JP6862652B2 - 高強度透明ポリアミドイミド及びその製造方法 - Google Patents

高強度透明ポリアミドイミド及びその製造方法 Download PDF

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Description

本願は、2016年5月24日付の韓国特許出願第10−2016−0063317号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。
本発明は、無色透明でありながらも、高強度の機械的特性を示すポリアミドイミド及びその製造方法に関する。
ポリイミド(polyimide、PI)は、比較的結晶化度が低いか、ほとんど非結晶性構造を有する高分子であって、合成が容易であり、薄膜フィルムを作ることができ、硬化のための架橋基が必要ではないという長所だけではなく、透明性、剛直な鎖構造によって優れた耐熱性と耐化学性、優れた機械的物性、電気的特性及び寸法安定性を有している高分子材料であって、現在、自動車、航空宇宙分野、柔軟性回路基板、LCD用液晶配向膜、接着及びコーティング剤などの電気、電子材料として広く使われている。
しかし、ポリイミドは、高い熱安定性、機械的物性、耐化学性、そして、電気的特性を有している高性能高分子材料であるにも拘らず、ディスプレイ分野に使用するための基本的な要件である無色透明な性質を満足させず、また、熱膨張係数をさらに下げなければならないという課題が存在する。例えば、デュポン社から販売されているKaptonの熱膨張係数は、約30ppm/℃程度と低い熱膨張係数値を示しているが、これも、プラスチック基板の要求条件には及ぼしていない。したがって、現在、ポリイミドの基本的な特性を保持しながら、光学的特性と熱履歴変化とを最小化するための研究が多く進められている。
一般的に、芳香族ポリイミドの場合、濃い褐色の固有な色を帯びているが、その理由は、イミド主鎖内に存在するベンゼンのπ電子が鎖間の結合によって発生する電荷遷移複合化(charge transfer complex、以下、CT−complexと称する)理論で説明が可能であり、これは、イミド(imide)構造内にσ電子、π電子、非結合(nonbonding)非共有電子対が存在するので、電子の励起が可能であるためである。
一般的なポリイミドの場合には、400nm以下の波長から500nmの間の可視光線領域の光を吸収することによって、その配色であるyellow〜redの色を帯びる。したがって、芳香族ポリイミドの短所であるCT−complexを下げるためには、この主鎖内にトリフルオロメチル(−CF)、スルホン(−SO)、エーテル(−O−)のような電気陰性度が比較的強い元素を導入することによって、π電子の移動を制限して、共鳴効果を下げる方法があり、また、ベンゼンではないオレフィン系環状(cycloolefin)構造を導入することによって、主鎖内に存在するπ電子の密度を減少させて、無色透明なポリイミドフィルムを製造することができる。
一方、ポリアミドイミドの場合、耐熱性、機械的強度、電気的特性などに優れているために、従来から電気、電子、機械、航空分野などの工業用材料として広く使われている。また、一般的なポリイミドとは構造自体が異なり、ポリアミドイミドは、有機溶剤に可溶であるものが多く知られており、エナメルニス(enamel varnish)、電気絶縁用のコーティング剤、塗料など溶液成形が必須的な用途としても使われている。
しかし、ディスプレイ分野に使用するためには、より低い熱膨張係数を有し、高い溶解度、透明度及び熱的安全性を有するフレキシブルディスプレイ用ポリマーの開発が必要である。
本発明が解決しようとする課題は、透明性及び機械的強度が向上したポリアミドイミドを提供するところにある。
本発明が解決しようとする他の課題は、前記ポリアミドイミドを製造する方法を提供するところにある。
本発明のさらなる課題は、前記ポリアミドイミドで製造された高強度透明ポリアミドイミドを提供するところにある。
本発明は、前述した技術的課題を解決するために、下記化学式1aで表される反復構造と化学式1bで表される反復構造とを共に含むポリアミドイミドを提供する。
[化学式1a]
Figure 0006862652
[化学式1b]
Figure 0006862652
前記化学式1a、化学式1bにおいて、Xは、テトラカルボン酸二無水物から誘導された下記化学式2の4価の有機基であり、
[化学式2]
Figure 0006862652
は、下記化学式3の化合物から誘導される2価の有機基であり、
[化学式3]
Figure 0006862652
、Yは、それぞれ独立してジイソシアネートから誘導される2価の有機基であり、Y及びYのうち、必ず1つは、下記化学式4から誘導される2価の有機基を含み、
[化学式4]
Figure 0006862652
前記R、Rは、それぞれ独立して−F、−Cl、−Br及び−Iからなるハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、チオール基(−SH)、ニトロ基(−NO)、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のハロゲノアルコキシ、炭素数1〜10のハロゲノアルキル、炭素数6〜20のアリール基から選択される置換体であり、Qは、単一結合、−O−、−CR1819−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−S−、−SO−、フェニル基、及びこれらの組合わせからなる群から選択されるものであり、この際、前記R18及びR19は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、及び炭素数1〜10のフルオロアルキル基からなる群から選択されるものである。
また、本発明は、前記ポリアミドイミドを製造する方法を提供する。
本発明の他の課題を解決するために、前記ポリアミドイミドを含むポリアミドイミドフィルムを提供する。
本発明は、透明性を保持しながら、機械的物性と耐熱性とが大きく向上したポリアミドイミドフィルムを提供する。前記ポリアミドイミドは、透明性、耐熱性、機械的強度及び柔軟性に優れて、素子用基板、ディスプレイ用カバー基板、光学フィルム、IC(Intergrated circuit)パッケージ、粘着フィルム(adhesive film)、多層FRC(flexible printed circuit)、テープ、タッチパネル、光ディスク用保護フィルムのような多様な分野に使われる。
本発明は、多様な変換を加え、さまざまな実施例を有することができるので、特定実施例を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる、あらゆる変換、均等物または代替物を含むものと理解しなければならない。本発明を説明するに当って、関連した公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
本明細書において、あらゆる化合物または作用基は、特別な言及がない限り、置換または非置換のものであり得る。ここで、'置換された'とは、化合物または作用基に含まれた少なくとも1つの水素がハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、炭素数3〜30のシクロアルキル基、炭素数6〜30のアリール基、ヒドロキシ基、炭素数1〜10のアルコキシ基、カルボン酸基、アルデヒド基、エポキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、スルホン酸基、及びこれらの誘導体からなる群から選択される置換基に置き換えられたことを意味する。
また、本明細書において、'これらの組合わせ'とは、特別な言及がない限り、2つ以上の作用基が単一結合、二重結合、三重結合、炭素数1〜10のアルキレン基(例えば、メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)など)、炭素数1〜10のフルオロアルキレン基(例えば、フルオロメチレン基(−CF−)、パーフルオロエチレン基(−CFCF−)など)、N、O、P、S、またはSiのようなヘテロ原子またはそれを含む作用基(例えば、分子内カルボニル基(−C=O−)、エーテル基(−O−)、エステル基(−COO−)、−S−、−NH−または−N=N−などを含むヘテロアルキレン基)のような連結基によって結合されているか、または2つ以上の作用基が縮合、連結されていることを意味する。
ポリイミドは、剛直な芳香族環とイミド結合で構成されて、優れた機械的物性と耐熱性とを示す高分子であって、このような特性に基づいて多くの産業分野で多様な形態で用いられている。しかし、既存のポリイミドは、鎖内、そして、鎖間の電子遷移のために、一部の可視光線領域を吸収して黄変を示し、これは、ディスプレイ用高耐熱透明材料としての可能性を阻害することができる。このような黄変現象は、電荷遷移複合化によって表われ、これは、剛直なポリイミド高分子鎖の重複(packing)が目立つほどさらに深くなって発生することがある。本発明は、このような黄変現象を解決するために、ポリイミド主鎖に他のグループを含む繰り返し単位を導入して、ポリイミド鎖間の重複を妨害することによって、電荷転移を最小化する方法を提供することができる。前記繰り返し単位としてポリアミドがポリイミド鎖に導入され、この高分子は、ポリイミドと同様に優れた機械的物性と耐熱性とを有し、ポリイミドとの共重合時に、高分子鎖間の重複を防ぎ、電荷転移をより下げて光学的特性を改善させることができる。しかし、ポリアミド構造の場合、剛直な形態の鎖構造と鎖構造間の水素結合によって部分的な結晶構造を有して、透明性が低下し、このようなポリアミドの結晶性構造とポリイミドの非結晶性構造との間の非相溶性による白濁現象が発生することがある。
このような従来の問題を解決するために、下記化学式1aで表される反復構造と化学式1bで表される反復構造とを共に含むポリアミドイミドを提供する。
[化学式1a]
Figure 0006862652
[化学式1b]
Figure 0006862652
前記化学式1a、化学式1bにおいて、Xは、テトラカルボン酸二無水物から誘導される下記化学式2の4価の有機基であり、
[化学式2]
Figure 0006862652
は、下記化学式3の化合物から誘導される2価の有機基であり、
[化学式3]
Figure 0006862652
、Yは、それぞれ独立してジイソシアネートから誘導される2価の有機基であり、Y及びYのうち、必ず1つは、下記化学式4から誘導される2価の有機基を含み、
[化学式4]
Figure 0006862652
前記化学式4において、前記R、Rは、それぞれ独立して−F、−Cl、−Br及び−Iからなるハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、チオール基(−SH)、ニトロ基(−NO)、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のハロゲノアルコキシ、炭素数1〜10のハロゲノアルキル、炭素数6〜20のアリール基から選択される置換体であり、望ましくは、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基、アルキル基、アリール基及びシアノ基から選択される置換基であり、Qは、単一結合、−O−、−CR1819−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−S−、−SO−、フェニル基、及びこれらの組合わせからなる群から選択されるものであり、この際、前記R18及びR19は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、及び炭素数1〜10のフルオロアルキル基からなる群から選択されるものである。
例えば、前記ハロゲン原子は、フルオロ(−F)であり、ハロゲノアルキル基は、フルオロ系原子を含む炭素数1〜10のフルオロアルキル基であって、フルオロメチル基、パーフルオロエチル基、トリフルオロメチル基などから選択されるものであり、前記アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基から選択されるものであり、前記アリール基は、フェニル基、ナフタレニル基から選択されるものであり、より望ましくは、フルオロ原子及びフルオロアルキル基などのフルオロ系原子を含む置換基であり得る。
一実施例によれば、前記化学式2は、下記化学式2aから化学式2eの構造を有するテトラカルボン酸二無水物から選択されるのであり得る。
Figure 0006862652
前記化学式2に含まれた芳香族環の水素は、−F、−Cl、−Br及び−Iからなるハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、チオール基(−SH)、ニトロ基(−NO)、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のハロゲノアルコキシ、炭素数1〜10のハロゲノアルキル、炭素数6〜20のアリール基から選択される置換体に置換される。例えば、前記ハロゲン原子は、フルオロ(−F)であり、ハロゲノアルキル基は、フルオロ系原子を含む炭素数1〜10のフルオロアルキル基であって、フルオロメチル基、パーフルオロエチル基、トリフルオロメチル基などから選択されるものであり、前記アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基から選択されるものであり、前記アリール基は、フェニル基、ナフタレニル基から選択されるものであり、より望ましくは、フルオロ原子及びフルオロアルキル基などのフルオロ系原子を含む置換基であり得る。
また、本発明は、下記化学式4の構造を含むジアミンを撹拌する段階と、前記ジアミン溶液に化学式2の4価の有機基を含むテトラカルボン酸二無水物及び下記化学式3の化合物を添加して反応させて、ポリアミドイミド前駆体を製造する段階と、前記ポリアミドイミド前駆体をイミド化させる段階と、を含むポリアミドイミドの製造方法を提供する。
[化学式2]
Figure 0006862652
前記化学式2において、Xは、芳香族環を2個以上含む4価の有機基であり、
[化学式3]
Figure 0006862652
前記化学式3において、Y、Yは、それぞれ独立してジイソシアネートから誘導される2価の有機基であり、Y及びYのうち、必ず1つは、下記化学式4から誘導される2価の有機基を含み、
[化学式4]
Figure 0006862652
前記化学式4において、前記R、Rは、それぞれ独立して−F、−Cl、−Br及び−Iからなるハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、チオール基(−SH)、ニトロ基(−NO)、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のハロゲノアルコキシ、炭素数1〜10のハロゲノアルキル、炭素数6〜20のアリール基から選択される置換体であり、Qは、単一結合、−O−、−CR1819−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−S−、−SO−、フェニル基、及びこれらの組合わせからなる群から選択されるものであり、この際、前記R18及びR19は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、及び炭素数1〜10のフルオロアルキル基からなる群から選択されるものである。
例えば、前記化学式4の化合物は、下記化学式4aから化学式4dの化合物から選択されるのであり得る。
Figure 0006862652
前記化学式4aから化学式4dにおいて、Qは、前記化学式4から定義されたものと同一なものである。
一実施例によれば、前記ポリアミドイミドは、アンハイドライド及びジアミンの重合から形成された繰り返し単位をさらに含みうる。本発明に使えるアンハイドライドは、ビシクロヘプテンジカルボン酸無水物(Nadicanhydride)、アントラセニルエチニルフタル酸無水物(4−(9−anthracenyl ethynyl)phthalic anhydride)、アダマンタンカルボニルクロリド(1−Adamantanecarbonyl chloride)、アダマンタンジカルボニルジクロリド(1,3−Adamantanedicarbonyl dichloride)、ノルボルネンカルボニルクロリド(5−Norbornene−2−carbonyl chloride)、ノルボルネンジカルボニルクロリド(5−Norbornene−2,3−dicarbonyl chloride)、シクロペンタンカルボニルクロリド(cyclopentane chloride)などがあり、前記アンハイドライドは、前記化学式2の酸二無水物とアンハイドライドの総molに対して10mol%以下に含まれうる。
一般的に、ポリアミドイミドの重合において、ジアミンを使用する場合、ポリアミック酸の繰り返し単位を中間体として含み、前記ポリアミック酸をポリイミドにイミド化させるために、熱イミド化及び化学的イミド化などのイミド化工程がさらに必要となる。このようなイミド化工程でHOのような副生成物が発生し、または化学的イミド化工程では、触媒などの付加添加物が添加される。このような副生成物及び添加剤を除去するために、沈殿工程及び乾燥工程などの付加工程が必要となる。特に、アミド基を導入するために、ジカルボン酸クロリドのようなモノマーを使用する場合には、前記ジカルボン酸クロリドに含まれたClとジアミンのHとが結合して、塩酸を副生成物として生成し、したがって、それを除去するための付加工程が必要となる。また、塩酸のような副生成物は、重合溶液をゲル化(gelation)させることによって、フィルムの製膜特性及び重合反応を著しく低下させることができる。
本発明は、ジアミンを使用する代わりに、ジイソシアネートをテトラカルボン酸二無水物及び化学式3のジカルボン酸と反応させることによって、反応生成物としてCOのみを発生させ、COガス状態で発生することによって、重合溶媒に溶解されず、反応中、ガス状態で容易に除去されて、付加物及び添加剤を除去するための別途の沈殿工程及び乾燥工程を要しないだけではなく、重合温度を調節するのみで別途のイミド化工程なしにポリイミドを形成することができて、工程が非常に単純化されうる。
また、アミド基を導入するために、ジカルボン酸クロリドを使用する場合には、反応性が高くて、分子量が高く形成されるが、反応の制御が容易ではなくて、重合程度の制御に問題が発生する。しかし、ジイソシアネートとジカルボン酸とを反応させてポリアミドイミドを重合する場合には、反応性が激しなくて、組成及び重合条件の環境を一定に制御することによって、分子量をほぼ一定に制御することができて、より均一な特徴を有するポリアミドイミドを提供することができる。例えば、本発明によって重合されたポリアミドイミドの分子量は、±25%以下の誤差範囲で重合され、望ましくは、±20%、より望ましくは、±15%の誤差範囲内の分子量を示すポリアミドイミドを提供することができる。
前記化学式1aまたは化学式1bにおいて、本発明によれば、前記化学式1aの反復構造と化学式1bの反復構造は、1:5〜2:1のmol比で含まれ、望ましくは、前記化学式1bの反復構造が、化学式1aの反復構造に比べて、さらに多くの含量で含まれ、例えば、前記化学式1aと化学式1bとの反復構造が、1:5〜1:2のmol比で含まれうる。すなわち、前記化学式2の4価の有機基を含むテトラカルボン酸二無水物及び下記化学式3の化合物が、1:5〜2:1のmol比で重合されたものであり、望ましくは、1:5〜1:2のmol比にして、前記化学式4のジイソシアネートと反応させることによって、化学式1bの反復構造が、前記化学式1aに比べて、さらに多量で含まれたポリアミドイミド前駆体を製造することができる。この際、前記化学式3の化合物が、90mol%以上、望ましくは、85mol%以上の含量で反応される場合には、ポリアミドから由来する結晶性が強く作用して、フィルムの製造が難しいなどの加工性が低下して、これより製造されたフィルムは、均一性が低下して、透明性などの光学的特性に影響を与える。
一実施例によれば、本発明によるポリアミドイミドは、ランダムコポリマーであって、その反復構造がランダムに配列された形態であり、このような形態は、鎖内電荷転移を防止し、規則的配列を阻害して、ポリアミドの鎖間の水素結合によって部分結晶化が表われることを最小化させて、より透明なポリアミドイミドフィルムが得られる。
本発明は、既存のポリイミド構造にポリアミドグループを導入することによって、優れた耐熱性と機械的物性とを示すことだけではなく、ポリアミドグループによる鎖間の距離増加によって、重複現象による電荷遷移複合化を防止し、これより起因する黄変現象を最小化することによって、高い耐熱性と機械的物性とを保持しながらも、より無色透明なポリアミドイミドを提供することができる。
また、前記ジアミン構造に、前記R及びRのような電気陰性度が高い置換体を導入することによって、電荷の移動を抑制して、電荷転移をより最小化させて、光学的特性が著しく向上したポリアミドイミドを提供することができる。
例えば、本発明によるポリアミドイミドは、下記化学式1a−1及び化学式1b−1で表される反復構造を含みうる。
[化学式1a−1]
Figure 0006862652
[化学式1b−1]
Figure 0006862652
一実施例によれば、本発明によるポリアミドイミドは、下記化学式6のテトラカルボン酸二無水物をさらに添加して製造可能である。
[化学式6]
Figure 0006862652
前記化学式6において、Xは、指環族、芳香族環を2個以上含む4価の有機基である。
例えば、前記Xは、炭素数3〜24の脂肪族環または炭素数6〜30の芳香族環を含む4価の有機基であり、例えば、下記化学式6aから化学式6hの4価の有機基が挙げられ、より望ましくは、芳香族環または脂肪族構造が、それぞれの環構造が剛直(rigid)な構造、すなわち、単一環構造、それぞれの環が単一結合で結合された構造またはそれぞれの環が直接に連結された複素環構造を含む4価の有機基であり得る。
Figure 0006862652
前記化学式6aから化学式6hの4価の有機基内の1以上の水素原子は、炭素数1〜10のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基など)、炭素数1〜10のフルオロアルキル基(例えば、フルオロメチル基、パーフルオロエチル基、トリフルオロメチル基など)、炭素数6〜12のアリール基(例えば、フェニル基、ナフタレニル基など)、スルホン酸基、及びカルボン酸基からなる群から選択される置換基に置換され、望ましくは、炭素数1〜10のフルオロアルキル基に置換される。
本発明のポリアミドイミドの反復構造において、1つ以上の反復構造が、フルオロ系置換基を含有する2価の有機基及び/または4価の有機基を含むのであり得る。ここで、'フルオロ系置換基'とは、'フルオロ原子置換基'だけではなく、'フルオロ原子を含有する置換基'をいずれも意味するものである。前記フルオロ系置換基は、炭素数1〜10、望ましくは、炭素数1〜6のフルオロアルキル基であり、全体ポリアミドイミド前駆体の反復構造に対して30mol%以上、望ましくは、40mol%以上、または60mol%以上に含まれ、最大100mol%、望ましくは、90mol%、または80mol%以下に含まれうる。
前記テトラカルボン酸二無水物及びジカルボン酸またはジカルボン酸クロリドをジアミンと反応させる方法は、溶液重合など通常のポリアミドイミド前駆体の重合製造方法によって実施し、具体的には、ジアミンを有機溶媒中に溶解させた後、結果として収得された混合溶液に、テトラカルボン酸二無水物及びジカルボン酸またはジカルボン酸クロリドを添加して重合反応させることで製造可能である。この際、テトラカルボン酸二無水物及びジカルボン酸またはジカルボン酸クロリドの総量とジアミンは、1:1.1〜1.1:1のmol比、または1:1.05〜1.05:1に混合することが望ましい分子量、機械的物性及び粘度が得られる。
前記反応は、不活性ガスまたは窒素気流下に実施され、無水条件で実行可能である。
また、前記重合反応時に、温度は、−20℃〜60℃、望ましくは、0℃〜30℃で実施される。
また、前記重合反応に使われる有機溶媒としては、具体的に、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなどのケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類(セロソルブ);酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、カルビトール、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジエチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジエチルホルムアミド(DEF)、N−メチルピロリドン(NMP)、N−エチルピロリドン(NEP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチルウレア、N−メチルカプロラクタム、テトラヒドロフラン、m−ジオキサン、P−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、ビス[2−(2−メトキシエトキシ)]エーテル、及びこれらの混合物からなる群から選択されるものが使われる。
より望ましくは、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−、m−またはp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられ、これらを単独または混合物として利用することができる。しかし、これに限定されるものではなく、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素をさらに使用することもでき、また、ポリマーの溶解を促進させるために、前記溶媒に前記溶媒総量に対して約50重量%以下のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩をさらに添加することもできる。
前記製造方法によって製造されたポリアミドイミド前駆体組成物は、フィルム形成工程時に、塗布性などの工程性を考慮して、前記組成物が適切な粘度を有させる量で固形分を含むことが望ましい。一実施例によれば、全体ポリマーの含量が5〜25重量%になるように組成物の含量を調節し、望ましくは、5〜20重量%、より望ましくは、5〜20重量%、または5〜15重量%以下に調節することができる。
または、前記ポリアミドイミド前駆体組成物が、500cP以上、あるいは1,000cP以上、望ましくは、3,000cP以上の粘度を有するように調節するものであり、前記ポリアミドイミド前駆体組成物の粘度は、30,000cP以下、あるいは20,000cP以下、望ましくは、18,000cP以下、または15,000cP以下の粘度を有するように調節することが望ましい。ポリアミドイミド前駆体組成物の粘度が、500cP未満であるか、30,000cPを超過する場合、ポリアミドイミドフィルム加工時に、気泡発生及び表面照度が良くなくて、光学的特性が低下する。
また、本発明によるポリアミドイミドの分子量は、10,000〜200,000g/mol、あるいは20,000〜100,000g/mol、あるいは30,000〜100,000g/molの重量平均分子量を有するものであり得る。
また、本発明によるポリアミドイミドの分子量分布(Mw/Mn)は、1.1〜2.5であることが望ましい。ポリアミドイミドのイミド化率及び重量平均分子量または分子量分布が、前記範囲を外れる場合、フィルム形成が難しいか、または透過度、耐熱性及び機械的特性などポリアミドイミド系フィルムの特性が低下する恐れがある。
前記ポリアミドイミド前駆体組成物は、有機溶媒中に溶解された溶液の形態であり、このような形態を有する場合、例えば、ポリアミドイミド前駆体を有機溶媒中で合成した場合には、溶液は得られる反応溶液のその自体でも良く、また、この反応溶液を他の溶媒で希釈したものでも良い。また、ポリアミドイミド前駆体を粉末として得た場合には、それを有機溶媒に溶解させて溶液にしたものでも良い。
また、ポリマー成分の粉末を有機溶媒に溶解して、溶液を製造する時に加熱しても良い。加熱温度は、20〜150℃が望ましく、20〜80℃が特に望ましい。
剛直な構造を有するポリイミドの分子構造にポリアミド構造を導入させて、鎖間の距離を増加させて、鎖間の重複を減少させ、ポリアミドイミド鎖構造に電気陰性度が高い置換体を結合させて、電荷転移を低下させることによって、機械的特性に優れながらも、無色透明なポリアミドイミドフィルムを製造し、ジイソシアネートをジアミンの代わりに、重合反応に使用することによって、より単純化された工程でより均一な特性を有するポリアミドイミドを提供することができる。
また、前記ポリアミドイミド系フィルムの厚さは、20〜100μmであり、ヘイズ(Haziness)が2以下であり、望ましくは、1以下、より望ましくは、0.9以下であり、10〜50μmのフィルムの厚さ範囲で380〜760nm波長の光に対する透過度が80%以上であり、黄色度(YI)が約10以下、望ましくは、約7以下、あるいは約5以下、より望ましくは、約4以下、あるいは3以下の値を有する無色透明ポリアミドイミドフィルムであり得る。前記のように、優れた光透過度及び黄色度を有することによって、著しく改善された透明度及び光学特性を示すことができる。
また、前記ポリアミドイミド系フィルムは、面内位相差値(Rin)が約0〜100nmであり、厚さ方向の位相差値(Rth)が約200nm以上であるか、あるいは面内位相差値(Rin)が約0〜70nmであり、厚さ方向の位相差値(Rth)が約300nm以上である異方性フィルムであり得る。
また、前記ポリアミドイミド系フィルムは、モジュラス(modulus)が約5.0GPa以上、あるいは約5〜9GPaであり、表面硬度は、鉛筆硬度測定器を用いて測定標準JIS K5400によって、750gfの荷重で一鉛筆当たり、総3回測定した後、掻かれ及び押圧程度を測定して硬度を確認し、望ましくは、H以上、より望ましくは、2H以上の表面硬度を有するものであり得る。
したがって、本発明のさらに他の一具現例では、前記ポリアミドイミド共重合体を含む成形品(article)を提供する。
前記成形品は、フィルム、繊維(fiber)、コーティング材、接着材などであり得るが、これに限定されるものではない。前記成形品は、前記共重合体と無機粒子の複合体組成物を使用して乾湿式法、乾式法、湿式法などで形成しうるが、これに限定されるものではない。具体的に、前述したように、前記成形品は、光学フィルムであり、この場合、前記ポリアミドイミド共重合体を含む組成物は、基板上にスピンコーティングなどの方法で適用された後、それを乾燥及び硬化することによって、容易に製造可能である。
本発明によるポリアミドイミドは、剛直な構造による耐熱性、機械的強度などの特性をそのまま保持しながら、優れた無色透明な特性を示して、素子用基板、ディスプレイ用カバー基板、光学フィルム(optical film)、ICパッケージ、粘着フィルム、多層FRC、テープ、タッチパネル、光ディスク用保護フィルムのような多様な分野に使われ、特に、ディスプレイ用カバー基板に適する。
本発明のさらに他の一具現例によれば、前記成形品を含むディスプレイ装置を提供する。具体的には、前記ディスプレイ装置は、液晶表示装置(liquid crystal display device、LCD)、有機発光ダイオード(organic light emitting diode、OLED)などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
以下、当業者が容易に実施できるように、本発明の実施例について詳しく説明する。しかし、本発明は、さまざまな異なる形態として具現可能であり、ここで説明する実施例に限定されるものではない。
<実施例1>DICTFMB(1)/BPDA(0.3)_TPA(0.7)
窒素気流が流れる攪拌機内にN,N−ジメチルアセトアミド(N,N−dimethylacetamide;DMAc)260gを満たした後、反応器の温度を25℃に保持した状態でDICTFMB(2,2'−ビス(トリフルオロメチル)−4,4'−ビフェニルジイソシアネート)42gを溶解させた。前記DICTFMB溶液にBPDA(3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)10gを同じ温度で添加して、一定時間溶解しながら撹拌した。十分な撹拌がなされた後、温度を0℃に下げ、TPA(テレフタル酸)13gを添加して、撹拌を進行し続けた。前記反応から製造されたポリアミドイミド前駆体溶液の固形分濃度を16重量%に調節して、ポリアミドイミド溶液を製造した。
前記製造されたポリアミドイミド溶液の粘度及び分子量を測定して、下記表1に示した。
<比較例1>TFMB(1)/BPDA(0.3)_TPC(0.7)
窒素気流が流れる攪拌機内にN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)400gを満たした後、反応器の温度を25℃に保持した状態でTFMB(2,2'−ビス(トリフルオロメチル)−4,4'−ビフェニルジアミン)36gを溶解させた。前記TFMB溶液にBPDA(3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)10gを同じ温度で添加して、一定時間溶解しながら撹拌した。十分な撹拌がなされた後、温度を0℃に下げ、TPC(テレフタロイルクロリド)16gを添加して、撹拌を進行し続けた。前記反応から製造されたポリアミドイミド前駆体溶液にピリジン(Pyridine)と無水酢酸(acetic anhydride)とを添加して、十分に撹拌した後、メタノール(methanol)と水との混合溶液で沈殿を形成させて乾燥させた。乾燥したポリアミドイミド粉末をDMAcに溶解させて、固形分濃度を13重量%に調節して、ポリアミドイミド前駆体溶液を製造した。
前記製造されたポリアミドイミド前駆体溶液の粘度及び分子量を測定して、下記表1に示した。
Figure 0006862652
前記結果から、本発明によれば、付加物及び添加剤を除去するための別途の沈殿工程及び乾燥工程を要しないだけではなく、重合温度を調節するのみで別途のイミド化工程なしにポリイミドを形成することができて、工程が非常に単純化されうるということが分かる。
参考例>DICTFMB(1)/BPDA(0.20)/6FDA(0.10)_TPA(0.7)_ナド酸無水物(Nadic Anhydride)(0.01)
<共重合ポリアミドイミドの製造>
反応器として攪拌機、窒素注入装置、積荷漏斗、温度調節器及び冷却器を付着した1L反応器に窒素を通過させながら、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)772gを満たした後、反応器の温度を25℃に合わせた後、DICTFDB(2,2'−ビス(トリフルオロメチル)−4,4'−ビフェニルジイソシアネート)74.29gを溶解して、この溶液を25℃に保持した。これに6FDA(4,4'−ビフェニルジカルボニルクロライド)8.885gとBPDA(3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)11.76gとを投入した後、一定時間撹拌して溶解及び反応させた。この際、溶液の温度は、25℃に保持した。そして、TPA(テレフタル酸)23.21gを添加し、12時間撹拌後、ナド酸無水物0.33gを投入して、固形分の濃度が13重量%であるポリアミック酸溶液を得た。
前記ポリアミック酸溶液にピリジン13g、無水酢酸17gを投入して30分撹拌後、再び70℃で1時間撹拌して常温に冷やし、それをメタノール20Lで沈殿させ、沈殿された固形分を濾過して粉砕した後、100℃で真空で6時間乾燥して、98gの固形分の粉末の共重合ポリアミドイミドを得た。
<共重合ポリアミドイミドフィルムの製造>
前記ポリアミドイミド固形分の粉末98gを656gのN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶かして、13wt%の溶液を得て、このように収得された溶液をステンレス板に塗布した後、400μmでキャスティングし、130℃の熱風で30分乾燥した後、フィルムをステンレス板で剥離してフレームにピンで固定した。フィルムが固定されたフレームを真空オーブンに入れ、100℃から300℃まで2時間徐々に加熱した後、徐々に冷却して、フレームから分離して、ポリアミドイミドフィルムを収得した。以後、最終熱処理工程として再び300℃で30分間熱処理した。
<比較例2>TFMB(1)/6FDA(0.7)_TPC(0.3)
<共重合ポリアミドイミドの製造>
反応器として攪拌機、窒素注入装置、積荷漏斗、温度調節器及び冷却器を付着した1L反応器に窒素を通過させながら、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)797gを満たした後、反応器の温度を25℃に合わせた後、TFDB 64.046gを溶解して、この溶液を25℃に保持した。これに6FDA 26.655gを投入した後、一定時間撹拌して溶解及び反応させた。この際、溶液の温度は、25℃に保持した。そして、TPC 28.423gを添加して、固形分の濃度が13重量%であるポリアミドイミド前駆体溶液を得た。
前記ポリアミック酸溶液にピリジン13g、無水酢酸17gを投入して30分撹拌後、再び70℃で1時間撹拌して常温に冷やし、それをメタノール20Lで沈殿させ、沈殿された固形分を濾過して粉砕した後、100℃で真空で6時間乾燥して、120gの固形分の粉末の共重合ポリアミドイミドを得た。
<共重合ポリアミドイミドフィルムの製造>
前記120gの固形分の粉末の共重合ポリアミドイミドを723gのN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶かして、13wt%の溶液を得た。
以後、参考例のような方法でフィルムを製造した。
<実験例2>
<熱膨張係数(CTE)>
TMA(Perkin Elmer社、Diamond TMA)を用いてTMA−Methodによって2回にわたって50〜300℃での熱膨張係数を測定し、昇温速度は10℃/min、100mNの荷重を加えた。最初の値を除き、2番目の値を提示し、その理由は、フィルムを製膜し、熱処理を通じてフィルム内に残留応力が残っていることができるので、最初のRunで残留応力を完全に除去後、二番目の値を実測定値として提示した。
<厚さ測定及び耐溶剤性指数の算出>
ポリアミドイミドフィルムを80℃真空オーブンで1時間乾燥し、当該フィルムの任意
の5地点の厚さを測定し、再びそのフィルムをDMAcが入っているビーカーに10分間
浸漬させた後、水で洗浄し、80℃真空オーブンで1時間乾燥して、フィルムの任意の5
地点の厚さを測定して、溶媒浸漬前後の厚さから下記式1と定義される耐溶剤性指数を計
算した。
[式1]
耐溶剤性指数(%)=100×(T−T10)/T
記式1において、T10は、フィルムを極性溶媒に10分間浸漬させた後のフィルム
の厚さであり、Tは、フィルムを極性溶媒に浸漬させる前のフィルムの厚さである。
Anritsu Electronic Micrometerで厚さを測定し、装置の偏差は、±0.5%以下である。
Figure 0006862652
以上、本発明の内容の特定の部分を詳しく記述したところ、当業者において、このような具体的な記述は、単に望ましい実施態様であり、これにより、本発明の範囲が制限されるものではないという点は明白である。したがって、本発明の実質的な範囲は、下記の特許請求の範囲とそれらの等価物とによって定義される。
ここで、本実施形態に係る発明の例を項目として記載する。
[項目1]
下記化学式1aで表される反復構造と化学式1bで表される反復構造とを共に含むポリアミドイミド:
[化学式1a]
Figure 0006862652
[化学式1b]
Figure 0006862652
前記化学式1a及び化学式1bにおいて、
は、テトラカルボン酸二無水物から誘導された下記化学式2の4価の有機基であり、
[化学式2]
Figure 0006862652
は、下記化学式3の化合物から誘導される2価の有機基であり、
[化学式3]
Figure 0006862652
、Y は、それぞれ独立してジイソシアネートから誘導される2価の有機基であり、Y 及びY のうち、必ず1つは、下記化学式4から誘導される2価の有機基を含み、
[化学式4]
Figure 0006862652
前記化学式4において、
前記R 、R は、それぞれ独立して−F、−Cl、−Br及び−Iからなるハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、チオール基(−SH)、ニトロ基(−NO )、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のハロゲノアルコキシ、炭素数1〜10のハロゲノアルキル、炭素数6〜20のアリール基から選択される置換体であり、
Qは、単一結合、−O−、−CR 18 R1 −、−C(=O)−、−C(=O)O−、−C(=O)NH−、−S−、−SO −、フェニル基、及びこれらの組合わせからなる群から選択されるものであり、この際、前記R 18 及びR 19 は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、及び炭素数1〜10のフルオロアルキル基からなる群から選択されるものである。
[項目2]
前記化学式4の2価の有機基が、下記化学式4aから化学式4dの化合物のうちから選択される1つである項目1に記載のポリアミドイミド:
Figure 0006862652
前記化学式4aから化学式4dにおいて、Qは、化学式4から定義されたものと同一なものである。
[項目3]
前記化学式1aの反復構造と化学式1bの反復構造が、1:5〜2:1のmol比で重合された項目1に記載のポリアミドイミド。
[項目4]
前記化学式1aの反復構造と化学式1bの反復構造が、ランダムコポリマーの形態で重合された項目1に記載のポリアミドイミド。
[項目5]
前記化学式1a及び化学式1bが、下記化学式1a−1及び化学式1b−1で表される反復構造を含む項目1に記載のポリアミドイミド:
[化学式1a−1]
Figure 0006862652
[化学式1b−1]
Figure 0006862652

[項目6]
前記ポリアミドイミドが、下記化学式6のテトラカルボン酸二無水物をさらに含む項目1に記載のポリアミドイミド:
[化学式6]
Figure 0006862652
前記化学式6において、X は、下記化学式6aから化学式6hの4価の有機基から選択されるものである。
Figure 0006862652
[項目7]
段階a):下記化学式4のジイソシアネートを撹拌する段階と、
段階b):前記段階aから製造された溶液に、下記化学式2の構造を含むテトラカルボン酸二無水物及び下記化学式3の化合物を添加して反応させて、ポリアミドイミド前駆体を製造する段階と、
段階c):前記ポリアミドイミド前駆体をイミド化させる段階と、を含む項目1に記載のポリアミドイミドの製造方法:
[化学式2]
Figure 0006862652
[化学式3]
Figure 0006862652
[化学式4]
Figure 0006862652
前記化学式4において、
前記R 、R は、それぞれ独立して−F、−Cl、−Br及び−Iからなるハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、チオール基(−SH)、ニトロ基(−NO )、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のハロゲノアルコキシ、炭素数1〜10のハロゲノアルキル、炭素数6〜20のアリール基から選択される置換体である。
[項目8]
前記化学式2のテトラカルボン酸二無水物と前記化学式3の化合物とを1:5〜2:1のmol比で添加する項目7に記載のポリアミドイミドの製造方法。
[項目9]
前記化学式2及び化学式3の化合物と前記化学式4のジアミンが、1:1.1〜1.1:1のmol比で反応させる項目7に記載のポリアミドイミドの製造方法。
[項目10]
段階b)でアンハイドライドをさらに含んで反応させる項目7に記載のポリアミドイミドの製造方法。
[項目11]
項目1から10のうち何れか一項に記載のポリアミドイミドを含むポリアミドイミドフィルム。
[項目12]
前記ポリアミドイミドフィルムのヘイズが、2以下であり、黄色度(YI)が、10以下である高強度透明ポリアミドイミドフィルム。
[項目13]
前記ポリアミドイミドフィルムの鉛筆硬度が、2H以上である項目11に記載の高強度透明ポリアミドイミドフィルム。
[項目14]
前記ポリアミドイミドが、50〜300℃での熱膨張係数(CTE)が15ppm/℃以下であり、次の式1のように定義される耐溶剤性指数が2%以内である項目11に記載のポリアミドイミドフィルム:
[式1]
耐溶剤性指数(%)=(T −T 10 )/T X100
前記式1において、T 10 は、フィルムを極性溶媒に10分間浸漬させた後のフィルムの厚さであり、T は、フィルムを極性溶媒に浸漬させる前のフィルムの厚さである。

Claims (1)

  1. 段階a):下記の化学式4のジイソシアネートの溶液を製造する段階と、
    段階b):前記段階aから製造された溶液に、下記の化学式2の構造を含むテトラカルボン酸二無水物及び下記の化学式3の化合物を、1:5〜1:2のmol比(化学式2の構造を含むテトラカルボン酸二無水物:化学式3の化合物)で添加して反応させて、ポリアミドイミド前駆体を製造する段階と、
    段階c):前記ポリアミドイミド前駆体をイミド化させる段階と、
    を含み、
    前記化学式2の構造を含むテトラカルボン酸二無水物及び前記化学式3の化合物と、前記化学式4のジイソシアネートを、1:1.1〜1.1:1のmol比で反応させる
    下記化学式1aで表される反復構造と化学式1bで表される反復構造とからなる
    ポリアミドイミドの製造方法:
    [化学式1a]
    Figure 0006862652
    [化学式1b]
    Figure 0006862652
    前記化学式1a及び化学式1bにおいて、
    は、テトラカルボン酸二無水物から誘導された下記化学式2の4価の有機基であり、
    [化学式2]
    Figure 0006862652
    は、下記化学式3の化合物から誘導される2価の有機基であり、
    [化学式3]
    Figure 0006862652
    、Yは、それぞれ独立して下記化学式4のジイソシアネートから誘導される2価の有機基であり、
    [化学式4]
    Figure 0006862652
    前記化学式4において、
    前記R、Rは、それぞれ独立して炭素数1〜10のフッ化アルキル基であり、
    Qは単一結合である。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102089122B1 (ko) * 2016-08-25 2020-03-13 주식회사 엘지화학 디아민 화합물 및 이를 이용하여 제조된 플렉시블 소자용 기판
KR102008766B1 (ko) * 2017-01-31 2019-08-09 주식회사 엘지화학 가요성 기판 제조용 적층체 및 이를 이용한 가요성 기판의 제조방법
KR102140287B1 (ko) * 2017-12-11 2020-07-31 주식회사 엘지화학 폴리아미드-이미드 공중합체 및 이를 포함하는 폴리아미드-이미드 필름
WO2019117445A1 (ko) * 2017-12-11 2019-06-20 주식회사 엘지화학 폴리아미드-이미드 공중합체 및 이를 포함하는 폴리아미드-이미드 필름
WO2019221572A1 (ko) * 2018-05-17 2019-11-21 주식회사 엘지화학 폴리아미드이미드 수지 필름
TW202031734A (zh) * 2018-12-28 2020-09-01 日商住友化學股份有限公司 光學膜及可撓性顯示裝置
WO2020138045A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 住友化学株式会社 光学フィルム及びフレキシブル表示装置
US20200407507A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-31 Skc Co., Ltd. Polymer film, front plate and display device comprising same
WO2023128075A1 (ko) * 2021-12-31 2023-07-06 코오롱인더스트리 주식회사 광학 필름 및 이의 제조방법
CN117106303A (zh) * 2023-08-21 2023-11-24 中山大学 一种聚酰胺-聚酰亚胺复合物及其制备方法和应用

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1333939A (en) * 1970-11-10 1973-10-17 Schenectady Chemical Electrical conductors coated with polyamideimide resins prepared from the reaction of aromatic diisocyanates with mixtures of polycarboxylic acids and anhydrides
JPH01198616A (ja) * 1987-10-06 1989-08-10 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 耐熱性重合体の製造法
US5175367A (en) * 1991-08-27 1992-12-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluorine-containing diamines, polyamides, and polyimides
JPH05230236A (ja) * 1992-02-20 1993-09-07 Hitachi Chem Co Ltd 耐熱樹脂微粒子含有ポリエステルフィルム
DE4332248A1 (de) * 1992-09-25 1994-03-31 Ciba Geigy Verfahren zur Herstellung von löslichen Polyamid-Polyimid-Copolymeren
JP4543314B2 (ja) 2003-09-01 2010-09-15 東洋紡績株式会社 ポリアミドイミド樹脂、樹脂組成物及びそれを用いた金属張積層体
JP5028814B2 (ja) * 2005-10-28 2012-09-19 日立化成工業株式会社 芳香族系樹脂組成物、該芳香族系樹脂組成物を塗料成分としてなる耐熱性塗料及び摺動部コーティング塗料バインダー
JP4822854B2 (ja) * 2006-01-18 2011-11-24 株式会社有沢製作所 フレキシブルプリント配線板用ポリアミドイミド樹脂、並びに該樹脂を用いた金属張り積層板、カバーレイ、フレキシブルプリント配線板、及び樹脂組成物
JP4775077B2 (ja) * 2006-03-31 2011-09-21 日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 ポジ型感光性ポリアミドイミド樹脂組成物、パターンの製造方法及び電子部品
KR100879002B1 (ko) * 2006-08-07 2009-01-15 주식회사 코멕 폴리아미드이미드를 포함하는 절연 도료 조성물 및 이를도포시킨 절연피막을 포함하는 절연전선
KR101523730B1 (ko) * 2011-05-18 2015-05-29 삼성전자 주식회사 폴리(아미드-이미드) 블록 코폴리머, 이를 포함하는 성형품 및 상기 성형품을 포함하는 디스플레이 장치
KR101459178B1 (ko) * 2011-09-30 2014-11-07 코오롱인더스트리 주식회사 공중합 폴리아마이드-이미드 필름 및 공중합 폴리아마이드-이미드의 제조방법
KR101688173B1 (ko) * 2011-12-26 2016-12-21 코오롱인더스트리 주식회사 플라스틱 기판
US9982103B2 (en) * 2012-06-29 2018-05-29 Kolon Industries, Inc. Polyimide and polyimide film comprising the same
WO2015046749A1 (ko) 2013-09-26 2015-04-02 엘지전자 주식회사 복수의 서빙셀이 설정되는 무선기기 및 이를 이용한 통신 방법
WO2015099478A1 (ko) * 2013-12-26 2015-07-02 코오롱인더스트리 주식회사 투명 폴리아마이드-이미드 수지 및 이를 이용한 필름
KR101870341B1 (ko) * 2013-12-26 2018-06-22 코오롱인더스트리 주식회사 투명 폴리아마이드―이미드 수지 및 이를 이용한 필름
KR20160083738A (ko) * 2015-01-02 2016-07-12 삼성전자주식회사 표시 장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102055476B1 (ko) * 2016-04-26 2019-12-12 주식회사 엘지화학 고강도 투명 폴리아미드이미드 및 이의 제조방법
KR101984171B1 (ko) * 2016-06-01 2019-05-30 주식회사 엘지화학 고강도 투명 폴리아미드이미드 및 이의 제조방법

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