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TWI801480B - 聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯亞胺膜、清漆及基板 - Google Patents

聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯亞胺膜、清漆及基板 Download PDF

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TWI801480B
TWI801480B TW107147626A TW107147626A TWI801480B TW I801480 B TWI801480 B TW I801480B TW 107147626 A TW107147626 A TW 107147626A TW 107147626 A TW107147626 A TW 107147626A TW I801480 B TWI801480 B TW I801480B
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Abstract

本發明提供一種聚醯亞胺,其包含下述通式(5)所示之重複單元,此處通式(5)之A2 包含式(A-1)所示之4價基團,且通式(5)之B2 包含式(B-1)所示之2價基團,再者,A2 及/或B2 以特定的比例包含具有特定結構的4價或2價基團。該聚醯亞胺具有高透明性與低線熱膨脹係數,厚度方向位相差(retardation)亦小。
Figure 107147626-A0101-11-0001-1
(式中,A2 為具有芳香族環或脂環結構的4價基團,B2 為具有芳香族環或脂環結構的2價基團;其中,各重複單元所包含的A2 及B2 可相同亦可不同)。
Figure 107147626-A0101-11-0001-2

Description

聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯亞胺膜、清漆及基板
本發明係關於具有高透明性與低線熱膨脹係數、厚度方向位相差(retardation)亦小的聚醯亞胺及其前驅物。又,本發明係關於包含聚醯亞胺膜、聚醯亞胺前驅物或聚醯亞胺的清漆及基板。
近年伴隨高度資訊化社會的到來,於光通訊領域之光纖或光波導等顯示裝置領域之液晶配向膜或用於彩色濾光片的保護膜等光學材料之開發已有進展。尤其於顯示裝置領域,已有人探討替代玻璃基板之質輕且可撓性優異之塑膠基板,或積極開發可彎、可圓化的顯示器。因此,尋求可用於如此用途中的更高性能的光學材料。
芳香族聚醯亞胺,由於形成分子內共軛或電荷移動錯合物而固有地著色為黃褐色。作為抑制著色之方法,有人提出例如對於分子內導入氟原子、對於主鏈賦予彎曲性、導入體積大的基團作為側鏈等,以妨礙分子內共軛或電荷移動錯合物形成來使其展現透明性之方法。
又,亦有人提出藉由使用理論上不形成電荷移動錯合物的半脂環式或全脂環式聚醯亞胺來展現透明性的方法。特別是,已提出許多使用芳香族四羧酸二酐作為四羧酸成分、使用脂環式二胺作為二胺成分的高透明性半脂環式聚醯亞胺,及使用脂環式四羧酸二酐作為四羧酸成分、使用芳香族二胺作為二胺成分的高透明性半脂環式聚醯亞胺。
例如,專利文獻1中揭示一種聚醯亞胺,其使用降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2’’-降莰烷-5,5’’,6,6’’-四羧酸二酐(簡稱:CpODA)作為四羧酸成分,使用2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺(簡稱:TFMB)或TFMB與其他芳香族二胺(例如,TFMB:4,4’-二胺苯甲醯苯胺:9,9-雙(4-胺基苯基)茀=5:4:1(莫耳比))作為二胺成分。專利文獻2中揭示一種聚醯亞胺,其中使用具有特定立體異構物之比例的CpODA作為四羧酸成分、使用TFMB與其他芳香族二胺(例如,TFMB:4,4’-二胺苯甲醯苯胺=5:5(莫耳比)等)作為二胺成分。
又,專利文獻3中揭示一種聚醯亞胺樹脂,其係包含源自四羧酸二酐之構成單元A,與源自二胺化合物之構成單元B的聚醯亞胺樹脂,其中構成單元A包含源自CpODA之構成單元(A-1)、源自苯均四酸二酐之構成單元(A-2)及源自1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐之構成單元(A-3)的至少任1種,構成單元B包含源自9,9-雙(4-胺基苯基)茀之構成單元(B-1),構成單元B中的構成單元(B-1)的比例為60莫耳%以上。更具體而言,專利文獻3的實施例4中,係由CpODA(A-1)與9,9-雙(4-胺基苯基)茀(B-1)製造聚醯亞胺樹脂。專利文獻3的實施例5中,係由CpODA(A-1)、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐(A-3)與9,9-雙(4-胺基苯基)茀(B-1)製造聚醯亞胺樹脂((A-1):(A-3)=1:1(莫耳比))。專利文獻3的實施例6中,係由CpODA(A-1)、9,9-雙(4-胺基苯基)茀(B-1)與2,2’-二甲基聯苯胺(B-2)製造聚醯亞胺樹脂((B-1):(B-2)=4:1(莫耳比))。
再者,專利文獻4的實施例1及比較例1中記載,由CpODA、4,4’-二胺基-2,2’-二甲基聯苯及9,9-雙(4-胺基苯基)茀(莫耳比:1/1)所得之聚醯亞胺以及由CpODA與9,9-雙(4-胺基苯基)茀所得之聚醯亞胺。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2013/179727號 [專利文獻2]國際公開第2014/046064號 [專利文獻3]國際公開第2017/191822號 [專利文獻4]日本特開2017-133027號公報
[發明所欲解決之課題]
根據用途,例如顯示器用途等中,除了具有高透明性與低線熱膨脹係數以外,更要求厚度方向位相差(retardation)小的聚醯亞胺及聚醯亞胺膜。若光穿透厚度方向位相差大的膜,則無法正確顯示穿透光的顏色,可能發生滲色、視野變窄這樣的問題。因此,特別是在顯示器用途等中,期望降低厚度方向位相差。
本發明之目的係提供一種具有高透明性與低線熱膨脹係數、厚度方向位相差(retardation)亦小的聚醯亞胺及其前驅物。 [解決課題之手段]
本發明係關於以下的各項。 1.一種聚醯亞胺前驅物,其係包含下述通式(1)所示之重複單元的聚醯亞胺前驅物,其特徵為: 下述通式(1)之A1 包含下式(A-1)所示之4價基團,且下述通式(1)之B1 包含下式(B-1)所示之2價基團, 再者,下述通式(1)之A1 及/或B1 包含具有下式(2)所示之結構的4價或2價基團,或是下述通式(1)之A1 包含下式(3)所示之4價基團及/或下式(4)所示之4價基團, 在通式(1)之A1 100莫耳%中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團之總量的含有比例,與在通式(1)之B1 100莫耳%中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團之總量的含有比例的和,在120莫耳%以上, 其中,相對於式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量,具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的比例為80莫耳%以下, 且相對於式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量,具有式(2)所示之結構的2價基團的比例為80莫耳%以下。
[化1]
Figure 02_image007
(式中,A1 為具有芳香族環或脂環結構的4價基團,B1 為具有芳香族環或脂環結構的2價基團,R1 、R2 分別獨立為氫、碳數1~6的烷基或碳數3~9的烷矽基。其中,各重複單元所包含的A1 及B1 可相同亦可不同)。
[化2]
Figure 02_image009
[化3]
Figure 02_image011
[化4]
Figure 02_image013
[化5]
Figure 02_image015
[化6]
Figure 02_image017
2.一種聚醯亞胺,其係包含下述通式(5)所示之重複單元的聚醯亞胺,其特徵為: 下述通式(5)之A2 包含下式(A-1)所示之4價基團,且下述通式(5)之B2 包含下式(B-1)所示之2價基團, 再者,下述通式(5)之A2 及/或B2 包含具有下式(2)所示之結構的4價或2價基團,或下述通式(5)之A2 包含下式(3)所示之4價基團及/或下式(4)所示之4價基團, 通式(5)之A2 100莫耳%中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量的含有比例,與通式(5)之B2 100莫耳%中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量的含有比例的和,在120莫耳%以上, 其中,相對於式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量,具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的比例為80莫耳%以下,且, 相對於式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量,具有式(2)所示之結構的2價基團的比例為80莫耳%以下。
[化7]
Figure 02_image019
(式中,A2 為具有芳香族環或脂環結構的4價基團,B2 為具有芳香族環或脂環結構的2價基團。其中,各重複單元所包含的A2 及B2 可相同亦可不同)。
[化8]
Figure 02_image021
[化9]
Figure 02_image023
[化10]
Figure 02_image025
[化11]
Figure 02_image027
[化12]
Figure 02_image017
3.一種聚醯亞胺,係由該第1項之聚醯亞胺前驅物而得。 4.一種清漆,包含該第1項之聚醯亞胺前驅物或該第2項之聚醯亞胺。 5.一種聚醯亞胺膜,係使用包含該第1項之聚醯亞胺前驅物或該第2項之聚醯亞胺的清漆而得。 6.一種積層體,其特徵為:於玻璃基材上形成包含該第2或3項之聚醯亞胺的膜或該第5項之聚醯亞胺膜。 7. 一種用於顯示器、用於觸控式螢幕或用於太陽能電池的基板,其特徵為包含該第2或3項之聚醯亞胺、或該第5項之聚醯亞胺膜。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種具有高透明性與低線熱膨脹係數且厚度方向位相差(retardation)亦小的聚醯亞胺以及其前驅物。
由本發明的聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺及本發明的聚醯亞胺,具有高透明性與低線熱膨脹係數且厚度方向位相差(retardation)亦小,因此可較佳地用於形成顯示器用途等的基板。又,由本發明的聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺及本發明的聚醯亞胺,亦可較佳地使用在形成用於觸控式螢幕、用於太陽能電池的基板。
本發明的聚醯亞胺前驅物,係包含該通式(1)所示之重複單元的聚醯亞胺前驅物。該通式(1)所示之重複單元的總含量相對於所有重複單元,較佳為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上,特佳為100莫耳%。通式(1)中的A1 為具有芳香族環或脂環結構的4價基團,較佳為具有脂環結構的4價基團。通式(1)中的B1 為具有芳香族環或脂環結構的2價基團,較佳為具有芳香族環的2價基團。
接著,本發明的聚醯亞胺前驅物中,該通式(1)中的A1 包含該式(A-1)所示之4價基團,且該通式(1)中的B1 包含該式(B-1)所示之2價基團,再者該通式(1)之A1 及/或B1 包含具有該式(2)所示之結構的4價或2價基團,或是該通式(1)之A1 包含該式(3)所示之4價基團及/或該式(4)所示之4價基團。亦可為A1 及/或B1 包含具有該式(2)所示之結構的4價或2價基團,且A1 包含該式(3)所示之4價基團及/或該式(4)所示之4價基團。
再者,該等的含量中,通式(1)之A1 100莫耳%中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量的含有比例,與通式(1)之B1 100莫耳%中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量的含有比例的和,在120莫耳%以上,較佳為160莫耳%以上,更佳為180莫耳%以上。其中,相對於通式(1)之A1 中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量,具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的比例在80莫耳%以下,且相對於通式(1)之B1 中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量,具有式(2)所示之結構的2價基團的比例為80莫耳%以下。又,該2個比例的和較佳為125莫耳%以下。
本發明的聚醯亞胺係包含該通式(5)所示之重複單元的聚醯亞胺。該通式(5)所示之重複單元的總含量相對於所有重複單元,較佳為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上,特佳為100莫耳%。通式(5)中的A2 為具有芳香族環或脂環結構的4價基團,較佳為具有脂環結構的4價基團。通式(5)中的B2 為具有芳香族環或脂環結構的2價基團,較佳為具有芳香族環的2價基團。
接著,本發明的聚醯亞胺中,該通式(5)中的A2 包含該式(A-1)所示之4價基團,且該通式(5)中的B2 包含該式(B-1)所示之2價基團,再者,該通式(5)之A2 及/或B2 包含具有該式(2)所示之結構的4價或2價基團,或該通式(5)之A2 包含該式(3)所示之4價基團及/或該式(4)所示之4價基團。A2 及/或B2 ,包含具有該式(2)所示之結構的4價或2價基團,且A2 亦可包含該式(3)所示之4價基團及/或該式(4)所示之4價基團。
再者,該等的含量中,通式(5)之A2 100莫耳%中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量的含有比例,與通式(5)之B2 100莫耳%中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量的含有比例的和,在120莫耳%以上,較佳為160莫耳%以上,更佳為180莫耳%以上。其中,相對於通式(5)之A2 中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量,具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的比例在80莫耳%以下,且相對於通式(5)之B2 中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量,具有式(2)所示之結構的2價基團的比例在80莫耳%以下。又,該2個的比例的和較佳係在125莫耳%以下。
本說明書中,適當使用以下簡稱。
CpODA:降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2’’-降莰烷-5,5’’,6,6’’-四羧酸二酐 CpODA等:降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2’’-降莰烷-5,5’’,6,6’’-四羧酸類等(四羧酸類等表示四羧酸、以及四羧酸二酐、四羧酸矽酯、四羧酸酯、四羧醯氯等的四羧酸衍生物) TFMB:2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺 提供該式(A-1)所示之4價基團的四羧酸成分為CpODA等,提供該式(B-1)所示之2價基團的二胺成分為TFMB。由CpODA等與TFMB所得之聚醯亞胺,即由A1 為該式(A-1)所示之4價基團、B1 為該式(B-1)所示之2價基團的該通式(1)的重複單元所構成之聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺,以及A2 為該式(A-1)所示之4價基團、B2 為該式(B-1)所示之2價基團的該通式(5)的重複單元所構成之聚醯亞胺,其透明性高、線熱膨脹係數低,但具有厚度方向位相差(retardation)較大的傾向。將聚醯亞胺膜用於顯示器用途等的情況,如上所述,厚度方向位相差大,可能引起穿透光的顏色無法正確顯示、滲色、視野變窄這樣的問題。相對於此,以上述的含量(比例),在源自四羧酸成分之結構的通式(1)之A1 、通式(5)之A2 及/或源自二胺成分之結構的通式(1)之B1 、通式(5)之B2 中,導入具有該式(2)所示之結構的基團,或是在源自四羧酸成分之結構的通式(1)之A1 、通式(5)之A2 中,導入該式(3)所示之4價基團及/或該式(4)所示之4價基團,藉此可維持高透明性、低線熱膨脹係數的同時,降低厚度方向位相差(retardation)。結果可得到具有高透明性與低線熱膨脹係數、厚度方向位相差(retardation)亦小的聚醯亞胺。
此處,該式(2)所示之結構中相鄰的芳香族環可進一步直接鍵結或是以醚鍵連結,亦可為例如下式(2’)所示之結構。
[化13]
Figure 02_image030
(式中,R為直接鍵結或醚鍵(-O-))。
又,該式(2)所示之結構所包含的芳香族環,亦可以甲基等的烷基、三氟甲基等的氟化烷基、鹵素基團等的取代基進行取代,但通常較佳係不具有取代基。另外,取代位置並未特別限定。
提供具有該式(2)所示之結構的4價基團的四羧酸成分為具有該式(2)所示之結構的四羧酸類等,例如可列舉:9,9’-雙(3,4-二羧基苯基)茀二酐或其他衍生物(四羧酸矽酯、四羧酸酯、四羧醯氯等的、四羧酸二酐以外的四羧酸衍生物)等。提供包含該式(2)表示之結構的2價基團的二胺成分,為具有該式(2)所示之結構的二胺,例如可列舉:9,9-雙(4-胺基苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氯苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氟苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-甲基苯基)茀、4,4’-(螺[茀-9,9’-呫噸]-3’,6’-二基雙(氧基))二苯胺等。
又,提供該式(3)所示之4價基團的四羧酸成分為1,2,4,5-環己烷四羧酸類等。
提供該式(4)所示之4價基團的四羧酸成分為2,3,3’,4’-聯苯四羧酸類等。
換言之,本發明的聚醯亞胺前驅物及本發明的聚醯亞胺, 係由包含(a-1)CpODA等、 (a-2)具有該式(2)所示之結構的四羧酸類等、1,2,4,5-環己烷四羧酸類等、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸類等的任1種以上的四羧酸成分及 (b)包含TFMB的二胺成分、或包含TFMB與具有該式(2)所示之結構的二胺的二胺成分所得; 或由 (a)包含CpODA等的四羧酸成分與 (b)包含TFMB與具有該式(2)所示之結構的二胺的二胺成分所得。
作為此處所使用的四羧酸成分的CpODA等,在6種立體異構物之中,較佳為包含trans-endo-endo-降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2’’-降莰烷-5,5’’,6,6’’-四羧酸類等(trans-endo-endo體)及/或cis-endo-endo-降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2’’-降莰烷-5,5’’,6,6’’-四羧酸類等(cis-endo-endo體)。在一實施態樣中,CpODA等中的trans-endo-endo體及/或cis-endo-endo體的比例,總計較佳為80莫耳%以上,更佳為90莫耳%以上,再佳為95莫耳%以上,特佳為99莫耳%以上。
作為此處所使用的四羧酸成分的1,2,4,5-環己烷四羧酸類等,在6種立體異構物之中,較佳係包含1R,2S,4S,5R-環己烷四羧酸類等。在一實施態樣中,1,2,4,5-環己烷四羧酸類等中的1R,2S,4S,5R-環己烷四羧酸類的比例較佳為50莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,再佳為90莫耳%以上,特佳為95莫耳%以上。
CpODA等可單獨使用1種,亦可組合多種使用。又,具有該式(2)所示之結構的四羧酸類等、1,2,4,5-環己烷四羧酸類等及2,3,3’,4’-聯苯四羧酸類等,亦可單獨使用1種,亦可組合多種使用。具有該式(2)所示之結構的二胺可單獨使用1種,亦可組合多種使用。
作為提供該通式(1)所示之重複單元或該通式(5)所示之重複單元的其他四羧酸成分,可使用其他芳香族或脂環式四羧酸類的任一種。雖並未特別限定,但例如可列舉:2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、4-(2,5-二側氧基四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸、苯均四酸、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸、4,4’-氧基二鄰苯二甲酸、雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、間聯三苯基-3,4,3’,4’-四羧酸二酐、對聯三苯基-3,4,3’,4’-四羧酸二酐、雙羧基苯基二甲基矽烷、雙二羧基苯氧基二苯硫醚、磺醯基二鄰苯二甲酸、1,2,3,4-環丁烷四羧酸、異亞丙基二苯氧基雙鄰苯二甲酸、[1,1’-聯(環己烷)]-3,3’,4,4’-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-2,3,3’,4’-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-2,2’,3,3’-四羧酸、4,4’-亞甲基雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-(丙烷-2,2-二基)雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-氧基雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-硫雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-磺醯基雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-(二甲基矽烷二基)雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-(四氟丙烷-2,2-二基)雙(環己烷-1,2-二羧酸)、八氫戊搭烯-1,3,4,6-四羧酸、雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸、6-(羧基甲基)雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5-三羧酸、雙環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸、雙環[2.2.2]辛-5-烯-2,3,7,8-四羧酸、三環[4.2.2.02,5]癸烷-3,4,7,8-四羧酸、三環[4.2.2.02,5]癸-7-烯-3,4,9,10-四羧酸、9-氧雜三環[4.2.1.02,5]壬烷-3,4,7,8-四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2c,3c,6c,7c-四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2t,3t,6c,7c-四羧酸、及該等的四羧酸的衍生物(四羧酸二酐等)等。該等之中,更佳為2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、4,4’-氧基二苯二甲酸、1,2,3,4-環丁烷四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2c,3c,6c,7c-四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2t,3t,6c,7c-四羧酸等的衍生物及該等的酸二酐。該等的四羧酸成分可單獨使用,又亦可組合多種使用。
作為提供該通式(1)的重複單元或該通式(5)所示之重複單元的其他二胺成分,可使用其他芳香族或脂環式二胺的任一者。雖並未特別限定,例如可列舉:對苯二胺、間苯二胺、聯苯胺、3,3’-二胺基-聯苯、3,3’-雙(三氟甲基)聯苯胺、間聯甲苯胺、4,4’-二胺基苯醯替苯胺、3,4’-二胺基苯醯替苯胺、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺、N,N’-對伸苯基雙(對胺基苯甲醯胺)、4-胺基苯氧基-4-二胺基苯甲酸酯、雙(4-胺基苯基)對苯二甲酸酯、聯苯-4,4’-二羧酸雙(4-胺基苯基)酯、雙(對胺基苯甲酸)對伸苯酯、雙(4-胺基苯基)-[1,1’-聯苯]-4,4’-二羧酸酯、[1,1’-聯苯]-4,4’-二基雙(4-胺基苯甲酸酯)、4,4’-氧基二苯胺、3,4’-氧基二苯胺、3,3’-氧基二苯胺、雙(4-胺基苯基)硫、對亞甲基雙(苯二胺)、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、雙(4-胺基苯基)碸、3,3-雙((胺基苯氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(4-(4-胺基苯氧基)二苯基)碸、雙(4-(3-胺基苯氧基)二苯基)碸、八氟聯苯胺、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氟-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、1,4-二胺基環己烷、1,4-二胺基-2-甲基環己烷、1,4-二胺基-2-乙基環己烷、1,4-二胺基-2-正丙基環己烷、1,4-二胺基-2-異丙基環己烷、1,4-二胺基-2-正丁基環己烷、1,4-二胺基-2-異丁基環己烷、1,4-二胺基-2-第二丁基環己烷、1,4-二胺基-2-第三丁基環己烷、1,2-二胺基環己烷、1,4-二胺基環己烷等及該等的衍生物。該等之中,更佳為對苯二胺、間聯苯甲胺、4,4’-氧基二苯胺、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯等。該等的二胺成分為可單獨使用,又亦可組合多種使用。
本發明的聚醯亞胺前驅物及本發明的聚醯亞胺,除了該通式(1)所示之重複單元或該通式(5)所示之重複單元以外,亦可包含其他重複單元的1種以上。作為提供其他重複單元的四羧酸成分及二胺成分並未特別限定,其他習知的四羧酸類、習知的二胺類皆可使用。又,在組合之二胺成分為無法提供該通式(1)所示之重複單元或該通式(5)所示之重複單元的二胺成分的情況中,提供其他重複單元的四羧酸成分亦可例示為提供該通式(1)所示之重複單元或該通式(5)所示之重複單元的四羧酸成分(亦包含CpODA等、具有該式(2)所示之結構的四羧酸類等、1,2,4,5-環己烷四羧酸類等、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸類等)。又,在組合之四羧酸成分為無法提供該通式(1)所示之重複單元或該通式(5)所示之重複單元的四羧酸成分的情況,提供其他重複單元的二胺成分亦可例示為提供該通式(1)所示之重複單元或該通式(5)所示之重複單元的二胺成分(亦包含TFMB、具有該式(2)所示之結構的二胺)。
本發明的聚醯亞胺前驅物中,該通式(1)中的R1 、R2 分別獨立為氫、碳數1~6、較佳為碳數1~3的烷基(特佳為甲基或乙基)、或碳數3~9的烷矽基(特佳為三甲基矽基或第三丁基二甲基矽基)任一者。R1 、R2 中,可藉由後述的製造方法改變其官能基的種類及官能基的導入率。
官能基的導入率並未特別限定,導入烷基或烷矽基的情況,可分別使R1 、R2 的25%以上、較佳為50%以上、更佳為75%以上為烷基或烷矽基。藉由分別使R1 、R2 的25%以上為烷基或烷矽基,可使聚醯亞胺前驅物的保存穩定性優良。
本發明的聚醯亞胺前驅物,分別獨立地根據R1 與R2 所採取的化學結構,可分類為1)聚醯胺酸(R1 與R2 為氫)、2)聚醯胺酸酯(R1 、R2 之至少一部分為烷基)、3)4)聚醯胺酸矽酯(R1 、R2 之至少一部分為烷矽基)。接著,本發明的聚醯亞胺前驅物,針對該各分類可藉由以下的製造方法輕易製造。然而,本發明之聚醯亞胺前驅物的製造方法並不限於以下的製造方法。 1)聚醯胺酸
本發明的聚醯亞胺前驅物,使作為四羧酸成分的四羧酸二酐與二胺成分約為等莫耳,較佳係以二胺成分相對於四羧酸成分的莫耳比[二胺成分的莫耳數/四羧酸成分的莫耳數]較佳為0.90~1.10、更佳為0.95~1.05的比例,例如在120℃以下的較低溫度下,抑制醯亞胺化的同時在溶劑中反應,藉此可較佳地得到聚醯亞胺前驅物溶液組成物。
本發明的聚醯亞胺前驅物的合成方法並未限定,更具體而言,使二胺溶解於有機溶劑,並在該溶液中攪拌的同時,緩慢添加四羧酸二酐,在0~120℃、較佳為5~80℃的範圍內攪拌1~72小時,藉此得到聚醯亞胺前驅物。為了使聚醯亞胺前驅物的分子量容易增加,如上述製造方法中的二胺與四羧酸二酐的添加順序較佳。又,從減少析出物的觀點來看,亦可使上述製造方法的二胺與四羧酸二酐的添加順序相反較佳。
又,在四羧酸成分與二胺成分的莫耳比中二胺成分會過剩的情況下,可因應需求,添加與二胺成分的過剩莫耳數約等量的羧酸衍生物,而可使四羧酸成分與二胺成分的莫耳比接近約略等量。作為此處的羧酸衍生物,較佳為實質上不使聚醯亞胺前驅物溶液的黏度增加、亦即實質上與分子鏈延長無關的四羧酸,或是發揮封端劑之功能的三羧酸與其酸酐、二羧酸與其酸酐等。 2)聚醯胺酸酯
使四羧酸二酐與任意的醇反應,得到二酯二羧酸後,與氯化試藥(亞硫醯氯、草醯氯等)反應,得到二酯二羧醯氯。藉由在-20~120℃、較佳為-5~80℃的範圍內將該二酯二羧醯氯與二胺攪拌1~72小時,得到聚醯亞胺前驅物。又,使用磷系縮合劑或碳二亞胺縮合劑等使二酯二羧酸與二胺脫水縮合,亦可簡便地得到聚醯亞胺前驅物。
該方法所得之聚醯亞胺前驅物,因為安定,亦可添加水或醇等的溶劑並進行再沉澱等的精製。 3)聚醯胺酸矽基酯(間接法)
預先使二胺與矽基化劑反應而得到經矽基化之二胺。因應需求以蒸餾等進行經矽基化之二胺的精製。接著,使經矽基化之二胺溶解於經脫水的溶劑中,攪拌的同時緩慢添加四羧酸二酐,在0~120℃、較佳為5~80℃的範圍內攪拌1~72小時,得到聚醯亞胺前驅物。
作為此處所使用的矽基化劑,若使用不含氯的矽基化劑則不需要對經矽基化之二胺進行精製,因而較佳。作為不含氯原子的矽基化劑,可列舉N,O-雙(三甲基矽基)三氟乙醯胺、N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺、六甲基二矽氮烷。從不含氟原子而降低成本的觀點來看,特佳為N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺、六甲基二矽氮烷。
又,二胺的矽基化反應中,為了促進反應,可使用吡啶、哌啶、三乙胺等的胺系觸媒。此觸媒可直接作為聚醯亞胺前驅物的聚合觸媒使用。 4)聚醯胺酸矽基酯(直接法)
將1)的方法所得之聚醯胺酸溶液與矽基化劑混合,在0~120℃、較佳為5~80℃的範圍內攪拌1~72小時,得到聚醯亞胺前驅物。
作為此處所使用的矽基化劑,若使用不含氯的矽基化劑,則不需要對經矽基化之聚醯胺酸或所得之聚醯亞胺進行精製,因而較佳。作為不含氯原子的矽基化劑,可列舉:N,O-雙(三甲基矽基)三氟乙醯胺、N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺、六甲基二矽氮烷。從不含氟原子而降低成本的觀點來看,特佳為N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺、六甲基二矽氮烷。
該製造方法,皆可適合在有機溶劑中進行,結果可輕易得到本發明之聚醯亞胺前驅物的清漆。
製備聚醯亞胺前驅物時所使用的溶劑,較佳為例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、二甲基亞碸等的非質子性溶劑、特佳為N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮;只要可溶解原料單體成分與生成的聚醯亞胺,則可毫無問題地使用各種溶劑,其結構並未特別限定。作為溶劑,較佳為採用N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等的醯胺溶劑、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯、α-甲基-γ-丁內酯等的環狀酯溶劑、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等的碳酸酯溶劑、三乙二醇等二醇系溶劑、間甲酚、對甲酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚等苯酚系溶劑、苯乙酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、環丁碸、二甲基亞碸等。再者,亦可使用其他一般的有機溶劑、亦即苯酚、鄰甲酚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丁酯、丙二醇甲基乙酸酯、乙基賽珞蘇、丁基賽珞蘇、2-甲基賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、丁基賽珞蘇乙酸酯、四氫呋喃、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、二丁醚、二乙二醇二甲醚、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環戊酮、環己酮、甲乙酮、丙酮、丁醇、乙醇、二甲苯、甲苯、氯苯、萜烯、礦精、石油腦系溶劑等。另外,溶劑亦可組合多種使用。
本發明中,聚醯亞胺前驅物的對數黏度並未特別限定,在30℃下的濃度0.5g/dL的N,N-二甲基乙醯胺溶液中的對數黏度較佳為0.2dL/g以上、更佳為0.8dL/g以上、特佳為0.9dL/g以上。若對數黏度在0.2dL/g以上,則聚醯亞胺前驅物的分子量高,所得之聚醯亞胺的機械強度及耐熱性優良。
本發明中,聚醯亞胺前驅物的清漆(聚醯亞胺前驅物溶液組成物),至少包含本發明的聚醯亞胺前驅物與溶劑,相對於溶劑、四羧酸成分與二胺成分的總量,四羧酸成分與二胺成分的總量為5質量%以上、較佳為10質量%以上、更佳為15質量%以上的比例。另外,通常為60質量%以下、較佳為50質量%以下。此濃度接近起因於聚醯亞胺前驅物之固體成分濃度,若此濃度過低,例如可能難以控制在製造聚醯亞胺膜時所得之聚醯亞胺膜的膜厚。
作為用於本發明之聚醯亞胺前驅物的清漆的溶劑,只要可溶解聚醯亞胺前驅物即無問題,其結構並未特別限定。作為聚醯亞胺前驅物之清漆的溶劑,可列舉與在製備上述聚醯亞胺前驅物時使用之溶劑相同者,可將製備聚醯亞胺前驅物時所使用之溶劑直接作為聚醯亞胺前驅物之清漆的溶劑使用。又,亦可因應需求,從如上述所製備之聚醯亞胺前驅物溶液去除溶劑或添加溶劑。
本發明中,聚醯亞胺前驅物的清漆的黏度(旋轉黏度)並未特別限定,使用E型旋轉黏度計,以溫度25℃、剪切速度20sec-1 測量的旋轉黏度較佳為0.01~1000Pa・sec、更佳為0.1~100Pa・sec。又,亦可因應需求賦予觸變性。上述範圍的黏度中,在進行塗布及製膜時容易操作,又可抑制眼孔(eye hole)、且塗勻性優良,因此可得到良好的被覆膜。
本發明的聚醯亞胺前驅物的清漆中,可因應需求含有化學醯亞胺化劑(乙酸酐等的酸酐或吡啶、異喹啉等的胺化合物)、抗氧化劑、填料(二氧化矽等的無機粒子等)、染料、顏料、矽烷偶合劑等的偶合劑、底塗劑、阻燃材、消泡劑、塗勻劑、流變性控制劑(流動輔助劑)、剝離劑等。
本發明的聚醯亞胺,可藉由如前所述的本發明之聚醯亞胺前驅物進行脫水閉環反應(醯亞胺化反應)而較佳地製造。醯亞胺化的方法並未特別限定,可較佳地應用習知的熱醯亞胺化、或化學醯亞胺化的方法。
所得之聚醯亞胺的形態,較佳可列舉膜、聚醯亞胺膜與其他基材的積層體、塗膜、粉末、珠、成型體、發泡體及清漆等。
以下說明使用本發明之聚醯亞胺前驅物的、聚醯亞胺膜/基材積層體或聚醯亞胺膜的製造方法的一例。然而,不限於以下的方法。
將本發明的聚醯亞胺前驅物的清漆流延、塗布於基材上,在真空中、氮氣等的惰性氣體中或是空氣中,使用熱風或紅外線,於20~180℃、較佳為20~150℃的溫度範圍內進行乾燥。接著,使所得之聚醯亞胺前驅物膜在基材上,或是在將聚醯亞胺前驅物膜從基材上剝離並將該膜之端部固定的狀態下,於真空中、氮氣等的惰性氣體中或空氣中,使用熱風或紅外線,以200~500℃、更佳為250~450℃左右的溫度進行加熱醯亞胺化,藉此可製造聚醯亞胺膜/基材積層體或聚醯亞胺膜。另外,為了防止所得之聚醯亞胺膜氧化劣化,期望係在真空中或惰性氣體中進行加熱醯亞胺化。若加熱醯亞胺化的溫度不太高,則在空氣中進行亦無妨。
此處作為基材並未特別限定,可使用例如陶瓷(玻璃、矽、氧化鋁),金屬(銅、鋁、不銹鋼)、耐熱塑膠膜(聚醯亞胺膜)等的基材。在一實施態樣中,作為基材較佳為玻璃,使聚醯亞胺膜形成於玻璃基材上的聚醯亞胺膜/玻璃基材積層體,例如可較佳地使用在製造用於顯示器的基板等。
又,聚醯亞胺前驅物的醯亞胺化反應,亦可藉化學處理代替以上述加熱處理進行之加熱醯亞胺化,該化學處理係在吡啶或三乙胺等的3級胺存在下,將聚醯亞胺前驅物浸漬於含有乙酸酐等的脫水環化試藥的溶液等。又,預先將該等的脫水環化試藥投入聚醯亞胺前驅物的清漆中並攪拌,將其流延於基材上並乾燥,藉此可製作部分醯亞胺化的聚醯亞胺前驅物,進一步對其進行上述加熱處理,可得到聚醯亞胺膜/基材積層體或是聚醯亞胺膜。
又,可藉由下述方法較佳地製造本發明的聚醯亞胺:使四羧酸成分與二胺成分在溶劑中反應,製備包含本發明之聚醯亞胺的溶液組成物(清漆),藉由加熱等,從所製備之聚醯亞胺溶液組成物去除溶劑。
以下說明本發明之聚醯亞胺溶液組成物(包含聚醯亞胺之清漆)的製造方法及使用該聚醯亞胺溶液組成物之聚醯亞胺膜/基材積層體或是聚醯亞胺膜之製造方法的一例。然而,並不限於以下方法。
使四羧酸二酐等的四羧酸成分與二胺成分約為等莫耳,較佳係以二胺成分相對於四羧酸成分的莫耳比[二胺成分的莫耳數/四羧酸成分的莫耳數]較佳為0.90~1.10、更佳為0.95~1.05的比例在溶劑中反應,而可較佳地得到本發明的聚醯亞胺溶液組成物。
更具體而言,使二胺成分溶解於溶劑中,在該溶液中攪拌的同時,緩慢添加四羧酸二酐等的四羧酸成分,因應需求,較佳係在室溫~80℃的範圍內攪拌0.5~30小時後升溫以進行醯亞胺化反應,藉此可得到聚醯亞胺溶液。亦可在添加四羧酸成分後立即升溫而進行醯亞胺化反應。又,亦可使二胺成分與四羧酸成分的添加順序相反,亦可同時將二胺成分與四羧酸成分添加至溶劑中。
醯亞胺化的方法並未特別限定,可較佳地應用習知的熱醯亞胺化,或化學醯亞胺化的方法。例如,在100℃以上、較佳為120℃以上、更佳為150~250℃之範圍的溫度下,將包含四羧酸二酐等的四羧酸成分與二胺成分的溶液攪拌0.5~72小時,使四羧酸成分與二胺成分反應,藉此可進行醯亞胺化反應。化學醯亞胺化的情況,在反應溶液加入化學醯亞胺化劑(乙酸酐等的酸酐或吡啶、異喹啉、三乙胺等的胺化合物)以進行反應。亦可因應需求,將醯亞胺化觸媒等加入反應溶液以進行反應。
又,亦可在去除反應時所產生的水的同時進行醯亞胺化反應。
在四羧酸成分與二胺成分的莫耳比中二胺成分過剩的情況,可因應需求,添加與二胺成分的過剩莫耳數約等量的羧酸衍生物,而可使四羧酸成分與二胺成分的莫耳比接近大致相同。作為此處的羧酸衍生物,較佳為實質上不使聚醯亞胺溶液的黏度增加、亦即實質的上與分子鏈延長無關的四羧酸,或發揮作為封端劑之功能的三羧酸與其酸酐、二羧酸與其酸酐等。
製備聚醯亞胺溶液時所使用的溶劑,例如,較佳為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、二甲基亞碸等的非質子性溶劑、特佳為N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮;只要可溶解原料單體成分與生成的聚醯亞胺,則可毫無問題地使用各種溶劑,其結構並未特別限定。作為溶劑,較佳為採用N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等的醯胺溶劑、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯、α-甲基-γ-丁內酯等的環狀酯溶劑、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等的碳酸酯溶劑、三乙二醇等二醇系溶劑、間甲酚、對甲酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚等苯酚系溶劑、苯乙酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、環丁碸、二甲基亞碸等。再者,亦可使用其他一般的有機溶劑、亦即苯酚、鄰甲酚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丁酯、丙二醇甲基乙酸酯、乙基賽珞蘇、丁基賽珞蘇、2-甲基賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、丁基賽珞蘇乙酸酯、四氫呋喃、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、二丁醚、二乙二醇二甲醚、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環戊酮、環己酮、甲乙酮、丙酮、丁醇、乙醇、二甲苯、甲苯、氯苯、萜烯、礦精、石油腦系溶劑等。另外,溶劑亦可組合多種使用。
如上述進行醯亞胺化反應後,可將所得之反應溶液直接,或是將其濃縮或稀釋,甚至是因應需求添加後述添加劑等,來作為本發明的聚醯亞胺溶液組成物使用。又或者,從所得之反應溶液將可溶性的聚醯亞胺單離,再將經單離之聚醯亞胺加入溶劑,亦可得到本發明的聚醯亞胺溶液組成物(清漆)。聚醯亞胺的單離,例如可藉由下述方法進行:將包含所得之可溶性聚醯亞胺的反應溶液滴入水等的不良溶劑或使其混合,使聚醯亞胺析出(再沉澱)。
本發明的聚醯亞胺溶液組成物(聚醯亞胺的清漆),至少包含本發明的聚醯亞胺與溶劑,相對於溶劑與聚醯亞胺的總量,聚醯亞胺的比例在5質量%以上、較佳為10質量%以上、更佳為15質量%以上、特佳為20質量%以上。若該濃度太低,則例如在製造聚醯亞胺膜時難以控制所得之聚醯亞胺膜的膜厚。另外,通常聚醯亞胺為60質量%以下、較佳為50質量%以下。
作為本發明的聚醯亞胺溶液組成物的溶劑,只要可溶解聚醯亞胺即無問題,其結構並未特別限定。作為聚醯亞胺溶液組成物的溶劑,可列舉與製備上述聚醯亞胺溶液時所使用之溶劑相同者,可直接將製備聚醯亞胺溶液時使用之溶劑作為聚醯亞胺溶液組成物的溶劑使用。又,亦可因應需求,從如上述所製備之聚醯亞胺溶液組成物去除溶劑,或亦可添加溶劑。
本發明中,聚醯亞胺的對數黏度並未特別限定,在30℃下的濃度0.5g/dL的N,N-二甲基乙醯胺溶液中的對數黏度較佳為0.2dL/g以上、更佳為0.4dL/g以上、特佳為0.5dL/g以上。對數黏度若在0.2dL/g以上,所得之聚醯亞胺的機械強度及耐熱性優良。
本發明中,聚醯亞胺溶液組成物的黏度(旋轉黏度)並未特別限定,使用E型旋轉黏度計,以溫度25℃、剪切速度20sec-1 測量的旋轉黏度較佳為0.01~1000Pa・sec、更佳為0.1~100Pa・sec。又,亦可因應需求賦予觸變性。上述範圍的黏度,在進行塗布及製膜時容易操作且可抑制眼孔(eye hole)、塗勻性優良,可得到良好的被覆膜。
本發明的聚醯亞胺溶液組成物,亦可因應需求含有抗氧化劑、填料(二氧化矽等的無機粒子等)、染料、顏料、矽烷偶合劑等的偶合劑、底塗劑、阻燃材、消泡劑、塗勻劑、流變性控制劑(流動輔助劑)、剝離劑等。
藉由從上述製備之聚醯亞胺溶液組成物去除溶劑,可較佳地得到本發明的聚醯亞胺。例如,將聚醯亞胺溶液組成物流延、塗布於基材上,在基材上加熱聚醯亞胺溶液組成物以去除溶劑,藉此可製造聚醯亞胺膜/基材積層體。加熱處理的溫度並未特別限定,通常為80~500℃、較佳為100~500℃、更佳為150~450℃左右的溫度。加熱處理可在真空中、氮氣等的惰性氣體中,或是空氣中進行,但通常期望係在真空中或惰性氣體中進行。接著,藉由將形成於該基材上的聚醯亞胺膜從基材剝離,可製造聚醯亞胺膜。
此處,作為基材並未特別限定,可使用例如陶瓷(玻璃、矽、氧化鋁),金屬(銅、鋁、不銹鋼)、耐熱塑膠膜(聚醯亞胺膜)等的基材。在一實施態樣中,作為基材較佳為玻璃,使聚醯亞胺膜形成於玻璃基材上的聚醯亞胺膜/玻璃基材積層體,例如可較佳地使用在製造用於顯示器用的基板等。
又,將聚醯亞胺溶液組成物流延、塗布於基材上,將基材上的聚醯亞胺溶液組成物乾燥至具有自體支撐性為止,再將所得之自體支撐性膜從基材上剝離,在將該膜之端部固定的狀態下加熱以去除溶劑,藉此亦可較佳地製造聚醯亞胺膜。自體支撐性膜製造時的乾燥條件可適當決定,例如只要使聚醯亞胺溶液組成物在基材上於50~300℃左右的溫度範圍內進行乾燥即可。自體支撐性膜的加熱處理的溫度並未特別限定,通常為80~500℃、較佳為100~500℃、更佳為150~480℃左右的溫度。該方法中,加熱處理亦可在真空中、氮氣等的惰性氣體中或空氣中進行,但通常期望在真空中或惰性氣體中進行。
另外,由聚醯亞胺溶液組成物所得之聚醯亞胺的形態,不限於膜、聚醯亞胺膜與其他基材的積層體,較佳亦可列舉塗膜、粉末、珠、成型體、發泡體等。
如此所得之本發明的聚醯亞胺,在以厚度10μm的膜進行測量的情況下,100~250℃之間的線熱膨脹係數並未特別限定,較佳為40ppm/K以下、更佳為35ppm/K以下、更佳為30ppm/K以下、特佳為25ppm/K以下。若線熱膨脹係數大,則與金屬等導體的線熱膨脹係數差變大,可能在形成電路基板時導致翹曲增大等的缺陷。
本發明的聚醯亞胺,又在以厚度10μm的膜進行測量的情況下,波長400nm的透光率並未特別限定,較佳為80%以上、更佳為83%以上、特佳為85%以上。將聚醯亞胺膜用於顯示器用途等的情況,若透光率低,則需要增強光源,可能產生耗費能量這樣的問題等。
本發明的聚醯亞胺,在以厚度10μm的膜進行測量的情況下,霧度並未特別限定,較佳為2%以下、更佳為1.5%以下、特佳為1%以下。將聚醯亞胺膜用於顯示器用途等的情況,若霧度高,則光散射而可能導致影像模糊。
本發明的聚醯亞胺,在以厚度10μm的膜進行測量的情況下,厚度方向位相差(Rth )並未特別限定,較佳為500nm以下、更佳為350nm以下、特佳為400nm以下。將聚醯亞胺膜用於顯示器用途等的情況下,若厚度方向的位相差大,則可能發生穿透光的顏色無法正確顯示、滲色、視野變窄這樣的問題。
本發明的聚醯亞胺所構成之膜,雖亦與用途相關,但膜的厚度較佳為1μm~250μm、更佳為1μm~150μm、再佳為1μm~100μm、特佳為1μm~80μm。將聚醯亞胺膜用於使光穿透之用途的情況,若聚醯亞胺膜太厚可能導致透光率變低。
如上述所得之聚醯亞胺膜/基材積層體或聚醯亞胺膜,可在其單面或雙面形成導電性層,藉此可得到撓性的導電性基板。
撓性的導電性基板可由例如以下方法而得。亦即,作為第一方法,在聚醯亞胺膜/基材積層體中,不將聚醯亞胺膜從基材剝離,而是在該聚醯亞胺膜表面上,藉由濺鍍、蒸鍍、印刷等,形成導電性物質(金屬或金屬氧化物、導電性有機物、導電性碳等)的導電層,以製造導電性層/聚醯亞胺膜/基材的導電性積層體。之後因應需求,將導電性層/聚醯亞胺膜積層體從基材剝離,而可得到導電性層/聚醯亞胺膜積層體所構成之透明且撓性的導電性基板。
作為第二方法,可從聚醯亞胺膜/基材積層體的基材將聚醯亞胺膜剝離,得到聚醯亞胺膜,在該聚醯亞胺膜表面,與第一方法相同地形成導電性物質(金屬或金屬氧化物、導電性有機物、導電性碳等)的導電層,而可得到導電性層/聚醯亞胺膜積層體或是導電性層/聚醯亞胺膜/導電性層積層體所構成之透明且撓性的導電性基板。
另外,第一、第二方法中,在聚醯亞胺膜的表面上形成導電層之前,亦可因應需求以濺鍍、蒸鍍或凝膠-溶膠法等,形成水蒸氣、氧等的氣體屏障層、光調整層等的無機層。
又,導電層可藉由光微影及各種印刷法、噴墨法等的方法而較佳地形成電路。
如此所得之本發明的基板,在以本發明的聚醯亞胺所構成之聚醯亞胺膜的表面上,因應需求隔著氣體屏障層或無機層而具有導電層的電路。該基板因為撓性、高透明性、彎折性、耐熱性優良,且甚至具有低線熱膨脹係數,因此容易形成精密電路。因此,該基板可較佳地作為用於顯示器、用於觸控式螢幕或用於太陽能電池的基板使用。
亦即,藉由蒸鍍、各種印刷法或噴墨法等,在該基板上進一步形成電晶體(無機電晶體、有機電晶體),可製造撓性薄膜電晶體,而且可較佳地使用為用於顯示器件的液晶元件、EL元件、光電元件。
又,上述第一方法中,不僅可在聚醯亞胺膜/基材積層體的表面上形成導電層,亦可在形成電晶體及/或裝置所需之其他元件或結構之至少一部分後,再將基材剝離。 [實施例]
以下,藉由實施例及比較例進一步說明本發明。另外,本發明不限於以下的實施例。
以下的各例中,係以下述方法進行評價。
<聚醯亞胺膜的評價> [400nm透光率] 使用紫外可見光光譜儀/V-650DS(日本分光製),測量膜厚10μm、尺寸5×5cm2 的聚醯亞胺膜在波長400nm中的透光率。
[霧度] 使用濁度計/NDH2000(日本電色工業製),依照JIS K7136的規格,測量膜厚10μm、尺寸5×5cm2的聚醯亞胺膜的霧度。
[線熱膨脹係數(CTE)] 將膜厚10μm的聚醯亞胺膜裁切為寬度4mm的短片狀以作為試片,使用TMA/SS6100(SII NanoTechnology股份有限公司製),以夾頭間距離15mm、拉伸載重2g、升溫速度20℃/分鐘升溫至500℃。從所得之TMA曲線,求得100℃至250℃的線熱膨脹係數。
[膜的厚度方向位相差(Rth )] 以膜厚10μm、尺寸5×5cm2的聚醯亞胺膜作為試片,使用王子計測器公司製 位相差測量裝置(KOBRA-WR),使入射角為40°,測量膜的位相差。從所得之位相差,求得膜厚10μm的膜在厚度方向上的位相差。
[拉伸彈性係數、斷裂點伸度、斷裂點應力] 將聚醯亞胺膜衝壓為IEC-540(S)規格的啞鈴狀以作為試片(寬:4mm),使用ORIENTEC公司製TENSILON,以夾頭間長度30mm、拉伸速度2mm/分鐘測量初始拉伸彈性係數、斷裂點伸度、斷裂點應力。
以下各例中使用的原材料的簡稱、純度等如下。
[二胺成分] TFMB:2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺[純度:99.83%(GC分析)] BAFL:9,9-雙(4-胺基苯基)茀 4,4’-ODA:4,4’-氧基二苯胺[純度:99.9%(GC分析)] BAPB:4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯 SFXO:4,4’-(螺[茀-9,9’-呫噸]-3’,6’-二基雙(氧基))二苯胺 [四羧酸成分] CpODA:降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2’’-降莰烷-5,5’’,6,6’’-四羧酸二酐 PMDA-H:1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐[純度:99.9%(GC分析)] a-BPDA:2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐
[溶劑] GBL:γ-丁內酯 DMAc:N,N-二甲基乙醯胺
表1中記載實施例、比較例中使用之四羧酸成分、二胺成分的結構式。
[表1]
Figure 02_image032
[實施例1]
在經氮氣取代的反應容器中加入1.70g(5.3毫莫耳)的TFMB與7.40g(21.3毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入94.24g DMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入10.20g(26.5毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例2]
在經氮氣取代的反應容器中加入3.00g(9.4毫莫耳)的TFMB與6.06g(17.4毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為17質量%之量加入94.48gDMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入10.29g(26.8毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例3]
在經氮氣取代的反應容器中加入7.00g(21.9毫莫耳)的TFMB與7.62g(21.9毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入94.26gDMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入16.80g(43.7毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例4]
在經氮氣取代的反應容器中加入7.00g(21.9毫莫耳)的TFMB與6.23g(17.9毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為23質量%之量加入95.44g(31.81g的DMAc與63.63g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入15.28g(39.7毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至450℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例5]
在經氮氣取代的反應容器中加入9.00g(28.1毫莫耳)的TFMB與6.53g(18.7毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為23質量%之量加入112.26g DMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入18.00g(46.8毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至430℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例6]
在經氮氣取代的反應容器中加入9.00g(28.1毫莫耳)的TFMB與 4.20g(12.0毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為23質量%之量加入95.85gDMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入15.43g(40.2毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例7]
在經氮氣取代的反應容器中加入10.00g(31.2毫莫耳)的TFMB與 2.72g(7.8毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為23質量%之量加入92.82gDMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入15.00g(39.0毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例8]
在經氮氣取代的反應容器中加入8.00g(25.0毫莫耳)的TFMB、2.90g(8.3毫莫耳)的BAFL與1.67g(8.3毫莫耳)的4,4’-ODA,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為23質量%之量加入95.66g DMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入16.00g(41.6毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例9]
在經氮氣取代的反應容器中加入8.00g(25.0毫莫耳)的TFMB與4.35g(12.5毫莫耳)的BAFL與1.53g(4.2毫莫耳)的BAPB,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為23質量%之量加入100.07gDMAc,在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入16.00g(41.6毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例10]
在經氮氣取代的反應容器中加入6.00g(18.7毫莫耳)的TFMB與8.38g(15.3毫莫耳)的SFXO,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入82.44g(27.48g的DMAc與54.96g的GBL) DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入13.09g(34.1毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-1。 [實施例11]
在經氮氣取代的反應容器中加入11.00g(34.4毫莫耳)的TFMB與5.13g(14.7毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入87.29g(29.10g的DMAc與58.19g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入4.72g(12.3毫莫耳)的CpODA與8.25g(36.8毫莫耳)的PMDA-H。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。 [實施例12]
在經氮氣取代的反應容器中加入10.00g(31.2毫莫耳)的TFMB與4.66g(13.4毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入84.71g(28.24g的DMAc與56.47g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入8.57g(22.3毫莫耳)的CpODA與5.00g(22.3毫莫耳)的PMDA-H。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。 [實施例13]
在經氮氣取代的反應容器中加入10.00g(31.2毫莫耳)的TFMB與4.66g(13.4毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入90.06g(30.02g的DMAc與60.04g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入12.86g(33.5毫莫耳)的CpODA與2.50g(11.1毫莫耳)的PMDA-H。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。 [實施例14]
在經氮氣取代的反應容器中加入7.50g(23.4毫莫耳)的TFMB與8.16g(23.4毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入95.40g(31.80g的DMAc與63.60g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入13.50g(35.1毫莫耳)的CpODA與2.63g(11.7毫莫耳)的PMDA-H。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。 [實施例15]
在經氮氣取代的反應容器中加入8.00g(25.0毫莫耳)的TFMB與8.70g(25.0毫莫耳)的BAFL,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入95.73g(31.91g的DMAc與63.82g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入13.50g(25.0毫莫耳)的CpODA與2.63g(25.0毫莫耳)的PMDA-H。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。 [實施例16]
在經氮氣取代的反應容器中加入15.00g(46.8毫莫耳)的TFMB,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入90.00g(30.00g的DMAc與60.00g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入10.80g(28.1毫莫耳)的CpODA與4.20g(18.7毫莫耳)的PMDA-H。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至370℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。 [實施例17]
在經氮氣取代的反應容器中加入15.00g(46.8毫莫耳)的TFMB,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入93.95g(31.32的DMAc與62.63g的GBL) DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入10.80g(28.1毫莫耳)的CpODA與5.51g(18.7毫莫耳)的A-BPDA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。 [比較例1]
在經氮氣取代的反應容器中加入40.00g(124.9毫莫耳)的TFMB,以進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分的總和)成為25質量%之量加入264.04g(88.01g的DMAc與176.03g的GBL)DMAc與GBL的混合溶劑(DMAc:GBL=1:2(重量比)),在室溫下攪拌1小時。在該溶液中緩慢加入48.01g(124.9毫莫耳)的CpODA。於70℃下攪拌3小時、160℃下攪拌7小時,得到均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液。所得之聚醯亞胺溶液的醯亞胺化率為95%以上。
將聚醯亞胺溶液塗布於玻璃基板,在氮氣環境下(氧濃度200ppm以下),直接在玻璃基板上從室溫加熱至410℃以去除溶劑,得到無色透明的聚醯亞胺膜/玻璃積層體。接著,將所得之聚醯亞胺膜/玻璃積層體浸漬於水中後進行剝離並乾燥,得到膜厚10μm的聚醯亞胺膜。
測量該聚醯亞胺膜的特性,結果顯示於表2-2。
[表2-1]
Figure 107147626-A0304-0001
[表2-2]
Figure 107147626-A0304-0002
[產業上的可利用性]
根據本發明,可提供一種具有高透明性與低線熱膨脹係數、且厚度方向位相差(retardation)亦小的聚醯亞胺及其前驅物。由本發明的聚醯亞胺前驅物所得之聚醯亞胺及本發明的聚醯亞胺,其透明性高且線熱膨脹係數低,容易形成精密電路,且厚度方向位相差(retardation)亦小,因此特別適合用於形成顯示器用途等的基板。

Claims (9)

  1. 一種聚醯亞胺前驅物,其係包含下述通式(1)所示之重複單元的聚醯亞胺前驅物,其特徵為:下述通式(1)之A1包含下式(A-1)所示之4價基團,且下述通式(1)之B1包含下式(B-1)所示之2價基團,再者,下述通式(1)之B1包含具有下式(2)所示之結構的2價基團,以及選擇性地,下述通式(1)之A1包含具有下式(2)所示結構的4價基團、下式(3)所示之4價基團及/或下式(4)所示之4價基團;在通式(1)之A1100莫耳%之中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量的含有比例,與在通式(1)之B1100莫耳%之中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量的含有比例的和,在120莫耳%以上,其中,相對於式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量,具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的比例為80莫耳%以下,且相對於式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量,具有式(2)所示之結構的2價基團的比例為20莫耳%以上,80莫耳%以下;
    Figure 107147626-A0305-02-0050-1
    (式中,A1為具有芳香族環或脂環結構的4價基團,B1為具有芳香族環或脂環結構的2價基團,R1、R2分別獨立為氫、碳數1~6的烷基或碳數3~9的烷矽基;其中,各重複單元所包含的A1及B1可相同亦可不同);
    Figure 107147626-A0305-02-0050-2
    Figure 107147626-A0305-02-0051-3
    Figure 107147626-A0305-02-0051-4
    Figure 107147626-A0305-02-0051-5
    Figure 107147626-A0305-02-0052-7
  2. 一種聚醯亞胺,其係包含下述通式(5)所示之重複單元之聚醯亞胺,其特徵為:下述通式(5)之A2包含下式(A-1)所示之4價基團,且下述通式(5)之B2包含下式(B-1)所示之2價基團;再者,下述通式(5)之B2包含具有下式(2)所示之結構的2價基團,以及選擇性地,下述通式(5)之A2包含具有下式(2)所示之結構的4價基團、下式(3)所示之4價基團及/或下式(4)所示之4價基團;在通式(5)之A2100莫耳%之中的式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量的含有比例,與在通式(5)之B2100莫耳%之中的式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量的含有比例的和,在120莫耳%以上,其中,相對於式(A-1)所示之4價基團、具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的總量,具有式(2)所示之結構的4價基團、式(3)所示之4價基團及式(4)所示之4價基團的比例為20莫耳%以上、80莫耳%以下,且相對於式(B-1)所示之2價基團及具有式(2)所示之結構的2價基團的總量,具有式(2)所示之結構的2價基團的比例為80莫耳%以下;
    Figure 107147626-A0305-02-0053-8
    (式中,A2為具有芳香族環或脂環結構的4價基團,B2為具有芳香族環或脂環結構的2價基團;其中,各重複單元所包含的A2及B2可相同亦可不同);
    Figure 107147626-A0305-02-0053-9
    Figure 107147626-A0305-02-0053-10
    Figure 107147626-A0305-02-0054-11
    Figure 107147626-A0305-02-0054-12
    Figure 107147626-A0305-02-0054-13
  3. 一種聚醯亞胺,其係由如申請專利範圍第1項之聚醯亞胺前驅物所得。
  4. 一種清漆,包含如申請專利範圍第1項之聚醯亞胺前驅物或如申請專利範圍第2項之聚醯亞胺。
  5. 一種聚醯亞胺膜,其係使用包含如申請專利範圍第1項之聚醯亞胺前驅物,或如申請專利範圍第2項之聚醯亞胺的清漆所得。
  6. 一種積層體,其特徵為:在玻璃基材上形成包含如申請專利範圍第2或3項之聚醯亞胺的膜或如申請專利範圍第5項之聚醯亞胺膜。
  7. 一種用於顯示器的基板,其特徵為包含如申請專利範圍第2或3項之聚醯亞胺或如申請專利範圍第5項之聚醯亞胺膜。
  8. 一種用於觸控式螢幕的基板,其特徵為包含如申請專利範圍第2或3項之聚醯亞胺或如申請專利範圍第5項之聚醯亞胺膜。
  9. 一種用於太陽能電池的基板,其特徵為包含如申請專利範圍第2或3項之聚醯亞胺或如申請專利範圍第5項之聚醯亞胺膜。
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