!i孜を400°Cで1時間加熱すること
によって、α、β−不飽和5員環イミドが生成している
ことがFT−rR分析法の分析結果の1790am−’
、1710C11−’のビールにより確認された。得ら
れたポリイミド薄膜の吸湿率は約0.3%で、ジアミノ
ジフェニルエーテルを用いたときの約2.0%に比べて
飛躍的に改善された。
によって、α、β−不飽和5員環イミドが生成している
ことがFT−rR分析法の分析結果の1790am−’
、1710C11−’のビールにより確認された。得ら
れたポリイミド薄膜の吸湿率は約0.3%で、ジアミノ
ジフェニルエーテルを用いたときの約2.0%に比べて
飛躍的に改善された。
本発明の前駆体を用いるとLB法により薄膜を形成する
ことができ、えられたLB膜を加熱することにより吸水
、吸湿率が低く、耐熱性および電気特性がきわめて良好
で、耐薬品性、機械的特性のよい、しかも厚さ1000
0Å以下、要すれば5〜1000人のポリイミド超薄膜
かえられる。
ことができ、えられたLB膜を加熱することにより吸水
、吸湿率が低く、耐熱性および電気特性がきわめて良好
で、耐薬品性、機械的特性のよい、しかも厚さ1000
0Å以下、要すれば5〜1000人のポリイミド超薄膜
かえられる。
第1図は実施例1で得られた前駆体のIRスペクトラム
、第2図は実施例2で得られたLB膜の表面圧と面積と
の関係を示すグラフである。
、第2図は実施例2で得られたLB膜の表面圧と面積と
の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ラングミュア・プロジェット法により形成した、一
般式(1)の繰り返し単位を主としてもつポリイミド単
分子膜もしくは累積膜; ▲数式、化学式、表等があります▼(1) (式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
4価の基) 2、一般式(2)の繰り返し単位をもつ両性ポリイミド
前駆体をラングミュア・プロジェット法により基板上に
形成し、部分的あるいは完全にイミド環に変換したポリ
イミド単分子膜もしくは累積膜; ▲数式、化学式、表等があります▼(2) 〔式中、R^1は少なくとも2個の炭素原子を含有する
4価の基、R^2は ▲数式、化学式、表等があります▼ R^3、R^4、R^5およびR^6は脂肪族、環状脂
肪族あるいは芳香族(これらが相互に組合わさっていて
もよい)の炭素数1〜30の1価の基(これらの基がハ
ロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキシ
基、アセトキシ基で置換されていてもよい)または水素
原子であり、R^3、R^4、R^5およびR^6の少
なくとも1個は炭素数12〜30の基である。 〕
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25943689A JPH03121129A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | ポリイミド単分子膜もしくは累積膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25943689A JPH03121129A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | ポリイミド単分子膜もしくは累積膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121129A true JPH03121129A (ja) | 1991-05-23 |
Family
ID=17334064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25943689A Pending JPH03121129A (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | ポリイミド単分子膜もしくは累積膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03121129A (ja) |
-
1989
- 1989-10-03 JP JP25943689A patent/JPH03121129A/ja active Pending
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