JP7343794B2 - ポリアミド酸およびポリイミド、光学フィルムおよび表示装置、ならびにそれらの製造方法 - Google Patents

ポリアミド酸およびポリイミド、光学フィルムおよび表示装置、ならびにそれらの製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、ポリアミド酸およびポリイミド、光学フィルムおよび表示装置、ならびにそれらの製造方法に関する。
近年、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、液晶ディスプレイおよび電子ペーパー等の表示装置の分野では、デバイスの薄型化や軽量化、フレキシブル化が要求されている。これらのデバイスには、ガラス基板上に薄膜トランジスタ(TFT)や透明電極等の電子素子が形成されているが、このガラス材料をフィルム材料に変えることにより、薄型化や軽量化が図れる。ガラス代替となるフィルム材料に求められる特性には、透明性があげられる。さらに、無機材料からなる微細な電子素子をフィルム上に形成する場合には高温プロセスが必要となることから、高度な耐熱性を有する光学フィルムが必要とされる。
また、スマートフォン、タブレット型PC等のディスプレイを備えた電子機器において、ディスプレイ表面の透明基板を保護するために、カバーフィルムを貼り合わせる場合がある。カバーフィルムには、光透過性や非着色性、耐擦傷性の高い光学フィルムが必要とされる。
ポリイミドは、優れた耐熱性、機械特性、電気特性を有している。そのため、ポリイミドは、成形材料または複合材料などとして、電気・電子材料用途、光学材料用途など様々な用途で幅広く用いられている。しかしながら、ポリイミドは通常、黄色から褐色に着色しており、透明性が必要とされるカバーフィルムや表示装置用基板に適しているとはいい難い。ポリイミドの着色は、その化学構造に起因しており、電荷移動錯体の形成により可視光領域に着色が生じる。電荷移動錯体の形成を阻害するためには、ポリイミドへフッ素を導入すること、主鎖に屈曲性を与えること、嵩高い側鎖を導入すること等があげられる。例えば特許文献1~2では、含フッ素ポリイミドとしてヘキサフルオロイソプロパノール基(以下、HFIP基と呼ぶことがある)を導入したポリイミドが開示されている。
特開2016-76480号公報 特開2016-76481号公報
含フッ素ポリイミドを重合するためのモノマー原料のうち、容易に入手可能なものとして、それぞれ下記式で表される、ヘキサフルオロイソプロピリデン基を有する芳香族ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、およびトリフルオロメチル基を有する芳香族ジアミンがある。しかしながら、これらのモノマーの種類は限られ、ポリイミドとする際に化学構造に制限があるために、光学フィルムならびに表示装置用基板とした際に、適した成膜性を有し、優れた透明性および耐熱性を兼ね備えるのが難しいという問題があった。
Figure 0007343794000001
本開示は、透明性や耐熱性に優れるとともに、成膜加工性に優れたポリアミド酸およびポリイミド、ならびにこれら用いた光学フィルムおよび表示装置、ならびにこれらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の問題点を鑑み、鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは、リンケージ骨格(以下、リンケージ骨格とは、芳香族ジアミンの内、アミノ基を少なくとも含むベンゼン環同士が連結している官能基の化学構造を表す。)としての、1,1,1-トリフルオロ-2,2-エタンジイル基(以下、「(-C(CF)H-)基」と表すことがある。)を持つ芳香族ジアミンと、テトラカルボン酸二無水物との反応により得られるポリイミドが、有機溶媒への溶解が容易であり、成膜性にも優れ、よってこのようなポリイミドを光学フィルムおよび表示装置として用いた場合、透明性及び耐熱性が向上された物品が得られるという知見を得た。
また、上記(-C(CF)H-)基に加え、芳香族環上に特定の置換基を持つ芳香族アミンを用いることで、さらに光学フィルムおよび表示装置製造するのに適切な透明性に優れたポリイミドが得られることを見出し、本開示を完成させた。
本開示によれば、一般式[1]で表される繰り返し単位を有するポリイミド(ただし、一般式[1]中、一般式[3]で表される繰り返し単位を有するポリイミドを除く)が提供される。
Figure 0007343794000002
[一般式[1]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
Figure 0007343794000003
(一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して一価の有機基を表す。)]
Figure 0007343794000004
また本開示によれば、一般式[1A]で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(ただし、一般式[1A]中、下記一般式[3A]で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を除く)が提供される。
Figure 0007343794000005
[一般式[1A]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
Figure 0007343794000006
(一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して一価の有機基を表す。)]
Figure 0007343794000007
また本開示によれば、上記ポリイミドと、有機溶媒とを含む、ポリイミド溶液が提供される。
また本開示によれば、上記ポリアミド酸と、有機溶媒とを含む、ポリアミド酸溶液が提供される。
また本開示によれば、上記ポリイミドを含む光学フィルムが提供される。
また本開示によれば、上記ポリアミド酸を含む光学フィルムが提供される。
また本開示によれば、上記ポリイミドおよび上記ポリアミド酸を含む光学フィルムが提供される。
また本開示によれば、上記光学フィルムを備える表示装置が提供される。
また本開示によれば、一般式[1]で表される繰り返し単位を含む、ポリイミド(ただし、一般式[1]中、一般式[3]で表される繰り返し単位のポリイミドを除く)を製造する方法であって、
Figure 0007343794000008
[一般式[1]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
Figure 0007343794000009
(一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して一価の有機基を表す。)]
Figure 0007343794000010
当該方法は、一般式[2A]:
Figure 0007343794000011
[一般式[2A]中、Rは、それぞれ独立に一価の有機基を表し、nは0~4を表す。]
で表されるジアミンと、
一般式[4]:
Figure 0007343794000012
[一般式[4]中、Rは、4価の有機基である。]
で表されるテトラカルボン酸二無水物とを重縮合して、一般式[1]で表される繰り返し単位を有する前記ポリイミドを得る工程を含む、ポリイミドの製造方法が提供される。
さらにまた本開示によれば、光学フィルムまたは表示装置の製造方法であって、
上記ポリイミド溶液または上記ポリアミド酸溶液を支持基材に塗布する工程と、
前記ポリイミド溶液中または前記ポリアミド酸溶液中に含まれる溶媒を除去し、続いて乾燥させることにより、ポリイミドまたはポリアミドを含む樹脂膜を製造する工程と、
前記樹脂膜を熱処理し、硬化させる工程と、を含む、光学フィルムまたは表示装置の製造方法が提供される。
本開示によれば、-C(CF)H-基を持つ芳香族ジアミンと、テトラカルボン酸二無水物との反応により、透明性や耐熱性、成膜加工性に優れるポリイミドまたはポリアミド酸が提供される。
以下、本開示の実施の形態についてさらに詳しく説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。
[ポリイミド]
本実施形態のポリイミドは、下記一般式[1]で表される繰り返し単位を有する。
Figure 0007343794000013
[一般式[1]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
Figure 0007343794000014
(一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して一価の有機基を表す。)]
ただし、本実施形態の一般式[1]で表される繰り返し単位を有するポリイミドにおいて、一般式[3]で表される繰り返し単位を有するポリイミドは除く。
Figure 0007343794000015
一般式[1]において、Rに係る4価の有機基は、脂環式基、芳香環、およびアルキレン環からなる群から選ばれる有機基を含有してもよい。また、このRは、構造中にフッ素原子、塩素原子、酸素原子、硫黄原子または窒素原子を含有していてもよい。また、構造中に水素原子を有する場合には、その水素原子の一部または全部が、アルキル基、フルオロアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基またはシアノ基で置換されていてもよい。
一般式[2]で表される2価の有機基中、nは0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して、一価の有機基を表す。一価の有機基としては限定されないが、例えば、アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アリールオキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、シアノ基、ニトロ基、シリル基、およびハロゲノ基(例えば、フルオロ基)等が好ましく挙げられ、これらはフッ素原子およびカルボキシル基などの置換基を有していてもよく、中でもアルキル基、アルコキシ基、フッ素化アルキル基(例えば、トリフルオロメチル基)、ハロゲノ基(例えば、フルオロ基)、ニトロ基がより好ましい。Rとしてのアルキル基は限定されないが、炭素数1~6の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましく、中でもn-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、エチル基及び、メチル基が好ましく、特にエチル基とメチル基が好ましい。一方、Rとしてのアルコキシ基は限定されないが、炭素数1~6の直鎖または分岐のアルコキシ基であることが好ましく、中でもn-ブトキシ基、s-ブトキシ基、イソブトキシ基、t-ブトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、エトキシ基及び、メトキシ基が好ましく、特にエトキシ基とメトキシ基が好ましい。また、当該アルキル基やアルコキシ基はその任意の炭素上に、例えばハロゲン原子、アルコキシ基及び、ハロアルコキシ基が任意の数かつ任意の組み合わせで置換されたものであっても良い。さらに、アリール化合物中のRの数が2以上である場合、これら2つ以上のRが連結して、飽和または不飽和の、単環または多環の、炭素数3~10の環式基を形成してもよい。一般式[2]中に結合するRの数(n)は0~(5-m)の整数であり、好ましくは0~2の整数である。
一実施形態において、1価の有機基のうち、Rの種類がアルキル基の場合、炭素数1~6の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましく、中でもn-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、エチル基及び、メチル基が好ましく、特にエチル基とメチル基が好ましい。
一般式[2]で表される2価の有機基の例示として、以下のいずれかの2価の有機基が挙げられる。
Figure 0007343794000016
前記Rは、以下のいずれかの4価の有機基であることが好ましい。
Figure 0007343794000017
一般式[1]で表される繰り返し単位を有する本実施形態のポリイミドは、以下の式のいずれかで表される構造単位を有するポリイミドであることが特に好ましい。
Figure 0007343794000018
Figure 0007343794000019
Figure 0007343794000020
Figure 0007343794000021
Figure 0007343794000022
Figure 0007343794000023
Figure 0007343794000024
本実施形態のポリイミドにおいて、その重量平均分子量は、特に限定されるものではない。しかしながら、ポリイミドを光学フィルムならびに表示装置用基板として使用する場合において、ポリイミドの重量平均分子量は、1000以上、1000000以下であり、特に好ましくは、30000以上、200000以下である。1000より少ない場合、もしくは1000000より多い場合、ポリイミドの、基板としての性能や基材上への成膜状況に影響を及ぼすことがある。なお、本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」と称することがある)により測定し、標準ポリスチレン検量線を用いポリスチレン換算して得られる値である。
[ポリアミド酸]
本実施形態のポリアミド酸(ポリアミック酸)は、下記一般式[1A]で表される繰り返し単位を有する。
Figure 0007343794000025
[一般式[1A]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
Figure 0007343794000026
(一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して、一価の有機基を表す。)]
ただし、本実施形態の一般式[1A]で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸において、一般式[3A]で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸は除く。
Figure 0007343794000027
一般式[1A]中、RやRは、一般式[1]で表される繰り返し単位を含むポリイミドのRやRの定義と同義であるため説明を省略する。
一般式[1A]で表される繰り返し単位を有する本実施形態のポリアミド酸は、以下の式のいずれかで表される構造単位を有するポリアミド酸であることが特に好ましい。
Figure 0007343794000028
Figure 0007343794000029
Figure 0007343794000030
Figure 0007343794000031
Figure 0007343794000032
Figure 0007343794000033
Figure 0007343794000034
本実施形態に係るポリアミド酸において、その重量平均分子量は、特に限定されるものではない。しかしながら、ポリアミド酸を光学フィルムならびに表示装置用基板として使用する場合において、ポリアミド酸の重量平均分子量は、1000以上、1000000以下であり、特に好ましくは、30,000以上、500,000以下である。1000より少ない場合、もしくは1000000より多い場合、ポリイミドの、基板としての性能や基材上への成膜状況に影響を及ぼすことがある。なお、本明細書において、
本実施形態に係るポリアミド酸およびポリイミドは、単独で用いてもよいし、ポリイミドとポリアミド酸が混合していても良い。
[ポリアミド酸およびポリイミドの製造方法]
本実施形態に係るポリアミド酸(上記式[1A])およびポリイミド(上記式[1])の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、下記一般式[2A]で表されるジアミンと、下記一般式[4]で表されるテトラカルボン酸二無水物との反応による製造方法が挙げられる。製造方法の例としては、上記ジアミンとテトラカルボン酸二無水物を150℃以上で相互に溶融させる方法が挙げられる。その他の例として、これらの原料化合物を有機溶媒中で縮重合して得られるポリアミド酸(上記式[1A])を脱水閉環することで本実施形態に係るポリイミド(上記式[1])を製造する方法が挙げられる。この縮重合反応は-20~80℃で行い、前記ジアミンと前記テトラカルボン酸二無水物とをモル比で表して1対1で反応させることが好ましい。
Figure 0007343794000035
一般式[2A]中、Rは、それぞれ独立して一価の有機基を表し、nは0~4を表す。
Figure 0007343794000036
一般式[4]中、Rは、一般式[1]中のRと同義である。
一般式[2A]で表されるジアミンのうち、Rは一般式[2]で表される2価の有機基中のRと同じである。Rの種類は限定されないが、例えば、Rがアルキル基の場合、炭素数1~6の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましく、中でもn-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、エチル基及び、メチル基が好ましく、特にエチル基とメチル基が好ましい。
一般式[2A]で表されるジアミンは、Rがメチル基の場合の例示として、以下の構造のジアミンが挙げられる。
Figure 0007343794000037
一般式[4]で表されるテトラカルボン酸二無水物は、以下のいずれかであることが特に好ましい。
Figure 0007343794000038
Figure 0007343794000039
併用できる他のジアミン化合物を例示すると、入手の容易性から、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、4-ジアミノ-m-キシレン、2,4-ジアミノキシレン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、または2,2'-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンが挙げられる。透明性の低下の少ない2,2-ビス(4-(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンが特に好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、二種類以上併用してもよい。
前記縮重合反応に使用できる有機溶媒は、原料化合物が溶解すれば特に制限されず、アミド系、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン系溶媒、ラクトン系溶媒等が挙げられる。具体的にはN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチルホルムアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン、ベンゼン、アニソール、ニトロベンゼン、ベンゾニトリル、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、ε-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン等が挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
本実施形態に係るポリイミド(上記式[1])は、縮重合反応で得られたポリアミド酸(上記式[1A])をさらに脱水閉環させイミド化することで得られる。この脱水閉環反応は、環化を促進する、加熱法、化学法等の条件で行う。加熱法は、重合直後のポリアミド酸を150~350℃の高温加熱でイミド化し、化学法は、室温(0~50℃)でピリジンまたはトリエチルアミン等の塩基と無水酢酸を原料のジアミンに対してそれぞれ0.1モル当量以上10当量未満を加えることでイミド化し、本実施形態に係るポリイミドの溶液を得ることができる。この溶液中のポリイミドの濃度は、5質量%以上、50質量%以下が好ましい。5質量%より少ないと実用性や効率性に、また、50質量%を超えると溶解性に影響が出る場合がある。さらに、好ましくは10質量%以上、40質量%以下である。
実施形態に係るポリイミドおよびポリアミド酸の溶液は、本実施形態の光学フィルムの製造にそのまま用いることができる。また、本実施形態に係るポリイミドおよびポリアミド酸の溶液中に含まれる残存モノマー、低分子量体を除去する目的で、水またはアルコール等の貧溶媒中に、本実施形態に係るポリイミドおよびポリアミド酸の溶液を加え、該ポリイミドおよびポリアミド酸を沈殿、単離精製した後、改めて有機溶媒に前記濃度になるように溶解させながら調整し、その調整した溶液を本実施形態の光学フィルムの製造に用いてもよい。この有機溶媒としては、本実施形態に係るポリイミドおよびポリアミド酸が溶解すれば特に制限されず、例えば、前記縮重合反応に使用できる有機溶媒で挙げたものと同様の種類の有機溶媒が挙げられ、単独で用いてもよいし、二種以上の混合溶媒を用いてもよい。
[光学フィルムの製造方法]
前記ポリイミドを含有する光学フィルムならびに表示装置用基板は、前記ポリイミドおよびポリアミド酸の溶液を加熱処理することで得られる。具体的には、本実施形態に係るポリイミドおよびポリアミド酸の溶液を支持基材に塗布する工程(塗布工程)、溶媒を除去・乾燥する工程(溶媒除去工程)、得られた樹脂膜をさらに加熱処理する工程(加熱工程)を経て得ることができる。
塗布工程で使用される塗布方法は、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。所望の塗布厚や樹脂粘度等に応じて、スピンコーター、バーコーター、ドクターブレードコーター、エアナイフコーター、ロールコーター、ロータリーコーター、フローコーター、ダイコーター、リップコーター等の公知塗布装置を適宜使用できる。
前記支持基材は、特に限定されないが、無機基材または有機基材が適当である。具体的にはガラス、シリコンウェハ、ステンレス、アルミナ、銅、ニッケル等、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレングリコールテレフタレート、ポリエチレングリコールナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンスルフィド等を例示することができる。
これらのうち、耐熱性の観点から、無機基材を用いることが良く、ガラス、シリコンウェハ、ステンレス等の無機基材を用いることが好ましい。支持基材に塗布する際、本実施形態に係る膜の厚みは、本実施形態に係るポリイミドおよびポリアミド酸の溶液中の樹脂成分の濃度により適宜調整することができ、通常1μm以上、1000μm以下であり、5μm以上、500μm以下が好ましい。塗膜が1μmより薄いと成形後の基板が十分な強度が得られにくい、1000μmより厚いと基板のハジキ、ヘコミ、ワレ等の欠陥が発生し、均一な基板が得られにくいといった原因となる。
前記塗布工程により塗膜を得た後、さらに塗膜から溶媒を除去・乾燥する溶媒除去工程と、乾燥後の塗膜(樹脂膜)を熱処理し硬化させ、加熱工程を経ることで、光学フィルムが得られる。
溶媒除去工程で溶媒を除去・乾燥を行う際の温度は、本実施形態に係るポリイミドおよびポリアミド酸を溶解させた有機溶媒の種類にもよるが、50℃以上、250℃以下が好ましく、80℃以上、200℃以下がより好ましい。50℃より低いと乾燥が不十分となる、250℃より高いと急激な溶媒蒸発が起こりハジキ、ヘコミ、ワレ等の欠陥や、均一な膜とならない等の原因となる。
溶剤除去工程後の加熱工程では、樹脂膜を高温で熱処理することで硬化させて本実施形態の光学フィルムを得ることができる。この工程では、溶媒除去工程で取り除くことができなかった残存溶媒の除去、イミド化率の向上、物理特性の改善も期待される。加熱工程において、樹脂膜を加熱処理し硬化する際の温度は、150℃以上、400℃以下が好ましく、200℃以上、300℃以下がより好ましい。150℃より低いと十分なイミド化率が得られない恐れがあり、400℃より高いと、得られた基板にひび割れ等の欠陥が発生する原因となる。
加熱工程は、イナートガスオーブンやホットプレート、箱型乾燥機、コンベヤー型乾燥機の装置を用いて行うことが好ましいが、これらの装置の使用に限定されるものではない。加熱工程は、樹脂膜の酸化の防止、溶媒除去の観点から、不活性ガス気流下で行うことが好ましい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等が挙げられる。不活性ガスの流速は1L/分以上、5L/分以下が望ましい。不活性ガスの流速が1L/分より遅いと溶媒除去・樹脂膜の硬化が不十分となることがあり、5L/分より速いと樹脂膜表面のみの乾燥が生じ割れ等の発生の原因となることがある。
使用用途および目的によっては、本実施形態のポリイミドを含む基板(以下、ポリイミド基板と表現することがある。)を得るには、加熱工程後に支持基材からポリイミド膜を剥離し、それをポリイミド基板とする剥離工程が必要となる。剥離工程は、前記加熱工程後、室温(20℃)から400℃程度まで冷却した後、実施することができる。この際、剥離を容易に行うためには、支持基材に剥離剤を塗布してもよい。その際の剥離剤は特に限定されるものではないが、シリコン系またはフッ素系の剥離剤を挙げることができる。
[光学フィルムならびに表示装置の性能]
以下、本実施形態の光学フィルムならびに表示装置に係るポリイミドの物性および特性について説明する。
本実施形態の(-C(CF)H-)基を有するポリイミドは、成型加工性、優れた透明性および耐熱性を有する。さらに、(-C(CF)H-)基に加え、メチル基を含むポリイミドは、さらに良好な透明性を示す。
また、(-C(CF)H-)基は非対称構造であるため、係るポリイミドは、特定の有機溶媒に対する溶解性が高く、ポリイミド溶液を調製することが容易であり、所望の膜形状に成形可能である。
さらに、本実施形態の(-C(CF)H-)基を有するポリイミドは、原料としての芳香族ジアミンに(-C(CF)H-)基を含有させることが可能であることから、従来の含フッ素ポリイミドを含むポリイミドと比較して、屈曲性が高く、機械強度に優れるため、膜強度を向上させるための、構造設計が可能となる。
<透明性>
本実施形態の光学フィルムならびに表示装置用基板の透明性は、膜厚20~70μmにおいて、波長400nm~780nmでの光透過率が、50%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。
<耐熱性>
本実施形態の光学フィルムならびに表示装置用基板の耐熱性は、ガラス転移温度(以下、Tgと呼ぶことがある)および5%重量減少温度(以下、Tdと呼ぶことがある)を指標とする。Tgは耐熱性の観点から280℃以上が好ましく、プロセス温度が高くても対応できるという観点から300℃以上がより好ましい。Tdは300℃以上が好ましく、350℃以上がより好ましい。Tdが300℃より低いと、デバイス作製プロセスで基板の劣化の原因となる。
以下、本開示を実施例に基づいて具体的に説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。
本実施例において得られた高分子化合物の同定および物性評価は、以下に示す方法で行った。
[重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)]
重量平均分子量および数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、東ソー株式会社製HLC-8320)を用いて測定した。移動相はテトラヒドロフラン(THF)、カラムはTSKgel SuperHZM-Hを用いた。または、移動相はN,N-ジメチルホルムアミド、30mmol/Lリチウムブロミド、60mmol/Lリン酸、カラムはTSKgel α-M、TSKgel α-2500を用いた。
[赤外線吸収スペクトル(IR)測定]
化合物または化合物膜の赤外線吸収スペクトルは、NicoletNEXUS470FT-IR(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用いて測定した。
[透明性]
透明性は、実施例及び比較例で得られたポリイミド光学フィルムを用いて、株式会社島津製作所製、紫外可視近赤外分光光度計(UV-VIS-NIR SPECTROMETER 機種名 UV-3150)を用い、波長400nmの光透過率(T400)を測定した。
[耐熱性]
耐熱性は、ガラス転移温度および5%重量減少温度(Td)を測定することにより評価した。ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(株式会社日立ハイテクサイエンス社製、機種名DSC7000)で測定し、昇温速度10℃/分の条件で400℃まで昇温し、降温速度-10℃/分で-40℃まで下げたのち、再び昇温速度10℃/分で400℃まで昇温する条件で示差走査熱量測定を行い、2回目の昇温時の示差走査熱量変化が極大になった時の温度である。5%重量減少温度(Td)は、示差熱熱重量同時測定装置(株式会社日立ハイテクサイエンス社製、機種名STA7200)を用い、昇温速度10℃/分の条件で熱重量測定を行い、初期の重量に 対して5%の重量損失があった温度である。
[ジアミンの合成例1(BIS-A-EFの合成)]
Figure 0007343794000040
圧力計、温度計保護管、挿入管、および攪拌モーターを備えた100mLステンレス鋼製オートクレーブ反応器内に、特開2018-115146号公報を参考に調製したフルオラール含有の混合物(フッ化水素:44重量%、塩化水素:1重量%、有機物:55重量%)を5.3g(フルオラール:30mmol、フッ化水素:0.12mol)と、フッ化水素9.6g(0.48mol)、アニリン5.6g(60mmol)、トリフルオロメタンスルホン酸2.3g(15mmol)を量り取り、150℃のオイルバスで加熱し、絶対圧1.3MPaで5時間反応させた。反応液を100gの氷へ注ぎ込み、48%水酸化カリウム水溶液を70g投入して中和し、酢酸エチル100gで有機物を抽出した。抽出した有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、アニリンの変換率は96%であった。抽出操作で回収した有機層を水50gで洗浄し、さらに飽和重曹水50gで洗浄した後、分液操作で有機層を回収した。有機層をエバポレーターで濃縮し、目的物の1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン(「BIS-A-EF」と表すことがある。)を収率93%、異性体比92/8(2,2-ビス(4-アミノフェニル)体/未同定)で得た。
[物性データ]
1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン:
H-NMR(400MHz,CDCl)δ(ppm):3.42(4H,s),4.45(1H,q,J=10.1Hz),6.62(4H,d,J=8.3Hz),7.12(4H,d,J=8.3Hz)
19F-NMR(400MHz,CDCl,CFCl)δ(ppm):-66.9(3F,d,J=11.5Hz)
[ジアミンの合成例2(BIS-3-AT-EFの合成)]
Figure 0007343794000041
圧力計、温度計保護管、挿入管、そして攪拌モーターを備えた100mLステンレス鋼製オートクレーブ反応器内に、特開2018-115146号公報を参考に調製したフルオラール含有の混合物(フッ化水素:44重量%、塩化水素:1重量%、有機物:55重量%)を15.9g(フルオラール:90mmol、フッ化水素:0.36mol)と、フッ化水素28.8g(1.44mol)、2-トルイジン19.5g(0.18mol)、三フッ化ホウ素3.0g(45mmol)を量り取り、150℃のオイルバスで加熱し、絶対圧1.3MPaで5時間反応させた。反応液を300gの氷へ注ぎ込み、48%水酸化カリウム水溶液を210g投入して中和し、酢酸エチル300gで有機物を抽出した。抽出した有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、2-トルイジンの変換率は98%であった。抽出操作で回収した有機層を水150gで洗浄し、さらに飽和重曹水150gで洗浄した後、分液操作で有機層を回収した。有機層をエバポレーターで濃縮し、目的物である式[3]の1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)エタンを収率96%、異性体比96/4で得た。温度計保護管、攪拌モーターを備えた200mL硝子製反応器内に、得られた粗結晶25gとトルエン75gを加え90℃に昇温して完全に溶解させ、ヘプタン50gを1時間掛けて滴下し結晶を析出させた。30℃に降温後、濾過で回収した結晶をエバポレーターで乾燥し、目的物である1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)エタン(「BIS-3-AT-EF」と表すことがある。)を収率87%、純度99.8%、異性体比99%以上(2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)体)で得た。
[物性データ]
1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)エタン:
H-NMR(400MHz,CDCl)δ(ppm):2.13(6H,s),3.14(4H,s),4.41(1H,q,J=10.4Hz),6.62(2H,d,J=10.4Hz),7.01(2H,s),7.02(2H,d,J=8.3Hz)
19F-NMR(400MHz,CDCl,CFCl)δ(ppm):-66.7(3F,d,J=11.5Hz)
[ジアミンの合成例3(BIS-2-AT-EFの合成)]
Figure 0007343794000042
圧力計、温度計保護管、挿入管、そして攪拌モーターを備えた100mLステンレス鋼製オートクレーブ反応器内に、特開2018-115146号公報を参考に調製したフルオラール含有の混合物(フッ化水素:44重量%、塩化水素:1重量%、有機物:55重量%)を5.3g(フルオラール:30mmol、フッ化水素:0.12mol)と、フッ化水素9.6g(0.48mol)、3-トルイジン6.5g(60mmol)を量り取り、150℃のオイルバスで加熱し、絶対圧1.3MPaで5時間反応させた。反応液を100gの氷へ注ぎ込み、48%水酸化カリウム水溶液を70g投入して中和し、酢酸エチル100gで有機物を抽出した。抽出した有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、3-トルイジンの変換率は83%であった。抽出操作で回収した有機層を水50gで洗浄し、さらに飽和重曹水50gで洗浄した後、分液操作で有機層を回収した。有機層をエバポレーターで濃縮し、目的物である1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2-メチル-4-アミノフェニル)エタン(「BIS-2-AT-EF」と表すことがある。)を収率71%、異性体比97/2/1(2,2-ビス(2-メチル-4-アミノフェニル)体/未同定/未同定)で得た。
[物性データ]
1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2-メチル-4-アミノフェニル)エタン:
H-NMR(400MHz,CDCl)δ(ppm):2.21(6H,s),3.58(4H,bs),4.83(1H,q,J=9.6Hz),6.48(2H,s),6.50(2H,d,J=9.4Hz)7.17(2H,d,J=8.7Hz)
19F-NMR(400MHz,CDCl,CFCl)δ(ppm):-65.6(3F,d,J=11.6Hz)
[ジアミンの合成例4(BIS-3,5-AX-EFの合成)]
Figure 0007343794000043
圧力計、温度計保護管、挿入管、そして攪拌モーターを備えた100mLステンレス鋼製オートクレーブ反応器内に、特開2018-115146号公報を参考に調製したフルオラール含有の混合物(フッ化水素:44重量%、塩化水素:1重量%、有機物:55重量%)を5.3g(フルオラール:30mmol、フッ化水素:0.12mol)と、フッ化水素9.6g(0.48mol)、2,6-キシリジン7.3g(60mmol)を量り取り、150℃のオイルバスで加熱し、絶対圧1.3MPaで5時間反応させた。反応液を100gの氷へ注ぎ込み、48%水酸化カリウム水溶液を70g投入して中和し、酢酸エチル100gで有機物を抽出した。抽出した有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、2,6-キシリジンの変換率は99%であった。抽出操作で回収した有機層を水50gで洗浄し、さらに飽和重曹水50gで洗浄した後、分液操作で有機層を回収した。有機層をエバポレーターで濃縮し、目的物である式[4]の1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(「BIS-3,5-AX-EF」と表すことがある。)を収率95%、異性体比97/3(2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-アミノフェニル)体/未同定)で得た。
[物性データ]
1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン:
H-NMR(400MHz,CDCl)δ(ppm):2.15(12H,s),3.55(4H,s),4.36(1H,q,J=10.4Hz),6.62(2H, d,J=10.4Hz),6.93(4H,s)
19F-NMR(400MHz,CDCl,CFCl)δ(ppm):-66.6(3F,d,J=8.6Hz)
[ジアミンの合成例5(BIS-2,5-AX-EFの合成)]
Figure 0007343794000044
圧力計、温度計保護管、挿入管、そして攪拌モーターを備えた100mLステンレス鋼製オートクレーブ反応器内に、特開2018-115146号公報を参考に調製したフルオラール含有の混合物(フッ化水素:44重量%、塩化水素:1重量%、有機物:55重量%)を5.3g(フルオラール:30mmol、フッ化水素:0.12mol)と、フッ化水素9.6g(0.48mol)、2,5-キシリジン7.3g(60mmol)を量り取り、150℃のオイルバスで加熱し、絶対圧1.3MPaで5時間反応させた。反応液を100gの氷へ注ぎ込み、48%水酸化カリウム水溶液を70g投入して中和し、酢酸エチル100gで有機物を抽出した。抽出した有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、2,5-キシリジンの変換率は98%であった。抽出操作で回収した有機層を水50gで洗浄し、さらに飽和重曹水50gで洗浄した後、分液操作で有機層を回収した。有機層をエバポレーターで濃縮し、目的物である1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(「BIS-2,5-AX-EF」と表すことがある。)を収率94%、異性体比99/1(2,2-ビス(2,5-ジメチル-4-アミノフェニル)体/未同定)で得た。
[物性データ]
1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン:
H-NMR(400MHz,CDCl)δ(ppm):2.12(6H,s),2.19(6H,s),3.53(4H,bs),4.80(1H,q,J=9.6Hz),6.45(2H,s,7.04(2H,s)
19F-NMR(400MHz,CDCl,CFCl)δ(ppm):-65.5(3F,d,J=8.7Hz)
[ジアミンの合成例6(BIS-2,3-AX-EFの合成)]
Figure 0007343794000045
圧力計、温度計保護管、挿入管、そして攪拌モーターを備えた100mLステンレス鋼製オートクレーブ反応器内に、特開2018-115146号公報を参考に調製したフルオラール含有の混合物(フッ化水素:48重量%、塩化水素:0.1重量%未満、有機物:52重量%)を15.5g(フルオラール:82mmol、フッ化水素:0.37mol)と、フッ化水素12.4g(0.62mol)、2,3-キシリジン20g(165mmol)を量り取り、150℃のオイルバスで加熱し、絶対圧0.55MPaで18時間反応させた。反応液を100gの氷へ注ぎ込み、48%水酸化カリウム水溶液を116g投入して中和し、酢酸エチル100gで有機物を抽出した。抽出した有機層をガスクロマトグラフィーで分析したところ、2,3-キシリジンの変換率は90%であった。抽出操作で回収した有機層を水50gで洗浄し、さらに飽和重曹水50gで洗浄した後、分液操作で有機層を回収した。有機層をエバポレーターで濃縮し、目的物の1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2,3-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(「BIS-2,3-AX-EF」と表すことがある。)を収率77%、異性体比99/1(2,2-ビス(2,3-ジメチル-4-アミノフェニル)体/未同定)で得た。
[物性データ]
1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2,3-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン:
H-NMR(400MHz,CDCl)δ(ppm):2.10(6H,s),2.18(6H,s),4.19(4H,bs),5.01(1H,q,J=9.6Hz),6.59(2H,d,J=8.4Hz),7.07(2H,d,J=8.4Hz)
19F-NMR(400MHz,CDCl,CFCl)δ(ppm):-64.6(3F,d,J=9.2Hz)
[ジアミンの合成例7(BIS-A-Aの合成)]
Figure 0007343794000046
特開2012-140345号公報を参考に、圧力計、温度計保護管、挿入管、そして攪拌モーターを備えた1Lステンレス鋼製オートクレーブ反応器内に、アニリン塩酸塩500.3g(3.86mol)水199.1 g、アセトン80.0g(1.38mol)を量り取り、190℃のオイルバスで加熱し、絶対圧1.3MPaで5時間反応させた。反応液を水206gに注ぎ込み、48%水酸化ナトリウム水溶液322g(3.86mol)を加えて中和し、酢酸エチル2kgで有機層を抽出した。抽出操作で回収した有機層を水1kgで洗浄した後、分液操作により有機層を回収した。有機層をエバポレーターで濃縮し反応粗体を得た。得られた反応粗体を、攪拌装置、温度計保護管、減圧蒸留装置を備えた1L硝子製蒸留装置に仕込んだ。絶対圧50kPaに減圧し、90℃のオイルバスで1時間加熱して、酢酸エチルを含む低沸点成分を留去した。さらに、3時間かけて170℃まで昇温しながら、絶対圧0.1kPaまで減圧し、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパンよりも低沸点の成分を留去した。その後、90℃に降温してトルエン200gとヘプタン100gを加えて、2時間かけて室温に冷却し、固体を析出させた。吸引ろ過で褐色固体126.9gを回収した。褐色固体をトルエン300gと混合し、100℃のオイルバスで加熱して溶解させ、3時間かけて室温に冷却し白色固体を析出させた。吸引ろ過で回収した固体をエバポレーターで乾燥し、目的物である2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン(「BIS-A-A」と表すことがある。)を、収率19%、純度99%で得た。
[実施例1]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す上記合成例1で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン(BIS-A-EF)を13.3g(50mmol)、および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(以下、6FDAと表すことがある)を22.2g(50mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを142.1g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=471820、Mw/Mn=2.7であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に膜を得た。膜厚は、21μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1718cm-1および1786cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる膜であることを確認した。
Figure 0007343794000047
[実施例2]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例2で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-3-AT-EF)を20.6g(70mmol)、および6FDAを31.2g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを206.8g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=243857、Mw/Mn=2.2であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、23μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1720cm-1および1786cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000048
[実施例3]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、合成例3で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2-メチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-2-AT-EF)を17.7g(70mmol)、および6FDAを26.6g(60mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを103g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=289916、Mw/Mn=2.7であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、23μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1720cm-1および1785cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000049
[実施例4]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例4で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-3,5-AX-EF)を24.2g(75mmol)、および6FDAを33.3g(75mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを134.1g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で23時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン12.5g(158mmol)、無水酢酸16.1g(158mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で2時間攪拌し、イミド化を行った。その後、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=149137、Mw/Mn=2.3であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、25μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1723cm-1および1787cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000050
[実施例5]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例5で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-2,5-AX-EF)を22.6g(70mmol)、および6FDAを31.2g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを125g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン11.6g(147mmol)、無水酢酸15.0g(147mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=337504、Mw/Mn=2.3であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、22μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1721cm-1および1786cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000051
[実施例6]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例6で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2,3-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-2,3-AX-EF)を22.6g(70mmol)、および6FDAを31.1g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを161g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン11.6g(147mmol)、無水酢酸15.0g(147mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=192832、Mw/Mn=2.4であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、30μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1723cm-1および1787cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000052
[実施例7]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例2で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-3-AT-EF)を20.6g(70mmol)、および4,4′-オキシジフタル酸無水物(以下、ODPAと表すことがある。)を21.7g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを169.2g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=199383、Mw/Mn=4.0であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、250℃で2時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、24μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1714cm-1および1778cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000053
[実施例8]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例4で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-3,5-AX-EF)を16.2g(50mmol)、および4,4′-オキシジフタル酸無水物(ODPA)を15.6g(50mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを73.8g加えた。その後、窒素雰囲気下、40℃で1時間攪拌し、さらに室温(20℃)で23時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。得られた反応液にピリジン8.3g(105mmol)、無水酢酸10.7g(105mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=100473、Mw/Mn=3.3であった。130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、27μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1717cm-1および1777cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000054
[実施例9]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例2で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-3-AT-EF)を29.4g(100mmol)、および4,4'-ビフタル酸無水物(以下、BPDAと表すことがある。)を29.4g(100mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを197.0g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン16.6g(210mmol)、無水酢酸21.4g(210mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=215115、Mw/Mn=3.4であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、24μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1711cm-1および1776cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000055
[実施例10]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例4で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-3,5-AX-EF)を16.2g(50mmol)、および4,4′-ビフタル酸無水物(BPDA)を14.7g(50mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを71.9g加えた。その後、窒素雰囲気下、40℃で1時間攪拌し、さらに室温(20℃)で23時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン8.3g(105mmol)、無水酢酸10.7g(105mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=121272、Mw/Mn=3.3であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、26μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1713cm-1および1776cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000056
[実施例11]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例2で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-3-AT-EF)を21.0g(71mmol)、および3,3′,4,4′-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下、BTDAと表すことがある。)を23.0g(71mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを133g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン11.9g(150mmol)、無水酢酸15.0g(150mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=70000、Mw/Mn=2.6であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、26μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1719cm-1および1780cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000057
[実施例12]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例5で調製した1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(2,5-ジメチル-4-アミノフェニル)エタン(BIS-2,5-AX-EF)を21.0g(65mmol)、およびBTDAを21.0g(65mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを100g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン10.8g(137mmol)、無水酢酸14.0g(137mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=68000、Mw/Mn=2.5であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、30μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1721cm-1および1786cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000058
[比較例1]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す4,4-メチレンビスベンゼンジアミン(以下、MDAと記す)を14.9g(75mmol)、および6FDAを33.3g(75mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを273g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=199171、Mw/Mn=2.1であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、25μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1718cm-1および1784cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000059
[比較例2]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例7で調製した2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン(BIS-A-A)を15.8g(70mmol)、および6FDAを31.1g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを213g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=176064、Mw/Mn=2.1であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、28μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1717cm-1および1784cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000060
[比較例3]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例7で調製した2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BIS-A-AF)を12.5g(37mmol)、および6FDAを16.6g(37mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを102g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=259362、Mw/Mn=2.7であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、26μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1720cm-1および1787cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000061
[比較例4]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す2,2′-ビストリフルオロメチルベンジジン(以下、TFMBと記す)を10.0g(31mmol)、および6FDAを13.8g(31mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを159g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=147837、Mw/Mn=2.7であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、27μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1724cm-1および1786cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000062
[比較例5]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示すMDAを14.9g(75mmol)、およびODPAを23.3g(75mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを150g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=181515、Mw/Mn=4.1であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、25μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1710cm-1および1775cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000063
[比較例6]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例7で調製した2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン(BIS-A-A)を15.8g(70mmol)、およびODPAを21.7g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを113g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=93037、Mw/Mn=3.6であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、30μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1710cm-1および1776cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000064
[比較例7]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BIS-A-AF)を12.5g(37mmol)、およびODPAを11.6g(37mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを56g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=294500、Mw/Mn=6.0であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に膜を得た。膜厚は、26μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1718cm-1および1780cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる膜であることを確認した。
Figure 0007343794000065
[比較例8]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示すMDAを11.9g(60mmol)、およびBPDAを17.7g(60mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを118g加えた。その後、窒素雰囲気下、50℃で30分攪拌し、さらに室温(20℃)で23時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=59026、Mw/Mn=11.0であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、25μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1707cm-1および1773cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000066
[比較例9]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す、上記合成例7で調製した2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン(BIS-A-A)を15.8g(70mmol)、およびBPDAを20.6g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを109g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=119313、Mw/Mn=6.0であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、25μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1707cm-1および1773cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000067
[比較例10]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BIS-A-AF)を12.5g(37mmol)、およびBPDAを11.0g(37mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを70.0g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=92678、Mw/Mn=5.3であった。ポリアミド酸の溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に膜を得た。膜厚は、33μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1715cm-1および1778cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる膜であることを確認した。
Figure 0007343794000068
[比較例11]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、MDAを11.9g(60mmol)、およびBPDAを17.7g(60mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを118g加えた。その後、窒素雰囲気下、50℃で30分攪拌し、さらに室温(20℃)で23時間攪拌してポリアミド酸の溶液を得た。得られた反応液にピリジン10.0g(126mmol)、無水酢酸12.9g(126mmol)を順に加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌したが、イミド化後の反応液はゲル化してしまい、ポリイミドの溶液を得ることはできなかった。
[比較例12]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、上記合成例7で調製した2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン(BIS-A-A)を15.8g(70mmol)、およびBPDAを20.6g(70mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを109g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で23時間攪拌してポリアミド酸の溶液を調製した。得られた反応液にピリジン11.7g(147mmol)、無水酢酸15.0g(147mmol)を順に加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌したが、イミド化後の反応液はゲル化してしまい、ポリイミドの溶液を得ることはできなかった。
[比較例13]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BIS-A-AF)を12.5g(37mmol)、およびBPDAを11.0g(37mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを70.0g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で23時間攪拌してポリアミド酸の溶液を調製した。得られた反応液にピリジン6.2g(78mmol)、無水酢酸8.0g(78mmol)を順に加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌したが、イミド化後の反応液はゲル化してしまい、ポリイミドの溶液を得ることはできなかった。
[比較例14]
窒素導入管および攪拌翼を備えた容量500mLの三口フラスコに、以下の式に示す1,1,1-トリフルオロ-2,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン(BIS-A-EF)を15g(56mmol)、BTDAを18.2g(56mmol)加え、さらに、有機溶剤としてDMAcを133g加えた。その後、窒素雰囲気下、室温(20℃)で24時間攪拌して反応液を得た。その後、DMAcを加えて反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリアミド酸の溶液を調製した。得られた反応液にピリジン9.4g(118mmol)、無水酢酸12.1g(118mmol)を順に加え、窒素雰囲気下、室温(20℃)で3時間攪拌し、イミド化を行った。その後、DMAcを加えてイミド化後の反応液を希釈し、加圧濾過することで、ポリイミドの溶液を調製した。当該溶液のGPC測定の結果、Mw=87000、Mw/Mn=2.6であった。ポリイミドの溶液を、ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、130℃ で30分、200℃で1時間、300℃で1時間、段階的に昇温しつつ連続して加熱することで、ガラス基板上に光学フィルムを得た。膜厚は、30μmであった。IRスペクトルの測定結果から、1718cm-1および1780cm-1にイミド基固有の吸収があり、ポリイミドからなる光学フィルムであることを確認した。
Figure 0007343794000069
[溶媒溶解性および加工性]
実施例および比較例で得られたポリイミドについて、溶媒溶解性および加工性を測定した。
実施例および比較例にて得られたイミド化後の反応液を、各溶媒(DMAc、NMP、DMF)を加え、ポリマー固形分濃度2質量%に調整し、東京理化器械株式会社製の恒温振盪水槽である機種名「UNI THER MO SHAKER NTS-1300」を用いて、水浴で恒温しながら100rpmの 振盪スピードで30℃で1時間振動撹拌した後、得られたポリイミド溶液中の固形物の存在を目視で確認し、固形物がない場合を溶媒溶解性が良好(〇)とし、固形分が存在する場合を溶媒溶解性が不良(×)として評価した。さらに得られたポリイミド溶液を基材に塗布して成膜し、均一な厚みを有するフィルムが得られるか否かを目視で確認した。均一な厚みを有するフィルムが得られた場合を、加工性が良好(〇)、厚みが不均一なフィルムが得られた場合を、加工性が不良(×)として評価した。結果を以下の表に示す。
実施例1~9において、得られたポリアミド酸は、すべて有機溶媒に溶解することを確認した。実施例4、5、6、8、9、及び10より、非対称骨格を有するジアミンからなるポリイミドは、均一な高粘度の液体として得られ、適切な加工性を有し、成膜することでフィルムを得ることができた。比較例11~13においては、酸無水物としてBPDAを用いると、イミド化後の反応液は、ゲル化してしまい、適切な加工性を有しておらず、フィルムが得られなかった。したがって、実施例のポリアミド酸およびポリイミドは、有機溶媒対する溶解性に優れ、適切な加工性を有し、成膜することで、フィルムが得られることがわかった。
Figure 0007343794000070
[透明性および耐熱性]
実施例1~6および比較例1~4で得られたポリイミドからなるフィルムについて、波長400nmの光透過率(T400)の測定により透明性の評価を行い、ガラス転移温度および5%重量減少温度(Td)の測定により耐熱性の評価を行った。結果を表2に示す。
Figure 0007343794000071
実施例1~6は、比較例1及び2と比較して、透過率およびTgが高い値となった。
実施例2、4、および6は、比較例3と比較して、透過率が高い値となった。また実施例1~6は、比較例3と比較して、Tgが高い値となった。
比較例4と比べて、実施例2、4および6は透過率が高い値となった。また比較例4と比べて、実施例5および6は、Tgが高い値となった。
このように、本実施形態のポリイミドは、優れた透明性および耐熱性を有することが示された。
さらに、本実施形態のポリイミド中、芳香族にメチル基を有するジアミンを用いた実施例2、4、および6は、とくに透過率が高い値となった。
酸無水物にODPAを用いた光学フィルムの透明性および耐熱性の評価結果を、物表3に示す。
Figure 0007343794000072
酸無水物として6FDAを用いた場合と同様に、実施例のフィルムは優れた透明性および耐熱性を有することが示された。したがって、本実施形態のポリイミドは、優れた透明性及び耐熱性を有することがわかった。
酸無水物にBPDAを用いた光学フィルムの透明性および耐熱性の評価結果を表4に示す。
Figure 0007343794000073
酸無水物として6FDAおよびODPAを用いた場合と同様に、実施例のフィルムは優れた透明性および耐熱性を有することが示された。
酸無水物にBTDAを用いた光学フィルムの透明性の評価結果を表5に示す。
Figure 0007343794000074
比較例14のフィルムと比較して、実施例のフィルムは透明性に優れることがわかった。
以上の結果より、本実施形態のポリイミドを含む光学フィルムならびに表示装置用基板は、透明性および耐熱性に優れることが示された。
この出願は、2019年2月6日に出願された日本出願特願2019-019823号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (25)

  1. 一般式[1]で表される繰り返し単位を有するポリイミド(ただし、一般式[3]で表される繰り返し単位を有するポリイミドを除く)。
    Figure 0007343794000075
    [一般式[1]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
    Figure 0007343794000076
    (一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して一価の有機基を表す。)]
    Figure 0007343794000077
  2. が、以下から選択される少なくとも1つの2価の有機基である、請求項1に記載のポリイミド。
    Figure 0007343794000078
  3. が、以下から選択される少なくとも1つの4価の有機基である、請求項1または2に記載のポリイミド。
    Figure 0007343794000079
  4. 重量平均分子量が、1000以上、1000000以下である、請求項1~3のいずれかに記載のポリイミド。
  5. 一般式[1A]で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(ただし、一般式[3A]で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を除く)。
    Figure 0007343794000080
    [一般式[1A]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
    Figure 0007343794000081
    (一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して一価の有機基を表す。)]
    Figure 0007343794000082
  6. が、以下から選択される少なくとも1つの2価の有機基である、請求項5に記載のポリアミド酸。
    Figure 0007343794000083
  7. が、以下から選択される少なくとも1つの4価の有機基である、請求項5または6に記載のポリアミド酸。
    Figure 0007343794000084
  8. 重量平均分子量が、1000以上、1000000以下である、請求項5~7のいずれかに記載のポリアミド酸。
  9. 請求項1~4のいずれかに記載のポリイミドと、有機溶媒とを含む、ポリイミド溶液。
  10. 前記有機溶媒が、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン系溶媒及びラクトン系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項9に記載のポリイミド溶液。
  11. 前記ポリイミドが、当該ポリイミド溶液全体に対して、0.1質量%以上、50質量%以下の量である、請求項9または10に記載のポリイミド溶液。
  12. 請求項5~8のいずれかに記載のポリアミド酸と、有機溶媒とを含む、ポリアミド酸溶液。
  13. 前記有機溶媒が、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン系溶媒及びラクトン系溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項12に記載のポリアミド酸溶液。
  14. 前記ポリアミド酸が、当該ポリアミド酸溶液全体に対して0.1質量%以上、50質量%以下の量である、請求項12または13に記載のポリアミド酸溶液。
  15. 請求項1~4のいずれかに記載のポリイミドを含む光学フィルム。
  16. 請求項5~8のいずれかに記載のポリアミド酸を含む光学フィルム。
  17. 請求項1~4のいずれかに記載のポリイミド及び請求項5~8のいずれかに記載のポリアミド酸を含む光学フィルム。
  18. 請求項15~17のいずれかに記載の光学フィルムを備える表示装置。
  19. 一般式[1]で表される繰り返し単位を有するポリイミド(ただし、一般式[3]で表される繰り返し単位を有するポリイミドを除く)を製造する方法であって、
    Figure 0007343794000085
    [一般式[1]中、Rは一般式[2]で表される2価の有機基であり、Rは4価の有機基である:
    Figure 0007343794000086
    (一般式[2]中、nは、0~4の整数であり、Rはそれぞれ独立して一価の有機基を表す。)]
    Figure 0007343794000087
    当該方法は、一般式[2A]:
    Figure 0007343794000088
    [一般式[2A]中、Rは、それぞれ独立に一価の有機基を表し、nは0~4を表す。]
    で表されるジアミンと、
    一般式[4]:
    Figure 0007343794000089
    [一般式[4]中、Rは、4価の有機基である。]
    で表されるテトラカルボン酸二無水物とを重縮合して、一般式[1]で表される繰り返し単位を有する前記ポリイミドを得る工程を含む、ポリイミドの製造方法。
  20. 一般式[2A]で表される前記ジアミンと、一般式[4]で表される前記テトラカルボン酸二無水物とを縮重合して、一般式[1]で表される繰り返し単位を有するポリイミドを得る前記工程が、一般式[2A]で表される前記ジアミンと、一般式[4]で表される前記テトラカルボン酸二無水物とを反応させて、一般式[1A]:
    Figure 0007343794000090
    [一般式[1A]中、Rは一般式[1]中のRと同義であり、Rは一般式[1]中のRと同義である。]
    で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(ただし、一般式[3A]で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸を除く)を得る工程と、
    Figure 0007343794000091
    一般式[1A]で表される前記ポリアミド酸を脱水閉環して、一般式[1]で表されるポリイミドに変換する工程と、を含む請求項19に記載のポリイミドの製造方法。
  21. 光学フィルムまたは表示装置の製造方法であって、
    請求項9~11のいずれかに記載のポリイミド溶液または請求項12~14のいずれかに記載のポリアミド酸溶液を支持基材に塗布する工程と、
    前記ポリイミド溶液中または前記ポリアミド酸溶液中に含まれる溶媒を除去し、続いて乾燥させることにより、ポリイミドまたはポリアミドを含む樹脂膜を製造する工程と、
    前記樹脂膜を熱処理し、硬化させる工程と、を含む、光学フィルムまたは表示装置の製造方法。
  22. 前記支持基材が、ガラス、シリコンウェハ、ステンレス、アルミナ、銅、ニッケル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレングリコールテレフタレート、ポリエチレングリコールナフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルホン及びポリフェニレンスルフィドからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項21に記載の光学フィルムまたは表示装置の製造方法。
  23. ポリイミド溶液またはポリアミド溶液を支持基材に塗布する前記工程が、膜厚が1μm以上、1000μm以下となるように塗布する工程を含む、請求項21または請求項22に記載の光学フィルムまたは表示装置の製造方法。
  24. 乾燥させる前記工程が、50℃以上、250℃以下の温度で実施される、請求項21~23のいずれかに記載の光学フィルムまたは表示装置の製造方法。
  25. 樹脂膜を熱処理する前記工程が、150℃以上、400℃以下の温度で実施される、請求項21~24のいずれかに記載の光学フィルムまたは表示装置の製造方法。
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