TW201934612A - 製備聚醯胺酸的方法以及藉此製備的聚醯胺酸、聚醯亞胺樹脂、聚醯亞胺膜及圖像顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明是有關於一種聚醯胺酸的製備方法、藉此製備的聚醯胺酸、聚醯亞胺樹脂及聚醯亞胺膜，且有關於一種藉由在投入一種二胺時變更為分批投入的方法而製備的聚醯亞胺膜的線性熱膨脹係數得到改善的聚醯亞胺的組成開發。

Description

製備聚醯胺酸的方法以及藉此製備的聚醯胺酸、聚醯亞胺樹脂及聚醯亞胺膜
本發明是有關於一種聚醯胺酸的製備方法、藉此製備的聚醯胺酸、聚醯亞胺樹脂及聚醯亞胺膜。
通常，聚醯亞胺（PI）膜是將聚醯亞胺樹脂膜化所得者，聚醯亞胺樹脂是指藉由如下方式製備的高耐熱樹脂：於將芳香族二酐與芳香族二胺或芳香族二異氰酸酯溶液聚合而製備聚醯胺酸衍生物後，在高溫下使上述聚醯胺酸衍生物閉環脫水而醯亞胺化。
如上所述的聚醯亞胺膜具有卓越的機械特性、耐熱性、電絕緣性，故而廣泛地使用於半導體的絕緣膜、薄膜電晶體（Thin Film Transistor，TFT）-液晶顯示裝置（Liquid Crystal Display，LCD）的電極保護膜、可撓性印刷配線電路用基板等電子材料。
然而，聚醯亞胺樹脂因較高的芳香族環密度而呈現出褐色及黃色，因此可見光區域內的透射度較低，表現出黃色系的顏色而使透光率變低，具有高雙折射率，因此難以用作光學構件。
於美國專利第4595548號、第4603061號、第4645824號、第4895972號、第5218083號、第5093453號、第5218077號、第5367046號、第5338826號、第5986036號、第6232428號及韓國專利公開公報第2003-0009437號中，報告有使用於除對位以外的間位與-O-、-SO2 -、CH2 -等連接基連接而成的彎曲的結構的單體、或具有-CF3 等取代基的芳香族二酐單體與芳香族二胺單體製備於熱特性不大幅下降的限度內提高透射度及色調的透明度的新穎結構的聚醯亞胺，但於機械特性、耐熱性、雙折射方面而言，表現出不足以用作有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED）、TFT-LCD、可撓性顯示器等顯示元件的素材的結果。
[發明欲解決的課題]
本發明提供一種保持與現有組成相同的原料及使用量，變更投入方法而保持光學性質，並且線性熱膨脹係數得到改善的聚醯胺酸的製備方法、藉此製備的聚醯胺酸、聚醯亞胺樹脂及聚醯亞胺膜、包括上述聚醯亞胺膜的圖像顯示元件。
[解決課題的手段]
本發明的較佳的一實施例提供一種聚醯胺酸的製備方法，其包括：投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括均苯四甲酸二酐（1,2,4,5-benzene tetracarboxylic dianhydride，PMDA）的二酐的步驟；及投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的二酐的步驟。
上述聚醯胺酸的製備方法的特徵在於：上述PMDA與選自6FDA及BPDA中的一種以上的莫耳比為90至25：10至75。
上述聚醯胺酸的製備方法的特徵在於：上述PMDA與6FDA的莫耳比為90至70：10至30。
上述聚醯胺酸的製備方法的特徵在於：上述PMDA與BPDA的莫耳比為90至25：10至75。
上述聚醯胺酸的製備方法的特徵在於：上述PMDA、6FDA與BPDA的莫耳比為90至50：5至30：5至20。
上述聚醯胺酸的製備方法的特徵在於：上述二胺更投入選自雙胺基苯基芴（9,9-Bis(4-aminophenyl)fluorene，FDA）及雙氟胺基苯基芴（9,9-Bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorene，FFDA）中的一種以上。
上述聚醯胺酸的製備方法的特徵在於：相對於二胺的總莫耳以1莫耳%至20莫耳%的含量投入選自上述雙胺基苯基芴（9,9-Bis(4-aminophenyl)fluorene，FDA）及雙氟胺基苯基芴（9,9-Bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorene，FFDA）中的一種以上。
本發明的較佳的另一實施例提供一種聚醯胺酸，其包括：嵌段結構，包括衍生自雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的重複單元與衍生自均苯四甲酸二酐（1,2,4,5-benzene tetracarboxylic dianhydride，PMDA）的重複單元；及嵌段結構，包括衍生自雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的重複單元與衍生自選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的重複單元。
上述聚醯胺酸的特徵在於：上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的選自6FDA及BPDA中的一種以上的莫耳比為90至25：10至75。
上述聚醯胺酸的特徵在於：上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的6FDA的莫耳比為90至70：10至30。
上述聚醯胺酸的特徵在於：上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的BPDA的莫耳比為90至25：10至75。
上述聚醯胺酸的特徵在於：上述第1嵌段結構中的PMDA、第2嵌段結構中的6FDA與第2嵌段結構中的BPDA的莫耳比為90至50：5至30：5至20。
上述聚醯胺酸的特徵在於：包括衍生自上述雙TFDB的重複單元與衍生自選自6FDA及BPDA中的一種以上的重複單元的嵌段結構更包括衍生自選自雙胺基苯基芴（9,9-Bis(4-aminophenyl)fluorene，FDA）及雙氟胺基苯基芴（9,9-Bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorene，FFDA）中的一種以上的重複單元。
上述聚醯胺酸的特徵在於：選自上述FDA及FFDA中的一種以上的含量相對於二胺的總莫耳為1莫耳%至20莫耳%。
本發明的較佳的另一實施例提供一種聚醯亞胺樹脂，其由上述聚醯胺酸製備。
本發明的較佳的另一實施例提供一種聚醯亞胺膜，其由上述聚醯亞胺樹脂製備。
上述聚醯亞胺膜的特徵在於：於50℃至350℃下，熱膨脹係數（Coefficient of Thermal Expansion）為30 ppm/℃以下，於利用紫外（Ultraviolet，UV）分光計測定透射度時，550 nm的透射度為85%以上，黃色度為10以下。
本發明的較佳的另一實施例提供一種圖像顯示元件，其包括聚醯亞胺膜。
[發明效果]
根據本發明，可提供一種於形成薄膜或膜後，保持黃色度及透射度，並且線性熱膨脹係數得到改善的聚醯胺酸的製備方法、藉此製備的聚醯胺酸、聚醯亞胺樹脂及聚醯亞胺膜。
根據本發明的一實施例，提供一種聚醯胺酸的製備方法，其包括：投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括均苯四甲酸二酐（1,2,4,5-benzene tetracarboxylic dianhydride，PMDA）的二酐的步驟；及投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的二酐的步驟。
本發明將一種二胺於特定條件下投入1次以上、例如分為1次及2次進行投入，從而可獲得將光學特性保持為優異的水準，並且提高線性熱膨脹係數的效果。
以下，更詳細地對本發明進行說明。
於本發明的一實施例的聚醯胺酸的製備方法中，較佳為包括如下步驟來實施：投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括均苯四甲酸二酐（1,2,4,5-benzene tetracarboxylic dianhydride，PMDA）的二酐的步驟；及2次投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的二酐的步驟。
較佳為上述PMDA與選自6FDA及BPDA中的一種以上的莫耳比為90至25：10至75、較佳為90至30：10至70。
於上述PMDA與選自6FDA及BPDA中的一種以上脫離上述莫耳比範圍的情形時，會存在具有10以上的黃色度或具有30 ppm/℃以上的熱膨脹係數的問題。
於本說明書中，可將投入包括上述雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括均苯四甲酸二酐（1,2,4,5-benzene tetracarboxylic dianhydride，PMDA）的二酐的步驟命名為1次投入，將投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的二酐的步驟命名為2次投入，但此種情形僅是為了區分投入步驟而命名，並非限定投入順序。
此時，於投入上述2次投入時的選自6FDA及BPDA中的一種以上至兩種以上的情形時，意謂著相對於上述1次投入時的PMDA，2次投入時投入的二酐的總莫耳。
另外，於在上述2次投入時的選自6FDA及BPDA中的一種以上中選擇6FDA來投入的情形時，較佳為上述1次投入時的PMDA與2次投入時的6FDA的莫耳比為90至70：10至30、較佳為90至75：10至25。
於上述1次投入時的PMDA與2次投入時的6FDA脫離上述莫耳比範圍的情形時，若PMDA的比率變得高於範圍，則會存在線性熱膨脹係數變得非常低，但黃色度變得非常高的問題，若6FDA的比率變得高於範圍，則具有黃色度變得非常低的優點，但會存在線性熱膨脹係數增加的問題。
另外，於在上述2次投入時的選自6FDA及BPDA中的一種以上中選擇BPDA來投入的情形時，較佳為上述1次投入時的PMDA與2次投入時的BPDA的莫耳比為90至25：10至75、較佳為85至30：15至70。
於上述1次投入時的PMDA與2次投入時的BPDA脫離上述莫耳比範圍的情形時，若PMDA的比率變得高於範圍，則會存在線性熱膨脹係數變得非常低，但黃色度變得非常高的問題，若BPDA的比率變得高於範圍，則具有黃色度低於PMDA的優點，但會存在線性熱膨脹係數增加的問題。
於本發明的一實施例中，在投入上述2次投入時的選自6FDA及BPDA中的一種以上至兩種以上的情形時，上述1次投入時的PMDA、2次投入時的6FDA與2次投入時的BPDA的莫耳比更佳為90至50：5至30：5至20。
於上述1次投入時的PMDA與2次投入時的6FDA及BPDA脫離上述莫耳比範圍的情形時，會存在具有10以上的黃色度或具有30 ppm/℃以上的熱膨脹係數的問題。
於本發明中，就可同時提高線性熱膨脹係數及黃色度的方面而言，於首先投入包括上述PMDA的二酐後投入包括選自6FDA及BPDA中的一種以上的二酐的情形較之後投入包括PMDA的二酐的情形更佳。
即，於本發明的一實施例中，就可進一步改善本發明的性質的方面而言，較佳為首先投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括均苯四甲酸二酐（1,2,4,5-benzene tetracarboxylic dianhydride，PMDA）的二酐，之後投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的二酐。
另外，上述2次投入時的二胺可更投入選自雙胺基苯基芴（9,9-Bis(4-aminophenyl)fluorene，FDA）及雙氟胺基苯基芴（9,9-Bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorene，FFDA）中的一種以上。於更投入選自上述FDA及FFDA中的一種以上的情形時，可獲得改善玻璃轉移溫度的效果。
較佳為相對於二胺的總莫耳以1莫耳%至20莫耳%、較佳為1莫耳%至10莫耳%的含量包括選自上述FDA及FFDA中的一種以上。於選自上述FDA及FFDA中的一種以上脫離上述範圍的情形時，若未滿1莫耳%，則含量較少而會幾乎無改善玻璃轉移溫度的效果，若超過20莫耳%，則會存在黃色度及熱膨脹係數下降的問題。
根據本發明的一實施例，可包括如下步驟來實施：於進行上述2次投入後，3次投入包括雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的二胺與包括選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的二酐。
上述3次投入時的二胺與二酐可於上述1次投入及2次投入時的二胺與二酐的莫耳比範圍內適當地調節而添加。
作為使用於本發明的一實施例的二胺，除TFDB、FDA及FFDA以外，可包括選自氧基二苯胺（4,4'-Oxydianiline，ODA）、對苯二胺（para-phenylene diamine，pPDA）、間苯二胺（meta-phenylene diamine，mPDA）、對亞甲基二苯胺（para-Methylene Dianiline，pMDA）、間亞甲基二苯胺（meta-Methylene Dianiline，mMDA）、雙胺基苯氧基苯（1,3-Bis(3-aminophenoxy)benzene，133APB）、雙胺基苯氧基苯（1,3-Bis(4-aminophenoxy)benzene，134APB）、雙胺基苯氧基苯基六氟丙烷（2,2'-bis[4(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane，4BDAF）、雙胺基苯基六氟丙烷（2,2'-Bis(3-aminophenyl)hexafluoropropane，33-6F）、雙胺基苯基六氟丙烷（2,2'-Bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane，44-6F）、雙胺基苯基碸（Bis(4-aminophenyl)sulfone，4DDS）、雙胺基苯基碸（Bis(3-aminophenyl)sulfone，3DDS）、環己烷二胺（1,3-Cyclohexanediamine，13CHD）、環己烷二胺（1,4-Cyclohexanediamine，14CHD）、雙胺基苯氧基苯基丙烷（2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]propane，6HMDA）、雙胺基羥基苯基六氟丙烷（2,2-Bis(3-amino-4-hydroxy-phenyl)-hexafluoropropane，6FAP）、雙胺基苯氧基二苯基碸（4,4'-Bis(3-amino phenoxy)diphenyl sulfone，DBSDA）中的一種以上，並不限定於此處所提及的種類。
另一方面，使用於本發明的二酐除PMDA、6FDA、BPDA以外，可包括選自4-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸酐（TDA）、二苯甲酮四羧酸二酐（3,3,4,4-Benzophenone tetracarboxylic dianhydride，BTDA）、氧雙鄰苯二甲酸二酐（4,4-Oxydiphthalic dianhydride，ODPA）、雙羧基苯基二甲基矽烷二酐（Bis(3,4-dicarboxyphenyl)dimethyl-silane dianhydride，SiDA）、雙二羧基苯氧基二苯硫醚二酐（4,4-Bis(3,4-dicarboxyphenoxy)diphenyl sulfide dianhydride，BDSDA）、磺醯基雙鄰苯二甲酸酐（Sulfonyldiphthalic anhydride，SO2 DPA）、環丁烷四羧酸二酐（Cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride，CBDA）、異亞丙基二苯氧雙鄰苯二甲酸酐（4,4'-(4,4'-Isopropylidenediphenoxy)Bis(phthalic anhydride)，6HBDA）中的一種以上，並不限定於此處所提及的種類。
於本發明的一實施例中，包括上述二胺及二酐成分而參與聚合反應。
上述反應時的條件並無特別限定，但反應溫度較佳為0℃至80℃，反應時間較佳為2小時至48小時。另外，於進行反應時，更佳為氬氣或氮氣等惰性氣體環境。
用於上述單體的溶液聚合反應的有機溶劑只要為溶解聚醯胺酸的溶劑，則無特別限定。作為公知的反應溶劑，使用選自間甲酚、N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）、二甲基甲醯胺（DMF）、二甲基乙醯胺（DMAc）、二甲基亞碸（DMSO）、丙酮、乙酸乙酯、二乙基甲醯胺（DEF）、二乙基乙醯胺（DEA）、丙二醇單甲醚（Propylene glycol monomethyl ether，PGME）、丙二醇單甲醚乙酸酯（Propylene glycol monomethyl ether Acetate，PGMEA）、乳酸乙酯（Ethyl Lactate）、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺（3-Methoxy-N,N-Dimethylpropionamide）、3-丁氧基-N,N-甲基丙醯胺（3-Butoxy-N,N-methylpropionamide）中的一種以上的極性溶劑。除此之外，亦可使用如四氫呋喃（THF）、氯仿的低沸點溶液或如γ-丁內酯的低吸收性溶劑。此類溶劑可根據目的而單獨使用或使用兩種以上，並不限定於此處所提及的種類。
有機溶劑的含量並無特別限定，但為了獲得適當的聚醯胺酸溶液的分子量與黏度，有機溶劑的含量較佳為於整體聚醯胺酸溶液中為50重量%至95重量%、更佳為70重量%至90重量%。
根據本發明的另一實施例，提供一種聚醯胺酸，其包括：第1嵌段結構，包括衍生自雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的重複單元與衍生自均苯四甲酸二酐（1,2,4,5-benzene tetracarboxylic dianhydride，PMDA）的重複單元；及第2嵌段結構，包括衍生自雙三氟甲基聯苯胺（2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）的重複單元與衍生自選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）及聯苯四羧酸二酐（3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylic dianhydride，BPDA）中的一種以上的重複單元。
上述聚醯胺酸較佳為藉由上述製備方法製備。
藉由上述製備方法製備的聚醯胺酸分批投入一種二胺而包括以特定含量包括一種二胺的第1嵌段結構及第2嵌段結構，藉此可獲得如下效果：黃色度及透射度不低於如現有方法般藉由一次投入的方法製備的聚醯胺酸且線性熱膨脹係數得到改善。
較佳為上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的選自6FDA及BPDA中的一種以上的莫耳比為90至25：10至75、較佳為90至30：10至70。
於上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的選自6FDA及BPDA中的一種以上脫離上述莫耳比範圍的情形時，會存在具有10以上的黃色度或具有30 ppm/℃以上的熱膨脹係數的問題。
另外，較佳為上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的6FDA的莫耳比為90至70：10至30、較佳為90至75：10至25。
於上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的6FDA脫離上述莫耳比範圍的情形時，若PMDA的比率變得高於範圍，則會存在線性熱膨脹係數變得非常低，但黃色度變得非常高的問題，若6FDA的比率變得高於範圍，則具有黃色度變得非常低的優點，但會存在線性熱膨脹係數增加的問題。
另外，較佳為上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的BPDA的莫耳比為90至25：10至75、較佳為85至30：15至70。
於上述第1嵌段結構中的PMDA與第2嵌段結構中的BPDA脫離上述莫耳比範圍的情形時，若PMDA的比率變得高於範圍，則會存在線性熱膨脹係數變得非常低，但黃色度變得非常高的問題，若BPDA的比率變得高於範圍，則具有黃色度低於PMDA的優點，但會存在線性熱膨脹係數增加的問題。
於本發明的一實施例中，更佳為上述第1嵌段結構中的PMDA、第2嵌段結構中的6FDA與第2嵌段結構中的BPDA的莫耳比為90至50：5至30：5至20、較佳為90至55：5至30：5至15。
於上述第1嵌段結構中的PMDA、第2嵌段結構中的6FDA與BPDA脫離上述莫耳比範圍的情形時，會存在具有10以上的黃色度或具有30 ppm/℃以上的熱膨脹係數的問題。
另外，包括衍生自上述雙TFDB的重複單元與衍生自選自6FDA及BPDA中的一種以上的重複單元的嵌段結構可更包括衍生自選自雙胺基苯基芴（9,9-Bis(4-aminophenyl)fluorene，FDA）及雙氟胺基苯基芴（9,9-Bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorene，FFDA）中的一種以上的重複單元。於更包括選自上述FDA及FFDA中的一種以上的情形時，可獲得改善玻璃轉移溫度的效果。
較佳為相對於二胺的總莫耳以1莫耳%至20莫耳%、較佳為1莫耳%至10莫耳%的含量包括選自上述FDA及FFDA中的一種以上。於選自上述FDA及FFDA中的一種以上脫離上述範圍的情形時，若未滿1莫耳%，則含量較少而會幾乎無改善玻璃轉移溫度的效果，若超過20莫耳%，則會存在黃色度及熱膨脹係數下降的問題。
將上述聚醯胺酸醯亞胺化而製備聚醯亞胺樹脂的方法並無特別限定，可使用先前公知的方法。作為將上述聚醯胺酸醯亞胺化的方法，可應用熱醯亞胺化法、化學醯亞胺化法、或並用熱醯亞胺化法與化學醯亞胺化法，更佳為使用熱醯亞胺化法。更佳為於對已實施化學醯亞胺化法的溶液實施沈澱後進行精製、乾燥，之後再次溶解於溶劑而使用。該溶劑與以上所提及的溶劑相同。化學醯亞胺化法是將以乙酸酐等酸酐為代表的脫水劑與以異喹啉、β-甲基吡啶、吡啶等三級胺類等為代表的醯亞胺化觸媒應用至聚醯胺酸溶液的方法。可於化學醯亞胺化法中並用熱醯亞胺化法，加熱條件可根據聚醯胺酸溶液的種類、膜厚等而變動。
根據本發明的另一實施例，提供一種由上述聚醯亞胺樹脂製備的聚醯亞胺膜。
亦可於將所獲得的聚醯胺酸溶液醯亞胺化後，將醯亞胺化的溶液投入至第2溶劑進行沈澱、過濾及乾燥而獲得聚醯亞胺樹脂的固體成分，利用將所獲得的聚醯亞胺樹脂固體成分溶解至第1溶劑所得的聚醯亞胺溶液而藉由製膜製程獲得上述聚醯亞胺膜。
即，於將上述聚醯胺酸藉由化學醯亞胺化法製備聚醯亞胺樹脂後進行沈澱、乾燥，溶解至溶劑來溶液化而塗佈至支持體，所塗佈的溶液藉由乾燥空氣及熱處理而於支持體上膜化。
上述第1溶劑可使用與於聚合聚醯胺酸溶液時使用的溶劑相同的溶劑，上述第2溶劑為了獲得聚醯胺酸樹脂的固體成分而使用極性低於第1溶劑者，具體而言，可為選自水、醇類、醚類及酮類中的一種以上。此時，上述第2溶劑的含量並無特別限定，但較佳為相對於聚醯胺酸溶液的重量而為5重量倍至20重量倍。
所塗佈的上述膜的膜化溫度條件較佳為250℃至500℃，作為支持體，可使用玻璃板、鋁箔、循環不鏽鋼帶、不鏽鋼鼓等。
膜化所需的處理時間根據溫度、支持體的種類、所塗佈的聚醯胺酸溶液的量、觸媒的混合條件而不同，並不限定於固定的時間。較佳為於5分鐘至30分鐘之間的範圍內執行。
於100℃至500℃的溫度之間進行熱處理，處理時間為1分鐘至30分鐘之間。於進行熱處理而完成乾燥及醯亞胺化後，自支持體剝離。
獲得的聚醯亞胺膜的厚度並無特別限定，但較佳為10 μm至250 μm的範圍、更佳為10 μm至100 μm。
另外，本發明的聚醯亞胺是指可包括聚醯亞胺-醯胺等聚醯亞胺類聚合物的用語。
於本發明中製備的聚醯亞胺膜較佳為50℃至350℃下的熱膨脹係數（Coefficient of Thermal Expansion）為30 ppm/℃以下。
於本發明中製備的聚醯亞胺膜較佳為以10 μm至100 μm的厚度為基準而利用UV分光計測定透射度時，550 nm的透射度為85%以上、較佳為90%以上。
另外，聚醯亞胺膜較佳為以10 μm至100 μm的膜厚為基準而黃色度為10以下、較佳為5以下。
以下，藉由實施例而更詳細地對本發明進行說明，但本發明的範圍並不限定於下述實施例。
＜實施例 1 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充273.882 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解28.821 g的TFDB，之後於投入19.631 g的PMDA後攪拌3小時。此後，於更溶解3.202 g的TFDB後，加入4.443 g的6FDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜實施例 2 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充284.922 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解25.618 g的TFDB，之後於投入17.450 g的PMDA後攪拌3小時。此後，於更溶解6.405 g的TFDB後，加入8.885 g的6FDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜實施例 3 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充295.963 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解22.416 g的TFDB，之後於投入15.268 g的PMDA後攪拌3小時。此後，於更溶解9.607 g的TFDB後，放入13.328 g的6FDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜實施例 4 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充295.963 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解9.607 g的TFDB，之後於投入13.328 g的6FDA後攪拌3小時。此後，於更溶解22.416 g的TFDB後，加入15.268 g的PMDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜實施例 5 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充281.419 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解16.012 g的TFDB，之後於投入10.906 g的PMDA後攪拌3小時。此後，於更溶解16.012 g的TFDB後，加入14.711 g的BPDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到350℃後，進行10分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜實施例 6 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充283.076 g的N,N-二甲基乙醯胺（DMAc）後，溶解13.450 g的TFDB，之後於投入9.161 g的PMDA後攪拌3小時。此後，於更溶解23.825 g的TFDB與1.384 g的FFDA後，加入22.949 g的BPDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為20重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到350℃後，進行10分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜實施例 7 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充288.638 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解22.416 g的TFDB，之後於投入15.268 g的PMDA後攪拌3小時。此後，於更溶解9.607 g的TFDB後，加入8.885 g的6FDA而反應3小時。最後，加入2.942 g的BPDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜實施例 8 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充288.638 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解22.416 g的TFDB，之後於投入15.268 g的PMDA後攪拌3小時。此後，於更溶解6.405 g的TFDB後，加入8.885 g的6FDA而反應3小時。最後，於溶解3.202 g的TFDB後，加入2.942 g的BPDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜比較例 1 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充268.362 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解32.023 g的TFDB，之後於投入20.721 g的PMDA後攪拌3小時。此後，放入2.221 g的6FDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜比較例 2 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充295.963 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解32.023 g的TFDB，之後於投入15.268 g的PMDA後攪拌3小時。此後，加入13.328 g的6FDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜比較例 3 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充295.963 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解32.023 g的TFDB，之後於投入13.328 g的6FDA後攪拌3小時。此後，放入15.268 g的PMDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
＜比較例 4 ＞
於使氮氣通過作為反應器的附著有攪拌器、氮氣注入裝置、滴加漏斗、溫度調節器及冷卻器的500 ml的反應器，並且填充301.483 g的N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）後，溶解32.023 g的TFDB，之後於投入14.178 g的PMDA後攪拌3小時。此後，放入15.549 g的6FDA而反應15小時。其結果，獲得固體成分的濃度為17重量%的聚醯胺酸溶液。於反應結束後，將所獲得的溶液塗佈至玻璃板，之後利用80℃的熱風進行20分鐘的處理，於達到370℃後，進行30分鐘的等溫處理而硬化。此後，緩緩地進行冷卻而自玻璃板分離來獲得聚醯亞胺膜。
藉由下述方法評估由上述實施例及比較例製備的聚醯亞胺膜的性質，將其結果示於下述表1。
（1）透射度（TT）測定
利用UV分光計（Konita Minolta，CM-3700d）對550 nm的透射度進行3次測定而將平均值記載至表1。
（2）黃色度（Y.I.）測定
利用UV分光計（Konita Minolta，CM-3700d）根據美國材料試驗協會（American Society for Testing Materials，ASTM）E313標準測定黃色度。
（3）熱膨脹係數（CTE）測定
利用熱機械分析儀（Thermomechanical Analyzer，TMA）（TA Instrument公司，Q400）根據熱機械分析（Thermomechanical Analysis，TMA）-方法（Method）對50℃至350℃下的線性熱膨脹係數進行2次測定。試片的尺寸設為4 mm×24 mm，負重設為0.02 N，升溫速度設為10℃/min。進行製膜，會因熱處理而於膜內殘留有殘餘應力，故而於藉由第一次動作（Run）完全去除殘餘應力後，將第二次值表示為實際測定值。
[表1]
如上述表1所示，分別對實施例與比較例進行比較，分批投入TFDB的實施例1至實施例8的黃色度、透射度及線性熱膨脹係數均為優異的水準，但比較例1的透射度明顯地下降，比較例2至比較例4表現出線性熱膨脹係數明顯地下降的性質。
藉此，可知實施例1至實施例8藉由分批投入TFDB而克服了黃色度及線性熱膨脹係數的取捨（trade-off）關係。
另外，於將PMDA作為1次二酐且將6FDA作為2次二酐的情形時，為了具有30 ppm/℃以下的線性熱膨脹係數而PMDA的含量較佳為超過65莫耳%，為了阻止黃色度下降而上述PMDA的含量較佳為不超過90莫耳%。另外，即便將BPDA用作2次二酐，亦可獲得相同的效果，即便更應用FFDA，亦可藉由分批投入TFDB而改善線性熱膨脹係數。觀察實施例3及實施例4，可知1次二酐為PMDA的情形時的改善效果大於為6FDA的情形。並且，觀察實施例7及實施例8，可確認到於應用3次二酐時，TFDB的分批投入越多，則線性熱膨脹係數越得到改善。
無
無

Claims (18)

  1. 一種聚醯胺酸的製備方法，其包括： 投入包括雙三氟甲基聯苯胺的二胺與包括均苯四甲酸二酐的二酐的步驟；及 投入包括雙三氟甲基聯苯胺的二胺與包括選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐及聯苯四羧酸二酐中的一種以上的二酐的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的聚醯胺酸的製備方法，其中所述均苯四甲酸二酐與選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐及聯苯四羧酸二酐中的一種以上的莫耳比為90至25：10至75。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的聚醯胺酸的製備方法，其中所述均苯四甲酸二酐與2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐的莫耳比為90至70：10至30。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的聚醯胺酸的製備方法，其中所述均苯四甲酸二酐與聯苯四羧酸二酐的莫耳比為90至25：10至75。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的聚醯胺酸的製備方法，其中所述均苯四甲酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐與聯苯四羧酸二酐的莫耳比為90至50：5至30：5至20。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的聚醯胺酸的製備方法，其中所述二胺更投入選自雙胺基苯基芴及雙氟胺基苯基芴中的一種以上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的聚醯胺酸的製備方法，其中相對於二胺的總莫耳以1莫耳%至20莫耳%的含量投入選自所述雙胺基苯基芴及雙氟胺基苯基芴中的一種以上。
  8. 一種聚醯胺酸，其包括： 第1嵌段結構，包括衍生自雙三氟甲基聯苯胺的重複單元與衍生自均苯四甲酸二酐的重複單元；及 第2嵌段結構，包括衍生自雙三氟甲基聯苯胺的重複單元與衍生自選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐及聯苯四羧酸二酐中的一種以上的重複單元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的聚醯胺酸，其中所述第1嵌段結構中的均苯四甲酸二酐與第2嵌段結構中的選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐及聯苯四羧酸二酐中的一種以上的莫耳比為90至25：10至75。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的聚醯胺酸，其中所述第1嵌段結構中的均苯四甲酸二酐與第2嵌段結構中的2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐的莫耳比為90至70：10至30。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的聚醯胺酸，其中所述第1嵌段結構中的均苯四甲酸二酐與第2嵌段結構中的聯苯四羧酸二酐的莫耳比為90至25：10至75。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的聚醯胺酸，其中所述第1嵌段結構中的均苯四甲酸二酐、第2嵌段結構中的2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐與第2嵌段結構中的聯苯四羧酸二酐的莫耳比為90至50：5至30：5至20。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的聚醯胺酸，其中包括衍生自雙三氟甲基聯苯胺的重複單元與衍生自選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐及聯苯四羧酸二酐中的一種以上的重複單元的所述嵌段結構更包括衍生自選自雙胺基苯基芴及雙氟胺基苯基芴中的一種以上的重複單元。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的聚醯胺酸，其中選自所述雙胺基苯基芴及雙氟胺基苯基芴中的一種以上的含量相對於二胺的總莫耳為1莫耳%至20莫耳%。
  15. 一種聚醯亞胺樹脂，其由如申請專利範圍第8項所述的聚醯胺酸製備。
  16. 一種聚醯亞胺膜，其由如申請專利範圍第15項所述的聚醯亞胺樹脂製備。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的聚醯亞胺膜，其50℃至350℃下的熱膨脹係數為30 ppm/℃以下，於利用紫外分光計進行測定時，550 nm的透射度為85%以上，黃色度為10以下。
  18. 一種圖像顯示元件，其包括如申請專利範圍第16項所述的聚醯亞胺膜。
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