JP6894245B2 - 成形品製造用組成物、前記組成物から得られる成形品、および前記成形品を含むディスプレイ装置 - Google Patents

成形品製造用組成物、前記組成物から得られる成形品、および前記成形品を含むディスプレイ装置 Download PDF

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Description

本発明は、成形品製造用組成物、前記組成物から得られる成形品、および前記成形品を含むディスプレイ装置に関する。
スマートフォンやタブレットPCなど携帯用表示装置の高性能化および大衆化につれ、それに関する研究が盛んに行われている。例えば、軽量のフレキシブル(つまり、曲げたり(bendable)折りたためる(foldable))携帯用表示装置を商用化するための研究および開発が進んでいる。液晶ディスプレイなどの携帯用表示装置は液晶層など表示モジュールを保護するための保護ウィンドウ(protective window)を有する。現在多くの携帯用表示装置は硬いガラス基材を含むウィンドウを使用している。しかし、ガラスは外部衝撃によって割れやすいため、携帯用表示装置などに適用すると、破損が起きやすいだけでなく、柔軟な性質がないためフレキシブル表示装置に適用できない。これに、特許文献1〜3では、表示装置で保護ウィンドウをプラスチックフィルムに代替しようとする試みが行われている。
米国特許出願公開第2007/0082157号明細書 米国特許出願公開第2014/0205824号明細書 米国特許第5520960号明細書
しかしながら、特許文献1〜3に記載のプラスチックフィルムは、表示装置の保護ウィンドウでの使用に求められる機械的物性(例えば、硬度または引張弾性率)および光学的特性(例えば、黄色度)を同時に満足させることは難しく、プラスチックフィルム素材の表示装置保護用ウィンドウに関する開発が遅れている。
したがって、本発明の目的は、機械的物性および光学的特性を同時に満足できる成形品製造用組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記組成物から得られる高い機械的物性および光学的特性を有する成形品を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記成形品を含むディスプレイ装置を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意検討した結果、以下のような成形品製造用組成物、成形品およびディスプレイ装置により達成できることを見出し、本発明を完成させた。
1.(1)(i)下記化学式1で表される構造単位および下記化学式2で表される構造単位のうち一つ以上を含むポリマーならびに(ii)下記化学式1で表される構造単位および下記化学式2で表される構造単位のうち一つ以上と、下記化学式3で表される構造単位と、を含むコポリマーのうち一つ以上を含む溶液と、(2)前記溶液に溶解する金属塩(この際、前記金属は1族、11族、13族、または14族に属する金属から選択される)を含む、成形品製造用組成物:
Figure 0006894245
前記化学式1および化学式2において、
Dは、置換もしくは非置換の4価のC6〜C24脂肪族環基、置換もしくは非置換のC6〜C24芳香族環基、または置換もしくは非置換の4価のC4〜C24ヘテロ芳香族環基であり、前記脂肪族環基、前記芳香族環基、または前記ヘテロ芳香族環基は単環、縮合環(2個以上の環が互いに縮合して形成されたものを指し、以下同様)、または2個以上の前記単環もしくは単独縮合環が単結合、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、−(CF−(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10脂肪族炭化水素基、6〜C20芳香族炭化水素基、またはC6〜C20脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−により連結されてなるものであり、
Eは、電子吸引基(electronwithdrawing group)で置換されたまたは非置換のビフェニレン(biphenylene)基である。
前記化学式3において、
Aは、置換もしくは非置換の2価のC6〜C24脂肪族環基、置換もしくは非置換のC6〜C24芳香族環基または置換もしくは非置換の2価のC4〜C24ヘテロ芳香族環基であり、前記脂肪族環基、芳香族環基、またはヘテロ芳香族環基は、単独で存在するか、または2つ以上の環が互いに接合して縮合環を形成するか、または前記単独で存在するか互いに接合して縮合環を形成した2以上が単結合、フルオレニレン基、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、−(CF−(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10炭化水素基、C6〜C20芳香族炭化水素基、またはC6〜C20脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−により連結されており、
Bは、電子吸引基(electronwithdrawing group)で置換されたまたは非置換のビフェニレン(biphenylene)基である。
2.前記金属は、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、および錫(Sn)からなる群より選択され、かつ、前記金属塩は、前記金属の陽イオンと、ハロゲンイオン、アセチルアセトネートイオン、ClO、SO 2−、PO 3−、およびNO からなる群から選択される陰イオンと、を含み得る。
3.前記金属塩は、LiCl、NaCl、AgBr、AgNO、SnCl、およびアルミニウムアセチルアセトネートからなる群より選択される一つ以上であり得る。
4.前記金属塩は、前記組成物内の前記ポリマーおよびコポリマーのうち一つ以上の重量と前記金属塩重量との和を基準に2.5重量%未満で含まれ得る。
5.前記金属塩は、前記組成物内の前記ポリマーおよびコポリマーのうち一つ以上の重量と前記金属塩の重量との和を基準に0.1重量%〜2重量%で含まれ得る。
6.前記化学式1および化学式2のDは、それぞれ独立して下記グループ1の化学式から選択されるものであってもよい。
Figure 0006894245
上記式において、それぞれの残基は、置換もしくは非置換のものであり、それぞれのLは、同一であるか異なり、それぞれ独立して単結合、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、(CF(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10脂肪族炭化水素基、C6〜C20芳香族炭化水素基、またはC6〜C20脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−であり、*は、隣接した原子に連結される部分であり、
およびZは、それぞれ同一であるか異なり、独立して−N=または−C(R100)=であって、R100は水素またはC1〜C5アルキル基であり、ZおよびZが同時に−C(R100)=ではなく、
は、−O−、−S−、または−N(R101)−であり、R101は水素またはC1〜C5アルキル基である。
7.前記化学式1および化学式2のDは、それぞれ独立して下記グループ2の化学式から選択されるものであってもよい。
Figure 0006894245
Figure 0006894245
8.前記化学式1および前記化学式2のDは、下記グループ3の化学式から選択されるものであってもよい。
Figure 0006894245
9.前記化学式1および前記化学式2のEは、それぞれのフェニレン基が−CF、−CCl、−CBr、−CI、−F、−Cl、−Br、−I、−NO、−CN、−COCHまたは−COからなる群より選択される電子吸引基で置換されたビフェニレン基であり得る。
10.前記化学式3のAは、下記グループ4で表される化学式から選択されるものであってもよい。
Figure 0006894245
前記化学式において、
18〜R29は、同一であるか互いに異なり、それぞれ独立して重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換のC1〜C10脂肪族有機基、または置換もしくは非置換のC6〜C20芳香族有機基であり、
n11およびn14〜n20は、それぞれ独立して0〜4の整数であり、
n12およびn13は、それぞれ独立して0〜3の整数である。
11.前記化学式3のAは、下記グループ5で表される化学式から選択されるものであってもよい。
Figure 0006894245
12.前記化学式3のBは、それぞれのフェニレン基が−CF、−CCl、−CBr、−CI、−F、−Cl、−Br、−I、−NO、−CN、−COCHまたは−COからなる群より選択される電子吸引基で置換されたビフェニレン基であり得る。
13.前記化学式1で表される構造単位は、下記化学式4で表される構造単位および下記化学式5で表される構造単位のうち一つ以上を含み得る。
Figure 0006894245
14.前記化学式3で表される構造単位は、下記化学式6〜化学式8で表される構造単位のうち一つ以上を含み得る。
Figure 0006894245
15.前記組成物において、前記コポリマーは、前記化学式4で表される構造単位、前記化学式5で表される構造単位および前記化学式6で表される構造単位を含み、かつ、前記金属塩は、LiCl、NaCl、AgBr、AgNO、SnCl、およびアルミニウムアセチルアセトネートからなる群より選択される一つ以上を含み得る。
16.前記組成物内の前記コポリマーにおいて、前記化学式4で表される構造単位の含有量および前記化学式5で表される構造単位の含有量の和と、前記化学式6で表される構造単位の含有量とのモル比は、20:80〜50:50であってもよい。
17.前記組成物において、前記金属塩は、前記コポリマーの重量と前記金属塩の重量との和を基準に0.1重量%〜2.0重量%含まれてもよい。
18.前記組成物から製造される成形品。
19.前記成形品はフィルムであってもよく、UV分光計(Spectrophotometer、コニカミノルタ社、cm−3600d)を利用してASTM E313で測定した黄色指数(YI:Yellowness Index)が3.5未満であり、ASTM D882で測定した引張弾性率は6.7GPa超であってもよい。
20.前記フィルムの厚さは、10μm〜100μmであり得る。
21.前記成形品を含むディスプレイ装置。
本発明によれば、光学的特性を維持し、かつ機械的物性がさらに改善された成形品(フィルム)を提供することができる。このような成形品(フィルム)は、フレキシブル基板、LED、半導体センサなどの製造に使用される各種屈曲性を要する保護フィルムなどにおいて有用である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、これは例示として提示されるものであり、本発明はこれにより制限されず、本発明は後述する請求項の範疇によってのみ定義され得る。
本明細書において特に言及しない限り、「置換」とは、与えられた官能基に含まれている一つ以上の水素原子がハロゲン原子(F、Cl、BrまたはI)、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基(−NH、−NH(R100)、または−N(R101)(R102)であり、この際R100、R101およびR102は、同一であるかまたは互いに異なり、それぞれ独立してC1〜C10アルキル基である)、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボキシル基、エステル基、ケトン基、置換もしくは非置換のアルキル基、置換もしくは非置換の脂環族有機基(例えば、シクロアルキル基など)、置換もしくは非置換のアリール基(例えば、ベンジル基、ナフチル基、フルオレニル基など)、置換もしくは非置換のアルケニル基、置換もしくは非置換のアルキニル基、置換もしくは非置換のヘテロアリール基、および置換もしくは非置換のヘテロ環基からなる群より選択される1種以上の置換基で置換されたことを意味し、前記置換基は互いに連結されて環を形成することもできる。
本明細書において特に言及しない限り「アルキル基」とは、C1〜C30アルキル基を意味し、具体的にはC1〜C15アルキル基を意味し、「シクロアルキル基」とは、C3〜C30シクロアルキル基を意味し、具体的にはC3〜C18シクロアルキル基を意味し、「アルコキシ基」とは、C1〜C30アルコキシ基を意味し、具体的にはC1〜C18アルコキシ基を意味し、「エステル基」とは、C2〜C30エステル基を意味し、具体的にはC2〜C18エステル基を意味し、「ケトン基」とは、C2〜C30ケトン基を意味し、具体的にはC2〜C18ケトン基を意味し、「アリール基」とは、C6〜C30アリール基を意味し、具体的にはC6〜C18アリール基を意味し、「アルケニル基」とは、C2〜C30アルケニル基を意味し、具体的にはC2〜C18アルケニル基を意味し、「アルキニル基」とは、C2〜C30アルキニル基を意味し、具体的にはC2〜C18アルキニル基を意味し、「ヘテロアリール基」とは、C3〜C30ヘテロアリール基を意味し、具体的にはC3〜C18ヘテロアリール基を意味し、「ヘテロ環基」とは、C2〜C30ヘテロ環基を意味し、具体的にはC2〜C18ヘテロ環基を意味する。
本明細書において特に言及しない限り「組み合わせ」とは、混合または共重合を意味する。このとき、「共重合」とはランダム共重合、ブロック共重合またはグラフト共重合を意味する。
本明細書において、用語「ポリイミド」は単に「ポリイミド」だけを意味するのではなく、「ポリイミド」、「ポリアミド酸」、またはこれらの組み合わせを意味し得る。また、「ポリイミド」と「ポリアミド酸」は同一の意味を有するものと混用され得る。
また本明細書において「*」は、同一であるかまたは相異なる原子または化学式と連結される部分を意味する。
一実施形態は、(1)(i)下記化学式1で表される構造単位および下記化学式2で表される構造単位のうち一つ以上を含むポリマー(下記化学式3で表される構造単位を含まないものであってもよい)ならびに(ii)下記化学式1で表される構造単位および下記化学式2で表される構造単位のうち一つ以上と、下記化学式3で表示される構造単位と、を含むコポリマーのうち一つ以上の溶液と、(2)前記溶液に溶解する金属塩(この際、前記金属は1族、11族、13族、または14族に属する金属から選択される)を含む成形品製造用組成物を提供する。
Figure 0006894245
前記化学式1および化学式2において、
Dは、置換もしくは非置換の4価のC6〜C24脂肪族環基、置換もしくは非置換のC6〜C24芳香族環基、または置換もしくは非置換の4価のC4〜C24ヘテロ芳香族環基であり、前記脂肪族環基、前記芳香族環基、または前記ヘテロ芳香族環基は単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、−(CF−(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10脂肪族炭化水素基、C6〜20芳香族炭化水素基、またはC6〜C20脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−により連結されてなるものであり、
Eは、電子吸引基で置換されたまたは非置換のビフェニレン基である。
前記化学式3において、
Aは、それぞれ独立して置換もしくは非置換の2価のC6〜C24脂肪族環基、置換もしくは非置換のC6〜C24芳香族環基または置換もしくは非置換の2価のC4〜C24ヘテロ芳香族環基であり、前記脂肪族環基、芳香族環基、またはヘテロ芳香族環基は、単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、フルオレニレン基、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、−(CF−(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10脂肪族炭化水素基、C6〜C20芳香族炭化水素基、またはC6〜C20脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−により連結されてなるものであり、
Bは、電子吸引基で置換されたまたは非置換のビフェニレン基である。
ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)コポリマーは、高い光透過度、熱的安定性、機械的強度、および柔軟性などによりディスプレイ基板素材などに有用である。しかし、一般にディスプレイ装置の製造工程中には高温蒸着、高温アニーリング(annealing)工程など350℃以上の高温工程が必須である。このようなガラス転移温度以上の高温で熱処理する場合、ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)分子が自由に再配列しながら高分子鎖間のパッキング(packing)が起こる。高分子鎖間のパッキングの増加は、前記高分子から製造されたフィルムの表面硬度を増加させる傾向があり、これによりフィルムの機械的物性を増加させる効果がある。しかし、このような高分子鎖間のパッキングの増加は、同時にフィルムの黄色度を増加させる。つまり、高分子鎖間のパッキングが起きる場合、高分子鎖内の電子供与体(electron donnor)と電子受容体(electron acceptor)が互いに近接に位置して電荷移動錯体(CTC:Charge transfer complex)と命名した構造を有するようになり、これにより形成された電位の間での電子移動(励起)により当該ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)フィルムは、特定短波長領域の光を吸収してディスプレイ製造のための必須条件である400nm領域の青色(blue)領域光の透過率が顕著に減少して黄色を帯びる。これを高温熱処理による「黄変現象」と呼ぶ。つまり、フィルムの機械的物性と光学的特性は、互いにトレード−オフ(trade−off)関係にあり、したがって高い光学的特性(例えば、黄色度)を維持し、同時に高い引張弾性率(Tensile modulus)および鉛筆硬度などの機械的物性を改善することが難しい。
ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)コポリマーフィルムの光学的特性を維持し、かつ機械的物性を改善するためにアミド含有量を増加させるか、またはイミド構造単位を形成する二無水物のうち機械的物性に優れた構造を有するモノマーの含有量を増加させようとする試みがあったが、これは引張弾性率の改善が微々たるだけではく、アミド含有量の増加により黄色度(YI)など光学的特性も悪化する問題がある。つまり、ポリイミドまたはポリ(イミド−アミド)を形成するモノマーの組成、含有量などを調節して光学的特性および機械的物性を改善することに限界があり、また前記二つの特性を同時に改善することは非常に難しい。
本発明に係る組成物は、ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)フィルムの光学的特性(例えば、黄色度)の低下なしに機械的物性(特に、引張弾性率)が改善されたポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)コポリマーを含む成形品の製造に好適である。
本発明に係る組成物は、ポリイミドおよび/またはその前駆体形態であるポリアミド酸を含むポリマー、および/またはポリ(イミドおよび/アミド酸−アミド)コポリマーを含む溶液と、前記溶液に溶解する金属塩とを含む成形品製造用組成物である。
前記金属塩は、前記ポリマーおよび/またはコポリマーを含む溶液中に溶解し、前記溶液中で金属イオン形態になり、前記ポリマーおよび/またはコポリマーに結合すると考えられる。そのために、前記金属塩は、前記ポリマーおよび/またはコポリマーを含む溶液に均一に分散され、前記溶液を加熱して硬化する際、前記金属塩が前記ポリマーおよび/またはコポリマーが電荷移動錯体(CTC)を形成することを阻害すると考えられる。したがって、前記金属塩を含む組成物を硬化させて製造される成形品、例えば、フィルムは、優れた光学的特性を維持し、かつ無機物である金属塩の添加により機械的物性も改善できると考えられる。
前記金属塩は、例えば、1族、11族、13族、または14族に属する金属から選択された金属の塩であってもよく、前記ポリマーおよび/またはコポリマーを含む溶液に溶解可能なものであればいかなるものでも可能である。
1族に属する金属としては、例えば、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)などが挙げられる。11族に属する金属としては、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)などが挙げられる。13族に属する金属としては、例えば、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)などが挙げられる。14族に属する金属としては、例えば、錫(Sn)、鉛(Pb)などが挙げられる。
前記金属塩を形成する金属は、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、および錫(Sn)からなる群から選択されてもよく、これらに制限されないが、好ましくはリチウム(Li)である。
前記金属塩は、ハロゲンイオン(F、Cl、Br、I)、アセチルアセトネートイオン、ClO−、SO 2−、PO 3−、およびNO からなる群から選択される陰イオンを含んでもよく、前記金属の陽イオンと結合して前記ポリマーおよび/またはコポリマーを含む溶液に溶解され得るものであればいかなるものでも可能であり、これらに制限されないが、好ましくはハロゲンイオンであり、より好ましくは塩素イオン(Cl)である。
例えば、前記金属塩は、LiCl、NaCl、AgBr、AgNO、SnCl、およびアルミニウムアセチルアセトネートから選択される一つ以上であってもよく、これらに制限されないが、LiCl、およびAgNOのうち一つ以上を含むことが好ましく、LiClを含むことがより好ましい。
前記金属塩は、前記ポリマーおよび/またはコポリマーを含む溶液中に、前記ポリマーおよび/またはコポリマーの重量と前記金属塩の重量との和を基準に2.5重量%未満で含まれてもよく、2.0重量%以下がより好ましく、2.0重量%未満が特に好ましい。金属塩が前記範囲で含まれる場合、前記組成物から製造される成形品は優れた光学的特性を維持し、かつ機械的物性も改善され得る。金属塩の含有量が2.5重量%以上である場合、前記組成物は粘度上昇により製膜が難しいこともある。または、金属塩の含有量がさらに増加する場合、製膜は可能であっても、当該組成物から得られるフィルムから金属塩が析出するおそれがある。
前記金属塩は、前記範囲内で特に制限されないが、前記ポリマーおよび/またはコポリマーの重量と前記金属塩の重量との和を基準に0.1重量%〜2重量%範囲で含まれてもよい。金属塩が前記含有量の範囲で含まれる場合、前記組成物から製造される成形品がフィルムである場合、前記フィルムは、厚さ約10〜80μmでUV分光計(Spectrophotometer、コニカミノルタ社、cm−3600d)を利用してASTM E313で測定した黄色指数(YI:Yellowness Index)が3.5未満であり、例えば、3.3以下であり、370nm〜740nm範囲の波長透過率は約85%以上、例えば、86%以上、例えば87%以上、例えば87.5%以上で優れた光学的特性を維持することができる。また、このとき、前記フィルムはASTM D882で測定した引張弾性率が6.7GPa超であり得る。例えば、前記引張弾性率は7GPa以上、例えば、7.5GPa超であり得る。中でも、前記金属塩は、前記ポリマーおよび/またはコポリマーの重量と前記金属塩の重量との和を基準に、0.5重量%以上2.0重量%未満であることが好ましく、0.8重量%2.0重量%未満であることがより好ましく、1重量%以上1.9重量%以下であることが特に好ましい。
このように、前記組成物は、金属塩を組成物内の全体固形分含有量を基準に約2.5重量%未満で含むことにより、ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)の優れた光学的特性を維持しながら、前記金属塩を含まない場合に比べて引張弾性率のような機械的物性を顕著に向上させることができる
前記組成物で、イミド構造単位およびアミド酸構造単位を示す前記化学式1および化学式2のDは、下記グループ1の化学式から選択されてもよい。
Figure 0006894245
上記式において、それぞれの残基は置換または非置換であり、それぞれのLは、同一であるか異なり、それぞれ独立して単結合、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、(CF(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10の脂肪族炭化水素基、C6〜C20の芳香族炭化水素基、またはC6〜C20の脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−であり、中でも好ましくは、単結合または−C(CF−であり、*は隣接した原子に連結する部分であり、
およびZは、それぞれ同一であるか異なり、独立して−N=または−C(R100)=であって、R100は水素またはC1〜C5アルキル基であり、ZおよびZが同時に−C(R100)=ではなく、
は、−O−、−S−、または−N(R101)−であり、R101は水素またはC1〜C5アルキル基である。
前記グループ1で表される化学式は下記グループ2の化学式で表されるものであってもよく、これらに制限されない。
Figure 0006894245
Figure 0006894245
一実施形態において、前記化学式1および前記化学式2のDは、下記グループ3の化学式から選択され得る。
Figure 0006894245
一実施形態において、前記化学式1および前記化学式2のDは、以下の化学式の少なくとも一方を含むことが好ましく、以下の化学式の両方を含むことがより好ましい。
Figure 0006894245
前記化学式1および前記化学式2のEは、それぞれのフェニレン基が−CF、−CCl、−CBr、−CI、−F、−Cl、−Br、−I、−NO、−CN、−COCHまたは−COからなる群より選択される電子吸引基で置換されたビフェニレン基であり得る。
一実施形態において、前記化学式1および前記化学式2のEは、下記化学式9で表されてもよい。
Figure 0006894245
一実施形態において、前記化学式3のAは、下記グループ4で表される化学式から選択され得る。
Figure 0006894245
前記化学式において、
18〜R29は、同一であるか互いに異なり、それぞれ独立して重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換のC1〜C10脂肪族有機基、または置換もしくは非置換のC6〜C20芳香族有機基であり、
n11およびn14〜n20は、それぞれ独立して0〜4の整数(好ましくは0〜2の整数)であり、
n12およびn13はそれぞれ独立して0〜3の整数である。
一実施形態において、前記グループ4で表される化学式は、例えば、下記グループ5で表される化学式であってもよく、これらに制限されない。
Figure 0006894245
一実施形態において、前記化学式3のAは、以下で表されることが好ましい。
Figure 0006894245
前記化学式3のBは、それぞれのフェニレン基が−CF、−CCl、−CBr、−CI、−F、−Cl、−Br、−I、−NO、−CN、−COCHまたは−COからなる群より選択される電子吸引基で置換されたビフェニレン基であり得る。
一実施形態において、前記化学式3のBは、前記化学式1および前記化学式2のEと同一であってもよく、例えば、前記化学式3のBは下記化学式9で表され得る。
Figure 0006894245
一実施形態において、前記化学式1で表される構造単位は、下記化学式4で表される構造単位および下記化学式5で表される構造単位のうち一つ以上を含み得る。
Figure 0006894245
一実施形態において、前記化学式3で表される構造単位は、下記化学式6〜下記化学式8で表される構造単位のうち一つ以上を含み得る。
Figure 0006894245
一実施形態において、前記組成物内の前記コポリマーは、前記化学式4で表される構造単位、前記化学式5で表される構造単位および前記化学式6で表される構造単位を含み、かつ、前記金属塩は、LiCl、NaCl、AgBr、AgNO、SnCl、およびアルミニウムアセチルアセトネートからなる群より選択される一つ以上、例えば、LiCl、およびAgNOのうち一つ以上を含み得る。
前記組成物内の前記金属塩の含有量は、前記ポリ(アミド−イミド)コポリマーの重量と前記金属塩の重量との和を基準に0.1重量%〜2.5重量%、例えば、0.1重量%〜2.0重量%、例えば、0.5重量%〜2.0重量%、例えば、1重量%〜1.9重量%であり得る。
前記組成物内の前記金属塩の含有量が前記範囲内にあるとき、前記組成物から製造される成形品(例えばフィルム)は高い光学特性および優れた機械的物性を実現することができる。例えば、前記組成物から厚さ10〜100μm(例えば10〜80μm)のフィルムを製造する場合、前記フィルムは、UV分光計(Spectrophotometer、コニカミノルタ社、cm−3600d)を利用してASTM E313で測定した黄色指数(YI:Yellowness Index)が3.5未満、例えば、3.3以下であり、ASTM D882で測定した引張弾性率が6.7GPa超過、例えば、7.0GPa以上、例えば、7.5GPa以上、好ましくは7.6GPa以上であり得る。
後述する実施例および比較例から分かるように、前記引張弾性率値は、前記金属塩を含まない比較例から製造されたフィルムの引張弾性率に比べて顕著に増加した値を示す。つまり、前記化学式4で表される構造単位、前記化学式5で表される構造単位、および前記化学式6で表示される構造単位を含むポリ(アミド−イミド)コポリマーを含み、かつ、前記金属塩は含まない組成物から製造された比較例1によるフィルムは、約10〜80μm(50μm)の厚さで製造された場合、UV分光計(Spectrophotometer、コニカミノルタ社、cm−3600d)を利用してASTM E313で測定した黄色指数(YI:Yellowness Index)が2.8であり、ASTM D882で測定した引張弾性率は6.7GPaである反面、同一のポリ(アミド−イミド)コポリマーを含み、かつ、前記金属塩を組成物内の全体固形分含有量(合成例1で合成したポリ(アミド−イミド)コポリマーの重量とLiClの重量との和)を基準に1重量%含む実施例1によるフィルムの場合、同一の厚さ(50μm)で、YIは2.7、引張弾性率は7.6GPaで、顕著に増加したことが分かる。つまり、一実施形態による組成物から製造されるフィルムは、光学的特性はそのまま維持され、かつ機械的物性が顕著に改善されることが分かる。組成物内の全体固形分含有量対比2.5重量%未満までの範囲で、金属塩の含有量が増加するほど引張弾性率は増加し、YIも若干増加するが、3.5未満で、依然として高い光学的特性も維持することが分かる。
また、前記フィルムは370nm〜740nm波長領域での透過率が85%以上、例えば86%以上、例えば87%以上、例えば87.5%以上で高い透過率を維持する。また、前記フィルムを例えば200mJ/cm以上の紫外線(UVB)に72時間露出させる場合、紫外線露出前後のYI値の変化量ΔYIは1未満、例えば0.9以下、例えば0.8以下である。
したがって、前記実施形態による組成物から製造される成形品、例えばフィルムは、高い光学的特性と機械的物性とを要する表示装置(ディスプレイ装置)などにおいて有利に使用され得る。例えば、前記フィルムはフレキシブル基板、LED、半導体センサなどの製造に使用される屈曲性を要する各種保護フィルムとして好適に使用される。
前記組成物内のコポリマーにおいて、前記化学式4で表される構造単位の含有量および前記化学式5で表される構造単位の含有量の和と、前記化学式6で表される構造単位の含有量とのモル比は、20:80〜50:50、例えば、25:75〜50:50、例えば、30:70であってもよく、これに制限されるわけではない。
前記実施形態による組成物は、前記化学式1で表される構造単位、前記化学式2で表される構造単位、もしくは前記化学式1で表される構造単位および前記化学式2で表される構造単位を含むポリマー、ならびに/または、前記化学式1で表される構造単位および/もしくは前記化学式2で表される構造単位と、前記化学式3で表される構造単位とを含むコポリマーを含む溶液を製造し、前記ポリマーおよび/またはコポリマーを含む溶液に前記金属塩を添加することにより製造され得る。前記ポリマーおよび/またはコポリマーを含む溶液は、当該技術分野で公知されたポリイミドおよびポリアミド製造方法を使用してモノマーを重合することにより容易に製造し得る。例えば、イミド構造単位は、非プロトン性極性有機溶媒中でジアミンと二無水物を反応させて製造し得る。
前記化学式1で表されるイミド構造単位を形成するために使用できるジアミン化合物の例としては、4,4’−ジアミノ−ビフェニル;3,3’−ジアミノ−ビフェニル;3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−ビフェニル;3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノ−ビフェニル;2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンなどが挙げられ、これらに制限されない。このようなジアミン化合物は市販されているか、或いは知られている方法により合成し得る。
一実施形態において、前記ジアミン化合物は2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(2,2’−bis(trifluoromethyl)benzidine:TFDB)であり得る。
前記二無水物は、テトラカルボン酸二無水物であってもよく、このような化合物は3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(3,3’,4,4’−biphenyl tetracarboxylic dianhydride、BPDA)、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物(bicycle[2.2.2]oct−7−ene−2,3,5,6−tetracarboxylic dianhydride、BTDA)、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(3,3’,4,4’−diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride、DSDA)、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(4,4’−(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride、6FDA)、4,4’−オキシジフタル酸無水物(4,4’−oxydiphthalic anhydride、ODPA)、ピロメリット酸二無水物(pyromellitic dianhydride、PMDA)、4−((2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物(4−(2,5−dioxotetrahydrofuran−3−yl)−1,2,3,4−tetrahydronaphthalene−1,2−dicarboxylic anhydride、DTDA)、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物;1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物;1,4−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物;1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物;1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物;1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物;1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物;2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物;2,6−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物;2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物;2,3,6,7−テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物;3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物;2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物;4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニル二無水物;ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物;4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物;4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物;4,4’−ビス(2、3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物;4,4’−ビス(3、4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物;4,4’−ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物;4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物;3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物;4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物;ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)mエタン二無水物;ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物;1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物;1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物;1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物;2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物;2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物;2,2−ビス[4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物;2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物;4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)−4’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニル−2,2−プロパン二無水物;2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ−3,5−ジメチル)フェニル]プロパン二無水物;2,3,4,5−チオフェンテトラカルボン酸二無水物;2,3,5,6−ピラジンテトラカルボン酸二無水物;1,8,9,10−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物;3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物;2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物;1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物;1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタン二無水物;2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン二無水物;1,1−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]−1−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタン二無水物、および4,4’−ビス[2−(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロイソプロピル]ジフェニルエーテル二無水物から選択される1種以上であってもよく、好ましくは2種以上併用する。このような二無水物化合物は市販されているか、あるいは知られた方法によって合成可能である。
一実施形態において、前記テトラカルボン酸二無水物は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(3,3’,4,4’−biphenyl tetracarboxylic dianhydride、BPDA)、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(4,4’−(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride、6FDA)、またはこれらの混合物を含み得る。
一方、公知のポリアミド製造方法としては、低温溶液重合法、界面重合法、溶融重合法、固相重合法などが知られており、この中、低温溶液重合法を例に挙げて説明すると、非プロトン性極性溶媒内でカルボン酸ジハライドおよびジアミンを反応させることによって前記化学式3で表されるアミド構造単位を形成し得る。
前記カルボン酸ジハライドはテレフタロイルクロライド(terephthaloyl chloride、TPCl)、イソフタロイルクロライド(isophthaloyl chloride、IPCl)、ビフェニルジカルボニルクロライド(biphenyl dicarbonyl chloride、BPCl)、ナフタレンジカルボニルクロライド、テルフェニルジカルボニルクロライド、2−フルオロ−テレフタロイルクロライドおよびこれらの組み合わせからなる群より選択される一つ以上であり得る。
一実施形態において、前記カルボン酸ジハライドはテレフタロイルクロライド(terephthaloyl chloride、TPCl)であり得る。
前記アミド構造を形成するためのジアミンは、前記イミド構造を形成するために使用され得るジアミンと同一のジアミン化合物を使用し得る。つまり、前記例示したジアミン化合物のうち同一であるかまたは異なる1種以上のジアミンを使用して前記アミド構造を形成し得る。
一実施形態において、前記カルボン酸ジハライドと共にアミド構造を形成するためのジアミンは、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(2,2’−bis(trifluoromethyl)benzidine:TFDB)であり得る。
前記非プロトン性極性溶媒としては、例えば、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、或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して使用し得る。しかし、これに限らず、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素を使用し得る。
前記アミド構造単位およびイミド構造単位は、同一の反応器内で、まずアミド構造単位を形成するジアミンとジカルボン酸ジハライドを添加して反応させた後、ここにイミド構造単位を形成するジアミンおよび二無水物を添加して共に反応させることによりポリ(アミド酸−アミド)コポリマーを製造し得る。
または、アミド構造単位を形成するジアミンとジカルボン酸ジハライドを反応させて両末端がアミノ基で終わるアミドオリゴマーを製造した後、これをジアミンモノマーとして、ここに二無水物を添加してポリ(アミド酸−アミド)コポリマーを製造し得る。後者の方法による場合、アミド形成工程で発生するHClの除去のための沈澱工程を省略できるため、工程時間を短縮することができ、最終生成物であるポリ(イミド−アミド)コポリマーの収率も高めることができる。
上記のように製造されたポリアミド酸またはポリ(アミド酸−アミド)コポリマーは、必要に応じて、化学的または熱的イミド化を経ることにより、ポリ(イミド/アミド酸)またはポリ(アミド−イミド/アミド酸)コポリマーで製造され、このようなポリ(イミド/アミド酸)またはポリ(アミド−イミド/アミド酸)コポリマーを含む溶液に、前記ポリ(イミド/アミド酸)またはポリ(イミド/アミド酸−アミド)コポリマーと金属塩の総重量を基準に2.5重量%未満の前記金属塩を添加することにより、一実施形態によるポリイミドまたはポリ(イミド−アミド)コポリマー製造用組成物が得られる。
前記金属塩を添加する方法は、前記金属塩を前記ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)コポリマーを溶解させた有機溶媒と同じ溶媒に予め溶解させた後、前記金属塩を含む溶液を前記ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)コポリマーを含む溶液に添加することにより行われる。前記金属塩を前記有機溶媒に溶解させる場合、金属塩の濃度が前記溶液の総重量を基準に約1%になるように溶解させ得る。
このように得られたポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)コポリマーを含む成形品製造用組成物は、これを公知のコーティング方法を使用して基板などにコートしてキャスティングした後、乾燥および加熱などの方法により硬化させてフィルムなどの成形品に製造され得る。この際、加熱温度は、特に制限されないが、例えば50〜200℃、例えば80〜150℃、または例えば100〜130℃である。
前述したように、前記製造されたフィルムは、ポリイミドまたはポリ(アミド−イミド)コポリマーのみからなるフィルムに比べ、光学的特性の減少なしに機械的物性、例えば、引張弾性率が改善されたものであり得る。一実施形態において、前記組成物から製造されたフィルムは、厚さが10〜80μmであるとき、UV分光計(Spectrophotometer、コニカミノルタ社、cm−3600d)を利用してASTM E313規格で測定した前記フィルムの黄色度は3.5未満、例えば3.3以下であり得る。また、200mJ/cm以上の照射強度で72時間紫外線UVBに露出させた後、露出前後の黄色度の差(ΔYI)は、1未満、例えば0.9以下、例えば0.8以下である。このとき、前記フィルムの引張弾性率は6.7GPa超、例えば7.0GPa超、例えば7.5GPa超であってもよい。
したがって、前記黄色度および機械的物性を有するフィルムは高い透明性と表面硬度を要するフレキシブルディスプレイ装置のウィンドウフィルムなどにおいて有用に利用され得る。
以下、実施例および比較例により前記実施形態についてさらに詳細に説明する。下記の実施例および比較例は説明を目的とするものであり、本発明の範囲がこれにより制限されない。
合成例1:ポリ(アミド−イミド)コポリマーの製造
窒素雰囲気下で、反応器に8169gのN,N−ジメチルアセトアミドを入れ、ピリジン276gを投入する。前記反応器に2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFDB)400gを入れて溶解させてTFDB溶液を製造する。前記TFDB溶液にテレフタロイルクロライド(TPCL)178gを添加し、30℃で3時間攪拌してアミドオリゴマー溶液を得る。得られた溶液は水を利用して沈澱を起こした後、80℃で48時間乾燥してアミドオリゴマーパウダを得る。前記で製造されたアミドオリゴマーパウダ59.2gと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)9.55gおよび3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)6.33gをN,N−ジメチルアセトアミド425gに添加し、30℃で48時間反応を行いポリ(アミド酸−アミド)コポリマー溶液を得る。
得られたポリ(アミド−アミド酸)溶液に化学的イミド化触媒として酢酸無水物13.17gを投入して30分攪拌した後、10.39gのピリジンを投入して30℃で24時間攪拌してポリ(アミド−イミド)コポリマー溶液を製造する。
実施例1〜実施例3:金属塩含有ポリ(アミド−イミド)コポリマーフィルムの製造
合成例1で製造されたポリ(イミド−アミド)コポリマー溶液に、前記コポリマーの重量および添加される金属塩の重量の和を基準に下記表1に記載された含有量で金属塩LiClを添加した溶液を製造する。具体的には、N,N−ジメチルアセトアミドにLiClを溶解させて1重量%溶液を製造し、この溶液を前記ポリ(イミド−アミド)コポリマーが含まれている溶液に下記表1に記載された含有量になるようにそれぞれ添加して24時間攪拌することにより、実施例1〜実施例3によるポリ(イミド−アミド)コポリマーとLiClを含む溶液を得る。このとき、溶液内に含まれているLiイオンの含有量は下記表1にppm単位で表した。
前記製造された溶液をガラス板に塗布してフィルムをキャスティングする。これを130℃の熱板の上で40分間乾燥した後、ファーネス(furnace)に入れて10℃/分の昇温速度で280℃まで熱処理した後、徐々に冷却する。最後に、製造されたポリ(イミド−アミド)コポリマーフィルムをガラス板から分離して得る。
50μmの厚さで得られたフィルムを基準に引張弾性率、黄色度(YI)、ΔYI、および全光線(370nm〜740nm)透過率を測定して下記表1に記載する。前記フィルムの厚さ、引張弾性率、黄色度(YI)、およびΔYI値の測定方法は次の通りである。
(1)フィルムの厚さ
Micrometer(ミツトヨ社)を利用して厚さを測定する。
(2)引張弾性率(TensileModulus)
インストロン(Instron)装備を利用してASTM D882により測定する。幅1cm、長さ5cmのフィルム試片を準備し、常温で延伸速度50mm/minで測定する。
(3)透過度および黄色度(YI)
UV分光計(Spectrophotometer、コニカミノルタ社、cm−3600d)を利用してASTM E313規格で測定する。
(4)UV照射後の黄色度(YI)
フィルムをUVB波長領域の紫外線ランプに72時間露出した(200mJ/cm以上)前後の黄色度値(UV照射後、−UV照射前)の差ΔYIを測定する。
比較例1:金属塩を含まないポリ(イミド−アミド)コポリマーフィルムの製造
金属塩を含まない点を除いては前記実施例1〜実施例3と同様の方法により、合成例1で製造されたポリ(イミド−アミド)コポリマー溶液を使用してフィルムを製造し、製造されたフィルムの引張弾性率、黄色度(YI)、ΔYI、および全光線(370nm〜740nm)透過率を測定して下記表1に記載する。
比較例2および比較例3:金属塩含有ポリ(アミド−イミド)コポリマーフィルムの製造
金属塩の含有量を異なるようにした点を除いては実施例1〜実施例3と同様の方法により、ポリ(アミド−イミド)コポリマーおよび金属塩(LiCl)を含む比較例2および比較例3によるフィルムを製造し、製造されたフィルムの引張弾性率、黄色度(YI)、ΔYI、および全光線(370nm〜740nm)透過率を測定して下記表1に記載する。
Figure 0006894245
表1の結果によれば、ポリ(アミド−イミド)コポリマーに金属塩を2.5重量%未満添加した溶液から製造された実施例1〜3によるフィルムの場合、YIが3.5未満に維持され、かつ弾性率が7.0GPa超となり、顕著に改善されたことが分かる。つまり、同一のポリ(アミド−イミド)コポリマーから製造されるが、金属塩を含まない比較例1のフィルムに比べて光学的特性は維持し、かつ機械的物性が顕著に改善されたことが分かる。機械的物性の増加は、金属塩の添加量に比例するが、金属塩添加量が2.5重量%である比較例2の場合、粘度上昇により製膜が不可能であった。一方、金属塩を10重量%添加した比較例3の場合、金属塩を2.5重量%添加した比較例2とは異なり、製膜は可能であるが、製膜されたフィルム内にLiClが析出した。
前記実施例1〜3によるフィルムの場合、全光線透過率が87%以上で優れており、72時間紫外線(UVB)の照射前後のYI値の変化も1.0未満で良好であった。また、YIが3.5未満に維持されつつも引張弾性率が7.0GPa超であることにより、このようなフィルムは、フィルムの機械的物性と光学的特性を同時に改善することが非常に難しい当該技術分野の技術的課題を解決したことが分かる。かようなフィルムは、高い透明度と表面硬度とを要する可撓性ディスプレイの基板またはウィンドウとして有用に使用され得るだろう。
以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然に理解される。

Claims (20)

  1. (1)(i)下記化学式1で表される構造単位および下記化学式2で表される構造単位のうち一つ以上を含むポリマーならびに(ii)下記化学式1で表される構造単位および下記化学式2で表される構造単位のうち一つ以上と、下記化学式3で表される構造単位と、を含むコポリマーのうち一つ以上を含む溶液と、
    (2)前記溶液に溶解する金属塩(この際、前記金属は1族、11族、13族、または14族に属する金属から選択される)と、
    を含
    前記金属塩は、前記組成物内の前記ポリマーおよびコポリマーのうち一つ以上の重量と前記金属塩の重量との和を基準に2.5重量%未満で含まれる、成形品製造用組成物:
    Figure 0006894245

    前記化学式1および化学式2において、
    Dは、置換もしくは非置換の4価のC6〜C24脂肪族環基、置換もしくは非置換のC6〜C24芳香族環基、または置換もしくは非置換の4価のC4〜C24ヘテロ芳香族環基であり、前記脂肪族環基、前記芳香族環基、または前記ヘテロ芳香族環基は単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、−(CF−(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して、水素、C1〜C10脂肪族炭化水素基、C6〜C20芳香族炭化水素基、またはC6〜C20脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−により連結されてなるものであり、
    Eは、電子吸引基(electronwithdrawing group)で置換されたまたは非置換のビフェニレン(biphenylene)基である。
    前記化学式3において、
    Aは、それぞれ独立して置換もしくは非置換の2価のC6〜C24脂肪族環基、置換もしくは非置換のC6〜C24芳香族環基または置換もしくは非置換の2価のC4〜C24ヘテロ芳香族環基であり、前記脂肪族環基、芳香族環基、またはヘテロ芳香族環基は単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、フルオレニレン基、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH)p−(この際、1≦p≦10)、−(CF−(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10の脂肪族炭化水素基、C6〜C20の芳香族炭化水素基、またはC6〜C20の脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−により連結されてなるものであり、
    Bは、電子吸引基(electronwithdrawing group)で置換されたまたは非置換のビフェニレン(biphenylene)基である。
  2. 前記金属は、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、および錫(Sn)からなる群より選択され、かつ、前記金属塩は、前記金属の陽イオンと、ハロゲンイオン、アセチルアセトネートイオン、ClO、SO 2−、PO
    3−、およびNO からなる群より選択される陰イオンと、を含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記金属塩は、LiCl、NaCl、AgBr、AgNO、SnCl、およびアルミニウムアセチルアセトネートからなる群より選択される一つ以上である、請求項1または2に記載の組成物。
  4. 前記金属塩は、前記組成物内の前記ポリマーおよびコポリマーのうち一つ以上の重量と前記金属塩の重量との和を基準に0.1重量%〜2重量%で含まれる、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物。
  5. 前記化学式1および前記化学式2のDは、それぞれ独立して下記グループ1の化学式から選択されるものである、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物:
    Figure 0006894245

    上記式において、それぞれの残基は、置換もしくは非置換のものであり、それぞれのLは、同一であるか異なり、それぞれ独立して単結合、−O−、−S−、−C(=O)−、−CH(OH)−、−S(=O)−、−Si(CH−、−(CH−(この際、1≦p≦10)、(CF(この際、1≦q≦10)、−CR’R”−(この際、R’およびR”は、それぞれ独立して水素、C1〜C10の脂肪族炭化水素基、C6〜C20の芳香族炭化水素基、C6〜C20の脂環族炭化水素基であり、この際R’およびR”は同時に水素ではない)、−C(CF−、−C(CF)(C)−、または−C(=O)NH−であり、*は隣接した原子に連結される部分であり、
    およびZは、それぞれ同一であるか異なり、独立して−N=または−C(R100)=であって、R100は水素またはC1〜C5アルキル基であり、ZおよびZ
    同時に−C(R100)=ではなく、
    は、−O−、−S−、または−N(R101)−であり、R101は水素、またはC1〜C5アルキル基である。
  6. 前記化学式1および前記化学式2のDは、それぞれ独立して下記グループ2の化学式から選択されるものである、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物:
    Figure 0006894245

    Figure 0006894245
  7. 前記化学式1および前記化学式2のDは、下記グループ3の化学式から選択されるものである、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物:
    Figure 0006894245
  8. 前記化学式1および前記化学式2のEは、それぞれのフェニレン基が−CF、−CCl、−CBr、−CI、−F、−Cl、−Br、−I、−NO、−CN、−COCHまたは−COからなる群より選択される電子吸引基で置換されたビフェニレン基である、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物。
  9. 前記化学式3のAは、下記グループ4で表される化学式から選択されるものである、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物:
    Figure 0006894245

    前記化学式において、
    18〜R29は、同一であるか互いに異なり、それぞれ独立して重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換のC1〜C10脂肪族有機基、または置換もしくは非置換のC6〜C20芳香族有機基であり、
    n11およびn14〜n20は、それぞれ独立して0〜4の整数であり、
    n12およびn13は、それぞれ独立して0〜3の整数である。
  10. 前記化学式3のAは、下記グループ5で表される化学式から選択されるものである、請求項1〜のいずれか1項に記載の組成物。
    Figure 0006894245
  11. 前記化学式3のBは、それぞれのフェニレン基が−CF、−CCl、−CBr、−CI、−F、−Cl、−Br、−I、−NO、−CN、−COCHまたは−COからなる群より選択される電子吸引基で置換されたビフェニレン基である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物。
  12. 前記化学式1で表される構造単位は、下記化学式4で表される構造単位および下記化学式5で表される構造単位のうち一つ以上を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の組成物。
    Figure 0006894245
  13. 前記化学式3で表される構造単位は、下記化学式6〜化学式8で表される構造単位のうち一つ以上を含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載の組成物。
    Figure 0006894245
  14. 前記コポリマーは、下記化学式4で表される構造単位、下記化学式5で表される構造単位および下記化学式6で表される構造単位を含み、かつ、前記金属塩は、LiCl、NaCl、AgBr、AgNO、SnCl、およびアルミニウムアセチルアセトネートからなる群より選択される一つ以上を含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の組成物。
    Figure 0006894245
  15. 前記コポリマーにおいて、前記化学式4で表される構造単位の含有量および前記化学式5で表される構造単位の含有量の和と、前記化学式6で表される構造単位の含有量とのモル比は、20:80〜50:50である、請求項14に記載の組成物。
  16. 前記金属塩は、前記コポリマーの重量と前記金属塩の重量との和を基準に0.1重量%〜2.0重量%含まれる、請求項14または15に記載の組成物。
  17. 請求項1〜16のいずれか1項に記載の組成物から製造される成形品。
  18. 前記成形品はフィルムであり、UV分光計(Spectrophotometer、コニカミノルタ社、cm−3600d)を利用してASTM E313で測定した黄色指数(YI:Yellowness Index)が3.5未満であり、ASTM D882で測定した引張弾性率は6.7GPa超である、請求項17に記載の成形品。
  19. 前記フィルムの厚さは、10μm〜100μmである、請求項18に記載の成形品。
  20. 請求項1719のいずれか1項に記載の成形品を含む、ディスプレイ装置。
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