JP2024500333A - 光学的に透明なポリイミド - Google Patents
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Abstract
ポリイミド材料は、式(I):JPEG2024500333000070.jpg26150[式中、A1及びA2は、各場合において、独立して四価部分の群から選択され、Bは各場合において、独立して二価部分の群から選択され、xは1より大きい整数である]のポリイミドを含む。ポリイミド材料は、望ましい光学的、構造的、熱的、機械的特性、又はそれらの組み合わせを有する。【選択図】なし
Description
本開示は、少なくとも1つの非対称ジイミド成分を含んでなる光学的に透明なポリイミドに関する。
有機フィルムはガラスに比べて柔軟性が高く、割れにくく、軽量である。最近、フラットパネルディスプレイの基材として、有機フィルムを用いたフレキシブルディスプレイの開発を目指して研究が進められている。
一般に有機フィルムに使用される樹脂には、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、アクリル、及びエポキシが含まれる。中でもポリイミド樹脂は、耐熱性、機械的強度、耐摩耗性、寸法安定性、耐薬品性、絶縁性が高いため、電気・電子業界で広く使用されている。
基材ガラスの代替として表示素子に使用されるポリイミド樹脂には、高い透明性と低い複屈折性が求められる。これらの特性は鮮明な画像を得るために必要である。しかし、製造方法により樹脂にばらつきが生じ、性能特性の変動につながる。したがって、性能の一貫性をもたらす方法を考案し、改善する必要がある。
本明細書で企図される様々な態様及び実施形態には、以下の1つ又は複数が含まれ得るが、これらに限定されない。
第1態様では、ポリイミド材料は式(I):
のポリイミドを含んでなる。
部分A1及びA2は、各場合において、独立して四価部分の群から選択できる。部分Bは、各場合において、独立して二価部分の群から選択できる。パラメータxは1より大きい整数であり得る。
前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性を有する。前記ポリイミドは、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性を有することができる。
特性群Mは、構造的、熱的、又は機械的特性を指し、以下のものを含むことができる。
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定されるガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること。
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定されるガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること。
特性群Oは、主に光学特性を指し、以下のものを含むことができる。
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)ASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)ASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること。
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)ASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)ASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること。
第2態様では、光学スタックは、前述の第1態様によるポリイミド材料を含んでなる。
第3態様では、電子デバイスは、前述の第1態様によるポリイミド材料を含んでなる。
第4態様では、ポリイミドは、式(II):
[式中、nは1、2、又は3である]
を含んでなる第1モノマー;及び少なくとも1つの第2モノマーから製造される。前記少なくとも1つの第2モノマーは、以下:
からなる群から選択できる。
を含んでなる第1モノマー;及び少なくとも1つの第2モノマーから製造される。前記少なくとも1つの第2モノマーは、以下:
前記ポリイミドは、以下:
からなる群から選択される少なくとも1つのコモノマーをさらに含むことができる。
第5態様では、ポリイミド材料は、式(III):
のポリイミドを含んでなる。
部分A1及びA2は、各場合において、独立して四価部分の群から選択できる。部分Bは、各場合において、独立して二価部分の群から選択できる。パラメータx及びyは1より大きい整数である。
第5態様による前記ポリイミド材料は、前述の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、前述の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有する。
以下の説明は、本明細書に開示される教示の理解を助けるために、図と組み合わせて提供される。以下の議論は、教示の特定の実装及び実施形態に焦点を当てる。この焦点は、教示の説明を支援するために提供されており、教示の範囲又は適用可能性を限定するものとして解釈されるべきではない。
本明細書で使用される場合、「含んでなる」、「含んでなっている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」という用語、又はそれらのその他の変形は、制限のない用語であり、「含むが、限定されるものではない」という意味に解釈されるべきである。これらの用語には、より限定的な用語「から本質的になる」及び「からなる」が包含される。一実施形態では、特徴のリストを含んでなる方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴だけに限定されるわけではなく、明示的に列挙されていない、又はそのような方法、物品、又は装置に固有の他の特徴を含んでもよい。さらに、明示的に反対の記載がない限り、「又は」は包括的な又はを指し、排他的な又はを指さない。例えば、条件A又はBは、以下のいずれか1つによって満たされる:Aは真(又は存在する)及びBは偽(又は存在しない)、Aは偽(又は存在しない)及びBは真(又は存在する)、並びにA及びBの両方が真(又は存在する)である。
また、本明細書に記載される要素や成分を説明するために、「a」又は「an」の使用が採用される。これは単に便宜上、また本発明の範囲について一般的な感覚を与えるために行われる。本明細書は、別段の意味があることが明らかでない限り、1つ又は少なくとも1つを含み、単数形は複数形も含む、又はその逆も含むものとして読まれるべきである。例えば、本明細書において、単一の項目が記載されている場合、単一の項目の代わりに複数の項目が使用されることがある。同様に、本明細書で複数の項目が記載されている場合、単一の項目がその複数の項目の代わりに使用されてもよい。
他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法、及び実施例は単なる例示であり、限定することを意図したものではない。本明細書に記載されていない限り、特定の材料及び加工行為に関する多くの詳細は従来のものであり、構造技術及び対応する製造技術内の参考書籍及び他の情報源で見つけることができる。特段の指示がない限り、すべての測定はASTMに従って約23℃+/-5℃で行われる。
上述のように、ポリイミド材料は、式(I)又は式(III):
又は
のポリイミドを含んでなる。
各式(I)又は(III)について、部分A1及びA2は、各場合に独立して選択できる。A1及びA2は、四価部分の群から選択される。一実施形態では、A1及びA2は異なる。部分Bは、各場合において、独立して二価部分の群から選択できる。パラメータx及びyは1より大きい整数であり得る。一実施形態では、x又はyは、10より大きく、50より大きく、100より大きく、200より大きく、500より大きく、700より大きく、又は1000より大きくすることができる。
一実施形態では、ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性を有する。別の実施形態では、ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する。特性群Mは、構造的、熱的、又は機械的特性を指し、以下のものを含むことができる。
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される前記ポリイミド材料の引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定される前記ポリイミド材料のガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること。
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される前記ポリイミド材料の引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定される前記ポリイミド材料のガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること。
ポリイミドは、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性を有することができる。別の実施形態では、ポリイミド材料は、以下の特性群Oから選択される少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する。特性群Oとは、主に光学特性を指し、以下のものを含むことができる。
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること。
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること。
一実施形態では、部分A1又はA2は、以下:
から各場合に独立して選択される。一実施形態では、A1及びA2は異なり得る。
別の実施形態では、A1又はA2は、本質的に以下:
からなる群から各場合に独立して選択できる。
さらなる一実施形態では、A1又はA2は、以下:
からなる群から各場合に独立して選択できる。
さらに別の実施形態では、A1又はA2は、以下:
からなる群から各場合に独立して選択できる。
さらに一実施形態では、A1は、
であり、A2は、
であり、一方、別の実施形態では、A1は、
であり、A2は、
である。
一実施形態では、ポリイミド材料はポリマーを含み、Bは以下:
から各場合に独立して選択できる。
一実施形態では、Bは、以下:
からなる群から各場合に独立して選択できる。
上述のように、前記特性群Mは以下を含んでなる。
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される前記ポリイミド材料の引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定される前記ポリイミド材料のガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること。
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される前記ポリイミド材料の引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定される前記ポリイミド材料のガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること。
一実施形態では、本明細書で論じられる実施形態のいずれか1つによるポリイミド材料は、特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有することができる。
上述のように、特性群Oは以下を含むことができる。
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること。
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること。
一実施形態では、本明細書に記載されている実施形態のいずれか1つによるポリイミド材料は、特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有することができる。
上述のように、本開示の一態様には、式(II):
[式中、nは1、2、又は3である]
を含んでなる第1モノマー;及び少なくとも1つの第2モノマーから製造されるポリイミドが含まれる。
を含んでなる第1モノマー;及び少なくとも1つの第2モノマーから製造されるポリイミドが含まれる。
一実施形態では、第1モノマーは以下:
から選択できる。
別の実施形態では、第1モノマーは、4-アミノフェニルメチルアミン(4-APMA)又は4-アミノフェニルエチルアミン(4-APEA)から選択できる。さらなる一実施形態では、第1モノマーは4-APEAから本質的になる。
ポリイミドは、少なくとも1つの第2モノマーから製造される。前記少なくとも1つの第2モノマーは以下:
から選択される。
一実施形態では、前記少なくとも1つの第2モノマーは以下:
から選択される。
一実施形態では、前記少なくとも1つの第2モノマーは、4,4'-ジアミノ-2,2'-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(TFMB)から本質的になる。
前述の態様によれば、ポリイミドは、以下:
から選択される少なくとも1つのコモノマーから製造される。
一実施形態では、前記少なくとも1つのコモノマーは以下:
から選択される。
一実施形態では、前記少なくとも1つのコモノマーは、2つ、3つ、又は4つのコモノマーを含む。例えば、2つのコモノマーは以下:
から選択できる。
一実施形態では、2つのコモノマーは、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s-BPDA)である。
一実施形態では、第1モノマー及び第2モノマーの誘導体は本開示の範囲内である。例えば、前述のジアミンの任意の塩が考慮される。さらに、コモノマーのあらゆる反応性誘導体も本開示の範囲内であるとみなされる。例えば、モノエステル、ジエステル、トリエステル、及びテトラエステル等の二無水物の任意のエステルが考慮される。例えば、以下に示す6FDAのテトラキス-ペンタフルオロエチルエステルが考えられる。
一実施形態では、第1モノマーと第2モノマーは任意のモル比とすることができる。第1モノマー:第2モノマーのモル比は、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲であり得る。一実施形態では、第1モノマーが大部分を占める。別の実施形態では、ポリイミドは、第3モノマー、第4モノマー、及びさらなるモノマーを含んでもよい。このような複数のモノマー系の場合、第1のモノマーと他のすべてのモノマーの合計とのモル比は、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲であり得る。
さらに別の実施形態では、前述の態様によるポリイミドは、2つのコモノマー、すなわち、第1コモノマー及び第2コモノマーから製造できる。第1コモノマーと第2コモノマーは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比であり得る。
別の実施形態では、前述の態様によるポリイミドは、3つ以上のコモノマーから製造できる。一実施形態では、第1コモノマーは6FDAであり、第2コモノマー及び他のコモノマーは前述の構造から選択できる。第1コモノマーと残りのすべてのコモノマーの合計とのモル比は、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲であり得る。
特定の一実施形態では、前述の態様によるポリイミドは、第1モノマーが4APEAであり、第2モノマーがTFMBであり、第1コモノマーが6FDAであり、第2コモノマーがs-BPDAである化合物から製造できる。一実施形態では、第1モノマーと第2モノマーは6:5~5:6の範囲のモル比であり、第1コモノマーと第2コモノマーは2:1~1:1のモル比である。一実施形態では、4APEA:TFMB:6FDA:s-BPDAのモル比は約5:5:6:4である。
前述の態様によれば、ポリイミド材料には、式III:
のポリイミドが含まれる。
式IIIのポリイミドは、4APEAを最初にA1部分を含む化合物と反応させ、続いて部分Bを含むジアミン及びA2部分を含む化合物を添加する制御された重合工程により製造できる。前述の式IIにおいて、A1及びA2は、各場合において、独立して四価部分の群から選択できる。部分Bは、各場合において、独立して二価部分の群から選択できる。パラメータx及びyは1より大きい整数である。
一実施形態では、xとyは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲の比である。
実施形態では、前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有する。特性群Mは、
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、又は少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定されるガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmで、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含んでなる。
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、又は少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定されるガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmで、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含んでなる。
特性群Oは、
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)380nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)ASTM E313に従う厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)ASTM D1003-13に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含んでなる。
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)380nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)ASTM E313に従う厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)ASTM D1003-13に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含んでなる。
一実施形態では、ポリイミド材料は、特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する。別の実施形態では、ポリイミド材料は、特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する。例えば、一実施形態では、ポリイミド材料は、特性群Mからの少なくとも2つの特性と、特性群Oからの少なくとも2つの特性を有する。したがって、各特性群の特性の数の任意の組み合わせが、開示の範囲内で考慮される。
式IIIの部分に対処する場合、A1又はA2は、以下:
から各場合に独立して選択できる。
部分Bは、以下:
から各場合に独立して選択できる。
多くの異なる態様及び実施形態が可能である。それらの態様及び実施形態のいくつかが本明細書で説明される。本明細書を読んだ後、当業者であれば、それらの態様及び実施形態が単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解するであろう。実施形態は、以下に列挙する項目のいずれか1つ以上に従ってもよい。
実施形態1
式(I):
[式中、A1及びA2は、各場合において、独立して四価部分の群から選択され、Bは各場合において、独立して二価部分の群から選択され、xは1より大きい整数である]
のポリイミドを含むポリイミド材料であって、前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有し、特性群Mは、
ASTM規格D897-08に従って測定される前記ポリイミド材料の引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
熱機械分析によって測定される前記ポリイミド材料のガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含み;並びに特性群Oは、
400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含むポリイミド材料。
式(I):
のポリイミドを含むポリイミド材料であって、前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有し、特性群Mは、
ASTM規格D897-08に従って測定される前記ポリイミド材料の引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
熱機械分析によって測定される前記ポリイミド材料のガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含み;並びに特性群Oは、
400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含むポリイミド材料。
実施形態2
A1又はA2は、以下:
から各場合に独立して選択される、実施形態1に記載のポリイミド材料。
A1又はA2は、以下:
実施形態3
A1又はA2は、本質的に以下:
からなる群から各場合に独立して選択される、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
A1又はA2は、本質的に以下:
実施形態4
A1又はA2は、以下:
からなる群から各場合に独立して選択される、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
A1又はA2は、以下:
実施形態5
Bは、以下:
から各場合に独立して選択される、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
Bは、以下:
実施形態6
Bは、以下:
からなる群から各場合に独立して選択される、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
Bは、以下:
実施形態7
特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
実施形態8
特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する、前記実施形態のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
実施形態9
実施形態1~8に記載のポリイミド材料を含む、光学スタック。
実施形態1~8に記載のポリイミド材料を含む、光学スタック。
実施形態10
実施形態1~8に記載のポリイミド材料を含む、電子デバイス。
実施形態1~8に記載のポリイミド材料を含む、電子デバイス。
実施形態11
式(II):
[式中、nは1、2、又は3である]
を含む第1モノマー;以下からなる群から選択される少なくとも1つの第2モノマー
;並びに以下からなる群から選択される少なくとも1つのコモノマー
から製造される、ポリイミド。
式(II):
を含む第1モノマー;以下からなる群から選択される少なくとも1つの第2モノマー
実施形態12
前記第1モノマーと前記第2モノマーは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、実施形態11に記載のポリイミド。
前記第1モノマーと前記第2モノマーは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、実施形態11に記載のポリイミド。
実施形態13
少なくとも2つのコモノマーから製造される、実施形態11及び12のいずれか1つに記載のポリイミド。
少なくとも2つのコモノマーから製造される、実施形態11及び12のいずれか1つに記載のポリイミド。
実施形態14
前記第1モノマーは、
である、実施形態11~13のいずれか1つに記載のポリイミド。
前記第1モノマーは、
実施形態15
少なくとも2つのコモノマーを含み、該2つのコモノマーは以下:
から選択される、実施形態11~14のいずれか1つに記載のポリイミド。
少なくとも2つのコモノマーを含み、該2つのコモノマーは以下:
実施形態16
前記2つのコモノマーは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、実施形態15に記載のポリイミド。
前記2つのコモノマーは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、実施形態15に記載のポリイミド。
前記第1モノマーは、
であり、前記第2モノマーは、
であり、第1コモノマーは、
であり、第2コモノマーは、
である、実施形態11~16のいずれか1つに記載のポリイミド。
実施形態18
前記第1モノマーと前記第2モノマーは、6:5~5:6の範囲のモル比であり、前記第1コモノマーと前記第2コモノマーは、2:1~1:1のモル比である、実施形態17に記載のポリイミド。
前記第1モノマーと前記第2モノマーは、6:5~5:6の範囲のモル比であり、前記第1コモノマーと前記第2コモノマーは、2:1~1:1のモル比である、実施形態17に記載のポリイミド。
実施形態19
式(III):
[式中、A1及びA2は、各場合において、独立して四価部分の群から選択され、Bは、各場合において、独立して二価部分の群から選択され、x及びyは1より大きい整数である]
のポリイミドを含んでなるポリイミド材料であって、
前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有し、
特性群Mは、
ASTM規格D897-08に従って測定される引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、又は少なくとも5.0GPaであること;
熱機械分析によって測定されるガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;
半径1mmで、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含み、
特性群Oは、
400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
380nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
ASTM E313に従って、厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
ASTM D1003-13に従って測定される、厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含んでなる、ポリイミド材料。
式(III):
のポリイミドを含んでなるポリイミド材料であって、
前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有し、
特性群Mは、
ASTM規格D897-08に従って測定される引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、又は少なくとも5.0GPaであること;
熱機械分析によって測定されるガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;
半径1mmで、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含み、
特性群Oは、
400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
380nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
ASTM E313に従って、厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
ASTM D1003-13に従って測定される、厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含んでなる、ポリイミド材料。
実施形態20
A1又はA2は、以下:
から各場合に独立して選択される、実施形態19に記載のポリイミド材料。
A1又はA2は、以下:
実施形態21
Bは、以下:
から各場合に独立して選択される、実施形態19及び20のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
Bは、以下:
実施形態22
特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つの特性を有するか、又は特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つの特性を有する、実施形態19~21のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つの特性を有するか、又は特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つの特性を有する、実施形態19~21のいずれか1つに記載のポリイミド材料。
実施形態23
xとyは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、実施形態19~21のいずれか1つに記載のポリイミド。
xとyは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、実施形態19~21のいずれか1つに記載のポリイミド。
以下の実施例は、本発明のプロセス及び組成をより良く開示及び教示するために提供される。これらは例示のみを目的としており、特許請求の範囲に記載される本発明の精神及び範囲に実質的な影響を与えることなく、軽微な修正及び変更を行うことができることを認識しなければならない。
本開示によるポリイミド材料は、ランダム型又は制御型の手順に従って調製できる。ランダム型の手順では、すべてのモノマーとコモノマーは、反応を開始する前に反応容器に加えられる。制御型の手順では、反応は限られた数のモノマー及びコモノマーで開始され、後で追加のモノマー及び/又はコモノマーが添加される。
実施例1a:50mmolスケールでのランダム型のポリイミドの合成。
N2の出入口、オーバーヘッドスターラー、及び熱電対を備えた500mLの4つ口丸底フラスコに、100gのm-クレゾール、APEA(25mmol、3.4050g)、及びTFMB(25mmol、8.0060g)を、APEAが空気に曝されるのを最小限に抑えながら室温で加えた。ジアミンを加えた直後に、s-BPDA(20mmol,5.8844g)と6FDA(30mmol,13.3272g)両方の二無水物を加えた。TFMB、s-BPDA、及び6FDAの添加は、最終濃度としてすべてのモノマー及びコモノマーの15重量%になるように、必要とされるm-クレゾールを反応容器に加えた(m-クレゾールを73.5g追加)。触媒量のイソキノリン(5-10滴)を反応容器に加えた。装置にディーン・スタークトラップとコンデンサーを取り付け、反応温度を160℃に上げて4時間保持した。反応を室温まで冷却し、ポリマーをメタノール中に沈殿させて回収した。沈殿物をメタノールで3回洗浄し、160℃で一晩真空乾燥した。
N2の出入口、オーバーヘッドスターラー、及び熱電対を備えた500mLの4つ口丸底フラスコに、100gのm-クレゾール、APEA(25mmol、3.4050g)、及びTFMB(25mmol、8.0060g)を、APEAが空気に曝されるのを最小限に抑えながら室温で加えた。ジアミンを加えた直後に、s-BPDA(20mmol,5.8844g)と6FDA(30mmol,13.3272g)両方の二無水物を加えた。TFMB、s-BPDA、及び6FDAの添加は、最終濃度としてすべてのモノマー及びコモノマーの15重量%になるように、必要とされるm-クレゾールを反応容器に加えた(m-クレゾールを73.5g追加)。触媒量のイソキノリン(5-10滴)を反応容器に加えた。装置にディーン・スタークトラップとコンデンサーを取り付け、反応温度を160℃に上げて4時間保持した。反応を室温まで冷却し、ポリマーをメタノール中に沈殿させて回収した。沈殿物をメタノールで3回洗浄し、160℃で一晩真空乾燥した。
実施例1b:50mmolスケールでの順序型のポリイミドの合成。
N2の出入口、オーバーヘッドスターラー、及び熱電対を備えた500mLの4つ口丸底フラスコに、m-クレゾール73.5g、s-BPDA(20mmol、5.8844g)、及び6FDA(30mmol、13.3272g)を室温で加えた。APEA(25mmol,3.4050g)を空気への暴露を最小限に抑えながら反応容器に加え、60℃に加熱して1時間保持した。最後に、TFMB(25mmol、8.0060g)を反応容器に加え、反応混合物を全反応物の15重量%の最終濃度に希釈した(m-クレゾールを100g追加)。触媒量のイソキノリン(5-10滴)を反応に加えた。装置にディーン・スタークトラップとコンデンサーを取り付け、反応温度を160℃に上げて4時間保持した。反応を室温まで冷却し、ポリマーをメタノール中に沈殿させて回収した。沈殿物をメタノールで3回洗浄し、160℃で一晩真空乾燥した。
N2の出入口、オーバーヘッドスターラー、及び熱電対を備えた500mLの4つ口丸底フラスコに、m-クレゾール73.5g、s-BPDA(20mmol、5.8844g)、及び6FDA(30mmol、13.3272g)を室温で加えた。APEA(25mmol,3.4050g)を空気への暴露を最小限に抑えながら反応容器に加え、60℃に加熱して1時間保持した。最後に、TFMB(25mmol、8.0060g)を反応容器に加え、反応混合物を全反応物の15重量%の最終濃度に希釈した(m-クレゾールを100g追加)。触媒量のイソキノリン(5-10滴)を反応に加えた。装置にディーン・スタークトラップとコンデンサーを取り付け、反応温度を160℃に上げて4時間保持した。反応を室温まで冷却し、ポリマーをメタノール中に沈殿させて回収した。沈殿物をメタノールで3回洗浄し、160℃で一晩真空乾燥した。
ポリイミドフィルムの調製に関しては、溶媒キャスト法を用いることができる。ポリイミド材料は、10~20重量%の範囲の濃度で溶媒に溶解してワニスを形成できる。溶媒は、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、シクロペンタノン(CPN)、シクロヘキサノン(CHN)、γ-ブチロラクトン(GBL)、又はアセトフェノン(PhAc)であり得る。ワニスは、ガラス板やフレキシブルキャリア基材などの平らな表面にコーティングし、その後乾燥させることができる。最初の乾燥工程の後、フィルムを平らな表面から剥離し、さらに加工できる。
実施例2:ポリイミドフィルムの調製
実施例1a及び/又は1bから単離したポリマー粉末を、20重量%の樹脂添加量でDMacに溶解した。樹脂を混合し、均質化し、遠心混合により少しの加熱(60℃)及び高せん断(2600rpm)下で脱気した。得られたポリイミド溶液をドクターブレードを介して、15~30ミルで8×4インチの寸法のホウケイ酸ガラススライド上にコーティングした。次いで、フィルムを大気条件下、ホットプレート上で100℃で1時間乾燥させた。この最初の乾燥工程の後、ポリイミドフィルムをガラスから剥離し、2つの金属フレームの間に挟み、それから真空オーブンに入れ、真空下250℃で一晩乾燥させた。
実施例1a及び/又は1bから単離したポリマー粉末を、20重量%の樹脂添加量でDMacに溶解した。樹脂を混合し、均質化し、遠心混合により少しの加熱(60℃)及び高せん断(2600rpm)下で脱気した。得られたポリイミド溶液をドクターブレードを介して、15~30ミルで8×4インチの寸法のホウケイ酸ガラススライド上にコーティングした。次いで、フィルムを大気条件下、ホットプレート上で100℃で1時間乾燥させた。この最初の乾燥工程の後、ポリイミドフィルムをガラスから剥離し、2つの金属フレームの間に挟み、それから真空オーブンに入れ、真空下250℃で一晩乾燥させた。
実施例3:ポリイミドフィルムの特性評価
実施例2に記載の方法を用いて得られたポリマーフィルムは、以下の方法を使用して、それらの光学的、熱的及び機械的特性について特徴付けられた。
実施例2に記載の方法を用いて得られたポリマーフィルムは、以下の方法を使用して、それらの光学的、熱的及び機械的特性について特徴付けられた。
フィルムの厚さ-ポリイミドフィルムの厚さは、Mahr、2057551 Marameter XLI-57B-15ポータブル厚さゲージを使用して測定した。典型的に、フィルム全体で6~21回の測定を行い、平均値を報告した。
色及び光学的透明性-ポリイミドフィルムの光学的特性(例えば、パーセント透過率、色、ヘイズ、Rth)は、分光測色法を使用して測定した。ポリイミドフィルムのパーセント透過率は、積分球(ISR-2600)を備えた島津UV-2700を使用して測定した。通常、フィルムをフィルムサンプルホルダーに挿入し、5nmのスリット幅を使用して800nm~200nmの透過率を測定し、380nm及び400nm(T380%及びT400%)での透過率を報告する。ポリイミドフィルムの色とヘイズは、X-riteCi7800分光測色計を使用して測定した。ポリイミドフィルムの色及びヘイズは、X-rite Ci7800分光測色計を使用して測定した。通常、フィルムサンプルを25mmサンプルホルダーに入れ、クラスI連続波532nmレーザーをサンプルを通じてフラッシュし、直線透過率及び全透過率並びにヘイズを測定する。3つの測定値の平均を報告する。ポリイミドフィルムのRthは、Axometrics AxoScan(商標) Mueller Matrix Polarimeterを使用して測定した。通常、フィルムのRthは、波長550nmで最大傾斜角50°まで10°ずつ増分して2軸の面外位相差測定を行うことによって測定する。フィルムごとにいくつかのスポットを測定し、最も低いRth値を報告する。
熱特性-不完全なイミド化、残留溶媒及び熱安定性Td(1%)は、TA Instruments Discovery TGA550を利用した熱重量分析を使用して評価した。通常、数ミリグラムのポリマーフィルムをTGAパンに入れ、40~60mL/分の窒素パージ下で10℃/分の速度で550℃まで加熱する。1%の質量損失が達成される温度はTd(1%)として記録される。ドライフィルム(すなわち、完全にイミド化され、残留溶媒がない)の場合、これは通常、これらの材料の温度範囲375~450℃で生じる。ポリイミドフィルムのガラス転移(Tg)は、フィルム/繊維アクセサリを備えたTA Instruments Discovery DMA850を利用した動的機械分析を使用して測定した。通常、5x30mmのサンプルを型抜きし、フィルム/繊維アクセサリクランプにセットする。フィルムは、窒素パージ雰囲気中、1Hzで振動させた0.1%のひずみ下で、5℃/分の速度で350~400℃まで加熱される。ガラス転移測定は、貯蔵弾性率の低下の開始及び/又はtanδの最大値から決定される。ポリイミドフィルムのガラス転移及び熱膨張係数(CTE)は、フィルム/繊維アクセサリを備えたTA Instruments TMA Q400を利用した熱機械分析を使用して測定した。通常、試験には5x30mmのサンプルを使用する。サンプルは、50mL/分の窒素パージ下で、膜厚1μm当たり0.5gの荷重をかけて、3℃/分で350~400℃まで加熱される。CTEは100~200℃の間の直線の傾きを使用して計算できる。Tgは、サンプルの伸びが生じる温度を測定することによって計算する。
機械的特性-引張弾性率、引張強度、及び破断伸度は、500Nロードセルを備えたInstron 5967を使用して測定した。通常、サンプル片はASTM 1708に従って試験される。サンプルの寸法は、ASTM 1708に記載されているものに従い、Mahr GmbH 1086Ri 25/0,0005mm(1”/.00002”)を利用して各フィルムの厚さを測定する。インストロンでは、測定された力とサンプルの変位を使用して、弾性率、引張強度、破断伸度を計算する。
表1:実施例1a及び/又は1bから生成されたフィルムの光学特性。
実験例1aに従って調製
実験例1aに従って調製
実施例1bに従って調製
*黄色度(YI)はUV/Visスペクトルから計算
表2:実施例1a及び/又は1bから生成されたフィルムの熱的及び機械的特性
実施例1aに従って調製
表2:実施例1a及び/又は1bから生成されたフィルムの熱的及び機械的特性
実施例1aに従って調製
実施例1bに従って調製
一般的な説明又は実施例で上記に説明したアクティビティのすべてが必要なわけではないこと、特定のアクティビティの一部が必要でない場合があること、及び説明したアクティビティに加えて1つ又は複数のさらなるアクティビティを実行できることに留意すべきである。さらに、アクティビティが記載されている順序は、必ずしも実行される順序ではない。
前述の明細書では、特定の実施形態を参照して概念を説明した。しかしながら、当業者は、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができると理解する。したがって、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で見なされるべきであり、そのような修正はすべて本発明の範囲内に含まれることが意図される。
利益、他の利点、及び問題の解決策は、特定の実施形態に関して上記に説明されている。しかしながら、利益、利点、問題に対する解決策、及び、利益、利点、又は解決策を生じさせたり、より顕著にさせたりする可能性のある任意の特徴は、いずれか又はすべての特許請求の範囲の重要な特徴、必要とされる特徴、又は本質的な特徴として解釈されるものではない。
本明細書を読めば、当業者は、特定の特徴が、明確化のために、別個の実施形態の文脈で本明細書に記載されているが、単一の実施形態において組み合わせて提供されることもあることを理解するであろう。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、個別に、又は任意のサブコンビネーションで提供されてもよい。さらに、範囲内に記載された値への言及には、その範囲内のあらゆる値が含まれる。
Claims (23)
- 式(I):
のポリイミドを含んでなるポリイミド材料であって、
前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有し、
特性群Mは、
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される前記ポリイミド材料の引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、もしくは少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定される前記ポリイミド材料のガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;又は
(v)半径1mmのピン上で、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含んでなり;並びに
特性群Oは、
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)330nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM E313に従う黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのASTM D1003-13に従って測定されるヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含んでなる、ポリイミド材料。 - A1又はA2は、以下:
- A1又はA2は、本質的に以下:
- A1又はA2は、以下:
- Bは、以下:
- Bは、以下:
- 特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリイミド材料。
- 特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、又は少なくとも4つの特性を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリイミド材料。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のポリイミド材料を含んでなる、光学スタック。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のポリイミド材料を含んでなる、電子デバイス。
- 式(II):
を含んでなる第1モノマー;以下からなる群から選択される少なくとも1つの第2モノマー
- 前記第1モノマーと前記第2モノマーは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、請求項11に記載のポリイミド。
- 少なくとも2つのコモノマーから製造される、請求項11及び12のいずれか一項に記載のポリイミド。
- 前記第1モノマーは、
- 少なくとも2つのコモノマーを含んでなり、該2つのコモノマーは以下:
- 前記2つのコモノマーは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、請求項15に記載のポリイミド。
- 前記第1モノマーは、
- 前記第1モノマーと前記第2モノマーは、6:5~5:6の範囲のモル比であり、前記第1コモノマーと前記第2コモノマーは、2:1~1:1のモル比である、請求項17に記載のポリイミド。
- 式(III):
のポリイミドを含んでなるポリイミド材料であって、
前記ポリイミド材料は、以下の特性群Mから選択される少なくとも1つの特性と、以下の特性群Oから選択される少なくとも1つの特性とを有し、
特性群Mは、
(i)ASTM規格D897-08に従って測定される引張強度が、少なくとも2.5GPa、少なくとも2.8GPa、少なくとも3.0GPa、少なくとも3.3GPa、少なくとも3.5GPa、少なくとも3.8GPa、少なくとも4.0GPa、少なくとも4.3GPa、少なくとも4.5GPa、少なくとも4.8GPa、又は少なくとも5.0GPaであること;
(ii)熱機械分析によって測定されるガラス転移温度が、少なくとも180℃、少なくとも185℃、少なくとも190℃、少なくとも195℃、少なくとも200℃、少なくとも205℃、少なくとも210℃、少なくとも215℃、少なくとも220℃、少なくとも225℃、少なくとも230℃、少なくとも235℃、少なくとも240℃、少なくとも245℃、少なくとも250℃、少なくとも255℃、少なくとも260℃、少なくとも265℃、少なくとも270℃、少なくとも275℃、少なくとも280℃、少なくとも285℃、少なくとも290℃、少なくとも295℃、少なくとも300℃、もしくは少なくとも305℃であること;
(iii)ポリスチレン標準に対するサイズ排除クロマトグラフィーによって測定されるピーク分子量が、少なくとも200kDa、少なくとも250kDa、少なくとも300kDa、少なくとも350kDa、少なくとも400kDa、少なくとも450kDa、少なくとも500kDa、少なくとも550kDa、少なくとも600kDa、少なくとも650kDa、もしくは少なくとも700kDaであること;
(iv)ASTM D638-14によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの破断伸度が、10%以下、9.5%以下、9%以下、8.5%以下、8%以下、7.5%以下、7%以下、6.5%以下、6.2%以下、6.0%以下、5.8%以下、5.6%以下、5.4%以下、5.2%以下、5%以下、もしくは4.8%以下であること;
(v)半径1mmで、ASTM D2176-16に従って測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの耐折強さが、少なくとも10,000回、少なくとも20,000回、少なくとも50,000回、少なくとも80,000回、少なくとも100,000回、少なくとも150,000回、少なくとも180,000回、少なくとも200,000回、少なくとも250,000回、少なくとも300,000回、少なくとも500,000回、もしくは少なくとも1,000,000回であること
を含んでなり、
特性群Oは、
(i)400nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも32%、少なくとも34%、少なくとも36%、少なくとも38%、少なくとも40%、少なくとも42%、もしくは少なくとも44%であること;
(ii)550nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも94%、もしくは少なくとも96%であること;
(iii)380nmにおけるUV-Vis分光法によって測定される厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの光透過性が、50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、36%以下、34%以下、32%以下、30%以下、28%以下、26%以下、24%以下、22%以下、20%以下、18%以下、もしくは16%以下であること;
(iv)厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの厚み位相差Rthが、100nm以下、80nm以下、60nm以下、50nm以下、40nm以下、30nm以下、28nm以下、26nm以下、24nm以下、22nm以下、もしくは20nm以下であること;
(v)ASTM E313に従う厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムの黄色度が、4.0以下、3.5以下、3.2以下、3.0以下、2.8以下、2.6以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.8以下、1.6以下、もしくは1.4以下であること;又は
(vi)ASTM D1003-13に従って測定される、厚さ25μm(±5μm)の前記ポリイミド材料を有するフィルムのヘイズが、1.5%以下、1.3%以下、1.1%以下、1.0%以下、0.8%以下、0.6%以下、0.5%以下、0.4%以下、もしくは0.3%以下であること
を含んでなる、ポリイミド材料。 - A1又はA2は、以下:
- Bは、以下:
- 特性群Mの少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つの特性を有するか、又は特性群Oの少なくとも2つ、少なくとも3つ、もしくは少なくとも4つの特性を有する、請求項19及び20のいずれか一項に記載のポリイミド材料。
- xとyは、10:1~1:10、5:1~1:5、3:1~1:3、2:1~1:2、3:2~2:3、4:3~3:4、5:4~4:5、6:5~5:6、7:6~6:7、8:7~7:8、9:8~8:9、又は10:9~9:10の範囲のモル比である、請求項19及び20のいずれか一項に記載のポリイミド材料。
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