JP6899830B2 - 新規な構造を有するジアミンモノマーを適用したポリアミック酸溶液及びこれを含むポリイミドフィルム - Google Patents

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Description

本発明は、新規な構造を有するジアミン系モノマー、前記ジアミンモノマーを含む、透明ポリイミド樹脂を製造するためのポリアミック酸組成物、及び、前記組成物から製造される、フレキシブルディスプレイ基板又は保護膜として適用可能な透明ポリイミド樹脂に関する。
フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display:FPD)の軽薄化及び小型化に伴い、フラットパネルディスプレイを製造する際、ガラス基板に代えて透明なプラスチック基板が要求されている。
このような要求に応じて、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate:PET)やポリエーテルスルホン(Polyether sulfone:PES)のような高分子樹脂をフィルム化して製造される透明プラスチック基板が開発されている。前記PET又はPESのような高分子樹脂を用いた透明プラスチック基板は、ガラス基板に比べて、軟性が良好である一方で、ガラス転移温度(Glass Transition Temperature:Tg)が低いため、耐熱に劣るという問題を持っている。また、ガラス基板に比べて熱膨張係数(Coefficient of Thermal Expansion:CTE)が高いため、ディスプレイを製造する際、高温で行われる工程(例えば、220℃以上のTFT工程)により変形し易いという問題をも持っている。
一方、優れた耐熱性を有し、熱膨張係数が比較的低いポリイミド樹脂を用いて透明プラスチック基板を製造する技術が注目されている。ポリイミド樹脂(Polyimde resin:PI)は、電荷移動錯体(Change Transfer Complex:CTC)による影響で褐色又は黄色に着色され、可視光線領域における透過度が低いため、ガラス基板のような高透明性が得られないという限界がある。それで、このような問題点を解決するために幅広い研究が進行中である。一般に、ポリイミド(PI)樹脂とは、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミン又は芳香族ジイソシアネートとを溶液重合してポリアミック酸誘導体を製造した後、高温で閉環脱水によりイミド化して製造される高耐熱樹脂を指す。
前記ポリイミド樹脂を製造するための芳香族酸二無水物成分としては、ピロメリト酸二無水物(PMDA)又はビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)などが使用され、芳香族ジアミン成分としては、オキシジアニリン(ODA)、p−フェニレンジアミン(p−PDA)、m−メチレンジアミン(m−MDA)、メチレンジアミン(MDA)、ビスアミノフェニルヘキサフルオロプロパン(HFDA)などが主に使用されている。このような酸二無水物又はジアミンの成分は、光学特性、熱的特性及び機械的特性がトレードオフの関係にあるため、各特性に適した成分の化合物、即ち、透明PI用モノマーの開発が求められており、これにより、高透明性を示すと共に耐熱性に優れ、かつ低い熱膨張係数及び優れた機械的特性を有するフレキシブルディスプレイ用透明ポリアミック酸(Polyamic acid)組成物の開発が求められている。
本発明者らは、特定の化学構造及び置換基を有するモノマーを導入することで、光学特性、機械的特性及び熱的特性が従来のものに比べて向上するという点に着目した。
より具体的に、本発明者らは、高透明性、優れた機械的及び熱的特性を有するポリイミド樹脂を得るため、剛直な(rigid)化学構造を有するモノマーを導入することが効果的であると判断し、特定の化学構造を有するジアミンモノマー誘導体を設計及び合成し、このように合成された新規なジアミンモノマーの含有量を特定の範囲に調節することで、低いY.I(Yellow Index)、高い光透過度、機械的特性、熱的特性などを同時に実現することができる、透明ポリアミック酸組成物及びポリイミドフィルムを製造することを目的としている。
また、本発明は、LCD及びOLEDのフレキシブルディスプレイ用プラスチック透明基板、TFT基板、フレキシブル印刷回路基板、フレキシブルOLED面照明基板、電子ペーパー用基板素材などに適用可能な透明ポリアミック酸組成物、及び、透明ポリイミドフィルムを提供することを目的としている。
上述の目的を達成するため、本発明は、下記の化1で示される化合物を提供する。
Figure 0006899830
(式中、
Yは、C〜C40のアリーレン基であり、前記C〜C40のアリーレン基は、ハロゲン、又はハロゲン原子で置換されたC〜Cのアルキル基で置換されることができ、
及びXは、互いに同一又は異なって、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、C〜Cのアルキル基、及び1つ以上の水素がハロゲン原子で置換されたC〜Cのアルキル基からなる群から選択され、但し、X、X及びYのうちの少なくとも1つ以上は、ハロゲン、又はハロゲンで置換されたCのアルキル基を有し、
nは、0〜3の整数である。)
本発明において、前記X及びXは、それぞれ独立に、F又はCFである電子吸引性基(Electron Withdrawing Group:EWG)であることが好ましい。
また、本発明は、(a)前記化1で示される化合物を含有するジアミンと、(b)酸二無水物と、(c)有機溶媒とを含み、前記化1で示される化合物は、全ジアミン100モル%に対して、10〜90モル%の範囲で含まれるポリアミック酸組成物を提供する。
本発明において、前記ジアミンは、フッ素化第1のジアミン、スルホン系第2のジアミン、ヒドロキシ系第3のジアミン、エーテル系第4のジアミン、及び脂環族第5のジアミンからなる群から選択される1種以上をさらに含むことができる。
本発明において、前記フッ素化第1のジアミン、スルホン系第2のジアミン、ヒドロキシ系第3のジアミン、エーテル系第4のジアミン、及び脂環族第5のジアミンの含有量は、それぞれ、全ジアミン100モル%に対して、10〜90モル%であることができる。
本発明において、前記酸二無水物は、フッ素化芳香族第1の酸二無水物、脂環族第2の酸二無水物、及び非フッ素化芳香族第3の酸二無水物からなる群から選択される1種以上を含むことができる。
本発明において、前記第1の酸二無水物、第2の酸二無水物、及び第3の酸二無水物からなる群から選択される1種以上の化合物の含有量は、全酸二無水物100モル%に対して、10〜100モル%の範囲であることができる。
本発明において、前記ジアミン(a)と前記酸二無水物(b)とのモル数比(a/b)は、0.7〜1.3の範囲であることができる。
また、本発明は、上述のポリアミック酸組成物をイミド化して製造される透明ポリイミドフィルムを提供する。
本発明において、前記透明ポリイミドフィルムは、下記の(i)〜(v)の物性条件を満たすものであることができ、より具体的に、(i)ガラス転移温度(Tg)が320〜400℃の範囲、(ii)フィルム厚さ50μmに対して波長550nmの光線透過率が88%以上、(iii)ASTM E313規格による黄色度が4.0以下、(iv)引張強度が110MPa以上、(v)引張弾性率が3.5GPa以上であることができる。
本発明において、前記透明ポリイミドフィルムは、フレキシブルディスプレイ用基板又は保護膜として使用可能である。
本発明によれば、特定の構造及び置換基を導入したジアミンモノマーを採択し、これらの重量%を調節することで、優れた光学特性、機械特性、熱的特性などを有するポリアミック酸組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、優れた光学特性、機械特性、熱的特性などを有する前記ポリアミック酸組成物を基板に適用することで、優れた物性及び製品信頼性を発揮し得るフレキシブルディスプレイ基板を提供することができる。
以下、本発明を詳述する。但し、下記の例は例示に過ぎず、本発明は、これらの例によって制限されず、後述の特許請求の範囲によって定義される。
<新規なジアミン化合物>
本発明は、下記の化1で示される化合物、好ましくは、ジアミン化合物を提供する。
Figure 0006899830
(式中、
Yは、C〜C40のアリーレン基であり、前記C〜C40のアリーレン基は、ハロゲン、又はハロゲン原子で置換されたC〜Cのアルキル基で置換されることができ、
及びXは、互いに同一又は異なって、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、C〜Cのアルキル基、及び1つ以上の水素がハロゲン原子で置換されたC〜Cのアルキル基からなる群から選択され、但し、X、X及びYのうちの少なくとも1つ以上は、ハロゲン、又はハロゲンで置換されたCのアルキル基を有し、
nは、0〜3の整数である。)
本発明において、前記化1で示される化合物は、基本骨格構造が、既存の2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(2,2’−Bis(trifluoromethyl)−4,4’−Diaminobiphenyl、以下「TFDB」と略する)に類似しているが、前記化合物内のジアミンが置換された部分(moiety)の間に2価アリーレン基リンカー(divalent arylene linker)が導入されることで、より剛直な(rigid)構造を有するようになる。従って、熱や光による分解が生じることなく外部衝撃に対してより安定であるため、これを含むポリアミック酸組成物の光学特性、熱的特性、機械的特性(Modulus Strength)などを有意に改善することができる。
また、本発明では、前記化1に、フッ素(F)やCFなどの電子吸引性基(EWG)を少なくとも1つ以上導入することで、上述の光学特性、熱的特性を一層向上させることができる。より具体的に、ポリイミドフィルムは、無色でなく、濃褐色を呈するが、これは、イミド鎖内に存在するπ電子間のCTCによるものである。前記化1に導入される−F、−CFなどは、強い電子吸引性基であるため、π電子間の移動を通じて前記CTCが生じないようにすることで、ポリイミドの高透明性を示すことが可能となる。
本発明の好適な一例によれば、前記X及びXは、当業界で周知の電子吸引性基(EWG)であることができ、それぞれ独立に、フッ素(F)又はCFであることが好ましい。
また、前記Yは、当業界で周知のC〜C40のアリーレン基であることができ、具体例としては、フェニレン、ビフェニレン、トリフェニレンなどが挙げられる。特に、前記Yは、下記の化学式で示される置換体群から選択されるものであることが好ましい。
Figure 0006899830
ここで、R〜Rは、互いに同一又は異なって、それぞれ独立に、水素、F、及びCFからなる群から選択される。好ましくは、R〜Rが、それぞれ独立に、F又はCFである。
本発明に係る化1で示される化合物は、より具体的には、下記の化合物1〜化合物26からなる化合物群のうちのいずれか1つの化合物であることができるが、これに限定されない。
Figure 0006899830
Figure 0006899830
Figure 0006899830
Figure 0006899830
<ポリアミック酸組成物>
本発明の透明ポリアミック酸組成物は、透明ポリイミドフィルムを製造するためのものであって、前記化1で示される化合物をジアミン成分として含むことを特徴とする。
より具体的に、前記ポリアミック酸組成物は、(a)前記化1で示される化合物を含有するジアミンと、(b)酸二無水物と、(c)有機溶媒とを含む。
本発明の透明ポリアミック酸の製造に使用されるジアミン(a)単量体としては、前記化1で示される化合物を含むが、当業界で周知のジアミンを含んで混用することができる。
前記化1で示されるジアミンモノマーの使用量は、特に制限されないが、例えば、全酸二無水物100モル%に対して、10〜90モル%の範囲であることができ、好ましくは、20〜80モル%の範囲である。
本発明において、前記化1で示される化合物と混用されるジアミン化合物としては、分子内にジアミン構造を有するものであれば、特に制限されない。例えば、ジアミン構造を有する、芳香族、脂環族又は脂肪族化合物などが挙げられる。
本発明において使用可能なジアミンは、高い透過度(High Trnasmittance),低いY.I、低いヘイズ(Haze)などの光学特性;高いガラス転移温度(High Tg)、低い熱膨張係数(Low CTE)などの熱的特性;高いモジュラス(High Modulus)、高い表面硬度(High Surface Hardness)などの機械的特性;などを考慮して、フッ素化置換基を有する直線状構造、又は、スルホン(Sulfone)系、ヒドロキシル系(Hydroxyl)系、エーテル(Ether)系などを含む構造を適切に組み合わせる必要がある。それで、本発明では、前記ジアミン化合物として、フッ素置換基が導入されたフッ素化芳香族第1のジアミン、スルホン系第2のジアミン、ヒドロキシ系第3のジアミン、エーテル系第4のジアミン、脂環族第5のジアミンを、それぞれ、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
使用可能なジアミン単量体(a)としては、例えば、オキシジアニリン(ODA)、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(2,2’−TFDB)、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,3’−ジアミノビフェニル(2,2’−Bis(trifluoromethyl)−4,3’−Diaminobiphenyl)、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−5,5’−ジアミノビフェニル(2,2’−Bis(trifluoromethyl)−5,5’−Diaminobiphenyl)、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノフェニルエーテル(2,2’−Bis(trifluoromethyl)−4,4’−diaminodiphenyl ether:6−FODA)、ビスアミノヒドロキシフェニルヘキサフルオロプロパン(DBOH)、ビスアミノフェノキシフェニルヘキサフルオロプロパン(4BDAF)、ビスアミノフェノキシフェニルプロパン(6HMDA)、ビスアミノフェノキシジフェニルスルホン(DBSDA)、ビス(4−アミノフェニル)スルホン(4,4’−DDS)、ビス(3−アミノフェニル)スルホン(3,3’−DDS)、スルホニルジフタル酸無水物(SODPA)、ビス(カルボキシフェニル)ジメチルシラン、又は、これらの1種又は2種以上を混合して使用することができるが、これらに制限されない。
高透明性、高ガラス転移温度及び低黄色度を考慮し、前記フッ素化第1のジアミンとしては、直線状の高分子化を誘導し得る2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(2,2’−TFDB)を使用することが好ましい。また、前記スルホン系第2のジアミンとしては、ビス(4−アミノフェニル)スルホン(4,4’−DDS)を使用することが好ましい。また、前記ヒドロキシ系第3のジアミンとしては、2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)−ヘキサフルオロプロパン(2,2−Bis(3−amino−4−methylphenyl)−hexafluoropropane:BIS−AT−AF)を使用することが好ましい。また、前記エーテル系第4のジアミンとしては、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノフェニルエーテル(6−FODA)を使用することが好ましい。
本発明のジアミン単量体(a)において、前記フッ素化第1のジアミン、スルホン系第2のジアミン、ヒドロキシ系第3のジアミン、エーテル系第4のジアミン、脂環族第5のジアミンなどの含有量は、特に限定されないが、それぞれ、全ジアミン100モル%に対して、10〜90モル%であることができ、好ましくは、20〜80モル%の範囲である。
本発明の透明ポリアミック酸の製造に使用される酸二無水物(b)単量体としては、分子内酸二無水物構造を有する、当業界で周知のフッ素化、非フッ素化、脂環族などの酸二無水物などを制限なく使用可能である。例えば、フッ素化第1の酸二無水物、脂環族第2の酸二無水物、非フッ素化第3の酸二無水物を、それぞれ、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
本発明において、前記フッ素化第1の酸二無水物単量体としては、フッ素置換基が導入された芳香族酸二無水物であれば、特に限定されない。
使用可能なフッ素化第1の酸二無水物としては、例えば、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(2,2−bis(3,4−dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride:6−FDA)、4−(トリフルオロメチル)ピロメリト酸二無水物(4−(trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride:4−TFPMDA)などが挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。フッ素化酸二無水物のうち6−FDAは、分子鎖間及び分子鎖内の電荷移動錯体(CTC)の形成を制限するという大きな特性を有し、透明化するに適した化合物である。
また、本発明において使用可能な脂環族第2の酸二無水物としては、化合物内、芳香族環でなく、脂環族環を有しかつ酸二無水物構造を有する化合物であれば、特に制限されない。
本発明において使用可能な脂環族第2の酸二無水物としては、例えば、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物(CPDA)、ビシクロ[2,2,2]−7−オクテン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物(BCDA)、又は、これらの1種以上の混合物などが挙げられるが、これらに制限されない。
前記非フッ素化第3の酸二無水物単量体としては、フッ素置換基が導入されていない非フッ素化芳香族酸二無水物であれば、特に限定されない。
使用可能な非フッ素化第3の酸二無水物単量体としては、例えば、ピロメリト酸二無水物(Pyromellitic Dianhydride:PMDA)、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 acid dianhydride:BPDA)などが挙げられるが、これらに制限されない。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
本発明において、前記第1の酸二無水物、第2の酸二無水物及び第3の酸二無水物からなる群から選択される1種以上の化合物の含有量は、特に限定されない。例えば、それぞれ、全酸二無水物100モル%に対して、10〜100モル%であることができ、好ましくは、10〜90モル%の範囲、より好ましくは、20〜80モル%の範囲である。
本発明の好適な一例によれば、前記酸二無水物(b)として、フッ素化第1の酸二無水物と非フッ素化第3の酸二無水物とを混用する場合、その使用比率は、40〜90:60〜10モル%比であることができる。
また、本発明の好適な他の一例によれば、前記酸二無水物(b)として、フッ素化第1の酸二無水物と脂環族第2の酸二無水物とを混用する場合、その使用比率は、30〜70:70〜30モル%比であることができる。
また、本発明の好適な他の一例によれば、前記酸二無水物(b)として、脂環族第2の酸二無水物と非フッ素化第3の酸二無水物とを混用する場合、その使用比率は、40〜90:60〜10モル%比であることができる。
本発明の透明ポリアミック酸組成物において、前記ジアミン成分(a)のモル数と、前記ジアンヒドリド成分(b)のモル数との比(a/b)は、0.7〜1.3であることができ、好ましくは、0.8〜1.2の範囲、より好ましくは、0.9〜1.1の範囲である。
本発明のポリアミック酸組成物に含まれる、上述の単量体の溶液重合反応を行うための溶媒(c)としては、当業界で公知の有機溶媒を制限なく使用可能である。
使用可能な溶媒としては、例えば、m−クレゾール、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、ジエチルアセテート、及びジメチルフタレート(DMP)のうちから選択される1つ以上の極性溶媒を使用することができる。その他、テトラヒドロフラン(THF)、クロロホルムのような低沸点溶液又はγ−ブチロラクトンのような低吸収性溶媒を使用することができる。
前記溶媒の含有量については、特に限定されないが、適切なポリアミック酸溶液の分子量と粘度を得るため、重合用溶媒(第1の溶媒)の含有量は、ポリアミック酸組成物の全重量に対して、50〜95重量%の範囲であることができ、好ましくは、70〜90重量%の範囲であり、より好ましくは、75〜85重量%の範囲である。
本発明のポリアミック酸組成物は、上述の酸二無水物とジアミンとを有機溶媒に投入した後、反応させることで製造することができる。例えば、化1で示されるジアミン、前記第1のジアミン乃至第5のジアミンのうち少なくとも1つ以上のジアミン成分、及び、酸二無水物を含むが、ガラス転移温度及び黄色度の改善を図るため、ジアミン(a)と酸二無水物(b)とをおよそ1:1の当量比として、透明ポリアミック酸組成物を形成することができる。
前記ポリアミック酸組成物の組成は、特に制限されないが、例えば、ポリアミック酸組成物の全100重量%に対して、酸二無水物2.5〜25.0重量%、ジアミン2.5〜25.0重量%、及び、残部の有機溶媒を含んで構成される。前記有機溶媒の含有量は、例えば、75〜85重量%であることができる。また、本発明に係るポリアミック酸組成物の組成において、固形分100重量%に対して、酸二無水物30〜70重量%及びジアミン30〜70重量%の範囲であることができるが、これに制限されない。
このような本発明の透明ポリアミック酸組成物は、約1,000〜50,000cps、好ましくは、約3,000〜15,000cps範囲の粘度を有することができる。ポリアミック酸溶液の粘度が上述の範囲内であれば、ポリアミック酸溶液のコーティング時に、厚さの調節が容易であり、コーティング表面の均一性が得られる。
また、本発明のポリアミック酸溶液は、必要に応じて、本発明の目的と効果を損なわない範囲で、可塑剤、酸化防止剤、難燃化剤、分散剤、粘度調節剤、レベリング剤などの添加剤を少量含むことができる。
<ポリイミドフィルム>
本発明は、上述のポリアミック酸溶液を高温でイミド化及び熱処理して製造されるポリイミドフィルムを提供する。
前記ポリイミド樹脂は、イミド環を含有する高分子物質であって、耐熱性、耐化学性、耐摩耗性及び電気的特性に優れている。なお、前記ポリイミド樹脂は、ランダム共重合体(random copolymer)又はブロック共重合体(blcok copolymer)形態であることができる。
なお、ポリイミド樹脂フィルムをフレキシブルディスプレイなどに適用するためには、基本的に、高透明性、低熱膨張係数、高ガラス転移温度などの特性有する必要がある。より具体的に、膜厚さ10μmに対して550nmの光透過率が90%以上、550nmの黄色度の値が3以下、ガラス転移温度(Tg)が300℃以上などが要求される。
実際に、上述のポリアミック酸組成物をイミド化して製造される本発明のポリイミドフィルムは、繰り返し単位内に剛直な(rigid)化学構造を有することで、高透明性を示すと共に、低い黄色度及び熱膨張係数、高いガラス転移温度(Tg)、高い引張強度及び弾性率を有するようになる。より具体的に、前記ポリイミドフィルムは、下記(i)〜(v)の物性条件、例えば、(i)ガラス転移温度(Tg)が320〜400℃の範囲、(ii)フィルム厚さ50μmに対して波長500nmの光線透過率が88%以上、(iii)ASTM E313規格による黄色度が4.0以下(50μmに対して)、(iv)引張強度が110〜150MPa以上、(v)引張弾性率が3.5〜5.0GPa以上の範囲をいずれも満たすことができる。
本発明に係るポリイミドフィルムは、常法に従って透明ポリアミック酸溶液を発熱溶液重合反応により製造することができる。例えば、前記透明ポリアミック酸組成物をガラス基板にコーティング(キャスティング)した後、30〜350℃の範囲で徐々に昇温しながら、0.5〜8時間の間、イミド閉環反応(imidazation)を誘導させて製造することができる。この時、アルゴンや窒素などの不活性雰囲気下で反応を行うことが好ましい。
なお、前記コーティング方法としては、常法を制限なく使用することができ、例えば、スピンコーティング(spin coating)、ディップコーティング(dip coating)、ソルベントキャスティング(solvent casting)、スロットダイコーティング(slot die coating)及びスプレーコーティングからなる群から選択される少なくとも1つの方法で行うことができる。前記無色透明なポリイミド層の厚さは、数百nm〜数十μmとなるように、透明ポリアミック酸組成物を一回以上コーティングすることができる。
このように形成されたポリイミドフィルムの厚さは、特に制限されず、適用分野により適切に調節することができる。例えば、10〜150μmの範囲であることができ、好ましくは、10〜80μmの範囲である。
本発明において、上述のように製造された透明ポリイミドフィルムは、種々の分野で使用可能であり、特に、高透明性及び耐熱特性が要求される有機EL素子(OLED)用ディスプレイ、液晶素子用ディスプレイ、TFT基板、フレキシブル印刷回路基板、フレキシブルOLED面照明基板、電子ペーパー用基板素材のようなフレキシブルディスプレイ用基板及び保護膜として活用することができる。
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳述する。下記の実施例は、本発明の理解を助けるための例示にすぎず、本発明の範囲は、これらの例によって限定されない。
[化1で示されるジアミンモノマーの合成]
[合成例1]化合物1の合成
Figure 0006899830
1−1.中間体2の合成
1−ブロモ−4−ニトロ−2−(トリフルオロメチル)ベンゼン(54g、200mmol)、2,2’−(2−(トリフルオロメチル)−1,4−フェニレン)ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(39.8g、100mmol)、Pd(PPh(13.5g、10mol%)をフラスコ内に入れた。トルエン300ml及びTHF150mlを入れ、KCO(83g、600mmol)を蒸留水200mlに溶かした水溶液を加えた後、13時間加熱攪拌した。
TLCで反応終了を確認した後、反応液をろ過し、エチルアセテート100mlで2回抽出した。ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、MeOHを用いて結晶化し、化合物2(34.13g、収率65%)を得た。
Elemental Analysis: C, 48.11; H, 1.73; F, 32.61; N, 5.34; O, 12.21
HRMS [M]+:524
1−2.化合物1の合成
中間体2 34.13g(65mmol)を、エタノール200ml、蒸留水200mlの混合溶媒に入れて攪拌した。Feパウダー44gを入れた後、80℃で加熱攪拌した。10分後、3M HCl15mlをゆっくり加えた後、7時間加熱攪拌した。TLCで反応終了を確認した後、反応液を室温に冷却させた。反応液をろ過し、エチルアセテート100mlで2回抽出した。ロータリーエバポレータで溶媒を除去した後、HXで結晶化し、化合物1の化合物27.2g(収率90%)を得た。
Elemental Analysis: C, 54.32; H, 2.82; F, 36.82; N, 6.03
HRMS [M]+:464
[合成例2]化合物4の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 55.57; H, 2.80; F, 35.16; N, 6.48
HRMS [M]+: 432
[合成例3]化合物5の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 51.30; H, 2.15; F, 40.57; N, 5.98
HRMS [M]+: 468
[合成例4]化合物7の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 60.61; H, 3.56; F, 28.76; N, 7.07
HRMS [M]+: 396
[合成例5]化合物9の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 54.32; H, 2.82; F, 36.82; N, 6.03
HRMS [M]+: 464
[合成例6]化合物10の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 51.30; H, 2.15; F, 40.57; N, 5.98
HRMS [M]+: 468
[合成例7]化合物12の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 57.98; H, 3.16; F, 32.10; N, 6.76
HRMS [M]+: 414
[合成例8]化合物13の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 55.27; H, 2.65; F, 37.47; N, 4.60
HRMS [M]+: 608
[合成例9]化合物15の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 50.67; H, 1.64; F, 43.15; N, 4.55
HRMS [M]+: 616
[合成例10]化合物16の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 61.42; H, 3.17; F, 29.89; N, 5.51
HRMS [M]+: 508
[合成例11]化合物18の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 55.27; H, 2.65; F, 37.47; N, 4.60
HRMS [M]+: 608
[合成例12]化合物20の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 61.42; H, 3.17; F, 29.89; N, 5.51
HRMS [M]+: 508
[合成例13]化合物21の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 55.86; H, 2.54; F, 37.87; N, 3.72
HRMS [M]+: 752
[合成例14]化合物23の合成
実施例1の化合物1の合成と同様にして合成した。
Elemental Analysis: C, 55.86; H, 2.54; F, 37.87; N, 3.72
HRMS [M]+: 752
[透明ポリアミック酸組成物の合成及びポリイミドフィルムの製造]
[実施例1]
1−1.ポリアミック酸組成物の製造
500mlの三口丸底フラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド(N,N−Dimethylacetamide、以下「DMAc」と略する)216.366g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(2,2’−Bis(trifluoromethyl)−4,4’−Diaminobiphenyl、以下「TFDB」と略する)15.0g(90mol%)を加え、30分後、化合物(1)2.417g(10mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(1)を完全に溶解させた。次に、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(2,2−bis(3,4−dicarboxyphenyl)Hexafluoropropane dianhydride、以下「6FDA」と略する)及びピロメリト酸二無水物(Pyromellitic dianhydride、以下「PMDA」と略する)を、それぞれ順次に、18.495g(80mol%)、2.270(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマーの反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
1−2.透明ポリイミドフィルムの製造
前記透明ポリアミック酸溶液を、LCD用ガラス板にバーコーターを用いてコーティングした後、窒素雰囲気のコンベクションオーブンで、80℃で30分間、150℃で30分間、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に徐々に昇温しながら、乾燥及びイミド閉環反応を行った。これにより、イミド化率が85%以上である膜厚さ52μmの透明ポリイミドフィルムを製造した。次に、ガラス板からポリイミドフィルムを剥離した。
[実施例2]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc210.028g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB7.5g(50mol%)を加え、30分後、化合物(1)10.875g(50mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(1)を完全に溶解させた。次に、6FDA及びPMDAを、それぞれ順次に、16.646g(80mol%)、2.043g(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例3]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc214.361g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB15.0g(90mol%)を加え、30分後、化合物(2)2.063g(10mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(2)を完全に溶解させた。次に、6FDA及びPMDAを、それぞれ順次に、18.495g(80mol%)、2.270g(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例4]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc214.403g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB8.0g(50mol%)を加え、30分後、化合物(2)9.901g(50mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(2)を完全に溶解させた。次に、6FDA及びPMDAを、それぞれ順次に、17.755g(80mol%)、2.180g(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例5]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc212.732g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB13.5g(80mol%)を加え、30分後、化合物(5)5.610g(20mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(5)を完全に溶解させた。次に、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’−Biphenyltetracarboxylic dianhydride、以下「BPDA」と略する)及び6FDAを、それぞれ順次に、9.302g(60mol%)、9.363g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例6]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc212.732g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB9.5g(60mol%)を加え、30分後、化合物(5)10.528g(40mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(5)を完全に溶解させた。次に、BPDA及び6FDAを、それぞれ順次に、8.728g(60mol%)、8.785g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例7]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc212.732g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB14.0g(80mol%)を加え、30分後、化合物(6)5.118g(20mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(6)を完全に溶解させた。次に、BPDA及び6FDAを、それぞれ順次に、9.647g(60mol%)、9.710g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例8]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc216.375g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB10.0g(60mol%)を加え、30分後、化合物(6)9.749g(40mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(6)を完全に溶解させた。次に、BPDA及び6FDAを、それぞれ順次に、9.187g(60mol%)、9.248g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例9]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc216.031g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(2,2’−Bis(trifluoromethyl)−4,4’−diaminodiphenyl ether、以下「6FODA」と略する)8.0g(70mol%)を加え、30分後、化合物(10)8.286g(30mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、6FODA及び化合物(10)を完全に溶解させた。次に、シクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物(Cyclobutane−1,2,3,4−tetracarboxylic dianhydride、以下「CBDA」と略する)及び6FDAを、それぞれ順次に、8.166g(70mol%)、7.927g(30mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例10]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc216.031g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、6FODA7.5g(40mol%)を加え、30分後、化合物(10)15.536g(60mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、6FODA及び化合物(10)を完全に溶解させた。次に、CBDA及び6FDAを、それぞれ順次に、7.655g(70mol%)、7.432g(30mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例11]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc212.422g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、6FODA14.0g(70mol%)を加え、30分後、化合物(13)7.394g(30mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、6FODA及び化合物(13)を完全に溶解させた。次に、CBDA及び6FDAを、それぞれ順次に、8.166g(70mol%)、7.927g(30mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例12]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc220.319g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、6FODA8.0g(40mol%)を加え、30分後、化合物(13)14.787g(60mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、6FODA及び化合物(13)を完全に溶解させた。次に、CBDA及び6FDAを、それぞれ順次に、8.166g(70mol%)、7.927g(30mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例13]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc220.807g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)−ヘキサフルオロプロパン(2,2−Bis(3−amino−4−methylphenyl)−hexafluoropropane、以下「BIS−AT−AF」と略する)1.8.g(10mol%)を加え、30分後、化合物(15)27.204g(90mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、BIS−AT−AF及び化合物(15)を完全に溶解させた。次に、CBDA及びPMDAを、それぞれ順次に、7.794g(80mol%)、2.167g(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例14]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc210.783g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、BIS−AT−AF5.5g(30mol%)を加え、30分後、化合物(15)21.551g(70mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、BIS−AT−AF及び化合物(15)を完全に溶解させた。次に、CBDA及びPMDAを、それぞれ順次に、7.939g(80mol%)、2.207g(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例15]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc210.783g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(4,4’−Diaminodiphenylsulfone、以下「4,4’−DDS」と略する)1.1g(10mol%)を加え、30分後、化合物(19)20.271g(90mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、4,4’−DDS及び化合物(19)を完全に溶解させた。次に、BPDA及び6FDAを、それぞれ順次に、7.821g(60mol%)、7.872g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例16]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc208.903g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、4,4’−DDS3.5g(30mol%)を加え、30分後、化合物(19)16.722g(70mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、4,4’−DDS及び化合物(19)を完全に溶解させた。次に、BPDA及び6FDAを、それぞれ順次に、8.295g(60mol%)、8.349g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例17]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc208.903g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB15.0g(90mol%)を加え、30分後、化合物(21)3.166g(10mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(21)を完全に溶解させた。次に、6FDA及びBPDAを、それぞれ順次に、13.871g(60mol%)、6.125g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例18]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc210.212g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB7.0g(50mol%)を加え、30分後、化合物(21)13.299g(50mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(21)を完全に溶解させた。次に、6FDA及びBPDAを、それぞれ順次に、11.652g(60mol%)、5.145g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例19]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc210.212g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB15.0g(90mol%)を加え、30分後、化合物(24)3.916g(10mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(24)を完全に溶解させた。次に、6FDA及び1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物(1,2,3,4−Cyclopentanetetracarboxylic dianhydride、以下「CPDA」と略する)を、それぞれ順次に、16.183g(70mol%)、3.281g(30mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[実施例20]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc209.418g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB6.5g(50mol%)を加え、30分後、化合物(24)15.274g(50mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDB及び化合物(24)を完全に溶解させた。次に、6FDA及びCPDAを、それぞれ順次に、12.623g(70mol%)、2.599g(30mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[比較例1]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc216.359g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB17.0g(100mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDBを完全に溶解させた。次に、6FDA及びPMDAを、それぞれ順次に、18.865g(80mol%)、2.316g(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[比較例2]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc214.823g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB18.0g(100mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDBを完全に溶解させた。次に、BPDA及び6FDAを、それぞれ順次に、9.922g(60mol%)、9.987g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[比較例3]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc214.752g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、6FODA21.0g(100mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、6FODAを完全に溶解させた。次に、CBDA及び6FDAを、それぞれ順次に、8.574g(70mol%)、8.323g(30mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[比較例4]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc211.266g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、BIS−AT−AF24.0g(100mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、BIS−AT−AFを完全に溶解させた。次に、CBDA及びPMDAを、それぞれ順次に、10.393g(80mol%)、2.890g(20mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[比較例5]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc206.259g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、4,4’−DDS15.0g(100mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、4,4’−DDSを完全に溶解させた。次に、BPDA及び6FDAを、それぞれ順次に、10.664g(60mol%)、10.734g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
[比較例6]
1.ポリアミック酸組成物の製造
上述の実施例1と同様な条件で、丸底フラスコに、DMAc208.837g(85.0wt%)を仕込んだ後、反応器の温度を50℃に昇温し、TFDB17.0g(100mol%)を加えた。次に、当該モノマーを1時間攪拌し、TFDBを完全に溶解させた。次に、6FDA及びCPDAを、それぞれ順次に、16.507g(70mol%)、3.347g(40mol%)加えた後、30℃に冷却して溶解させた。この時、固形分は15%であった。次に、3時間攪拌した。モノマー反応終了後、自然冷却し、ポリアミック酸組成物を得た。
2.透明ポリイミドフィルムの製造
無色透明なポリイミドフィルムの製造は、上述の実施例1と同様に行った。
上述の実施例1〜20及び比較例1〜6で製造されたポリアミック酸組成物の組成を下記の表1に示す。なお、モル%は、ジアミン、酸二無水物の全量に対する各モノマーのモル比である。
Figure 0006899830
[物性評価]
上述の実施例1〜20及び比較例1〜6で製造されたポリイミドフィルムの物性を下記のような方法で評価し、その結果を表2に示す。
<物性評価方法>
(1)光透過度の測定
550nm波長でUV−Vis NIR Spectrophotometer(Shimadzu社製、型番:UV−3150)を用いて測定した。
(2)黄色度の測定
分光測色計(コニカミノルタ社製、型番:CM−3700d)を用いて、ASTM E313規格による黄色度の測定を行った。
(3)引張強度及び弾性率の測定
UTM(Instron社製、型番:5942)を用いて、ISO 527−3規格による引張強度(MPa)及び弾性率(GPa)の測定を行った。
(4)フィルム厚さの測定
膜厚計(Mitutoyo社製、型番:293−140)でフィルムの厚さを測定した。
(5)ガラス転移温度(Tg)
DMA(TAインスツルメント社製、型番:Q800)を用いて、ガラス転移温度を測定した。
Figure 0006899830
前記表2から、本発明に係る化1で示される新規なジアミンモノマーが添加された実施例1〜20のフィルムは、新規なジアミンモノマーを含んでいない比較例1〜6のフィルムに比べて、光透過度の上昇及び黄色度の低下のような優れた光学特性を有すると共に、ガラス転移温度の上昇による熱的特性、引張強度と弾性率の上昇などによる優れた機械的特性を有することがわかる。
従って、本発明のポリイミドフィルムは、従来のポリイミドフィルムに比べて光学的、熱的、機械的特性が向上しているため、フラットパネルディスプレイを製造する際、ガラス基板に代えて透明プラスチック基板として有用に適用可能であることが確認された。

Claims (5)

  1. (a)下記の化学式1〜26で示される化合物群から選択される化合物(A)と、フッ素化第1のジアミン、スルホン系第2のジアミン、ヒドロキシ系第3のジアミン、エーテル系第4のジアミン、及び脂環族第5のジアミンからなる群から選択される1種以上の化合物(B)と、を含有するジアミン;
    (b)フッ素化芳香族第1の酸二無水物、脂環族第2の酸二無水物、及び非フッ素化芳香族第3の酸二無水物からなる群から選択される1種以上である化合物(C)を含有する酸二無水物;及び
    (c)有機溶媒;
    を含み、
    前記化合物(A)は、全ジアミン100モル%に対して、20〜80モル%の範囲で含まれ、
    前記化合物(B)は、全ジアミン100モル%に対して、20〜80モル%の範囲で含まれ、
    前記化合物(C)は、全酸二無水物100モル%に対して、20〜80モル%の範囲で含まれ、
    前記化合物(B)は、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(2,2’−TFDB)、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノフェニルエーテル(2,2’−Bis(trifluoromethyl)−4,4’−diaminodiphenyl ether:6−FODA)、2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)−ヘキサフルオロプロパン(2,2−Bis(3−amino−4−methylphenyl)−hexafluoropropane:BIS−AT−AF)、及びビス(4−アミノフェニル)スルホン(4,4’−DDS)からなる群から選択される1種以上の化合物を含み、
    前記化合物(C)は、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(2,2−bis(3,4−dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride:6−FDA)、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物(CPDA)、ピロメリト酸二無水物(Pyromellitic Dianhydride:PMDA)、及び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 acid dianhydride:BPDA)からなる群から選択される1種以上の化合物を含むことを特徴とするポリアミック酸組成物。
    Figure 0006899830
    Figure 0006899830
    Figure 0006899830
    Figure 0006899830
  2. 前記ジアミン(a)と前記酸二無水物(b)とのモル数比は、0.7〜1.3の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のポリアミック酸組成物。
  3. 請求項1又は2に記載のポリアミック酸組成物をイミド化して製造される透明ポリイミドフィルム。
  4. 下記の(i)〜(v)の物性条件を満たすことを特徴とする請求項に記載の透明ポリイミドフィルム。
    (i)ガラス転移温度(T)が320〜400℃の範囲、
    (ii)フィルム厚さ50μmに対して波長550nmの光線透過率が88%以上、
    (iii)ASTM E313規格による黄色度が4.0以下、
    (iv)引張強度が110MPa以上、
    (v)引張弾性率が3.5GPa以上。
  5. フレキシブルディスプレイ用基板又は保護膜として使用されることを特徴とする請求項に記載の透明ポリイミドフィルム。
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