CN105802209A - 用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的芳香族聚酰胺溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的聚酰胺溶液。本发明涉及一种聚酰胺溶液,其是含有芳香族聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液,将上述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上且拉伸强度为100MPa~250MPa。或者,本发明涉及一种聚酰胺溶液,其是含有芳香族聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液,将上述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上、上述芳香族聚酰胺是具有由下述一般式(I)和(II)表示的重复单元的芳香族聚酰胺。
Description
技术领域
本发明在一个方式中涉及包含芳香族聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液。本发明在其它方式中涉及包括使用上述聚酰胺溶液形成聚酰胺膜的工序的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法。
背景技术
显示用元件需要透明性,因此作为其基板,使用采用了玻璃板的玻璃基板(JP10311987(A))。然而,使用玻璃基板的显示用元件有时被指出重量重、易破裂、不能弯曲等问题。因此,提出了使用透明树脂膜替代玻璃基板的尝试。
此外,作为拍摄装置等输入设备中使用的传感元件的基板,可使用玻璃板、YSZ等无机基板、树脂基板以及它们的复合材料(JP2014-3244(A))。传感元件的基板配置于受光部侧时,对基板要求透明性。
作为光学用途的透明树脂,已知透明度高的聚碳酸酯等,但在用于制造显示用元件时耐热性、机械强度成为问题。另一方面,作为耐热性的树脂,可举出聚酰亚胺,但一般的聚酰亚胺由于着色成茶褐色而在光学用途上存在问题,此外,作为具有透明性的聚酰亚胺,已知具有环状结构的聚酰亚胺,但其存在耐热性下降的问题。
WO2004/039863和JP2008260266(A)中,作为光学用的聚酰胺膜,公开有兼具高刚性和耐热性的具有包含三氟基的二胺的芳香族聚酰胺。
WO2012/129422公开了显示热稳定性和尺寸稳定性的透明聚酰胺膜。该透明膜是通过浇注芳香族聚酰胺溶液且在高温下使其固化而制造的。公开了该经固化处理的膜在400~750nm的范围显示大于80%的透射率,线膨胀系数(CTE)小于20ppm/℃,且显示出良好的耐溶剂性。此外,公开了该膜可用作微电子设备的柔性基板。
发明内容
本发明在一个或多个实施方式中涉及聚酰胺溶液,其是含有芳香族聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液,将上述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上,且拉伸强度为100MPa~250MPa。
此外,本发明在一个或多个实施方式中涉及聚酰胺溶液,其是含有芳香族聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液,将上述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上,上述芳香族聚酰胺是具有由下述通式(I)和(II)表示的重复单元的芳香族聚酰胺。
[x表示式(I)的构成单元的摩尔%,y表示式(II)的构成单元的摩尔%,x为70~100摩尔%,y为0~30摩尔%,n为1~4,
式(I)和(II)中,Ar1选自
p=4,q=3,R1、R2、R3、R4、R5分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R1可各自不同,R2可各自不同,R3可各自不同,R4可各自不同,R5可各自不同,G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,Z是芳基或取代芳基,
式(I)中,Ar2选自
p=4,R6、R7、R8分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R6可各自不同,R7可各自不同,R8可各自不同,G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,Z是芳基或取代芳基,
式(II)中,Ar3选自
t=0~3,R9、R10、R11分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R9可各自不同,R10可各自不同,R11可各自不同,G3选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,Z是芳基或取代芳基。]
[式(III)中,n=4,R独立地选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合。]
此外,本发明在一个或多个实施方式中涉及将本发明所涉及的聚酰胺溶液浇注到支撑材料而制作的聚酰胺膜。
此外,本发明在一个或多个实施方式中涉及层叠复合材料,其含有玻璃板和聚酰胺树脂层,在玻璃板的一面上层叠有聚酰胺树脂层,上述聚酰胺树脂是将本发明所涉及的聚酰胺溶液浇注于上述玻璃板而形成的聚酰胺树脂。
进而,本发明在一个或多个实施方式中涉及包括以下工序的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法:a)将本发明所涉及的聚酰胺溶液浇注到支撑材料的工序;b)在上述浇注工序(a)后,在上述支撑材料上形成聚酰胺膜的工序;c)在上述聚酰胺膜的表面上形成显示用元件、光学用元件、或照明用元件、或者传感元件的工序。
附图说明
图1是说明一个实施方式所涉及的OLED元件或传感元件的制造方法的流程图。
图2是说明一个实施方式所涉及的OLED元件或传感元件的制造方法的流程图。
图3是说明一个实施方式所涉及的OLED元件或传感元件的制造方法的流程图。
图4是表示一个实施方式所涉及的有机EL元件1的构成的简要剖面图。
图5是表示一个实施方式所涉及的传感元件10的简要剖面图。
具体实施方式
有机EL(OEL)、有机发光二极管(OLED)等显示用元件、光学用元件或照明用元件经常通过如图1所示的工艺进行制造。即,将聚合物溶液(清漆)浇注(涂布)于玻璃支撑材料或硅片支撑材料上(工序A);将浇注的聚合物溶液固化而形成膜(工序B);在上述膜上形成OLED等元件(工序C);其后,将OLED等元件(制品)从上述支撑材料剥离(工序D)。近年来,作为图1中的工序的膜,使用聚酰亚胺膜。
此外,拍摄装置等输入设备中使用的传感元件也经常通过如图1所示的工艺制造。即,将聚合物溶液(清漆)浇注(涂布)于支撑材料(玻璃或硅片)上(工序A);将浇注的聚合物溶液固化而形成膜(工序B);在上述膜上形成传感元件(工序C);其后,将传感元件(制品)从上述支撑材料剥离(工序D)。
以图1为代表的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法中,期待通过供给除透明性和耐热性以外韧性也优异的聚合物溶液,从而膜的处理、剥离工序变得容易(即,抑制膜在剥离工序中产生裂纹),成品率提高。
本发明中“将聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜”是指在一个或多个实施方式中,将本发明所涉及的聚酰胺溶液涂布于平坦的玻璃基材上并使其干燥以及根据需要使其固化而成的膜。上述浇注膜是指在一个或多个实施方式中通过实施例中公开的膜形成方法而制作的膜。上述浇注膜的厚度在不受限的一个或多个实施方式中为7~12μm、9~11μm、约10μm或10μm。
[韧性]
本发明中膜的韧性提高是指在一个或多个实施方式中,膜的杨氏模量或拉伸强度中的至少一者提高。
[杨氏模量]
本发明所涉及的聚酰胺溶液的、将该聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量在一个或多个实施方式中,从用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件等电子零件的观点出发,为3.0GPa以上,优选为4.0GPa以上,更优选为5.0GPa以上。从同样的观点出发,该杨氏模量优选为10.0GPa以下,更优选为8.0GPa以下,进一步优选为7.0GPa以下。
“浇注膜的至少一个方向的杨氏模量”可以通过实施例中记载的方法进行测定。
[拉伸强度]
本发明所涉及的聚酰胺溶液的、将该聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的拉伸强度在一个或多个实施方式中,从用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件等电子零件的观点出发,优选为100MPa以上,更优选为120MPa以上,进一步优选为140MPa以上,进一步更优选为150MPa以上,进一步更优选为180MPa。从同样的观点出发,该拉伸强度优选为250MPa以下,更优选为230MPa以下。从同样的观点出发,该拉伸强度优选为100MPa~250MPa,更优选为120MPa~250MPa,进一步优选为140MPa~250MPa,进一步更优选为150MPa~250MPa,进一步更优选为180MPa~250MPa,进一步更优选为180MPa~230MPa。
“浇注膜的拉伸强度”可以通过实施例中记载的方法进行测定。
本发明所涉及的聚酰胺溶液中的芳香族聚酰胺在一个或多个实施方式中,从用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件等电子零件的观点出发,构成芳香族聚酰胺的构成单元的至少1个优选具有游离的羧基。
本发明所涉及的聚酰胺溶液中的芳香族聚酰胺在一个或多个实施方式中可举出具有由下述通式(I)和(II)表示的重复单元的芳香族聚酰胺。
这里,x表示式(I)的构成单元的摩尔%,y表示式(II)的构成单元的摩尔%,x为70~100摩尔%,y为0~30摩尔%,n为1~4。
式(I)和(II)中,Ar1选自
p=4,q=3,R1、R2、R3、R4、R5选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基或卤代芳基等取代芳基、烷基酯和卤代烷基酯基等取代烷基酯、以及它们的组合,R1可各自不同,R2可各自不同,R3可各自不同,R4可各自不同,R5可各自不同。G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物))、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基。
式(I)中,Ar2选自
p=4,R6、R7、R8选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基、卤代芳基等取代芳基、烷基酯和卤代烷基酯等取代烷基酯、以及它们的组合,R6可各自不同,R7可各自不同,R8可各自不同。G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基。
式(II)中,Ar3选自
t=0~3,R9、R10、R11选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基、卤代芳基等取代芳基、烷基酯、和卤代烷基酯等取代烷基酯、以及它们的组合,R9可各自不同,R10可各自不同,R11可各自不同。G3选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基。
在本发明的一个或多个实施方式中,式(I)和(II)以上述聚酰胺可溶解于极性溶剂或含有1种以上极性溶剂的混合溶剂中的方式进行选择。在本发明的一个或多个实施方式中,重复结构(I)的x为70.0~99.99摩尔%,重复结构(II)的y为30.0~0.01摩尔%。在本发明的一个或多个实施方式中,重复结构(I)的x为90.0~99.99摩尔%,重复结构(II)的y为10.0~0.01摩尔%。在本发明的一个或多个实施方式中,重复结构(I)的x为90.1~99.9摩尔%,重复结构(II)的y为9.9~0.1摩尔%。在本发明的一个或多个实施方式中,重复结构(I)的x为91.0~99.0摩尔%,重复结构(II)的y为9.0~1.0摩尔%。在本发明的一个或多个实施方式中,重复结构(I)的x为92.0~98.0摩尔%,重复结构(II)的y为8.0~2.0摩尔%。在本发明的一个或多个实施方式中,Ar1、Ar2和Ar3包含相同或不同的多个重复结构(I)和(II)。
从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,本发明所涉及的聚酰胺溶液在一个或多个实施方式中可举出通过包括下述工序的制造方法得到或可得到的聚酰胺溶液。但是,本发明所涉及的聚酰胺溶液不限定于通过下述制造方法制造的聚酰胺溶液。
a)使芳香族二胺溶解于溶剂的工序;
b)通过使上述芳香族二胺与芳香族二酰氯进行反应,生成盐酸和聚酰胺溶液的工序;
c)通过与捕获试剂的反应而除去游离的上述盐酸的工序。
在本发明所涉及的聚酰胺溶液的制造方法的一个或多个实施方式中,芳香族二酰氯包含由下述结构通式表示的芳香族二甲酰氯;
[p=4,q=3,R1、R2、R3、R4、R5选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基或卤代芳基等取代芳基、烷基酯和卤代烷基酯等取代烷基酯、以及它们的组合。另外,R1可各自不同,R2可各自不同,R3可各自不同,R4可各自不同,R5可各自不同。G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基。]
作为本发明所涉及的聚酰胺溶液的制造方法中使用的芳香族二酰氯,从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,在一个或多个实施方式中可举出下述化合物;
对苯二甲酰氯(TPC);
间苯二甲酰氯(IPC);
2,6-萘二甲酰氯(NDC);
4,4’-联苯二甲酰氯(BPDC)
本发明所涉及的聚酰胺溶液在一个或多个实施方式中,从用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件等电子零件的观点以及提高浇注膜的韧性的观点出发,由下述式(III)表示的二酰氯单体相对于在合成中使用的二酰氯单体整体的比例优选为90摩尔%以下,更优选为65摩尔%以下,进一步优选为45摩尔%以下,进一步更优选为35摩尔%以下,进一步更优选为30摩尔%以下。
[式(III)中,n=4,R独立地选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合。]
本发明所涉及的聚酰胺溶液在一个或多个实施方式中,从同样的观点出发,由式(III)表示的二酰氯单体的比例优选为15摩尔%~45摩尔%,更优选为20摩尔%~40摩尔%。
在本发明所涉及的聚酰胺溶液的制造方法的一个或多个实施方式中,芳香族二酸二胺包含由下述结构通式表示的化合物。
[p=4,m=1或2,t=1~3,R6、R7、R8、R9、R10、R11选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基、卤代芳基等取代芳基、烷基酯、和卤代烷基酯等取代烷基酯、以及它们的组合。另外,R6可各自不同,R7可各自不同,R8可各自不同,R9可各自不同,R10可各自不同,R11可各自不同。G2和G3选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基。]
作为本发明所涉及的聚酰胺溶液的制造方法中使用的芳香族二胺,除上述“能够减小尺寸间隙的单体二胺”以外,在一个或多个实施方式中,可举出下述化合物。
2,2’-二(三氟甲基)联苯胺(PFMB)
FDA:9,9-二(4-氨基苯基)芴;
FFDA:9,9-二(3-氟-4-氨基苯基)芴;
DDS:4,4'-二氨基二苯基砜;
4,4’-二氨基二苯甲酸(DADP)
3,5-二氨基苯甲酸(DAB)
2,2’-二(三氟甲氧基)联苯胺(PFMOB)
4,4’-二氨基-2,2’-二(三氟甲基)二苯醚(6FODA)
二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(6FOQDA)
二(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯(6FOBDA)
在本发明所涉及的聚酰胺溶液的制造方法的一个或多个实施方式中,聚酰胺通过在溶剂中的缩聚而制作,反应时生成的盐酸利用环氧丙烷(PrO)等试剂捕捉。
在本发明的一个或多个实施方式中,从将聚酰胺溶液用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,通过捕获试剂与盐酸的反应而形成挥发性生成物。
在本发明的一个或多个实施方式中,从将聚酰胺溶液用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,上述捕获试剂是环氧丙烷(PrO)。在本发明的一个或多个实施方式中,在上述反应工序(b)之前或过程中将上述试剂添加到上述混合物中。通过在反应工序(b)之前或过程中添加上述试剂,可以减少反应工序(b)后的粘度的程度和混合物中的块的生成,因此可以使聚酰胺溶液的生产率提高。上述试剂为环氧丙烷等有机试剂时,这些效果特别显著。
在本发明的一个或多个实施方式中,从提高聚酰胺膜的耐热特性的观点出发,聚酰胺溶液的制造方法进一步包括对上述聚酰胺的末端的-COOH基和-NH2基中的一者或两者进行封端的工序。聚酰胺的末端为-NH2时,使聚合化聚酰胺与苯甲酰氯进行反应,此外,聚酰胺的末端为-COOH时,使聚合化聚酰胺与苯胺进行反应,从而可以将聚酰胺的末端封端,但封端的方法不限定于该方法。
在本发明的一个或多个实施方式中,从将聚酰胺溶液用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,聚酰胺可在最初通过沉淀和在溶剂中的再溶解(以下也称为再沉淀),从聚酰胺溶液中分离。再沉淀可以通过通常的方法进行,在一个或多个实施方式中,例如可举出通过添加到甲醇、乙醇、异丙醇等中进行沉淀,且进行清洗,溶解于溶剂。
在本发明的一个或多个实施方式中,从将聚酰胺溶液用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,本发明所涉及的聚酰胺溶液是在不存在无机盐的情况下制造的。
本发明所涉及的聚酰胺溶液中的芳香族聚酰胺的分子量分布(=Mw/Mn)从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点以及从抑制白化的观点出发,在一个或多个实施方式中,优选为5.0以下、4.0以下或3.5以下。此外,从同样的观点出发,芳香族聚酰胺的分子量分布在一个或多个实施方式中为2.0以上。
本发明所涉及的聚酰胺溶液从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,在一个或多个实施方式中,可举出在聚酰胺合成后经过再沉淀的工序而成的聚酰胺溶液。
本发明所涉及的聚酰胺溶液从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,在一个或多个实施方式中,用于聚酰胺的合成的单体可以含有含羧基二胺单体。在这种情况下,在一个或多个实施方式中,含羧基有二胺单体成分相对于单体总量可举出30mol%以下、20mol%以下或1~10mol%。
[溶剂]
在本发明的一个或多个实施方式中,从提高聚酰胺在溶剂中的溶解性的观点出发,上述溶剂是极性溶剂或含有1种以上极性溶剂的混合溶剂。在一个实施方式中,从提高聚酰胺在溶剂中的溶解性的观点出发,上述极性溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇(IPA)、丁醇、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、甲苯、甲酚、二甲苯、丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、丁基溶纤剂、γ-丁内酯、α-甲基-γ-丁内酯、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单丁基醚、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、1-乙基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二甲基丁酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二乙基丙酰胺、1-甲基-2-哌啶酮、碳酸亚丙酯、或它们的组合,或者含有至少1种上述溶剂的混合溶剂。
[聚酰胺的含量]
从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,本发明所涉及的聚酰胺溶液中的芳香族聚酰胺在一个或多个实施方式中,可举出2重量%以上、3重量%以上或5重量%以上,从同样的观点出发,可举出30重量%以下、20重量%以下或15重量%以下。
[多官能环氧化物]
本发明所涉及的聚酰胺溶液在一个或多个实施方式中,从使形成浇注膜时的固化温度下降且使该膜在有机溶剂中的耐性提高的观点出发,可以进一步含有多官能环氧化物。本发明中,“多官能环氧化物”是指具有2个或2个以上的环氧基的环氧化物。本发明所涉及的聚酰胺溶液含有多官能环氧化物时,作为多官能环氧化物的含量,在一个或多个实施方式中,可举出相对于聚酰胺的重量约为0.1~10重量%。
含有多官能环氧化物的本发明所涉及的聚酰胺溶液在一个或多个实施方式中可以降低固化温度,在不受限的一个或多个实施方式中,可以将膜的固化温度设为约200℃~约300℃。此外,含有多官能环氧化物的本发明所涉及的聚酰胺溶液在一个或多个实施方式中可以对由该聚酰胺溶液制成的膜赋予对有机溶剂的耐性。作为该有机溶剂,包含N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)、γ-丁内酯等极性溶剂。
推测含有多官能环氧化物的本发明所涉及的聚酰胺溶液的固化温度的下降和对有机溶剂的耐性的提高的效果是环氧化物的交联带来的。从促进环氧化物的交联的观点出发,含有多官能环氧化物的本发明所涉及的聚酰胺溶液的聚酰胺在一个或多个实施方式中,优选在其主链具有游离的悬挂羧基,或者,优选使用具有羧基的二胺单体合成的聚酰胺。
从固化温度的下降和对有机溶剂的耐性提高的观点出发,作为上述多官能环氧化物,在一个或多个实施方式中,可举出具有2个或2个以上的缩水甘油基的环氧化物、或者具有2个或2个以上的脂环式结构的环氧化物。此外,作为上述多官能环氧化物,可举出由式(I)~(IV)表示的化合物。
式(I)中,l表示缩水甘油基的数量,R选自以下结构和它们的组合,
m为1~4,n和s表示平均单元数量,各自独立地为0~30,R12选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基、卤代芳基等取代芳基、烷基酯和卤代烷基酯等取代烷基酯以及它们的组合,G4选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基,R13是氢或甲基,R14是2价的有机基团。
式(II)中,环结构(cyclicstructure)选自以下结构和它们的组合,
R15是碳原子数为2~18的烷基链,可以是直链、支链或包含环烷烃结构的链,m和n是平均单元数,各自独立地为1~30的数,a、b、c、d、e和f各自独立地为0~30的数。
式(III)中,R16是碳原子数为2~18的烷基链,可以是直链、支链或包含环烷烃的链,t和u是平均单元数,各自独立地为1~30的数。
作为本发明所涉及的聚酰胺溶液中含有的多官能环氧化物,可举出1,2-环己烷二甲酸二缩水甘油酯(DG)
异氰脲酸三缩水甘油酯(TG)
四缩水甘油基4,4’-二氨基苯基甲烷(TTG)
(3,3’,4,4’-二环氧)双环己烷
除此之外,还可举出如下化合物。
本发明所涉及的聚酰胺溶液是在一个或多个实施方式中用于在包括下述工序a)~c)的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法中使用的聚酰胺溶液。
a)将芳香族聚酰胺溶液浇注到支撑材料的工序。
b)在上述浇注工序(a)后,在上述支撑材料上形成聚酰胺膜的工序。
c)在上述聚酰胺膜的表面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件、或者传感元件的工序。
这里,上述支撑材料或上述支撑材料的表面是玻璃或硅片。此外,工序a)中的浇注在一个或多个实施方式中可举出涂布,涂布可以使用如模涂法、喷墨法、旋涂法、棒涂法、辊涂法、绕线棒涂布法、浸渍涂布法的各种液相成膜法。
[膜]
本发明在一个方式中涉及将本发明所涉及的聚酰胺溶液浇注到支撑材料而制作的聚酰胺膜。
[层叠复合材料]
本发明中,“层叠复合材料”是指层叠有玻璃板和聚酰胺树脂层的材料。层叠有玻璃板和聚酰胺树脂层在不受限的一个或多个实施方式中是指将玻璃板与聚酰胺树脂层直接层叠,此外,在不受限的一个或多个实施方式中是指将玻璃板与聚酰胺树脂层介由1个或多个层进行层叠。本发明中,上述有机树脂层的有机树脂是聚酰胺树脂。因此,本发明中层叠复合材料在一个或多个实施方式中是指含有玻璃板和聚酰胺树脂层,且在玻璃板的一面上层叠有聚酰胺树脂的材料。
本发明所涉及的层叠复合材料在不受限的一个或多个实施方式中可以用于以图1为代表的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法,此外,在不受限的一个或多个实施方式中,可以用作通过图2的制造方法的工序B得到的层叠复合材料。因此,本发明所涉及的层叠复合材料在不受限的一个或多个实施方式中是用于在显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法中使用的层叠复合材料,上述的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法包括在聚酰胺树脂层的与玻璃板对置的面相反的面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件或者传感元件的工序。
本发明所涉及的层叠复合材料除聚酰胺树脂层以外可以进一步含有有机树脂层和/或无机层。作为进一步的有机树脂层,在不受限的一个或多个实施方式中,可举出平坦化涂层等。
此外,作为无机层,在不受限的一个或多个实施方式中,可举出抑制水、氧的透过的气体阻隔层,抑制离子迁移至TFT元件的缓冲涂层等。
将不限定于在玻璃板与聚酰胺树脂层之间形成有无机层的一个或多个实施方式示于图2。作为本实施方式中的无机层,可举出形成于玻璃板上的非晶Si层。在工序A中将聚酰胺清漆涂布于玻璃板上的非晶Si层上,在工序B中进行干燥和/或固化而形成层叠复合材料。在工序C中在上述层叠复合材料的聚酰胺树脂层(聚酰胺膜)上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件、或者传感元件,在工序D中对非晶Si层照射激光,将作为制品的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件(含有聚酰胺树脂层)从玻璃板剥离。
将不限定于在聚酰胺树脂层的与玻璃板对置的面相反的面上形成无机层的一个或多个实施方式示于图3。作为本实施方式中的无机层,可举出无机阻隔层等。在工序A中将聚酰胺清漆涂布于玻璃板上,在工序B中进行干燥和/或固化而形成层叠复合材料。此时,在聚酰胺树脂层(聚酰胺膜)上进一步形成无机层。在不受限的一个或多个实施方式中,也可以包含无机层而制成本发明中的层叠复合材料(图3,工序C)。在该无机层上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件、或者传感元件。在工序D中将聚酰胺树脂层剥离而得到作为制品的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件(含有聚酰胺树脂层)。
[聚酰胺树脂层]
本发明所涉及的层叠复合材料中的聚酰胺树脂层的聚酰胺树脂能够使用本发明所涉及的聚酰胺溶液而形成。
[聚酰胺树脂层的厚度]
本发明所涉及的层叠复合材料中的聚酰胺树脂层的厚度从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点以及抑制树脂层产生裂纹的观点出发,在一个或多个实施方式中,可举出500μm以下、200μm以下或100μm以下。此外,聚酰胺树脂层的厚度在不受限的一个或多个实施方式中,例如,可举出1μm以上、2μm以上或3μm以上。
[聚酰胺树脂层的透射率]
本发明所涉及的层叠复合材料中的聚酰胺树脂层的总光线透射率从层叠复合材料适合用于制造显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,在一个或多个实施方式中,可举出70%以上、75%以上或80%以上。
[玻璃板]
本发明所涉及的层叠复合材料中的玻璃板的材质从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,在一个或多个实施方式中,可举出钠钙玻璃、无碱玻璃等。
本发明所涉及的层叠复合材料中的玻璃板的厚度从将膜用于显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的观点出发,在一个或多个实施方式中,可举出0.3mm以上、0.4mm以上或0.5mm以上。此外,玻璃板的厚度在一个或多个实施方式中,例如,可举出3mm以下或1mm以下。
[层叠复合材料的制造方法]
本发明所涉及的层叠复合材料可以通过将本发明所涉及的聚酰胺溶液涂布于玻璃板且干燥,根据需要使其固化而制造。
在本发明的一个或多个实施方式中,本发明所涉及的层叠复合材料的制造方法包括下述工序。
a)将芳香族聚酰胺的溶液涂布于支撑材料(玻璃板)的工序;
b)在工序a)之后,将浇注的聚酰胺溶液加热而形成聚酰胺膜的工序。
在本发明的一个或多个实施方式中,从弯曲变形(翘曲)的抑制和/或尺寸稳定性的观点出发,上述加热在从上述溶剂的沸点的约+40℃至上述溶剂的沸点的约+100℃的范围的温度下进行,优选在从上述溶剂的沸点的约+60℃至上述溶剂的沸点的约+80℃的范围的温度下进行,更优选在从上述溶剂的沸点的约+70℃的温度下进行。在本发明的一个或多个实施方式中,从弯曲变形(翘曲)的抑制和/或尺寸稳定性的观点出发,工序(b)的加热温度约为200℃~250℃之间。在本发明的一个或多个实施方式中,从弯曲变形(翘曲)的抑制和/或尺寸稳定性的观点出发,加热时间约大于1分钟且约小于30分钟。
层叠复合材料的制造方法在工序(b)之后也可以包括使聚酰胺膜固化的固化处理工序(c)。固化处理的温度依赖于加热装置的能力,在一个或多个实施方式中为220~420℃、280~400℃、330~370℃、340℃以上或340~370℃。此外,固化处理的时间在一个或多个实施方式中为5~300分钟或30~240分钟。
[显示用元件、光学用元件或照明用元件的制造方法]
本发明在一个方式中涉及包括如下工序的显示用元件、光学用元件或照明用元件的制造方法:在本发明所涉及的层叠复合材料的有机树脂层的与玻璃板对置的面相反面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件。该制造方法在一个或多个实施方式中进一步包括将形成的显示用元件、光学用元件或照明用元件从玻璃板剥离的工序。
[显示用元件、光学用元件或照明用元件]
本发明中,“显示用元件、光学用元件或照明用元件”是指构成显示体(显示装置)、光学装置或照明装置的元件,例如是指有机EL元件、液晶元件、有机EL照明等。此外,也包含构成它们的一部分的薄膜晶体管(TFT)元件、滤色片元件等。本发明所涉及的显示用元件、光学用元件或照明用元件在一个或多个实施方式中能够包含使用本发明所涉及的聚酰胺溶液制造的元件,使用本发明所涉及的聚酰胺膜作为元件、显示用元件、光学用元件或照明用元件的基板的元件。
<有机EL元件的不受限的一个实施方式>
以下使用附图对作为本发明所涉及的显示用元件的一个实施方式的有机EL元件的一个实施方式进行说明。
图4是表示一个实施方式所涉及的有机EL元件1的简要剖面图。有机EL元件1具备形成于基板A上的薄膜晶体管B和有机EL层C。另外,有机EL元件1整体被密封构件400覆盖。有机EL元件1可以是从支撑材料500剥离下的元件,也可以是含有支撑材料500的元件。以下,对各构成详细地进行说明。
1.基板A
基板A具备透明树脂基板100和形成于透明树脂基板100的上表面的气体阻隔层101。这里,透明树脂基板100是本发明所涉及的聚酰胺膜。
另外,也可以对透明树脂基板100进行利用热的退火处理。由此,有可以去除形变、或强化尺寸对环境变化的稳定性等效果。
气体阻隔层101是由SiOx、SiNx等形成的薄膜,可通过溅射法、CVD法、真空蒸镀法等真空成膜法来形成。作为气体阻隔层101的厚度,通常为10nm~100nm左右,但不限定于该厚度。这里,气体阻隔层101可以形成于图1的与气体阻隔层101对置的面,也可以形成于两面。
2.薄膜晶体管
薄膜晶体管B具备栅电极200、栅绝缘膜201、源电极202、活性层203和漏电极204。薄膜晶体管B形成于气体阻隔层101上。
栅电极200、源电极202和漏电极204是由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)等形成的透明薄膜。作为形成透明薄膜的方法,可举出溅射法、真空蒸镀法、离子电镀法等。这些电极的膜厚通常为50nm~200nm左右,但不限定于该厚度。
栅绝缘膜201是由SiO2、Al2O3等形成的透明的绝缘薄膜,可通过溅射法、CVD法、真空蒸镀法、离子电镀法等形成。栅绝缘膜201的膜厚通常为10nm~1μm左右,但不限定于该厚度。
活性层203例如是单晶硅、低温多晶硅、非晶硅、氧化物半导体等,可适时使用最佳的活性层。活性层通过溅射法等形成。
3.有机EL层
有机EL层C具备导电性的连接部300、绝缘性的平坦化层301、作为有机EL元件1的阳极的下部电极302、空穴输送层303、发光层304、电子输送层305和作为有机EL元件1的阴极的上部电极306。有机EL层C至少形成于气体阻隔层101上或薄膜晶体管B上,下部电极302和薄膜晶体管B的漏电极204通过连接部300进行电连接。另外,也可以取代上述方式而形成将下部电极302和薄膜晶体管B的源电极202通过连接部300进行连接的方式。
下部电极302是有机EL元件1的阳极,是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)等的透明薄膜。另外,ITO由于可得到高透明性、高导电性等而优选。
可以直接使用以往公知的有机EL元件用材料作为空穴输送层303、发光层304和电子输送层305。
上部电极306例如由将氟化锂(LiF)和铝(Al)分别成膜为5nm~20nm、50nm~200nm的膜厚的膜构成。作为形成膜的方法,例如可举出真空蒸镀法。
此外,制作底部发光型的有机EL元件时,有机EL元件1的上部电极306也可以制成光反射性的电极。由此,在有机EL元件1产生而前进到与显示侧为反向的上部侧的光被上部电极306反射至显示侧方向。因此,由于反射光也用于显示,因此可以提高有机EL元件的发光的利用效率。
[显示用元件、光学用元件或照明用元件的制造方法]
本发明在其它方式中涉及显示用元件、光学用元件或照明用元件的制造方法。本发明所涉及的制造方法在一个或多个实施方式中是制造本发明所涉及的显示用元件、光学用元件或照明用元件的方法。此外,本发明所涉及的制造方法在一个或多个实施方式中是包括以下工序的制造方法:将本发明所涉及的聚酰胺树脂溶液涂布于支撑材料的工序;在上述涂布工序后形成聚酰胺膜的工序;以及在上述聚酰胺膜的不与上述支撑材料接触的表面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件的工序。本发明所涉及的制造方法可以进一步包括将形成于上述支撑材料上的显示用元件、光学用元件或照明用元件从上述支撑材料剥离的工序。
<有机EL元件的制作方法的不受限的一个实施方式>
接着,以下,使用附图对作为本发明所涉及的显示用元件的制造方法的一个实施方式的有机EL元件的制造方法的一个实施方式进行说明。
图4的有机EL元件1的制作方法具备固定工序、气体阻隔层制作工序、薄膜晶体管制作工序、有机EL层制作工序、密封工序和剥离工序。以下,对各工序详细地进行说明。
1.固定工序
在固定工序中,将透明树脂基板100固定于支撑材料500上。固定的方法没有特别限定,可举出在支撑材料500与透明基板之间涂布粘合剂的方法、使透明树脂基板100的一部分熔合于支撑材料500的方法等。此外,作为支撑的材料,例如,可使用玻璃、金属、硅或树脂等。它们可以单独使用,也可以适时组合2种以上的材料来使用。进而,也可以在支撑材料500上涂布脱模剂等,且在其上粘贴透明树脂基板100而固定。在一个或多个实施方式中,在支撑材料500上涂布本发明所涉及的聚酰胺树脂组合物,通过干燥等而形成聚酰胺膜100。
2.气体阻隔层制作工序
在气体阻隔层制作工序中,在透明树脂基板100上制作气体阻隔层101。制作的方法没有特别限定,可以使用公知的方法。
3.薄膜晶体管制作工序
在薄膜晶体管制作工序中,在气体阻隔层上制作薄膜晶体管B。制作的方法没有特别限定,可以使用公知的方法。
4.有机EL层制作工序
有机EL层制作工序具备第1工序和第2工序。第1工序中形成平坦化层301。作为形成平坦化层301的方法,可举出对感光性透明树脂进行旋涂法、狭缝涂布法、喷墨法等。此时,为了在第2工序中可以形成连接部300,平坦化层301需要预先设置开口部。平坦化层的膜厚通常为100nm~2μm左右,但不限定于此。
在第2工序中,首先同时形成连接部300和下部电极302。作为形成它们的方法,可举出溅射法、真空蒸镀法、离子电镀法等。这些电极的膜厚通常为50nm~200nm左右,但不限定于此。其后,形成空穴输送层303、发光层304、电子输送层305和作为有机EL元件1的阴极的上部电极306。作为形成它们的方法,可以使用真空蒸镀法、涂布法等适合于使用的材料和层叠构成的方法。此外,有机EL元件1的有机层的构成与本实施例的记载无关,可以挑选其它的空穴注入层或电子输送层、空穴阻挡层、电子阻挡层等公知的有机层来构成。
5.密封工序
在密封工序中,利用密封构件400从上部电极306的上方将有机EL层C密封。作为密封构件400,可以由玻璃、树脂、陶瓷、金属、金属化合物、或它们的复合体等形成,可以适时选择最佳的材料。
6.剥离工序
在剥离工序中将制作的有机EL元件1从支撑材料500剥离。作为实现剥离工序的方法,例如,可举出物理性地从支撑材料500剥离的方法。此时,可以在支撑材料500上设置剥离层,也可以在支撑材料500与显示元件之间插入线而剥离。此外,作为其它方法,可举出仅在支撑材料500的端部不设置剥离层,在制作元件后从端部切断内侧而取出元件的方法;在支撑材料500与元件之间设置由硅层等构成的层,通过激光照射进行剥离的方法;对支撑材料500施加热,分离支撑材料500与透明基板的方法;以及利用溶剂除去支撑材料500的方法等。这些方法可以单独使用,也可以组合使用任意的多个方法。在一个或多个实施方式中,在聚酰胺膜与支撑材料之间的粘接可以利用硅烷偶联剂进行控制,由此,有机EL元件1也可以在不使用上述的复杂工序的情况下进行物理性剥离。
[显示装置、光学装置、照明装置]
本发明在该方式中涉及使用本发明所涉及的显示用元件、光学用元件或照明用元件的显示装置、光学装置或照明装置,此外,涉及它们的制造方法。虽然不限定于它们,但作为上述显示装置,可举出拍摄元件等,作为光学装置,可举出光/电复合电路等,作为照明装置,可举出TFT-LCD、OEL照明等。
[传感元件的制造方法]
本发明在其它方式中涉及包括下述工序(A)和(B)的传感元件的制造方法。
(A)将本发明所涉及的聚酰胺溶液涂布到支撑材料而在上述支撑材料上形成聚酰胺膜的工序。
(B)在上述聚酰胺膜的表面上形成传感元件的工序。
作为上述支撑材料,可使用上述支撑体。
在本方式的制造方法的工序(A)中可形成层叠复合材料。本方式的制造方法的工序(A)在一个或多个实施方式中包括下述工序(i)和(ii)。
(i)将上述聚酰胺溶液涂布于支撑材料的工序(参照图1工序A)。
(ii)在工序(i)之后,将涂布的聚酰胺溶液加热而形成聚酰胺膜的工序(参照图1工序B)。
工序(i)中的涂布和工序(ii)的加热温度可以与上述同样地设定。本方式的制造方法在工序(ii)之后可以包括使聚酰胺膜固化的固化处理工序(iii)。固化处理的温度和时间可以与上述同样地设定。
本方式的制造方法的工序(B)中的传感元件的形成没有特别限定,可以按以往方法形成,或者与要制造的传感元件匹配地适当形成今后要制造的元件。
本方式的制造方法在一个或多个实施方式中包括工序(B)之后将形成的传感元件从玻璃板剥离的工序作为工序(C)。在剥离工序(C)中,将制作的传感元件从支撑材料剥离。作为实现剥离工序的方法,可与上述同样地进行。
[传感元件]
本发明在一个或多个实施方式中涉及通过本方式的制造方法制造的传感元件。作为以本发明所涉及的制造方法制造的“传感元件”,在不受限的一个或多个实施方式中,是具备由本发明的制造方法中使用的聚酰胺溶液形成的聚酰胺膜的传感元件。此外,在其它的一个或多个实施方式中,以本发明所涉及的制造方法制造的“传感元件”是在形成于支撑材料上的聚酰胺膜上形成的传感元件,进而,在其它的一个或多个实施方式中,是根据需要从上述支撑材料剥离下的传感元件。作为该传感元件,在一个或多个实施方式中,可举出能够遭受电磁波的传感元件、能够检测磁场的传感元件、能够检测静电容量变化的传感元件、或能够检测压力变化的元件。该传感元件在一个或多个实施方式中可举出拍摄元件、放射线传感元件、光敏元件、磁性传感元件、静电容量传感元件、触摸传感元件或压力传感元件等。作为上述放射线传感元件,在一个或多个实施方式中可举出X射线传感元件。本发明中的传感元件在一个或多个实施方式中,包含使用本发明所涉及的聚酰胺溶液而制造的元件和/或使用本发明所涉及的层叠复合材料而制造的元件和/或通过本发明所涉及的元件的制造方法而制造的元件。此外,本发明中的传感元件的形成在一个或多个实施方式中包括形成光电转换元件及其驱动元件的工序。
[输入设备]
以本发明所涉及的制造方法制造的“传感元件”在不受限的一个或多个实施方式中是可用于输入设备的元件,作为该输入设备,在一个或多个实施方式中可举出光学、拍摄、磁性、静电容量或压力的输入设备。作为该输入设备,在不受限的一个或多个实施方式中,可举出放射线的拍摄装置、可见光的拍摄装置、磁性传感设备、触摸面板、指纹验证面板、使用压电元件的发光体等。作为上述放射线的拍摄装置,在一个或多个实施方式中,可举出X射线的拍摄装置。此外,本发明中的输入设备在不受限的一个或多个实施方式中可以具有显示功能等作为输出设备的功能。
<传感元件的不受限的一个实施方式>
以下,使用图5对可通过本方式的制造方法制造的传感元件的一个实施方式进行说明。
图5是表示一个实施方式所涉及的传感元件10的简要剖面图。传感元件10具有多个像素。该传感元件10在基板2的表面上形成含有多个光电二极管11A(光电转换元件)和作为该光电二极管11A的驱动元件的薄膜晶体管(TFT:ThinFilmTransistor)11B的像素电路。该基板2是通过本方式的制造方法的工序(A)形成于支撑材料(未图示)上的聚酰胺膜。然后,在本方式的制造方法的工序(B)中形成光电二极管11A(光电转换元件)和作为该光电二极管11A的驱动元件的薄膜晶体管11B。
栅绝缘膜21设置于基板2上,例如由以氧化硅(SiO2)膜、氮氧化硅(SiON)膜和氮化硅膜(SiN)中的1种形成的单层膜构成或者由以它们中的2种以上形成的层叠膜构成。第1层间绝缘膜12A设置于栅绝缘膜21上,例如由氧化硅膜或氮化硅膜等绝缘膜形成。该第1层间绝缘膜12A还作为覆盖后述的薄膜晶体管11B上的保护膜(钝化膜)发挥功能。
(光电二极管11A)
光电二极管11A在基板2上的选择性区域介由栅绝缘膜21和第1层间绝缘膜12A而配设。具体而言,光电二极管11A在第1层间绝缘膜12A上依次层叠有下部电极24、n型半导体层25N、i型半导体层25I、p型半导体层25P和上部电极26而成。上部电极26例如是用于将光电转换时的基准电位(偏置电位)供给至上述光电转换层的电极,与作为基准电位供给用的电源配线的配线层27连接。该上部电极26例如由ITO(氧化铟锡)等透明导电膜构成。
(薄膜晶体管11B)
薄膜晶体管11B例如由场效应晶体管(FET:FieldEffectTransistor)构成。该薄膜晶体管11B在基板2上形成有例如由钛(Ti)、Al、Mo、钨(W)、铬(Cr)等构成的栅电极20,在该栅电极20上形成有上述栅绝缘膜21。此外,在栅绝缘膜21上形成有半导体层22,该半导体层22具有沟道区域。在该半导体层22上形成有源电极23S和漏电极23D。具体而言,这里,漏电极23D与光电二极管11A中的下部电极24连接,源电极23S与中继电极28连接。
此外,传感元件10在这种光电二极管11A和薄膜晶体管11B的上层依次设置有第2层间绝缘膜12B、第1平坦化膜13A、保护膜14和第2平坦化膜13B。此外,该第1平坦化膜13A在对应于光电二极管11A的形成区域附近形成开口部3。
通过在传感元件10上形成例如波长变换构件,可以制作放射线拍摄装置。
本发明可涉及以下的一个或多个实施方式。
<1>一种聚酰胺溶液,是含有芳香族聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液,将上述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上,且拉伸强度为100MPa~250MPa。
<2>如<1>所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为5.0GPa以上。
<3>如<1>或<2>所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的拉伸强度为180MPa~250MPa。
<4>一种聚酰胺溶液,由下述式(III)表示的二酰氯单体相对于在上述芳香族聚酰胺的合成中使用的二酰氯单体整体的比例为90摩尔%以下。
[式(III)中,n=4,R独立地选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合。]
<5>如<4>所述的聚酰胺溶液,其中,由式(III)表示的二酰氯单体相对于在合成中使用的二酰氯单体整体的比例为15摩尔%~45摩尔%。
<6>如<1>~<5>中任一项所述的聚酰胺溶液,其中,构成上述芳香族聚酰胺的构成单元的至少1个具有游离的羧基。
<7>如权利要求1~8中任一项所述的聚酰胺溶液,是含有芳香族聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液,将上述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上,上述芳香族聚酰胺是具有由下述通式(I)和(II)表示的重复单元的芳香族聚酰胺。
[x表示式(I)的构成单元的摩尔%,y表示式(II)的构成单元的摩尔%,x为70~100摩尔%,y为0~30摩尔%,n为1~4,
式(I)和(II)中,Ar1选自
p=4,q=3,R1、R2、R3、R4、R5分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R1可各自不同,R2可各自不同,R3可各自不同,R4可各自不同,R5可各自不同,G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,Z是芳基或取代芳基,
式(I)中,Ar2选自
p=4,R6、R7、R8分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R6可各自不同,R7可各自不同,R8可各自不同,G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,Z是芳基或取代芳基,
式(II)中,Ar3选自
t=0~3,R9、R10、R11分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R9可各自不同,R10可各自不同,R11可各自不同,G3选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,Z是芳基或取代芳基。]
<8>如<7>所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为5.0GPa以上。
<9>如<7>或<8>中任一项所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的拉伸强度为100MPa~250MPa。
<10>如<9>所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的拉伸强度为180.0MPa~250MPa。
<11>如<7>~<10>中任一项所述的聚酰胺溶液,其中,由下述式(III)表示的二酰氯单体相对于在上述芳香族聚酰胺的合成中使用的二酰氯单体整体的比例为90摩尔%以下。
[式(III)中,n=4,R独立地选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合。]
<12>如<11>所述的聚酰胺溶液,其中,由式(III)表示的二酰氯单体相对于在合成中使用的二酰氯单体整体的比例为15摩尔%~45摩尔%。
<13>如<7>~<12>中任一项所述的聚酰胺溶液,其中,构成上述芳香族聚酰胺的构成单元的至少1个具有游离的羧基。
<14>如<1>~<9>中任一项所述的聚酰胺溶液,其用于包括以下工序的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法,
a)将聚酰胺溶液浇注到支撑材料的工序;
b)在上述浇注工序(a)后,在上述支撑材料上形成聚酰胺膜的工序;以及
c)在上述聚酰胺膜的表面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件、或者传感元件的工序。
<15>如<1>~<14>中任一项所述的聚酰胺溶液,其中,进一步含有多官能环氧化物。
<16>如<15>所述的聚酰胺溶液,其中,上述多官能环氧化物是具有2个或2个以上的缩水甘油基的环氧化物、或者是具有2个或2个以上的脂环式结构的环氧化物。
<17>如<15>或<16>所述的聚酰胺溶液,上述多官能环氧化物选自由式(I)~(IV)表示的化合物。
式(I)中,l表示缩水甘油基的数量,R选自以下结构和它们的组合:
m为1~4,n和s表示平均单元数,各自独立地为0~30,R12选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基、卤代芳基等取代芳基、烷基酯和卤代烷基酯等取代烷基酯以及它们的组合,G4选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X为卤素)、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基,R13是氢或甲基,R14是2价的有机基团,
式(II)中,环结构(cyclicstructure)选自以下结构和它们的组合:
R15是碳原子数为2~18的烷基链,可以是直链、支链、或包含环烷烃结构的链,m和n是平均单元数,各自独立地为1~30的数,a、b、c、d、e和f各自独立地为0~30的数,
式(III)中,R16是碳原子数为2~18的烷基链,可以是直链、支链、或包含环烷烃的链,t和u是平均单元数,各自独立地为1~30的数。
<18>一种聚酰胺膜,是将<1>~<17>中任一项所述的聚酰胺溶液浇注到支撑材料而制作的。
<19>一种层叠复合材料,包含玻璃板和聚酰胺树脂层,在玻璃板的一面上层叠有聚酰胺树脂层,上述聚酰胺树脂是将<1>~<17>中任一项所述的聚酰胺溶液浇注于上述玻璃板而形成的聚酰胺树脂。
<20>一种显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法,包括以下工序:a)将<1>~<17>中任一项所述的聚酰胺溶液浇注到支撑材料的工序;b)在上述浇注工序(a)后,在上述支撑材料上形成聚酰胺膜的工序;以及c)在上述聚酰胺膜的表面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件、或者传感元件的工序。
<21>一种显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件,是通过<20>所述的制造方法制造的。
[实施例]/[Examples]
使用表1和下述所示的成分制备芳香族聚酰胺溶液(实施例1~6)。此外,使用制备的聚酰胺溶液而形成的膜的杨氏模量、拉伸强度以下述方式进行测定。
[芳香族二胺]
PFMB:2,2'-二(三氟甲基)联苯胺;
DAB:3,5-二氨基苯甲酸;
FDA:9,9-二(4-氨基苯基)芴;
[芳香族二酰氯]
TPC:对苯二甲酰氯;
IPC:间苯二甲酰氯;
[捕获试剂]
PrO:环氧丙烷
[溶剂]
DMAc:N,N–二甲基乙酰胺
BCS:丁基溶纤剂
[多官能环氧化物]
TG:异氰脲酸三缩水甘油酯
[聚酰胺溶液的制备]
以下,对实施例1的聚酰胺溶液的一般的制备方法进行说明。实施例1的聚酰胺溶液是在DMAc中含有5重量%的TPC、IPC、PFMB和DAB的共聚物的(摩尔比为TPC/IPC/PFMB/DAB=10%/90%/95%/5%)溶液。
在具备机械式搅拌机、氮导入口和排出口的250ml的三口圆底烧瓶中加入PFMB(3.241g,0.0095mol)、DAB(0.0761g,0.0005mol)和DMAc(75ml)。PFMB和DAB完全溶解后,在溶液中添加PrO(1.7g,0.03mol)。上述溶液被冷却至0℃。添加后,一边搅拌一边添加TPC(0.203g,0.001mol)和IPC(1.827g,0.009mol)。烧瓶的内壁以DMAc(1.5ml)进行清洗。2小时后,将苯甲酰氯(0.032g,0.23mmol)添加于上述溶液,进一步搅拌2小时,得到溶液2。
对于实施例2~5的聚酰胺溶液,也与实施例1同样,制备成5重量%的聚酰胺溶液。
对于实施例6,在实施例4的聚酰胺溶液中添加相对于聚酰胺为5重量%的TG(异氰脲酸三缩水甘油酯),进一步搅拌2小时而制备。
[聚酰胺膜的形成]
将制备的实施例1~6的聚酰胺溶液浇注于玻璃基板而形成膜,研究其特性。
通过旋涂将聚酰胺溶液涂布于平坦的玻璃基板(10cmx10cm,商品名EAGLEXG,CorningInc.,U.S.A公司制)上。以60℃干燥30分钟以上后,将温度从60℃加热至220℃、330℃或350℃,在真空或非活性环境下维持220℃、330℃或350℃30分钟或60分钟,从而对膜进行固化处理,分别得到聚酰胺膜1~97(厚度约10μm)。
以后述的方法测定该聚酰胺膜的特性(波长400和550nm的Rth、总光线透射率(Tt)、尺寸间隙、CTE、Tg和β松弛峰的tanδ)。将其结果示于下述表1。
[浇注膜的至少一个方向的杨氏模量]的测定
浇注膜的至少一个方向的杨氏模量是使用万能型拉伸试验机(自动绘图仪AG-5kNX,株式会社岛津制)实施拉伸试验,由测定结果算出的。
测定条件如下所述。
样品尺寸:哑铃状试验片(基于JISK6251(哑铃No.1))
平行部分宽度:10mm
长度:40mm(初期的标线间距离)
夹具间距离:90mm
拉伸速度:10mm/min
[浇注膜的拉伸强度]
浇注膜的拉伸强度是使用万能型拉伸试验机(自动绘图仪AG-5kNX,株式会社岛津制)实施拉伸试验,由测定结果算出的。
测定条件与上述同样。
如表1所示,实施例1~6的聚酰胺溶液显示出3.0GPa以上的杨氏模量和100MPa以上的拉伸强度。
Claims (21)
1.一种聚酰胺溶液,含有芳香族聚酰胺和溶剂,
将所述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上,且拉伸强度为100MPa~250MPa。
2.如权利要求1所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为5.0GPa以上。
3.如权利要求1所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的拉伸强度为180MPa~250MPa。
4.如权利要求1所述的聚酰胺溶液,其中,由下述式(III)表示的二酰氯单体相对于在所述芳香族聚酰胺的合成中使用的二酰氯单体整体的比例为90摩尔%以下,
式(III)中,n=4,R独立地选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合。
5.如权利要求4所述的聚酰胺溶液,其中,由式(III)表示的二酰氯单体相对于在合成中使用的二酰氯单体整体的比例为15摩尔%~45摩尔%。
6.如权利要求1所述的聚酰胺溶液,其中,构成所述芳香族聚酰胺的构成单元的至少1个具有游离的羧基。
7.一种聚酰胺溶液,含有芳香族聚酰胺和溶剂,
将所述聚酰胺溶液浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为3.0Gpa以上,
所述芳香族聚酰胺是具有由下述通式(I)和(II)表示的重复单元的芳香族聚酰胺,
x表示式(I)的构成单元的摩尔%,y表示式(II)的构成单元的摩尔%,x为70~100摩尔%,y为0~30摩尔%,n为1~4,
式(I)和(II)中,Ar1选自
p=4,q=3,R1、R2、R3、R4、R5分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R1可各自不同,R2可各自不同,R3可各自不同,R4可各自不同,R5可各自不同,G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,其中C(CX3)2基团中的X为卤素,Z是芳基或取代芳基,
式(I)中,Ar2选自
p=4,R6、R7、R8分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R6可各自不同,R7可各自不同,R8可各自不同,G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,其中C(CX3)2基团中的X为卤素,Z是芳基或取代芳基,
式(II)中,Ar3选自
t=0~3,R9、R10、R11分别选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合,R9可各自不同,R10可各自不同,R11可各自不同,G3选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴基和OZO基团,其中C(CX3)2基团中的X为卤素,Z是芳基或取代芳基。
8.如权利要求7所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的至少一个方向的杨氏模量为5.0GPa以上。
9.如权利要求7所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的拉伸强度为100MPa~250MPa。
10.如权利要求9所述的聚酰胺溶液,其中,浇注于玻璃板上而制作的浇注膜的拉伸强度为180.0MPa~250MPa。
11.如权利要求7所述的聚酰胺溶液,其中,由下述式(III)表示的二酰氯单体相对于在所述芳香族聚酰胺的合成中使用的二酰氯单体整体的比例为90摩尔%以下,
式(III)中,n=4,R独立地选自氢、卤素、烷基、取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、取代烷氧基、芳基、取代芳基、烷基酯和取代烷基酯、以及它们的组合。
12.如权利要求11所述的聚酰胺溶液,其中,由式(III)表示的二酰氯单体相对于在合成中使用的二酰氯单体整体的比例为15摩尔%~45摩尔%。
13.如权利要求7所述的聚酰胺溶液,其中,构成所述芳香族聚酰胺的构成单元的至少1个具有游离的羧基。
14.如权利要求1所述的聚酰胺溶液,用于包括以下工序的显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法:
a)将聚酰胺溶液浇注到支撑材料的工序;
b)在所述浇注工序(a)后,在所述支撑材料上形成聚酰胺膜的工序;以及
c)在所述聚酰胺膜的表面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件、或者传感元件的工序。
15.如权利要求1~14中任一项所述的聚酰胺溶液,其中,进一步含有多官能环氧化物。
16.如权利要求15所述的聚酰胺溶液,其中,所述多官能环氧化物是具有2个或2个以上的缩水甘油基的环氧化物、或者是具有2个或2个以上的脂环式结构的环氧化物。
17.如权利要求15所述的聚酰胺溶液,其中,所述多官能环氧化物选自由式(I)~(IV)表示的环氧化物,
式(I)中,l表示缩水甘油基的数量,R选自以下结构和它们的组合:
m为1~4,n和s表示平均单元数,各自独立地为0~30,R12选自氢、卤素(氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、烷基、卤代烷基等取代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、卤代烷氧基等取代烷氧基、芳基、卤代芳基等取代芳基、烷基酯和卤代烷基酯等取代烷基酯以及它们的组合,G4选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团、CO基团、O原子、S原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、取代9,9-芴和OZO基团,其中C(CX3)2基团中的X为卤素,Z是苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-二苯基芴基和取代9,9-二苯基芴等芳基或取代芳基,R13是氢或甲基,R14是2价的有机基团,
式(II)中,环结构选自如下结构以及它们的组合,
R15是碳原子数为2~18的烷基链,可以是直链、支链、或包含环烷烃结构的链,m和n是平均单元数,各自独立地为1~30的数,a、b、c、d、e和f各自独立地为0~30的数,
式(III)中,R16是碳原子数为2~18的烷基链,可以是直链、支链、或包含环烷烃的链,t和u是平均单元数,各自独立地为1~30的数。
18.一种聚酰胺膜,是将权利要求1~17中任一项所述的聚酰胺溶液浇注到支撑材料而制作的。
19.一种层叠复合材料,包含玻璃板和聚酰胺树脂层,
在玻璃板的一面上层叠有聚酰胺树脂层,
所述聚酰胺树脂是将权利要求1~17中任一项所述的聚酰胺溶液浇注于所述玻璃板而形成的聚酰胺树脂。
20.一种显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件的制造方法,包括以下工序:
a)将权利要求1~17中任一项所述的聚酰胺溶液浇注到支撑材料的工序;
b)在所述浇注工序(a)后,在所述支撑材料上形成聚酰胺膜的工序;以及
c)在所述聚酰胺膜的表面上形成显示用元件、光学用元件或照明用元件、或者传感元件的工序。
21.一种显示用元件、光学用元件、照明用元件或传感元件,是通过权利要求20所述的制造方法制造的。
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