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CN111378129A - 聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂清漆、光学膜及柔性显示装置 - Google Patents

聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂清漆、光学膜及柔性显示装置 Download PDF

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CN111378129A
CN111378129A CN201911348270.0A CN201911348270A CN111378129A CN 111378129 A CN111378129 A CN 111378129A CN 201911348270 A CN201911348270 A CN 201911348270A CN 111378129 A CN111378129 A CN 111378129A
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CN
China
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formula
structural unit
group
carbon atoms
based resin
Prior art date
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Pending
Application number
CN201911348270.0A
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English (en)
Inventor
增井建太朗
宫本皓史
金成民
池内淳一
杉山纮子
片宝蓝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Priority claimed from JP2019218259A external-priority patent/JP2020109154A/ja
Priority claimed from JP2019218184A external-priority patent/JP2020125454A/ja
Priority claimed from JP2019218189A external-priority patent/JP7365211B2/ja
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of CN111378129A publication Critical patent/CN111378129A/zh
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Abstract

提供能制造在维持高全光线透过率的同时具有高弹性模量的光学膜、且清漆状态下稳定性优异的聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂清漆、光学膜及柔性显示装置。聚酰胺酰亚胺系树脂至少具有来自四羧酸化合物的式(a)所示结构单元、来自二羧酸化合物的式(b)所示结构单元及来自二胺化合物的式(c)所示结构单元,包含式(a)中Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为来自四羧酸化合物的结构单元,其重均分子量为330,000以上。Y表示四价有机基团,Z及X表示二价有机基团,Rc表示氢原子或化学键,Ra表示氢原子、碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基或碳数6~12的芳基,Ra所含氢原子可被卤素原子取代,n表示整数0~2;*表示化学键。

Description

聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂清漆、光学膜及柔 性显示装置
技术领域
本发明涉及聚酰胺酰亚胺系树脂、包含该树脂的聚酰胺酰亚胺系树脂清漆及光学膜、以及具备该光学膜的柔性显示装置。
背景技术
现在,液晶显示装置、有机EL显示装置等显示装置不仅被应用于电视机,而且已被广泛地灵活应用于移动电话、智能手表之类的各种用途中。以往,作为这样的显示装置的前面板,使用了玻璃。然而,玻璃虽然透明度高,根据种类不同而能呈现高硬度,但另一方面,非常刚直,容易破裂,因此,作为柔性显示装置的前面板材料的利用是困难的。
因此,作为代替玻璃的材料,对高分子材料的灵活利用进行了研究。由高分子材料形成的前面板由于容易呈现柔性特性,因而可期待用于各种用途。作为具有柔软性的高分子材料之一,例如对使用了聚酰胺酰亚胺系树脂的光学膜进行了研究(专利文献1及2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2015-521686号公报
专利文献2:日本特开2018-119132号公报
发明内容
发明所要解决的课题
虽然对使用了聚酰胺酰亚胺系树脂的光学膜进行了研究,但对于光学膜的光学特性及弹性模量的进一步提高的要求仍然存在。此外,在制造包含聚酰胺酰亚胺系树脂的光学膜时,进行了涂布将该树脂或该树脂的前体溶解于溶剂中而成的清漆的工序,根据构成聚酰胺酰亚胺系树脂的单体的种类,有时清漆的稳定性不充分,有时在清漆中产生凝胶,制膜性及光学膜的光学特性下降。
因此,本发明的课题在于提供能够制造在维持高全光线透过率的同时还具有高弹性模量的光学膜、且在清漆状态下的稳定性优异的聚酰胺酰亚胺系树脂。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,至少具有特定的结构单元、且具有特定范围的重均分子量的聚酰胺酰亚胺系树脂容易在维持得到的光学膜的全光线透过率的同时提高弹性模量,并且,在清漆状态下的稳定性优异,从而完成了本发明。
即,本发明包含以下的优选方式。
〔1〕聚酰胺酰亚胺系树脂,其是至少具有来自四羧酸化合物的式(a)表示的结构单元、来自二羧酸化合物的式(b)表示的结构单元、及来自二胺化合物的式(c)表示的结构单元的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为该来自四羧酸化合物的结构单元,该聚酰胺酰亚胺系树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量为330,000以上。
Figure BDA0002333991740000021
[式(a)中,Y表示四价有机基团,
式(b)中,Z表示二价有机基团,
式(c)中,X表示二价有机基团,
Rc相互独立地表示氢原子或化学键,
*表示化学键]
Figure BDA0002333991740000031
[式(1)中,Ra相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,
Ra中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
n表示0~2的整数,
*表示化学键]
〔2〕如前述〔1〕所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,包含式(2)表示的结构单元(b1)作为来自二羧酸化合物的结构单元,并且,包含式(3)表示的结构单元(c1)作为来自二胺化合物的结构单元。
Figure BDA0002333991740000032
[式(2)中,Z1表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
*表示化学键]
Figure BDA0002333991740000033
[式(3)中,X1表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
Rc相互独立地表示氢原子或化学键,
*表示化学键]
〔3〕如前述〔2〕所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(3)中的X1由式(4)表示。
Figure BDA0002333991740000041
[式(4)中,Rb相互独立地表示碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为6~12的芳基、或碳原子数为1~6的烷氧基,
Rb中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
r相互独立地表示1~4的整数,
*表示化学键]
〔4〕如前述〔1〕~〔3〕中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,包含式(b)中的Z由式(5)表示的结构单元(b2)作为来自二羧酸化合物的结构单元,以及/或者,包含式(c)中的X由式(5)表示的结构单元(c2)作为来自二胺化合物的结构单元,以及/或者,还包含式(a)中的Y由式(6)表示的结构单元(a2)作为来自四羧酸化合物的结构单元。
Figure BDA0002333991740000042
[式(5)中,Ar1相互独立地表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
V表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-,此处,该烃基中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
R12表示氢原子、或可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基,
m表示1~3的整数,其中,m为2或3时,存在有多个的V相互可以相同也可以不同,
*表示化学键]
Figure BDA0002333991740000051
[式(6)中,Ar2相互独立地表示可以具有取代基的三价芳香族基团,
s表示0~2的整数,
Ar1、V及*如针对式(5)中的Ar1、V及*定义的那样,其中,s为2时,存在有多个的V及Ar1分别相互可以相同也可以不同]
〔5〕如前述〔4〕所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(5)及式(6)由式(7)表示。
Figure BDA0002333991740000052
[式(7)中,R1相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,R1中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
R*表示R1或化学键,
*表示化学键,
V表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-,此处,该烃基中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,R12表示氢原子、或可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基〕
〔6〕如前述〔5〕所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(7)由式(7’)或式(7”)表示。
Figure BDA0002333991740000061
[式(7’)中,R*表示氢原子或化学键,*表示化学键]
Figure BDA0002333991740000062
[式(7”)中,*表示化学键]
〔7〕如前述〔1〕~〔6〕中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(1)由式(1’)表示。
Figure BDA0002333991740000063
[*表示化学键]
〔8〕聚酰胺酰亚胺系树脂清漆,其包含前述〔1〕~〔7〕中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂及溶剂。
〔9〕光学膜,其包含前述〔1〕~〔7〕中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂。
〔10〕柔性显示装置,其具备前述〔9〕所述的光学膜。
〔11〕如前述〔10〕所述的柔性显示装置,其还具备触摸传感器。
〔12〕如前述〔10〕或〔11〕所述的柔性显示装置,其还具备偏光板。
发明的效果
通过本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂,可提供在维持高全光线透过率的同时还具有高弹性模量的光学膜。另外,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂在清漆状态下的稳定性良好。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。需要说明的是,本发明的范围不受此处说明的实施方式的限制,可在不超出本发明的主旨的范围内进行各种变更。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂是至少具有来自四羧酸化合物的式(a)表示的结构单元、来自二羧酸化合物的式(b)表示的结构单元、及来自二胺化合物的式(c)表示的结构单元的聚酰胺酰亚胺系树脂,
Figure BDA0002333991740000071
[式(a)中,Y表示四价有机基团,
式(b)中,Z表示二价有机基团,
式(c)中,X表示二价有机基团,
Rc相互独立地表示氢原子或化学键,
*表示化学键]
其中,包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元作为该来自四羧酸化合物的结构单元,
Figure BDA0002333991740000072
[式(1)中,Ra相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,
Ra中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
n表示0~2的整数,
*表示化学键]
该聚酰胺酰亚胺系树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量为330,000以上。本说明书中,也将式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元称为“结构单元(a1)”。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂至少具有来自四羧酸化合物的式(a)表示的结构单元(以下,也称为“结构单元(a)”)、来自二羧酸化合物的式(b)表示的结构单元(以下,也称为“结构单元(b)”)、及来自二胺化合物的式(c)表示的结构单元(以下,也称为“结构单元(c)”),包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为该来自四羧酸化合物的结构单元(a)。本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂通常具有多个结构单元(a)、多个结构单元(b)及多个结构单元(c)、以及任选的多个其他结构单元。本说明书中,所谓的本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为来自四羧酸化合物的结构单元(a),是指:聚酰胺酰亚胺系树脂所具有的多个结构单元(a)中,至少一部分结构单元(a)为式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)。上述的记载也同样适用于本说明书中的同样的其他记载。需要说明的是,式(a)~式(c)中的化学键是与相邻的结构单元键合的化学键。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂至少具有结构单元(a)、结构单元(b)及结构单元(c),此处,来自四羧酸化合物的结构单元(a)及来自二胺化合物的结构单元(c)通常形成式(D)表示的酰亚胺键,被包含在聚酰胺酰亚胺系树脂中,来自二羧酸化合物的结构单元(b)及来自二胺化合物的结构单元(c)形成式(E)表示的酰胺键,被包含在聚酰胺酰亚胺系树脂中。
Figure BDA0002333991740000081
[式(D)中,Y表示四价有机基团,
X表示二价有机基团,
*表示化学键]
Figure BDA0002333991740000091
[式(E)中,Z及X相互独立地表示二价有机基团,
*表示化学键]
需要说明的是,式(D)中的具有Y及4个羰基的部分相当于来自四羧酸化合物的结构单元(a),式(E)中的具有Z及2个羰基的部分相当于来自二羧酸化合物的结构单元(b),式(D)及式(E)中的具有X及氨基的部分相当于来自二胺化合物的结构单元(c)。需要说明的是,在式(D)及式(E)中的相当于来自二胺化合物的结构单元(c)的部分中,对于表示二价有机基团的X而言,一方的化学键键合于氨基,另一方的*表示的化学键键合于相邻的结构单元。式(D)及式(E)表示的结构单元反复出现时,键合于相邻的结构单元的*表示的化学键与式(D)或式(E)中的氨基部分键合。因此,式(D)及式(E)中的具有X及氨基的部分可以说是相当于来自二胺化合物的结构单元(c)的部分。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为来自四羧酸化合物的结构单元(a)。这种情况下,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂具有Y由式(1)表示的结构单元(D)。式(D)及式(E)中的*表示与相邻的结构单元键合的化学键。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂至少具有式(a)中的Y由式(1)表示的来自四羧酸化合物的结构单元(a1)、来自二羧酸化合物的结构单元(b)、及来自二胺化合物的结构单元(c)即可,可以进一步具有上述以外的其他来自四羧酸化合物的结构单元、及/或来自上述以外的其他单体的结构单元。具体而言,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂至少具有1种或2种以上的式(a)中的Y由式(1)表示的来自四羧酸化合物的结构单元(a1)、1种或2种以上的来自二羧酸化合物的结构单元(b)、及1种或2种以上的来自二胺化合物的结构单元(c),可以除了这些之外进一步具有式(a)中的Y不属于式(1)的1种或2种以上的来自四羧酸化合物的结构单元(例如后述的结构单元(a2))、及/或来自除四羧酸化合物、二羧酸化合物及二胺化合物以外的1种或2种以上的其他单体的结构单元(以下,也称为结构单元(d))。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为来自四羧酸化合物的结构单元(a)。通过使聚酰胺酰亚胺系树脂包含结构单元(a1),从而式(1)表示的结构单元将会被包含在聚酰胺酰亚胺系树脂中。式(1)表示的结构单元为刚直性高的结构,将会在聚酰胺酰亚胺系树脂的骨架中包含具有刚直性的部分。结果,令人惊讶的是,变得容易提高得到的光学膜的弹性模量及全光线透过率。
另外,通过使本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量为330,000以上,从而容易提高得到的光学膜的弹性模量及光学特性,并且,能提高含有聚酰胺酰亚胺系树脂的清漆的稳定性。需要说明的是,本说明书中,也将含有聚酰胺酰亚胺系树脂的清漆称为“树脂清漆”。聚酰胺酰亚胺系树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量小于330,000时,难以抑制树脂清漆的经时的凝胶化,结果,光学膜的制造时的树脂清漆的制膜性下降、以及/或者得到的光学膜的光学特性下降,这是显然的。其原因虽不明确,但认为在包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)的聚酰胺酰亚胺系树脂中,容易在相邻的聚合物链间填充具有式(1)表示的结构单元的部分,因此,聚酰胺酰亚胺系树脂的分子间的相互作用容易提高。另外认为,可在聚酰胺酰亚胺系树脂的末端部分存在的氨基及羧基容易在聚合物链间形成氢键。聚酰胺酰亚胺系树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量小于330,000时,由于式(1)表示的结构单元、及可在末端部分存在的氨基及羧基而导致的聚合物链间的相互作用变得过高,因此认为,清漆容易随时间经过而发生凝胶化。需要说明的是,本发明不受上述机制的任何限制。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量为330,000以上,从容易提高清漆的稳定性,容易提高光学膜的光学特性、弹性模量、表面硬度及耐弯曲性的观点考虑,优选为400,000以上,更优选为420,000,进一步优选为440,000以上,尤其优选为460,000以上,从容易提高聚酰胺酰亚胺系树脂在溶剂中的溶解性,并且容易提高光学膜的延伸性及加工性的观点考虑,优选为1,000,000以下,更优选为800,000以下,进一步优选为700,000以下,尤其优选为600,000以下。重均分子量例如可通过进行GPC测定、按照标准聚苯乙烯换算而求出,例如可利用实施例中记载的方法算出。
调节聚酰胺酰亚胺系树脂的重均分子量的方法没有特别限制,例如,为了得到聚酰胺酰亚胺系树脂而使四羧酸化合物、二羧酸化合物及二胺化合物进行共聚时,优选的是,通过将相对于四羧酸化合物及二羧酸化合物的总摩尔量而言的二胺化合物的摩尔量的比例调节至1.0左右,来制造具有上述期望范围的重均分子量的聚酰胺酰亚胺系树脂。具体而言,将四羧酸化合物及二羧酸化合物的总摩尔量作为1时的二胺化合物的摩尔量的比例(二胺化合物的摩尔量/(四羧酸化合物及二羧酸化合物的总摩尔量),以下,也将该比例称为“胺比”)优选为0.95以上,更优选为0.97以上,进一步优选为0.98以上,尤其优选为0.99以上,从容易将聚酰胺酰亚胺系树脂的重均分子量调节至优选范围的观点考虑,优选为1.05以下,更优选为1.03以下,进一步优选为1.02以下,尤其优选为1.01以下。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为来自四羧酸化合物的结构单元。
Figure BDA0002333991740000121
[式(1)中,Ra相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,
Ra中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
n表示0~2的整数,
*表示化学键]
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂可以具有式(a)中的Y由式(1)表示的1种结构单元(a1),也可具有式(a)中的Y由式(1)表示的2种以上的结构单元(a1)。
式(1)中的Ra相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,Ra中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代。本发明的优选的一个方式中,从容易提高使用聚酰胺酰亚胺系树脂得到的光学膜的全光线透过率及弹性模量的观点考虑,Ra优选为氢原子。
作为碳原子数为1~12的烷基,可举出碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的烷基。作为碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的烷基,可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基丙基、正己基、正庚基、正辛基、叔辛基、正壬基、正癸基、环戊基、环己基等。碳原子数为1~12的烷基可以为直链状的烷基、支链状的烷基、或包含脂环式烃结构的脂环式的烷基。碳原子数为1~12的烷基的碳原子数优选为1~6,更优选为1~4,进一步优选为1~3。上述的碳原子数为1~12的烷基可以为至少1个氢原子相互独立地被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代而得到的基团。作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。此处,碳原子数为1~12的烷基被包含碳原子的取代基(例如碳原子数为1~4的烷基)取代时,碳原子数为1~12的烷基的碳原子数中不包含该取代基中所含的碳原子的数目。例如,上述的碳原子数为1~12的烷基被碳原子数为1~4的烷基取代而得到的基团是以碳原子数为1~12的烷基为主链、且该烷基的至少1个氢原子被碳原子数为1~4的烷基取代而得到的基团。成为主链的烷基部分的碳原子数为1~12时,作为烷基整体的碳原子数可以大于12。需要说明的是,作为烷基整体的碳原子的数目未超过12的基团的情况下,碳原子数为1~12的烷基被碳原子数为1~4的烷基取代而得到的基团是也被包含在碳原子数为1~12的支链状的烷基的定义中的基团。
作为碳原子数为1~12的烷氧基,可举出例如甲氧基、乙氧基、丙基氧基、异丙基氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊基氧基、己基氧基、环己基氧基、庚基氧基、辛基氧基、壬基氧基及癸基氧基等。碳原子数为1~12的烷氧基中的烷基部分及/或亚烷基部分可以为直链状、支链状、或脂环式中的任一种。碳原子数为1~12的烷氧基的碳原子数优选为1~6,更优选为1~4,进一步优选为1~3。上述的碳原子数为1~12的烷氧基可以为至少1个氢原子相互独立地被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代而得到的基团。作为卤素原子,可举出上文中记载的原子。此处,碳原子数为1~12的烷氧基被包含碳原子的取代基取代时,碳原子数为1~12的烷氧基的碳原子数中不包含该取代基中所含的碳原子的数目。
作为碳原子数为6~12的芳基,可举出例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、联苯基等。碳原子数为6~12的芳基的碳原子数优选为6或10或12。上述的碳原子数为6~12的芳基可以为至少1个氢原子相互独立地被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代而得到的基团。作为卤素原子,可举出上文中记载的原子。此处,碳原子数为6~12的芳基被包含碳原子的取代基取代时,碳原子数为6~12的芳基的碳原子数中不包含该取代基中所含的碳原子的数目。
Ra中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代。作为卤素原子,可举出上文中记载的原子。
式(1)中的n表示0~2的整数,从容易提高使用聚酰胺酰亚胺系树脂得到的光学膜的全光线透过率及弹性模量的观点考虑,n优选为0或1,更优选为0。
式(1)中的*表示与来自四羧酸化合物的结构单元中的、来自羧基的部分(例如酰亚胺基部分)键合的化学键。本说明书中,所谓四羧酸化合物,可以是具有4个羧基的化合物、该化合物的酰卤、羧酸酯、及/或相邻的2个羧基进行脱水缩合而得到的羧酸二酐,从合成时的聚合的容易性的观点考虑,四羧酸化合物优选为四羧酸二酐。
例如,该四羧酸化合物为四羧酸二酐时,提供式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)的四羧酸化合物由式(8)表示。
Figure BDA0002333991740000141
[式(8)中,Ra及n如式(1)中定义的那样]
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中,基于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元而言,式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)的量优选为2~45摩尔%,更优选为5~40%,进一步优选为10~40摩尔%,尤其优选为15~35摩尔%。结构单元(a1)的量为上述的下限以上时,容易提高光学膜的弹性模量。另外,结构单元(a1)的量为上述的上限以下时,容易提高光学膜的全光线透过率。此处,本说明书中,所谓聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元,表示聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部单体单元。需要说明的是,聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的结构单元(a1)及全部结构单元的量例如可使用1H-NMR进行测定,或者也可由原料的装料比算出。
式(1)优选由式(1’)表示。
Figure BDA0002333991740000151
[*表示化学键]
需要说明的是,式(1’)相当于式(1)中的Ra为氢原子、n为0结构。
对于本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂而言,除了式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)之外,至少具有来自二羧酸化合物的结构单元(b)、及来自二胺化合物的结构单元(c)。聚酰胺酰亚胺系树脂可以具有1种结构单元(b),也可具有2种以上结构单元(b)。另外,聚酰胺酰亚胺系树脂可以具有1种结构单元(c),也可具有2种以上结构单元(c)。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中,基于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元而言,来自二羧酸化合物的结构单元(b)的量优选为5~70摩尔%,更优选为10~65%,进一步优选为20~60摩尔%。结构单元(b)的量为上述的下限以上时,容易提高树脂在溶剂中的溶解性,容易提高清漆的稳定性。另外,结构单元(b)的量为上述的上限以下时,容易提高弹性模量。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中,将来自四羧酸化合物的结构单元(a)和来自二羧酸化合物的结构单元(b)的总量作为100摩尔%时,来自二胺化合物的结构单元(c)的量优选为95~105摩尔%,更优选为97~103摩尔%,进一步优选为98~102摩尔%,尤其优选为99~101摩尔%。结构单元(c)的量为上述的范围外时,分子量不易提高,清漆的稳定性容易下降。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中,来自二羧酸化合物的结构单元(b)由式(b)表示。
Figure BDA0002333991740000161
[式(b)中,Z表示二价有机基团,
*表示化学键]
此处,式(b)中的*是与本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中通常和来自二羧酸化合物的结构单元相邻的、来自二胺化合物的结构单元(c)连接的化学键。结构单元(b)例如形成了上述的式(E)表示的酰胺键。
式(b)中的Z为二价有机基团,优选为可以被碳原子数为1~8的烃基、经氟取代的碳原子数为1~8的烃基、碳原子数为1~6的烷氧基、或经氟取代的碳原子数为1~6的烷氧基取代的碳原子数为4~40的二价有机基团,更优选为可以被碳原子数为1~8的烃基、经氟取代的碳原子数为1~8的烃基、碳原子数为1~6的烷氧基、或经氟取代的碳原子数为1~6的烷氧基取代的、具有环状结构的碳原子数为4~40的二价有机基团。作为环状结构,可举出脂环、芳香环、杂环结构。作为Z,可例举式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)表示的基团的化学键中不相邻的2个替换成氢原子而得到的二价有机基团及碳原子数为6以下的二价链式烃基,作为Z的杂环结构,可例举具有噻吩环骨架的二价有机基团。
Figure BDA0002333991740000162
从容易抑制光学层叠体的黄色度(减小YI值)的观点考虑,优选式(20)~式(29)表示的基团的化学键中不相邻的2个替换成氢原子而成的二价有机基团、及具有噻吩环骨架的二价有机基团。本发明的一个实施方式中,对于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的结构单元(b)而言,作为Z,可包含1种有机基团,也可包含2种以上有机基团。
式(20)~式(29)中,
*表示化学键,W1表示单键、-O-、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-Ar3-、-SO2-、-CO-、-O-Ar3-O-、-Ar3-O-Ar3-、-Ar3-CH2-Ar3-、-Ar3-C(CH3)2-Ar3-或-Ar3-SO2-Ar3-。Ar3表示氢原子可以被氟原子取代的碳原子数为6~20的亚芳基,作为具体例,可举出亚苯基。Ar3存在有多个时,Ar3相互可以相同也可以不同。
作为Z的有机基团,更优选式(20’)、式(21’)、式(22’)、式(23’)、式(24’)、式(25’)、式(26’)、式(27’)、式(28’)及式(29’)表示的二价有机基团。
Figure BDA0002333991740000171
[式(20’)~式(29’)中,W1及*如式(20)~式(29)中定义的那样]
需要说明的是,式(20)~式(29)及式(20’)~式(29’)中的环上的氢原子可以被碳原子数为1~8的烃基、经氟取代的碳原子数为1~8的烃基、碳原子数为1~6的烷氧基、经氟取代的碳原子数为1~6的烷氧基取代。
聚酰胺酰亚胺系树脂中,式(b)中的Z具有上述的式(20’)~式(29’)中任一式表示的结构单元时,对于聚酰胺酰亚胺系树脂而言,从容易提高清漆的成膜性、容易获得所得的光学膜的均匀性的观点考虑,优选的是,除了该结构单元之外,还具有下述式(d1)表示的来自羧酸的结构单元。
Figure BDA0002333991740000181
[式(d1)中,R24相互独立地表示氢原子、卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,
R25表示R24或-C(=O)-*,
*表示化学键]
R24中,作为碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基及碳原子数为6~12的芳基,分别可举出关于式(1)中的Ra而例举的例子。作为结构单元(d1),具体而言,可举出:R24及R25均为氢原子的结构单元(来自二羧酸化合物的结构单元)、R24均为氢原子且R25表示-C(=O)-*的结构单元(来自三羧酸化合物的结构单元)等。
提供结构单元(b)的二羧酸化合物没有特别限制,只要为具有2个羰基的化合物即可,可举出例如式(b’)表示的化合物。
Figure BDA0002333991740000182
[式(b’)中,Z表示二价有机基团,
R31及R32相互独立地表示羟基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基或氯原子]
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中,来自二胺化合物的结构单元(c)由式(c)表示。
Figure BDA0002333991740000191
[式(c)中,X表示二价有机基团,
Rc相互独立地表示氢原子或化学键,
*表示化学键]
此处,式(c)表示的结构单元(c)在本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中通常与来自四羧酸化合物的结构单元(a)或来自二羧酸化合物的结构单元(b)相邻,通常形成例如上述的式(D)表示的酰亚胺键、及/或上述的式(E)表示的酰胺键。结构单元(c)中,Rc相互独立地表示氢原子或化学键。*表示的一方的化学键与相邻的来自四羧酸化合物的结构单元键合时,如从式(D)亦可知的那样,Rc表示化学键,键合于相邻的来自四羧酸的结构单元。结构单元(c)中,*表示的一方的化学键键合于相邻的来自二羧酸化合物的结构单元时,如从式(E)亦可知的那样,Rc表示氢原子。
式(c)中的X表示二价有机基团,优选表示碳原子数为4~40的二价有机基团,更优选表示具有环状结构的碳原子数为4~40的二价有机基团。作为环状结构,可举出脂环、芳香环、杂环结构。对于前述有机基团而言,有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代,这种情况下,烃基及经氟取代的烃基的碳原子数优选为1~8。本发明的一个实施方式中,对于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的结构单元(c)而言,作为X,可包含1种二价有机基团,也可包含2种以上二价有机基团。
提供结构单元(c)的二胺化合物没有特别限制,只要为具有2个氨基的化合物即可,可举出例如式(c’)表示的化合物。
H2N-X-NH2 (c′)
[式(c’)中,X表示二价有机基团]
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中,包含式(1)表示的结构单元的四羧酸化合物(例如式(8)表示的化合物)与例如式(c’)表示的二胺化合物反应时,可形成式(10)表示的结构单元。
Figure BDA0002333991740000201
[式(10)中,Ra及n如针对式(1)中的Ra及n定义的那样,
X如针对式(c)中的X定义的那样,
*表示化学键]
另外,例如式(b’)表示的二羧酸化合物、与例如式(c’)表示的二胺化合物反应时,可形成式(11)表示的结构单元。
Figure BDA0002333991740000202
[式(11)中,Z如针对式(b)中的Z定义的那样,
X如针对式(c)中的X定义的那样,
*表示化学键]
本发明的优选的一个方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(2)表示的结构单元(b1)作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)。
Figure BDA0002333991740000203
[式(2)中,Z1表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
*表示化学键]
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂通常具有多个式(b)表示的结构单元(b)。本方式中,多个结构单元(b)的至少一部分为式(2)表示的结构单元(b1)即可。该方式中,对于本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂而言,作为结构单元(b),可具有1种结构单元(b1),也可具有2种以上结构单元(b1),也可具有结构单元(b1)以外的其他结构单元(b)。
式(2)中的Z1表示可以具有取代基的二价芳香族基团。二价芳香族基团为单环式芳香族环、稠合多环式芳香族环或环集合芳香族环的2个氢原子替换成化学键而成的基团。二价芳香族基团可包含仅由碳原子形成环(单环、稠合多环或环集合)而成的芳香族环,也可包含含有碳原子以外的原子并形成环而成的芳香族杂环。作为碳原子以外的原子,可举出例如氮原子、硫原子及氧原子。形成芳香族环的碳原子及碳原子以外的原子的总数没有特别限制,优选为5~18,更优选为5~14,进一步优选为5~13,尤其优选为5~12。
作为单环式芳香族环,可举出例如苯、呋喃、吡咯、噻吩、吡啶、咪唑、吡唑、噁唑、噻唑、咪唑啉等。
作为稠合多环式芳香族环,可举出例如萘、蒽、菲、吲哚、苯并噻唑、苯并噁唑、苯并咪唑等。
作为环集合芳香族环,可举出用单键将2个以上单环式芳香族环及/或稠合多环式芳香族环连接而成的结构,作为其例子,可举出:用单键将作为单环式芳香族环或稠合多环式芳香族环的例子而在上文中记载的环中的2个以上连接而成的基团、例如联苯、三联苯、四联苯、联萘、1-苯基萘、2-苯基萘、联吡啶(bipyridine)等。
从容易提高光学膜的弹性模量及全光线透过率的观点考虑,可以具有取代基的二价芳香族基团优选为芳香族烃环的2个氢原子替换成化学键而成的基团,更优选为苯、联苯、三联苯或四联苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团,进一步优选为苯或联苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团,尤其优选为苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团。
式(2)中的Z1表示的二价芳香族基团可以具有取代基。作为取代基,可举出例如选自由(i)碳原子数为1~12的烷基、(ii)碳原子数为1~12的烷氧基、(iii)碳原子数为6~12的芳基、(iv)碳原子数为6~12的芳基氧基、及(v)羟基组成的组中的至少1种基团。需要说明的是,上述的取代基中包含的氢原子相互独立地可以进一步被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代。该二价芳香族基团可以具有选自由上述(i)~(v)的取代基、及上述(i)~(v)的取代基中包含的氢原子相互独立地被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基进一步取代而成的基团组成的组中的至少1种取代基,也可不具有取代基。从容易制造具有高弹性模量的光学膜的观点考虑,式(2)中的Z1表示的二价芳香族基团优选不具有取代基。
作为(i)碳原子数为1~12的烷基、(ii)碳原子数为1~12的烷氧基及(iii)碳原子数为6~12的芳基,可举出关于式(1)中的Ra而在上文中例举的基团,与它们有关的优选记载也同样适用上文所述的记载。
作为(iv)碳原子数为6~12的芳基氧基,可举出苯氧基、甲苯基氧基、二甲苯基氧基、萘基氧基、联苯基氧基等。碳原子数为6~12的芳基氧基的碳原子数优选为6或10或12。上述的碳原子数为6~12的芳基氧基可以为至少1个氢原子相互独立地被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代而得到的基团。作为卤素原子,可举出上文中记载的原子。此处,碳原子数为6~12的芳基氧基被包含碳原子的取代基取代时,碳原子数为6~12的芳基氧基的碳原子数中不包含该取代基中所含的碳原子的数目。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(2)表示的结构单元(b1)作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)的本发明的一个优选方式中,从容易提高光学膜的全光线透过率及弹性模量的观点考虑,将聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的结构单元(b)的合计作为100摩尔%时,式(2)表示的结构单元(b1)的比例优选为70~100摩尔%,更优选为80~100摩尔%,进一步优选为90~100摩尔%,可以是聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元(b)均为结构单元(b1)。需要说明的是,结构单元(b)及结构单元(b1)的含量例如可使用1H-NMR进行测定,或者也可由原料的装料比算出。
本发明的优选的一个方式中,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(3)表示的结构单元(c1)作为来自二胺化合物的结构单元。
Figure BDA0002333991740000231
[式(3)中,X1表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
Rc相互独立地表示氢原子或化学键,
*表示化学键]
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂通常具有式(c)表示的多个结构单元(c)。本方式中,多个结构单元(c)的至少一部分为式(3)表示的结构单元(c1)即可。该方式中,对于本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂而言,作为结构单元(c),可以具有1种结构单元(c1),也可具有2种以上结构单元(c1),也可具有结构单元(c1)以外的其他结构单元(c)。
式(3)中的X1表示可以具有取代基的二价芳香族基团。二价芳香族基团为单环式芳香族环、稠合多环式芳香族环或环集合芳香族环的2个氢原子替换成化学键而成的基团。二价芳香族基团可包含仅由碳原子形成环(单环、稠合多环或环集合)而成的芳香族环,也可包含含有碳原子以外的原子并形成环而成的芳香族杂环。作为碳原子以外的原子,可举出例如氮原子、硫原子及氧原子。形成芳香族环的碳原子及碳原子以外的原子的总数没有特别限制,优选为5~18,更优选为5~14,进一步优选为5~13,尤其优选为5~12。作为单环式芳香族环、稠合多环式芳香族环及环集合芳香族环的例子,可举出关于式(2)中的Z1而在上文中记载的例子。
从容易提高光学膜的弹性模量及全光线透过率的观点考虑,可以具有取代基的二价芳香族基团优选为可以具有取代基的芳香族烃环的2个氢原子替换成化学键而成的基团,更优选为可以具有取代基的苯、联苯、三联苯或四联苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团,进一步优选为可以具有取代基的苯或联苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团,尤其优选为可以具有取代基的联苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团。
式(3)中的X1表示的二价芳香族基团可以具有取代基。作为取代基,可举出例如碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基、碳原子数为6~12的芳基、及卤代(halogeno)基、以及它们中包含的氢原子被卤素原子取代而得到的基团。作为碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子数为6~12的芳基、及它们中包含的氢原子被卤素原子取代而得到的基团的具体例,可举出作为式(2)中的Z1表示的二价芳香族基团可以具有的取代基而针对(i)碳原子数为1~12的烷基、(ii)碳原子数为1~12的烷氧基、(iii)碳原子数为6~12的芳基记载的基团。作为卤代基,可举出氟基、氯基、溴基或碘基。
作为式(3)中的X1表示的二价芳香族基团可以具有的取代基,优选卤素基、或氢原子可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基,更优选甲基、氟基、氯基或三氟甲基。
本发明的优选的一个方式中,从容易提高光学膜的全光线透过率及弹性模量的观点、及容易提高清漆的稳定性的观点考虑,式(3)中的X1优选由式(4)表示。
Figure BDA0002333991740000241
[式(4)中,Rb相互独立地表示碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为6~12的芳基、或碳原子数为1~6的烷氧基,
Rb中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
r相互独立地表示1~4的整数,
*表示化学键]
式(4)中的Rb相互独立地表示碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为6~12的芳基、或碳原子数为1~6的烷氧基,Rb中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代。作为碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为6~12的芳基、及碳原子数为1~6的烷氧基,可举出作为式(3)中的X1表示的二价芳香族基团可以具有的取代基而在上文中例举的基团。式(4)中的Rb优选为被卤素原子取代的碳原子数为1~6的烷基,更优选为碳原子数为1~6的氟烷基,进一步优选为碳原子数为1~6的全氟烷基,进一步更优选为碳原子数为1~4的全氟烷基,尤其优选为三氟甲基或五氟乙基,尤其更优选为三氟甲基。
式(4)中,r相互独立地表示1~4的整数,从容易提高光学膜的全光线透过率及弹性模量的观点考虑,表示优选1~3、更优选1~2、进一步优选1的整数。
本发明的优选的一个方式中,式(4)由式(4’)表示。
Figure BDA0002333991740000251
[式(4’)中,R16~R23相互独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的氟烷基,其中,R16~R19中的至少1个、及R20~R23中的至少1个表示碳原子数为1~6的氟烷基,
*表示化学键]
从容易提高光学膜的弹性模量及全光线透过率的观点考虑,式(4’)中,更优选至少R18及R20表示碳原子数为1~6的氟烷基,进一步优选R18及R20表示碳原子数为1~6的氟烷基,R16、R17、R19、R21、R22及R23表示氢原子。另外,上述方式中,碳原子数为1~6的氟烷基优选为碳原子数为1~6的全氟烷基,更优选为碳原子数为1~4的全氟烷基,进一步更优选为三氟甲基或五氟乙基,尤其优选为三氟甲基。
本发明的优选的一个方式中,式(4’)由式(4”)表示。
Figure BDA0002333991740000261
[式(4”)中,*表示化学键]
需要说明的是,式(4”)相当于式(4’)中的R18及R20表示三氟甲基、且R16、R17、R19、R21、R22及R23表示氢原子的化学式。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(3)表示的结构单元(c1)作为来自二胺化合物的结构单元(c)的本发明的一个优选方式中,从容易提高光学膜的全光线透过率及弹性模量、容易提高清漆的稳定性的观点考虑,将聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的结构单元(c)的合计作为100摩尔%时,式(3)表示的结构单元(c1)的比例优选为50~98摩尔%,更优选为60~95摩尔%,进一步优选为70~94摩尔%。可以是聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的结构单元(c)的一部分为结构单元(c1),也可以是结构单元(c)全部为结构单元(c1),从容易提高光学膜的全光线透过率及弹性模量、容易提高清漆的稳定性的观点考虑,优选聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的结构单元(c)的一部分为结构单元(c1)。需要说明的是,结构单元(c)及结构单元(c1)的含量例如可使用1H-NMR进行测定,或者也可由原料的装料比算出。
对于本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂而言,从容易提高光学膜的全光线透过率及弹性模量、容易提高清漆的稳定性的观点考虑,优选的是,包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为来自四羧酸化合物的结构单元,包含式(2)表示的结构单元(b1)作为来自二羧酸化合物的结构单元,并且,包含式(3)表示的结构单元(c1)作为来自二胺化合物的结构单元。
在本发明的优选的一个方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂中,包含式(b)中的Z由式(5)表示的结构单元作为来自二羧酸化合物的结构单元,
Figure BDA0002333991740000271
[式(5)中,Ar1相互独立地表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
V表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-,此处,该烃基中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
R12表示氢原子、或可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基,
m表示1~3的整数,其中,m为2或3时,存在有多个的V相互可以相同也可以不同,
*表示化学键]
以及/或者,包含式(c)中的X由式(5)表示的结构单元作为来自二胺化合物的结构单元,
以及/或者,还包含式(a)中的Y由式(6)表示的结构单元作为来自四羧酸化合物的结构单元。
Figure BDA0002333991740000272
[式(6)中,Ar2相互独立地表示可以具有取代基的三价芳香族基团,
s表示0~2的整数,
Ar1、V及*如针对式(5)中的Ar1、V及*定义的那样,其中,s为2时,存在有多个的V及Ar1分别相互可以相同也可以不同]
需要说明的是,本说明书中,也将作为来自二羧酸化合物的结构单元而可包含的式(b)中的Z由式(5)表示的结构单元称为“结构单元(b2)”,也将作为来自二胺化合物的结构单元而可包含的式(c)中的X由式(5)表示的结构单元称为“结构单元(c2)”,也将作为来自四羧酸化合物的结构单元而可包含的式(a)中的Y由式(6)表示的结构单元称为“结构单元(a2)”。本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂至少具有上述结构单元(a1)、结构单元(b)及结构单元(c),在优选的一个方式中,包含结构单元(b2)作为结构单元(b),包含结构单元(c2)作为结构单元(c),以及/或者,除了结构单元(a1)之外还包含结构单元(a2)作为结构单元(a)。该方式中,除了式(1)表示的结构单元之外,在本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中还包含式(5)表示的结构单元、及/或式(6)表示的结构单元。需要说明的是,聚酰胺酰亚胺系树脂包含结构单元(b2)作为结构单元(b)时,该树脂可以包含或者不包含结构单元(b1)。另外,聚酰胺酰亚胺系树脂包含结构单元(c2)作为结构单元(c)时,该树脂可以包含或者不包含结构单元(c1)。
此处,式(5)表示的结构单元及式(6)表示的结构单元由于包含表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-的二价连接基团V,因而为柔软性高的结构。聚酰胺酰亚胺系树脂还包含上述这样的柔软性高的结构时,将会容易降低聚酰胺酰亚胺系树脂的分子间的相互作用。结果,容易提高包含聚酰胺酰亚胺系树脂的光学膜的弹性模量。另外,也容易提高聚酰胺酰亚胺系树脂在清漆状态下的稳定性。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂具有式(b)中的Z由式(5)表示的来自二羧酸化合物的结构单元(b2)、式(c)中的X由式(5)表示的来自二胺化合物的结构单元(c2)、及/或式(a)中的Y由式(6)表示的来自四羧酸化合物的结构单元(a2)时,基于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元而言,结构单元(b2)、结构单元(c2)及结构单元(a2)的总量优选为1~25摩尔%,更优选为2~20摩尔%,进一步优选为3~15摩尔%。该总量为上述的范围内时,容易提高清漆的稳定性,容易提高光学膜的加工性及全光线透过率。需要说明的是,该方式中,所谓结构单元(b2)、结构单元(c2)及结构单元(a2)的总量,并非是指聚酰胺酰亚胺系树脂具有这3种结构单元中的全部,聚酰胺酰亚胺系树脂具有选自由结构单元(b2)、结构单元(c2)及结构单元(a2)组成的组中的至少1种结构单元即可。
另外,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂具有结构单元(b2)、结构单元(c2)、及/或结构单元(a2)时,相对于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的、式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)1摩尔而言,结构单元(b2)、结构单元(c2)及结构单元(a2)的总摩尔量优选为0.01~1.0,更优选为0.02~0.50,进一步优选为0.05~0.20。该总摩尔量为上述的下限以上时,容易提高在清漆中的溶解性。另外,该总摩尔量为上述的上限以下时,容易提高弹性模量。需要说明的是,在该方式中也同样,上述的总摩尔量并非是指聚酰胺酰亚胺系树脂具有这3种结构单元中的全部。
式(5)及式(6)中的Ar1表示可以具有取代基的二价芳香族基团。二价芳香族基团为单环式芳香族环、稠合多环式芳香族环或环集合芳香族环的2个氢原子替换成化学键而成的基团。二价芳香族基团可包含仅由碳原子形成环(单环、稠合多环或环集合)而成的芳香族环,也可包含含有碳原子以外的原子并形成环而成的芳香族杂环。作为碳原子以外的原子,可举出例如氮原子、硫原子及氧原子。形成芳香族环的碳原子及碳原子以外的原子的总数没有特别限制,优选为5~18,更优选为5~14,进一步优选为5~13,尤其优选为5~12。作为单环式芳香族环、稠合多环式芳香族环及环集合芳香族环的例子,可举出关于式(2)中的Z1而在上文中记载的例子。
从容易提高光学膜的弹性模量及全光线透过率的观点考虑,可以具有取代基的二价芳香族基团优选为芳香族烃环的2个氢原子替换成化学键而成的基团,更优选为苯、联苯、三联苯或四联苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团,进一步优选为苯或联苯的2个氢原子替换成化学键而成的基团。
式(5)及式(6)中的Ar1表示的二价芳香族基团可以具有取代基。作为取代基,可举出例如(i)碳原子数为1~12的烷基、(ii)碳原子数为1~12的烷氧基、(iii)碳原子数为6~12的芳基、(iv)碳原子数为6~12的芳基氧基、(v)碳原子数为1~12的羰基、(vi)碳原子数为1~12的氧基羰基、或(vii)卤代基。需要说明的是,上述的取代基中包含的氢原子相互独立地可以进一步被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代。该二价芳香族基团可以具有至少1种上述(i)~(vii)的取代基、及/或上述(i)~(vii)的取代基中包含的氢原子相互独立地进一步被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代而成的基团,也可不具有取代基。从容易制造具有高弹性模量的光学膜的观点考虑,式(5)及式(6)中的Ar1表示的二价芳香族基团优选不具有取代基。
作为(i)碳原子数为1~12的烷基、(ii)碳原子数为1~12的烷氧基及(iii)碳原子数为6~12的芳基及(iv)碳原子数为6~12的芳基氧基,可举出关于式(2)中的Z1表示的二价芳香族基团可以具有的取代基而在上文中例举的基团。
(v)碳原子数为1~12的羰基为*-CO-Rd或*-Re-CO-Rd表示的基团。作为Rd,可举出关于(i)碳原子数为1~12的烷基而记载的基团,作为Re,可举出关于(i)碳原子数为1~12的烷基而记载的基团中的至少1个氢原子替换成化学键而成的、碳原子数为1~12的二价亚烷基。上述的碳原子数为1~12的羰基可以为至少1个氢原子相互独立地被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代而得到的基团。作为卤素原子,可举出上文中记载的原子。此处,碳原子数为1~12的羰基被包含碳原子的取代基取代时,碳原子数为1~12的羰基的碳原子数中不包含该取代基中所含的碳原子的数目。
(vi)碳原子数为1~12的氧基羰基为*-CO-O-Rd、*-Re-CO-O-Rd、*-O-CO-Rd、或-Re-O-CO-Rd表示的基团。作为Rd,可举出关于(i)碳原子数为1~12的烷基而记载的基团,作为Re,可举出关于(i)碳原子数为1~12的烷基而记载的基团中的至少1个氢原子替换成化学键而成的、碳原子数为1~12的二价亚烷基。上述的碳原子数为1~12的氧基羰基可以为至少1个氢原子相互独立地被卤素原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为1~4的烷氧基、羟基、或羧基取代而得到的基团。作为卤素原子,可举出上文中记载的原子。此处,碳原子数为1~12的氧基羰基被包含碳原子的取代基取代时,碳原子数为1~12的氧基羰基的碳原子数中不包含该取代基中所含的碳原子的数目。
作为(vii)卤代基,可举出氟基、氯基、溴基或碘基。
式(6)中的Ar2表示可以具有取代基的三价芳香族基团。三价芳香族基团为单环式芳香族环、稠合多环式芳香族环或环集合芳香族环中的3个氢原子替换成化学键而成的基团。三价芳香族基团可包含仅由碳原子形成环(单环、稠合多环或环集合)而成的芳香族环,也可包含含有碳原子以外的原子并形成环而成的芳香族杂环。作为碳原子以外的原子,可举出例如氮原子、硫原子及氧原子。形成芳香族环的碳原子及碳原子以外的原子的总数没有特别限制,优选为5~18,更优选为5~14,进一步优选为5~13,尤其优选为5~12。作为三价芳香族基团中的单环式芳香族环、稠合多环式芳香族环或环集合芳香族环,可举出上述的关于Ar1而记载的例子。作为三价芳香族基团可以具有的取代基,可举出上述的关于Ar1而记载的取代基,关于Ar1而记载的优选的记载同样适用于Ar2
从容易提高光学膜的弹性模量及全光线透过率的观点考虑,可以具有取代基的三价芳香族基团优选为芳香族烃环的3个氢原子替换成化学键而成的基团,更优选为苯、联苯、三联苯或四联苯的3个氢原子替换成化学键而成的基团,进一步优选为苯或联苯的3个氢原子替换成化学键而成的基团。
式(5)中的m为1以上时、以及/或者式(6)中的s为2时,存在有多个的Ar1相互可以相同也可以不同。另外,在式(6)中存在有多个的Ar2相互可以相同也可以不同。
式(5)中的m表示1~3的整数,从提高弹性模量、确保在清漆中的溶解性的观点考虑,优选为1或2,更优选为1。式(5)中的*表示化学键。
式(6)中的s表示0~2的整数,从确保在清漆中的溶解性、确保高透过率的观点考虑,优选为0或1,更优选为0。式(6)中的*表示化学键。
式(5)及式(6)中的V表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-,此处,该烃基中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,R12表示氢原子、或可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基。作为碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的烷基,可举出关于式(1)中的Ra的碳原子数为1~12的烷基而记载的基团。
关于式(5)及式(6)中的V,作为碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基,可举出碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的烷基的至少1个氢原子替换成化学键而成的基团。需要说明的是,作为所述的碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的烷基,可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基丙基、正己基、正庚基、正辛基、叔辛基、正壬基、正癸基、环戊基、环己基等。碳原子数为1~12的二价烃基可以为直链状的亚烷基、支链状的亚烷基、或包含脂环式烃结构的脂环式的亚烷基。碳原子数为1~12的二价烃基的碳原子数优选为1~6,更优选为1~4,进一步优选为1~3。上述的碳原子数为1~12的二价烃基可以为至少1个氢原子相互独立地被卤素原子取代而得到的基团。作为卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
式(5)及式(6)中,Ar1、Ar2及/或V存在有多个时,它们分别相互可以相同也可以不同,从容易合成聚酰胺酰亚胺系树脂的观点考虑,优选的是,存在有多个的Ar1相互相同,存在有多个的Ar2相互相同,以及/或者,存在有多个的V相互相同。
本发明的优选的一个方式中,式(5)及式(6)优选由式(7)表示。
Figure BDA0002333991740000331
[式(7)中,R1相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,
R1中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
R*表示R1或化学键,
*表示化学键,
V表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-,此处,该烃基中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
R12表示氢原子、或可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基]
需要说明的是,式(5)由式(7)表示时,式(7)中的化学键成为2个,因此,R*表示R1。另外,式(6)由式(7)表示时,式(7)中的化学键成为4个,因此,R*表示化学键。另外,关于式(7)中的R1,同样适用关于式(5)中的Ar1及式(6)中的Ar2可以具有的取代基的记载,优选的记载也同样适用。另外,对于式(7)中的V而言,关于式(5)及式(6)中的V的记载也同样适用。
本发明的优选的一个方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(c)中的X由式(5)或式(7)表示的结构单元(c2)作为来自二胺化合物的结构单元时,以及/或者,还包含式(a)中的Y由式(6)或式(7)表示的结构单元(a2)作为来自四羧酸化合物的结构单元时,从光学膜的弹性模量、全光线透过率、表面硬度及耐弯曲性的观点及清漆的稳定性的观点考虑,式(5)、式(6)及式(7)中的V优选表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、或者碳原子数为1~12的二价烃基中包含的氢原子被卤素原子取代而得到的基团,更优选表示碳原子数为1~12的二价烃基、或碳原子数为1~12的二价烃基中包含的氢原子被卤素原子取代而得到的基团。
该方式中,式(5)、式(6)及式(7)中的V进一步优选为碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的亚烷基的至少1个氢原子被卤素原子(优选氟原子)取代而成的基团(优选为碳原子数为1~12的氟亚烷基),进一步更优选为碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的亚烷基中的全部氢原子被卤素原子(优选氟原子)取代而成的基团(优选碳原子数为1~12的全氟亚烷基,尤其优选为双三氟甲基亚甲基)。
该方式中,式(7)优选由式(7’)或式(7”)表示。
Figure BDA0002333991740000341
[式(7’)中,R*表示氢原子或化学键,
*表示化学键]
Figure BDA0002333991740000342
[式(7”)中,*表示化学键]
聚酰胺酰亚胺系树脂还包含式(a)中的Y由式(6)表示的结构单元(a2)作为来自四羧酸化合物的结构单元时,及包含式(c)中的X由式(5)表示的结构单元(c2)作为来自二胺化合物的结构单元(c)时,优选式(5)由式(7)表示,更优选式(7)由式(7’)表示。另外,聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(b)中的Z由式(5)表示的结构单元(b2)作为来自二羧酸化合物的结构单元时,优选式(5)由式(7)表示,更优选式(7)由式(7”)表示。
本发明的优选的一个方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂不仅具有上述的结构单元(a1)、结构单元(b)及结构单元(c),还至少具有式(a)中的Y由式(6)表示的来自四羧酸化合物的结构单元(a2)。这种情况下,基于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元而言,结构单元(a2)的量优选为1~25摩尔%,更优选为2~20摩尔%,进一步优选为3~15摩尔%。结构单元(a2)的量为上述的范围内时,容易提高清漆的稳定性,容易提高光学膜的加工性及全光线透过率。
本发明的另一个优选方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂不仅具有上述的结构单元(a1)及结构单元(b),还至少具有式(c)中的X由式(5)表示的结构单元(c2)作为来自二胺化合物的结构单元(c)。需要说明的是,该方式中,在聚酰胺酰亚胺系树脂中存在的多个结构单元(c)中,至少一部分结构单元为结构单元(c2)即可。聚酰胺酰亚胺系树脂至少具有上述的结构单元(a1)、结构单元(b)及结构单元(c2)时,基于聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元而言,结构单元(c2)的量优选为1~25摩尔%,更优选为2~20摩尔%,进一步优选为3~15摩尔%。结构单元(c2)的量为上述的范围内时,容易提高清漆的稳定性,容易提高光学膜的加工性及全光线透过率。
本发明的优选的一个方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(b)中的Z由式(5)或式(7)表示的结构单元(b2)作为来自二羧酸化合物的结构单元时,从光学膜的弹性模量、全光线透过率、表面硬度及耐弯曲性的观点及清漆的稳定性的观点考虑,式(5)及式(7)中的V优选表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、或者碳原子数为1~12的二价烃基中包含的氢原子被卤素原子取代而得到的基团,更优选表示-O-。
该方式中,式(5)优选由式(9)表示。
Figure BDA0002333991740000361
[式(9)中,R4~R11相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基,
R4~R11中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
m为1~4的整数,
*表示化学键]
式(9)中的R4~R11相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、或碳原子数为6~12的芳基,R4~R11中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代。作为碳原子数为1~6的烷基,可举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基丙基、正己基等。作为碳原子数为1~6的烷氧基,可举出例如甲氧基、乙氧基、丙基氧基、异丙基氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊基氧基、己基氧基、环己基氧基等。作为碳原子数为6~12的芳基,可举出例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、联苯基等。从光学膜的表面硬度及柔软性的观点考虑,R4~R11相互独立地优选表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,更优选表示氢原子或碳原子数为1~3的烷基,进一步优选表示氢原子。此处,R4~R11中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代。作为前述卤素原子,可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
式(9)中的m为1~4的整数,m为上述范围内时,光学膜的耐弯曲性、弹性模量容易变得良好。另外,式(9)中的m优选为1~3的范围的整数,更优选为1~2,进一步优选为1。m为上述范围内时,容易提高光学膜的耐弯曲性、弹性模量。本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂具有式(b)中的Z由式(9)表示的结构单元作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)时,聚酰胺酰亚胺系树脂可具有式(b)中的Z由式(9)表示的1种或2种以上的结构单元。
该方式中,式(9)优选由式(7”)表示。
Figure BDA0002333991740000371
这种情况下,容易提高光学膜的表面硬度及耐弯曲性,容易降低黄色度。
本发明的聚酰胺酰亚胺树脂包含式(b)中的Z由式(5)、式(7)、式(9)或式(7”)表示的结构单元(b2)作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)的情况下,将聚酰胺酰亚胺系树脂中包含的全部结构单元的量作为100摩尔%时,结构单元(b2)的比例优选为1摩尔%以上,更优选为2摩尔%以上,进一步优选为3摩尔%以上,尤其优选为4摩尔%以上,优选为45摩尔%以下,更优选为35摩尔%以下,进一步优选为25摩尔%以下,尤其优选为15摩尔%以下。结构单元(b2)的比例为上述的下限以上时,容易提高光学膜的表面硬度及耐弯曲性。另外,该比例为上述的上限以下时,容易抑制含有树脂的清漆的粘度上升,容易提高膜的加工性。需要说明的是,这些结构单元的含量例如可使用1H-NMR进行测定,或者也可由原料的装料比算出。
本发明的优选的一个实施方式中,本发明的聚酰胺酰亚胺树脂包含式(b)中的Z由式(5)、式(7)、式(9)或式(7”)表示的结构单元(b2)作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)时,优选结构单元(b)中的优选5摩尔%以上、更优选8摩尔%以上、进一步优选10摩尔%以上、尤其优选12摩尔%以上为结构单元(b2)。结构单元(b2)的量为上述的范围时,容易提高光学膜的表面硬度,并且容易提高耐弯曲性及弹性模量。另外,优选本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂所具有的来自二羧酸化合物的结构单元(b)中的优选90摩尔%以下、更优选70摩尔%以下、进一步优选50摩尔%以下、尤其优选30摩尔%以下为结构单元(b2)。结构单元(b2)的量为上述的范围时,容易抑制含有树脂的清漆的粘度上升,容易提高膜的加工性。本发明的聚酰胺酰亚胺树脂包含上述的量的结构单元(b2)作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)时,优选具有上述的结构单元(b1)作为其他结构单元(b)。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂不仅包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1),还至少包含式(b)表示的结构单元(b)及式(c)表示的结构单元(c)。此处,从容易提高清漆的稳定性、容易提高得到的光学膜的全光线透过率、弹性模量、表面硬度及耐弯曲性的观点考虑,优选本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂不仅包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1),还包含:
(i)作为来自二胺化合物的结构单元(c)的、式(c)中的X由式(5)表示的结构单元(c2),
(ii)作为来自四羧酸化合物的结构单元(a)的、式(a)中的Y由式(6)表示的结构单元(a2),
(iii)作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)的、式(b)中的Z由式(5)表示的结构单元(b2),
(iv)作为来自二胺化合物的结构单元(c)的、式(c)中的X由式(3)表示的结构单元(c1),
以及/或者
(v)作为来自二羧酸化合物的结构单元(b)的、式(b)中的Z由式(2)表示的结构单元(b1)。
从容易提高聚酰胺酰亚胺系树脂的清漆稳定性,容易提高得到的光学膜的全光线透过率、弹性模量、表面硬度及耐弯曲性的观点考虑,对于本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂而言,优选的是,除了式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)之外,还具有上述(iv)及(v),以及/或者,还具有上述(i)~(iii)中的至少1种;更优选的是,除了式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)之外,还具有上述(iv)及(v),并且,还具有上述(i)~(iii)中的至少1种。另外,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂具有上述(i)~(iii)中的至少1种时,优选至少具有上述(i)。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂中,结构单元(a)、结构单元(b)及结构单元(c)可形成包含上述的式(D)表示的酰亚胺键、及上述的式(E)表示的酰胺键的结构,但除了(D)及(E)表示的结构之外,例如,结构单元(a)及结构单元(c)也可形成式(30)表示的结构而被包含,与结构单元(a)~(c)不同的结构单元(d)和结构单元(c)也可形成式(31)表示的结构单元而被包含。
Figure BDA0002333991740000391
式(30)中,Y1为四价有机基团,优选为有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代的四价有机基团。Y1例如可以为式(1)表示的结构单元。本发明的一个实施方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂可包含多种Y1,多种Y1相互可以相同也可以不同。
式(31)中,Y2为三价有机基团,优选为有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代的三价有机基团。本发明的一个实施方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂可包含多种Y2,多种Y2相互可以相同也可以不同。
式(30)及式(31)中,X2及X3相互独立地为二价有机基团,优选为有机基团中的氢原子可以被烃基或经氟取代的烃基取代的有机基团。作为X2及X3,可例举作为式(c)中的X而记载的基团、作为式(2)中的X’而记载的基团。
本发明的一个实施方式中,聚酰胺酰亚胺系树脂包含由来自四羧酸化合物的结构单元(a)及来自二胺化合物的结构单元(c)构成的式(D)表示的结构单元、由来自二羧酸化合物的结构单元(b)及来自二胺化合物的结构单元(c)构成的式(E)表示的结构单元、以及根据情况的式(30)表示的结构单元、及/或式(31)表示的结构单元。从容易提高光学膜的弹性模量、全光线透过率、光学特性、表面硬度的观点考虑,上述聚酰胺酰亚胺系树脂中,基于式(D)及式(E)、以及根据情况的式(30)及式(31)表示的结构单元的合计,式(D)及式(E)表示的结构单元优选为80摩尔%以上,更优选为90摩尔%以上,进一步优选为95摩尔%以上。需要说明的是,聚酰胺酰亚胺系树脂中,基于式(D)及式(E)、以及根据情况的式(30)及/或式(31)表示的结构单元的合计,式(D)及式(E)表示的结构单元通常为100%以下。需要说明的是,上述比例例如可使用1H-NMR进行测定,或者也可由原料的装料比算出。
本发明的一个实施方式中,相对于光学膜100质量份而言,光学膜中的聚酰胺酰亚胺系树脂的含量优选为10质量份以上,更优选为30质量份以上,进一步优选为50质量份以上,优选为99.5质量份以下,更优选为95质量份以下。聚酰胺酰亚胺系树脂的含量为上述范围内时,容易提高光学膜的光学特性、弹性模量及全光线透过率。
从容易防止光学膜的褶皱、损伤等的观点考虑,本发明的光学膜的弹性模量优选为5.2GPa以上,更优选为5.5GPa以上,进一步优选为5.8GPa以上,进一步更优选为6.0GPa以上,尤其优选为6.2GPa以上,尤其更优选为6.4GPa以上,通常为100GPa以下。需要说明的是,对于弹性模量而言,可以使用拉伸试验机,例如在夹头间距离为50mm、拉伸速度为10mm/分钟的条件下进行测定,例如可利用实施例中记载的方法进行测定。
本发明的光学膜的全光线透过率优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为88%以上,进一步更优选为89%以上,尤其优选为90%以上,通常为100%以下。全光线透过率为上述的下限以上时,将光学膜尤其是作为前面板组装至显示装置时,容易提高视觉辨认性。本发明的光学膜通常显示高全光线透过率,因此,例如,与使用了透过率低的膜的情况相比,可抑制为了得到一定的亮度而需要的显示元件等的发光强度。因此,能削减电力消耗。例如,在将本发明的光学膜组装至显示装置的情况下,存在即使减少背光源的光量也能得到明亮的显示的倾向,能对能源节约作出贡献。需要说明的是,全光线透过率例如可按照JIS K 7361-1:1997、使用雾度计算机进行测定。全光线透过率可以为后述的光学膜的厚度的范围内的全光线透过率。需要说明的是,本说明书中,光学膜的光学特性优异是指全光线透过率高。
本发明的光学膜的雾度优选为5%以下,更优选为4%以下,进一步优选为3%以下,进一步更优选为2.5%以下,进一步更优选为2%以下,尤其优选为1%以下,尤其更优选为0.5%以下,通常为0.01%以上。光学膜的雾度为上述的上限以下时,在将光学膜尤其是作为前面板组装至显示装置时,容易提高视觉辨认性。需要说明的是,雾度可按照JIS K7136:2000、使用雾度计算机进行测定。
本发明的光学膜的黄色度(以下,有时简称为YI值)优选为3.5以下,更优选为3.0以下,进一步优选为2.5以下,通常为-5以上,优选为-2以上。光学膜的黄色度为上述的上限以下时,透明性变得良好,在应用于显示装置的前面板时,能有助于高的视觉辨认性。需要说明的是,对于YI值而言,可使用紫外可见近红外分光光度计,对相对于300~800nm的光的透过率进行测定,求出三刺激值(X、Y、Z),基于YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y的式子算出。
本发明的光学膜的厚度优选为10μm以上,更优选为20μm以上,进一步优选为25μm以上,尤其优选为30μm以上,优选为200μm以下,更优选为100μm以下,进一步更优选为80μm以下,尤其优选为60μm以下,可以是这些上限和下限的组合。光学膜的厚度为上述的范围内时,容易进一步提高光学膜的弹性模量。需要说明的是,光学膜的厚度可使用测微计进行测定,例如可利用实施例中记载的方法进行测定。
本发明的光学膜的至少一个面的铅笔硬度优选为HB以上,更优选为F以上。光学膜的至少一个面的铅笔硬度为上述的硬度以上时,容易防止光学膜的该表面处的损伤等。需要说明的是,铅笔硬度可按照JIS K 5600-5-4:1999进行测定。
聚酰胺酰亚胺系树脂的酰亚胺化率优选为90%以上,更优选为93%以上,进一步优选为96%以上,通常为100%以下。从容易提高光学膜的光学特性的观点考虑,酰亚胺化率优选为上述的下限以上。酰亚胺化率表示相对于聚酰胺酰亚胺系树脂中的来自四羧酸化合物的结构单元的摩尔量的2倍的值而言的、聚酰胺酰亚胺系树脂中的酰亚胺键的摩尔量的比例。需要说明的是,聚酰胺酰亚胺系树脂包含三羧酸化合物时,表示相对于聚酰胺酰亚胺系树脂中的来自四羧酸化合物的结构单元的摩尔量的2倍的值与来自三羧酸化合物的结构单元的摩尔量的合计而言的、聚酰胺酰亚胺系树脂中的酰亚胺键的摩尔量的比例。另外,酰亚胺化率可利用IR法、NMR法等求出。
关于聚酰胺酰亚胺系树脂中的卤素原子的含量,以聚酰胺酰亚胺系树脂的质量为基准计,优选为1~40质量%,更优选为5~40质量%,进一步优选为5~30质量%。卤素原子的含量为上述的下限以上时,容易进一步提高光学膜的弹性模量、表面硬度、透明性及视觉辨认性。卤素原子的含量为上述的上限以下时,树脂的合成变得容易。
<树脂的制造方法>
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂可将四羧酸化合物、二羧酸化合物及二胺化合物作为主要原料来制造。此处,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为来自四羧酸化合物的结构单元,因此,作为原料,至少使用包含式(1)表示的结构的四羧酸化合物。
作为树脂的制造中可使用的四羧酸化合物,可举出提供式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)的那样的四羧酸化合物、例如芳香族四羧酸二酐等芳香族四羧酸化合物。四羧酸化合物可以单独使用,也可组合2种以上而使用。对于四羧酸化合物而言,除了二酐之外,也可以为酰氯化合物等四羧酸化合物类似物。可举出例如上述的式(8)表示的化合物。
作为树脂的制造中可使用的四羧酸化合物,可举出上述的式(8)表示的化合物(四羧酸二酐)、例如3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)。
另外,作为树脂的制造中可使用的其他四羧酸化合物,可举出4,4’-氧双邻苯二甲酸酐(4,4’-oxydiphthalic dianhydride)、2,2’,3,3’-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(六氟异丙叉)双邻苯二甲酸酐(4,4’-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride,有时记载为6FDA)、1,2-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4’-(对苯二氧基)双邻苯二甲酸酐、4,4’-(间苯二氧基)双邻苯二甲酸酐。另外,作为单环式的芳香族四羧酸二酐,可举出例如1,2,4,5-苯四甲酸二酐(均苯四甲酸二酐(PMDA)),作为稠合多环式的芳香族四羧酸二酐,可举出例如2,3,6,7-萘四甲酸二酐。
这些中,作为四羧酸化合物,优选可举出4,4’-氧双邻苯二甲酸酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2’,3,3’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、1,2,4,5-苯四甲酸二酐(PMDA)、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、1,2-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4’-(对苯二氧基)双邻苯二甲酸酐及4,4’-(间苯二氧基)双邻苯二甲酸酐,更优选可举出4,4’-氧双邻苯二甲酸酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、2,2’,3,3’-联苯四甲酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4’-(对苯二氧基)双邻苯二甲酸酐及1,2,4,5-苯四甲酸二酐(PMDA)。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。
从光学膜的弹性模量、全光线透过率、表面硬度及耐弯曲性的观点考虑,作为树脂的制造中可使用的四羧酸化合物,优选使用3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA),还优选使用3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)、和4,4’-(六氟异丙叉)双邻苯二甲酸酐(6FDA)。
作为聚酰胺酰亚胺系树脂的制造中可使用的二羧酸化合物,可举出芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸及它们的类似的酰氯化合物、酸酐等,也可组合使用这些二羧酸化合物中的2种以上。作为二羧酸化合物,优选可使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、4,4’-氧双苯甲酸或它们的酰氯化合物。可以除了对苯二甲酸、4,4’-氧双苯甲酸或它们的酰氯化合物之外,还使用其他二羧酸化合物。作为其他二羧酸化合物,作为具体例,可举出:间苯二甲酸;萘二甲酸;4,4’-联苯二甲酸;3,3’-联苯二甲酸;用单键、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-或亚苯基将碳原子数为8以下的链式烃的二羧酸化合物及2个苯甲酸连接而成的化合物以及它们的酰氯化合物。作为具体例,优选4,4’-氧基双(苯甲酰氯)(4,4’-oxybis(benzoylchloride))、对苯二甲酰氯,更优选将4,4’-氧基双(苯甲酰氯)和对苯二甲酰氯组合使用。
作为本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的制造中可使用的二胺化合物,可举出例如芳香族二胺。需要说明的是,本实施方式中,所谓“芳香族二胺”,表示氨基直接键合于芳香环而成的二胺,其结构的一部分中可包含脂肪族基团或其他取代基。该芳香环可以为单环也可以为稠环,可例举苯环、萘环、蒽环及芴环等,优选可例举苯环,但不限于这些。
作为芳香族二胺,可举出例如对苯二胺、间苯二胺、2,4-甲苯二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、1,5-二氨基萘、2,6-二氨基萘等具有1个芳香环的芳香族二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕砜、双〔4-(3-氨基苯氧基)苯基〕砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(有时记载为TFMB)、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-氯苯基)芴、9,9-双(4-氨基-3-氟苯基)芴等具有2个以上芳香环的芳香族二胺。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。
芳香族二胺优选为4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕砜、双〔4-(3-氨基苯氧基)苯基〕砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4’-(六氟丙叉)二苯胺(6FDAM),更优选为4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基丙烷、4,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基砜、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、双〔4-(4-氨基苯氧基)苯基〕砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4’-(六氟丙叉)二苯胺(6FDAM)。它们可以单独使用或组合2种以上而使用。
作为本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的制造中可使用的二胺化合物,除了芳香族二胺之外,可以还使用脂肪族二胺。需要说明的是,所谓“脂肪族二胺”,表示氨基直接键合于脂肪族基团而成的二胺,在其结构的一部分中可包含芳香环、其他取代基。作为脂肪族二胺,可举出例如1,6-己二胺等非环式脂肪族二胺、以及1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、降冰片烷二胺及4,4’-二氨基二环己基甲烷等环式脂肪族二胺等。
上述二胺化合物中,从容易提高光学膜的表面硬度、全光线透过率、弹性模量、柔软性、弯曲耐性、容易得到低着色性的观点考虑,优选使用选自由具有联苯结构的芳香族二胺组成的组中的1种以上。更优选使用选自由2,2’-二甲基联苯胺、2,2’-双(三氟甲基)联苯胺、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯及4,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-(六氟丙叉)二苯胺组成的组中的1种以上,进一步优选使用2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)及/或4,4’-(六氟丙叉)二苯胺(6FDAM)。
需要说明的是,上述聚酰胺酰亚胺系树脂可以是在不损害光学层叠体的各种物性的范围内,除了上述四羧酸化合物之外进一步使四羧酸及三羧酸以及它们的酐及衍生物进行反应而得到的产物。
作为其他四羧酸,可举出上述四羧酸化合物的酐的水加成物。
作为三羧酸化合物,可举出芳香族三羧酸、脂肪族三羧酸及它们的类似的酰氯化合物、酸酐等,也可组合2种以上而使用。作为具体例,可举出1,3,5-苯三甲酸或其酰氯化合物、1,2,4-苯三甲酸的酐;2,3,6-萘三甲酸-2,3-酐;用单键、-O-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-或亚苯基将邻苯二甲酸酐和苯甲酸连接而成的化合物。
树脂的制造中,二胺化合物、四羧酸化合物及/或二羧酸化合物的使用量可根据所期望的聚酰胺酰亚胺系树脂的各结构单元的比率适当选择。
本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的制造方法没有特别限制,只要能得到上述的聚酰胺酰亚胺系树脂即可,从容易提高光学膜的弹性模量及全光线透过率的观点、及容易提高聚酰胺酰亚胺系树脂在清漆状态下的稳定性的观点考虑,优选利用分次添加二羧酸化合物的、使二胺化合物、四羧酸化合物与二羧酸化合物反应的制造方法,来制造聚酰胺酰亚胺系树脂;更优选利用下述方法来制造聚酰胺酰亚胺系树脂,所述方法包括使二胺化合物与四羧酸化合物反应而生成中间体(A)的工序(I)、及使该中间体(A)与二羧酸化合物反应的工序(II),且在该工序(II)中,分次添加该二羧酸化合物。
认为通过利用分次添加二羧酸化合物的方法来制造本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂,容易使聚酰胺酰亚胺系树脂的重均分子量成为330,000以上的范围,容易提高光学膜的全光线透过率及弹性模量,并且,容易提高清漆的稳定性。
因此,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂优选为利用分次添加二羧酸化合物的、使二胺化合物、四羧酸化合物与二羧酸化合物反应的制造方法制得的树脂,更优选为利用包括使二胺化合物与四羧酸化合物反应而生成中间体(A)的工序(I)及使该中间体(A)与二羧酸化合物反应的工序(II)、且在该工序(II)中分次添加该二羧酸化合物的制造方法制得的树脂。
利用包括上述的工序(I)及工序(II)的制造方法制造聚酰胺酰亚胺系树脂时,使二胺化合物与四羧酸化合物反应而生成中间体(A)的工序(I)的反应温度没有特别限制,例如可以为5~200℃,优选为5~100℃,更优选为5~50℃,进一步优选为5℃~室温(此处,室温是指25℃左右。)。反应时间例如可以为1分钟~72小时,优选为10分钟~24小时。另外,反应可以在空气中或非活性气体气氛(例如氮气、氩气等)下一边搅拌一边进行,也可在常压下、加压下或减压下进行。优选的实施方式中,在常压及/或非活性气体气氛下一边搅拌一边进行。
工序(I)中,二胺化合物与四羧酸化合物反应,生成中间体(A)、即聚酰胺酸。因此,中间体(A)至少具有来自二胺化合物的结构单元和来自四羧酸化合物的结构单元。
接下来,在工序(II)中,使中间体(A)与二羧酸化合物反应,此处,优选分次添加该二羧酸化合物。向工序(I)中得到的反应液中分次添加二羧酸化合物,使中间体(A)与二羧酸化合物反应。通过分次添加二羧酸化合物而并非一次地添加,从而容易将聚酰胺酰亚胺系树脂的分子量调节至上述的优选范围内。需要说明的是,本说明书中,所谓分次添加,是指分成数次来添加要添加的二羧酸化合物,更详细而言,是指将要添加的二羧酸分成特定量,隔开规定间隔或规定时间地分别添加。由于该规定间隔(规定时间)也包括非常短的间隔或时间,因此,分次添加也包括连续添加或连续供料。
工序(II)中,分次添加二羧酸化合物时的分次次数可根据反应规模、原料的种类等适当选择,优选为2~20次,更优选为3~10次,进一步优选为3~6次。认为分次次数为上述范围时,容易成为对于在维持光学膜的透过率的同时提高弹性模量而言最合适的结构。另外认为,也容易将聚酰胺酰亚胺系树脂的重均分子量调节至上述的优选范围内。
对于二羧酸化合物而言,可以分割成均等的量来添加,也可分割成不均等的量来添加。各添加行为之间的时间(有时称为添加间隔)全部可以相同也可以不同。另外,添加两种以上二羧酸化合物的情况下,术语“分次添加”是指将所有的二羧酸化合物的总量分割来进行添加,各二羧酸化合物的分割方式没有特别限制,例如可以是将各二羧酸化合物分别一并添加或分次添加,也可以是将各二羧酸化合物一起分次添加,也可以是它们的组合。
工序(II)中,优选的是,在聚酰胺系树脂的重均分子量相对于要得到的聚酰胺系树脂的重均分子量而言达到优选10%以上、更优选15%以上的时间点,添加相对于要添加的二羧酸化合物的总摩尔量而言优选为1~40摩尔%、更优选为2~25摩尔%的二羧酸化合物。
工序(II)的反应温度没有特别限制,例如可以为5~200℃,优选为5~100℃,更优选为5~50℃,进一步优选为5~室温(25℃左右)。另外,反应可以在空气中或非活性气体气氛(例如氮气、氩气等)下一边搅拌一边进行,也可在常压下、加压下或减压下进行。在优选方式中,在常压及/或非活性气体气氛下一边搅拌一边进行工序(II)。
工序(II)中,分次添加二羧酸化合物后,进行规定时间的搅拌等,使其进行反应,由此,可得到聚酰胺酰亚胺前体。需要说明的是,聚酰胺酰亚胺前体例如可通过以下方式进行分离:向包含聚酰胺酰亚胺前体的反应液中添加大量的水等,使聚酰胺酰亚胺前体析出,进行过滤、浓缩、干燥等。
工序(II)中,中间体(A)与二羧酸化合物进行反应,得到聚酰胺酰亚胺前体。因此,聚酰胺酰亚胺前体表示至少具有来自二胺化合物的结构单元、来自四羧酸的结构单元、及来自二羧酸化合物的结构单元的酰亚胺化前(闭环前)的聚酰胺酰亚胺。
树脂的制造中,二胺化合物、四羧酸化合物及二羧酸化合物的反应温度没有特别限制,例如为5~350℃,优选为5~200℃,更优选为5~100℃。反应时间也没有特别限制,例如为30分钟~10小时左右。根据需要,可在非活性气氛或减压的条件下进行反应。在优选方式中,反应在常压及/或非活性气体气氛下一边搅拌一边进行。另外,反应优选在相对于反应为惰性的溶剂中进行。作为溶剂,没有特别限制,只要不对反应造成影响即可,可举出例如水、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙二醇、乙二醇甲基醚、乙二醇丁基醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇、丙二醇单甲基醚等醇系溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-庚酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃溶剂;乙基环己烷等脂环式烃溶剂;甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;乙腈等腈系溶剂;四氢呋喃及二甲氧基乙烷等醚系溶剂;氯仿及氯苯等含氯溶剂;N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂;二甲基砜、二甲基亚砜、环丁砜等含硫系溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等碳酸酯系溶剂;及它们的组合等。这些中,从溶解性的观点考虑,可以合适地使用酰胺系溶剂。
聚酰胺酰亚胺系树脂的制造方法可以还包括在酰亚胺化催化剂的存在下、使聚酰胺酰亚胺前体进行酰亚胺化的工序(III)。通过将工序(II)中得到的聚酰胺酰亚胺前体供于工序(III),从而能使聚酰胺酰亚胺前体的结构单元中的具有聚酰胺酸结构的结构单元部分进行酰亚胺化(进行闭环),得到包含式(1)表示的结构单元和式(2)表示的结构单元的聚酰胺酰亚胺系树脂。作为酰亚胺化催化剂,可举出例如三丙基胺、二丁基丙基胺、乙基二丁基胺等脂肪族胺;N-乙基哌啶、N-丙基哌啶、N-丁基吡咯烷、N-丁基哌啶、及N-丙基六氢氮杂
Figure BDA0002333991740000501
等脂环式胺(单环式);氮杂双环[2.2.1]庚烷、氮杂双环[3.2.1]辛烷、氮杂双环[2.2.2]辛烷、及氮杂双环[3.2.2]壬烷等脂环式胺(多环式);以及吡啶、2-甲基吡啶(2-picoline)、3-甲基吡啶(3-picoline)、4-甲基吡啶(4-picoline)、2-乙基吡啶、3-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2,4-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、3,4-环戊烯并吡啶、5,6,7,8-四氢异喹啉、及异喹啉等芳香族胺。另外,从容易促进酰亚胺化反应的观点考虑,优选不仅使用酰亚胺化催化剂,还使用酸酐。关于酸酐,可举出在酰亚胺化反应中可使用的惯用的酸酐等,作为其具体例,可举出乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐等脂肪族酸酐、邻苯二甲酸等芳香族酸酐等。
对于聚酰胺酰亚胺系树脂而言,可利用惯用的方法、例如过滤、浓缩、萃取、晶析、重结晶、柱色谱法等分离手段、将它们组合而成的分离手段进行分离(分离纯化),在优选方式中,可通过以下方式进行分离:向包含聚酰胺酰亚胺系树脂的反应液中添加大量的甲醇等醇,使树脂析出,进行浓缩、过滤、干燥等。
<填料>
本发明还提供包含上述的聚酰胺酰亚胺系树脂的光学膜。本发明的光学膜可包含至少1种填料。作为填料,可举出例如有机粒子、无机粒子等,优选可举出无机粒子。作为无机粒子,可举出二氧化硅、二氧化锆、氧化铝、二氧化钛、氧化锌、氧化锗、氧化铟、氧化锡、铟锡氧化物、氧化锑、氧化铈等金属氧化物粒子、氟化镁、氟化钠等金属氟化物粒子等,这些中,从容易提高光学膜的弹性模量及/或撕裂强度、容易提高耐冲击性的观点考虑,优选可举出二氧化硅粒子、二氧化锆粒子、氧化铝粒子,更优选可举出二氧化硅粒子。这些填料可以单独使用或组合2种以上而使用。
填料、优选二氧化硅粒子的平均一次粒径通常为1nm以上,优选为5nm以上,更优选为10nm以上,进一步优选为15nm以上,尤其优选为20nm以上,优选为100nm以下,更优选为90nm以下,进一步优选为80nm以下,进一步更优选为70nm以下,尤其优选为60nm以下,尤其更优选为50nm以下,尤其进一步优选为40nm以下。二氧化硅粒子的平均一次粒径为上述范围内时,容易抑制二氧化硅粒子的凝集,容易提高得到的光学膜的光学特性。填料的平均一次粒径可利用BET法进行测定。需要说明的是,也可利用透射型电子显微镜、扫描型电子显微镜的图像分析,测定平均一次粒径。
本发明的光学膜含有填料、优选二氧化硅粒子时,关于填料的含量,相对于光学膜100质量份而言,通常为0.1质量份以上,优选为1质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为10质量份以上,进一步更优选为20质量份以上,尤其优选为30质量份以上,优选为60质量份以下。填料的含量为上述的下限以上时,容易提高得到的光学膜的弹性模量。另外,填料的含量为上述的上限以下时,容易提高光学膜的光学特性。
<紫外线吸收剂>
本发明的光学膜可包含至少1种紫外线吸收剂。紫外线吸收剂可从在树脂材料的领域作为紫外线吸收剂通常使用的物质中适当选择。紫外线吸收剂可包含吸收400nm以下的波长的光的化合物。作为紫外线吸收剂,可举出例如选自由二苯甲酮系化合物、水杨酸酯系化合物、苯并三唑系化合物、及三嗪系化合物组成的组中的至少1种化合物。紫外线吸收剂可以单独使用或组合两种以上而使用。通过使光学膜含有紫外线吸收剂,从而能抑制树脂的劣化,因此,在将本发明的光学膜应用于显示装置等的情况下,能提高视觉辨认性。本说明书中,所谓“系化合物”,是指附带有该“系化合物”的化合物的衍生物。例如,所谓“二苯甲酮系化合物”,是指具有作为母体骨架的二苯甲酮、和键合于二苯甲酮的取代基的化合物。
本发明的光学膜含有紫外线吸收剂时,关于紫外线吸收剂的含量,相对于光学膜中包含的聚酰胺酰亚胺系树脂的质量而言,优选为0.01~10质量份,更优选为1~8质量份,进一步优选为2~7质量份。紫外线吸收剂的含量为上述的下限以上时,容易提高紫外线吸收性。紫外线吸收剂的含量为上述的上限以下时,能抑制因基材制造时的热而导致的紫外线吸收剂的分解,容易提高光学特性,例如容易减小雾度。
<其他添加剂>
本发明的光学膜可以进一步含有填料、紫外线吸收剂以外的其他添加剂。作为其他添加剂,可举出例如抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、上蓝剂等着色剂、阻燃剂、pH调节剂、二氧化硅分散剂、润滑剂、增稠剂、及流平剂等。含有其他添加剂时,关于其含量,相对于光学膜的质量而言,可以优选为0.001~20质量份,更优选为0.01~15质量份,进一步优选为0.1~10质量份。
(光学膜的制造方法)
使用本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂制造光学膜的方法没有特别限制,例如可以是包括以下工序的制造方法:
(a)制备至少包含前述聚酰胺酰亚胺系树脂及溶剂的聚酰胺酰亚胺系树脂清漆的工序(清漆制备工序),
(b)将清漆涂布于支承材料而形成涂膜的工序(涂布工序),和
(c)将涂布的液体(涂膜)干燥,形成光学膜的工序(光学膜形成工序)。
需要说明的是,本发明还提供至少包含本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂及溶剂的聚酰胺酰亚胺系树脂清漆。
清漆制备工序中,将聚酰胺酰亚胺系树脂溶解于溶剂中,根据需要,添加前述填料、紫外线吸收剂等添加剂,进行搅拌混合,由此制备清漆。需要说明的是,使用二氧化硅粒子作为填料时,可将下述硅溶胶添加至树脂中,所述硅溶胶是用可将前述树脂溶解的溶剂、例如下述的清漆的制备中可使用的溶剂对包含二氧化硅粒子的硅溶胶的分散液进行置换而得到的硅溶胶。
清漆的制备中使用的溶剂没有特别限制,只要能将前述树脂溶解即可。作为所述溶剂,可举出例如N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂;γ-丁内酯(GBL)、γ-戊内酯等内酯系溶剂;二甲基砜、二甲基亚砜、环丁砜等含硫系溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等碳酸酯系溶剂;及它们的组合(混合溶剂)。这些中,优选酰胺系溶剂或内酯系溶剂。若使用内酯系溶剂,则存在成为光学特性高的膜的倾向。这些溶剂可以单独使用或组合两种以上而使用。另外,可在清漆中包含水、醇系溶剂、酮系溶剂、非环状酯系溶剂、醚系溶剂等。从容易提高聚酰胺酰亚胺系树脂清漆的稳定性的观点考虑,本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂清漆中的固态成分浓度优选为1~25质量%,更优选为5~20质量%,进一步优选为5~15质量%。另外,关于本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂清漆中的溶剂的浓度,从容易提高聚酰胺酰亚胺系树脂清漆的稳定性的观点考虑,基于聚酰胺酰亚胺系树脂清漆的总量而言,优选为75~99质量%,更优选为80~95质量%,进一步优选为85~95质量%。
至少包含本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂及溶剂的聚酰胺酰亚胺系树脂清漆具有高稳定性。使用包含聚酰胺酰亚胺系树脂的清漆来制造包含聚酰胺系树脂的光学膜时,虽然有时也在清漆制备工序之后立即进行涂布工序,但有时在清漆制备工序之后,对制备的清漆进行短时间的储存、输送等,从而导致在涂布工序之前经过规定的时间。若在清漆制备工序之后、涂布工序之前的期间发生清漆的凝胶化,则在涂布工序中,有时得不到充分的涂布性。另外,有时由于清漆中的凝胶而损害光学膜的品质、尤其是光学特性。本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂清漆具有高稳定性,因此不易发生上述这样的问题。需要说明的是,本说明书中,聚酰胺酰亚胺系树脂清漆具有高稳定性,因此,即使在例如室温(例如25℃)的条件下静置优选1天以上、更优选3天以上、进一步优选10天以上、尤其优选30天以上,也不会发生树脂清漆的凝胶化。需要说明的是,在使用包含能经由酰亚胺化形成本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的聚酰胺酰亚胺前体的清漆来制造包含本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的光学膜的情况下,至少包含能形成本发明的聚酰胺酰亚胺系树脂的酰亚胺化前的聚酰胺酰亚胺前体及溶剂的清漆也具有高稳定性。
涂布工序中,利用已知的涂布方法,将清漆涂布于支承材料上而形成涂膜。作为已知的涂布方法,可举出例如线棒涂布法、逆式涂布、凹版涂布等辊涂法、模涂法、逗号涂布法、唇涂法、旋涂法、丝网涂布法、喷注涂布法、浸渍法、喷雾法、流延成型法等。
膜形成工序中,通过将涂膜干燥,从支承材料剥离,由此能形成光学膜。在剥离后,可进一步设置将光学膜干燥的工序。涂膜的干燥通常可于50~350℃的温度进行。根据需要,可在非活性气氛或减压的条件下进行涂膜的干燥。
作为支承材料的例子,如果是金属系,则可举出SUS板,如果是树脂系,则可举出PET膜、PEN膜、聚酰胺系树脂膜、聚酰亚胺系树脂膜、环烯烃系聚合物(COP)膜、丙烯酸系膜等。其中,从平滑性、耐热性优异的观点考虑,优选PET膜、COP膜等,此外,从与光学膜的密合性及成本的观点考虑,更优选PET膜。
本发明的光学膜的用途没有特别限制,可用于各种用途。如上所述,本发明的光学膜可以为单层,也可以为层叠体,可以直接使用本发明的光学膜,进而也可以以与其他膜的层叠体的形式使用。需要说明的是,光学膜为层叠体时,包含被层叠在光学膜的一面或两面的所有层在内而称为光学膜。
(功能层)
可以在本发明的光学膜的至少一个面上层叠有1层以上的功能层。作为功能层,可举出例如紫外线吸收层、硬涂层、底漆层、阻气层、粘合层、色相调节层、折射率调节层等。功能层可以单独使用或组合两种以上而使用。
紫外线吸收层为具有紫外线吸收功能的层,例如由选自紫外线固化型的透明树脂、电子束固化型的透明树脂、及热固化型的透明树脂中的主材、和分散于该主材中的紫外线吸收剂构成。
可以在本发明的光学膜的至少一个面上设置有硬涂层。硬涂层的厚度没有特别限制,例如可以为2~100μm。前述硬涂层的厚度在前述的范围内时,能确保充分的耐擦伤性,另外,耐弯曲性不易降低,存在不易发生因固化收缩而导致产生卷曲的问题的倾向。
前述硬涂层可通过以下方式形成:通过照射活性能量射线、或赋予热能,从而使包含可形成交联结构的反应性材料的硬涂层组合物固化;优选通过照射活性能量射线来进行。活性能量射线被定义为能将产生活性种的化合物分解而产生活性种的能量射线,可举出可见光、紫外线、红外线、X射线、α射线、β射线、γ射线及电子束等,优选可举出紫外线。前述硬涂层组合物含有自由基聚合性化合物及阳离子聚合性化合物中的至少1种聚合物。
前述自由基聚合性化合物为具有自由基聚合性基团的化合物。作为前述自由基聚合性化合物所具有的自由基聚合性基团,只要为可发生自由基聚合反应的官能团即可,可举出包含碳-碳不饱和双键的基团等,具体而言,可举出乙烯基、(甲基)丙烯酰基等。需要说明的是,前述自由基聚合性化合物具有2个以上自由基聚合性基团时,这些自由基聚合性基团分别可以相同,也可以不同。对于前述自由基聚合性化合物在1个分子中具有的自由基聚合性基团的数目而言,从提高硬涂层的硬度方面考虑,优选为2以上。作为前述自由基聚合性化合物,从反应性的高度方面考虑,优选可举出具有(甲基)丙烯酰基的化合物,具体而言,可举出在1分子中具有2~6个(甲基)丙烯酰基的被称为多官能丙烯酸酯单体的化合物、被称为环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)、聚酯(甲基)丙烯酸酯的在分子内具有数个(甲基)丙烯酰基的分子量为数百至数千的低聚物,优选可举出选自环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯及聚酯(甲基)丙烯酸酯中的1种以上。
前述阳离子聚合性化合物为具有环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基等阳离子聚合性基团的化合物。从提高硬涂层的硬度方面考虑,前述阳离子聚合性化合物在1分子中具有的阳离子聚合性基团的数目优选为2以上,更优选为3以上。
另外,作为前述阳离子聚合性化合物,其中优选具有环氧基及氧杂环丁基中的至少1种作为阳离子聚合性基团的化合物。环氧基、氧杂环丁基等环状醚基从伴随聚合反应的收缩小这方面考虑是优选的。另外,具有环状醚基中的环氧基的化合物具有下述这样的优点:容易获得多种结构的化合物,不会对得到的硬涂层的耐久性造成不良影响,也容易控制与自由基聚合性化合物的相容性。另外,环状醚基中的氧杂环丁基与环氧基相比,具有以下优点:聚合度容易变高,为低毒性,加快由得到的硬涂层的阳离子聚合性化合物得到的网络的形成速度,即使在与自由基聚合性化合物混合存在的区域,也不会在膜中残留未反应的单体,形成独立的网络;等等。
作为具有环氧基的阳离子聚合性化合物,例如,可举出:具有脂环族环的多元醇的聚缩水甘油基醚或通过用过氧化氢、过氧酸等适当的氧化剂将含有环己烯环、环戊烯环的化合物环氧化而得到的脂环族环氧树脂;脂肪族多元醇、或其氧化烯加成物的聚缩水甘油基醚、脂肪族长链多元酸的聚缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的均聚物、共聚物等脂肪族环氧树脂;通过双酚A、双酚F、氢化双酚A等双酚类、或它们的氧化烯加成物、己内酯加成物等衍生物、与表氯醇的反应而制造的缩水甘油基醚、及Novolac环氧树脂等由双酚类衍生的缩水甘油基醚型环氧树脂等。
前述硬涂层组合物可以进一步包含聚合引发剂。作为聚合引发剂,可举出自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂、自由基及阳离子聚合引发剂等,可适当选择使用。对于这些聚合引发剂而言,可通过活性能量射线照射及加热中的至少一者而被分解,产生自由基或阳离子,进行自由基聚合和阳离子聚合。
自由基聚合引发剂只要可通过活性能量射线照射及加热中的至少任一者而释放引发自由基聚合的物质即可。例如,作为热自由基聚合引发剂,可举出过氧化氢、过氧苯甲酸等有机过氧化物、偶氮双丁腈等偶氮化合物等。
作为活性能量射线自由基聚合引发剂,有通过分子的分解而生成自由基的Type1型自由基聚合引发剂、和与叔胺共存而通过夺氢型反应生成自由基的Type2型自由基聚合引发剂,它们可以单独使用或并用而使用。
阳离子聚合引发剂只要能通过活性能量射线照射及加热中的至少任一者而释放引发阳离子聚合的物质即可。作为阳离子聚合引发剂,可使用芳香族碘鎓盐、芳香族锍盐、环戊二烯基铁(II)络合物等。根据结构的差异,它们可通过活性能量射线照射或加热中的任一者或两者而引发阳离子聚合。
相对于前述硬涂层组合物整体100质量%而言,优选可以以0.1~10质量%包含前述聚合引发剂。前述聚合引发剂的含量在前述的范围内时,能使固化充分进行,能使最终得到的涂膜的机械物性、密合力在良好的范围内,另外,存在因固化收缩而导致的粘接力不良、破裂现象及卷曲现象变得不易发生的倾向。
前述硬涂层组合物可以进一步包含选自由溶剂及添加剂组成的组中的一种以上。对于前述溶剂而言,只要是能使前述聚合性化合物及聚合引发剂溶解或分散、作为本技术领域的硬涂层组合物的溶剂而已知的溶剂,就可以在不妨碍本发明的效果的范围内使用。前述添加剂可以进一步包含无机粒子、流平剂、稳定剂、表面活性剂、防静电剂、润滑剂、防污剂等。
粘合层为具有粘合性的功能的层,具有将光学膜粘接于其他构件的功能。作为粘合层的形成材料,可使用通常已知的材料。例如,可使用热固性树脂组合物或光固化性树脂组合物。这种情况下,可通过事后供给能量,从而使树脂组合物进行高分子化而使其固化。
粘合层可以是被称为压敏型粘接剂(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)的、通过按压而贴合于对象物的层。压敏型粘接剂可以为作为“在常温下具有粘合性、以轻压力即粘接于被粘接材料的物质”(JIS K 6800)的粘合剂,也可以为作为“将特定成分容纳于保护被膜(微囊)内、在通过适当的手段(压力、热等)将被膜破坏之前能维持稳定性的粘接剂”(JIS K 6800)的胶囊型粘接剂。
色相调节层为具有色相调节功能的层,是能将包含光学膜的层叠体调节为目标色相的层。色相调节层例如为含有树脂及着色剂的层。作为该着色剂,可举出例如氧化钛、氧化锌、氧化铁红、氧化钛系烧成颜料、群青、铝酸钴、及炭黑等无机颜料;偶氮系化合物、喹吖啶酮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、异吲哚啉酮系化合物、酞菁系化合物、喹酞酮系化合物、士林(threne)系化合物、及二酮吡咯并吡咯系化合物等有机颜料;硫酸钡、及碳酸钙等体质颜料;以及碱性染料、酸性染料、及媒染染料等染料。
折射率调节层为具有调节折射率的功能的层,例如为具有与光学膜不同的折射率、能向光学层叠体赋予规定的折射率的层。折射率调节层例如可以为含有适当选择的树脂、及根据情况进一步含有颜料的树脂层,也可以为金属的薄膜。作为调节折射率的颜料,可举出例如氧化硅、氧化铝、氧化锑、氧化锡、氧化钛、氧化锆及氧化钽。该颜料的平均一次粒径可以为0.1μm以下。通过使颜料的平均一次粒径为0.1μm以下,能防止透过折射率调节层的光的漫反射,能防止透明度的下降。作为折射率调节层中可使用的金属,可举出例如氧化钛、氧化钽、氧化锆、氧化锌、氧化锡、氧化硅、氧化铟、氮氧化钛、氮化钛、氮氧化硅、氮化硅等金属氧化物或金属氮化物。
本发明的光学膜可以为单层,也可以为层叠体,例如可直接使用按照上述方式制造的光学膜,进而也可以以与其他膜的层叠体的形式使用。
本发明的一个实施方式中,光学膜可以在至少一个面(一面或两面)上具有保护膜。例如,在光学膜的一面具有功能层的情况下,保护膜可以被层叠于光学膜侧的表面或功能层侧的表面,也可被层叠于光学膜侧和功能层侧这两方。在光学膜的两面具有功能层的情况下,保护膜可以被层叠在一方的功能层侧的表面,也可被层叠在两方的功能层侧的表面。保护膜是用于暂时地对光学膜或功能层的表面进行保护的膜,没有特别限制,只要是能保护光学膜或功能层的表面的可剥离的膜即可。作为保护膜,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂膜;聚乙烯、聚丙烯膜等聚烯烃系树脂膜、丙烯酸系树脂膜等,优选从由聚烯烃系树脂膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂膜及丙烯酸系树脂膜组成的组中选择。光学膜具有2个保护膜时,各保护膜可以相同也可以不同。
保护膜的厚度没有特别限制,通常为10~120μm,优选为15~110μm,更优选为20~100μm。光学膜具有2个保护膜时,各保护膜的厚度可以相同也可以不同。
本发明的优选的一个实施方式中,本发明的光学膜作为显示装置的前面板、尤其是柔性显示装置的前面板(以下,有时称为窗膜)有用。柔性显示装置例如具有柔性功能层、和层叠于柔性功能层而作为前面板发挥功能的光学膜。即,柔性显示装置的前面板被配置于柔性功能层上的观看侧。该前面板具有保护柔性功能层的功能。
作为显示装置,可举出电视机、智能手机、移动电话、汽车导航、平板PC、便携游戏机、电子纸、指示器、公告牌、钟表、及智能手表等可穿戴设备等。作为柔性显示装置,可举出具有柔性特性的所有显示装置、尤其优选可折弯的、可折叠的显示装置、可卷曲的显示装置。
[柔性显示装置]
本发明还提供具备本发明的光学膜的柔性显示装置。本发明的光学膜优选在柔性显示装置中作为前面板使用,该前面板有时被称为窗膜。该柔性显示装置由柔性显示装置用层叠体和有机EL显示面板形成,柔性显示装置用层叠体被配置于有机EL显示面板的观看侧,以可折弯方式构成。柔性显示装置用层叠体可含有窗膜、偏光板(优选圆偏光板)、触摸传感器,它们的层叠顺序是任意的,优选从观看侧起按窗膜、偏光板、触摸传感器的顺序或按窗膜、触摸传感器、偏光板的顺序层叠。若在触摸传感器的观看侧存在偏光板,则触摸传感器的图案将难以被观察到,显示图像的视觉辨认性变得良好,因而优选。各构件可使用粘接剂、粘合剂等进行层叠。另外,可具备在前述窗膜、偏光板、触摸传感器中的任一层的至少一面上形成的遮光图案。
[偏光板]
本发明的柔性显示装置可以还具备偏光板、优选圆偏光板。圆偏光板是通过在直线偏光板上层叠λ/4相位差板而具有仅使右旋或左旋圆偏振光成分透过的功能的功能层。例如可用于:将外界光线转换为右旋圆偏振光,将被有机EL面板反射而成为左旋圆偏振光的外界光线阻断,仅使有机EL的发光成分透过,由此抑制反射光的影响,从而使得容易观看图像。为了达成圆偏振光功能,直线偏光板的吸收轴与λ/4相位差板的慢轴理论上需要为45°,但在实际应用中为45±10°。直线偏光板与λ/4相位差板并非必须相邻层叠,吸收轴与慢轴的关系满足前述的范围即可。优选在全部波长下达成完全的圆偏振光,但在实际应用中并非必须如此,因此,本发明中的圆偏光板也包括椭圆偏光板。也优选在直线偏光板的观看侧进一步层叠λ/4相位差膜,使出射光成为圆偏振光,由此提高佩戴偏光太阳镜的状态下的视觉辨认性。
直线偏光板是具有下述功能的功能层:使在透射轴方向发生振动的光通过、而将与其垂直的振动成分的偏振光阻断。前述直线偏光板可以是单独的直线偏光片或具备直线偏光片及被贴合在其至少一面上的保护膜的结构。前述直线偏光板的厚度可以为200μm以下,优选为0.5~100μm。厚度在前述的范围内时,存在柔软性不易下降的倾向。
前述直线偏光片可以是通过对聚乙烯醇(PVA)系膜进行染色、拉伸而制造的膜型偏光片。通过在经拉伸而发生了取向的PVA系膜上吸附碘等二色性色素,或者在吸附于PVA上的状态下进行拉伸从而使二色性色素发生取向,可发挥偏光性能。前述膜型偏光片的制造中,还可以具有溶胀、基于硼酸的交联、基于水溶液的洗涤、干燥等工序。拉伸、染色工序可以以单独的PVA系膜的形式进行,也可在与聚对苯二甲酸乙二醇酯这样的其他膜层叠的状态下进行。使用的PVA系膜的厚度优选为10~100μm,拉伸倍率优选为2~10倍。
此外,作为前述偏光片的另一例,可以是涂布液晶偏光组合物而形成的液晶涂布型偏光片。前述液晶偏光组合物可包含液晶性化合物及二色性色素化合物。前述液晶性化合物具有呈现液晶状态的性质即可,尤其是在具有近晶相等高阶取向状态时,能发挥高的偏光性能,因而优选。另外,液晶性化合物还优选具有聚合性官能团。
前述二色性色素是与前述液晶化合物一同取向而显示二色性的色素,并且二色性色素本身可以具有液晶性,也可具有聚合性官能团。液晶偏光组合物中的任一种化合物具有聚合性官能团。
前述液晶偏光组合物可以还包含引发剂、溶剂、分散剂、流平剂、稳定剂、表面活性剂、交联剂、硅烷偶联剂等。
前述液晶偏光层通过在取向膜上涂布液晶偏光组合物而形成液晶偏光层从而制造。
与膜型偏光片相比,液晶偏光层能形成较薄的厚度。前述液晶偏光层的厚度可以优选为0.5~10μm,更优选为1~5μm。
前述取向膜例如可通过以下方式制造:在基材上涂布取向膜形成组合物,通过摩擦、偏振光照射等而赋予取向性。对于前述取向膜形成组合物而言,除了取向剂之外,还可包含溶剂、交联剂、引发剂、分散剂、流平剂、硅烷偶联剂等。作为前述取向剂,例如可使用聚乙烯醇类、聚丙烯酸酯类、聚酰胺酸类、聚酰亚胺类。在应用光取向的情况下,优选使用包含肉桂酸酯基(cinnamate group)的取向剂。可作为前述取向剂使用的高分子的重均分子量可以为10,000~1,000,000左右。从取向限制力的观点考虑,前述取向膜的厚度优选为5~10,000nm,更优选为10~500nm。对于前述液晶偏光层而言,可从基材剥离后进行转印而进行层叠,也可直接层叠前述基材。还优选前述基材发挥作为保护膜、相位差板、窗的透明基材的作用。
作为前述保护膜,为透明的高分子膜即可,可使用可用于前述透明基材的材料、添加剂。优选纤维素系膜、烯烃系膜、丙烯酸系膜、聚酯系膜。可以是涂布环氧树脂等阳离子固化组合物、丙烯酸酯等自由基固化组合物并使其固化而得到的涂布型保护膜。根据需要,可包含增塑剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、颜料、染料这样的着色剂、荧光增白剂、分散剂、热稳定剂、光稳定剂、防静电剂、抗氧化剂、润滑剂、溶剂等。前述保护膜的厚度可以为200μm以下,优选为1~100μm。前述保护膜的厚度在前述的范围内时,保护膜的柔软性不易下降。保护膜也可兼具窗的透明基材的作用。
前述λ/4相位差板是在与入射光的行进方向垂直的方向(膜的面内方向)上赋予λ/4的相位差的膜。前述λ/4相位差板可以是通过对纤维素系膜、烯烃系膜、聚碳酸酯系膜等高分子膜进行拉伸而制造的拉伸型相位差板。根据需要,可包含相位差调节剂、增塑剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、颜料、染料这样的着色剂、荧光增白剂、分散剂、热稳定剂、光稳定剂、防静电剂、抗氧化剂、润滑剂、溶剂等。前述拉伸型相位差板的厚度可以为200μm以下,优选为1~100μm。厚度为前述的范围内时,存在膜的柔软性不易下降的倾向。
此外,作为前述λ/4相位差板的另一例,可以是涂布液晶组合物而形成的液晶涂布型相位差板。前述液晶组合物包含具有显示向列型、胆甾型、近晶型等的液晶状态的性质的液晶性化合物。液晶组合物中的包括液晶性化合物在内的任一种化合物具有聚合性官能团。前述液晶涂布型相位差板可以还包含引发剂、溶剂、分散剂、流平剂、稳定剂、表面活性剂、交联剂、硅烷偶联剂等。前述液晶涂布型相位差板可与前述液晶偏光层中的记载同样地通过在取向膜上涂布液晶组合物并使其固化而形成液晶相位差层从而制造。与拉伸型相位差板相比,液晶涂布型相位差板能形成较薄的厚度。前述液晶偏光层的厚度通常可以为0.5~10μm、优选1~5μm。对于前述液晶涂布型相位差板而言,可从基材剥离后进行转印而进行层叠,也可直接层叠前述基材。还优选前述基材发挥作为保护膜、相位差板、窗的透明基材的作用。
通常,波长越短则双折射越大、波长越长则显示越小的双折射的材料较多。这种情况下,无法在全部可见光区域达成λ/4的相位差,因此,常常以在可见度高的560nm附近成为λ/4那样的面内相位差成为100~180nm、优选130~150nm的方式设计。使用利用了具有与通常相反的双折射率波长分散特性的材料的逆分散λ/4相位差板时,能够使视觉辨认性良好,因而优选。作为这样的材料,在拉伸型相位差板的情况下,也优选使用日本特开2007-232873号公报等中记载的材料,在液晶涂布型相位差板的情况下,也优选使用日本特开2010-30979号公报中记载的材料。
另外,作为其他方法,通过与λ/2相位差板组合而得到宽带域λ/4相位差板的技术也是已知的(日本特开平10-90521号公报)。λ/2相位差板也可利用与λ/4相位差板同样的材料方法制造。拉伸型相位差板与液晶涂布型相位差板的组合是任意的,均使用液晶涂布型相位差板时能够使厚度变薄,因而优选。
对于前述圆偏光板,为了提高倾斜方向的视觉辨认性,层叠正C板的方法也是已知的(日本特开2014-224837号公报)。正C板同样可以是液晶涂布型相位差板,也可以是拉伸型相位差板。厚度方向的相位差通常为-200~-20nm、优选-140~-40nm。
[触摸传感器]
本发明的柔性显示装置可以还具备触摸传感器。触摸传感器可作为输入机构使用。作为触摸传感器,提出了电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式、静电电容方式等各种方式,可以是任意方式。其中,优选静电电容方式。静电电容方式的触摸传感器可被分为活性区域及位于前述活性区域的外围部的非活性区域。活性区域是与显示面板上显示画面的区域(显示部)对应的区域,是感应使用者的触摸的区域,非活性区域是与显示装置中不显示画面的区域(非显示部)对应的区域。触摸传感器可包括:具有柔性特性的基板;被形成在前述基板的活性区域的感应图案;和被形成在前述基板的非活性区域、并且用于将前述感应图案介由焊盘(pad)部与外部的驱动电路连接的各传感线。作为具有柔性特性的基板,可使用与前述窗的透明基板同样的材料。对于触摸传感器的基板而言,从抑制触摸传感器的裂纹的方面考虑,优选其韧性为2,000MPa%以上。可以更优选韧性为2,000~30,000MPa%。此处,韧性被定义为在通过高分子材料的拉伸实验而得到的应力(MPa)-应变(%)曲线(Stress-strain curve)中、直至破坏点为止的曲线的下部面积。
前述感应图案可具备沿第1方向形成的第1图案及沿第2方向形成的第2图案。第1图案与第2图案沿相互不同的方向被配置。第1图案及第2图案被形成在同一层,为了感应被触摸的位置,各图案必须被电连接。第1图案为各单元图案介由接头相互连接而成的形态,第2图案成为各单元图案相互分离成岛形态而成的结构,因此,为了将第2图案电连接,需要另外的桥电极。感应图案可应用公知的透明电极原材料。可举出例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、镉锡氧化物(CTO)、PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),聚(3,4-亚乙二氧基噻吩))、碳纳米管(CNT)、石墨烯、金属丝等,它们可以单独使用或混合2种以上而使用。优选可使用ITO。可用于金属丝的金属没有特别限制,可举出例如银、金、铝、铜、铁、镍、钛、硒、铬等。它们可以单独使用或混合2种以上而使用。
桥电极可在感应图案上部隔着绝缘层形成在前述绝缘层上部,在基板上形成有桥电极,可在其上形成绝缘层及感应图案。前述桥电极可由与感应图案相同的原材料形成,也可由钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛或它们中的2种以上的合金等金属形成。第1图案与第2图案必须电绝缘,因此,在感应图案与桥电极之间形成绝缘层。绝缘层可以仅形成在第1图案的接头与桥电极之间,也可形成为覆盖感应图案的层的结构。在后者的情况下,桥电极可介由在绝缘层上形成的接触孔将第2图案连接。对于前述触摸传感器而言,作为用于适当地补偿形成了图案的图案区域、与未形成图案的非图案区域间的透过率之差(具体为由这些区域中的折射率之差引起的透光率之差)的手段,可在基板与电极之间进一步包含光学调节层,前述光学调节层可包含无机绝缘物质或有机绝缘物质。光学调节层可通过将包含光固化性有机粘结剂及溶剂的光固化组合物涂布于基板上而形成。前述光固化组合物可以还包含无机粒子。可通过前述无机粒子来提高光学调节层的折射率。
前述光固化性有机粘结剂例如可包含丙烯酸酯系单体、苯乙烯系单体、羧酸系单体等各单体的共聚物。前述光固化性有机粘结剂例如可以为包含含有环氧基的重复单元、丙烯酸酯重复单元、羧酸重复单元等相互不同的各重复单元的共聚物。
前述无机粒子例如可包含二氧化锆粒子、二氧化钛粒子、氧化铝粒子等。前述光固化组合物也可还包含光聚合引发剂、聚合性单体、固化辅助剂等各添加剂。
[粘接层]
形成前述柔性显示装置用层叠体的各层(窗、偏光板、触摸传感器)以及构成各层的膜构件(直线偏光板、λ/4相位差板等)可通过粘接剂来粘接。作为粘接剂,可使用水系粘接剂、有机溶剂系粘接剂、无溶剂系粘接剂、固体粘接剂、溶剂挥发型粘接剂、水系溶剂挥发型粘接剂、湿气固化型粘接剂、加热固化型粘接剂、厌氧固化型粘接剂、活性能量射线固化型粘接剂、固化剂混合型粘接剂、热熔融型粘接剂、压敏型粘接剂(粘合剂)、再湿型粘接剂等通常使用的粘接剂。其中,常用水系溶剂挥发型粘接剂、活性能量射线固化型粘接剂、粘合剂。粘接层的厚度可根据所要求的粘接力等适当调节,例如为0.01~500μm,优选为0.1~300μm。粘接层可在前述柔性显示装置用层叠体中存在多层,各自的厚度及使用的粘接剂的种类可以相同也可以不同。
作为前述水系溶剂挥发型粘接剂,可使用聚乙烯醇系聚合物、淀粉等水溶性聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯系乳液、苯乙烯-丁二烯系乳液等水分散状态的聚合物作为主剂聚合物。除了水、前述主剂聚合物之外,还可以配合交联剂、硅烷系化合物、离子性化合物、交联催化剂、抗氧化剂、染料、颜料、无机填料、有机溶剂等。通过前述水系溶剂挥发型粘接剂进行粘接的情况下,可以将前述水系溶剂挥发型粘接剂注入至被粘接层间,将被粘接层贴合后进行干燥,由此赋予粘接性。使用前述水系溶剂挥发型粘接剂时的粘接层的厚度可以为0.01~10μm、优选0.1~1μm。将前述水系溶剂挥发型粘接剂用于多层的形成时,各层的厚度及前述粘接剂的种类可以相同也可以不同。
前述活性能量射线固化型粘接剂可通过活性能量射线固化组合物的固化而形成,所述活性能量射线固化组合物包含能通过照射活性能量射线而形成粘接剂层的反应性材料。前述活性能量射线固化组合物可含有与硬涂层组合物同样的自由基聚合性化合物及阳离子聚合性化合物中的至少1种的聚合物。前文所谓自由基聚合性化合物,与硬涂层组合物同样,可使用与硬涂层组合物同样的种类的自由基聚合性化合物。作为粘接层中可使用的自由基聚合性化合物,优选具有丙烯酰基的化合物。为了降低作为粘接剂组合物的粘度,还优选包含单官能的化合物。
前述阳离子聚合性化合物与硬涂层组合物同样,可使用与硬涂层组合物同样的种类的阳离子聚合性化合物。作为活性能量射线固化组合物中可使用的阳离子聚合性化合物,优选环氧化合物。为了降低粘接剂组合物的粘度,还优选包含单官能的化合物作为反应性稀释剂。
在活性能量射线组合物中,可以还包含聚合引发剂。作为聚合引发剂,为自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂、自由基及阳离子聚合引发剂等,可适当选择使用。这些聚合引发剂是可通过活性能量射线照射及加热中的至少一种而被分解,产生自由基或阳离子从而使自由基聚合和阳离子聚合得以进行的物质。可使用硬涂层组合物的记载中的能通过活性能量射线照射而引发自由基聚合或阳离子聚合中的至少任一者的引发剂。
前述活性能量射线固化组合物可以还包含离子捕获剂、抗氧化剂、链转移剂、密合赋予剂、热塑性树脂、填充剂、流动粘度调节剂、增塑剂、消泡剂、添加剂、溶剂。通过前述活性能量射线固化型粘接剂进行粘接的情况下,可以通过下述方式粘接:将前述活性能量射线固化组合物涂布于被粘接层的某一方或两方后贴合,透过某一方的被粘接层或两方的被粘接层照射活性能量射线而使其固化。使用前述活性能量射线固化型粘接剂时的粘接层的厚度可以为0.01~20μm、优选0.1~10μm。将前述活性能量射线固化型粘接剂用于多层的形成时,各层的厚度及使用的粘接剂的种类可以相同也可以不同。
作为前述粘合剂,根据主剂聚合物,可被分类为丙烯酸系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂、橡胶系粘合剂、聚硅氧烷系粘合剂等,均可使用。粘合剂中,除了主剂聚合物之外,还可以配合交联剂、硅烷系化合物、离子性化合物、交联催化剂、抗氧化剂、赋粘剂、增塑剂、染料、颜料、无机填料等。将构成前述粘合剂的各成分溶解·分散于溶剂中而得到粘合剂组合物,将该粘合剂组合物涂布于基材上,然后使其干燥,由此,能形成粘合层(粘接层)。粘合层可以直接形成,也可将另行在基材上形成的粘合层进行转印。为了覆盖粘接前的粘合面,还优选使用脱模膜。使用前述粘合剂时的粘接层的厚度可以为1~500μm、优选2~300μm。将前述粘合剂用于多层的形成时,各层的厚度及使用的粘合剂的种类可以相同也可以不同。
[遮光图案]
前述遮光图案可作为前述柔性显示装置的边框(bezel)或外壳的至少一部分来应用。利用遮光图案将被配置在前述柔性显示装置的边缘部的布线隐藏,使其不易被观察到,从而使图像的视觉辨认性提高。前述遮光图案可以为单层或多层的形态。遮光图案的颜色没有特别限制,可具有黑色、白色、金属色等多种颜色。遮光图案可由用于呈现颜色的颜料、和丙烯酸系树脂、酯系树脂、环氧系树脂、聚氨酯、聚硅氧烷等高分子形成。它们可以单独使用,或者也可以以2种以上的混合物的形式使用。前述遮光图案可利用印刷、光刻、喷墨等各种方法形成。遮光图案的厚度通常为1~100μm,优选为2~50μm。另外,还优选向遮光图案的厚度方向赋予倾斜等形状。
[实施例]
以下,通过实施例进一步详细地说明本发明。对于例中的“%”及“份”而言,只要没有特别记载,是指质量%及质量份。首先,对评价方法进行说明。
<弹性模量的测定>
使用(株)岛津制作所制“AUTOGRAPH AG-IS”,来测定实施例及比较例中得到的聚酰胺酰亚胺膜的弹性模量。制作长宽10mm幅面的膜,在夹头间距离为50mm、拉伸速度为10mm/分钟的条件下测定应力-应变曲线,由其斜率算出弹性模量。
<全光线透过率的测定>
按照JIS K 7105:1981,利用Suga Test Instruments Co.,Ltd.制的全自动直读雾度计算机HGM-2DP,针对实施例及比较例中得到的光学膜,测定样品的全光线透过率(Tt)。
<重均分子量(Mw)的测定>
凝胶渗透色谱(GPC)测定
(1)前处理方法
向样品中添加DMF洗脱液(10mmol/L溴化锂溶液),使得浓度成为2mg/mL,于80℃一边进行30分钟搅拌一边进行加热,冷却后,用0.45μm膜滤器进行过滤,将所得滤液作为测定溶液。
(2)测定条件
柱:Tosoh Corporation制TSKgelα-2500((7)7.8mm直径×300mm)×1根,α-M((13)7.8mm直径×300mm)×2根
洗脱液:DMF(添加有10mmol/L的溴化锂)
流量:1.0mL/分钟
检测器:RI检测器
柱温:40℃
进样量:100μL
分子量标准:标准聚苯乙烯
<厚度的测定>
实施例及比较例中得到的聚酰胺酰亚胺膜的厚度使用测微计(MitutoyoCorporation制“ID-C112XBS”)测定。
<清漆稳定性试验>
调节浓度而使得粘度成为30,000~40,000cP,将聚酰胺酰亚胺树脂和二甲基乙酰胺混合,一边混合一边于70℃进行加热,制作清漆。将制作的清漆10g放入至直径为27mm的玻璃螺纹管内,于25℃在直立的状态下静置3天。然后,将玻璃螺纹管以90°横向放倒,进一步静置1小时。1小时后,将液面成为水平状态的情况判断为溶液状态,将未成为水平的情况判断为凝胶状态。需要说明的是,在表1中记载的结果中,将判断为溶液状态的情况记为〇,将判断为凝胶状态的情况记为×。
<实施例1>
[聚酰胺酰亚胺树脂(1)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)及N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),使TFMB的固态成分成为5.39质量%,进而,添加4,4’-(六氟丙叉)二苯胺(6FDAM),使其相对于TFMB而言成为11.11mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA),使其相对于TFMB而言成为44.67mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加对苯二甲酰氯(TPC),使其相对于TFMB而言成为60.30mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为6.70mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为60.30mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为313.67mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(1)。
[聚酰胺酰亚胺膜(1)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(1)中,以浓度成为6.5质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(1),于25℃放置3天。然后,使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆(1)以自支撑膜的厚度成为45μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框,进而于200℃进行60分钟干燥,得到厚度为40μm的聚酰胺酰亚胺膜(1)。
<实施例2>
[聚酰胺酰亚胺树脂(2)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为4.81质量%,进而,添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为25.00mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加BPDA,使其相对于TFMB而言成为50.25mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为67.84mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为7.54mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为75.38mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为351.76mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(2)。
[聚酰胺酰亚胺膜(2)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(2)中,以浓度成为6.0质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(2),于25℃放置3天。然后,使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆(2)以自支撑膜的厚度成为45μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框,进而于200℃进行60分钟干燥,得到厚度为40μm的聚酰胺酰亚胺膜(2)。
<实施例3>
[聚酰胺酰亚胺树脂(3)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为5.44质量%,进而添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为11.11mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加BPDA,使其相对于TFMB而言成为34.01mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为71.43mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为7.94mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为79.37mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为238.10mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(3)。
[聚酰胺酰亚胺膜(3)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(3)中,以浓度成为8.0质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(3),于25℃放置3天。然后,使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆(3)以自支撑膜的厚度成为55μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框,进而于200℃进行60分钟干燥,得到厚度为50μm的聚酰胺酰亚胺膜(3)。
<实施例4>
[聚酰胺酰亚胺树脂(4)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为5.39质量%,进而添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为11.11mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加BPDA,使其相对于TFMB而言成为33.50mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加4,4’氧基双(苯甲酰氯)(OBBC),使其相对于TFMB而言成为11.17mol%,并添加TPC,使其相对于TFMB而言成为60.30mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为6.70mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为78.17mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为234.51mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(4)。
[聚酰胺酰亚胺膜(4)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(4)中,以浓度成为6.5质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(4),于25℃放置3天。然后,使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆(4)以自支撑膜的厚度成为42μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框,进而于200℃进行60分钟干燥,得到厚度为38μm的聚酰胺酰亚胺膜(4)。
<比较例1>
[聚酰胺酰亚胺树脂(5)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为5.36质量%,进而添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为11.11mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加BPDA,使其相对于TFMB而言成为43.35mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为61.23mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为6.80mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为68.03mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为317.46mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(5)。
[聚酰胺酰亚胺膜(5)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(5)中,以浓度成为9.0质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(5),于25℃放置3天。3天后进行稳定性确认时,已成为凝胶状态,已丧失流动性,因而未能进行涂布,未能得到膜。
<比较例2>
[聚酰胺酰亚胺树脂(6)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为5.31质量%,进而添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为11.11mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加BPDA,使其相对于TFMB而言成为46.30mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为62.50mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为6.94mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为69.44mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为324.07mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(6)。
[聚酰胺酰亚胺膜(6)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(6)中,以浓度成为8.0质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(6),于25℃放置3天。3天后进行稳定性确认时,已成为凝胶状态,已丧失流动性,因而未能进行涂布,未能得到膜。
<比较例3>
[聚酰胺酰亚胺树脂(7)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为4.89质量%,进而添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为11.11mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,添加6FDA,使其相对于TFMB而言成为44.67mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为60.30mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为6.70mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为67.00mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为312.67mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(7)。
[聚酰胺酰亚胺膜(7)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(7)中,以浓度成为8.0质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(7),于25℃放置3天。然后,使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆(7)以自支撑膜的厚度成为55μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框,进而于200℃进行60分钟干燥,得到厚度为50μm的聚酰胺酰亚胺膜(7)。
<实施例5>
[聚酰胺酰亚胺树脂(8)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为4.65质量%,进而添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为25.00mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加BPDA,使其相对于TFMB而言成为75.76mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为45.46mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为5.05mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为50.51mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为530.30mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(8)。
[聚酰胺酰亚胺膜(8)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(8)中,以浓度成为6.5质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(8),于25℃放置3天。然后,使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆(8)以自支撑膜的厚度成为55μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框,进而于200℃进行60分钟干燥,得到厚度为50μm的聚酰胺酰亚胺膜(8)。
<实施例6>
[聚酰胺酰亚胺树脂(9)的制备]
在氮气气氛下,向具备搅拌叶片的可拆式烧瓶中添加TFMB及DMAc,使TFMB的固态成分成为5.35质量%,进而添加6FDAM,使其相对于TFMB而言成为11.11mol%,在室温下一边搅拌一边将TFMB和6FDAM溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加BPDA,使其相对于TFMB而言成为34.01mol%,在室温下进行3小时搅拌。然后,冷却至10℃,然后,添加OBBC,使其相对于TFMB而言成为11.34mol%,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为61.23mol%,进行30分钟搅拌。然后,添加与最初添加的DMAc等量的DMAc,进行10分钟搅拌,然后,添加TPC,使其相对于TFMB而言成为6.80mol%,进行2小时搅拌。接下来,向烧瓶中添加分别相对于TFMB而言为79.37mol%的二异丙基乙基胺和4-甲基吡啶、和相对于TFMB而言为238.10mol%的乙酸酐,进行30分钟搅拌,然后,将内温升温至70℃,进而进行3小时搅拌,得到反应液。
将得到的反应液冷却至室温,以线状投入至大量的甲醇中,将析出的沉淀物取出,在甲醇中浸渍6小时,然后用甲醇洗涤。接下来,于60℃进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂(9)。
[聚酰胺酰亚胺膜(9)的制造]
向得到的聚酰胺酰亚胺树脂(9)中,以浓度成为9.0质量%的方式添加DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆(9),于25℃放置3天。然后,使用涂敷器,将得到的聚酰胺酰亚胺清漆(9)以自支撑膜的厚度成为55μm的方式涂布于聚酯基材(东洋纺(株)制,商品名“A4100”)的平滑面上,于50℃进行30分钟干燥,接下来于140℃进行15分钟干燥,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框,进而于200℃进行60分钟干燥,得到厚度为50μm的聚酰胺酰亚胺膜(9)。
按照上述的方法,测定实施例及比较例中得到的聚酰胺酰亚胺树脂的重均分子量、聚酰胺酰亚胺系树脂膜(1)~(4)及(8)~(9)的弹性模量、全光线透过率及清漆稳定性。将得到的结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0002333991740000771
如表1所示那样,包含实施例1~6的聚酰胺酰亚胺树脂的膜是在维持高全光线透过率的同时还具有高弹性模量的膜。另外,清漆的稳定性也良好。与此相对,对于包含树脂的重均分子量低的比较例1及2的聚酰胺酰亚胺树脂的膜而言,清漆的稳定性差,未能进行制膜。另外,包含不含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)的比较例3的聚酰胺酰亚胺树脂的膜不具有充分的弹性模量。

Claims (12)

1.聚酰胺酰亚胺系树脂,其是至少具有来自四羧酸化合物的式(a)表示的结构单元、来自二羧酸化合物的式(b)表示的结构单元、及来自二胺化合物的式(c)表示的结构单元的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,
包含式(a)中的Y由式(1)表示的结构单元(a1)作为所述来自四羧酸化合物的结构单元,
所述聚酰胺酰亚胺系树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量为330,000以上,
Figure FDA0002333991730000011
式(a)中,Y表示四价有机基团,
式(b)中,Z表示二价有机基团,
式(c)中,X表示二价有机基团,
Rc相互独立地表示氢原子或化学键,*表示化学键,
Figure FDA0002333991730000012
式(1)中,Ra相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,
Ra中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
n表示0~2的整数,
*表示化学键。
2.如权利要求1所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,包含式(2)表示的结构单元(b1)作为来自二羧酸化合物的结构单元,并且,
包含式(3)表示的结构单元(c1)作为来自二胺化合物的结构单元,
Figure FDA0002333991730000021
式(2)中,Z1表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
*表示化学键,
Figure FDA0002333991730000022
式(3)中,X1表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
Rc相互独立地表示氢原子或化学键,
*表示化学键。
3.如权利要求2所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(3)中的X1由式(4)表示,
Figure FDA0002333991730000023
式(4)中,Rb相互独立地表示碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为6~12的芳基、或碳原子数为1~6的烷氧基,
Rb中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
r相互独立地表示1~4的整数,
*表示化学键。
4.如权利要求1~3中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,包含式(b)中的Z由式(5)表示的结构单元(b2)作为来自二羧酸化合物的结构单元,以及/或者,
包含式(c)中的X由式(5)表示的结构单元(c2)作为来自二胺化合物的结构单元,以及/或者,
还包含式(a)中的Y由式(6)表示的结构单元(a2)作为来自四羧酸化合物的结构单元,
Figure FDA0002333991730000031
式(5)中,Ar1相互独立地表示可以具有取代基的二价芳香族基团,
V表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-,此处,所述烃基中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,R12表示氢原子、或可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基,
m表示1~3的整数,其中,m为2或3时,存在有多个的V相互可以相同也可以不同,
*表示化学键,
Figure FDA0002333991730000032
式(6)中,Ar2相互独立地表示可以具有取代基的三价芳香族基团,
s表示0~2的整数,
Ar1、V及*如针对式(5)中的Ar1、V及*定义的那样,其中,s为2时,存在有多个的V及Ar1分别相互可以相同也可以不同。
5.如权利要求4所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(5)及式(6)由式(7)表示,
Figure FDA0002333991730000033
式(7)中,R1相互独立地表示氢原子、碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为1~12的烷氧基或碳原子数为6~12的芳基,
R1中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
R*表示R1或化学键,
*表示化学键,
V表示-O-、二苯基亚甲基、碳原子数为1~12的直链状、支链状或脂环式的二价烃基、-SO2-、-S-、-CO-或-N(R12)-,此处,所述烃基中包含的氢原子相互独立地可以被卤素原子取代,
R12表示氢原子、或可以被卤素原子取代的碳原子数为1~12的烷基。
6.如权利要求5所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(7)由式(7’)或式(7”)表示,
Figure FDA0002333991730000041
式(7’)中,R*表示氢原子或化学键,*表示化学键,
Figure FDA0002333991730000042
式(7”)中,*表示化学键。
7.如权利要求1~6中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂,其中,式(1)由式(1’)表示,
Figure FDA0002333991730000043
*表示化学键。
8.聚酰胺酰亚胺系树脂清漆,其包含权利要求1~7中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂及溶剂。
9.光学膜,其包含权利要求1~7中任一项所述的聚酰胺酰亚胺系树脂。
10.柔性显示装置,其具备权利要求9所述的光学膜。
11.如权利要求10所述的柔性显示装置,其还具备触摸传感器。
12.如权利要求10或11所述的柔性显示装置,其还具备偏光板。
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