TWI572674B - 軟性基板用組成物及軟性基板 - Google Patents
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Description
本發明是關於一種軟性基板用組成物及軟性基板,特別是關於一種ITO(銦錫氧化物,indium-tin oxide)成膜性佳的軟性基板用組成物及軟性基板。
近年來,有機聚合物已被廣泛應用於各式電子元件或裝置中,以提升電子元件或裝置的各項特性(如電氣絕緣性、耐熱性或機械性質等)。其中,聚醯亞胺(polyimide)因具有良好的機械性質及良好的電氣性質等優異特性,而受相關業界所偏好。
WO2009/107429揭示一種透明軟性基板用的聚醯亞胺前驅物組成物。該聚醯亞胺前驅物是使用含氟聯胺(fluorine-containing hydrazine)及1,4-環己二胺(1,4-cyclohexane diamine)與四羧酸二酐反應而製得,且該組成物可形成高透明性的軟性基板。然而,上述聚醯亞胺前驅物於製備軟性基板時仍有ITO成膜性不佳(亦即作為電極的銦錫氧化物於軟性基板上的成
膜性不佳)的問題,造成後續良率嚴重下降而無法滿足業界的需求。
因此,如何解決上述ITO成膜性不佳的問題,實為目前本領域技術人員積極研究的課題。
有鑑於此,本發明提供一種ITO成膜性佳的軟性基板用組成物及軟性基板。
本發明提供一種軟性基板用組成物,其包括聚合物(A)、聚矽氧烷(B)、以及溶劑(C)。聚合物(A)是由混合物反應而獲得,混合物包括四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2),其中四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)中的至少一者含有氟原子。聚矽氧烷(B)具有含環氧基的基團。
在本發明的一實施例中,上述的含環氧基的基團包括由式(1)表示的基、由式(2)表示的基以及由式(3)表示的基中的至少一者,
式(1)中,A表示氧原子或單鍵;a表示1至3的整數;b表示0至6的整數,其中當b表示0時,A為單鍵,
式(2)中,c表示0至6的整數,
式(3)中,B表示碳數為2至6的伸烷基;D表示氫原子或碳數為1至6的烷基。
在本發明的一實施例中,上述的四羧酸二酐組份(a1)包括至少一種含有氟原子的四羧酸二酐化合物(a1-1)。
在本發明的一實施例中,上述的二胺組份(a2)包括至少一種含有氟原子的二胺化合物(a2-1)。
在本發明的一實施例中,上述的二胺組份(a2)包括至少一種脂環族的二胺化合物(a2-2)。
在本發明的一實施例中,基於聚合物(A)為100重量份,聚矽氧烷(B)的使用量為0.5至10重量份;溶劑(C)的使用量為300至2,000重量份。
在本發明的一實施例中,上述的聚矽氧烷(B)的重量平均分子量為1,000至10,000。
本發明另提供一種軟性基板,其是由上述的軟性基板用
組成物而形成。
基於上述,本發明的軟性基板用組成物由於包括由至少一者含有氟原子的四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)所形成的聚合物(A)、具有含環氧基的基團的聚矽氧烷(B)以及溶劑(C),而ITO成膜性佳,因此適用於製造軟性基板。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例詳細說明如下。
本發明提供一種軟性基板用組成物,其包括聚合物(A)、聚矽氧烷(B)以及溶劑(C)。此外,若需要,軟性基板用組成物可更包括添加劑(D)。
在下文中,將詳細說明用於本發明的軟性基板用組成物的各個成分。
在此說明的是,以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸,並以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯;同樣地,以(甲基)丙烯醯基表示丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基。
聚合物(A)是由混合物反應而獲得,混合物包括四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)。
詳細而言,聚合物(A)包括聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物或這些聚合物的組合。其中,聚醯亞胺系嵌段共聚合物包括聚醯胺酸嵌段共聚合物、聚醯亞胺嵌段共聚合物、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物或上述聚合物的組合。聚醯胺酸聚合物、聚醯亞胺聚合物及聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物皆可由四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2)的混合物反應所製得。
四羧酸二酐組份(a1)包括含有氟原子的四羧酸二酐化合物(a1-1)及四羧酸二酐化合物(a1-2)。
含有氟原子的四羧酸二酐化合物(a1-1)的具體例包括但不限於9,9-雙(三氟甲基)-9H-二苯并喃-2,3,6,7-四羧酸二酐[9,9-bis(trifluoromethyl)-9H-xanthene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride]、由式(I-1)至式(I-7)表示的化合物中的至少其中一種,或上述化合物的組合。在式(I-1)中,X1及X2中至少一者為氟或三氟甲基。
含有氟原子的四羧酸二酐化合物(a1-1)的具體例較佳為包括9,9-雙(三氟甲基)-9H-二苯并喃-2,3,6,7-四羧酸二酐、1,4-二氟-2,3,5,6-苯均四羧酸二酐、3,6-雙(三氟甲基)-1,2,4,5-苯均四羧酸二酐、由式(I-2)表示的化合物、由式(I-4)表示的化合物,或上述化合物的組合。
當四羧酸二酐組份(a1)包括含有氟原子的四羧酸二酐化合物(a1-1)時,基於四羧酸二酐組份(a1)的總使用量為100莫耳,含有氟原子的四羧酸二酐化合物(a1-1)的使用量可為30莫耳至100莫耳,較佳為35莫耳至95莫耳,更佳為40莫耳至90莫耳。
四羧酸二酐化合物(a1-2)包括脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物、由式(II-1)至式(II-6)表示的四羧酸二酐化合物中的至少一種,或上述化合物的組合。
以下列舉脂肪族四羧酸二酐化合物、脂環族四羧酸二酐化合物、芳香族四羧酸二酐化合物的具體例,但本發明並不限於這些具體例。
脂肪族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限於乙烷四羧酸二酐(ethane tetracarboxylic dianhydride)、丁烷四羧酸二酐(butane tetracarboxylic dianhydride)或上述化
合物的組合。
脂環族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限於1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐(1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride)、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二環己基四羧酸二酐(3,3’,4,4’-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride)、順式-3,7-二丁基環庚基-1,5-二烯-1,2,5,6-四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐(2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic dianhydride)、雙環[2.2.2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐或上述化合物的組合。
芳香族四羧酸二酐化合物的具體例可包括但不限於3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐、苯均四羧酸二酐(pyromellitic dianhydride)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯碸四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、3,3’-4,4’-二苯基乙烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二甲基二苯基矽烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-四苯基矽烷四羧酸二酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯碸二酐、4,4’-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯丙烷二酐
(4,4’-bis(3,4-dicarboxy phenoxy)diphenylpropane dianhydride)、3,3’,4,4’-全氟異亞丙基二苯二酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基四羧酸二酐(3,3',4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride)、雙(苯二酸)苯膦氧化物二酐、對-伸苯基-雙(三苯基苯二酸)二酐、間-伸苯基-雙(三苯基苯二酸)二酐、雙(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基醚二酐、雙(三苯基苯二酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、丙二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-雙(脫水偏苯三酸酯)、2,2-雙(4-羥苯基)丙烷-雙(脫水偏苯三酸酯)、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮{(1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione)}、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-
呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-乙基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二側氧基四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐化合物或上述化合物的組合。
由式(II-1)至式(II-6)表示的四羧酸二酐化合物如下所示。
式(II-5)中,A1表示含有芳香環的二價基團;r表示1至2的整數;A2及A3可為相同或不同,且可各自獨立表示氫原子或烷基。由式(II-5)表示的四羧酸二酐化合物的具體例包括由式(II-5-1)至式(II-5-3)表示的化合物中的至少一種。
式(II-6)中,A4表示含有芳香環的二價基團;A5及A6可為相同或不同,且各自獨立表示氫原子或烷基。由式(II-6)表示的四羧酸二酐化合物較佳為由式(II-6-1)表示的化合物。
四羧酸二酐化合物(a1-2)可以單獨使用或者組合多種來使用。
四羧酸二酐化合物(a1-2)的具體例較佳為包括1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二環己基四羧酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基醋酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫萘-1-琥珀酸二酐、苯均四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基四羧酸二酐,或上述化合物的組合。
基於四羧酸二酐組份(a1)的總使用量為100莫耳,四羧酸二酐化合物(a1-2)的使用量可為0莫耳至70莫耳,較佳為5莫耳至65莫耳,更佳為10莫耳至60莫耳。
基於二胺組份(a2)的總莫耳數為100莫耳,四羧酸二酐組份(a1)的使用量較佳為20莫耳至200莫耳;更佳為30莫耳至120莫耳。
二胺組份(a2)包括含有氟原子的二胺化合物(a2-1)及脂環族的二胺化合物(a2-2)。
含有氟原子的二胺化合物(a2-1)的具體例可包括但不限於2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷{2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane}、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷{2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane}、2,2-雙[3-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷{2,2-bis[3-(4-aminophenoxy)phenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane}、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷{2,2-bis[3-(3-aminophenoxy)phenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane}、2,2-雙(4-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷[2,2-bis(4-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane]、2,2-雙(3-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷[2,2-bis(4-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane]、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷[2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane]、雙(2,3,5,6-四氟-4-胺基苯基)醚[bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4-aminophenyl)ether]、雙(2,3,5,6-四氟-4-胺基苯基)硫醚[bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4-aminophenyl)sulfide]、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯[2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl]、3,3'-雙(三
氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯[3,3'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl]、由式(I-1)至式(I-7)表示的化合物中的至少其中一種,或上述化合物的組合。
含有氟原子的二胺化合物(a2-1)的具體例較佳為包括2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、雙(2,3,5,6-四氟-4-胺基苯基)醚、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯、由式(III-8)表示的化合物、由式(III-10)表示的化合物、由式(III-11)表示的化合物、由式(III-12)表示的化合物、由式(III-18)表示的化合物、由式(III-22)表示的化合物、由式(III-24)表示的化合物,或上述化合物的組合。
當二胺組份(a2)包括含有氟原子的二胺化合物(a2-1)時,基於二胺組份(a2)的總使用量為100莫耳,含有氟原子的
二胺化合物(a2-1)的使用量可為30莫耳至90莫耳,較佳為35莫耳至85莫耳,更佳為40莫耳至80莫耳。
脂環族的二胺化合物(a2-2)的具體例包括但不限於4,4’-二胺基二環己基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二環己基胺、1,3-二胺基環己烷、1,4-二胺基環己烷、異佛爾酮二胺、四氫二環戊二烯二胺、三環[6.2.1.02,7]-十一碳烯二甲基二胺、4,4’-亞甲基雙(環己基胺),或上述化合物的組合。
脂環族的二胺化合物(a2-2)的具體例較佳為包括異佛爾酮二胺、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二環己基胺、4,4’-二胺基二環己基甲烷、1,4-二胺基環己烷,或上述化合物的組合。
基於二胺組份(a2)的總使用量為100莫耳,脂環族的二胺化合物(a2-2)的使用量可為5莫耳至50莫耳,較佳為10莫耳至45莫耳,更佳為15莫耳至40莫耳。當軟性基板用組成物中的二胺組份(a2)包括脂環族的二胺化合物(a2-2)時,該軟性基板用組成物所製造的軟性基板的透明性較佳。
在不影響本發明功效的情況下,二胺組份(a2)可更包括二胺化合物(a2-3)。
二胺化合物(a2-3)包括脂肪族二胺化合物、芳香族二胺
化合物、由式(VI-1)至式(VI-30)表示的二胺化合物、或其組合。
脂肪族二胺化合物的具體例包括但不限於1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、4,4’-二胺基庚烷、1,3-二胺基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二胺基-2,5-二甲基己烷、1,7-二胺基-2,5-二甲基庚烷、1,7-二胺基-4,4-二甲基庚烷、1,7-二胺基-3-甲基庚烷、1,9-二胺基-5-甲基壬烷、2,11-二胺基十二烷、1,12-二胺基十八烷、1,2-雙(3-胺基丙氧基)乙烷,或上述化合物的組合。
芳香族二胺化合物的具體例包括但不限於4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基乙烷、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺、4,4’-二胺基二苯基醚、3,4’-二胺基二苯基醚、1,5-二胺基萘、5-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氫茚、6-胺基-1-(4’-胺基苯基)-1,3,3-三甲基氫茚、六氫-4,7-甲橋伸氫茚基二亞甲基二胺、3,3’-二胺基二苯甲酮、3,4’-二胺基二苯甲酮、4,4’-二胺基二苯甲酮、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]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、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、9,9-雙(4-胺基苯基)-10-氫蒽、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽[9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene]、2,7-二胺基茀、9,9-雙(4-胺基苯
基)茀、4,4’-亞甲基-雙(2-氯苯胺)、4,4’-(對-伸苯基異亞丙基)雙苯胺、4,4’-(間-伸苯基異亞丙基)雙苯胺、2,2’-雙[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-雙[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟聯苯、5-[4-(4-正戊烷基環己基)環己基]苯基-亞甲基-1,3-二胺基苯{5-[4-(4-n-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]phenylmethylene-1,3-diaminobenzene}、1,1-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)環己烷{1,1-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-4-(4-ethylphenyl)cyclohexane},或上述化合物的組合。
由式(VI-1)至式(VI-30)表示的二胺化合物如下所示。
式(VI-1)中,B1表示-O-、、、、,或;B2表示具有甾(膽固醇(steroid))骨架的基、三氟甲基、氟原子、碳數為2至30的烷基、或衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子環狀結構的一價基團。
由式(VI-1)表示的化合物的具體例包括但不限於2,4-二胺基苯基甲酸乙酯(2,4-diaminophenyl ethyl formate)、3,5-二胺基苯基甲酸乙酯(3,5-diaminophenyl ethyl formate)、2,4-二胺基苯基甲酸丙酯(2,4-diaminophenyl
propyl formate)、3,5-二胺基苯基甲酸丙酯(3,5-diaminophenyl propyl formate)、1-十二烷氧基-2,4-二胺基苯(1-dodecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十六烷氧基-2,4-二胺基苯(1-hexadecoxy-2,4-diaminobenzene)、1-十八烷氧基-2,4-二胺基苯(1-octadecoxy-2,4-diaminobenzene)、由式(VI-1-1)至式(VI-1-6)表示的化合物中的至少其中一種,或上述化合物的組合。
由式(VI-1-1)至式(VI-1-6)表示的化合物如下所示。
式(VI-2)中,B1與式(VI-1)中的B1相同,B3及B4各自獨立表示二價脂肪族環、二價芳香族環或二價雜環基團;B5表示碳數為3至18的烷基、碳數為3至18的烷氧基、碳數為1至5的氟烷基、碳數為1至5的氟烷氧基、氰基或鹵素原子。
由式(VI-2)表示的化合物的具體例包括由式(VI-2-1)至式(VI-2-13)表示的化合物中的至少其中一種。具體而言,由式(VI-2-1)至式(VI-2-13)表示的化合物如下所示。
式(VI-2-10)至式(VI-2-13)中,s表示3至12的整數。
式(VI-3)中,B6各自獨立表示氫原子、碳數為1至5的醯基、碳數為1至5的烷基、碳數為1至5的烷氧基或鹵素原子,且每個重複單元中的B6可為相同或不同;u表示1至3的整數。
由式(VI-3)表示的化合物的具體例包括當u為1時:對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯或2,5-二胺基甲苯等;當u為2時:4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’,5,5’-四氯-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二氯-4,4’-二胺基-5,5’-二甲氧基聯苯或4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯等;或當u為3時:1,4-雙(4’-胺基苯基)苯等。
由式(VI-3)表示的化合物的具體例較佳為包括對-二胺苯、2,5-二胺基甲苯、4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、1,4-雙(4’-胺基苯基)苯或上述化合物的組合。
式(VI-4)中,v表示2至12的整數。
式(VI-5)中,w表示1至5的整數。由式(VI-5)表示的化合物較佳為4,4’-二胺基-二苯基硫醚。
式(VI-6)中,B7及B9各自獨立表示二價有機基團,且B7及B9可為相同或不同;B8表示衍生自吡啶、嘧啶、三嗪、哌啶或哌嗪等含氮原子的環狀結構的二價基團。
式(VI-7)中,B10、B11、B12及B13各自獨立表示碳數為1至12的烴基,且B10、B11、B12及B13可為相同或不同;X1各自獨立表示1至3的整數;X2表示1至20的整數。
式(VI-8)中,B14表示氧原子或伸環己烷基;B15表示亞甲基(methylene,-CH2-);B16表示伸苯基或伸環己烷基;B17表示氫原子或庚基。
由式(VI-8)表示的化合物的具體例包括由式(VI-8-1)表示的化合物、由式(VI-8-2)表示的化合物或上述化合物的組合。
由式(VI-9)至式(VI-30)表示的化合物如下所示。
式(VI-17)至式(VI-25)中,B18較佳為表示碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的烷氧基;B19較佳為表示氫原子、碳數為1至10的烷基或碳數為1至10的烷氧基。
上述的二胺化合物(a2-3)可單獨使用或組合多種來使用。
二胺化合物(a2-3)的具體例較佳為包括但不限於1,2-二胺基乙烷、4,4’-二胺基二環己基甲烷、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基醚、5-[4-(4-正戊烷基環己基)環己基]苯基亞甲基-1,3-二胺基苯、1,1-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-4-(4-乙基苯基)環己烷、2,4-二胺基苯基甲酸乙酯、4,4'-二胺基聯苯、由式(VI-1-1)表示的化合物、由式(VI-1-2)
表示的化合物、由式(VI-1-5)表示的化合物、由式(VI-2-1)表示的化合物、由式(VI-2-11)表示的化合物、對-二胺苯、間-二胺苯、鄰-二胺苯、由式(VI-8-1)表示的化合物、由式(VI-26)至式(VI-30)表示的化合物,或上述化合物的組合。
聚合物(A)可包括聚醯胺酸及聚醯亞胺中的至少一者。另外,聚合物(A)可更包括聚醯亞胺系嵌段共聚合物。以下進一步說明上述各種聚合物的製備方法。
製備聚醯胺酸的方法為先將混合物溶解於溶劑中,其中混合物包括四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(a2),並於0℃至100℃的溫度下進行聚縮合反應。反應1小時至24小時後,以蒸發器對反應溶液進行減壓蒸餾,即可得到聚醯胺酸。或者,將反應溶液倒入大量的貧溶劑中,以得到析出物。接著,以減壓乾燥的方式乾燥析出物,即可得到聚醯胺酸。
用於聚縮合反應中的溶劑可與下述軟性基板用組成物中的溶劑相同或不同,且用於聚縮合反應中的溶劑並無特別的限制,只要是可溶解反應物與生成物即可。溶劑較佳為包括但不限於(1)非質子系極性溶劑,例如:N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-
pyrrolidinone;NMP)、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基尿素或六甲基磷酸三胺等的非質子系極性溶劑;或(2)酚系溶劑,例如:間-甲酚、二甲苯酚、酚或鹵化酚類等的酚系溶劑。基於混合物的總使用量為100重量份,用於聚縮合反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份,且更佳為300重量份至1800重量份。
值得注意的是,於聚縮合反應中,溶劑可併用適量的貧溶劑,其中貧溶劑不會造成聚醯胺酸析出。貧溶劑可以使用單獨一種或者組合多種來使用,且其包括但不限於(1)醇類,例如:甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇或三乙二醇等的醇類;(2)酮類,例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等的酮類;(3)酯類,例如:醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯或乙二醇乙基醚醋酸酯等的酯類;(4)醚類,例如:二乙基醚、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇異丙基醚、乙二醇正丁基醚、乙二醇二甲基醚或二乙二醇二甲基醚等的醚類;(5)鹵化烴類,例如:二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯或鄰-二氯苯等的鹵化烴類;或(6)烴類,例如:四氫呋喃、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯或二甲苯等的烴類或上述溶劑的任意組合。基於二胺組份(a2)的使用量為100重量份,貧溶劑的用量較佳為0重量份至60重量份,且更佳為0重量份至50重量份。
製備聚醯亞胺的方法為將上述製備聚醯胺酸的方法所製的聚醯胺酸在脫水劑及觸媒的存在下進行加熱而得。在加熱過程中,聚醯胺酸中的醯胺酸官能基可經由脫水閉環反應轉變成醯亞胺官能基(即醯亞胺化)。
用於脫水閉環反應中的溶劑可與軟性基板用組成物中的溶劑(C)相同,故在此不另贅述。基於聚醯胺酸的使用量為100重量份,用於脫水閉環反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份,且更佳為300重量份至1800重量份。
為獲得較佳的聚醯胺酸的醯亞胺化程度,脫水閉環反應的操作溫度較佳為40℃至200℃,更佳為40℃至150℃。若脫水閉環反應的操作溫度低於40℃時,醯亞胺化的反應不完全,而降低聚醯胺酸的醯亞胺化程度。然而,若脫水閉環反應的操作溫度高於200℃時,所得的聚醯亞胺的重量平均分子量偏低。
用於脫水閉環反應中的脫水劑可選自於酸酐類化合物,其具體例如:醋酸酐、丙酸酐或三氟醋酸酐等的酸酐類化合物。基於聚醯胺酸為1莫耳,脫水劑的使用量為0.01莫耳至20莫耳。用於脫水閉環反應中的觸媒可選自於(1)吡啶類化合物,例如:吡啶、三甲基吡啶或二甲基吡啶等的吡啶類化合物;(2)三級胺類化合物,例如:三乙基胺等的三級胺類化合物。基於脫水劑的使用量為1莫耳,觸媒的使用量可為0.5莫耳至10莫耳。
聚合物(A)的醯亞胺化率可為30%至90%,較佳為35%
至88%,且更佳為40%至85%。
聚醯亞胺系嵌段共聚合物為選自聚醯胺酸嵌段共聚合物、聚醯亞胺嵌段共聚合物、聚醯胺酸-聚醯亞胺嵌段共聚合物或上述聚合物的任意組合。
製備聚醯亞胺系嵌段共聚合物的方法較佳為先將起始物溶解於溶劑中,並進行聚縮合反應,其中起始物包括至少一種聚醯胺酸及/或至少一種聚醯亞胺,且可進一步包括羧酸酐組份與二胺組份。
起始物中的羧酸酐組份與二胺組份可與製備聚醯胺酸的方法中所使用的四羧酸二酐組份(a1)與二胺組份(a2)相同,且用於聚縮合反應中的溶劑可與下述軟性基板用組成物中的溶劑相同,在此不另贅述。
基於起始物的使用量為100重量份,用於聚縮合反應中的溶劑的使用量較佳為200重量份至2000重量份,且更佳為300重量份至1800重量份。聚縮合反應的操作溫度較佳為0℃至200℃,且更佳為0℃至100℃。
起始物較佳為包括但不限於(1)二種末端基相異且結構相異的聚醯胺酸;(2)二種末端基相異且結構相異的聚醯亞胺;(3)末端基相異且結構相異的聚醯胺酸及聚醯亞胺;(4)聚醯胺酸、羧酸酐組份與二胺組份,其中,羧酸酐組
份與二胺組份之中的至少一種與形成聚醯胺酸所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異;(5)聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份,其中,羧酸酐組份與二胺組份中的至少一種與形成聚醯亞胺所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異;(6)聚醯胺酸、聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份,其中,羧酸酐組份與二胺組份中的至少一種與形成聚醯胺酸或聚醯亞胺所使用的羧酸酐組份與二胺組份的結構相異;(7)二種結構相異的聚醯胺酸、羧酸酐組份與二胺組份;(8)二種結構相異的聚醯亞胺、羧酸酐組份與二胺組份;(9)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯胺酸以及二胺組份;(10)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯胺酸以及羧酸酐組份;(11)二種末端基為酸酐基且結構相異的聚醯亞胺以及二胺組份;或者(12)二種末端基為胺基且結構相異的聚醯亞胺以及羧酸酐組份。
在不影響本發明的功效的範圍內,聚醯胺酸、聚醯亞胺以及聚醯亞胺系嵌段共聚合物較佳為先進行分子量調節後的末端修飾型聚合物。藉由使用末端修飾型的聚合物,可改善軟性基板用組成物的塗佈性能。製備末端修飾型聚合物的方式可藉由在聚醯胺酸進行聚縮合反應的同時,加入單官能性化合物來製得。
單官能性化合物的具體例包括但不限於(1)一元酸酐,例如:馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正十四烷基琥珀酸酐或正十
六烷基琥珀酸酐等一元酸酐;(2)單胺化合物,例如:苯胺、環己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷胺、正十二烷胺、正十三烷胺、正十四烷胺、正十五烷胺、正十六烷胺、正十七烷胺、正十八烷胺或正二十烷胺等單胺化合物;或(3)單異氰酸酯化合物,例如:異氰酸苯酯或異氰酸萘基酯等單異氰酸酯化合物。
本發明的聚合物(A),根據凝膠滲透色層分析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)所測得經聚苯乙烯換算的重量平均分子量為2,000至200,000,較佳為3,000至100,000,更佳為4,000至50,000。
聚矽氧烷(B)具有含環氧基的基團。含環氧基的基團包括由式(1)表示的基、由式(2)表示的基以及由式(3)表示的基中的至少一者。
式(1)中,A表示氧原子或單鍵;a表示1至3的整數;b表示0至6的整數,其中當b表示0時,A為單鍵,
式(2)中,c表示0至6的整數,
式(3)中,B表示碳數為2至6的伸烷基;D表示氫原子或碳數為1至6的烷基。
聚矽氧烷(B)可由含環氧基的矽烷化合物(b-1)自行聚縮合而成;或者由含環氧基的矽烷化合物(b-1)與其他矽烷化合物(b-2)共聚縮合(copolycondensation)而成。
含環氧基的矽烷化合物(b-1)所具有的含環氧基的基團例如是縮水甘油基(glycidyl group)、縮水甘油醚基(glycidyloxy group)、環氧環己基(epoxycyclohexyl group)或環氧丙烷基(oxetanyl group)。
具體而言,含環氧基的基團可包括由式(1)表示的基、由式(2)表示的基以及由式(3)表示的基中的至少一者。
含環氧基的基團較佳為包括由式(1-1)表示的基、由式(2-1)表示的基以及由式(3-1)表示的基中的至少一者。
含環氧基的矽烷化合物(b-1)的具體例包括3-(N,N-二縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(N-烯丙基-N-縮水甘油基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基二甲基甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基丙基二甲基乙氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基三甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基三乙氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基甲基二甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基甲基二乙氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基二甲基甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基二甲基乙氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基
三甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基三乙氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基甲基二甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基甲基二乙氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基二甲基甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基二甲基乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、3-(3,4-環氧環己基)丙基三甲氧基矽烷、3-(3,4-環氧環己基)丙基三乙氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基甲基二甲氧基矽烷或((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙烷二甲基甲氧基矽烷,或上述化合物的組合。
含環氧基的矽烷化合物(b-1)的具體例較佳為包括3-縮水甘油醚基丙基三甲氧基矽烷、2-縮水甘油醚基乙基三甲氧基矽烷、4-縮水甘油醚基丁基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基矽烷、((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基矽烷或上述化合物的組合。
基於含環氧基的矽烷化合物(b-1)及其他矽烷化合物(b-2)的合計使用量為1.00莫耳,含環氧基的矽烷化合物(b-1)的使用量為0.20至1.00莫耳,較佳為0.30至0.95莫耳,更佳為0.40至0.90莫耳。
其他矽烷化合物(b-2)例如是具有1個矽原子的化合物。具有1個矽原子的化合物包括具有4個水解性基團的矽烷化合物、具有3個水解性基團的矽烷化合物、具有2個水解性基團的矽烷化合物、具有1個水解性基團的矽烷化合物,或其組合。
具有4個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括四氯矽烷、四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷、四正丁氧基矽烷、四第二丁氧基矽烷,或上述化合物的組合。
具有3個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括三氯矽烷、三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、氟三氯矽烷、氟三甲氧基矽烷、氟三乙氧基矽烷、甲基三氯矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、2-(三氟甲基)乙基三氯矽烷、2-(三氟甲基)乙基三甲氧基矽烷、2-(三氟甲基)乙基三乙氧基矽烷、羥甲基三氯矽烷、羥甲基三甲氧基矽烷、羥乙基三甲氧基矽烷、巰甲基三氯矽烷、3-巰丙基三氯矽烷、巰甲基三甲氧基矽烷、巰甲基三乙氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三乙氧基矽烷、苯基三氯矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷,或上述化合物的組合。
具有2個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括甲基二氯矽烷、甲基二甲氧基矽烷、甲基二乙氧基矽烷、二甲基二氯矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基[2-(全氟
正辛基)乙基]二氯矽烷、甲基[2-(全氟正辛基)乙基]二甲氧基矽烷、3-巰丙基甲基二氯矽烷、3-巰丙基甲基二甲氧基矽烷、、二苯基二氯矽烷、二苯基二甲氧基矽烷,或上述化合物的組合。
具有1個水解性基團的矽烷化合物的具體例包括氯二甲基矽烷、甲氧基二甲基矽烷、氯三甲基矽烷、溴三甲基矽烷、碘三甲基矽烷、甲氧基三甲基矽烷、氯甲基二苯基矽烷、甲氧基甲基二苯基矽烷,或上述化合物的組合。
其他矽烷化合物(b-2)的市售商品的具體例可列舉KC-89、KC-89S、X-21-3153、X-21-5841、X-21-5842、X-21-5843、X-21-5844、X-21-5845、X-21-5846、X-21-5847、X-21-5848、X-22-160AS、X-22-170B、X-22-170BX、X-22-170D、X-22-170DX、X-22-176B、X-22-176D、X-22-176DX、X-22-176F、X-40-2308、X-40-2651、X-40-2655A、X-40-2671、X-40-2672、X-40-9220、X-40-9225、X-40-9227、X-40-9246、X-40-9247、X-40-9250、X-40-9323、X-41-1053、X-41-1056、X-41-1805、X-41-1810、KF6001、KF6002、KF6003、KR212、KR-213、KR-217、KR220L、KR242A、KR271、KR282、KR300、KR311、KR401N、KR500、KR510、KR5206、KR5230、KR5235、KR9218、KR9706(信越化學製);玻璃樹脂(GLASS RESIN,昭和電工製);SH804、SH805、SH806A、SH840、SR2400、SR2402、SR2405、SR2406、SR2410、SR2411、SR2416、SR2420(東麗道康寧製);FZ3711、FZ3722(NUC製);DMS-S12、DMS-S15、DMS-S21、DMS-S27、DMS-S31、
DMS-S32、DMS-S33、DMS-S35、DMS-S38、DMS-S42、DMS-S45、DMS-S51、DMS-227、PSD-0332、PDS-1615、PDS-9931、XMS-5025(JNC製);MS51、MS56(三菱化學製);以及GR100、GR650、GR908、GR950(昭和電工製)等的部分縮合物。
其他矽烷化合物(b-2)較佳為四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三乙氧基矽烷、巰甲基三甲氧基矽烷、巰甲基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷,或上述化合物的組合。
基於含環氧基的矽烷化合物(b-1)及其他矽烷化合物(b-2)的合計使用量為1.00莫耳,其他矽烷化合物(b-2)的使用量為0至0.80莫耳,較佳為0.05至0.70莫耳,更佳為0.10至0.60莫耳。
形成聚矽氧烷(B)的聚縮合反應可使用一般的方法,例如,在上述矽烷化合物或其混合物中添加有機溶劑、水或選擇性地進一步添加觸媒,接著利用油浴等進行50℃至150℃的加熱,較佳加熱時間為0.5小時至120小時。加熱中,可將混合液進行攪拌,也可以置於迴流條件下。另外,在加熱攪拌的過程中,必要時,亦可藉由蒸餾方式除去水解副產物(例如甲醇、乙醇等醇類)以及縮合副產物(例如水)。
上述有機溶劑並沒有特別限制,可與本發明軟性基板用組成物中所含的溶劑(C)為相同或不同。
該有機溶劑的具體例包括甲苯、二甲苯等的烴類化合物;甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、二乙基酮、環己酮等的酮類化合物;醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸異戊酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、醋酸-3-甲氧基丁酯、乳酸乙基等的酯類化合物;乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、四氫呋喃、二噁烷(dioxane)等的醚類化合物;1-己醇、4-甲基2-戊醇、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚等的醇類化合物,或上述有機溶劑的組合。
上述有機溶劑可單獨使用或組合多種來使用。
基於所有矽烷化合物為100重量份,有機溶劑的使用量較佳為10重量份至1200重量份,更佳為30重量份至1,000重量份。
基於所有矽烷化合物的水解性基團為1莫耳,水的使用量較佳為0.5莫耳至100莫耳,更佳為1莫耳至30莫耳。
該觸媒沒有特別的限制,較佳地,該觸媒是選自於酸、鹼金屬化合物、有機鹼、鈦化合物、鋯化合物,或其組合。
酸的具體例包括鹽酸、硝酸、硫酸、氟酸、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蟻酸、多元羧酸、多元酸酐,或其組合。
鹼金屬化合物的具體例包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉、甲醇鉀、乙醇鈉、乙醇鉀,或其組合。
有機鹼的具體例包括乙胺、二乙胺、哌嗪(piperazine)、
哌啶(piperidine)、吡咯啶(pyrrolidine)、吡咯(pyrrole)等的一級或二級的有機胺;三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、吡啶(pyridine)、4-二甲胺基吡啶、二氮雜二環十一烯(diazabicycloundecene)等的三級有機胺;四甲基氫氧化銨等的四級有機胺等,或上述化合物的組合。
觸媒的使用量根據種類、溫度等反應條件等而異,並可適當地設定,例如基於所有矽烷化合物為1莫耳,該觸媒的添加量為0.01莫耳至5莫耳,較佳為0.03莫耳至3莫耳,更佳為0.05莫耳至1莫耳。
基於安定性觀點,待聚縮合反應結束後,較佳為將從反應液中分餾的有機溶劑層以水清洗。進行該清洗時,較佳為使用包含少量鹽的水,例如0.2重量%左右的硝酸銨水溶液等進行清洗。清洗可進行至清洗後的水層成為中性為止,然後將有機溶劑層視需要以無水硫酸鈣、分子篩(molecular sieves)等乾燥劑進行乾燥後,去除有機溶劑,即可獲得聚矽氧烷(B)。
本發明的聚矽氧烷(B),根據凝膠滲透色層分析法所測得經聚苯乙烯換算的重量平均分子量為1,000至10,000,較佳為1,200至8,000,更佳為1,500至5,000。當聚矽氧烷(B)的重量平均分子量於上述範圍內時,所製得的軟性基板的ITO成膜性較佳。
基於聚合物(A)為100重量份,聚矽氧烷(B)的使用量為0.5至10重量份,較佳為0.7至8重量份,且更佳為1至5
重量份。
當軟性基板用組成物中沒有同時使用含有氟原子的聚合物(A)(亦即形成聚合物(A)的單體含有氟原子)及具有含環氧基的基團的聚矽氧烷(B)時,軟性基板的ITO成膜性不佳。
本發明的軟性基板用組成物中所使用的溶劑並無特別的限制,只要是可溶解聚合物(A)、聚矽氧烷(B)與其他任意成份且並不與其產生反應即可,較佳為同前述合成聚醯胺酸中所使用的溶劑,同時,亦可併用合成該聚醯胺酸時所使用的貧溶劑。
溶劑(C)的具體例包括但不限於N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone,NMP)、γ-丁內酯、γ-丁內醯胺、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇單甲基醚、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇正丙基醚、乙二醇異丙基醚、乙二醇正丁基醚(ethylene glycol n-butyl ether)、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯以及N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺(N,N-dimethyl acetamide)等。溶劑(C)可以單獨使用或者組合多種來使用。
基於聚合物(A)為100重量份,溶劑(C)的使用量為300至2000重量份,較佳為400至1800重量份,且更佳為500
至1500重量份。
在不影響本發明的功效的範圍內,軟性基板用組成物還可選擇性地添加添加劑(D),其中添加劑(D)包括但不限於填充劑、可塑劑、耐候劑、黏度調節劑、表面處理劑、抗氧化劑、消泡劑、著色劑、熱安定劑、密著助劑以及離型劑等。添加劑可採用所屬領域所使用的即可。
填充劑包括但不限於二氧化矽(商品名如IPA-ST(粒徑12nm)、EG-ST(粒徑12nm)、IPA-ST-L(粒徑45nm)、IPA-ST-ZL(粒徑100nm),日產化學製造)、氧化鋁(aluminium oxide)、滑石、碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、二氧化鈦,或其組合。
抗氧化劑包括但不限於二丁基羥基甲苯(商品名如BHT,日本東京化成工業股份有限公司(Tokyo Chemical Industry(TCI)Co.,Ltd.)製造)、2,6-二第三丁基酚,或其組合。
消泡劑包括但不限於矽系消泡劑(商品名如SH-203,東麗道康寧(Toray-Dow corning)股份有限公司製造)、乙炔二醇系消泡劑(商品名如Surfynol DF-100D、Surfynol DF-37,日信化學製造)、含氟原子的矽系消泡劑(商品名如FA-630,信越化學製造),或其組合。
添加劑(D)可以單獨使用或組合多種來使用。
基於聚合物(A)的使用量為100重量份,添加劑(D)
的使用量可為0.1至40重量份,且較佳為1重量份至30重量份。
本發明的軟性基板用組成物的製備方法並無特別的限制,可採用一般的混合方法來製備。舉例而言,先將以上述方式製備而成的聚合物(A)、聚矽氧烷(B)混合均勻形成混合物。接著,添加溶劑(C),並選擇性地加入添加劑(D),最後以攪拌裝置持續攪拌至溶解即可。
在25℃下,本發明的軟性基板用組成物的黏度可依據塗佈方式來做調整,黏度範圍較佳為1cps至20,000cps。
本發明的軟性基板是由上述的軟性基板用組成物而形成。
具體而言,軟性基板的形成方式可將本發明的軟性基板用組成物塗佈於基材上,經乾燥處理及硬化處理後,再從基材上脫離即可。
塗佈方式可採已知的方式,如藉由旋轉塗佈、流延塗佈或輥式塗佈等塗佈方法,故不再贅述。乾燥處理可採已知的方式,目的在於將溶劑去除即可。乾燥處理的操作溫度範圍較佳為50℃至200℃,時間為1分鐘至1小時。硬化處理可採用已知的方式,目的在於將殘存溶劑完全去除以及使軟性基板形成較緻密的結
構,硬化處理的操作溫度範圍較佳為150℃至500℃,時間為10分鐘至2小時。
脫離的方式可採已知方式,例如,直接從基板上將軟性基板撕離、使用乾蝕刻方式將基板移除或使用濕蝕刻方式將基板移除等。
基材包括但不限於用於液晶顯示裝置的無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃或矽晶圓。
本發明的軟性基板可適用於軟性液晶顯示器或電子書。
本發明將就以下實施例來作進一步說明,但應瞭解的是,該等實施例僅為例示說明,而不應被解釋為本發明實施的限制。
以下說明聚合物(A)的合成例及比較合成例:
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置氮氣入口、攪拌器、冷凝管及溫度計,並導入氮氣。然後,在三頸燒瓶中,加入4.32克(0.040莫耳)的對-二胺苯(簡稱為a2-3-1)、1.98克(0.010莫耳)的4,4'-二胺基二苯基甲烷(簡稱為a2-3-2)以及80克的N-甲基-2-吡酪烷酮(簡稱為NMP),並於室溫下攪拌至溶解。接著,加入12.71克(0.05莫耳)的1,4-二氟-2,3,5,6-苯均
四羧酸二酐(簡稱為a1-1-1)及20克的NMP,並於室溫下反應2小時。待反應結束後,將反應溶液倒入1500毫升水中,以使聚合物析出。然後,過濾所得的聚合物,並重複以甲醇清洗及過濾三次,置入真空烘箱中,以溫度60℃進行乾燥後,即可得聚合物(A-1-1)。
合成例A-1-2至合成例A-1-6是以與合成例A-1-1相同的步驟來分別製備聚合物(A-1-2)至聚合物(A-1-6),並且其不同處在於:改變單體的種類及其使用量(如表1所示)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置氮氣入口、攪拌器、冷凝管及溫度計,並導入氮氣。然後,在三頸燒瓶中,加入4.32克(0.040莫耳)的對-二胺苯(簡稱為a2-3-1)、1.98克(0.010莫耳)的4,4'-二胺基二苯基甲烷(簡稱為a2-3-2)以及80克的N-甲基-2-吡酪烷酮(簡稱為NMP),並於室溫下攪拌至溶解。接著,加入12.71克(0.05莫耳)的1,4-二氟-2,3,5,6-苯均四羧酸二酐(簡稱為a1-1-1)及20克的NMP。於室溫下反應6小時後,加入97克的NMP、3.57克的醋酸酐(脫水劑)及19.75克(觸媒)的吡啶,升溫至50℃,且持續攪拌2小時,以進行醯亞胺化反應。待反應結束後,將反應溶液倒入1500毫升水中,以
使聚合物析出。然後,過濾所得的聚合物,並重複以甲醇清洗及過濾三次,置入真空烘箱中,以溫度60℃進行乾燥後,即可得聚合物(A-2-1)。
合成例A-2-2至合成例A-2-10是以與合成例A-2-1相同的步驟來分別製備聚合物(A-2-2)至聚合物(A-2-10),並且其不同處在於:改變單體的種類及其使用量(如表2所示)。
比較合成例A-3-1至比較合成例A-3-2是以與合成例A-1-1相同的步驟來分別製備聚合物(A-3-1)至聚合物(A-3-2),並且其不同處在於:改變單體的種類及其使用量(如表3所示)。
比較合成例A-3-3至比較合成例A-3-4是以與合成例A-2-1相同的步驟來分別製備聚合物(A-3-3)至聚合物(A-3-4),並且其不同處在於:改變單體的種類及其使用量(如表3所示)。
表1、表2及表3中簡稱所對應的化合物如下所示。
以下說明聚矽氧烷(B)的合成例B-1至合成例B-7、其他聚矽氧烷(B’)的合成例B’-1:
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入1.00莫耳的2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(以下簡稱為ECETS)、2000克的甲基異丁基酮(以下簡稱MIBK)、500克的丙二醇單甲基醚(以下簡稱PGME)以及20克的三乙胺(Triethylamine,以下簡稱為TEA),並在室溫下一邊攪拌一邊於30分鐘內滴加180克的去離子水。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘後,於30分鐘內將油浴升溫至95℃,待溶液的內溫達到80℃時,持續攪拌進行聚縮合反應3小時。待反應結束後,取出有機層,以0.2重量%的硝酸銨水溶液清洗有機層直到洗淨之後的水變成中性,即可獲得聚矽氧烷(B-1)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入0.40莫耳的ECETS、0.30莫耳的((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三乙氧基矽烷(以下簡稱為OXTES)、0.30莫耳的二甲基二甲氧基矽烷(以下簡稱為DMDMS)、2200克的MIBK以及25克的TEA,並在室溫下一邊攪拌一邊於30分鐘內滴加180克去離子水。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至95℃,待溶液的內溫達到80℃時,持續攪拌進行聚縮合反應4小時。待反應結束後,取出有機層,以0.2重量%
的硝酸銨水溶液清洗有機層直到洗淨之後的水變成中性,即可獲得聚矽氧烷(B-2)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入0.40莫耳的2-縮水甘油醚基乙基三甲氧基矽烷(以下簡稱為GETMS)、0.30莫耳的甲基三甲氧基矽烷(以下簡稱為MTMS)、0.30莫耳的DMDMS、180克的PGME、1000克的MIBK以及25克的TEA,並在室溫下一邊攪拌一邊於30分鐘內滴加240克的去離子水。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至95℃,待溶液的內溫達到80℃時,持續攪拌進行聚縮合反應6小時。待反應結束後,取出有機層,以0.2重量%的硝酸銨水溶液清洗有機層直到洗淨之後的水變成中性,即可獲得聚矽氧烷(B-3)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管以及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入0.10莫耳的2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷(以下簡稱為ECEES)、0.10莫耳的((3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基)丙基三甲氧基矽烷(以下簡稱為OXTMS)、0.80莫耳的苯基三乙氧基矽烷(以下簡稱為PTES)
以及30克的PGME,並在室溫下攪拌混合。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至75℃,待溶液的內溫達到60℃時,加入0.15克的磷酸以及30克的去離子水。然後,將油浴升溫至90℃,並待溶液的內溫達到75℃時,持續攪拌進行聚縮合反應3小時。待反應結束後,將溶液溫度降至40℃,一邊維持此溫度,一邊蒸餾出甲醇、乙醇以及水等副產物後,即可獲得聚矽氧烷(B-4)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管以及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入0.25莫耳的4-縮水甘油醚基丁基三甲氧基矽烷(以下簡稱為GBTMS)、0.25莫耳的ECETS、0.10莫耳的MTMS、0.40莫耳的PTES以及35克的PGME,並在室溫下攪拌混合。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至75℃,待溶液的內溫達到60℃時,加入0.18克的磷酸以及35克的去離子水。然後,將油浴升溫至90℃,並待溶液的內溫達到75℃時,持續攪拌進行聚縮合反應3小時。待反應結束後,將溶液溫度降至40℃,一邊維持此溫度,一邊蒸餾出甲醇、乙醇以及水等副產物後,即可獲得聚矽氧烷(B-5)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管以及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入0.20莫耳的GETMS、0.10莫耳的GBTMS、0.40莫耳的MTMS、0.30莫耳的苯基三甲氧基矽烷(以下簡稱為PTMS)、3克的MIBK以及20克的PGME,並在室溫下攪拌混合。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至75℃,待溶液的內溫達到60℃時,加入0.12克的磷酸以及20克的去離子水。然後,將油浴升溫至95℃,並待溶液的內溫達到80℃時,持續攪拌進行聚縮合反應3小時。待反應結束後,將溶液溫度降至40℃,一邊維持此溫度,一邊蒸餾出甲醇與水等副產物後,即可獲得聚矽氧烷(B-6)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管以及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入0.60莫耳的ECETS、0.30莫耳的OXTMS、0.10莫耳的PTES以及25克的PGME,並在室溫下攪拌混合。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至75℃,待溶液的內溫達到60℃時,加入0.15克的磷酸以及30克的去離子水。然後,將油浴升溫至90℃,並待溶液的內溫達到75℃時,持續攪拌進行聚縮合反應4小時。待反應結束後,將溶液溫度降至
40℃,一邊維持此溫度,一邊蒸餾出甲醇、乙醇以及水等副產物後,即可獲得聚矽氧烷(B-7)。
在容積500毫升的三頸燒瓶上設置攪拌器、冷凝管以及溫度計。然後,在三頸燒瓶中,加入0.10莫耳的MTMS、0.50莫耳的DMDMS、0.40莫耳的PTES以及35克的PGME,並在室溫下攪拌混合。接著,將三頸燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至75℃,待溶液的內溫達到60℃時,加入0.18克的磷酸以及35克的去離子水。然後,將油浴升溫至90℃,並待溶液的內溫達到75℃時,持續攪拌進行聚縮合反應3小時。待反應結束後,將溶液溫度降至40℃,一邊維持此溫度,一邊蒸餾出甲醇、乙醇以及水等副產物後,即可獲得聚矽氧烷(B’-1)。
表4中簡稱所對應的化合物如下所示。
以下說明軟性基板用組成物以及軟性基板的實施例1至實施例15以及比較例1至比較例10:
秤取100重量份的聚合物(A-1-1)、1重量份的聚矽氧烷(B-1)、600重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮(簡稱為C-1)以及600重量份的乙二醇正丁基醚(簡稱為C-2),並且在室溫下,以攪拌裝置持續攪拌至溶解,即可形成實施例1的軟性基板用組成物。
將上述所得的軟性基板用組成物以旋轉塗佈的方式,塗佈於100×100×0.7mm3的玻璃基板上。接著,以80℃乾燥20分鐘後,再以260℃烘烤30分鐘(硬化處理),即可形成上面形成了實施例1的軟性基板的玻璃基板。將實施例1的軟性基板以後述各評價方式進行評價,其結果如表5所示。
實施例2至實施例15的軟性基板用組成物及軟性基板是以與實施例1相同的步驟分別製備,並且其不同處在於:改變成分的種類及其使用量,如表5所示。將實施例2至實施例15所製得的軟性基板以後述評價方式進行評價,其結果如表5所示。
比較例1至比較例10的軟性基板用組成物及軟性基板是
以與實施例1相同的步驟分別製備,並且其不同處在於:改變成分的種類及其使用量,如表6所示。將比較例1至比較例10所製得的軟性基板以後述評價方式進行評價,其結果如表6所示。
表5及表6中簡稱所對應的化合物如下所示。
醯亞胺化率是指透過聚合物中的醯胺酸官能基數目和醯亞胺環數目的合計量為基準,計算醯亞胺環數目所佔的比例,以百分率表示。
檢測的方法是將合成例的聚合物分別進行減壓乾燥後,溶解於適當的氘化溶劑(deuteration solvent),例如:氘化二甲基亞碸中,以四甲基矽烷作為基準物質,從室溫(例如25℃)下測定1H-核磁共振(1H-Nuclear magnetic resonance,1H-NMR)的結果,再由數學式(1)即可求得醯亞胺化率(%)。
△1:NH基質子在10ppm附近的化學位移(chemical shift)所產生的峰值(peak)面積,△2:其他質子的峰值面積,
α:聚合物的前驅物(聚醯胺酸)中的NH基的1個質子相對於其他質子的個數比例。
將前述形成了軟性基板的玻璃基板分別於低溫(140℃)及高溫(270℃)的加熱下,使用ITO(In2O3=95wt%;SnO2=5wt%)作為靶材,以直流磁控濺鍍法於0.665Pa的真空下導入氬氣,並以5kW的輸出功率進行濺鍍可得ITO膜。目測ITO膜表面並依據以下基準進行評價。
◎:低溫及高溫下皆無產生裂痕。
○:低溫下無產生裂痕,高溫下則有些微裂痕產生。
△:低溫下無產生裂痕,高溫下則有明顯裂痕產生。
×:低溫及高溫下皆有產生裂痕。
使用紫外光可見光分光光度計(型號U-3310;日立製)量測上面形成了軟性基板的玻璃基板於波長400nm的透過率,並根據以下基準評價透明性。
◎:透過率>90%。
○:85%<透過率≦90%。
△:80%<透過率≦85%。
×:透過率≦80%。
由表5及表6得知,與同時使用含有氟原子的聚合物(A)、具有含環氧基的基團的聚矽氧烷(B)的軟性基板用組成物所製得的軟性基板(實施例1至實施例15)相比,未同時使用含有氟原子的聚合物(A)、具有含環氧基的基團的聚矽氧烷(B)的軟性基板用組成物所製得的軟性基板(比較例1至10)有ITO成膜性不佳的問題。
另外,當聚矽氧烷(B)的重量平均分子量於1,000至10,000時(實施例2-6、8、11、12、14),軟性基板的ITO成膜性較佳。
又,當軟性基板用組成物中的二胺組份(a2)包括使用脂環族的二胺化合物(a2-2)作為聚合物(A)的單體時(實施例2、4、7、9、10、13),軟性基板用組成物所製造的軟性基板的透明性較佳。
綜上所述,本發明的軟性基板用組成物由於包括含有氟原子的聚合物(A)、具有含環氧基的基團的聚矽氧烷(B)以及溶劑(C),而IITO成膜性佳,因此適用於製造軟性基板。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
Claims (7)
- 一種軟性基板用組成物,包括:聚合物(A);聚矽氧烷(B),其中,所述聚矽氧烷(B)的重量平均分子量為1,000至10,000;以及溶劑(C),其中,所述聚合物(A)是由混合物反應而獲得,所述混合物包括四羧酸二酐組份(a1)及二胺組份(a2),其中所述四羧酸二酐組份(a1)及所述二胺組份(a2)中的至少一者含有氟原子,所述聚矽氧烷(B)具有含環氧基的基團。
- 如專利申請範圍第1項所述的軟性基板用組成物,其中,所述含環氧基的基團包括由式(1)表示的基、由式(2)表示的基以及由式(3)表示的基中的至少一者,
- 如專利申請範圍第1項所述的軟性基板用組成物,其中,所述四羧酸二酐組份(a1)包括至少一種含有氟原子的四羧酸二酐化合物(a1-1)。
- 如專利申請範圍第1項所述的軟性基板用組成物,其中,所述二胺組份(a2)包括至少一種含有氟原子的二胺化合物(a2-1)。
- 如專利申請範圍第1項所述的軟性基板用組成物,其中,所述二胺組份(a2)包括至少一種脂環族的二胺化合物(a2-2)。
- 如專利申請範圍第1項所述的軟性基板用組成物,其中,基於所述聚合物(A)為100重量份,所述聚矽氧烷(B)的使用量為0.5至10重量份;所述溶劑(C)的使用量為300至2,000重量份。
- 一種軟性基板,其是由如專利申請範圍第1項至第6項中任一項所述的軟性基板用組成物而形成。
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