TW201302859A - 聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺酸溶液、聚醯亞胺溶液、由此等溶液所得之聚醯亞胺膜及聚醯亞胺膜之利用 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於獲得一種耐熱性、透明性、光學各向同性優異，進而可溶於有機溶劑之聚醯亞胺，進而提供一種使用作為該聚醯亞胺之前驅物之聚醯胺酸及聚醯亞胺且對耐熱性及透明性要求較高之製品或構件。尤其是，本發明之目的在於提供一種適用於使本發明之聚醯胺酸溶液及聚醯亞胺溶液形成於玻璃、金屬、金屬氧化物及單晶矽等無機物表面上之用途之製品及構件。藉由包含脂環式四甲酸二酐與含有茀結構之單體之聚醯胺酸及聚醯亞胺，可解決上述課題。
Description
本發明係關於一種聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺酸溶液、聚醯亞胺溶液、及由此等溶液所得之聚醯亞胺膜。進而，本發明係關於一種使用該聚醯亞胺膜之電子裝置材料、TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)基板、可撓性顯示基板、彩色濾光片、印刷物、光學材料、液晶顯示裝置、有機EL(Electroluminescence，電致發光)及電子紙等圖像顯示裝置、3-D顯示器、太陽電池、觸控面板、透明導電膜基板、目前使用玻璃之部分之代替材料。
近年來，隨著液晶、有機EL、電子紙等顯示器、及太陽電池、觸控面板等電子設備之急速進步，而要求裝置之薄型化及輕量化，進而要求可撓化。因此，研究可實現薄型化、輕量化、可撓化之塑膠膜基板來代替此等裝置所使用之玻璃基板。
此等裝置於基板上形成有各種電子元件，例如薄膜電晶體及透明電極等，但此等電子元件之形成必需高溫製程。因此，塑膠膜基板必需可適應高溫製程之充分之耐熱性。
又，於如自顯示元件所發出之光通過塑膠膜基板而出射之情形時(例如底部發光型之有機EL等)，塑膠膜基板必需透明性。尤其是，要求作為可見光區域之400 nm以下之波長區域中之透光率較高。進而，於光通過相位差膜或偏光板之情形時(例如液晶顯示器、觸控面板等)，除透明性以
外，亦必需使光學各向同性較高。
此等裝置之製作製程分為批次式與捲對捲(roll-to-roll)式。於使用捲對捲之製作製程之情形時，必需新的設備，進而必須克服因旋轉與接觸而導致之若干問題。另一方面，批次式係於玻璃基板上塗佈塗層樹脂溶液並加以乾燥，形成基板後將其剝離之製程。因此，批次式可利用現行之TFT等玻璃基板用製程設備，故而就成本方面而言較有優勢。
於此背景下，強烈期待開發出一種可應對既存之批次製程，耐熱性、透明性、光學各向同性優異，進而可溶於通用有機溶劑之材料。
作為滿足上述要求之材料，對作為耐熱性優異之材料而眾所周知之聚醯亞胺系材料進行研究。於欲獲得透明性較高之聚醯亞胺之情形時，一般使用脂環式單體(專利文獻1、專利文獻2)。另一方面，已知含茀結構之聚醯亞胺對可溶性之表現及光學特性之控制、或經時穩定之密接性較有效(專利文獻3、專利文獻4)。
[專利文獻1]日本公開專利公報「日本專利特開2010-70721號公報(2010年4月2日公開)」
[專利文獻2] WO2008/010494號公報(2008年1月24日公開)
[專利文獻3]日本公開專利公報「日本專利特開2010-
180349號公報(2010年8月19日公開)」
[專利文獻4]日本公開專利公報「日本專利特開2010-189578號公報(2010年9月2日公開)」
專利文獻1所記載之聚醯亞胺使用脂環式單體而耐熱性及透明性優異，但並無關於對有機溶劑之可溶性及光學特性之記載。又，專利文獻2所記載之使用脂環式單體之聚醯亞胺對有機溶劑之可溶性較高，但並無關於透明性及光學特性之記載，耐熱性亦不充分。專利文獻3所記載之含有茀結構之聚醯亞胺雖耐熱性、透明性優異，亦可溶於有機溶劑中，但厚度方向之相位差較大，不兼具光學各向同性。專利文獻4所記載之具有茀結構之聚醯亞胺由於茀結構中具有羧基，故而存在耐熱性不充分之可能性。
如上所述，即使為含有脂環式單體之系或含有茀結構之材料，迄今為止仍未知曉耐熱性、透明性、進而對有機溶劑之可溶性及光學各向同性優異者。
本發明係鑒於上述事實而完成者，其目的在於獲得一種透明性及耐熱性、進而對有機溶劑之可溶性及光學各向同性優異之聚醯亞胺、聚醯胺酸。進而，其目的在於提供一種使用該聚醯亞胺、聚醯胺酸且對耐熱性及透明性要求較高之製品或構件。尤其是，其目的在於提供一種適用於使本發明之聚醯亞胺、聚醯胺酸形成於玻璃、金屬、金屬氧化物及單晶矽等無機物表面之用途之製品及構件。
為獲得作為上述課題之耐熱性、透明性、進而對有機溶劑之可溶性及光學各向同性優異之聚醯亞胺，而發現有效的是使用脂環式四甲酸二酐與具有茀骨架之單體。
即，本發明之聚醯亞胺之特徵在於含有下述通式(5)所表示之結構。
又，本發明之聚醯胺酸之特徵在於含有下述通式(6)所表示之結構。
上述本發明之聚醯亞胺、聚醯胺酸除耐熱性、透明性以外，亦具有光學各向同性，故而適合作為必需耐熱性之公知之所有構件用之膜及塗膜。又，本發明之聚醯亞胺、聚醯胺酸可溶於各種有機溶劑中，故而可製成聚醯亞胺溶液、聚醯胺酸溶液而容易地塗佈於各種基板上。期待本發明之聚醯亞胺作為例如TFT基板材料、ITO(Indium Tin Oxides，氧化銦錫)基板材料、印刷物、彩色濾光片、可撓性顯示構件、抗反射膜、全息圖、光學構件、或建築材料及結構物之利用。
以下對本發明進行詳細說明。
本發明所製造之聚醯亞胺含有下述通式(5)所表示之重複單元。
通式(5)中，R1只要分別獨立為具有脂環式烴結構之4價
有機基，則無特別限制。該有機基例如可具有單環系之脂環式烴結構，亦可具有含有橋接環之脂環式烴結構。作為含有橋接環之脂環式烴結構，可為二環系之脂環式烴結構，亦可為三環系之脂環式烴結構。
R1係源自酸二酐之成分，作為該酸二酐，例如可列舉：1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐、雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐、雙環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四甲酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四甲酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,4-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-正丁烷四甲酸二酐等。又，亦可將此等併用2種以上。
又，通式(5)中，R分別獨立選自由氫原子、氟原子及甲基所組成之群。就反應性之觀點而言，R更佳為氫原子或甲基，就獲得性之觀點而言，更佳為氫原子。又，就溶解性之觀點而言，R特佳為甲基。
又，通式(5)中之A只要為不含茀骨架之2價有機基，則無特別限制。其中，通式(5)中之A更佳為含醚鍵之2價有機基。該含醚鍵之2價有機基亦只要含有醚鍵，則無特別限制。A係源自二胺之成分，作為該二胺之具體例，可列舉：4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷等2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯等。
上述通式(5)中之X、1-X表示構成聚醯亞胺之各單元結構
之莫耳分率。式中之X為0<X<1.0，就表現光學各向同性之觀點而言，更佳為0.3≦X<1.0，進而較佳為0.5≦X<1.0，進而更佳為0.6≦X<1.0，特佳為0.65≦X<1.0，最佳為0.7≦X<1.0。又，就獲得高分子量體之觀點而言，更佳為0.6≦X≦0.9。另外，通式(5)並未規定2個單元結構之配置，各單元結構於聚合物中可無規地配置，亦可呈嵌段狀配置。
本發明所製造之聚醯亞胺之具體一例例如為具有下述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺。
上述聚醯亞胺含有源自1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐之結構。此處，通式(1)中之R、A分別獨立表示與上述R及A相同之含義。又，上述通式(1)中之X、1-X亦如上所述。
本發明所製造之聚醯胺酸含有下述通式(6)所表示之重複單元。
此處，通式(6)中，R1及R分別獨立表示與上述R1及R相同之含義。又，式中之A表示與上述A相同之含義。上述通式(6)中之Y、1-Y表示構成聚醯胺酸之各單元結構之莫耳分率。式中之Y為0<Y<1.0，就表現光學各向同性之觀點而言，更佳為0.3≦Y<1.0，進而較佳為0.5≦Y<1.0，進而更佳為0.6≦Y<1.0，特佳為0.65≦Y<1.0，最佳為0.7≦Y<1.0。就獲得高分子量體之觀點而言，更佳為0.6≦Y≦0.9。另外，通式(6)並未規定2個單元結構之配置，各單元結構於聚合物中可無規地配置，亦可呈嵌段狀配置。
本發明所製造之聚醯胺酸之具體一例例如為具有下述通式(2)所表示之結構之聚醯胺酸。
上述聚醯胺酸含有源自1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐之結構。此處，通式(2)中之R、A分別獨立表示與上述R及A相同之含義。又，上述通式(2)中之Y、1-Y亦如上所述。
本發明之聚醯胺酸可藉由公知之一般方法而合成，可藉由使二胺與四甲酸二酐於有機溶劑中反應而獲得。更具體而言，例如於氬氣、氮氣等惰性環境中，使二胺於有機溶劑中溶解或分散為漿狀而製成二胺溶液。另一方面，只要
將四甲酸二酐在形成為於有機溶劑中溶解或分散為漿狀之狀態後、或以固體之狀態添加於上述二胺溶液中即可。當然，使二胺與四甲酸二酐發生反應之方法並不限定於此，可適當地選擇添加之方法及順序。
於使用二胺與四甲酸二酐合成聚醯胺酸之情形時，將單數或複數之二胺成分總量之莫耳數、與單數或複數之四甲酸二酐成分總量之莫耳數調整為實質上等莫耳，藉此可任意地獲得聚醯胺酸共聚物。上述二胺與四甲酸二酐之反應(聚醯胺酸之合成反應)之溫度條件並無特別限定，較佳為80℃以下，更佳為0℃以上、50℃以下。若為80℃以下，則聚醯胺酸難以分解，若為0℃以上，則難以使聚合反應之進行變慢。又，反應時間只要於10分鐘~30小時之範圍內任意設定即可。
進而，作為用於上述聚醯胺酸之合成反應之有機溶劑，只要為有機極性溶劑則無特別限定。隨著上述二胺與四甲酸二酐之反應進行而生成聚醯胺酸，反應液之黏度上升。又，如下所述，將合成聚醯胺酸所得之聚醯胺酸溶液於減壓下進行加熱，而可同時進行有機溶劑之去除與醯亞胺化。因此，作為上述有機溶劑，選擇可溶解聚醯胺酸且沸點儘可能低者在步驟上較有利。
具體而言，作為用於聚醯胺酸之合成反應之有機溶劑，可列舉：N,N-二甲基甲醯胺等甲醯胺系溶劑；N,N-二甲基乙醯胺等乙醯胺系溶劑；N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮等吡咯烷酮系溶劑；γ-丁內酯等酯系溶劑；四
氫呋喃、二烷、二氧戊環等醚系溶劑等。
用於聚醯胺酸之聚合之反應溶劑較佳為可溶解所使用之四甲酸二酐、二胺類者，進而較佳為可溶解所生成之聚醯胺酸者。例如可列舉：如四甲基脲、N,N-二甲基乙基脲之脲系溶劑；如二甲基亞碸、二苯基碸、四甲基碸之亞碸或碸系溶劑；N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N'-二乙基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、六甲基磷酸三醯胺等醯胺系溶劑；γ-丁內酯(GBL)等酯系溶劑；氯仿、二氯甲烷等鹵代烷基系溶劑；苯、甲苯等芳香族烴系溶劑；苯酚、甲酚等酚系溶劑；環戊酮等酮系溶劑；四氫呋喃、1,3-二氧戊環、1,4-二烷、二甲醚、二乙醚、對甲酚甲醚等醚系溶劑；通常單獨使用此等溶劑，亦可視需要適當組合2種以上而使用。為提高聚醯胺酸之溶解性及反應性，較佳為使用DMF、DMAc、NMP等醯胺系溶劑。
本發明之聚醯亞胺可由作為其前驅物之聚醯胺酸獲得。對為使用上述聚醯胺酸獲得聚醯亞胺而將上述聚醯胺酸醯亞胺化之方法進行說明。醯亞胺化係藉由將聚醯胺酸脫水閉環而進行。該脫水閉環可藉由使用共沸溶劑之共沸法、熱方法或化學方法進行。又，自聚醯胺酸至聚醯亞胺之醯亞胺化可採用1~100%之任意比率。即，亦可合成一部分經醯亞胺化之聚醯胺酸。
藉由熱方法進行之脫水閉環只要將含有聚醯胺酸與有機溶劑之聚醯胺酸溶液加熱進行即可。或者，只要於玻璃
板、金屬板、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)等支持體上流延或塗佈聚醯胺酸溶液後，於80℃~500℃之範圍內進行熱處理即可。進而，向實施有利用氟系樹脂所進行之塗佈等脫模處理之容器中直接加入聚醯胺酸溶液，於減壓下加熱乾燥，藉此亦可進行聚醯胺酸之脫水閉環。藉由聚醯胺酸之利用此種熱方法之脫水閉環，可獲得聚醯亞胺。再者，上述各處理之加熱時間根據進行脫水閉環之聚醯胺酸溶液之處理量及加熱溫度不同而有所不同，一般而言，較佳為於處理溫度達到最高溫度後1分鐘~5小時之範圍內進行。
又，使用共沸溶劑之共沸法只要於聚醯胺酸溶液中加入甲苯、二甲苯等可與水共沸之溶劑，升溫至170~200℃，一面積極地將藉由脫水閉環而生成之水去除至系統外，一面進行1小時~5小時左右之反應即可。反應結束後，於醇等不良溶劑中進行沈澱，視需要以醇等清洗後，進行乾燥，從而可獲得聚醯亞胺。
另一方面，作為藉由化學方法進行之脫水閉環，可列舉如下方法：向上述聚醯胺酸溶液中添加脫水觸媒與醯亞胺化劑，於反應溶劑中結束聚醯胺酸之醯亞胺化後，向反應溶劑中投入不良溶劑，從而以固形物之形式獲得聚醯亞胺。
作為上述醯亞胺化劑，可使用三級胺。作為該三級胺，進而較佳為雜環式之三級胺。作為雜環式之三級胺之較佳具體例，可列舉：吡啶、甲基吡啶、喹啉、異喹啉等。作為脫水觸媒，具體而言，可列舉乙酸酐、丙酸酐、正丁酸
酐、苯甲酸酐、三氟乙酸酐等作為較佳之具體例。
作為醯亞胺化劑及脫水觸媒之添加量，相對於聚醯胺酸之醯胺基，醯亞胺化劑較佳為0.5~5.0倍莫耳當量，進而較佳為0.7~2.5倍莫耳當量，特佳為0.8~2.0倍莫耳當量。又，脫水觸媒相對於聚醯胺酸之醯胺基，較佳為0.5~10.0倍莫耳當量，進而較佳為0.7~5.0倍莫耳當量，特佳為0.8~3.0倍莫耳當量。將醯亞胺化劑及脫水觸媒加入聚醯胺酸溶液中時，可不溶於溶劑中而直接加入，亦可加入已溶於溶劑中者。於直接加入之方法中，存在於醯亞胺化劑及脫水觸媒擴散前反應急遽進行而生成凝膠之情況。更佳為將醯亞胺化劑及脫水觸媒溶解於溶劑中，而將該溶液混合至聚醯胺酸溶液中。
如此般，可向聚醯胺酸中添加醯亞胺化劑及脫水觸媒，於反應溶劑中結束醯亞胺化後，將該溶液用作聚醯亞胺溶液，亦可於反應溶劑中投入不良溶劑，將聚醯亞胺製成固形物。於此情形時，可使用藉由向含有聚醯亞胺、醯亞胺化劑及脫水觸媒之聚醯亞胺溶液中投入不良溶劑，而使聚醯亞胺以固形狀態單離之方法，或以固形狀態析出之方法。聚醯亞胺為粉末狀、薄片狀、含各種形態之固形物狀態者，其平均粒徑較佳為5 mm以下，更佳為3 mm以下，進而較佳為1 mm以下。
作為本發明所使用之聚醯亞胺之不良溶劑，為不溶解聚醯亞胺之溶劑，可與用作溶解聚醯亞胺之溶劑之有機溶劑混合使用。例如可列舉：水、甲醇、乙醇、2-丙醇、乙二
醇、三乙二醇、2-丁醇、2-戊醇、2-己醇、環戊醇、環己醇、苯酚、第三丁醇等。上述醇之中，就單離後之聚醯亞胺之穩定性及醯亞胺化率提高之觀點而言，較佳為2-丙醇、2-丁醇、2-戊醇、苯酚、環戊醇、環己醇、第三丁醇等醇，更佳為2-丙醇。
將含有聚醯亞胺、醯亞胺化劑及脫水觸媒之聚醯亞胺溶液投入不良溶劑中時，聚醯亞胺溶液之固形物成分濃度只要為可攪拌之黏度，則無特別限制，就減小粒徑之觀點而言，較佳為濃度較稀者。此處，所謂固形物成分，係指溶劑以外之所有成分，固形物成分濃度係表示總溶液中之固形物成分之重量%濃度。
若聚醯亞胺溶液之固形物成分濃度為5%以上，則用以使聚醯亞胺析出之不良溶劑之量不會過多，故較佳，較佳為以聚醯亞胺溶液之固形物成分濃度成為15%以下、較佳為10%以下之狀態之方式進行稀釋後，將聚醯亞胺溶液投入不良溶劑中。所使用之不良溶劑之量較佳為使用聚醯亞胺溶液之等量以上之量，更佳為2~3倍之量。此處所得之聚醯亞胺由於含有少量之醯亞胺化劑及脫水觸媒，故而較佳為以上述不良溶劑，尤其是以2-丙醇等醇系溶劑清洗數次。
以此方式所得之聚醯亞胺之乾燥方法可為真空乾燥亦可為熱風乾燥。為使聚醯亞胺中所含溶劑完全地乾燥，較理想為真空乾燥，乾燥溫度較佳為100~200℃之範圍，特佳為於120~180℃下進行。
本發明之聚醯胺酸及聚醯亞胺之重量平均分子量亦根據其用途而定，較佳為5,000~500,000之範圍，更佳為10,000以上、500,000以下之範圍，進而較佳為10,000~300,000之範圍，進而更佳為20,000~300,000之範圍，特佳為30,000~200,000之範圍。若重量平均分子量為5,000以上，更佳為10,000以上，則可將聚醯胺酸及聚醯亞胺製成塗膜或膜。另一方面，若重量平均分子量為500,000以下，則可抑制黏度之上升，對溶劑顯示充分之溶解性，故而可自下述聚醯胺酸溶液及聚醯亞胺溶液獲得表面平滑且膜厚均勻之塗膜或膜。
此處使用之分子量係指藉由凝膠滲透層析法(GPC，Gel Permeation Chromatography)獲得之聚乙二醇換算之值。
由本發明之聚醯亞胺獲得聚醯亞胺膜時，更佳為經由聚醯亞胺溶液。即，相比使用形成聚醯胺酸之膜後，藉由熱醯亞胺化所得之膜，於使聚醯亞胺暫時熔融或溶解於有機溶劑後形成膜之情形時，更易於獲得透明性較高之聚醯亞胺膜，且所得之聚醯亞胺膜之熱膨脹特性及尺寸穩定性難以降低，故更佳。
本發明之聚醯亞胺溶液可將藉由上述方法所得之聚醯亞胺溶解於任意有機溶劑中而獲得。作為使用之有機溶劑，並無特別限定，較佳為選自N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)及N-甲基吡咯烷酮(NMP)等醯胺系溶劑、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、環戊酮及環己酮等酮系溶劑、四氫呋喃(THF)、1,3-二氧戊
環及1,4-二烷等醚系溶劑、乙酸乙酯及γ-丁內酯(GBL)等酯系溶劑中之至少1種。本發明之聚醯亞胺溶液之濃度較佳為5~40重量%，進而較佳為5~20重量%。
聚醯胺酸溶液及聚醯亞胺溶液之黏度可根據塗佈之厚度及塗佈環境而隨時進行選擇，較佳為0.1 Pa．s以上、50 Pa．s以下，進而較佳為0.5 Pa．s以上、30 Pa．s以下。於黏度為0.1 Pa．s以上之情形時，可確保充分之膜厚精度。於黏度為50 Pa．s以下之情形時，可確保膜厚精度，並且不會產生塗佈後立刻乾燥之部分而不產生凝膠缺陷等外觀缺陷。上述黏度係使用E型黏度計對23℃下之動黏度進行測定者。
本發明之聚醯亞胺膜可藉由在支持體上塗佈聚醯胺酸溶液或聚醯亞胺溶液，並進行乾燥而製造。此處，聚醯胺酸溶液亦可為一部分經醯亞胺化之聚醯胺酸之溶液。乾燥可於空氣下實施，亦可於氮氣環境下實施。就透明性之觀點而言，較佳為於氮氣環境下乾燥。
作為塗佈上述聚醯胺酸溶液及聚醯亞胺溶液之支持體，可使用玻璃基板；SUS(Steel Use Stainless，不鏽鋼)等金屬基板或金屬帶；聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚萘二甲酸乙二酯及三乙酸纖維素等塑膠膜等，但並不限定於此等。為適應現行之批次式之裝置製造製程，更佳為使用玻璃基板。
關於聚醯亞胺膜製造時之乾燥溫度，可選擇符合製程之條件，只要不影響特性，則並無特別限制。
聚醯亞胺膜之透明性例如係以根據JIS K7105-1981之總透光率或霧度表示。於下述本發明之用途中使用聚醯亞胺膜之情形時，聚醯亞胺膜之總透光率較佳為85%以上，更佳為87%以上。又，霧度較佳為2.0%以下，更佳為1.0%以下。於本發明之用途中，要求總波長區域內穿透率較高，但一般之聚醯亞胺有易吸收短波長側之光之傾向，膜本身多著色為黃色。為用於本發明之用途，當膜厚為10 μm時，波長400 nm下之透光率較佳為70%以上，更佳為80%以上。又，當膜厚為20 μm時，波長400 nm下之透光率較佳為70%以上。波長400 nm下之透光率可藉由紫外-可見分光光度計而測定。藉由以此方式賦予透明性，可將聚醯亞胺膜用作玻璃代替用途等之透明基板。
就耐熱性之觀點而言，玻璃轉移溫度越高越佳。具體而言，於示差掃描熱量分析(DSC，Differential Scanning Calorimetry)或動態黏彈性分析(DMA，Dynamic Mechanical Analysis)中，以升溫速度10℃/min之條件測定時，玻璃轉移溫度較佳為250℃以上，就即使製程溫度較高亦可應對之觀點而言，更佳為300℃以上。
關於聚醯亞胺膜之光學特性，於用於本發明之用途之情形時，較佳為光學各向同性較高者。所謂完全地光學各向同性，係指將聚醯亞胺膜之面內之折射率中最大者設為nx，最小者設為ny，厚度方向之折射率設為nz時，nx=ny=nz之關係成立。聚醯亞胺膜容易於面內配向，故而於面內方
向與厚度方向上折射率大不相同之情形較多。為將聚醯亞胺膜用於本發明之用途，較佳為滿足nx-ny<0.0002，且(nx+ny)/2-nz<0.005，由於光學各向同性更高者較佳，故而更佳為滿足nx-ny<0.0001，且(nx+ny)/2-nz<0.004，進而較佳為滿足nx-ny<0.0001，且(nx+ny)/2-nz<0.0035，特佳為滿足nx-ny<0.0001，且(nx+ny)/2-nz<0.003，最佳為滿足nx-ny<0.0001，且(nx+ny)/2-nz<0.002。
本發明之聚醯胺酸及聚醯亞胺可直接提供給用以製作製品或構件之塗佈或成形製程，亦可用作用以對成形為膜狀之成形物進而進行塗佈等處理之積層物。為提供給塗佈或成形製程，可使該聚醯胺酸及聚醯亞胺視需要溶解或分散於溶劑中，進而調配光或熱硬化性成分、本發明之聚醯胺酸及聚醯亞胺以外之非聚合性黏合劑樹脂、及其他成分，從而製備聚醯胺酸及聚醯亞胺組合物。
為對本發明之聚醯亞胺組合物賦予加工特性及各種功能性，亦可調配其他各種有機或無機之低分子或高分子化合物。例如可使用染料、界面活性劑、調平劑、塑化劑、微粒子、增感劑等。微粒子包含聚苯乙烯、聚四氟乙烯等有機微粒子；膠體二氧化矽、碳、層狀矽酸鹽等無機微粒子等，此等亦可為多孔質或中空結構。又，作為其功能或形
態，有顏料、填料、纖維等。
於本發明之聚醯亞胺組合物中，相對於聚醯亞胺組合物之固形物成分整體，通常於60~99.9重量%之範圍內含有通式(5)所表示之聚醯亞胺。再者，所謂99.9重量%，係指實質上為全部。又，其他任意成分之調配比率相對於聚醯亞胺組合物之固形物成分整體，較佳為0.1重量%~40重量%之範圍。藉由使調配比率為0.1重量%以上，容易發揮添加物之添加效果。藉由使調配比率為40重量%以下，容易於最終產物中反映聚醯亞胺組合物之特性。再者，所謂聚醯亞胺組合物之固形物成分，係指除溶劑以外之所有成分，液狀之單體成分亦包含於固形物成分中。
本發明之聚醯亞胺膜亦可於其表面上形成金屬氧化物或透明電極等各種無機薄膜。此等無機薄膜之製膜方法並無特別限定，例如可列舉CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)法；濺鍍法、真空蒸鍍法、離子電鍍法等PVD(Physical Vapor Deposition，物理氣相沈積)法等。
本發明之聚醯亞胺膜除耐熱性、絕緣性等聚醯亞胺本來之特性以外，亦具有較高之尺寸穩定性及較高之對有機溶劑之溶解性，故而較佳為用於此等特性有效之領域、製品，例如印刷物、彩色濾光片、可撓性顯示器、光學膜、液晶顯示裝置、有機EL及電子紙等圖像顯示裝置、3-D顯示器、觸控面板、透明導電膜基板或太陽電池中，進而，更佳為作為目前使用玻璃之部分之代替材料。即，自本發明之含有通式(5)所表示之結構之聚醯亞胺及通式(6)所表
示之聚醯胺酸，其中更佳為自通式(1)及(2)中，R為氫原子且A為4,4'-二胺基二苯醚之下述通式(3)所表示之聚醯亞胺及R為氫原子且A為4,4'-二胺基二苯醚之下述式(4)所表示之聚醯胺酸獲得之聚醯亞胺膜尤其可適用於基板、圖像顯示裝置、光學材料、電子裝置材料。該基板係指TFT基板、ITO基板、可撓性顯示基板等。該圖像顯示裝置係指有機EL、電子紙、觸控面板等。該光學材料係指彩色濾光片等。
又，由通式(1)及(2)中，R均為甲基且A均為4,4'-二胺基二苯醚之聚醯亞胺及聚醯胺酸所得之聚醯亞胺膜亦可更佳地用於上述用途。
即，本申請案發明係具有以下結構者。
1.一種聚醯亞胺，其含有下述通式(5)所表示之結構，[化9]
(此處，式中之R1分別獨立表示具有脂環式烴結構之4價有機基，R分別獨立選自由氫原子、氟原子及甲基所組成之群，A為不含茀骨架之2價有機基，X及1-X表示構成聚醯亞胺之各單元結構之莫耳分率，為0<X<1.0)。
2.如技術方案1之聚醯亞胺，其中上述通式(5)中之A所表示之2價有機基為含醚鍵之2價有機基。
3.如技術方案1或2之聚醯亞胺，其中上述通式(5)所記載之X之值為0.3≦X<1.0。
4.一種聚醯亞胺，其特徵在於，技術方案1至3中任一項記載之通式(5)之A所表示之2價有機基係源自4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、及4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯中之任一種二胺。
5.一種聚醯亞胺溶液，其含有如技術方案1至4中任一項之聚醯亞胺與有機溶劑。
6.如技術方案5之聚醯亞胺溶液，其中上述有機溶劑含有選自醯胺系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑及醚系溶劑中之至少1種。
7.一種聚醯胺酸，其含有下述通式(6)所表示之結構，
(此處，式中之R1分別獨立表示具有脂環式烴結構之4價有機基，R分別獨立選自由氫原子、氟原子及甲基所組成之群，A為不含茀骨架之2價有機基，Y及1-Y表示構成聚醯亞胺之各單元結構之莫耳分率，為0<Y<1.0)。
8.如技術方案7之聚醯胺酸，其中上述通式(6)中之A所表示之2價有機基為含醚鍵之2價有機基。
9.如技術方案7或8之聚醯胺酸，其中上述通式(6)所記載之Y之值為0.3≦Y<1.0。
10.一種聚醯胺酸，其特徵在於，技術方案7至9中任一項記載之通式(6)之A所表示之2價有機基係源自4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、及4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯中之任一種二胺。
11.如技術方案7至10中任一項之聚醯胺酸，其中上述通式(6)所表示之聚醯胺酸中一部分經醯亞胺化。
12.一種聚醯胺酸溶液，其含有如技術方案7至11中任一項之聚醯胺酸與有機溶劑。
13.如技術方案12之聚醯胺酸溶液，其中上述有機溶劑
含有選自醯胺系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑及醚系溶劑中之至少1種。
14.一種聚醯亞胺膜，其特徵在於，其係由如技術方案5或6之聚醯亞胺溶液而獲得。
15.一種聚醯亞胺膜，其特徵在於，其係由如技術方案12或13之聚醯胺酸溶液而獲得。
16.如技術方案14之聚醯亞胺膜，其係將上述聚醯亞胺溶液塗佈於支持體上而獲得。
17.如技術方案15之聚醯亞胺膜，其係將上述聚醯胺酸溶液塗佈於支持體上而獲得。
18.如技術方案16或17之聚醯亞胺膜，其中上述支持體為玻璃基板。
19.如技術方案14至18中任一項之聚醯亞胺膜，其中膜厚為10 μm時之波長400 nm之透光率為70%以上。
20.如技術方案14至19中任一項之聚醯亞胺膜，其中將面內之折射率中最大者設為nx，最小者設為ny，厚度方向之折射率設為nz時，滿足nx-ny<0.0002且(nx+ny)/2-nz<0.005之關係。
21.如技術方案14至20中任一項之聚醯亞胺膜，其中玻璃轉移溫度為250℃以上。
22.一種基板，其含有如技術方案14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
23.一種光學材料，其含有如技術方案14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
24.一種圖像顯示裝置，其含有如技術方案14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
25.一種電子裝置材料，其含有如技術方案14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
或者本申請案發明係具有以下結構者。
1.一種聚醯亞胺，其含有下述通式(1)所表示之結構，
(此處，式中之R選自由氫原子、氟原子及甲基所組成之群，式中之A為含醚鍵之2價有機基，X表示各單元結構之莫耳分率)。
2.如技術方案1之聚醯亞胺，其中上述通式(1)所記載之X之值為0.3≦X<1.0。
3.一種聚醯亞胺，其特徵在於，技術方案1或2中記載之通式(1)之A所表示之2價有機基係源自4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯中之任一種二胺。
4.一種聚醯亞胺溶液，其含有如技術方案1至3中任一項之聚醯亞胺與有機溶劑。
5.如技術方案4之聚醯亞胺溶液，其中上述有機溶劑含有選自醯胺系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑及醚系溶劑中之至少1種。
6.一種聚醯胺酸，其含有下述通式(2)所表示之結構，
(此處，式中之R選自由氫原子、氟原子、甲基所組成之群，式中之A表示與技術方案1所記載者相同之含義，Y表示各單元結構之莫耳分率)。
7.如技術方案6之聚醯胺酸，其中上述通式(2)所記載之Y之值為0.3≦Y<1.0。
8.一種聚醯胺酸，其特徵在於，技術方案6或7中記載之通式(2)之A所表示之2價有機基係源自4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯中之任一種二胺。
9.如技術方案6至8中任一項之聚醯胺酸，其中上述通式(2)所表示之聚醯胺酸中一部分經醯亞胺化。
10.一種聚醯胺酸溶液，其含有如技術方案6至9中任一項之聚醯胺酸與有機溶劑。
11.如技術方案10之聚醯胺酸溶液，其中上述有機溶劑含有選自醯胺系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑及醚系溶劑中之至少1種。
12.一種聚醯亞胺膜，其特徵在於，其係由如技術方案4或5之聚醯亞胺溶液而獲得。
13.一種聚醯亞胺膜，其特徵在於，其係由如技術方案10或11之聚醯胺酸溶液而獲得。
14.如技術方案12之聚醯亞胺膜，其係將上述聚醯亞胺溶液塗佈於支持體上而獲得。
15.如技術方案13之聚醯亞胺膜，其係將上述聚醯胺酸溶液塗佈於支持體上而獲得。
16.如技術方案14或15之聚醯亞胺膜，其中上述支持體為玻璃基板。
17.如技術方案12至16中任一項之聚醯亞胺膜，其中膜厚為10 μm時之波長400 nm之透光率為70%以上。
18.如技術方案12至17中任一項之聚醯亞胺膜，其中將面內之折射率中最大者設為nx，最小者設為ny，厚度方向之折射率設為nz之時，滿足nx-ny<0.0001且(nx+ny)/2-nz<0.003之關係。
19.如技術方案12至18中任一項之聚醯亞胺膜，其中玻璃轉移溫度為300℃以上。
20.一種基板，其含有如技術方案12至19中任一項之聚醯亞胺膜。
21.一種光學材料，其含有如技術方案12至19中任一項
之聚醯亞胺膜。
22.一種圖像顯示裝置，其含有如技術方案12至19中任一項之聚醯亞胺膜。
23.一種電子裝置材料，其含有如技術方案12至19中任一項之聚醯亞胺膜。
本說明書中所記載之材料特性值等係藉由以下評價法所得者。
(1)聚醯亞胺之分子量
藉由表1之條件求出重量平均分子量(Mw)。將評價結果示於表2中。
(2)聚醯亞胺於有機溶劑中之溶解性試驗
相對於聚醯亞胺0.5 g，將有機溶劑9.5 g(固形物成分濃度5%)加入樣品管中，以磁攪拌器進行攪拌。有機溶劑使用丙酮、1,3-二氧戊環、1,4-二烷、環戊酮、環己酮、γ-丁內酯(GBL)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)。將於室溫下，具體而言於23℃下完全溶解者設為￮，存在一部分溶解殘餘者設為△，不溶解者設為×。將評價結果示於表2。
(3)聚醯亞胺膜之穿透率
使用日本分光公司製之紫外可見近紅外分光光度計(V-650)，測定聚醯亞胺膜之於200-800 nm下之透光率，將400 nm之波長下之透光率用作指標。又，亦求出穿透率為
0.5%以下之波長(截止波長)。
(4)聚醯亞胺膜之玻璃轉移溫度
使用精工電子(股)公司製之TMA120C(樣品尺寸：寬3 mm、長10 mm，測定膜厚，算出膜之截面面積)，測定將荷重設為3 g，以10℃/min自10℃升溫至400℃時的膜(聚醯亞胺膜)之應變之變化量，將該變化量之反曲點之溫度設為玻璃轉移溫度。
(5)聚醯亞胺膜之總透光率
利用日本電色工業製之積分球式測霧計300A，藉由JIS K7105-1981所記載之方法進行測定。
(6)聚醯亞胺膜之霧度
利用日本電色工業製之積分球式測霧計300A，藉由JIS K7105-1981所記載之方法進行測定。
(7)相位差測定
藉由Shintec公司製之相位差計：OPTIPRO，測定正面相位差及厚度相位差之值。使用該值算出nx-ny及(nx+ny)/2-nz。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中，加入9,9-雙(3-甲基-4-胺基苯基)茀(以下稱為BTFL)14.4 g，添加經脫水之DMF 70.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐(以下稱為PMDA-HS)12.3 g，於室溫
(23℃)下攪拌1小時。其後，添加4,4'-二胺基二苯醚(以下稱為4,4'-ODA)3.3 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BTFL為70 mol%，4,4'-ODA為30 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為30重量%。
於上述溶液中添加DMF 100.0 g、及作為醯亞胺化觸媒之吡啶8.6 g，使此等完全地分散。於經分散之溶液中添加乙酸酐13.4 g並於100℃下攪拌4小時。於1 L之2-丙醇(以下稱為IPA)中滴加聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之溶解性之評價結果示於表2。
將DMAc用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例1所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中，以80℃乾燥20分鐘、以150℃乾燥1小時、以250℃乾燥2小時，從而獲得膜厚為15 μm、10 μm之2種聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
將DMAc用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例1所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以80℃乾燥20分鐘，於氮氣環境下以150℃乾燥30分鐘、以350℃乾燥2小
時，從而獲得膜厚為15 μm、10 μm之2種聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例1所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以80℃乾燥20分鐘、以150℃乾燥1小時、以250℃乾燥2小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例1所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以80℃乾燥20分鐘，於氮氣環境下以150℃乾燥30分鐘、以350℃乾燥2小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中，加入9,9-雙(4-胺基苯基)茀(以下稱為BAFL)13.9 g，添加經脫水之DMF 70.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，向該溶液中加入PMDA-HS 12.7 g，於室溫(23℃)下攪拌1小時。其後，添加4,4'-ODA
3.4 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BAFL為70 mol%，4,4'-ODA為30 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為30重量%。
於上述溶液中添加DMF 100.0 g、及作為醯亞胺化觸媒之吡啶9.0 g，使此等完全地分散。於經分散之溶液中添加乙酸酐14.0 g並於100℃下攪拌4小時。於1 L之2-丙醇(以下稱為IPA)中滴加聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將DMAc用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例2所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中，以80℃乾燥20分鐘、以150℃乾燥1小時、以250℃乾燥2小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
將DMAc用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例2所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以80℃乾燥20分
鐘，於氮氣環境下以150℃乾燥30分鐘、以350℃乾燥2小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
<聚醯亞胺溶液及聚醯亞胺膜之製作>
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例2所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中，以80℃乾燥20分鐘、以150℃乾燥1小時、以250℃乾燥2小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中，加入BTFL 14.4 g，添加經脫水之DMAc 170.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入PMDA-HS 12.3 g，於室溫(23℃)下攪拌1小時。其後，添加4,4'-ODA 3.3 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BTFL為70 mol%，4,4'-ODA為30 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為15重量%。
以棒式塗佈機將合成例3中聚合之聚醯胺酸溶液塗佈於
玻璃板上，於空氣中以80℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中，加入BAFL 13.9 g，添加經脫水之DMAc 170.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入PMDA-HS 12.7 g，於室溫(23℃)下攪拌1小時。其後，添加4,4'-ODA 3.4 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BAFL為70 mol%，4,4'-ODA為30 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為15重量%。
以棒式塗佈機將合成例4中聚合之聚醯胺酸溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以80℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中，加入BAFL 13.9 g，添加經脫水之GBL 170.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於
該溶液中加入PMDA-HS 12.7 g，於室溫(23℃)下攪拌1小時。其後，添加4,4'-ODA 3.4 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BAFL為70 mol%，4,4'-ODA為30 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為15重量%。
以棒式塗佈機將合成例5中聚合之聚醯胺酸溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以80℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中加入BAFL 12.2 g，添加經脫水之GBL 120.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入PMDA-HS 13.1 g，於室溫(23℃)下攪拌1小時。其後，加入4,4'-ODA 4.7 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BAFL為60 mol%，4,4'-ODA為40 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為20重量%。
於上述溶液中添加GBL 150.0 g、及作為醯亞胺化觸媒
之吡啶23.0 g，使此等完全地分散。於經分散之溶液中添加乙酸酐30.0 g並於室溫(23℃)下攪拌12小時。於1 L之IPA中滴加聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例6所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中，以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
將合成例6中聚合之聚醯胺酸溶液以GBL稀釋而調整為15重量%後，以棒式塗佈機將聚醯胺酸溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中加入BAFL 10.5 g，添加經脫水之GBL 120.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該
溶液中加入PMDA-HS 13.5 g，於室溫(23℃)下攪拌1小時。其後，添加4,4'-ODA 6.0 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BAFL為50 mol%，4,4'-ODA為50 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為20重量%。
於上述溶液中添加GBL 150.0 g、及作為醯亞胺化觸媒之吡啶24.0 g，使此等完全地分散。於經分散之溶液中添加乙酸酐31.0 g並於室溫(23℃)下攪拌12小時。於1 L之IPA中滴加聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例7所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
將合成例7中聚合之聚醯胺酸溶液以GBL稀釋而調整為15重量%後，以棒式塗佈機塗佈於玻璃板上，於空氣中以
100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中加入4,4'-ODA 14.2 g，添加經脫水之DMF 70.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入PMDA-HS 15.8 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為30重量%。
於上述溶液中添加DMF 100.0 g、及作為醯亞胺化觸媒之吡啶11.1 g，使此等完全地分散。於經分散之溶液中添加乙酸酐17.3 g並於100℃下攪拌4小時。於1 L之IPA中滴加聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將DMAc用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例8所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於80℃下乾燥20分鐘、於150℃下乾燥1小時、於250℃下乾燥2小時，從而獲得膜厚為17 μm、10 μm之2種聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價
結果示於表3。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例8所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於80℃下乾燥20分鐘、於150℃下乾燥1小時、於250℃下乾燥2小時，從而獲得膜厚為19 μm、10 μm之2種聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL玻璃製可分離式燒瓶中加入BTFL 18.8 g，添加經脫水之DMF 70 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入PMDA-HS 11.2 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為30重量%。
於上述溶液中添加作為醯亞胺化觸媒之吡啶7.9 g，並使此等完全地分散。於經分散之溶液中添加乙酸酐12.2 g並於100℃下攪拌4小時。於1 L之IPA中滴加聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將DMAc及GBL用作溶劑，製作以20重量%之濃度含有合成例9所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於80℃下乾燥20分鐘、於150℃下乾燥1小時、於250℃下乾燥2小時，但產生裂紋，無法獲得聚醯亞胺膜。
與比較例1、2之聚醯亞胺膜相比，實施例1~14之聚醯亞胺膜具有較高之透明性，截止波長為極短之波長，雙折射較小，具有較高之玻璃轉移溫度。
於具備丁史塔克分水器與回流管之三口燒瓶中添加雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐(以下有時稱為BODA)14.4 g、BAFL 13.2 g、4,4'-ODA 3.2 g、作為聚合溶劑之GBL 120.0 g、作為醯亞胺化觸媒之吡啶21.5 g、及作為水之共沸溶劑之甲苯5.0 g。各單體之添加比率於將BODA設為100 mol%時，BAFL為70 mol%，4,4'-ODA為30 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於反應溶液(其中，醯亞胺化觸媒與共沸溶劑除外)為20重量%。將該溶液於室溫(23℃)下攪拌1小時，其後一面攪拌，一面於180℃之氮氣環境下反應5小時，藉此獲得聚醯亞胺溶液。於1 L之IPA中滴加該聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例10所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺。將聚醯亞胺之評價結果示於表3。
於具備丁史塔克分水器與回流管之三口燒瓶中添加BODA 11.8 g、BAFL 8.3 g、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷(以下有時稱為BAPP)9.8 g、作為聚合溶劑之GBL 120.0 g、作為醯亞胺化觸媒之吡啶19.0 g、及作為水之共沸溶劑之甲苯5.0 g。各單體之添加比率於將BODA設為100 mol%時，BAFL為50 mol%，BAPP為50 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於反應溶液(其中，醯亞胺化觸媒與共沸溶劑除外)為20重量%。將該溶液於室溫(23℃)下攪拌1小時，其後一面攪拌一面於180℃之氮氣環境下反應5小時，藉此獲得聚醯亞胺溶液。於1 L之IPA中滴加該聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例11
所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺。將聚醯亞胺之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL之玻璃製可分離式燒瓶中加入BAFL 6.7 g，添加經脫水之GBL 120.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入PMDA-HS 14.3 g，於室溫(23℃)下攪拌1小時。其後，添加4,4'-ODA 8.9 g並攪拌10小時，從而獲得聚醯胺酸。各單體之添加比率於將PMDA-HS設為100 mol%時，BAFL為30 mol%，4,4'-ODA為70 mol%。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為20重量%。
於上述溶液中添加GBL 150.0 g、及作為醯亞胺化觸媒之吡啶25.3 g，使此等完全地分散。於經分散之溶液中添加乙酸酐33.3 g並於室溫(23℃)下攪拌12小時。於1 L之IPA中滴加聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將GBL用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例12所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
於具備丁史塔克分水器與回流管之三口燒瓶中添加BODA 16.6 g、4,4'-ODA 13.4 g、作為聚合溶劑之GBL 120.0 g、作為醯亞胺化觸媒之吡啶16.5 g、及作為水之共沸溶劑之甲苯5.0 g。再者，該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於反應溶液(其中，醯亞胺化觸媒與共沸溶劑除外)為20重量%。將該溶液於室溫(23℃)下攪拌1小時，其後一面攪拌一面於180℃之氮氣環境下反應5小時，藉此獲得聚醯亞胺溶液。於1 L之IPA中滴加該聚醯亞胺溶液並進行析出，從而獲得粉末狀之聚醯亞胺。將所得之粉末狀之聚醯亞胺以IPA清洗5次後，以真空乾燥裝置於120℃下真空乾燥12小時，從而獲得聚醯亞胺。將所得之聚醯亞胺之評價結果示於表2。
將NMP用作溶劑，製作以15重量%之濃度含有合成例13所合成之聚醯亞胺之聚醯亞胺溶液。以棒式塗佈機將該聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板上，於空氣中以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10
μm之聚醯亞胺。將聚醯亞胺之評價結果示於表3。
於包含具備不鏽鋼製攪拌棒之攪拌機、及氮氣導入管之500 mL之玻璃製可分離式燒瓶中加入4,4'-ODA 13.3 g，添加經脫水之DMAc 170.0 g作為聚合用溶劑並加以攪拌後，於該溶液中加入雙環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四甲酸二酐(以下有時稱為BTA-H)16.7 g，於室溫(23℃)下攪拌12小時。該反應溶液中之二胺化合物及四甲酸二酐之添加濃度相對於總反應液為30重量%。
將合成例14中聚合之聚醯胺酸溶液以DMAc稀釋而調整為25重量%後，以棒式塗佈機塗佈於玻璃板上，於空氣中以100℃乾燥30分鐘，於氮氣環境下以350℃乾燥1小時，從而獲得膜厚為10 μm之聚醯亞胺膜。將聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
上述本發明之聚醯亞胺、聚醯胺酸除耐熱性、透明性以外，亦具有光學各向同性，故而適合作為必需耐熱性之公知之所有構件用之膜及塗膜。又，由於本發明之聚醯亞胺、聚醯胺酸可溶於各種有機溶劑中，故而可製成聚醯亞胺溶液、聚醯胺酸溶液而容易地塗佈於各種基板上。期待本發明之聚醯亞胺作為例如TFT基板材料、ITO基板材料、印刷物、彩色濾光片、可撓性顯示構件、抗反射膜、全息圖、光學構件或建築材料及結構物之利用。
Claims (25)
- 一種聚醯亞胺，其含有下述通式(5)所表示之結構，
- 如請求項1之聚醯亞胺，其中上述通式(5)中之A所表示之2價有機基為含醚鍵之2價有機基。
- 如請求項1之聚醯亞胺，其中上述通式(5)所記載之X之值為0.3≦X<1.0。
- 如請求項1之聚醯亞胺，其中上述通式(5)之A所表示之2價有機基係源自4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、及4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯中之至少任1種二胺。
- 一種聚醯亞胺溶液，其含有如請求項1之聚醯亞胺與有機溶劑。
- 如請求項5之聚醯亞胺溶液，其中上述有機溶劑含有選 自醯胺系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑及醚系溶劑中之至少1種。
- 一種聚醯胺酸，其含有下述通式(6)所表示之結構，
- 如請求項7之聚醯胺酸，其中上述通式(6)中之A所表示之2價有機基為含醚鍵之2價有機基。
- 如請求項7之聚醯胺酸，其中上述通式(6)所記載之Y之值為0.3≦Y<1.0。
- 如請求項7之聚醯胺酸，其中通式(6)之A所表示之2價有機基係源自4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙(4-胺基苯氧基苯基)丙烷、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、及4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯中之至少任1種二胺。
- 如請求項7之聚醯胺酸，其中於上述通式(6)所表示之聚醯胺酸中，一部分經醯亞胺化。
- 一種聚醯胺酸溶液，其含有如請求項7之聚醯胺酸與有 機溶劑。
- 如請求項12之聚醯胺酸溶液，其中上述有機溶劑含有選自醯胺系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑及醚系溶劑中之至少1種。
- 一種聚醯亞胺膜，其係由如請求項5之聚醯亞胺溶液而獲得。
- 一種聚醯亞胺膜，其係由如請求項12之聚醯胺酸溶液而獲得。
- 如請求項14之聚醯亞胺膜，其係將上述聚醯亞胺溶液塗佈於支持體上而獲得。
- 如請求項15之聚醯亞胺膜，其係將上述聚醯胺酸溶液塗佈於支持體上而獲得。
- 如請求項16或17之聚醯亞胺膜，其中上述支持體為玻璃基板。
- 如請求項14至17中任一項之聚醯亞胺膜，其中膜厚為10 μm時之波長400 nm之透光率為70%以上。
- 如請求項14至17中任一項之聚醯亞胺膜，其中於將面內之折射率中最大者設為nx，最小者設為ny，厚度方向之折射率設為nz時，滿足nx-ny<0.0002且(nx+ny)/2-nz<0.005之關係。
- 如請求項14至17中任一項之聚醯亞胺膜，其中玻璃轉移溫度為250℃以上。
- 一種基板，其含有如請求項14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
- 一種光學材料，其含有如請求項14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
- 一種圖像顯示裝置，其含有如請求項14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
- 一種電子裝置材料，其含有如請求項14至21中任一項之聚醯亞胺膜。
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