TW201920373A - 膜、聚醯亞胺膜、積層體、顯示器用構件、觸摸面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置 - Google Patents

膜、聚醯亞胺膜、積層體、顯示器用構件、觸摸面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置 Download PDF

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Abstract

一種膜,該膜藉由依據JIS K7127之拉伸測試所得到的應力-應變曲線於降伏點之應變為8%以上,拉伸彈性模數為1.8GPa以上,依據JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上,依據JIS K7373-2006算出之黃度為5以下。

Description

膜、聚醯亞胺膜、積層體、顯示器用構件、觸摸面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置
本發明係關於一種膜、聚醯亞胺膜、積層體、顯示器用構件、觸摸面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置。
薄的板玻璃其硬度、耐熱性等優異,但相反地不易彎曲,若掉落則容易碎裂,在加工性有問題,又,具有較塑膠製品重等缺點。因此,近年來,樹脂基材或樹脂膜等樹脂製品於加工性、輕量化之觀點上,正在取代玻璃製品,不停地進行成為玻璃替代製品之樹脂製品的研究。
例如,隨著液晶或有機EL等顯示器,或觸摸面板等電子設備之快速進步,而逐漸要求器件(device)薄型化或輕量化,以及可撓性化。於此等器件,以往在薄的板玻璃上形成有各式各樣的電子元件,例如薄型電晶體或透明電極等,但藉由將此薄的板玻璃改變為樹脂膜,而可謀求面板本身之耐震性的強化、可撓性化、薄型化或輕量化。
一般而言,聚醯亞胺為使芳香族四羧酸酐與芳香族二胺之縮合反應得到之聚醯胺酸進行脫水閉環反應而得到的高耐熱性樹脂。然而,一般而言聚醯亞胺呈黃色或者褐色之著色,故難以使用於顯示器用途或光學用途等要求透明性之領域。因此,研究將透明性經提升之聚醯亞胺應用於顯示器構件。例如,於專利文獻1揭示一種聚醯亞胺,並記載有適於平面顯示器或行動電話機器等基板材料,該聚醯亞胺為高耐熱性、高透明性、低吸水性之聚醯亞胺樹脂,係使選自由1,2,4,5-環己烷四羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐及此等之反應性衍生物組成之群中的至少1種含醯基化合物與選自以特定式子表示之具有至少一個伸苯基與亞異丙基之化合物中的至少1種亞胺基形成化合物反應而成。
並且,於專利文獻2揭示一種透明聚醯亞胺膜,含有來自芳香族二酐及芳香族二胺之單元構造,並進一步含有撕裂強度改善用添加劑或來自具有官能基之單體的單元構造,該官能基選自由六氟基、碸(sulfone)基及氧基組成之群中。於專利文獻3揭示一種聚醯亞胺膜,該聚醯亞胺膜之透明性及耐熱性優異,損耗彈性模數除以保存彈性模數所得之值即tanδ曲線中之波峰最高點位於特定範圍內。
又,於專利文獻4揭示一種被使用於可撓性器件之基板的聚醯亞胺膜,而為了得到無色透明、發生於與無機膜之間的殘留應力低、機械物性及熱物性優異之聚醯亞胺膜,係對使用特定之氟系芳香族二胺與矽原子數為3~200個之具有矽氧烷骨架之聚矽氧化合物作為單體成分的聚醯亞胺前驅物進行醯亞胺化。於專利文獻4並記載有使用前述聚醯亞胺前驅物形成附有無機膜(SiN膜)之聚醯亞胺膜後,結果在重複進行10次彎折之彎折測試後,未觀察到裂紋或剝離(○),或者觀察到裂紋(△)。
又,於專利文獻5,則記載有一種低折射率且抗折性高之聚醯亞胺,含有二胺原料重量之10重量%以上的矽原子數為2~21個之聚矽氧二胺。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2006-199945號公報
專利文獻2:日本特表2014-501301號公報
專利文獻3:日本特表2012-503701號公報
專利文獻4:國際公開2014/098235號公報
專利文獻5:日本特開2008-64905號公報
發明所欲解決之課題
對於成為玻璃替代製品之樹脂製品,原本就要求優異之透明性。
關於可折疊畫面之行動機器,當運持時,係使之為折疊的狀態,而當使用時,則會使之為打開折疊的狀態。因此,對於裝載在行動機器之可撓性顯示器,要求即使重複彎曲亦不會發生顯示不良,而對於可撓性顯示器用之基材或表面材料,則要求重複彎曲時之抗彎曲性(以下,有時會稱為動抗彎曲性)。並且,可折疊畫面之行動機器由於大多是以折疊之狀態運持,故對於裝載在行動機器之可撓性顯示器,要求即使長時間持續彎折狀態,當回復平坦時成為原狀,而對於可撓性顯示器用之基材或表面材料,亦要求長時間持續彎折狀態後之復原性(以下,有時稱為靜抗彎曲性)。
另一方面,對於可撓性顯示器用之基材或表面材料,不僅要求可承受重複之彎曲,亦要求表面抗刮傷之功能,以及防止位於其下部之觸感測器或顯示器面板破損。
樹脂膜之抗彎曲性與表面硬度雖然如後文之詳細說明,為相反之特性,但尋求一種同時兼顧抗彎曲性與足以作為保護膜之表面硬度的樹脂膜。
本發明係有鑑於上述問題點而完成者,主要目的在於提供一種透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制之膜或樹脂膜。
又,本發明之目的在於提供一種具有前述膜或樹脂膜之積層體,及為前述膜或樹脂膜或前述積層體之顯示器用構件,以及具備前述膜或樹脂膜或前述積層體之觸摸面板構件、液晶顯示裝置及有機電致發光顯示裝置。
用以解決課題之手段
本發明之膜於藉由拉伸測試得到之應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,該拉伸測試係依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,於25℃對15mm×40mm之測試片進行測量,
前述拉伸測試中之拉伸彈性模數為1.8GPa以上,
本發明之膜依據JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上,依據JIS K7373-2006算出之黃度為5以下。
本發明之聚醯亞胺膜於藉由拉伸測試得到之應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,該拉伸測試係依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,於25℃對15mm×40mm之測試片進行測量,
前述拉伸測試中之拉伸彈性模數為1.8GPa以上,
本發明之聚醯亞胺膜依據JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上,依據JIS K7373-2006算出之黃度為5以下。
本發明之聚醯亞胺膜,從表面硬度優異之方面來看,較佳於溫度25℃,依據ISO14577,使用奈米壓痕法測得之膜表面的楊氏模數為2.3GPa以上。
從透光性與抗彎曲性及表面硬度之方面來看,較佳於本發明之聚醯亞胺膜含有具有下述通式(1)表示之構造的聚醯亞胺。
通式(1)

(通式(1)中,R1 表示4價基,該4價基為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基,複數個R1 彼此可相同或亦可不同,R2 表示2價基,該2價基為二胺殘基,複數個R2 彼此可相同或亦可不同,複數個R2 之至少一部分含有具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。n表示重複單元數。)
本發明之聚醯亞胺膜從抗彎曲性與表面硬度之方面來看,較佳於具有前述通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中,R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種,包含於主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基,或者,R2 表示2價基,該2價基為二胺殘基,R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
本發明之聚醯亞胺膜從透光性與抗彎曲性及表面硬度之方面來看,較佳於前述具有通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中,前述通式(1)中之R1 為選自由環己烷四羧酸二酐殘基、環戊烷四羧酸二酐殘基、二環己烷-3,4,3',4'-四羧酸二酐殘基、環丁烷四羧酸二酐殘基、焦蜜石酸二酐殘基、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐殘基、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐殘基、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、3,3'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、4,4'-氧二鄰苯二甲酸酐殘基及3,4'-氧二鄰苯二甲酸酐殘基組成之群中至少1種的4價基。
本發明之聚醯亞胺膜從提升抗彎曲性及表面硬度之方面來看,較佳於前述具有通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中,R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種,包含於主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基,或者R2 表示2價基,該2價基為選自由不具有矽原子之二胺殘基及於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基中的至少1種,R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
本發明之聚醯亞胺膜從透光性與抗彎曲性及表面硬度之方面來看,較佳於前述具有通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中,前述通式(1)中之R2 中的前述具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基為選自由反式環己烷二胺殘基、反式1,4-雙亞甲基環己烷(trans-1,4-bismethylene cyclohexane)二胺殘基、4,4'-二胺基二苯碸殘基、3,4'-二胺基二苯碸殘基、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷殘基、3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基(4,1-phenyleneoxy))]二苯胺殘基、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基及下述通式(2)表示之2價基組成之群中至少1種的2價基。
通式(2)


(於通式(2)中,R3 及R4 分別獨立地表示氫原子、烷基或全氟烷基(perfluoroalkyl)。)
本發明之積層體為具有前述本發明之膜或聚醯亞胺膜與硬塗層(hard coat layer)的積層體,該硬塗層含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中之至少1種的聚合物。
本發明之顯示器用構件含有前述本發明之膜或聚醯亞胺膜,或者前述本發明之積層體。
本發明之顯示器用構件可作為可撓性顯示器用。
又,本發明提供一種觸摸面板構件,該觸摸面板構件具有:
前述本發明之膜或者聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體,
配置於前述膜或者聚醯亞胺膜或前述積層體之一面側的由複數個導電部構成之透明電極,及
於前述導電部之端部的至少一側電連接之複數條外輸線。
又,本發明提供一種液晶顯示裝置,該液晶顯示裝置具有:
前述本發明之膜或者聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體,及
配置於前述膜或者聚醯亞胺膜或前述積層體之一面側的在對向基板間具有液晶層而成之液晶顯示部。
又,本發明提供一種有機電致發光顯示裝置,該有機電致發光顯示裝置具有:
前述本發明之膜或者聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體,及
配置於前述膜或者聚醯亞胺膜或前述積層體之一面側的在對向基板間具有有機電致發光層而成之有機電致發光顯示部。
發明之效果
若根據本發明,則可提供一種透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制之膜或樹脂膜。
又,本發明可提供一種具有前述膜或樹脂膜之積層體,及為前述膜或樹脂膜或前述積層體之顯示器構件,以及具備前述膜或樹脂膜或前述積層體之觸摸面板構件、液晶顯示裝置及有機電致發光顯示裝置。
1. 膜
本發明之膜於藉由拉伸測試得到之應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,該拉伸測試係依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,於25℃對15mm×40mm之測試片進行測量,
前述拉伸測試中之拉伸彈性模數為1.8GPa以上,
本發明之膜依據JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上,依據JIS K7373-2006算出之黃度為5以下。
若根據本發明,則藉由製成「於藉由在25℃測量之拉伸測試所得到的應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,具有前述拉伸測試中之前述特定拉伸彈性模數、前述特定總透光率及前述特定黃度」之膜,而可提供一種透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制之膜。
另,本發明中,所謂「膜」係指厚度為1μm-200μm左右之薄膜狀或平板狀材料,包含被稱為「片」之物,又,亦可為長條狀。
作為本發明之膜,可舉樹脂膜。
作為樹脂膜之材料,例如可列舉:聚醯亞胺、聚醯胺、三乙醯基纖維素(triacetylcellulose)、聚乙烯、聚丙烯、聚縮醛(polyacetal)、聚酯(聚對酞酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚對酞酸丁二酯(polybutylene terephthalate))、聚氯乙烯、AS樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚伸苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚芳酯(polyarylate)、聚碸、聚醚碸(polyether sulfone)、聚醚醚酮、液晶聚合物、聚四氟乙烯、醯化纖維素(cellulose acylate)、環烯聚合物、MBS樹脂及含有此等之至少1種的共聚物等。若滿足本發明範圍之物性值,則材料種類並無特別限定,但較佳為有機系材料、聚矽氧系材料、該等之共聚物、混合物,其中,適用膜之玻璃轉移溫度在150℃以上者。並且於本發明中,尤其適用使用聚醯亞胺或聚醯胺作為膜材料之聚醯亞胺膜或聚醯胺膜。
以下,以聚醯亞胺膜為例,詳細說明本發明之膜的作用、特性等。本發明之膜的作用、特性等可與後述之本發明之聚醯亞胺膜相同。
II. 聚醯亞胺膜
本發明之聚醯亞胺膜於藉由拉伸測試得到之應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,該拉伸測試係依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,於25℃對15mm×40mm之測試片進行測量,
前述拉伸測試中之拉伸彈性模數為1.8GPa以上,
本發明之聚醯亞胺膜依據JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上,依據JIS K7373-2006算出之黃度為5以下。
若根據本發明,則藉由製成「於藉由在25℃測量之拉伸測試所得到的應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,具有前述拉伸測試中之前述特定拉伸彈性模數、前述特定總透光率及前述特定黃度」之聚醯亞胺膜,而可提供一種透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制之樹脂膜。
本發明人等於樹脂之中亦著眼於聚醯亞胺。關於聚醯亞胺,已知來自其化學構造,耐熱性等耐久性優異。又,關於聚醯亞胺膜,已知內部分子鏈之配置形成一定的秩序構造,而一般認為拜此所賜,於室溫下,以一定周期重複平坦狀態、彎折狀態之情形時的復原性顯示出良好的結果。
然而,使用以往之透明聚醯亞胺的樹脂膜,具有「於以一定周期重複平坦狀態、彎折狀態之測試中容易斷裂」,或「帶有皺折,不易回復為平坦,抗彎曲性差」的問題。推測是發生了膜之塑性變形,因此,即使將彎曲之力卸除,亦變得難以復原,該膜之塑性變形係因長時間維持彎曲狀態而持續地對彎曲部外圍施加拉伸之應力所造成。
關於當彎折時作用於膜彎曲部外圍之拉伸應力,一般認為若膜厚越厚,彎曲部之彎曲半徑越小,則該拉伸應力會越大。
因此,容易塑性變形之膜於彎曲測試之過程中容易變形,其變形於使用本發明之材料作為可撓性顯示器面板之構件時,會使目視辨認性惡化。
更詳而言之,推測如下。
關於膜之彎曲,於彎曲外圍部有張力作用,於彎曲內圍部則有壓縮力作用,於如圖1所示的膜之彎曲中,在應力最大之部位(應力最大部)的最大應力(σ)可由下述式(1)表示。

E :彈性模數
y :距中立軸(成為彎曲時之中心之軸)之距離的最大值(圖1之情形,膜厚d之一半)
ψ :曲率(測試寬度)
d :膜之膜厚
前述最大應力(σ)如前述式(1)所示,與膜之彈性模數與膜厚成正比,與曲率減去膜厚所得之值成反比。因此,若增大膜之彈性模數,則於彎曲時作用在膜之應力亦會變大,而成為變形之原因。即使於樹脂膜,若增大彈性模數,則彎曲狀態後之復原性亦會惡化,有抗彎曲性不夠之傾向。另一方面,藉由增大樹脂膜之彈性模數,會有提升表面硬度之傾向。實際上,如在後述之比較例4表示般,彈性模數大之聚醯亞胺膜其表面硬度雖然良好,但是抗彎曲性卻會惡化。因此,樹脂膜之抗彎曲性與表面硬度一般認為是相反之特性。
對於可撓性顯示器用之基材或表面材料,不僅要求可承受重複之彎曲,且亦要求表面之抗刮傷功能,以及防止位於其下部之觸感測器或顯示器面板的破損。表面材料越是例如像玻璃等般彈性模數高之材質,則越能對於來自顯示器表面之撞擊將該撞擊擴散於面方向而緩和局部之撞擊,結果可防止顯示器面板之破損。與此同樣之情形亦會發生在可撓性顯示器,作為保護顯示器面板之功能,表面材料之彈性模數高較能有利地發揮作用。另一方面,當彈性模數低之情形時,雖然亦有時可藉由表面材料本身產生變形來緩和撞擊,但是因變形所產生之凹陷等會固定化,顯示器表面之平滑性會大幅下降,外觀容易受損。
例如,於專利文獻4記載之聚醯亞胺膜,藉由導入含有3個以上之矽原子的聚矽氧成分,而於凝固點下以下具有玻璃轉移溫度,記載有「產生在與無機膜之間的殘留應力減少」。然而,如在後述之比較例5表示般,導入有含3個以上矽原子之聚矽氧成分的聚醯亞胺膜由於具有低玻璃轉移溫度,因此有「於室溫,彈性模數不夠,表面硬度低,容易受損」,或「會將撞擊傳遞向發光面板或電路,作為保護膜之功能不夠」的問題。
又,於專利文獻5記載之聚醯亞胺膜,記載有抗折性高。然而,如在後述之比較例6表示般,導入有相當於專利文獻5實施例之聚矽氧二胺(含有9~10個左右之矽原子)的聚醯亞胺膜,有下述問題:於室溫,彈性模數不夠,表面硬度低,易受損,作為保護膜之功能不夠,以及透明性差。
因上述情況,而尋求一種透明性優異,且同時兼顧抗彎曲性與足以作為保護膜之表面硬度的樹脂膜。然而,如上述般,一般認為樹脂膜之抗彎曲性與表面硬度為相反之特性,難以提升抗彎曲性,且同時維持表面硬度。
相對於此,本發明人等著眼於藉由前述拉伸測試所得到之應力-應變曲線中在降伏點的應變(%)值,而發現有下述傾向:應力-應變曲線於降伏點之應變在8%以上的聚醯亞胺膜會成為抗彎曲性獲得提升者。此原因雖然不清楚,但是推測如下。
前述應力-應變曲線為於拉伸測試中所得到之拉伸應力與應變的關係曲線,係以應變(%)為橫軸,拉伸應力(MPa)為縱軸繪製。至應力-應變曲線中之降伏點為止的區域可視為彈性變形區域,而應力-應變曲線中之降伏點以後的區域則可視為塑性變形區域。若在降伏點之應變(%)大於預定值,則推斷彈性變形區域會較預定廣,具有「即使彎曲亦可輕易回復原狀」之性質。亦即,關於以應力-應變曲線得到之降伏點的應變量,若換句話說,則亦可表達為「能夠彈性變形之變形量」,可認為是能夠復原成施加應力前之形狀的變形量。因此,推斷是不是若於降伏點之應變(%)較預定值大,則會如後述實施例中之彎曲測試結果所示般,變成重複進行膜彎折後之復原性獲得提升之膜。
另,於後述之實施例與比較例,顯示出即使是使用具有相同分子構造之聚醯亞胺前驅物製造聚醯亞胺膜的情形,若製造方法不同,膜之狀態不同,則於應力-應變曲線中,在降伏點之應變(%)值亦會不同,且抗彎曲性亦隨之大為不同。此被認為顯示出「聚醯亞胺膜之抗彎曲性並非僅取決於聚醯亞胺之組成」,及「於降伏點之應變(%)值表示關乎抗彎曲性之聚醯亞胺膜的狀態」。
並推斷由於除了前述藉由拉伸測試所得到之應力-應變曲線於降伏點的應變(%)外,進一步組合「於前述拉伸測試中,具有前述特定拉伸彈性模數」之條件來選擇聚醯亞胺膜,因此可製成同時兼顧抗彎曲性與足以作為保護膜之表面硬度之膜。
又,推斷藉由進一步製成具有前述特定總透光率及前述特定黃度之聚醯亞胺膜,而可提供一種透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制之樹脂膜。
以下,詳細說明本發明之聚醯亞胺膜。
本發明之聚醯亞胺膜為含有聚醯亞胺,具有前述特定之特性者。只要不會減損本發明之效果,亦可進一步含有其他成分,或亦可具有其他構成。
1. 應力-應變曲線之降伏點
本發明之聚醯亞胺膜於藉由在25℃測量之拉伸測試所得到的應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上。從提升抗彎曲性之方面來看,於該降伏點之應變較佳為8.5%以上,更佳為9.3%以上,再更佳為9.5%以上。
於降伏點之應變的上限值並無特別限定,於降伏點之應變通常可為90%以下。
由於拉伸彈性模數越大,使之變形所需之力會越大,因此容易作大幅變形的是拉伸彈性模數小之材料。於本發明之拉伸彈性模數的下限為1.8GPa,另一方面,拉伸強度大之樹脂膜的拉伸強度大約為200N/mm2 左右。若對拉伸彈性模數不同之膜,算出達到拉伸強度200N/mm2 之應變量,求出拉伸彈性模數與於200N/mm2 之應變量的關係,再算出拉伸彈性模數1.8GPa之膜的應變量,則本發明之拉伸彈性模數下限1.8GPa的膜估計應變量大約為90%。因此,大約90%被認為是上限。
前述拉伸測試係使用拉伸測試機(例如島津製作所製:AUTOGRAPH AG-X 1N,Loadcell:SBL-1KN),從聚醯亞胺膜切下寬度15mm×長度40mm(拉伸方向40mm×與拉伸方向正交之方向15mm)之測試片,依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,於25℃測量該測試片。當從膜切下測試片時,較佳切下膜之膜厚均一的部分,例如較佳從膜之中央部附近切下。作為「為膜之膜厚均一的基準」,例如可舉使用數位線性量規(digital linear gauge)(尾崎製作所股份有限公司製,型式PDN12 數位量規)測量切下之膜的四個角落與中央共計5點之膜厚,5點之平均膜厚與各點之膜厚的差在平均膜厚之6%以內。
關於應力-應變曲線,係當對夾頭間距離亦即測試長度20mm以10mm/分進行拉伸測試時,將伸長量除以測試長度所得到之應變(%)作為橫軸,將拉伸應力(MPa)作為縱軸,來繪製拉伸測試中得到之拉伸應力與應變的關係。聚醯亞胺膜之應力-應變曲線的降伏點,例如如圖2所示,有時會難以清楚地瞭解。因此,本發明之聚醯亞胺膜於應力-應變曲線之降伏點的應變(%),具體而言可以下述方式求出。
於應力-應變曲線中,從應變為0.16%之地點開始採樣,然後每增加0.21%再進行採樣(將此定義為dx)。亦即dx為與其前一個所採樣之值的差(變化量),僅初始值為0.16%,然後則為0.21%。另一方面,dy為於和應變對應之拉伸應力之值中,與其前一個所採樣之值的差(變化量)。分別算出dx、dy後,使橫軸為應變%,縱軸為dy/dx(平均變化率),進行圖形化(例如,為圖2之應力-應變曲線的情形時,會成為圖3所示之圖形)。應變%與dy/dx(平均變化率)之圖形如圖3所示,基本上雖會是向右遞減之圖形,但將超過可得到dy/dx(平均變化率)之最大值的點後最初出現之dy/dx的反曲點定義為降伏點。另,對於不見前述反曲點者,則將dy/dx初次為0之點作為降伏點。
於降伏點之應變(%)係依照JIS Z8401:1999之規則B,取四捨五入至小數點以下第1位之值。
2. 拉伸彈性模數
本發明之聚醯亞胺膜依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm測量15mm×40mm之測試片的於25℃之拉伸彈性模數為1.8GPa以上。如此,由於在25℃(室溫)之拉伸彈性模數高,因此即使是室溫亦可維持足以作為保護膜之表面硬度,可使用作為表面材料或基材。前述拉伸彈性模數較佳為2.0GPa以上,更佳為2.1GPa以上,再更佳為2.3GPa以上。另一方面,從提升抗彎曲性之方面來看,前述拉伸彈性模數較佳為5.2GPa以下。從提升抗彎曲性之方面來看,前述拉伸彈性模數亦可為4.0GPa以下,亦可為3.5GPa以下,或亦可為2.9GPa以下。
前述拉伸彈性模數可以與前述應力-應變曲線之降伏點中的拉伸測試同樣方式測量。
3. 總透光率
本發明之聚醯亞胺膜依據前述JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上。如此,由於透射率高,因此透明性良好,可成為玻璃替代材料。本發明之聚醯亞胺膜前述依據JIS K7361-1測量的總透光率更佳為88%以上,再更佳為89%以上,尤佳為90%以上。
依據JIS K7361-1測量之總透光率,例如可藉由霧度(haze)計(例如村上色彩技術研究所製 HM150)來測量。另,可從某厚度之總透光率的測量值,藉由朗伯-比爾定律對不同厚度之總透光率求出換算值,可利用該值。
具體而言,若根據朗伯-比爾定律,則透射率T係以下式表示,
Log10 (1/T)=kcb
(k=物質固有之常數,c=濃度,b=光程長)。
於膜之透射率的情形時,若假設即使膜厚改變,密度亦為一定,則由於c亦為常數,因此,上述式可使用常數f表示為:
Log10 (1/T)=fb
(f=kc)。此處,若知道某膜厚時之透射率,則可求出各物質之固有常數f。因此,若使用T=1/10f˙b 之式,將固有常數帶入f,將目標膜厚帶入b,則可求出想要之膜厚時的透射率。
4. 黃度
又,本發明之聚醯亞胺膜依據前述JIS K7373-2006算出的黃度(YI值)為5以下。如此由於黃度低,因此可抑制帶些許黃色之著色,提升透光性,能成為玻璃替代材料。前述依據JIS K7373-2006算出之黃度(YI值)較佳為4.5以下,更佳為4以下,再更佳為3.5以下。
另,黃度(YI值)可用下述方式算出:依據前述JIS K7373-2006,使用紫外-可見-近紅外光分光光度計(例如,日本分光股份有限公司V-7100),藉由分光測色法,使用輔助照明體C、2度視野,基於以1nm間隔測量250nm以上800nm以下之範圍的透射率,求出XYZ表色系中之三刺激值X、Y、Z,從該X、Y、Z之值由下式算出。
YI=100(1. 2769X-1.0592Z)/Y
另,關於不同厚度之黃度,可從某厚度之黃度的測量值,對某特定膜厚之樣品之250nm以上800nm以下的範圍經以1nm間隔測得之於各波長的各透射率,與前述總透光率同樣地藉由朗伯-比爾定律求出不同厚度之各波長之各透射率的換算值,將其作為基礎加以算出使用。
又,從可抑制帶些許黃色之著色、提升透光性、適用作為玻璃替代材料的方面來看,本發明之聚醯亞胺膜較佳依據前述JIS K7373-2006算出的黃度(YI值)除以膜厚(μm)所得之值(YI值/膜厚(μm))為0.10以下,更佳為0.05以下,再更佳為0.03以下。
另,於本發明中,前述黃度(YI值)除以膜厚(μm)所得到之值(YI值/膜厚(μm))係依照JIS Z8401:1999之規則B,取四捨五入至小數點以下第2位之值。
5. 聚醯亞胺
於本發明中,聚醯亞胺為使四羧酸成分與二胺成分反應所得到者。較佳藉由四羧酸成分與二胺成分之聚合得到為前驅物之聚醯胺酸後,將此前驅物醯亞胺化。因此,於本發明使用之聚醯亞胺,為於主鏈含有四羧酸殘基與二胺殘基者。另,所謂四羧酸殘基,係指從四羧酸經去除4個羧基後之殘基,表示與從四羧酸二酐經去除酸二酐構造後之殘基相同的構造。又,所謂二胺殘基,則是指從二胺經去除2個胺基後之殘基。
只要可得到於本發明特定之前述應力-應變曲線於降伏點之應變(%)、前述拉伸彈性模數、前述總透光率及前述黃度,則製膜可用熱醯亞胺化法進行;亦可將聚醯亞胺前驅物藉由化學醯亞胺化製成聚醯亞胺後,於聚醯亞胺溶液之狀態下成形,將溶劑去除,藉此來進行;又,亦可以合併使用該等熱醯亞胺化與化學醯亞胺化之方法來製造。該熱醯亞胺化法,係於聚醯亞胺前驅物之狀態下成形,然後藉由熱處理製成聚醯亞胺。
於本發明使用之聚醯亞胺,作為成為四羧酸殘基之四羧酸成分,從提升聚醯亞胺膜之表面硬度的方面來看,例如較佳為具有芳香族環之四羧酸成分。
作為具有芳香族環之四羧酸成分,可舉具有芳香族環之四羧酸二酐,例如焦蜜石酸二酐、3,3',4,4'-二苯基酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯基酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)醚二酐、雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、1,3-雙((3,4-二羧基)苯甲醯基〕苯二酐、1,4-雙[(3,4-二羧基)苯甲醯基〕苯二酐、2,2-雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}丙烷二酐、2,2-雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}丙烷二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}酮二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}酮二酐、4,4'-雙[4-(1,2-二羧基)苯氧基〕聯苯二酐、4,4'-雙[3-(1,2-二羧基)苯氧基〕聯苯二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}酮二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}酮二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}碸二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}碸二酐、雙{4-[4-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}硫醚(sulfide)二酐、雙{4-[3-(1,2-二羧基)苯氧基〕苯基}硫醚二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、3,3'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、4,4'-氧二鄰苯二甲酸酐、3,4'-氧二鄰苯二甲酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、2,3,6,7-蒽四羧酸二酐、1,2,7,8-菲四羧酸二酐等。
又,作為使用於本發明之四羧酸成分,從聚醯亞胺膜之透光性的方面來看,亦較佳為具有脂肪族環之四羧酸成分。
作為具有脂肪族環之四羧酸二酐,例如可列舉:環己烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐、二環己烷-3,4,3',4'-四羧酸二酐、環丁烷四羧酸二酐等。
另,上述之四羧酸成分可單獨使用或亦可將2種以上混合使用。
作為二胺成分,從聚醯亞胺膜之耐久性與表面硬度的方面來看,例如較佳為具有芳香族環之二胺。
又,作為使用於本發明之二胺成分,從聚醯亞胺膜之透光性的方面來看,亦較佳為具有脂肪族環之二胺。
又,關於本發明之聚醯亞胺膜,其中較佳含有聚醯亞胺,該聚醯亞胺含有具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基與於主鏈具有矽原子之二胺殘基。藉由在含有芳香族環或脂肪族環作為主成分的分子骨架之間,導入主鏈具有矽原子之柔軟的分子骨架,可使聚醯亞胺輕易兼顧抗彎曲性與表面硬度,且可輕易抑制配向性,容易成為雙折射率經減少者。
作為具有芳香族環之二胺,例如可使用4,4'-二胺基二苯基碸、3,4'-二胺基二苯基碸、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、對伸苯基二胺、鄰伸苯基二胺、3,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基醚、3,4'-二胺基二苯基硫醚、4,4'-二胺基二苯基硫醚、4,4'-二胺基二苯基酮、3,4'-二胺基二苯基酮、4,4'-二胺基苯甲醯胺苯、4,4'-二胺基二苯基甲烷、3,4'-二胺基二苯基甲烷、2-(3-胺基苯基)-2-(4-胺基苯基)丙烷、2-(3-胺基苯基)-2-(4-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,1-二(4-胺基苯基)-1-苯基乙烷、1-(3-胺基苯基)-1-(4-胺基苯基)-1-苯基乙烷、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯甲醯基)苯、1,4-雙(4-胺基苯甲醯基)苯、1,3-雙(4-胺基-α,α-二甲苄基)苯、1,4-雙(4-胺基-α,α-二甲苄基)苯、1,3-雙(4-胺基-α,α-二三氟甲基苄基)苯、1,4-雙(4-胺基-α,α-二三氟甲基苄基)苯、N,N'-雙(4-胺基苯基)對酞醯胺(terephthalamide)、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、3,3'-二氯-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲氧-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]酮、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]醚、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,4-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,4-雙[4-(4-胺基苯氧基)-α,α-二甲苄基]苯、4,4'-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]二苯基醚、4,4'-雙[4-(4-胺基-α,α-二甲苄基)苯氧基]二苯基酮、4,4'-雙[4-(4-胺基-α,α-二甲苄基)苯氧基]二苯基碸、4,4'-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯氧基]二苯基碸、3,3'-二胺基-4,4'-二苯氧基二苯基酮、3,3'-二胺基-4,4'-二聯苯氧基(dibiphenoxy)二苯基酮、3,3'-二胺基-4-苯氧基二苯基酮、3,3'-二胺基-4-聯苯氧基二苯基酮、6,6'-雙(4-胺基苯氧基)-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺雙二氫茚(spirobiindan)等,及前述二胺之芳香族環上氫原子的一部分或者全部經選自氟基、甲基、甲氧基、三氟甲基或三氟甲氧基中之取代基取代的二胺。
作為具有脂肪族環之二胺,例如可列舉:反式-環己烷二胺、反式-1,4-雙亞甲基環己烷二胺、2,6-雙(胺基甲基)雙環[2,2,1]庚烷、2,5-雙(胺基甲基)雙環[2,2,1]庚烷等。
作為於主鏈具有矽原子之二胺,例如可舉下述通式(A)表示之二胺。
通式(A)

(於通式(A)中,L分別獨立地為直接鍵結或-O-鍵,R10 分別獨立地表示亦可具有取代基且亦可含有氧原子或氮原子之碳數1以上20以下的1價烴基。R11 分別獨立地表示亦可具有取代基且亦可含有氧原子或氮原子之碳數1以上20以下的2價烴基。k為0~200之數。具有複數個之L、R10 及R11 彼此可相同或亦可不同。)
作為以R10 表示之1價烴基,可列舉:碳數1以上20以下之烷基、芳基及此等之組合。烷基可為直鏈狀、分支狀、環狀之任一種,亦可為直鏈狀或分支狀與環狀之組合。
作為碳數1以上20以下之烷基,較佳為碳數1以上10以下之烷基,具體而言可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基等。作為前述環狀烷基,較佳為碳數3以上10以下之環烷基(cycloalkyl),具體而言,可列舉:環戊基、環己基等。作為前述芳基,較佳為碳數6以上12以下之芳基,具體而言,可列舉:苯基、甲苯基、萘基等。又,作為以R10 表示之1價烴基,可為芳烷基,例如可列舉:苄基、苯基乙基、苯基丙基等。
作為亦可含有氧原子或氮原子之烴基,例如可舉後述2價烴基與前述1價烴基以醚鍵、羰基鍵、酯鍵、醯胺鍵及亞胺基鍵(-NH-)中之至少1者鍵結的基。
作為以R10 表示之1價烴基可具有的取代基,於不會損及本發明之效果的範圍內並無特別限定,例如可列舉:氟原子、氯原子等鹵素原子,羥基等。
作為以R10 表示之1價烴基,從抗彎曲性提升與表面硬度之兼顧性方面來看,較佳為碳數1以上3以下之烷基或碳數6以上10以下之芳基。作為碳數1以上3以下之烷基,更佳為甲基,作為前述碳數6以上10以下之芳基,更佳為苯基。
作為以R11 表示之2價烴基,可列舉:碳數1以上20以下之伸烷基(alkylene group)、伸芳基(arylene)及此等之組合之基。伸烷基可為直鏈狀、分支狀、環狀之任一者,亦可為直鏈狀或分支狀與環狀之組合。
作為碳數1以上20以下之伸烷基,較佳為碳數1以上10以下之伸烷基,例如可列舉:亞甲基(methylene)、伸乙基(ethylene)、各種伸丙基(propylene)、各種伸丁基(butylene)、伸環己基等直鏈狀或分支狀伸烷基與環狀伸烷基之組合之基等。
作為前述伸芳基,較佳為碳數6~12之伸芳基,作為伸芳基,可列舉:伸苯基、伸聯苯基(biphenylene)、伸萘基等,亦可進一步具有後述對芳香族環之取代基。
作為亦可含有氧原子或氮原子之2價烴基,可舉前述2價烴基彼此以醚鍵、羰基鍵、酯鍵、醯胺鍵及亞胺基鍵 (-NH-)之至少1者鍵結的基。
作為以R11 表示之2價烴基可具有之取代基,可與前述以R10 表示之1價烴基可具有之取代基相同。
作為以R11 表示之2價烴基,從抗彎曲性提升與表面硬度之兼顧性方面來看,較佳為碳數1以上6以下之伸烷基或碳數6以上10以下之伸芳基,並且,更佳為碳數2以上4以下之伸烷基。
其中,從實現維持足以作為保護膜之表面硬度且同時提升抗彎曲性者的觀點,於主鏈具有矽原子之二胺殘基較佳為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,其中,較佳為於主鏈具有2個矽原子之二胺殘基。在含有芳香族環或脂肪族環的剛直分子骨架之間導入有特定量於主鏈具有1個或2個矽原子之短柔軟分子骨架的聚醯亞胺,被認為可容易得到維持來自含有芳香族環或脂肪族環之分子骨架之彈性模數且同時前述彈性變形區域相對較大的聚醯亞胺膜,可輕易兼顧表面硬度與抗彎曲性。
作為於主鏈具有1個矽原子之二胺,例如可舉以下述通式(A-1)表示之二胺。又,作為於主鏈具有2個矽原子之二胺,例如可舉以下述通式(A-2)表示之二胺。
通式(A-1)


通式(A-2)

(於通式(A-1)及通式(A-2)中,L分別獨立地為直接鍵結或-O-鍵,R10 分別獨立地表示亦可具有取代基且亦可含有氧原子或氮原子之碳數1以上20以下的1價烴基。R11 分別獨立地表示亦可具有取代基且亦可含有氧原子或氮原子之碳數1以上20以下的2價烴基。具有複數個之L、R10 及R11 彼此可相同或亦可不同。)
從抗彎曲性提升與表面硬度之兼顧性的方面來看,於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基的分子量較佳為1000以下,更佳為800以下,再更佳為500以下,尤佳為300以下。
於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基可單獨使用或亦可將2種以上混合使用。
又,從得到之聚醯亞胺之透光性的方面,及抗彎曲性及表面硬度的方面來看,於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺較佳為具有2個矽原子之二胺,並且,從此等化合物之取得容易性或兼顧得到之聚醯亞胺之透光性與表面硬度的觀點,較佳為1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷、1,3-雙(4-胺基丁基)四甲基二矽氧烷、1,3-雙(5-胺基戊基)四甲基二矽氧烷等。
當使用主鏈具有矽原子之二胺的情形時,二胺之總量之中,主鏈具有矽原子之二胺的比例並無特別限定,但從提升所得到之聚醯亞胺膜之抗彎曲性的方面來看,較佳為1莫耳%以上,更佳為2.5莫耳%以上,再更佳為5莫耳%以上。又,從得到之聚醯亞胺膜之抗彎曲性及表面硬度的方面來看,較佳為50莫耳%以下,較佳為45莫耳%以下,更佳為30莫耳%以下。
又,從得到之聚醯亞胺之表面硬度提升的方面來看,較佳使四羧酸成分與二胺成分之總量為100莫耳%時,具有芳香族環之四羧酸及具有芳香族環之二胺的合計為50莫耳%以上,更佳為60莫耳%以上,再更佳為75莫耳%以上。
於本發明中,前述聚醯亞胺較佳含有芳香族環,且含有選自由(i)氟原子、(ii)脂肪族環及(iii)芳香族環彼此以亦可經磺醯基或氟取代之伸烷基連結的構造組成之群中的至少1者,並且,除了此等構造外,較佳還含有主鏈具有矽原子之二胺殘基。
於本發明中,前述聚醯亞胺因含有選自「具有芳香族環之四羧酸殘基」及「具有芳香族環之二胺殘基」中的至少一種,而使得分子骨架為剛直,耐久性變高,表面硬度獲得提升,但剛直之芳香族環骨架有吸收波長延伸於長波長的傾向,而有可見光區域之透射率下降的傾向。
若於聚醯亞胺含有(i)氟原子,則由於可使聚醯亞胺骨架內之電子狀態不易發生電荷移動,故會提升透光性。並且,若於聚醯亞胺含有(i)氟原子,則由於可抑制吸濕性,故可抑制當吸濕性高之情形時塑性變形區域變廣之傾向,可使於高濕度環境下之抗彎曲性良好。
若於聚醯亞胺含有(ii)脂肪族環,則由於可藉由切斷聚醯亞胺骨架內之π電子之共軛,阻礙骨架內電荷之移動,故會提升透光性。
若於聚醯亞胺含有(iii)芳香族環彼此以亦可經磺醯基或氟取代之伸烷基連結的構造,則由於可藉由切斷聚醯亞胺骨架內之π電子之共軛,阻礙骨架內電荷之移動,故會提升透光性。
其中,含有氟原子之聚醯亞胺的情況由於會提升透光性,且會提升表面硬度及抗彎曲性,故較適用。
關於氟原子之含有比例,較佳藉由X射線光電子光譜法測量聚醯亞胺表面得到之氟原子數(F)與碳原子數(C)的比率(F/C)為0.01以上,更佳為0.05以上。另一方面,若氟原子之含有比例過高,則由於聚醯亞胺原本之耐熱性等有下降之虞,故前述氟原子數(F)與碳原子數(C)之比率(F/C)較佳為1以下,更佳為0.8以下。
此處,藉由X射線光電子光譜法(XPS)測量所得到之上述比率,可從使用X射線光電子光譜裝置(例如,Thermo Scientific公司 Theta Probe)測量之各原子的原子%之值求得。
又,從得到之聚醯亞胺之表面硬度與透光性的方面及抗彎曲性的方面來看,四羧酸及不具有矽原子之二胺的至少1者較佳含有芳香族環與氟原子,並且,四羧酸及不具有矽原子之二胺兩者較佳含有芳香族環與氟原子。
從得到之聚醯亞胺之表面硬度與透光性的方面,及抗彎曲性的方面來看,較佳使四羧酸成分與二胺成分之總量為100莫耳%時,具有芳香族環及氟原子之四羧酸及具有芳香族環及氟原子之二胺的總量為50莫耳%以上,更佳為60莫耳%以上,再更佳為75莫耳%以上。
又,四羧酸成分及二胺成分分別含有之鍵結於碳原子的氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環之氫原子的情況,由於會提升所得到之聚醯亞胺的透光性且會提升表面硬度,及從抗彎曲性之方面來看,故較適用。鍵結於碳原子之全部氫原子(個數)中直接鍵結於芳香族環之氫原子(個數)的比例更佳為60%以上,再更佳為70%以上。
當四羧酸成分及二胺成分分別含有之鍵結於碳原子的氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環之氫原子的情形時,由於即使經過在大氣中之加熱步驟,例如即使在200℃以上進行延伸,光學特性尤其是總透光率或黃度YI值之變化亦小,及亦會抑制抗彎曲性下降,故較佳。當鍵結於碳原子之氫原子的50%以上為直接鍵結於芳香族環之氫原子的情形時,由於與氧之反應性低,故推斷得到之聚醯亞胺的化學構造不易變化,可抑制因氧化造成之聚醯亞胺膜的劣化。關於聚醯亞胺膜,大多是利用其高耐熱性,使用於需要伴隨加熱之加工步驟的器件等,但當四羧酸成分及二胺成分分別含有之鍵結於碳原子的氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環之氫原子的情形時,由於無需為了維持透明性而在非活性環境下實施此等後續步驟,因此,具有可抑制花費於設備成本或環境控制之費用的優點。
此處,聚醯亞胺含有之鍵結於碳原子的全部氫原子(個數)中直接鍵結於芳香族環之氫原子(個數)的比例,可對聚醯亞胺之分解物使用高效能液相層析術、氣相層析質譜儀及NMR求得。例如,可藉由鹼性水溶液或超臨界甲醇將樣品分解,以高效能液相層析術將得到之分解物分離,然後使用氣相層析質譜儀及NMR等進行該經分離之各波峰的定性分析,並使用高效能液相層析術進行定量,藉此求出聚醯亞胺含有之全部氫原子(個數)中直接鍵結於芳香族環之氫原子(個數)的比例。
本發明之聚醯亞胺膜較佳含有具有以下述通式(1)表示之構造的聚醯亞胺。
通式(1)


(於通式(1)中,R1 表示4價基,該4價基為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基,複數個R1 彼此可相同或亦可不同,R2 表示2價基,該2價基為二胺殘基,複數個R2 彼此可相同或亦可不同,複數個R2 之至少一部分含有具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。n表示重複單元數。)
R1 表示4價基,該4價基為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基,複數個R1 彼此可相同或亦可不同。
作為R1 中的具有芳香族環之四羧酸二酐及具有脂肪族環之四羧酸二酐,可使用與前述相同者。
此等可單獨使用或亦可將2種以上混合使用。
其中,從得到之聚醯亞胺之透光性的方面,及抗彎曲性及表面硬度的方面來看,前述通式(1)中之R1 較佳為選自由環己烷四羧酸二酐殘基、環戊烷四羧酸二酐殘基、二環己烷-3,4,3',4'-四羧酸二酐殘基、環丁烷四羧酸二酐殘基、焦蜜石酸二酐殘基、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐殘基、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐殘基、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、3,3'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、4,4'-氧二鄰苯二甲酸酐殘基及3,4'-氧二鄰苯二甲酸酐殘基組成之群中至少1種的4價基。
尤其從透光性佳之方面來看,四羧酸成分更佳為選自由4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、3,3'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、4,4'-氧二鄰苯二甲酸酐及3,4'-氧二鄰苯二甲酸酐組成之群中的至少1種。
作為四羧酸成分,亦較佳將「選自由焦蜜石酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐及2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐組成之群中的至少一種之類適於對得到之聚醯亞胺提升剛直性的四羧酸群(群組A)」與「選自由環己烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐、二環己烷-3,4,3',4'-四羧酸二酐、環丁烷四羧酸二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、3,3'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐、4,4-氧二鄰苯二甲酸酐及3,4'-氧二鄰苯二甲酸酐組成之群中的至少一種之類適於提升透光性的四羧酸群(群組B)」混合使用。此情形時,前述適於提升剛直性之四羧酸群(群組A)與適於提升透光性之四羧酸群(群組B)的含有比率,較佳為相對於適於提升透光性之四羧酸群(群組B)1莫耳,前述適於提升剛直性之四羧酸群(群組A)在0.05莫耳以上9莫耳以下,更佳為0.1莫耳以上5莫耳以下,再更佳為0.3莫耳以上4莫耳以下。
其中,作為前述群組B,從提升所得到之聚醯亞胺之透光性的方面來看,較佳使用含有氟原子之4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐及3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐中的至少一種。
於前述通式(1)中R2 表示2價基,該2價基為二胺殘基,複數個R2 彼此可相同或亦可不同,若複數個R2 之至少一部分為含有具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基者,則並無特別限制。作為2價之二胺殘基,可使用與前述相同者。
此等可單獨使用或亦可將2種以上混合使用。
作為R2 所含有之具有芳香族環或脂肪族環的二胺殘基,亦可分別使用與前述相同者。
此等可單獨使用或亦可將2種以上混合使用。
其中,從透光性與抗彎曲性之方面及表面硬度之方面、低吸濕性之觀點來看,前述通式(1)中之R2 中之具有芳香族環或脂肪族環的二胺殘基,較佳為選自由反式環己烷二胺殘基、反式1,4-雙亞甲基環己烷二胺殘基、4,4'-二胺基二苯基碸殘基、3,4'-二胺基二苯基碸殘基、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷殘基、3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基)]二苯胺殘基、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基] -1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基及以下述通式(2)表示之2價基組成之群中至少1種的2價基。作為下述通式(2)表示之2價基,更佳為R3 及R4 為全氟烷基。
通式(2)


(於通式(2)中,R3 及R4 分別獨立地表示氫原子、烷基或全氟烷基。)
此等可單獨使用或亦可將2種以上混合使用。
又,作為提升抗彎曲性之較佳的1個實施態樣,可舉含有主鏈具有矽原子之二胺殘基作為複數個R2 之一部分。可較佳使用作為R2 之於主鏈具有矽原子的二胺殘基由於如上所述,故在此處省略說明。
當含有主鏈具有矽原子之二胺殘基作為前述通式(1)之R2 的情形時,從兼顧抗彎曲性與表面硬度之方面來看,較佳於前述通式(1)之R2 中,R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。前述通式(1)之R2 從提升抗彎曲性之方面來看,較佳為於主鏈具有矽原子之二胺殘基在R2 之總量的3.5莫耳%以上,更佳在5莫耳%以上。又,從減少光失真之方面來看,於主鏈具有矽原子之二胺殘基可超過R2 之總量的10莫耳%,亦可為15莫耳%以上。另一方面,前述通式(1)之R2 從提升表面硬度與透光性之方面來看,較佳為於主鏈具有矽原子之二胺殘基在R2 之總量的45莫耳%以下,更佳在40莫耳%以下。
另,若滿足「R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為主鏈具有矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基」,則不會妨礙前述通式(1)之R2 含有與「主鏈具有矽原子之二胺殘基及不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基」不同的其他二胺殘基。該其他之二胺殘基較佳在R2 之總量的10莫耳%以下,更佳在5莫耳%以下,再更佳在3莫耳%以下,尤佳在1莫耳%以下。該其他之二胺殘基,例如可舉不具有矽原子且不具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基等。
其中,較佳為R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為主鏈具有矽原子之二胺殘基,R2 之總量(100莫耳%)中,為前述於主鏈具有矽原子之二胺殘基之莫耳%(x莫耳%)之剩餘(100%-x%)的50莫耳%以上99莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
其中,從兼顧抗彎曲性與表面硬度之方面來看,較佳於前述通式(1)之R2 中,R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
又,其中,從兼顧抗彎曲性與表面硬度之方面來看,較佳為R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基及於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基中的至少1種,R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
前述通式(1)之R2 從提升抗彎曲性之方面來看,較佳為主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基在R2 之總量的3.5莫耳%以上,更佳在5莫耳%以上。又,從減少光失真之方面來看,於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基可超過R2 之總量的10莫耳%,亦可為15莫耳%以上。另一方面,前述通式(1)之R2 從提升表面硬度與透光性之方面來看,較佳為主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基在R2 之總量的45莫耳%以下,更佳在40莫耳%以下。
其中,較佳為R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,R2 之總量(100莫耳%)中,為前述主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基之莫耳%(x莫耳%)之剩餘(100%-x%)的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
又,於本發明使用之聚醯亞胺從抗彎曲性及表面硬度之方面來看,較佳為聚醯亞胺中之矽原子的含有比例(質量%)在0.7質量%以上6.5質量%以下,更佳在0.7質量%以上5.5質量%以下,再更佳在0.7質量%以上4.2質量%以下。
此處,聚醯亞胺中之矽原子的含有比例(質量%)於聚醯亞胺為2種以上的情形時,係指2種以上之全部聚醯亞胺中之矽原子的含有比例(質量%),於製造聚醯亞胺時可從裝入之分子量求得。又,聚醯亞胺中之矽原子的含有比例(質量%)與上述同樣地,可對所得到之聚醯亞胺的分解物,使用高效能液相層析術、氣相層析質譜儀、NMR、元素分析、XPS/ESCA及TOF-SIMS求得。
又,從兼顧抗彎曲性與表面硬度之方面及透光性之方面來看,作為另外較佳之1個實施態樣,可舉下述情形:於前述通式(1)中,R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種,包含主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基。作為主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基,較佳含有芳香族環彼此以六氟亞異丙基連結之構造。
當前述通式(1)之R2 不含有主鏈具有矽原子之二胺殘基的情形時,前述通式(1)之R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種,關於該不具有矽原子之二胺殘基,其中,從透光性與抗彎曲性之方面及表面硬度之方面、低吸濕性之觀點來看,更佳包含主鏈具有六氟亞異丙基骨架且氟原子相對於碳原子之比例(個數%)在30%以上的二胺殘基,再更佳包含「含有芳香族環彼此以六氟亞異丙基連結之構造及芳香族環彼此以氧基連結之構造,且氟原子相對於碳原子之比例(個數%)在30%以上的二胺殘基」。
當前述通式(1)之R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種之情形時,作為主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基,從透光性與抗彎曲性之方面及表面硬度之方面來看,較佳為選自由3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基)]二苯胺殘基、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基、2-(3-胺基苯基)-2-(4-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷及2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷組成之群中的1種以上。前述主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基更佳為選自由3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基)]二苯胺殘基、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基及2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基組成之群中1種以上的二胺殘基,從透光性與抗彎曲性之方面及表面硬度之方面、低吸濕性之觀點來看,再更佳為3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基)]二苯胺殘基。
當前述通式(1)之R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種之情形時,從透光性與抗彎曲性之方面及表面硬度之方面來看,較佳於前述R2 中,在不具有矽原子之二胺殘基的合計100莫耳%中,含有70莫耳%以上之主鏈具有六氟亞異丙基骨架的二胺殘基,更佳含有80莫耳%以上,再更佳含有90莫耳%以上。
聚醯亞胺中之各重複單元的含有比例、各四羧酸殘基或各二胺殘基的含有比例(莫耳%),可於製造聚醯亞胺時從裝入之分子量求得。又,聚醯亞胺中之各四羧酸殘基或各二胺殘基的含有比例(莫耳%)與上述同樣地,可對經藉由鹼性水溶液或超臨界甲醇分解所得到之聚醯亞胺的分解物,使用高效能液相層析術、氣相層析質譜儀、NMR、元素分析、XPS/ESCA及TOF-SIMS求得。
於以前述通式(1)表示之構造中,n表示重複單元數,為1以上,通常為2以上。
聚醯亞胺中之重複單元數n作適當選擇即可,並無特別限定。
平均重複單元數通常為10~2000,更佳為15~1000。
使用於本發明之聚醯亞胺可含有1種或2種以上。
又,使用於本發明之聚醯亞胺只要不會損及本發明之效果,於其一部分亦可具有聚醯胺構造等與聚醯亞胺不同之構造。
使用於本發明之聚醯亞胺較佳為以前述通式(1)表示之構造為聚醯亞胺之全部重複單元數的95%以上,更佳為98%以上,再更佳為100%。
作為與前述通式(1)表示之構造不同之構造,例如可列舉含有不具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基等的情形,或聚醯胺構造。
作為亦可含有之聚醯胺構造,例如可列舉含有如偏苯三甲酸酐(trimellitic anhydride)之類的三羧酸殘基的聚醯胺醯亞胺構造或含有如對苯二甲酸之類的二羧酸殘基的聚醯胺構造。
使用於本發明之聚醯亞胺其數量平均分子量或重量平均分子量中的至少一者,從製成膜時之強度的方面來看,較佳為10000以上,更佳為20000以上。又,聚醯亞胺從提升抗彎曲性之方面來看,重量平均分子量較佳為70000以上,更佳為80000以上,再更佳為85000以上,尤佳為95000以上。另一方面,若平均分子量過大,則從會有變成高黏度、過濾等作業性下降之虞的方面來看,較佳為10000000以下,更佳為500000以下。
另,使用於本發明之聚醯亞胺的數量平均分子量,可與後述之聚醯亞胺前驅物的數量平均分子量同樣方式來測量。又,使用於本發明之聚醯亞胺的重量平均分子量,可使用記載於後述實施例之聚醯亞胺之重量平均分子量的測量方法。
使用於本發明之聚醯亞胺較佳於150℃以上400℃以下之溫度區域具有玻璃轉移溫度。藉由前述玻璃轉移溫度在150℃以上,可使耐熱性優異,更佳在200℃以上。又,藉由玻璃轉移溫度在400℃以下,可降低烘烤溫度,更佳在380℃以下。
又,使用於本發明之聚醯亞胺較佳於-150℃以上0℃以下之溫度區域不具有tanδ曲線之波峰,藉此,可提升聚醯亞胺膜於室溫之表面硬度。又,使用於本發明之聚醯亞胺亦可於超過0℃但未達150℃之溫度區域進一步具有tanδ曲線之波峰。
使用於本發明之聚醯亞胺的玻璃轉移溫度,可與後述之聚醯亞胺膜的玻璃轉移溫度同樣方式來測量。
6. 聚醯亞胺膜之添加劑
本發明之聚醯亞胺膜除了前述聚醯亞胺外,亦可視需要還含有添加劑。作為前述添加劑,例如可列舉:用以減少聚醯亞胺膜之光失真的無機粒子、用以使捲繞順利之二氧化矽填料或提升製膜性或消泡性之界面活性劑等。
7. 聚醯亞胺膜之特性
本發明之聚醯亞胺膜具有前述特定之於應力-應變曲線之降伏點的應變(%)、拉伸彈性模數、總透光率及黃度。本發明之聚醯亞胺膜更佳具有後述之特性。
本發明之聚醯亞胺膜較佳於150℃以上400℃以下之溫度區域具有玻璃轉移溫度。前述具有玻璃轉移溫度之溫度區域從耐熱性優異之方面來看,較佳為200℃以上,而從可降低烘烤溫度之方面來看,較佳為380℃以下。
另,前述玻璃轉移溫度可從藉由動態黏彈性測量得到之溫度-tanδ (tanδ=損耗彈性模數(E'')/儲存彈性模數(E'))曲線的波峰溫度求得。聚醯亞胺膜之玻璃轉移溫度當存在複數個tanδ曲線之波峰的情形時,係指波峰之極大值為最大的波峰之溫度。
作為動態黏彈性測量,例如可藉由動態黏彈性測量裝置 RSA III(TA Instruments Japan股份有限公司),使測量範圍為-150℃~400℃,以頻率1Hz、升溫速度5℃/min來進行。又,可使樣品寬度為5mm,夾頭間距離為20mm來測量。
於本發明中,所謂tanδ曲線之波峰,係指具有為極大值之反曲點,且為波谷與波谷之間的波峰寬度在3℃以上者,對於雜訊等來自測量之細微的上下變動,不解釋為前述波峰。
又,本發明之聚醯亞胺膜較佳於-150℃以上0℃以下之溫度區域不具有tanδ曲線之波峰。當於主鏈具有具備長的矽氧烷鍵之二胺殘基的情形時,這樣會有在低的溫度區域具有tanδ曲線之波峰的傾向,而當於主鏈具有具備1個或2個矽原子此類短鍵結的二胺殘基之情形時,這樣在低的溫度區域通常不具有tanδ曲線之波峰。相較於在-150℃以上0℃以下之溫度區域具有tanδ曲線之波峰之類在主鏈具有具備長的矽氧烷鍵之二胺殘基的聚醯亞胺膜,在-150℃以上0℃以下之溫度區域不具有tanδ曲線之波峰的聚醯亞胺膜可抑制於室溫之拉伸彈性模數的下降,可維持足以作為保護膜之表面硬度。
又,本發明之聚醯亞胺膜從表面硬度優異之方面來看,較佳以下述測量法測量之楊氏模數為2.3GPa以上,更佳為2.4GPa以上。
楊氏模數係於溫度25℃,依據ISO14577,使用奈米壓痕法測量。具體而言,測量裝置係使用Fischer Instruments股份有限公司製之PICODENTOR HM500,並使用維氏壓頭(Vickers indenter)作為測量壓頭。測量8處聚醯亞胺膜表面之任意點,進行數平均,將所求得之值作為楊氏模數。另,使測量條件為最大壓入深度:1000nm,加重時間:20秒,潛變時間(creep time):5秒。
本發明之聚醯亞胺膜,較佳為鉛筆硬度在2B以上,更佳在B以上,再更佳在HB以上。
前述聚醯亞胺膜之鉛筆硬度可藉由下述方式進行:對測量樣品以溫度25℃、相對濕度60%之條件調節濕度2小時後,使用JIS-S-6006規定之測試用鉛筆,對膜表面進行JIS K5600-5-4(1999)規定之鉛筆硬度測試(0.98N載重),評價無損傷之最高鉛筆硬度。例如,可使用東洋精機股份有限公司製鉛筆抓刮塗膜硬度測試機。
本發明之聚醯亞胺膜從抗彎曲性之方面來看,較佳於求出前述特定之於應力-應變曲線之降伏點的應變(%)、前述拉伸彈性模數之拉伸測試中,在該測試測量之延伸率(拉伸伸度)為5%以上,更佳為7%以上,再更佳為8%以上。另一方面,從塑性變形之方面來看,較佳為前述延伸率(拉伸伸度)為120%以下,更佳為70%以下。
前述延伸率(%)=100 ×(L-Lo)/ Lo
Lo:測試長度20mm,L:斷裂時之測試長度
本發明之聚醯亞胺膜從抗彎曲性優異之方面來看,較佳當依照下述動彎曲測試方法進行動彎曲測試之情形時,測試片之內角為140 以上,更佳為145 以上,再更佳為150 以上。
[動彎曲測試方法]
用封帶將切下成20mm×100mm大小之聚醯亞胺膜測試片固定於恆溫濕器內耐久測試系統(湯淺系統機器製,面狀體無負荷U字伸縮測試治具DMX-FS)。又,將測試片於長邊一半之位置彎折,將折疊狀態設定成折疊狀態之測試片其長邊之兩端部間的距離為6mm,測試片之彎折部分的曲率半徑為3mm。然後,於60±2℃,在93±2%相對濕度(RH)之環境下,將自平坦展開狀態變成前述折疊狀態作為1次彎曲,以1分鐘內90次之彎曲次數,重複20萬次彎曲。
然後,取下測試片,將得到之測試片的一端部固定,重複20萬次彎曲後,測量30分鐘後之測試片的內角。
本發明之聚醯亞胺膜從抗彎曲性優異之方面來看,較佳當依照下述靜彎曲測試方法進行靜彎曲測試之情形時,於該測試測量之內角為155 以上,更佳為160 以上,再更佳為170 以上。另,圖4為用以說明靜彎曲測試方法之圖。
[靜彎曲測試方法]
將切下成15mm × 40mm之聚醯亞胺膜的測試片1於長邊一半之位置彎折,配置成該測試片長邊之兩端部從上下面夾著厚度6mm之金屬片2(100mm×30mm×6mm),以該測試片1之兩端部與金屬片2於上下面之重疊部分各自成為10mm的方式用封帶加以固定,於此狀態下,從上下用玻璃板3a及3b(100mm×100mm×0.7mm)夾持,於以內徑為6mm將該測試片彎曲之狀態下加以固定。此時,於金屬片與玻璃板之間沒有該測試片的部分,插入仿真之測試片4a及4b,以玻璃板成為平行之方式用封帶加以固定。將以此方式彎曲之狀態下固定的該測試片於室溫23±2℃、50±5%相對濕度(RH)之環境下靜置24小時後,將玻璃板與固定用之封帶去除,釋放作用於該測試片之力。然後,將該測試片之一端部固定,測量釋放作用於測試片之力後30分鐘後之測試片的內角。
本發明之聚醯亞胺膜之霧度值從透光性之方面來看,較佳為10以下,更佳為8以下,再更佳為5以下。該霧度值較佳可於聚醯亞胺膜之厚度為5μm以上100μm以下時達成。
前述霧度值可用依據JIS K-7136之方法來測量,例如可藉由村上色彩技術研究所製之霧度計HM150加以測量。
又,本發明之聚醯亞胺膜較佳於前述波長590nm之厚度方向的雙折射率為0.040以下,更佳為0.020以下。當具有此種雙折射率之情形時,本發明之聚醯亞胺膜為光失真減少者。因此,當將本發明之聚醯亞胺膜使用作為顯示器用構件的情形時,可抑制顯示器之顯示品質下降。於前述波長590nm之厚度方向的雙折射率較佳為更小,較佳為0.015以下,更佳為0.010以下,再更佳為未達0.008。
另,本發明之聚醯亞胺膜於前述波長590nm之厚度方向的雙折射率,可以下述方式求得。
首先,使用相位差測量裝置(例如,王子計測機器股份有限公司製,製品名「KOBRA-WR」),以25℃、波長590nm之光,測量聚醯亞胺膜之厚度方向相位差值(Rth)。厚度方向相位差值(Rth),係測量0度入射之相位差值與傾斜40度入射之相位差值,從此等相位差值算出厚度方向相位差值Rth。前述傾斜 40度入射之相位差值,係從自相位差膜之法線傾斜40度的方向,使波長590nm之光入射於相位差膜來測量。
聚醯亞胺膜之厚度方向的雙折射率,可帶入式:Rth/d求得。前述d表示聚醯亞胺膜之膜厚(nm)。
另,於使膜之面內方向的慢軸方向(於膜面內方向之折射率成為最大的方向)之折射率為nx,使膜面內之快軸方向(於膜面內方向之折射率成為最小的方向)之折射率為ny,及使膜之厚度方向的折射率為nz時,厚度方向相位差值可表示為Rth [nm] ={(nx+ny)/2-nz}×d。
又,聚醯亞胺膜藉由X射線光電子光譜法測得之膜表面之矽原子(Si)的原子%較佳為0.1以上10以下,更佳為0.2以上5以下。
此處,藉由X射線光電子光譜法(XPS)測得之上述比率,可從使用X射線光電子光譜裝置(例如,Thermo Scientific公司 Theta Probe)測量之各原子的原子%值求得。
又,作為較佳之一形態,聚醯亞胺膜藉由X射線光電子光譜法測得之膜表面之氟原子數(F)與碳原子數(C)的比率(F/C)較佳為0.01以上1以下,更佳為0.05以上0.8以下。
又,聚醯亞胺膜藉由X射線光電子光譜法測得之膜表面之氟原子數(F)與氮原子數(N)的比率(F/N)較佳為0.1以上20以下,更佳為0.5以上15以下。
又,聚醯亞胺膜藉由X射線光電子光譜法測得之膜表面之氟原子數(F)與矽原子數(Si)的比率(F/Si)較佳為1以上50以下,更佳為3以上30以下。
又,本發明之聚醯亞胺膜當依照下述密合性測試方法進行密合性測試之情形時,從聚醯亞胺膜與硬塗層之密合性的方面及與聚醯亞胺膜鄰接積層硬塗層而得之積層體之表面硬度的方面來看,較佳為不產生塗膜之剝落。
[密合性測試方法]
於新戊四醇三丙烯酸酯之40質量%甲基異丁基酮溶液,相對於新戊四醇三丙烯酸酯100質量份,添加10質量份之1-羥基-環己基-苯基-酮來製備密合性評價用樹脂組成物,將該密合性評價用樹脂組成物塗布於切下成10cm×10cm之聚醯亞胺膜的測試片上,於氮氣流下以200mJ/cm2 之曝光量照射紫外線使之硬化,藉此形成10μm膜厚之硬化膜。對該硬化膜進行依據JIS K 5600-5-6之百格刀測試(Cross-cut Test),重複進行利用封帶之剝離操作,實施5次後,觀察塗膜有無剝落。
8. 聚醯亞胺膜之構成
本發明之聚醯亞胺膜的厚度根據用途作適當選擇即可,較佳為1μm以上,更佳為5μm以上,再更佳為10μm以上。另一方面,較佳為200μm以下,更佳為150μm以下,再更佳為100μm以下,再更佳為90μm以下。
若厚度薄,則強度會下降,若厚度厚,則由於彎曲時內徑與外徑之差變大,對膜之負荷增大,故會有抗彎曲性下降之虞。
又,亦可對本發明之聚醯亞胺膜,例如施以皂化處理、輝光放電處理、電暈放電處理、紫外線處理、火焰處理等表面處理。
9. 聚醯亞胺膜之製造方法
作為本發明之聚醯亞胺膜的製造方法,若為可製造前述本發明之聚醯亞胺膜的方法,則並無特別限制。
<第1製造方法>
作為本發明之聚醯亞胺膜的製造方法,例如可舉下述聚醯亞胺膜之製造方法作為第1製造方法,該製造方法包含下述步驟:
製備含有聚醯胺酸(為聚醯亞胺前驅物)與有機溶劑之聚醯亞胺前驅物樹脂組成物的步驟(以下,稱為聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟);
將前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗布於支持體,形成聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜的步驟(以下,稱為聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜形成步驟);及
藉由進行加熱,使前述聚醯亞胺前驅物醯亞胺化的步驟(以下,稱為醯亞胺化步驟)。
於前述第1製造方法中,亦可進一步具有將「前述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜」及「前述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜經醯亞胺化之醯亞胺化後塗膜」中至少一者延伸的步驟(以下,稱為延伸步驟)。
以下,詳細說明各步驟。
(1)聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟
於前述第1製造方法中製備之聚醯亞胺前驅物樹脂組成物含有聚醯亞胺前驅物與有機溶劑,亦可視需要而含有添加劑等。作為前述聚醯亞胺前驅物,可列舉:前述四羧酸成分與藉由和前述二胺成分聚合所得到之聚醯胺酸,例如,可舉以下述通式(1')表示之聚醯亞胺前驅物。前述以通式(1')表示之聚醯亞胺前驅物為聚醯胺酸,該聚醯胺酸係由成為前述通式(1')之R1 中之四羧酸殘基的四羧酸成分與成為前述通式(1')之R2 中之二胺殘基的二胺成分聚合而得。
通式(1')


(於通式(1')中,R1 、R2 及n與前述通式(1)相同。)
此處,前述通式(1')之R1 、R2 及n,可使用與前述聚醯亞胺中所說明之前述通式(1)之R1 、R2 及n相同者。
前述以通式(1')表示之聚醯亞胺前驅物其數量平均分子量或重量平均分子量之至少任一者從製成膜時之強度的方面來看,較佳為10000以上,更佳為20000以上。又,前述以通式(1')表示之聚醯亞胺前驅物從提升抗彎曲性的方面來看,重量平均分子量較佳為70000以上,更佳為80000以上,再更佳為85000以上,尤佳為95000以上。另一方面,若平均分子量過大,則由於會有變成高黏度、過濾等作業性下降之虞,故較佳為10000000以下,更佳為500000以下。
聚醯亞胺前驅物之數量平均分子量可藉由NMR(例如,BRUKER製,AVA NCEIII)求得。例如,可將聚醯亞胺前驅物溶液塗布於玻璃板,以100℃乾燥5分後,將固形物成分10mg溶解於二甲亞碸-d6溶劑7.5ml,進行NMR測量,從鍵結於芳香族環之氫原子的波峰強度比算出數量平均分子量。
聚醯亞胺前驅物之重量平均分子量可藉由凝膠滲透層析術(GPC)測量。
將聚醯亞胺前驅物製成0.5重量%濃度之N-甲基吡咯啶酮(N-methylpyrrolidone,NMP)溶液,展開溶劑使用含水量500ppm以下之10mmol%LiBr-NMP溶液,使用TOSOH製GPC裝置(HLC-8120,使用管柱:SHODEX製GPC LF-804),以樣品注入量50μL,溶劑流量0.5mL/分,40℃之條件進行測量。重量平均分子量以與樣品同濃度之聚苯乙烯標準樣品為基準求得。
前述聚醯亞胺前驅物溶液可使上述四羧酸二酐與上述二胺於溶劑中反應而得。作為用於聚醯亞胺前驅物(聚醯胺酸)之合成的溶劑,若可將上述四羧酸二酐及二胺溶解,則並無特別限制,例如可使用非質子性極性溶劑或水溶性醇系溶劑等。於本發明中,其中較佳使用N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、六甲基磷醯胺(hexamethylphosphoramide)、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等含有氮原子之有機溶劑;γ-丁內酯等。其中,於將前述聚醯亞胺前驅物溶液(聚醯胺酸溶液)直接使用於製備聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之情形,當聚醯亞胺前驅物樹脂組成物含有後述之無機粒子的情形時,從抑制無機粒子溶解之方面來看,較佳使用含有氮原子之有機溶劑,其中,較佳使用N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮或者此等之組合。另,有機溶劑係指含有碳原子之溶劑。
又,當前述聚醯亞胺前驅物溶液係組合至少2種二胺製備之情形時,可將酸二酐添加於至少2種二胺之混合溶液來合成聚醯胺酸,或亦可以適當之莫耳比依序將至少2種二胺成分添加於反應液,於某程度上控制各原料被放入高分子鏈之序列。
例如,亦可於溶解有主鏈具有矽原子之二胺的反應液,投入主鏈具有矽原子之二胺的0.5當量之莫耳比的酸二酐,使之反應,藉此合成主鏈具有矽原子之二胺反應於酸二酐兩端的醯胺酸,然後於其中投入全部或一部份之剩餘的二胺,加入酸二酐,聚合聚醯胺酸。若以此方法聚合,則於主鏈具有矽原子之二胺會透過1個酸二酐以連結之形態導入於聚醯胺酸中。
以此種方法聚合聚醯胺酸,由於主鏈具有矽原子之醯胺酸的位置關係可獲得某程度上之特定,可輕易得到維持表面硬度且同時抗彎曲性優異之膜,因此較佳。
於將前述聚醯亞胺前驅物溶液(聚醯胺酸溶液)中之二胺的莫耳數設為a,將四羧酸二酐之莫耳數設為b時,較佳使b/a為0.9以上1.1以下,更佳為0.95以上1.05以下,再更佳為0.97以上1.03以下,尤佳為0.99以上1.01以下。可對藉由設為此種範圍而得到之聚醯胺酸的分子量(聚合度)適度地作調整。
聚合反應之順序可適當選擇周知的方法使用,並無特別限定。
又,亦可直接使用藉由合成反應而得到之聚醯亞胺前驅物溶液,並視需要將其他成分混合於其中,或亦可使聚醯亞胺前驅物溶液之溶劑乾燥,溶解於其他之溶劑來使用。
前述聚醯亞胺前驅物溶液於25℃之黏度從形成均勻之塗膜及聚醯亞胺膜的方面來看,較佳為500cps以上200000cps以下。
聚醯亞胺前驅物溶液之黏度可使用黏度計(例如TVE-22HT,東機產業股份有限公司)於25℃測量。
前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物視需要亦可含有添加劑。作為前述添加劑,例如可列舉:用以減低聚醯亞胺膜之光失真的無機粒子、用以使捲繞順利之二氧化矽填料或提升製膜性或消泡性之界面活性劑等,可使用與前述聚醯亞胺膜中所說明者相同者。
使用於前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之有機溶劑,若可溶解前述聚醯亞胺前驅物,則並無特別限制。例如可使用N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、六甲基磷醯胺、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等含有氮原子之有機溶劑;γ-丁內酯等,其中,根據前述之理由,較佳使用含有氮原子之有機溶劑。
前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物中之前述聚醯亞胺前驅物的含量,從形成均勻之塗膜及具有可處理之強度的聚醯亞胺膜的方面來看,較佳於樹脂組成物之固形物成分中含有50質量%以上,更佳為60質量%以上,上限根據含有成分作適當調整即可。
前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物中之有機溶劑,從形成均勻之塗膜及聚醯亞胺膜的方面來看,較佳於樹脂組成物中含有40質量%以上,更佳為50質量%以上,又,較佳為99質量%以下。
又,前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物從聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之保存穩定性會變得良好、可提升生產性的方面來看,較佳為含有水分量在1000ppm以下。若於聚醯亞胺前驅物樹脂組成物中含有大量水分,則會有聚醯亞胺前驅物變得容易分解之虞。
另,聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之含有水分量,可使用卡氏水分計(Karl Fischer moisture meter)(例如,三菱化學股份有限公司製,微量水分測量裝置CA-200型)求得。
若要如前述般使含有水分量在1000ppm以下,則較佳對所使用之有機溶劑進行脫水,或使用水分量經控管者後在濕度5%以下之環境下處理。
前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之固形物成分15重量%濃度於25℃的黏度從形成均勻之塗膜及聚醯亞胺膜的方面來看,較佳為500cps以上100000cps以下。
聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之黏度,可使用黏度計(例如,TVE-22HT,東機產業股份有限公司),於25℃,使樣品量為0.8ml來測量。
(2)聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜形成步驟
於將前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗布在支持體,形成聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜之步驟中,作為所使用之支持體,若為表面平滑且具有耐熱性及耐溶劑性之材料,則並無特別限制。例如可列舉:玻璃板等無機材料、表面經鏡面處理過之金屬板等。又,支持體之形狀可根據塗布方式加以選擇,例如可為板狀,又亦可為滾筒狀或帶狀、能夠捲繞於輥之片狀等。
前述塗布手段若為能夠以目標膜厚進行塗布之方法,則並無特別限制,例如可使用模塗(die coat)、缺角輪塗布(comma coat)、輥塗、凹版塗布、淋幕式塗布(curtain coat)、噴霧塗布、唇式塗布(lip coat)等周知者。
塗布可藉由葉片式塗布裝置進行,或亦可藉由輥對輥(roll to roll)方式之塗布裝置進行。
於將聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗布在支持體後,於150℃以下之溫度(較佳於30℃以上120℃以下)將前述塗膜中之溶劑乾燥至塗膜變得不黏著(tack-free)。可藉由使溶劑之乾燥溫度為150℃以下,來抑制聚醯胺酸之醯亞胺化。
乾燥時間根據聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜之膜厚或溶劑種類、乾燥溫度等作適當調整即可,通常為1分鐘~60分鐘,較佳為2分鐘~30分鐘。當超過上限值之情形時,從聚醯亞胺膜之製作效率的方面來看,並不佳。另一方面,當低於下限值之情形時,會有因劇烈之溶劑乾燥而對所得到之聚醯亞胺膜的外觀等造成影響之虞。
關於溶劑之乾燥方法,若可於上述溫度使溶劑乾燥,則並無特別限制,例如可使用烘箱或乾燥爐、加熱板、紅外線加熱等。
當需要高度管理光學特性之情形時,使溶劑乾燥時之環境較佳為非活性氣體環境下。作為非活性氣體環境下,較佳為氮環境下,較佳為氧濃度在100ppm以下,更佳在50ppm以下。若於大氣下進行熱處理,則膜可能會氧化,著色或性能降低。
(3)醯亞胺化步驟
於前述第1製造方法中,藉由加熱來對前述聚醯亞胺前驅物進行醯亞胺化。
當於該製造方法中具有延伸步驟之情形時,醯亞胺化步驟可對延伸步驟前之前述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜中的聚醯亞胺前驅物進行,亦可對延伸步驟後之前述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜中的聚醯亞胺前驅物進行,或亦可對延伸步驟前之前述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜中的聚醯亞胺前驅物及延伸步驟後存在於膜中之聚醯亞胺前驅物兩者進行。
醯亞胺化之溫度,配合聚醯亞胺前驅物之構造作適當選擇即可。
通常,較佳使升溫開始溫度在30℃以上,更佳在100℃以上。另一方面,升溫結束溫度則較佳設在250℃以上。
升溫速度較佳根據所得到之聚醯亞胺膜的膜厚作適當選擇,當聚醯亞胺膜之膜厚厚的情形時,較佳使升溫速度慢。
從聚醯亞胺膜之製造效率的方面來看,較佳設為5℃/分以上,更佳設為10℃/分以上。另一方面,升溫速度之上限通常被設為50℃/分,較佳為40℃/分以下,更佳為30℃/分以下。從抑制膜之外觀不良或強度降低、可控制伴隨醯亞胺化反應之白化、提升透光性的方面來看,較佳設為上述升溫速度。
升溫可為連續,亦可為階段,惟從抑制膜之外觀不良或強度降低、控制伴隨醯亞胺化反應之白化的方面來看,較佳為連續。又,於上述之全部溫度範圍中,可使升溫速度為一定,又亦可於中途使之變化。
醯亞胺化之升溫時的環境較佳在非活性氣體環境下。作為非活性氣體環境下,較佳為氮環境下,較佳為氧濃度在500ppm以下,更佳在200ppm以下,再更佳在100ppm以下。若於大氣下進行熱處理,則膜可能會氧化,著色或性能降低。
惟,當鍵結於聚醯亞胺所含之碳原子的氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環的氫原子之情形時,氧對光學特性之影響少,即使不使用非活性氣體環境,亦可得到透光性高之聚醯亞胺。
用以醯亞胺化之加熱方法,若能以上述溫度升溫,則並無特別限制,例如可使用烘箱或加熱爐、紅外線加熱、電磁感應加熱等。
其中,於延伸步驟前,更佳使聚醯亞胺前驅物之醯亞胺化率在50%以上。於延伸步驟前使醯亞胺化率在50%以上,藉此即使是於該步驟後進行延伸,然後進一步以高溫進行一定時間之加熱,進行醯亞胺化的情形,亦可抑制膜之外觀不良或白化。其中,從提升聚醯亞胺膜之表面硬度的方面來看,於延伸步驟前,在該醯亞胺化步驟中,較佳使醯亞胺化率在80%以上,較佳使反應進行至90%以上,甚至是至100%。推斷在醯亞胺化後進行延伸,藉此可使剛直之高分子鏈容易配向,因此,使表面硬度提升。
另,醯亞胺化率之測量可藉由利用紅外測量(IR)之光譜分析等來進行。
要得到最後之聚醯亞胺膜,較佳使反應進行至醯亞胺化在90%以上,甚至是95%以上、100%。
要使反應進行至醯亞胺化在90%以上,甚至是100%,較佳於升溫結束溫度保持一定時間,該保持時間通常較佳設為1分鐘~180分鐘,更佳設為5分鐘~150分鐘。
(4)延伸步驟
前述第1製造方法亦可具有延伸步驟,該延伸步驟係將前述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜及前述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜經醯亞胺化之醯亞胺化後塗膜的至少一者延伸。當具有該延伸步驟之情形時,其中,從提升聚醯亞胺膜之表面硬度的方面來看,較佳含有將醯亞胺化後塗膜延伸之步驟。
於前述第1製造方法,較佳當使實施延伸前之初期尺寸為100%時進行延伸101%以上10000%以下之步驟,且同時以80℃以上加熱。
延伸時之加熱溫度較佳在聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物之玻璃轉移溫度±50℃的範圍內,較佳在玻璃轉移溫度±40℃之範圍內。若延伸溫度過低,則有膜不會變形而無法充分誘發配向之虞。另一方面,若延伸溫度過高,則有藉由延伸而得到之配向因溫度而緩和,無法得到充分的配向之虞。
延伸步驟亦可與醯亞胺化步驟同時進行。從提升聚醯亞胺膜之表面硬度的方面來看,較佳將醯亞胺化率在80%以上(進一步在90%以上,更進一步在95%以上,尤其實質上經進行100%醯亞胺化後)之醯亞胺化後塗膜延伸。
聚醯亞胺膜之延伸倍率較佳為101%以上10000%以下,更佳為101%以上500%以下。藉由在上述範圍進行延伸,可更加提升所得到之聚醯亞胺膜的表面硬度。
延伸時之聚醯亞胺膜的固定方法並無特別限制,可配合延伸裝置之種類等加以選擇。又,延伸方法並無特別限制,例如可使用拉幅機(tenter)等具有搬送裝置之延伸裝置,使之通過加熱爐且同時進行延伸。聚醯亞胺膜可僅於一方向延伸(縱向延伸或橫向延伸),又亦可藉由同時2軸延伸,或者逐步2軸延伸、傾斜延伸等,於二方向進行延伸處理。
<第2製造方法>
又,作為本發明之聚醯亞胺膜的製造方法,可舉含有下述步驟之聚醯亞胺膜製造方法作為第2製造方法:
製備含有聚醯亞胺與有機溶劑之聚醯亞胺樹脂組成物的步驟(以下,稱為聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟);及
將前述聚醯亞胺樹脂組成物塗布於支持體,使溶劑乾燥,形成聚醯亞胺樹脂塗膜的步驟(以下,稱為聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟)。
當前述聚醯亞胺良好地溶解於有機溶劑之情形時,亦可適合使用將前述聚醯亞胺溶解於有機溶劑並視需要含有添加劑而得之聚醯亞胺樹脂組成物,而非聚醯亞胺前驅物樹脂組成物。
當具有「前述聚醯亞胺於25℃溶解5質量%以上於有機溶劑」之類的溶劑溶解性之情形時,可適合使用該製造方法。
於聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟中,關於前述聚醯亞胺,可從與前述聚醯亞胺膜所說明者相同的聚醯亞胺之中,選擇具有前述之溶劑溶解性的聚醯亞胺來使用。作為進行醯亞胺化之方法,較佳對於聚醯亞胺前驅物之脫水閉環反應,使用化學醯亞胺化代替加熱脫水,該化學醯亞胺化係使用化學醯亞胺化劑進行。當進行化學醯亞胺化之情形時,亦可使用吡啶或β-吡啶羧酸(β-picolinic acid)等胺;二環己基碳二亞胺等碳二亞胺;乙酐等酸酐等周知的化合物作為脫水觸媒。酸酐並不限定於乙酐,可列舉:丙酐、正丁酐、苄酐、三氟乙酐等,但並無特別限定。又,此時亦可合併使用吡啶或β一吡啶羧酸等3級胺。惟,此等胺類若殘留於膜中,則由於會降低光學特性,尤其是黃度(YI值),因此,較佳藉由再沈澱等進行純化,將聚醯亞胺以外之成分分別去除至聚醯亞胺總重量之100ppm以下後再進行製膜,而不要將從前驅物使之反應為聚醯亞胺的反應液直接澆鑄(cast)進行製膜。
作為聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟中被使用於進行聚醯亞胺前驅物之化學醯亞胺化之反應液的有機溶劑,例如,可使用與前述第1製造方法中之前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟所說明者相同者。於聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟中,作為使由反應液純化所得之聚醯亞胺再溶解時所使用之有機溶劑,例如可列舉:乙二醇單乙醚、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單正丁醚、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、鄰二氯苯、二甲苯、甲酚、氯苯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯、乙酸正戊酯、環己醇、環己酮、1,4-二㗁烷、四氯乙烯、甲苯、甲基異丁基酮、甲基環己醇、甲基環己酮、甲基正丁基酮、二氯甲烷、二氯乙烷及該等之混合溶劑等,其中可較佳地使用選自由二氯甲烷、乙酸正丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯及該等之混合溶劑組成之群中的至少1種。
前述聚醯亞胺樹脂組成物亦可視需要含有添加劑。作為前述添加劑,可使用與前述第1製造方法中之前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟所說明者相同者。
又,於前述第2方法中,作為使前述聚醯亞胺樹脂組成物之含有水分量在1000ppm以下之方法,可使用與前述第1製造方法中之前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟所說明之方法相同的方法。
又,於前述第2製造方法中之聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟,支持體或塗布方法可使用與前述第1製造方法之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜形成步驟所說明者相同者。
於前述第2製造方法中之聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟,作為乾燥溫度,較佳於常壓下設為80℃以上150℃以下。於減壓下設為10℃以上100℃以下之範圍。
又,前述第2製造方法於前述聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟後,從使殘留之溶劑揮發的方面來看,亦可具有將聚醯亞胺樹脂塗膜作進一步加熱之步驟。若具有此種加熱步驟,則由於膜強度或化學抗性會獲得提升,故較佳。
可使該加熱步驟與前述第1製造方法中藉由加熱進行之醯亞胺化步驟相同。
又,前述第2製造方法於前述聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟後,亦可具有將聚醯亞胺樹脂塗膜延伸之延伸步驟。可使該延伸步驟與前述第1製造方法中之延伸步驟相同。
前述第2製造方法由於會輕易降低聚醯亞胺膜之黃度(YI值),故較佳。若根據前述第2製造方法,則能夠適合形成依據JIS K7373-2006算出之黃度除以膜厚(μm)所得之值在0.05以下的聚醯亞胺膜。
10. 聚醯亞胺膜之用途
本發明之聚醯亞胺膜的用途並無特別限定,可作為以往使用薄的板玻璃等玻璃製品之基材或表面材料等構件使用。本發明之聚醯亞胺膜由於抗彎曲性提升,具有足以作為保護膜之表面硬度,光失真減低,因此,其中可適用作為能夠因應曲面之顯示器用構件。
本發明之聚醯亞胺膜,具體而言,例如可適用於薄且可彎曲之可撓性型有機EL顯示器或智慧型手機或手錶型終端等移動終端、汽車內部之顯示裝置、使用於手錶等之可撓性面板等可撓性顯示器用之基材或表面材料。又,本發明之聚醯亞胺膜亦可適用於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置等影像顯示裝置用構件或觸摸面板用構件;可撓性印刷基板、表面保護膜或基板材料等太陽電池面板用構件;光波導用構件;其他半導體相關構件等。
III. 積層體
本發明之積層體為具有前述本發明之膜或聚醯亞胺膜與硬塗層的積層體,該硬塗層含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中之至少1種的聚合物。
本發明之積層體由於使用有前述本發明之膜或聚醯亞胺膜,故透明性優異,抗彎曲性獲得提升,並且由於具有硬塗層,故為表面硬度更加獲得提升之膜或樹脂膜。
當於本發明之積層體中,聚醯亞胺膜含有之聚醯亞胺含有主鏈具有矽原子之二胺殘基的情形時,由於聚醯亞胺膜與硬塗層之密合性優異,故較佳。此被推斷是由於前述特定之聚醯亞胺膜與硬塗層的混合(mixing)優異的緣故。
又,當於本發明之積層體中,聚醯亞胺膜含有之聚醯亞胺含有主鏈具有矽原子之二胺殘基的情形時,由於光失真減低,故較佳。於此情形下,當將本發明之積層體使用作為顯示器用表面材料或基材等顯示器用構件的情形時,可抑制顯示器顯示品質下降。
1. 膜或聚醯亞胺膜
作為被使用於本發明之積層體的膜或聚醯亞胺膜,由於可使用前述本發明之膜或聚醯亞胺膜,因此此處省略說明。
2. 硬塗層
被使用於本發明之積層體的硬塗層含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中之至少1種的聚合物。
(1)自由基聚合性化合物
所謂自由基聚合性化合物,係指具有自由基聚合性基之化合物。作為前述自由基聚合性化合物具有之自由基聚合性基,若為可產生自由基聚合反應之官能基即可,並無特別限定,例如可舉含有碳-碳不飽和雙鍵之基等,具體而言,可列舉:乙烯基、(甲基)丙烯醯基等。另,當前述自由基聚合性化合物具有2個以上之自由基聚合性基的情形時,此等之自由基聚合性基彼此可相同,或亦可不同。
前述自由基聚合性化合物於1分子中具有之自由基聚合性基的數目,從提升硬塗層之硬度的方面來看,較佳為2個以上,更佳為3個以上。
作為前述自由基聚合性化合物,從反應性高之方面來看,其中較佳為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,可較佳使用1分子中具有2~6個(甲基)丙烯醯基之被稱為多官能丙烯酸酯單體的化合物,或被稱為胺酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)、聚酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯之分子內具有數個(甲基)丙烯醯基且分子量為數百至數千的寡聚物。
另,於本說明書中,(甲基)丙烯醯基表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基兩者,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯兩者。
作為前述自由基聚合性化合物,具體而言,例如可列舉:二乙烯苯等乙烯系化合物;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A環氧二(甲基)丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-(甲基)丙烯醯基氧乙氧基)苯基]茀、烯化氧(alkylene oxide)改質雙酚A二(甲基)丙烯酸酯(例如,乙氧化(氧化乙烯改質)雙酚A二(甲基)丙烯酸酯等)、三(羥甲)丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(羥甲)乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等聚醇聚丙烯酸酯類;雙酚A二環氧丙基醚之二丙烯酸酯、己二醇二環氧丙基醚之二丙烯酸酯等環氧丙烯酸酯類;由聚異氰酸酯與羥乙基丙烯酸酯等含有羥基之丙烯酸酯的反應而得到之胺酯丙烯酸酯(urethane acrylate)等。
( 2)陽離子聚合性化合物
所謂陽離子聚合性化合物,係指具有陽離子聚合性基之化合物。作為前述陽離子聚合性化合物具有之陽離子聚合性基,若為可產生陽離子聚合反應之官能基即可,並無特別限定,例如可列舉:環氧基、氧環丁烷基(oxetanyl)、乙烯醚基等。另,當前述陽離子聚合性化合物具有2個以上之陽離子聚合性基的情形時,此等之陽離子聚合性基彼此可相同,或亦可不同。
前述陽離子聚合性化合物於1分子中具有之陽離子聚合性基的數目,從提升硬塗層之硬度的方面來看,較佳為2個以上,更佳為3個以上。
又,作為前述陽離子聚合性化合物,其中,較佳為具有環氧基及氧環丁烷基之至少1種作為陽離子聚合性基的化合物,從密合性之方面及透光性與表面硬度之方面來看,更佳為於1分子中具有2個以上之環氧基及氧環丁烷基至少1種的化合物。環氧基、氧環丁烷基等環狀醚基由於伴隨聚合反應之收縮小,故較佳。又,具有環狀醚基之中環氧基的化合物,有下述優點:可輕易取得各式各樣之構造的化合物,不會對所得到之硬塗層的耐久性造成不良影響,亦可輕易控制與自由基聚合性化合物之相容性。又,環狀醚基之中的氧環丁烷基相較於環氧基,具有下述等優點:聚合度高,低毒性,當將所得到之硬塗層與具有環氧基之化合物組合時可增快塗膜中從陽離子聚合性化合物得到之網路形成速度,即使是與自由基聚合性化合物摻雜之區域,亦不會於膜中殘留未反應之單體,形成獨立之網路。
作為具有環氧基之陽離子聚合性化合物,例如可列舉:藉由以過氧化氫、過酸等適當之氧化劑對具有脂環族環之多價醇的聚環氧丙基醚或含有環己烯環、環戊烯環之化合物進行環氧化而得到之脂環族環氧樹脂;脂肪族多價醇或其烯化氧加成物之聚環氧丙基醚、脂肪族長鏈多元酸之聚環氧丙基酯、環氧丙基(甲基)丙烯酸酯之均聚物、共聚物等脂肪族環氧樹脂;雙酚A、雙酚F或氫化雙酚A等雙酚類,或其等之烯化氧(alkylene oxide)加成物、己內酯加成物等衍生物與表氯醇之反應所製造的環氧丙基醚,及為酚醛環氧樹脂等且由雙酚類衍生之環氧丙基醚型環氧樹脂等。
作為上述脂環族環氧樹脂,可列舉:3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯(UVR-6105,UVR-6107,UVR-6110)、己二酸雙-3,4-環氧環己基甲基酯(UVR-6128)(以上,括弧內為商品名,陶氏化學製。)。
又,作為上述環氧丙基醚型環氧樹脂,可列舉:山梨醇聚環氧丙基醚(Denacol EX-611,Denacol EX-612,Denacol EX-614,Denacol EX-614B,Denacol EX-622)、聚甘油聚環氧丙基醚(Denacol EX-512,Denacol EX-521)、新戊四醇聚環氧丙基醚(Denacol EX-411)、二甘油聚環氧丙基醚(Denacol EX-421)、甘油聚環氧丙基醚(Denacol EX-313,Denacol EX-314)、三(羥甲)丙烷聚環氧丙基醚(Denacol EX-321)、間苯二酚二環氧丙基醚(Denacol EX-201)、新戊二醇二環氧丙基醚(Denacol EX-211)、1,6-己二醇二環氧丙基醚(Denacol EX-212)、氫二雙酚A二環氧丙基醚(Denacol EX-252)、乙二醇二環氧丙基醚(Denacol EX-810,Denacol EX-811)、聚乙二醇二環氧丙基醚(Denacol EX-850,Denacol EX-851,Denacol EX-821)、丙二醇環氧丙基醚(Denacol EX-911)、聚丙二醇環氧丙基醚(Denacol EX-941,Denacol EX-920)、烯丙基環氧丙基醚(Denacol EX- 111)、2-乙基己基環氧丙基醚(Denacol EX-121)、苯基環氧丙基醚(Denacol EX-141)、苯酚環氧丙基醚(Denacol EX-145)、丁基苯基環氧丙基醚(Denacol EX-146)、酞酸二環氧丙酯(Denacol EX-721)、氫醌二環氧丙基醚(Denacol EX-203)、對酞酸二環氧丙酯(diglycidyl terephthalate)(Denacol EX-711)、環氧丙基酞醯亞胺(Denacol EX-731)、二溴苯基環氧丙基醚(Denacol EX-147)、二溴新戊二醇二環氧丙基醚(Denacol EX-221)(以上,括弧內為商品名,長瀨化成製。)。
又,作為其他之市售品的環氧樹脂,可列舉:商品名為Epikote825、Epikote827、Epikote828、Epikote828EL、Epikote828XA、Epikote834、Epikote801、Epikote801P、Epikote802、Epikote815、Epikote815XA、Epikote816A、Epikote819、Epikote834X90、Epikote1001B80、Epikote1001X70、Epikote1001X75、Epikote1001T75、Epikote806、Epikote806P、Epikote807、Epikote152、Epikote154、Epikote871、Epikote191P、EpikoteYX310、EpikoteDX255、EpikoteYX8000、EpikoteYX8034等(以上為商品名,Japan Epoxy Resin製)。
作為具有氧環丁烷基之陽離子聚合性化合物,例如可列舉:3-乙基-3-羥甲基氧呾(OXT-101)、1,4-雙-3-乙基氧呾-3-基甲氧基甲基苯(OXT-121)、雙-1-乙基-3-氧環丁烷基甲基醚(OXT-221)、3-乙基-3-2-乙基己氧基甲基氧呾(OXT-212)、3-乙基-3-苯氧基甲基氧呾(OXT-211)(以上,括弧內為商品名,東亞合成製。)或商品名為ETERNACOLL EHO、ETERNACOLL OXBP、ETERNACOLL OXTP、ETERNACOLL OXMA(以上為商品名,宇部興產製)。
(3)聚合起始劑
使用於本發明之硬塗層含有的前述自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種之聚合物,例如可藉由下述方式得到:視需要將聚合起始劑添加於前述自由基聚合性化合物及前述陽離子聚合性化合物之至少1種,以周知的方法使之進行聚合反應。
作為前述聚合起始劑,可適當選擇自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、自由基及陽離子聚合起始劑等來使用。此等之聚合起始劑會因照光及加熱之至少一種而分解,產生自由基或者陽離子,進行自由基聚合與陽離子聚合。
自由基聚合起始劑若能藉由照光及加熱之至少任一者而釋放出使自由基聚合開始的物質即可。例如,作為光自由基聚合起始劑,可列舉:咪唑衍生物、雙咪唑衍生物、N-芳基甘胺酸衍生物、有機疊氮化合物、鈦莘(titanocene)類、鋁酸鹽錯合物、有機過氧化物、N-烷氧基吡啶鎓鹽(N-alkoxypyridinium salt)、9-氧硫口山口星(thioxanthone)衍生物等,更具體而言,可列舉:1,3-二(三級丁基二氧基羰基)二苯甲酮、3,3',4,4'-肆(三級丁基二氧基羰基)二苯甲酮、3-苯基-5-異㗁唑酮(isoxazolone)、2-巰苯并咪唑、雙(2,4,5-三苯基)咪唑、2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮(商品名:Irgacure 651,Ciba Japan股份有限公司製)、1-羥基-環己基-苯基-酮(商品名:Irgacure 184,Ciba Japan股份有限公司製)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-N-啉基苯基)-丁烷-1-酮(商品名:Irgacure 369,Ciba Japan股份有限公司製)、雙(η5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦)(商品名:Irgacure 784,Ciba Japan股份有限公司製)等,但並不限定於此等。
除了上述以外,亦可使用市售品,具體而言,可列舉:Ciba Japan股份有限公司製之Irgacure907、Irgacure379、Irgacure819、Irgacure127、Irgacure500、Irgacure754、Irgacure250、Irgacure1800、Irgacure1870、IrgacureOXE01、DAROCUR TPO、DAROCURl173;Japan Siberhegner股份有限公司製之SpeedcureMBB、SpeedcurePBZ、SpeedcureITX、SpeedcureCTX、SpeedcureEDB、Esacure ONE、Esacure KIP150、Esacure KTO46;日本化藥股份有限公司製之KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE DMBI等。
又,陽離子聚合起始劑若能藉由照光及加熱之至少任一者而釋放出使陽離子聚合開始的物質即可。作為陽離子聚合起始劑,可例示:磺酸酯、醯亞胺磺酸鹽(imidesulfonate)、二烷基-4-羥基鋶鹽、芳基磺酸-對硝苄酯、矽醇-鋁錯合物、(η6 -苯)(η5 -環戊二烯基)鐵(II)等,更具體而言,可列舉:安息香甲苯磺酸酯(benzoin tosylate)、2,5-二硝苄基甲苯磺酸酯、N-甲苯磺醯基酞酸醯亞胺等,但並不限定於此等。
作為可使用作為自由基聚合起始劑或陽離子聚合起始劑者,可例示:芳香族錪鹽、芳香族鋶鹽、芳香族重氮鹽、芳香族鏻鹽、三化合物、鐵-芳烴錯合物等,更具體而言,可列舉:二苯基錪鎓、聯甲苯錪鎓、雙(對三級丁基苯基)錪鎓、雙(對氯苯基)錪鎓等錪鎓之氯化物、溴化物;氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、六氟銻酸鹽等錪鹽;三苯基鋶、4-三級丁基三苯基鋶、參(4-甲基苯基)鋶等鋶之氯化物、溴化物;氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽塩、六氟銻酸鹽等鋶鹽;2,4,6-參(三氯甲基)-1,3,5-三、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三等2,4,6-取代-1,3,5三化合物等,但並不限定於此等。
(4)添加劑
使用於本發明之硬塗層除了前述聚合物之外,亦可視需要還含有抗靜電劑、防眩劑、抗污劑、用以提升硬度之無機或有機微粒子、調平劑、各種敏化劑等添加劑。
另,使用於本說明書之硬塗層所含有的自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中至少1種的聚合物等,可使用傅立葉轉換紅外光譜儀(FTIR)、熱分解氣相層析儀(GC-MS)分析,或對於聚合物之分解物,可使用高效能液相層析術、氣相層析質譜儀、NMR、元素分析、XPS/ESCA及TOF-SIMS等組合來加以分析。
3. 積層體之構成
本發明之積層體若為具有「前述膜或聚醯亞胺膜」與「前述硬塗層」者,則並無特別限定,可為於前述膜或聚醯亞胺膜之一面側積層有前述硬塗層者,或亦可為於前述膜或聚醯亞胺膜之兩面積層有前述硬塗層者。又,本發明之積層體可於不損及本發明效果之範圍,除了前述膜或聚醯亞胺膜及前述硬塗層之外,例如還可具有用以提升前述膜或聚醯亞胺膜與前述硬塗層之密合性的底漆(primer)層等其他層,或亦可前述膜或聚醯亞胺膜與前述硬塗層透過底漆層等其他層而積層。又,本發明之積層體亦可為前述膜或聚醯亞胺膜與前述硬塗層鄰接在一起者。又,本發明之積層體亦可進一步具有耐撞擊層、抗指紋附著層、接著或黏著層等。
本發明之積層體的整體厚度根據用途加以適當選擇即可,從強度之方面來看,較佳為10μm以上,更佳為40μm以上。另一方面,從抗彎曲性之方面來看,較佳為300μm以下,更佳為250μm以下。
又,於本發明之積層體,各硬塗層之厚度根據用途加以適當選擇即可,較佳為2μm以上80μm以下,更佳為3μm以上50μm以下。又,從抗捲曲之觀點來看,亦可於聚醯亞胺膜之兩面形成硬塗層。
4. 積層體之特性
本發明之積層體其硬塗層側表面的鉛筆硬度較佳為H以上,更佳為2H以上,再更佳為3H以上。
關於本發明之積層體的鉛筆硬度,除了於前述聚醯亞胺膜之鉛筆硬度的測量方法中使載重為9.8N以外,其餘皆可以相同方式測量。
本發明之積層體依據JIS K7361-1測量的總透光率較佳為85%以上,更佳為88%以上,再更佳為90%以上。如此由於透射率高,故透明性會變良好,可成為玻璃替代材料。
關於本發明之積層體的前述總透光率,可與前述聚醯亞胺膜依據JIS K7361-1測量之總透光率同樣的方式進行測量。
本發明之積層體依據JIS K7373-2006算出的黃度(YI值)較佳為20以下,更佳為15以下,再更佳為10以下,尤佳為5以下。
又,從抑制帶些許黃色之著色、提升透光性、適用作為玻璃替代材料的方面來看,本發明之積層體其依據前述JIS K7373-2006算出之黃度(YI值)除以膜厚(μm)所得到的值(YI值/膜厚(μm))較佳為0.10以下,更佳為0.05以下,再更佳為0.03以下。
關於本發明之積層體的前述黃度(YI值),可與前述聚醯亞胺膜依據JIS K7373-2006算出之黃度(YI值)同樣的方式進行測量。
本發明之積層體的霧度值從透光性之方面來看,較佳為10以下,更佳為8以下,再更佳為5以下。
關於本發明之積層體的霧度值,可與前述聚醯亞胺膜之霧度值同樣的方式進行測量。
本發明之積層體於波長590nm之厚度方向的雙折射率較佳為0.040以下,較佳為0.020以下,較佳為0.015以下,更佳為0.010以下,再更佳為未達0.008。
關於本發明之積層體的前述雙折射率,可與前述聚醯亞胺膜於波長590nm之厚度方向之雙折射率同樣的方式進行測量。
5. 積層體之用途
本發明之積層體之用途並無特別限定,例如,可使用於與前述本發明之聚醯亞胺膜的用途相同的用途。
6. 積層體之製造方法
作為本發明之積層體的製造方法,例如可舉包含有下述步驟之製造方法:
於前述本發明之膜或聚醯亞胺膜的至少一面,形成硬塗層形成用組成物之塗膜,該硬塗層形成用組成物含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種;及
使前述塗膜硬化。
前述硬塗層形成用組成物含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種,並且亦可視需要進一步含有聚合起始劑、溶劑及添加劑等。
此處,關於前述硬塗層形成用組成物含有之自由基聚合性化合物、陽離子聚合性化合物、聚合起始劑及添加劑,可使用與前述硬塗層中所說明者相同者,溶劑可適當選自周知之溶劑來使用。
作為於膜或聚醯亞胺膜之至少一面形成前述硬塗層形成用組成物之塗膜的方法,例如可舉下述方法:藉由周知之塗布手段,將前述硬塗層形成用組成物形成於膜或聚醯亞胺膜之至少一面。
前述塗布手段若為能以目標膜厚進行塗布之方法,則無特別限制,例如可舉與將前述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗布於支持體之手段相同的方法。
前述硬塗層用硬化性樹脂組成物之塗膜,視需要,藉由乾燥將溶劑去除。作為乾燥方法,例如可列舉:減壓乾燥或加熱乾燥,以及將此等乾燥加以組合之方法等。又,當於常壓使之乾燥的情形時,較佳於30℃以上110℃以下使之乾燥。
可對塗布前述硬塗層用硬化性樹脂組成物並視需要使之乾燥而得到之塗膜,根據該硬化性樹脂組成物含有之自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物的聚合性基,藉由照光及加熱之至少任一者使塗膜硬化,藉此於膜或聚醯亞胺膜之至少一面,形成含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中之至少1種之聚合物的硬塗層。
照光主要可使用紫外線、可見光、電子射線、游離輻射等。當為紫外線硬化之情形時,使用從超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧、氙弧、金屬鹵素燈等之光線發出的紫外線等。能量線源之照射量,以於紫外線波長365nm之累積曝光量計,為50~5000mJ/cm2 左右。
當進行加熱之情形時,通常是以40℃以上120℃以下之溫度來處理。又,亦可藉由在室溫(25℃)放置24小時以上,來進行反應。
IV. 顯示器用構件
本發明之顯示器用構件含有前述本發明之膜或聚醯亞胺膜,或者本發明之積層體。
作為本發明之顯示器用構件,例如可列舉:顯示器用表面材料或顯示器用基材等。
本發明之顯示器用構件,可為前述本發明之膜或聚醯亞胺膜,或者本發明之積層體。
本發明之顯示器用構件,例如可被使用作為顯示器用表面材料配置成位於各種顯示器之表面。本發明之顯示器用構件由於與前述本發明之膜或聚醯亞胺膜及本發明之積層體同樣地透明性優異,抗彎曲性提升,具有足以作為保護膜之表面硬度,故可尤其適用作為可撓性顯示器用。
本發明之顯示器用構件可使用於周知之各種顯示器,並無特別限定,例如可使用於前述本發明之聚醯亞胺膜之用途所說明的顯示器等。
另,當本發明之顯示器用構件為前述本發明之積層體的情形時,在將該積層體配置於顯示器表面後成為最表面之面可為聚醯亞胺膜側之表面,亦可為硬塗層側之表面。其中,較佳將本發明之顯示器用構件配置成硬塗層側之表面為更表側之面。又,本發明之顯示器用構件亦可於最表面具有抗指紋附著層。
又,作為將本發明之顯示器用構件配置於顯示器表面的方法並無特別限定,例如可舉透過接著層的方法等。作為前述接著層,可使用能夠用於顯示器用構件之接著的以往周知的接著層。
V. 觸摸面板構件
本發明之觸摸面板構件具有:
前述本發明之膜或者前述本發明之聚醯亞胺膜,或前述本發明之積層體;
配置於前述膜或者前述聚醯亞胺膜或前述積層體之一面側由複數個導電部構成的透明電極;及
於前述導電部端部之至少一側電連接之複數條外輸線。
本發明之觸摸面板構件,由於具備前述本發明之膜或者前述本發明之聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體,故為透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制者,因此可尤其適用作為可撓性顯示器用,又,光學特性優異。
使用於本發明之觸摸面板構件的本發明之積層體,較佳具有硬塗層,該硬塗層與聚醯亞胺膜之兩面鄰接,並含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中之至少1種的聚合物。
又,本發明之觸摸面板構件並無特別限定,較佳為前述透明電極與前述積層體之一面側接觸積層而成者。
本發明之觸摸面板構件,例如可使用配置成位於各種顯示器之表面。又,亦可將本發明的觸摸面板構件與作為表面材料之本發明的聚醯亞胺膜或積層體依序配置於各種顯示器表面使用。
以下,關於本發明之觸摸面板構件,雖然是用前述使用本發明之積層體之例來說明,但可同樣地使用前述本發明之膜或者聚醯亞胺膜來代替前述本發明之積層體。
圖5為本發明之觸摸面板構件一例之其中一面的概略俯視圖,圖6為圖5所示之觸摸面板構件另一面的概略俯視圖,圖7為圖5及圖6所示之觸摸面板構件的A-A'剖面圖。圖5、圖6及圖7所示之觸摸面板構件20具備:本發明之積層體10、與積層體10之其中一面接觸配置的第一透明電極4及與積層體10另一面接觸配置的第二透明電極5。於第一透明電極4中,複數個第一導電部41(為以伸長於x軸方向之方式延伸的細長狀電極片)隔著預定間隔配置。於第一導電部41,在其長邊方向之端部的任一者連接有與該第一導電部41電連接之第一外輸線7。於延伸至積層體10之端緣21設置的第一外輸線7的端部,可設置用以與外部電路電連接之第一端子71。第一導電部41與第一外輸線7,一般而言,係於位在觸摸面板之使用者可目視辨認之主動區域22外側的非主動區域23內連接。
第一導電部41與第一外輸線7之連接例如如圖5所示,可採用透過連接部24之連接構造。連接部24,具體而言,可藉由將導電性材料之層從第一導電部41之長邊方向端部延伸設置至非主動區域23內之預定位置來形成。並且可藉由將第一外輸線7之至少一部分重疊於該連接部24上,來形成第一導電部41與第一外輸線7之連接構造。
第一導電部41與第一外輸線7之連接,並不限定於如圖5所示之形成連接部24的構造。例如雖然省略圖示,但亦可將第一導電部41之長邊方向端部伸長至非主動區域23,於非主動區域23內,使第一外輸線7在伸長至該非主動區域23之第一導電部41的端部上,藉此使兩者電連接。
另,於圖5,雖然揭示將第一導電部41之長邊方向端部中任一者與第一外輸線7連接的形態,但是於本發明中,亦可為下述之形態:分別將第一外輸線7電連接於1個第一導電部41之長邊方向的兩端。
如圖6所示,觸摸面板構件20具備與積層體10之另一面接觸配置的第二透明電極5。於第二透明電極5中,第二導電部51(為以伸長於y軸方向之方式延伸的複數個細長狀電極片)隔著預定間隔配置於x軸方向。
於第二導電部51,在其長邊方向端部之其中一端部,連接有與該第二導電部51電連接之第二外輸線8。
第二外輸線8延伸設置至積層體10端緣之中不與延伸設置有前述第一外輸線7之端緣21中之第一端子71重疊的位置。
於延伸設置至積層體10端緣21之第二外輸線8的端部,可設置用以與外部電路電連接之第二端子81。
第二導電部51與第二外輸線8之電連接,可適用與第一外輸線7與第一導電部41之電連接相同的形態。
另,如圖5及圖6所示之類使第1外輸線7為長條配線,且使第2外輸線8為短條配線的態樣,僅為本發明之觸摸面板構件的一實施形態,例如,亦可形成為使第一外輸線7為短條配線,使第二外輸線8為長條配線的態樣。又,第一外輸線7之伸長方向及第二外輸線8之伸長方向亦不限於圖5及圖6所示之方向,可作任意設計。
本發明之觸摸面板構件具備的導電部,可適當選擇觸摸面板構件中構成透明電極者加以應用,導電部之態樣並不限定於圖5及圖6所示者。例如,可根據靜電容量方式,適當選擇能夠檢測因手指等接觸或接近接觸之狀態所造成之電容變化的透明電極之態樣。
作為前述導電部之材料,較佳為透光性材料,例如可列舉:以銦錫氧化物(ITO)、氧化銦、銦鋅氧化物(IZO)等為主要構成成分之氧化銦系透明電極材料,以氧化錫(SnO2 )、氧化鋅(ZnO)等為主要構成成分之透明導電膜,聚苯胺,聚乙炔等導電性高分子化合物等,但並不限定於此等。又,第一導電部41及第二導電部51彼此可使用同種類之導電性材料形成,亦可使用不同種類之材料形成。尤其是若使用同種類之導電性材料形成第一導電部41及第2導電部51,則於可更加有效地抑制觸摸面板構件翹曲或發生應變的觀點上,為較佳。
前述導電部之厚度並無特別限定,例如當藉由光蝕刻法(photolithography)形成導電部之情形時,一般而言,可形成為10nm~500nm左右。
構成本發明之觸摸面板構件所具備之外輸線的導電材料,有無透光性皆可。一般而言,外輸線可使用具有高導電性之銀或銅等金屬材料形成。具體而言,可列舉:金屬單質、金屬之複合體、金屬與金屬化合物之複合體、金屬合金。作為金屬單質,可例示:銀、銅、金、鉻、鉑、鋁之單質等。作為金屬之複合體,可例示:MAM(鉬、鋁、鉬之3層構造體)等。作為金屬與金屬化合物之複合體,可例示:氧化鉻與鉻之積層體等。作為金屬合金,可通用銀合金或銅合金。又,作為金屬合金,可例示:APC(銀、鈀及銅之合金)等。又,於前述外輸線,亦可在前述金屬材料適當參雜有樹脂成分。
於本發明之觸摸面板構件中,設置於外輸線之端部的端子,例如可使用與前述外輸線相同材料形成。
前述外輸線之厚度及寬度尺寸並無特別限定為,例如當藉由光蝕刻法形成外輸線之情形時,一般而言,厚度形成為10nm~1000nm左右,寬度尺寸形成為5μm~200μm左右。另一方面,當藉由網板印刷等印刷形成外輸線之情形時,一般而言,厚度形成為5μm~20μm左右,寬度尺寸形成為20μm~300μm左右。
本發明之觸摸面板構件並不限於圖5~圖7所示之形態,例如,亦可為第一透明電極與第二透明電極分別積層於各別之積層體上而構成者。
圖8及圖9各自為表示具備本發明之積層體之導電性構件一例的概略俯視圖。圖8所示之第一導電性構件201具有「本發明之積層體10」與「和該積層體10之一面接觸配置的第一透明電極4」,該第一透明電極4具有複數個第一導電部41。圖9所示之第二導電性構件202具有「本發明之積層體10'」與「和該積層體10'之一面接觸配置的第二透明電極5」,該第二透明電極5具有複數個第二導電部51。
圖10為表示本發明之觸摸面板構件另一例的概略剖面圖,圖10所示之觸摸面板構件20'具備「圖8所示之第一導電性構件201」與「圖9所示之第二導電性構件202」。於觸摸面板構件20'中,第一導電性構件201不具有第一透明電極4之面與第二導電性構件202具有透明電極5之面係透過接著層6貼合。另,於本發明中,例如,作為用以接著本發明之積層體與本發明之觸摸面板構件的接著層、用以接著本發明之觸摸面板構件彼此的接著層、用以接著本發明之觸摸面板構件與顯示裝置等的接著層,可適當選擇被使用於光學構件之以往周知的接著層來使用。使用於本發明之觸摸面板構件的導電性構件中,透明電極、外輸線及端子之構成及材料各自可與前述使用於本發明之觸摸面板構件的透明電極、外輸線及端子相同。
VI . 液晶顯示裝置
本發明之液晶顯示裝置具有「前述本發明之膜或者前述本發明之聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體」與「配置於前述膜或者前述聚醯亞胺膜或前述積層體之一面側,於對向基板間具有液晶層而成的液晶顯示部」。
本發明之液晶顯示裝置由於具備前述本發明之膜或者前述本發明之聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體,故透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制,因此,尤其可適用作為可撓性顯示器用,光學特性優異。
使用於本發明之液晶顯示裝置的本發明之積層體,較佳具有硬塗層,該硬塗層與聚醯亞胺膜之兩面鄰接,含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種的聚合物。
又,本發明之液晶顯示裝置亦可具備前述本發明之觸摸面板構件。
又,本發明之液晶顯示裝置具有之對向基板,亦可具備本發明之膜或者聚醯亞胺膜或積層體。
以下,關於本發明之液晶顯示裝置,雖然是以使用前述本發明之積層體之例作說明,但亦可同樣地使用前述本發明之膜或者聚醯亞胺膜來代替前述本發明之積層體。
圖11為表示本發明之液晶顯示裝置一例的概略剖面圖。圖11所示之液晶顯示裝置100具有「本發明之積層體10」與「在本發明之積層體10之一面具備第一透明電極4,而在另一面具備第二透明電極5的觸摸面板構件20」與「液晶顯示部30」。於液晶顯示裝置100中,積層體10被使用作為表面材料,積層體10與觸摸面板構件20係透過接著層6貼合。
使用於本發明之液晶顯示裝置的液晶顯示部,具有形成於對向配置之基板之間的液晶層,可採用被使用於以往周知之液晶顯示裝置的構成。
作為本發明之液晶顯示裝置的驅動方式,並無特別限定,可採用一般被使用於液晶顯示裝置之驅動方式,例如可列舉:TN方式、IPS方式、OCB方式及MVA方式等。
作為使用於本發明之液晶顯示裝置的對向基板,可根據液晶顯示裝置之驅動方式等作適當選擇,亦可使用具備本發明之聚醯亞胺膜或積層體者。
作為構成液晶層之液晶,可根據本發明之液晶顯示裝置的驅動方式等,使用介電各向導性不同之各種液晶及此等混合物。
作為液晶層之形成方法,可使用一般被作為液晶單元之作製方法使用的方法,例如,可列舉:真空注入方式或液晶滴下方式等。藉由前述方法形成液晶層後,將液晶單元慢慢冷卻至常溫,藉此可使封入的液晶配向。
於本發明之液晶顯示裝置中,在對向配置的基板之間,亦可進一步具有複數色之著色層或劃分像素之遮光部。又,液晶顯示部於對向配置的基板之外側,於觸摸面板構件所在之側之相反側的位置,亦可具有背光源部,該背光源部具有發光元件或螢光體。又,於對向配置之基板的外表面,分別亦可具有偏光板。
圖12為表示本發明之液晶顯示裝置另一例的概略剖面圖。圖12所示之液晶顯示裝置200具有本發明之積層體10、觸摸面板構件20'及液晶顯示部30,該觸摸面板構件20'具有在本發明之積層體10'之一面具備第一透明電極4的第一導電性構件201與在本發明之積層體10"之一面具備第二透明電極5的第二導電性構件202。於液晶顯示裝置200中,積層體10與第一導電性構件201,及第一導電性構件201與第二導電性構件202各自透過接著層6貼合。觸摸面板構件20'之構成,例如可為與圖10所示之觸摸面板構件20'之構成相同。作為使用於本發明之液晶顯示裝置的導電性構件,可使用與被用於本發明之觸摸面板構件的導電性構件相同者。
VII. 有機電致發光顯示裝置
本發明之有機電致發光顯示裝置,具有前述本發明之膜或者前述本發明之聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體與有機電致發光顯示部,該有機電致發光顯示部配置於前述膜或者前述聚醯亞胺膜或前述積層體之一面側,且於對向基板間具有有機電致發光層而成。
本發明之有機電致發光顯示裝置,由於具備前述本發明之膜或者前述本發明之聚醯亞胺膜或前述本發明之積層體,故為透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制者,因此可尤其適用作為可撓性顯示器用,光學特性優異。
使用於本發明之有機電致發光顯示裝置的本發明之積層體,較佳具有硬塗層,該硬塗層與聚醯亞胺膜之兩面鄰接,含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中之至少1種的聚合物。
又,本發明之有機電致發光顯示裝置,亦可具備前述本發明之觸摸面板構件。
又,本發明之有機電致發光顯示裝置具有的對向基板,亦可具備本發明之膜或者聚醯亞胺膜或積層體。
圖13為表示本發明之有機電致發光顯示裝置一例的概略剖面圖。圖13所示之有機電致發光顯示裝置300具有「本發明之積層體10」與「於本發明之積層體10'之一面具備第一透明電極4,另一面具備第二透明電極5的觸摸面板構件20」與「有機電致發光顯示部40」。於有機電致發光顯示裝置300中,積層體10係作為表面材料使用,積層體10與觸摸面板構件20係透過接著層6貼合。
使用於本發明之有機電致發光顯示裝置(有機EL顯示裝置)的有機電致發光顯示部(有機EL顯示部),具有形成於對向配置的基板之間的有機電致發光層(有機EL層),可採用使用於以往周知之有機EL顯示裝置的構成。
有機EL顯示部亦可進一步具有「支持基板」與「含有有機EL層以及夾持有機EL層之陽極層及陰極層的有機EL元件」與「將有機EL元件封閉之封閉基材」。作為前述有機EL層,為至少具有有機EL發光層者即可,但例如可使用具有從上述陽極層側依序積層有電洞注入層、電洞傳輸層、有機EL發光層、電子傳輸層及電子注入層之構造者。
本發明之有機EL顯示裝置,例如,可應用於被動驅動方式之有機EL顯示器,亦可應用於主動驅動方式之有機EL顯示器。作為使用於本發明之有機EL顯示裝置的對向基板,可根據有機EL顯示裝置之驅動方式等作適當選擇來使用,亦可使用具備本發明之積層體者。
圖14為表示本發明之有機電致發光顯示裝置另一例的概略剖面圖。圖14所示之有機電致發光顯示裝置400具有本發明之積層體10與觸摸面板構件20'與有機電致發光顯示部40,該觸摸面板構件20'具有於本發明之積層體10'之一面具備第一透明電極4的第一導電性構件201,與於本發明之積層體10"之一面具備第二透明電極5的第二導電性構件202。於有機電致發光顯示裝置400中,積層體10與第一導電性構件201,第一導電性構件201與第二導電性構件202各自透過接著層6貼合。觸摸面板構件20'之構成,例如可與圖10所示之觸摸面板構件20'的構成相同。作為使用於本發明之有機電致發光顯示裝置的導電性構件,可使用與被使用於本發明之觸摸面板構件的導電性構件相同者。
實施例
[評價方法]
以下,當沒有特別說明之情形時,係於25℃進行測量或評價。
<聚醯亞胺前驅物之重量平均分子量>
聚醯亞胺前驅物之重量平均分子量係將聚醯亞胺前驅物製成0.5重量%之濃度的N-甲基吡咯啶酮(NMP)溶液,使該溶液通過針筒過濾器(孔徑:0. 45μm)進行過濾,使用含水量500ppm以下之10mmol%LiBr-NMP溶液作為展開溶劑,使用GPC裝置(TOSOH製,HLC-8120,使用管柱:SHODEX製GPCLF-804),以樣品注入量50μL,溶劑流量0.4mL/分,40℃之條件進行測量。使聚醯亞胺前驅物之重量平均分子量為相對於以與樣品同濃度之聚苯乙烯標準樣品(重量平均分子量:364,700、204,000、103,500、44,360、27,500、13,030、6,300、3,070)為基準所測得之標準聚苯乙烯的換算值。將溶出時間與校準曲線比較,求出重量平均分子量。
<聚醯亞胺前驅物溶液之黏度>
聚醯亞胺前驅物溶液之黏度,係使用黏度計(例如,TVE-22HT,東機產業股份有限公司),於25℃,使樣品量為0.8ml測得。
<聚醯亞胺之重量平均分子量>
將聚醯亞胺粉體15mg浸漬於15000mg之N-甲基吡咯啶酮(NMP),以水浴加熱至60℃,且同時使用攪拌器以旋轉速度200rpm攪拌3~60小時至以目視確認溶解為止,藉此得到0.1重量%之濃度的NMP溶液。使其溶液通過針筒過濾器(孔徑:0.45μm)進行過濾,使用含水量500ppm以下之30mmol%LiBr-NMP溶液作為展開溶劑,使用GPC裝置(TOSOH製,HLC-8120,檢測器:示差折射率(RID)檢測器,使用管柱:將SHODEX製之GPC LF-804串聯連接2根),以樣品注入量50μL,溶劑流量0.4mL/分,管柱溫度37℃,檢測器溫度37℃之條件進行測量。使聚醯亞胺之重量平均分子量為相對於以與樣品同濃度之聚苯乙烯標準樣品(重量平均分子量:364,700、204,000、103,500、44,360、27,500、13,030、6,300、3,070)為基準所測得之標準聚苯乙烯的換算值。將溶出時間與校準曲線比較,求出重量平均分子量。
<聚醯亞胺溶液之黏度>
聚醯亞胺溶液之黏度,係使用黏度計(例如,TVE-22HT,東機產業股份有限公司),於25℃,使樣品量為0.8ml測得。
<聚醯亞胺之矽原子含有比例(質量%)>
聚醯亞胺之矽原子含有比例(質量%)係從裝入之分子量算出。
例如,如合成例2之聚醯亞胺般,當相對於作為酸二酐成分之4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)1莫耳,使用2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)0.9莫耳與1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷 (AprTMOS)0.1莫耳作為二胺成分的情形時,可如下述方式算出。
聚醯亞胺重複單元1莫耳分之分子量係從
來自6FDA:(C)12.01 × 19+(F)19.00 × 6+(O)16.00 × 4+(H)1.01 × 6=412.25
來自TFMB:{(C)12.01 × 14+(F)19.00 × 6+(N)14.01 × 2+(H)1.01 × 6} × 0.9=284.60
來自AprTMOS:{(C)12.01 × 10+(O)16.00 × 1+(N)14.01 × 2+(Si)28.09 × 2+(H)1.01 × 24} × 0.1=24.45
算出為412.25+284.60+24.45=721.30。
聚醯亞胺重複單元1莫耳中之矽原子含有比例(質量%),被求出為(28.09 × 2 × 0.1)/721.30 × 100=0.8 (質量%)。
另,對於合成例10之兩末端胺改質二苯基聚矽氧油(信越化學公司製:X22-1 660B-3,側鏈苯基型,數量平均分子量4400),假設為胺基透過-(CH23 -鍵結於聚矽氧,從數量平均分子量4400算出二苯基矽氧烷之重複單元數平均為19.7,算出為1分子中含有平均21.7個矽原子者。
又,對於合成例11之聚矽氧二胺(信越矽利光公司製 :KF-8010,數量平均分子量860),假設胺基透過-(CH23 -鍵結於聚矽氧,從數量平均分子量860算出二甲基矽氧烷之重複單元數平均為8.2,算出為1分子中含有平均10.2個矽原子者。
<總透光率>
係依據JIS K7361-1,藉由霧度計(村上色彩技術研究所製 HM150)測得。
又,例如,於厚度100μm之總透光率,可藉由朗伯-比爾定律加以換算。
具體而言,若藉由朗伯-比爾定律,則透射率T以下式表示,
Log10 (1/T)=kcb
(k =物質固有之常數,c=濃度,b=光程長)。
當為膜之透射率的情形時,若假設為「即使膜厚改變,密度亦為一定」,則由於c亦會為常數,因此上式可使用常數f表示成下式:
Log10 (l/T)=fb
(f=kc)。此處,若曉得某膜厚時之透射率,則可求出各物質之固有的常數f。因此,若使用T=1/10f˙b 之式,將固有常數帶入f,將目標膜厚帶入b,則可求得想要之膜厚時的透射率。
< YI值(黃度)>
YI值係依據JIS K7373-2006,使用紫外-可見-近紅外光分光光度計(日本分光股份有限公司 V-7100),藉由分光測色法,使用輔助照明體 C、2度視野,以1nm間隔測量250nm以上800nm以下之範圍,根據測得之透射率,求出XYZ表色系中之三刺激值X、Y、Z,從該X、Y、Z之值由下式算出。
YI=100(1. 2769X-1.0592Z)/Y
又,例如,關於在厚度100μm之YI值,可針對以1nm間隔測量某特定膜厚之樣品其250nm以上800nm以下之範圍所得到的各波長下之各透射率,與前述總透光率同樣地藉由朗伯-比爾定律求出不同厚度之各波長下之各透射率的換算值,基於該換算值算出加以使用。
<膜厚測量法>
使用數位線性量規(尾崎製作所股份有限公司製,型式PDN12 數位量規)測量切下成10cm×10cm大小之聚醯亞胺膜測試片四個角落與中央共計5點的膜厚,將測量值之平均作為聚醯亞胺膜之膜厚。
<拉伸測試>
將切下成15mm×40mm之聚醯亞胺膜測試片以溫度25℃、相對濕度60%之條件調節濕度2小時後,依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,進行於25℃之拉伸測試,測量由拉伸測試所得到的應力-應變曲線中於降伏點之應變(%)與拉伸彈性模數與延伸率。拉伸測試機係使用(島津製作所製:AUTOGRAPH AG-X 1N,Loadcell:SBL-1KN)。
前述測試片係從膜之中央部附近切下。使用下述之測試片:用前述膜厚之測量方法測量所切下之膜的四個角落與中央共計5點的膜厚,5點之平均膜厚與各點之膜厚的差在平均膜厚之6%以內。
<動彎曲測試>
將切下成20mm×100mm大小之聚醯亞胺膜測試片以封帶固定於恆溫濕器內耐久測試系統(Yuasa System機器製造,面狀體無負荷U字伸縮測試治具 DMX-FS)。又,將測試片於長邊一半之位置彎折,以折疊狀態之測試片其長邊兩端部間之距離成為6mm且測試片之彎折部分之曲率半徑成為3mm的方式設定折疊狀態。然後,於60±2℃、93±2%相對濕度(RH)之環境下,將自平坦展開狀態變為上述折疊狀態作為1次彎曲,以1分鐘內90次之彎曲次數,重複20萬次彎曲。
然後,於將測試片取下後30分鐘後,將所得到之測試片的一端部固定,測量測試片之內角。
另,當膜不會因該動彎曲測試而受到影響,完全回復成原狀的情形時,前述內角會為180
<靜彎曲測試>
如圖4所示,將切下成15mm×40mm之聚醯亞胺膜測試片1於長邊一半之位置彎折,配置成該測試片長邊之兩端部從上下面夾著厚度6mm之金屬片2(100mm×30mm×6mm),以該測試片1之兩端部與金屬片2於上下面之重疊部分各自成為10mm的方式用封帶加以固定,於此狀態下,從上下用玻璃板(100mm×100mm×0.7mm)3a及3b夾持,於以內徑為6mm將該測試片彎曲之狀態下加以固定。此時,於金屬片2與玻璃板之間沒有該測試片的部分,插入仿真之測試片4a及4b,以玻璃板成為平行之方式用封帶加以固定。將以此方式彎曲之狀態下固定的該測試片於室溫23±2℃、50±5%相對濕度(RH)之環境下靜置24小時後,將玻璃板與固定用之封帶去除,釋放作用於該測試片之力。然後,將該測試片之一端部固定,測量釋放作用於測試片之力後30分鐘後之測試片的內角。
另,當膜不會因該靜彎曲測試而受到影響,完全回復成原狀的情形時,前述內角會為180
<鉛筆硬度>
鉛筆硬度係藉由下述方式進行:對測量樣品以溫度25℃、相對濕度60%之條件調節濕度2小時後,使用JIS-S-6006規定之測試用鉛筆,利用東洋精機股份有限公司製之鉛筆抓刮塗膜硬度測試機,對膜表面進行JIS K5600-5-4(1999)規定之鉛筆硬度測試(0.98N載重),評價無損傷之最高鉛筆硬度。
<楊氏模數>
於溫度25℃,依據ISO14577,使用奈米壓痕法測量切下成15mm×15mm之聚醯亞胺膜測試片表面的楊氏模數。具體而言,測量裝置係使用Fischer Instruments股份有限公司製之PICODENTOR HM500,並使用維氏壓頭作為測量壓頭。對測試片表面測量8處任意點,進行數平均,將所求得之值作為楊氏模數。另,使測量條件為最大壓入深度:1000nm,加重時間:20秒,潛變時間:5秒。
<外觀綜合判定>
根據前述黃度之結果、前述動彎曲測試之結果及前述靜彎曲測試之結果,來綜合判定膜之外觀。
若前述靜彎曲測試之測試片的內角(回復角(return angle))為180度,則於將前述靜彎曲測試後之測試片展開成平坦時不會觀察到皺折。另一方面,前述靜彎曲測試之測試片的內角越小,越可於將前述靜彎曲測試後之測試片展開成平坦時觀察到外觀變化上有嚴重的皺折。因此,藉由前述靜彎曲測試之結果來評價皺折強度(為膜彎曲後之外觀變化)。另,關於皺折,可在將測試片展開成平坦後用封帶將兩端部固定使螢光燈等光照射於測試片表面時,以條紋狀反射之形態觀測到。
(評價基準)
AA:黃度為5以下,且於動彎曲測試沒有斷裂,測試片之內角為140 以上,於靜彎曲測試中測試片之內角為180
A :黃度為5以下,且於動彎曲測試沒有斷裂,測試片之內角為140 以上,於靜彎曲測試中測試片之內角為170 以上但未達180
B :黃度為5以下,且於動彎曲測試沒有斷裂,測試片之內角為140 以上,於靜彎曲測試中測試片之內角為155 以上但未達170
C :符合下述(c1)與下述(c2)之至少一者
(c1)黃度超過5
(c2)於動彎曲測試中斷裂,或測試片之內角未達140 ,於靜彎曲測試中測試片之內角未達155
(合成例 1)
於500ml之可分離式燒瓶(separable flask),向溶解有經脫水之二甲基乙醯胺2903g及1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(AprTMOS)16.0g(0.07mol)之溶液被控制在液溫30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)14.6g(0.03mol),以機械攪拌器攪拌30分鐘。於其中添加2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)400g(1.25mol),確認完全溶解後,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)565g(1.27mol),合成溶解有聚醯亞胺前驅物1之聚醯亞胺前驅物溶液1(固形物成分25重量%)。被用於聚醯亞胺前驅物1之TFMB與AprTMOS的莫耳比(TFMB:AprTMOS)為95:5。聚醯亞胺前驅物溶液1(固形物成分25重量%)於25℃之黏度為95300cps,藉由GPC測得之聚醯亞胺前驅物1的重量平均分子量為183000。
(合成例 2)
於500ml之可分離式燒瓶,向溶解有經脫水之二甲基乙醯胺302.0g及1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(AprTMOS)2.49g(10mmol)之溶液被控制在液溫30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)2.22g(5mmol),以機械攪拌器攪拌4小時。於其中添加2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)28.8g(90mmol),確認完全溶解後,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)42.0g(94.5mmol),合成溶解有聚醯亞胺前驅物1之聚醯亞胺前驅物溶液2(固形物成分20重量%)。被用於聚醯亞胺前驅物1之TFMB與AprTMOS的莫耳比為90:10。聚醯亞胺前驅物溶液2(固形物成分20重量%)於25℃之黏度為40150cps,藉由GPC測得之聚醯亞胺前驅物2的重量平均分子量為253000。
(合成例3)
以前述合成例2之次序,以成為表1記載之原料、固形物成分濃度的方式實施反應,製成聚醯亞胺前驅物溶液3。
(合成例4)
於500ml之可分離式燒瓶,放入經脫水之二甲基乙醯胺267.9g及3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基)]二苯胺(HFFAPP)40.1g(61.3mmol),向溶解有HFFAPP之溶液的液溫被控制在30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)27.0g(60.8mmol),合成溶解有聚醯亞胺前驅物10之聚醯亞胺前驅物溶液4(固形物成分20重量%)。聚醯亞胺前驅物溶液4(固形物成分20重量%)於25℃之黏度為5560cps,藉由GPC測得之聚醯亞胺前驅物4的重量平均分子量為310000。
(合成例 5)
於500ml之可分離式燒瓶,向溶解有經脫水之二甲基乙醯胺(200g)及1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(AprTMOS)(1.27g,5.11mmol)之溶液被控制在液溫30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(1.14g,2.56mmol),以機械攪拌器攪拌1小時。於其中添加2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)(31.1g,97.1mmol),確認完全溶解後,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(43.9g,98.7mmol),合成溶解有聚醯亞胺前驅物5'之聚醯亞胺前驅物溶液5'(固形物成分28重量%)。使上述溶液溫度下降至室溫,加入經脫水之二甲基乙醯胺(109g)攪拌至均勻。接著加入為觸媒之吡啶(32.1g,405mmol)與乙酐(41.4g,405mmol),於室溫攪拌24小時,合成聚醯亞胺溶液。將所得到之聚醯亞胺溶液移至5L之可分離式燒瓶,加入乙酸丁酯(313g)攪拌至均勻。接著慢慢地加入甲醇(696g),得到稍微混濁之溶液。於混濁之溶液一口氣加入甲醇(1620g),得到白色漿體。過濾上述漿體,以甲醇清洗5次,得到聚醯亞胺5(69.6g)。藉由GPC測得之聚醯亞胺的重量平均分子量為192000。
(合成例6)
於500ml之可分離式燒瓶,向溶解有經脫水之二甲基乙醯胺(200g)及1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(AprTMOS)(1.27g,5.11mmol)之溶液被控制在液溫30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(1.14g,2.56mmol),以機械攪拌器攪拌1小時。於其中添加2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)(31.1g,97.1mmol),確認完全溶解後,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(44.0g,99.2mmol),合成溶解有聚醯亞胺前驅物6'之聚醯亞胺前驅物溶液6'(固形物成分28重量%)。使上述溶液溫度下降至室溫,加入經脫水之二甲基乙醯胺(110g)攪拌至均勻。接著加入為觸媒之吡啶(32.2g,407mmol)與乙酐(41.5g,407mmol),於室溫攪拌24小時,合成聚醯亞胺溶液。將所得到之聚醯亞胺溶液移至5L之可分離式燒瓶,加入乙酸丁酯(314g)攪拌至均勻。接著慢慢地加入甲醇(698g),得到稍微混濁之溶液。於混濁之溶液一口氣加入甲醇(1630g),得到白色漿體。過濾上述漿體,以甲醇清洗5次,得到聚醯亞胺6(69.8g)。藉由GPC測得之聚醯亞胺的重量平均分子量為237000。
(合成例7)
於500ml之可分離式燒瓶,向溶解有經脫水之二甲基乙醯胺(150g)及1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(AprTMOS)(1.63g,6.57mmol)之溶液被控制在液溫30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(1.46g,3.29mmol),以機械攪拌器攪拌1小時。於其中添加2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)(40.0g,125mmol),確認完全溶解後,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(54.5g,123mmol),合成溶解有聚醯亞胺前驅物7'之聚醯亞胺前驅物溶液7'(固形物成分40重量%)。使上述溶液溫度下降至室溫,加入經脫水之二甲基乙醯胺(240g)攪拌至均勻。接著加入為觸媒之吡啶(39.8g,504mmol)與乙酐(51.4g,504mmol),於室溫攪拌24小時,合成聚醯亞胺溶液。將所得到之聚醯亞胺溶液移至5L之可分離式燒瓶,加入乙酸丁酯(396g)攪拌至均勻。接著慢慢地加入甲醇(877g),得到稍微混濁之溶液。於混濁之溶液一口氣加入甲醇(2050g),得到白色漿體。過濾上述漿體,以甲醇清洗5次,得到聚醯亞胺7(87.8g)。藉由GPC測得之聚醯亞胺的重量平均分子量為69000。
(合成例 8)
於500ml之可分離式燒瓶,放入經脫水之二甲基乙醯胺3081g及2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)322g(1.00mol),向溶解有TFMB之溶液的液溫被控制在30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)443g(1.00mol),合成溶解有聚醯亞胺前驅物8之聚醯亞胺前驅物溶液8(固形物成分20重量%)。聚醯亞胺前驅物溶液8(固形物成分20重量%)於25℃之黏度為383cps,藉由GPC測得之聚醯亞胺前驅物9的重量平均分子量為81000。
(合成例 9)
於500ml之可分離式燒瓶,向溶解有經脫水之二甲基乙醯胺169.5g及2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)32.0g(100mmol)之溶液被控制在液溫30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入焦蜜石酸二酐(PMDA)21.7g(99.5mmol),合成聚醯亞胺前驅物溶液9(固形物成分20重量%)。聚醯亞胺前驅物溶液9於25℃之黏度為23400cps,藉由GPC測得之聚醯亞胺前驅物9的重量平均分子量為83000。
(合成例 10)
於具備有油浴之附有攪拌棒的3L可分離式燒瓶,導入氮氣,且同時加入兩末端胺改質二苯基聚矽氧油(信越化學公司製:X22-1660B-3(數量平均分子量4400))12.25g、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)3432g,接著加入222.12g 6FDA(0.5莫耳),於室溫攪拌30分鐘。然後,確認放入2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)152.99g(0.478莫耳)溶解後,於室溫攪拌3小時後,升溫至80℃,攪拌4小時後,卸除油浴,使之回復至室溫,而得到聚醯亞胺前驅物溶液 10。將聚醯亞胺前驅物溶液10之固形物成分濃度、於25℃之黏度、藉由GPC測得之聚醯亞胺前驅物10的重量平均分子量分別表示於表 1。
(合成例 11)
於500ml之可分離式燒瓶,加入經脫水之二甲基甲醯胺(144.0g)及2,2-雙-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFBAPP)(31.2g,60mmol),攪拌至完全溶解。將此溶液冷卻至0℃,慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(39.9g,90mmol),攪拌至溶解。接著加入改質聚矽氧油KF-8010(商品名,信越矽利光製,分子量860)(24.9g,30mmol)攪拌4小時,得到聚醯胺酸溶液。接著,於上述聚醯胺酸溶液,添加為觸媒之β甲吡啶(8.4g,90mmol)與乙酐(55.2g,540mmol),於100℃之油浴中攪拌1小時,得到聚醯亞胺溶液。將所得到之聚醯亞胺溶液滴入於大量之異丙醇(IPA)中,使聚醯亞胺沈澱析出。將藉由過濾萃取而得到之聚醯亞胺於IPA中攪拌清洗。再次進行過濾後,於80℃、減壓下將聚醯亞胺充分乾燥,得到聚醯亞胺11。藉由GPC測得之聚醯亞胺11的重量平均分子量為199000。
下述中,表中之簡稱分別如下。
6FDA:4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐
TFMB:2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺
AprTMOS:1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷
HFFAPP:3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基)]二苯胺(和歌山精化工業股份有限公司製)
PMDA:焦蜜石酸酐
X22-1660B-3:兩末端胺改質二苯基聚矽氧油(信越矽利光製,X22-1660B-3(數量平均分子量4400))
HFBAPP:2,2-雙-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷
KF-8010:兩末端胺改質二甲基聚矽氧油(信越矽利光製,KF-8010,分子量860)
HFFAPP
[表1]


另,表1之固形物成分濃度關於聚醯亞胺5~7,亦表示聚醯亞胺前驅物溶液之固形物成分濃度。關於分子量,於聚醯亞胺前驅物1~4及8~10係表示聚醯亞胺前驅物之分子量,於聚醯亞胺5~7及11則是表示聚醯亞胺之分子量。關於黏度,於聚醯亞胺前驅物1~4及8~10係表示聚醯亞胺前驅物溶液之黏度,於聚醯亞胺5~7係表示與實施例11同樣地製備聚醯亞胺溶液時之黏度,聚醯亞胺11則表示與比較例6同樣地製備聚醯亞胺溶液時之黏度。
(實施例1~10,比較例3~5)
使用聚醯亞胺前驅物溶液1~4、9~11,進行下述(1)~(3)之次序,藉此分別製作表2記載之厚度的聚醯亞胺膜。
(1)將各聚醯亞胺前驅物溶液塗布於玻璃上,於120℃之循環烘箱乾燥10分鐘。
(2)於氮氣流下(氧濃度100ppm以下),以升溫速度10℃/分,升溫至表2記載之硬化溫度(cure temperature),以表2記載之硬化溫度保持1小時後,冷卻至室溫。
(3)從玻璃剝離,得到各聚醯亞胺膜。
(實施例11)
將聚醯亞胺5溶解於乙酸丁酯與PGMEA之混合溶劑(8:2,體積比),製作固形物成分25質量%之聚醯亞胺溶液5。聚醯亞胺溶液5(固形物成分25重量%)於25℃之黏度為16612cps。
使用以上述方式得到之聚醯亞胺溶液5,進行下述(i)~(iii)之次序,藉此製作表2記載之厚度的聚醯亞胺膜。
(i)將聚醯亞胺溶液5塗布於玻璃上,於120℃之循環烘箱乾燥10分鐘。
(ii)於氮氣流下(氧濃度100ppm以下),以升溫速度10℃/分,升溫至300℃,於300℃保持1小時後,冷卻至室溫。
(ii i)從玻璃剝離,得到聚醯亞胺膜。
(實施例12,比較例2)
於實施例11中,除了將合成例5之聚醯亞胺5改變為合成例6~7之聚醯亞胺6~7以外,其餘皆以與實施例11同樣方式得到聚醯亞胺膜。
(比較例6)
將合成例11得到之聚醯亞胺11溶解於二甲基甲醯胺(DMF),製作固形物成分33.3質量%之聚醯亞胺溶液11。使用聚醯亞胺溶液11,進行下述(i)~(ii)之次序,藉此製作表2記載之厚度的聚醯亞胺膜。
(i)將聚醯亞胺溶液11塗布於玻璃上,於80℃之循環烘箱乾燥15分鐘後,於250℃乾燥5分鐘。
(ii)從玻璃剝離,得到聚醯亞胺膜。
作為比較例7,使用市售品之聚醯亞胺膜(商品名:UPILEX-S,宇部興產製;BPDA(3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐)-PPD(對伸苯基二胺))。
對於所得到之各聚醯亞胺膜,使用前述評價方法加以評價。將評價結果表示於表2。
[表2]
根據表2,相當於本發明之聚醯亞胺膜的實施例1~12之聚醯亞胺膜,顯示為透明性優異、雖提升抗彎曲性但表面硬度下降獲得抑制之樹脂膜。
相對於此,比較例1~5之聚醯亞胺膜於應力-應變曲線之降伏點的應變未達8%,動抗彎曲性差。又,比較例4~5之聚醯亞胺膜的黃度亦差,比較例5之聚醯亞胺膜甚至鉛筆硬度差,表面容易受損。
比較例6之聚醯亞胺膜於降伏點之應變為8%以上,拉伸彈性模數未達1.8GPa,抗彎曲性雖然良好,但鉛筆硬度差,表面容易受損。比較例6之聚醯亞胺膜甚至黃度差。
比較例7之市售品聚醯亞胺膜的透光性或黃度非常差,抗彎曲性相較於實施例亦差。比較例7之聚醯亞胺膜由於不含有氟原子,具有吸濕性高之分子構造,故推斷降伏點即使大,抗彎曲性亦差。
(合成例 12)
於1L之可分離式燒瓶,放入溶解有經脫水之二甲基乙醯胺(466g)及1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(AprTMOS)(1.31g)的溶液,向被控制在液溫30℃之處,以溫度上升在2℃以下之方式慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(1.17g),以機械攪拌器攪拌30分鐘。於其中,添加2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)(65.9g),確認完全溶解後,以溫度上升在2℃以下之方式分成數次慢慢地放入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(91.7g),合成溶解有聚醯亞胺前驅物12'之聚醯亞胺前驅物溶液12'(固形物成分25質量%)。
在氮環境下,於5L之可分離式燒瓶,加入降至室溫之上述聚醯亞胺前驅物溶液12'(400g)。於其中,加入經脫水之二甲基乙醯胺(109g)攪拌至均勻。接著加入為觸媒之吡啶(41.4g)與乙酐(53.4g),於室溫攪拌24小時,合成聚醯亞胺溶液。於所得到之聚醯亞胺溶液加入乙酸丁酯(406g),攪拌至均勻,接著慢慢地加入甲醇(902g),得到稍微混濁之溶液。於混濁之溶液一口氣加入甲醇(2105g),得到白色漿體。過濾上述漿體,以甲醇清洗5次,得到聚醯亞胺12(91g)。藉由GPC測得之聚醯亞胺的重量平均分子量為201269。
(合成例13-14)
以合成合成例12之聚醯亞胺12的次序,調整成變成表3記載之二胺比率實施反應,得到聚醯亞胺13及14。將所得到之聚醯亞胺的重量平均分子量表示於表3。
[表3]


另,表3之固形物成分濃度係表示與實施例13~18同樣地製備聚醯亞胺溶液時之固形物成分濃度。分子量係表示聚醯亞胺之分子量。黏度係表示與實施例13~18同樣地製備聚醯亞胺溶液時之黏度。
(實施例13)
將聚醯亞胺12溶解於溶劑(二氯甲烷),製作固形物成分14質量%之聚醯亞胺溶液12。聚醯亞胺溶液12(固形物成分14質量%)於25℃之黏度為4290cps。
使用以上述方式得到之聚醯亞胺溶液12,進行下述(i)-(iii)之次序,藉此製作50μm±5μm之厚度的聚醯亞胺膜。
(i)將聚醯亞胺溶液12塗布於玻璃板上,於120℃之循環烘箱乾燥10分鐘。
(ii)於氮氣流下(氧濃度100ppm以下),以升溫速度10℃/分,升溫至200℃,於200℃保持1小時後,冷卻至室溫。
(iii)從玻璃板剝離,得到聚醯亞胺膜。
(實施例14~18)
於實施例13中,除了將合成例12之聚醯亞胺12如表4所示般改變為合成例13或14之聚醯亞胺13或14,且將前述(ii)之步驟中的升溫溫度及保持1小時之溫度(硬化溫度)改變為如表4所示外,其餘皆以與實施例13同樣方式得到聚醯亞胺膜。
對於所得到之各聚醯亞胺膜,使用前述評價方法加以評價。將評價結果表示於表4。
[表4]
(實施例19~36:積層體之製造)
於新戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate)之40質量%甲基異丁基酮溶液,相對於新戊四醇三丙烯酸酯100質量份,添加10質量份之1-羥基-環己基-苯基-酮(BASF製,Irgacure 184),製備硬塗層用樹脂組成物。
將前述硬塗層用樹脂組成物塗布於實施例1~18之各聚醯亞胺膜上,於氮氣流下以200mJ/cm2 之曝光量照射紫外線使之硬化,形成10μm膜厚之硬化膜,製造積層體。
其中當聚醯亞胺膜中含有矽原子之情形時,與硬塗層之密合性良好。
1‧‧‧測試片
2‧‧‧金屬片
3a、3b‧‧‧玻璃板
4‧‧‧第一透明電極
4a、4b‧‧‧仿真之測試片
5‧‧‧第二透明電極
6‧‧‧接著層
7‧‧‧第一外輸線
8‧‧‧第二外輸線
10、10'、10"‧‧‧積層體
20、20'‧‧‧觸摸面板構件
21‧‧‧端緣
22‧‧‧主動區域
23‧‧‧非主動區域23
24‧‧‧連接部
30‧‧‧液晶顯示部
40‧‧‧有機電致發光顯示部
41‧‧‧第一導電部
51‧‧‧第二導電部
71‧‧‧第一端子
81‧‧‧第二端子
100、200‧‧‧液晶顯示裝置
300、400‧‧‧有機電致發光顯示裝置
201‧‧‧第一導電性構件
202‧‧‧第二導電性構件
y‧‧‧距中立軸(成為彎曲時之中心之軸)之距離的最大值
ψ‧‧‧曲率(測試寬度)
d‧‧‧膜之膜厚
圖1為用以說明膜彎曲時的最大應力之圖。
圖2為聚醯亞胺膜之應力-應變曲線的一例。
圖3為圖2之聚醯亞胺膜應力-應變曲線之應變與dy/dx(平均變化率)的圖形。
圖4為用以說明靜彎曲測試的方法之圖。
圖5為本發明之觸摸面板構件一例之一面的概略俯視圖。
圖6為圖5所示之觸摸面板構件另一面的概略俯視圖。
圖7為圖5及圖6所示之觸摸面板構件的A-A'剖面圖。
圖8為顯示具備本發明之積層體的導電性構件一例的概略俯視圖。
圖9為顯示具備本發明之積層體的導電性構件另一例的概略俯視圖。
圖10為顯示本發明之觸摸面板構件另一例的概略剖面圖。
圖11為顯示本發明之液晶顯示裝置一例的概略剖面圖。
圖12為顯示本發明之液晶顯示裝置另一例的概略剖面圖。
圖13為顯示本發明之有機電致發光顯示裝置一例的概略剖面圖。
圖14為顯示本發明之有機電致發光顯示裝置另一例的概略剖面圖。

Claims (14)

  1. 一種膜,於藉由拉伸測試得到之應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,該拉伸測試係依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,於25℃對15mm×40mm之測試片進行測量, 該拉伸測試中之拉伸彈性模數為1.8GPa以上, 該膜依據JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上,依據JIS K7373-2006算出之黃度為5以下。
  2. 一種聚醯亞胺膜,於藉由拉伸測試得到之應力-應變曲線中,於降伏點之應變為8%以上,該拉伸測試係依據JIS K7127,使拉伸速度為10mm/分,夾頭間距離為20mm,於25℃對15mm×40mm之測試片進行測量, 該拉伸測試中之拉伸彈性模數為1.8GPa以上, 該聚醯亞胺膜依據JIS K7361-1測量之總透光率為85%以上,依據JIS K7373-2006算出之黃度為5以下。
  3. 如請求項2所述之聚醯亞胺膜,其中,於溫度25℃,依據ISO14577,使用奈米壓痕法測得之膜表面的楊氏模數為2.3GPa以上。
  4. 如請求項2或3所述之聚醯亞胺膜,其含有具有以下述通式(1)表示之構造的聚醯亞胺, 通式(1) (於通式(1)中,R1 表示4價基,該4價基為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基,複數個R1 彼此可相同或亦可不同,R2 表示2價基,該2價基為二胺殘基,複數個R2 彼此可相同或亦可不同,複數個R2 之至少一部分含有具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基,n表示重複單元數)。
  5. 如請求項4所述之聚醯亞胺膜,其中,於該具有以通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中, R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種,包含於主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基,或者, R2 表示2價基,該2價基為二胺殘基,R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
  6. 如請求項4所述之聚醯亞胺膜,其中,於該具有以通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中,該通式(1)中之R1 為選自由環己烷四羧酸二酐殘基、環戊烷四羧酸二酐殘基、二環己烷-3,4,3',4'-四羧酸二酐殘基、環丁烷四羧酸二酐殘基、焦蜜石酸二酐殘基、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐殘基、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐殘基、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、3,3'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、4,4'-氧二鄰苯二甲酸酐殘基及3,4'-氧二鄰苯二甲酸酐殘基組成之群中至少1種的4價基。
  7. 如請求項4所述之聚醯亞胺膜,其中,於該具有以通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中, R2 表示2價基,該2價基為選自不具有矽原子之二胺殘基中的至少1種,包含於主鏈具有六氟亞異丙基骨架之二胺殘基,或者, R2 表示2價基,該2價基為選自由不具有矽原子之二胺殘基及於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基中的至少1種,R2 之總量的2.5莫耳%以上50莫耳%以下為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,R2 之總量的50莫耳%以上97.5莫耳%以下為不具有矽原子但具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
  8. 如請求項4所述之聚醯亞胺膜,其中,於該具有以通式(1)表示之構造的聚醯亞胺中,該通式(1)中之R2 中的該具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基為選自由反式環己烷二胺殘基、反式1,4-雙亞甲基環己烷(trans-1,4-bismethylene cyclohexane)二胺殘基、4,4'-二胺基二苯碸殘基、3,4'-二胺基二苯碸殘基、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷殘基、3,3'-雙(三氟甲基)-4,4'-[(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基氧基(4,1-phenyleneoxy))]二苯胺殘基、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷殘基及以下述通式(2)表示之2價基組成之群中至少1種的2價基, 通式(2) (於通式(2)中,R3 及R4 分別獨立地表示氫原子、烷基或全氟烷基(perfluoroalkyl))。
  9. 一種積層體,具有請求項1所述之膜或請求項2至8中任一項所述之聚醯亞胺膜與硬塗層(hard coat layer),該硬塗層含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物中之至少1種的聚合物。
  10. 一種顯示器用構件,其含有請求項1所述之膜或請求項2至8中任一項所述之聚醯亞胺膜,或者請求項9所述之積層體。
  11. 如請求項10所述之顯示器用構件,其被使用於可撓性顯示器。
  12. 一種觸摸面板構件,具有: 請求項1所述之膜或請求項2至8中任一項所述之聚醯亞胺膜,或者請求項9所述之積層體, 配置於該膜或者聚醯亞胺膜或該積層體之一面側的由複數個導電部構成之透明電極,及 於該導電部之端部的至少一側電連接之複數條外輸線。
  13. 一種液晶顯示裝置,具有: 請求項1所述之膜或請求項2至8中任一項所述之聚醯亞胺膜,或者請求項9所述之積層體,及 配置於該膜或者聚醯亞胺膜或該積層體之一面側的在對向基板間具有液晶層而成之液晶顯示部。
  14. 一種有機電致發光顯示裝置,具有: 請求項1所述之膜或請求項2至8中任一項所述之聚醯亞胺膜,或者請求項9所述之積層體,及 配置於該膜或者聚醯亞胺膜或該積層體之一面側的在對向基板間具有有機電致發光層而成之有機電致發光顯示部。
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