TWI809133B - 聚醯亞胺膜、聚醯亞胺材料、積層體、顯示器用構件、觸控面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置 - Google Patents

聚醯亞胺膜、聚醯亞胺材料、積層體、顯示器用構件、觸控面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置 Download PDF

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Abstract

本發明之主要目的在於提供一種透明性優異且耐彎曲性得到提高之膜。 本發明之聚醯亞胺膜含有具有下述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,作為膜內之殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下,依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率為85%以上。

Description

聚醯亞胺膜、聚醯亞胺材料、積層體、顯示器用構件、觸控面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置
本發明係關於一種聚醯亞胺膜、聚醯亞胺材料、積層體、顯示器用構件、觸控面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置。
較薄之板玻璃之硬度、耐熱性等優異,但另一方面難以彎曲,掉落時容易破裂,於加工性方面存在問題,又,存在與塑膠製品相比較重等缺點。因此,近年來,就加工性、輕量化之觀點而言,樹脂基材或樹脂膜等樹脂製品逐漸代替玻璃製品,正不斷研究成為玻璃替代製品之樹脂製品。
例如,隨著液晶或有機EL等之顯示器、或觸控面板等電子設備之飛速進步,而要求器件之薄型化或輕量化,進而要求可撓化。該等器件先前係於較薄之板玻璃上形成有例如薄型電晶體或透明電極等各種電子元件,藉由將該較薄之板玻璃變更為樹脂膜,可謀求面板自身耐衝擊性之強化、可撓化、薄型化或輕量化。
通常,聚醯亞胺係使藉由芳香族四羧酸酐與芳香族二胺之縮合反應所獲得之聚醯胺酸進行脫水閉環反應而獲得之高耐熱性樹脂。然而,聚醯亞胺通常呈現黃色或褐色之著色,因此,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,業界正研究將透明性提高之聚醯亞胺應用於顯示器構件。例如於專利文獻1中,作為高耐熱性、高透明性、低吸水性之聚醯亞胺樹脂,揭示有使選自由1,2,4,5-環己烷四羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐及該等之反應性衍生物所組成之群中之至少一種含醯基化合物與選自特定之式所表示之具有至少一個伸苯基與亞異丙基之化合物之至少一種亞胺基形成化合物進行反應而成之聚醯亞胺,並記載有其適於平板顯示器或行動電話機器等之基板材料。
進而,於專利文獻2中揭示有一種透明聚醯亞胺膜,其含有源自芳香族二酐及芳香族二胺之結構單位,且進而含有撕裂強度改善用添加劑、或源自具有選自由六氟基、碸基及氧基所組成之群中之官能基之單體之結構單位。
又,於專利文獻3中,為了獲得無色透明且與無機膜之間所產生之殘留應力較低、機械物性及熱物性優異之聚醯亞胺膜作為可撓性器件之基板所使用之聚醯亞胺膜,揭示有一種將使用特定之氟系芳香族二胺與具有矽原子數3〜200個之矽氧烷骨架之聚矽氧化合物作為單體成分之聚醯亞胺前驅物進行醯亞胺化而得之聚醯亞胺膜。於專利文獻3中,記載有使用上述聚醯亞胺前驅物形成附無機膜(SiN膜)之聚醯亞胺膜,結果於反覆彎折10次之彎折試驗後既未觀察到龜裂亦未觀察到剝離(〇)、或觀察到龜裂(△)。
又,於專利文獻4中,作為低折射率且耐折性較高之聚醯亞胺,記載有包含二胺原料重量之10重量%以上之矽原子數為2〜21個之聚矽氧二胺。
進而,發明者等人於專利文獻5中,作為提昇耐彎曲性並且表面硬度之降低得以抑制之樹脂膜,揭示有一種聚醯亞胺膜,其含有包含二胺殘基總量之10莫耳%以上且50莫耳%以下之於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基的聚醯亞胺,且具有特定之全光線穿透率、特定之黃度、特定之玻璃轉移溫度、及特定之拉伸彈性模數。 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:國際公開2014/098235號公報 專利文獻4:日本專利2008-64905號公報 專利文獻5:日本專利2018-28073號公報
[發明所欲解決之課題]
業界對成為玻璃替代製品之樹脂製品首先要求優異之透明性。 畫面可摺疊之行動機器於搬運時呈摺疊之狀態,於使用時呈摺疊展開之狀態。因此,對搭載於行動機器之可撓性顯示器要求即便反覆彎曲亦不發生顯示不良,對可撓性顯示器用之基材或表面材要求反覆彎曲時之耐彎曲性(以下有時稱為耐動態彎曲性)。進而,畫面可摺疊之行動機器大多於摺疊狀態下進行搬運,因此,對搭載於行動機器之可撓性顯示器要求即便持續長時間彎折之狀態,恢復至平坦時亦復原成原狀,對於可撓性顯示器用之基材或表面材亦要求持續長時間彎折之狀態後之復原性(以下有時稱為耐靜態彎曲性)。 然而,要求先前技術之具有透明性之聚醯亞胺膜之耐彎曲性進一步提高。
本發明係鑒於上述問題而完成者,主要目的在於提供一種透明性優異且耐彎曲性得到提高之聚醯亞胺膜。 又,本發明之目的在於提供一種用以製造上述聚醯亞胺膜之聚醯亞胺材料、具有上述聚醯亞胺膜之積層體、為上述聚醯亞胺膜或上述積層體之顯示器用構件、以及具備上述聚醯亞胺膜或上述積層體之觸控面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置。 [解決課題之技術手段]
本發明之聚醯亞胺膜含有具有下述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺, 作為膜內之殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下, 依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率為85%以上。
通式(1) (通式(1)中,R1 表示作為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基之四價基,R2 表示作為二胺殘基之二價基,R2 總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基;n表示重複單位數)
就表面硬度優異之方面而言,本發明之聚醯亞胺膜較佳為對15 mm×40 mm之試片依據JIS K7127將拉伸速度設為10 mm/分鐘、夾頭間距離設為20 mm所測得之於25℃之拉伸彈性模數為1.8 GPa以上。
就透明性優異之方面而言,本發明之聚醯亞胺膜較佳為用依據JIS K7373-2006所算出之黃度除以膜厚(μm)所得之值為0.10以下。
就透光性、耐彎曲性及表面硬度之方面而言,本發明之聚醯亞胺膜較佳為於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺中,上述通式(1)中之R1 係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所組成之群中之至少一種之四價基。
於本發明之聚醯亞胺膜中,就透光性、耐彎曲性及表面硬度之方面而言,較佳為於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺中,上述通式(1)中之R2 中之上述不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基係選自由反式環己二胺殘基、反式-1,4-雙亞甲基環己二胺殘基、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、及下述通式(2)所表示之二價基所組成之群中之至少一種之二價基。
通式(2) (通式(2)中,R3 及R4 分別獨立表示氫原子、烷基、或全氟烷基)
就提高耐彎曲性及表面硬度之方面而言,本發明之聚醯亞胺膜較佳為於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺中,R2 表示作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之至少一種之二價基,R2 總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
又,本發明提供一種聚醯亞胺材料,其係上述本發明之聚醯亞胺膜製造用聚醯亞胺材料,且 具有上述通式(1)所表示之結構,作為殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下。
又,本發明提供一種積層體,其具有上述本發明之聚醯亞胺膜、及含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物之硬塗層。
又,本發明提供一種顯示器用構件,其為上述本發明之聚醯亞胺膜、或上述本發明之積層體。該顯示器用構件可設為可撓性顯示器用。
又,本發明提供一種觸控面板構件,其具有:上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體; 透明電極,其配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且由複數個導電部構成;及 複數條引出線,其於上述導電部之端部之至少一側電性連接。
又,本發明提供一種液晶顯示裝置,其具有:上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體;及 液晶顯示部,該液晶顯示部配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且於對向基板間具有液晶層而成。
又,本發明提供一種有機電致發光顯示裝置,其具有上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體、及 有機電致發光顯示部,該有機電致發光顯示部配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且於對向基板間具有有機電致發光層而成。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種透明性優異且耐彎曲性得到提高之聚醯亞胺膜。 又,本發明可提供一種用以製造上述聚醯亞胺膜之聚醯亞胺材料、具有上述聚醯亞胺之積層體、為上述聚醯亞胺膜或上述積層體之顯示器用構件、以及具備上述聚醯亞胺膜或上述積層體之觸控面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置。
以下,對本發明之聚醯亞胺膜、該聚醯亞胺膜之製造用聚醯亞胺材料、使用該聚醯亞胺膜之積層體、顯示器用構件、觸控面板構件、液晶顯示裝置、及有機電致發光顯示裝置詳細進行說明。 又,關於本說明書中使用之形狀或幾何學條件以及對該等之程度加以特定之例如「平行」、「正交」、「同一」等用語或長度、角度之值等,並不拘束於嚴密之含義,而包含能夠期待同樣功能之程度之範圍在內加以解釋。 又,於本說明書中,(甲基)丙烯酸系表示丙烯酸系及甲基丙烯酸系各者。 又,於本說明書中,「光」意指活性光線或放射線,例如包含水銀燈之明線光譜、準分子雷射所代表之遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X射線、電子束等。 又,隨附於本說明書之圖式中,為便於圖示及方便理解,有時適當將比例尺及縱橫之尺寸比等與實物之間進行變更而誇張表現。 又,於本說明書中,用作聚醯亞胺膜中之有機溶劑含量之單位的「ppm」表示質量ppm。
1.聚醯亞胺膜 本發明之聚醯亞胺膜含有具有下述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺, 作為膜內之殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下, 依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率為85%以上。
通式(1) (通式(1)中,R1 表示作為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基之四價基,R2 表示作為二胺殘基之二價基,R2 總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基;n表示重複單位數)
根據本發明,藉由製成如下聚醯亞胺膜,可提供一種透明性優異且耐彎曲性得到提高之聚醯亞胺膜,上述聚醯亞胺膜係聚醯亞胺膜所含有之聚醯亞胺具有如下特定之結構,即,含有具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基,作為二胺殘基,包含2.5莫耳%以上且50莫耳%以下之於主鏈具有矽原子之二胺殘基,且包含50莫耳%以上且97.5莫耳%以下之不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基;作為膜內之殘留溶劑,將1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量設為2000 ppm以下,並且將1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量設為100 ppm以下,且具有上述特定之全光線穿透率。
亦如專利文獻5中所記載,本發明者等人揭示有若於二胺殘基總量中以適當之比率含有於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,則耐彎曲性變得良好。又,如專利文獻4中所記載,記載有含有二胺原料重量之10重量%以上之矽原子數為2〜21個之聚矽氧二胺之聚醯亞胺膜其耐折性較高。然而,得知即便構成聚醯亞胺膜之聚醯亞胺之結構相同,根據聚醯亞胺膜之製造方式之不同,耐彎曲性亦會發生變化。
本發明者等人發現,藉由於在二胺殘基總量中以適當之比率含有於主鏈具有矽原子之二胺殘基之聚醯亞胺膜中,將膜內之殘留溶劑中之1氣壓之沸點(以下,於本說明書中有時僅稱為「沸點」)未達100℃之有機溶劑的含量設為2000 ppm以下,並且將1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量設為100 ppm以下,而提高上述聚醯亞胺膜之耐彎曲性。 殘留溶劑由於為用於製造聚醯亞胺膜之溶劑,故而基本上大多為聚醯亞胺膜之良溶劑。推斷若沸點為100℃以上之有機溶劑以膜內之殘留溶劑量計超過100 ppm,則懷疑構成膜之聚醯亞胺之一部分會溶解於該殘留溶劑中,於動態彎曲時膜容易受到損傷而易斷裂。 另一方面,雖原因尚未明確,但沸點未達100℃之有機溶劑與沸點為100℃以上之有機溶劑相比,對膜之耐動態彎曲性不易造成影響,而容許更多之殘留量。沸點未達100℃之有機溶劑與沸點為100℃以上之有機溶劑相比,容易對膜之耐靜態彎曲性造成影響。推斷其原因是否在於:若沸點未達100℃之有機溶劑較多地殘留於膜中,則於膜被長時間彎折之狀態下,沸點未達100℃之有機溶劑之一部分揮發,故導致膜之一部分收縮,而恢復至平坦時不易復原。 於本發明中,推斷:關於聚醯亞胺膜內之殘留溶劑之含量,由於將沸點未達100℃之有機溶劑與沸點為100℃以上之有機溶劑分別設為特定之含有比率以下,故而可獲得於動態彎曲時膜不易受到損傷,且於靜態彎曲時容易復原之聚醯亞胺膜。
再者,於下述實施例及比較例中,揭示出即便於使用具有相同分子結構之聚醯亞胺前驅物製造聚醯亞胺膜之情形時,若聚醯亞胺之製法或聚醯亞胺膜之製造方法不同而使膜之狀態不同,則殘留溶劑量變化,耐彎曲性發生變化。該情況表示:聚醯亞胺膜之耐彎曲性並非僅依存於聚醯亞胺之化學結構,又,殘留溶劑量表示與耐彎曲性相關之聚醯亞胺膜之狀態。 又,進而,藉由製成具有上述特定之全光線穿透率之聚醯亞胺膜,可提供透明性優異且耐彎曲性得到提高之聚醯亞胺膜。
以下,對本發明之聚醯亞胺膜詳細進行說明。 本發明之聚醯亞胺膜含有聚醯亞胺,且具有上述特定之特性。只要無損本發明之效果,則可進而含有其他成分,亦可具有其他構成。 1.聚醯亞胺 聚醯亞胺係使四羧酸成分與二胺成分進行反應而獲得者。較佳為藉由四羧酸成分與二胺成分之聚合獲得聚醯胺酸而進行醯亞胺化。醯亞胺化可藉由熱醯亞胺化進行,亦可藉由化學醯亞胺化進行。又,亦可利用將熱醯亞胺化與化學醯亞胺化併用之方法進行製造。 本發明中使用之聚醯亞胺含有具有下述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺。
通式(1) (通式(1)中,R1 表示作為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基之四價基,R2 表示作為二胺殘基之二價基,R2 總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基;n表示重複單位數)
此處,所謂四羧酸殘基係指自四羧酸去除4個羧基後之殘基,表示與自四羧酸二酐去除酸二酐結構後之殘基相同之結構。 又,所謂二胺殘基係指自二胺去除2個胺基後之殘基。
上述通式(1)之R1 中之四羧酸殘基可設為自具有芳香族環之四羧酸二酐去除酸二酐結構後之殘基、或自具有脂肪族環之四羧酸二酐去除酸二酐結構後之殘基。 作為具有芳香族環之四羧酸二酐,例如可列舉:焦蜜石酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、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。 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。 該等可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
上述通式(1)之R2 中之於主鏈具有矽原子之二胺殘基可設為自主鏈具有矽原子之二胺去除2個胺基後之殘基。本發明中使用之聚醯亞胺膜藉由在含有芳香族環或脂肪族環作為主成分之分子骨架之間導入特定量之於主鏈具有矽原子之柔軟之分子骨架,可如上述般提高耐彎曲性。又,於積層有下述硬塗層等功能層之情形時,可提高與硬塗層等功能層之間之密接性。
於主鏈具有矽原子之二胺殘基可設為自主鏈具有矽原子之二胺去除2個胺基後之殘基。 作為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,例如可列舉下述通式(A)所表示之二胺。
通式(A) (通式(A)中,L分別獨立為直接鍵或-O-鍵,R10 分別獨立表示可具有取代基、可含有氧原子或氮原子之碳數1以上且20以下之一價烴基;R11 分別獨立表示可具有取代基、可含有氧原子或氮原子之碳數1以上且20以下之二價烴基;k為0〜200之數;具有複數個之L、R10 及R11 可分別相同亦可不同)
作為R10 所表示之一價烴基,可列舉碳數1以上且20以下之烷基、芳基、及該等之組合。烷基為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任一者,亦可為直鏈狀或支鏈狀與環狀之組合。 作為碳數1以上且20以下之烷基,較佳為碳數1以上且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、第三丁基、戊基、己基等。作為上述環狀烷基,較佳為碳數3以上且10以下之環烷基,具體而言,可列舉環戊基、環己基等。作為上述芳基,較佳為碳數6以上且12以下之芳基,具體而言,可列舉苯基、甲苯基、萘基等。又,作為R10 所表示之一價烴基,亦可為芳烷基,例如可列舉苄基、苯基乙基、苯基丙基等。 作為可含有氧原子或氮原子之烴基,例如可列舉將下述二價烴基與上述一價烴基利用醚鍵、羰基鍵、酯鍵、醯胺鍵、及亞胺基鍵(-NH-)之至少一者鍵結而成之基。 作為R10 所表示之一價烴基可具有之取代基,於無損本發明之效果之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R10 所表示之一價烴基,就耐彎曲性之提高與表面硬度之兼顧性之方面而言,較佳為碳數1以上且3以下之烷基、或碳數6以上且10以下之芳基,更佳為碳數1以上且3以下之烷基。作為碳數1以上且3以下之烷基,更佳為甲基,作為上述碳數6以上且10以下之芳基,更佳為苯基。
作為R1 1 所表示之二價烴基,可列舉碳數1以上且20以下之伸烷基、伸芳基、及該等之組合之基。伸烷基可為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任一者,亦可為直鏈狀或支鏈狀與環狀之組合。 作為碳數1以上且20以下之伸烷基,較佳為碳數1以上且10以下之伸烷基,例如可列舉亞甲基、伸乙基、各種伸丙基、各種伸丁基、伸環己基等直鏈狀或支鏈狀伸烷基與環狀伸烷基之組合之基等。 作為上述伸芳基,較佳為碳數6以上且12以下之伸芳基,作為伸芳基,可列舉伸苯基、聯伸苯基、伸萘基等,亦可進而具有下述對芳香族環之取代基。 作為可含有氧原子或氮原子之二價烴基,可列舉將上述二價烴基彼此利用醚鍵、羰基鍵、酯鍵、醯胺鍵、及亞胺基鍵(-NH-)之至少一者鍵結而成之基。 作為R11 所表示之二價烴基可具有之取代基,亦可與上述R10 所表示之一價烴基可具有之取代基相同。
作為R11 所表示之二價烴基,就耐彎曲性之提高與表面硬度之兼顧性之方面而言,較佳為碳數1以上且6以下之伸烷基、或碳數6以上且10以下之伸芳基,進而更佳為碳數2以上且4以下之伸烷基,該伸烷基較佳為直鏈狀或支鏈狀。
k為0〜200之數。就耐彎曲性之提高與表面硬度之兼顧性之方面而言,k之平均值較佳為0以上且6以下,較佳為0以上且4以下。其中,k較佳為0或1。
作為上述R2 中之上述於主鏈具有矽原子之二胺殘基,其中,就耐彎曲性優異,與表面硬度之兼顧性亦優異之方面而言,較佳為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基。
作為於主鏈具有1個矽原子之二胺,例如可列舉上述通式(A)所表示之二胺中k=0的下述通式(A-1)所表示之二胺。又,作為於主鏈具有2個矽原子之二胺,例如可列舉上述通式(A)所表示之二胺中k=1的下述通式(A-2)所表示之二胺。
通式(A-1) 通式(A-2) (通式(A-1)及通式(A-2)中,L分別獨立為直接鍵或-O-鍵,R10 分別獨立表示可具有取代基、亦可含有氧原子或氮原子之碳數1以上且20以下之一價烴基;R11 分別獨立表示可具有取代基、可含有氧原子或氮原子之碳數1以上且20以下之二價烴基;具有複數個之L、R10 及R11 可分別相同亦可不同)
就抑制分子移動性並且賦予耐彎曲性之方面、表面硬度之兼顧性之方面而言,於主鏈具有矽原子之二胺殘基之分子量較佳為3000以下,較佳為2000以下,較佳為1000以下,更佳為800以下,進而更佳為500以下,尤佳為300以下。 進而,於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基之分子量較佳為1000以下,更佳為800以下,進而更佳為500以下,尤佳為300以下。 二胺殘基之分子量係自二胺之分子量減去2個胺基(-NH2 )之分子量(32)而算出。 於主鏈具有矽原子之二胺殘基可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
又,就透光性之方面、及耐彎曲性及表面硬度之方面而言,具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺較佳為上述通式(1)中之R2 中之於主鏈具有矽原子之二胺殘基為具有2個矽原子之二胺殘基,進而就獲取容易性或透光性與表面硬度之兼顧之觀點而言,較佳為1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷殘基、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。
上述通式(1)之R2 中之不具有矽原子且具有芳香族環之二胺殘基可設為自不具有矽原子且具有芳香族環之二胺去除2個胺基後之殘基。 作為不具有矽原子且具有芳香族環之二胺,例如可使用:對苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、3,3'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯醚、3,3'-二胺基二苯基硫醚、3,4'-二胺基二苯基硫醚、4,4'-二胺基二苯基硫醚、3,3'-二胺基二苯基碸、3,4'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯甲酮、4,4'-二胺基二苯甲酮、3,4'-二胺基二苯甲酮、4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、3,3'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷、3,4'-二胺基二苯基甲烷、2,2-二(3-胺基苯基)丙烷、2,2-二(4-胺基苯基)丙烷、2-(3-胺基苯基)-2-(4-胺基苯基)丙烷、2,2-二(3-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-二(4-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、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(3-胺基苯基)-1-苯基乙烷、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(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯甲醯基)苯、1,3-雙(4-胺基苯甲醯基)苯、1,4-雙(3-胺基苯甲醯基)苯、1,4-雙(4-胺基苯甲醯基)苯、1,3-雙(3-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,3-雙(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,4-雙(3-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,4-雙(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯、1,3-雙(3-胺基-α,α-二-三氟甲基苄基)苯、1,3-雙(4-胺基-α,α-二-三氟甲基苄基)苯、1,4-雙(3-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、2,6-雙(3-胺基苯氧基)苯甲腈、2,6-雙(3-胺基苯氧基)吡啶、N,N'-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-二(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯(2,2-雙(三氟甲基)聯苯胺)、3,3'-二氯-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、4,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]酮、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]酮、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]硫醚、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]硫醚、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]醚、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]醚、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、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-(3-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]苯、1,4-雙[4-(3-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-(3-胺基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,4-雙[4-(3-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-二甲基苄基]苯、4,4'-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯甲醯基]二苯醚、4,4'-雙[4-(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯氧基]二苯甲酮、4,4'-雙[4-(4-胺基-α,α-二甲基苄基)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'-二苯氧基二苯甲酮、3,3'-二胺基-4,4'-二聯苯氧基二苯甲酮、3,3'-二胺基-4-苯氧基二苯甲酮、3,3'-二胺基-4-聯苯氧基二苯甲酮、6,6'-雙(3-胺基苯氧基)-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二茚、6,6'-雙(4-胺基苯氧基)-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二茚等、及將上述二胺之芳香族環上氫原子之一部分或全部取代為選自氟基、甲基、甲氧基、三氟甲基、或三氟甲氧基之取代基而得之二胺 該等可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
上述通式(1)之R2 中之不具有矽原子且具有脂肪族環之二胺殘基可設為自具有脂肪族環之二胺去除2個胺基後之殘基。 作為具有脂肪族環之二胺,例如可列舉:1,4-環己二胺、反式-1,4-雙亞甲基環己二胺、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。 該等可單獨使用,亦可混合2種以上使用。
本發明所使用之聚醯亞胺膜藉由在上述通式(1)之R2 中,R2 總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,且50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基,而使耐靜態彎曲性及耐動態彎曲性良好。 就耐彎曲性之方面而言,上述通式(1)之R2 較佳為於主鏈具有矽原子之二胺殘基為R2 總量之3莫耳%以上,進而較佳為4莫耳%以上,進而更佳為5莫耳%以上。又,就降低光學應變之方面而言,於主鏈具有矽原子之二胺殘基可為R2 總量之10莫耳%以上,亦可為15莫耳%以上。另一方面,就提高表面硬度及透光性之方面而言,上述通式(1)之R2 較佳為於主鏈具有矽原子之二胺殘基為R2 總量之45莫耳%以下,進而較佳為40莫耳%以下,就優異之表面硬度及耐動態彎曲性之兼顧性之方面而言,亦較佳為未達10莫耳%。 另一方面,就提高表面硬度及透光性之方面而言,不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基較佳為R2 總量之55莫耳%以上,進而較佳為60莫耳%以上,就優異之表面硬度之方面而言,亦可超過90莫耳%。又,就耐彎曲性之方面而言,不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基較佳為R2 總量之97莫耳%以下,進而較佳為96莫耳%以下,進而更佳為95莫耳%以下。 再者,若滿足R2 總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基且50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基,則上述通式(1)之R2 亦可包含與主鏈具有矽原子之二胺殘基及不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基不同之其他二胺殘基。該其他二胺殘基較佳為R2 總量之10莫耳%以下,進而較佳為5莫耳%以下,進而更佳為3莫耳%以下,尤佳為1莫耳%以下。作為該其他二胺殘基,例如可列舉不具有矽原子且不具有芳香族環及脂肪族環之二胺殘基等。
其中,就兼顧耐彎曲性及表面硬度並提高之方面而言,較佳為上述通式(1)中之R2 表示作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之至少一種之二價基,R2 總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,並且50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。 就提高耐彎曲性之方面而言,上述通式(1)之R2 較佳為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基為R2 總量之3莫耳%以上,進而較佳為4莫耳%以上,進而更佳為5莫耳%以上。又,就降低光學應變之方面而言,於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基可為R2 總量之10莫耳%以上,亦可為15莫耳%以上。另一方面,就提高表面硬度及透光性之方面而言,上述通式(1)之R2 較佳為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基為R2 總量之45莫耳%以下,進而較佳為40莫耳%以下,就優異之表面硬度及耐動態彎曲性之兼顧性之方面而言,亦較佳為未達10莫耳%。 其中,較佳為R2 總量之2.5莫耳%以上且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 總量(100莫耳%)中,上述於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基之莫耳%(x莫耳%)之剩餘量(100%-x%),即50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。 又,就優異之表面硬度及耐動態彎曲性之兼顧性之方面而言,亦較佳為R2 總量之2.5莫耳%以上且未達10莫耳%為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,R2 總量(100莫耳%)中,上述於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基之莫耳%(x莫耳%)之剩餘量(100%-x%)、即超過90莫耳%且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
又,就耐彎曲性及表面硬度之方面而言,本發明所使用之聚醯亞胺較佳為聚醯亞胺中之矽原子之含有比率(質量%)為0.7質量%以上且6.5質量%以下,更佳為0.7質量%以上且5.5質量%以下,進而較佳為0.7質量%以上且4.2質量%以下。 此處,關於聚醯亞胺中之矽原子之含有比率(質量%),於聚醯亞胺為2種以上之情形時,係指2種以上之全部聚醯亞胺中之矽原子之含有比率(質量%),可如下述般自製造聚醯亞胺時所添加之分子量求出。又,聚醯亞胺中之矽原子之含有比率(質量%)可與下述同樣地對所獲得之聚醯亞胺之分解物使用高效液相層析法、氣相層析質譜儀、NMR、元素分析、XPS/ESCA及TOF-SIMS求出。 (聚醯亞胺之矽原子含有比率(質量%)) 例如於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,使用作為二胺成分之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莫耳之情形時,可以如下方式算出。 聚醯亞胺重複單位1莫耳量之分子量係根據 源自6FDA:(C)12.01×19+(F)19.00×6+(O)16.00×4+(H)1.01×6=412.25 源自TFMB:{(C)12.01×14+(F)19.00×6+(N)14,01×2+(H)1.01×6}×0.9=284.60 源自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。 關於聚醯亞胺重複單位1莫耳中之矽原子含有比率(質量%),求出為(28.09×2×0.1)/721.30×100=0.8(質量%)。
作為具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,就提高透光性並且提高表面硬度之方面而言,其中,較佳為包含芳香族環並且包含如下構造之聚醯亞胺,上述構造係選自由(i)氟原子、(ii)脂肪族環、及(iii)將芳香族環彼此利用可經磺醯基或氟取代之伸烷基連結而成之結構所組成之群中之至少一者。具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺藉由包含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之至少一種,而使分子骨架變得剛直,配向性提高,表面硬度提高,但有剛直之芳香族環骨架之吸收波長向長波長延伸之傾向,有可見光區域之穿透率降低之傾向。 若聚醯亞胺包含(i)氟原子,則可使聚醯亞胺骨架內之電子狀態不易進行電荷轉移,就該方面而言,透光性提高。 若聚醯亞胺包含(ii)脂肪族環,則可藉由將聚醯亞胺骨架內之π電子之共軛切斷而阻礙骨架內之電荷轉移,就該方面而言,透光性提高。 若聚醯亞胺包含(iii)將芳香族環彼此利用可經磺醯基或氟取代之伸烷基連結而成之結構,則可藉由將聚醯亞胺骨架內之π電子之共軛切斷而阻礙骨架內之電荷轉移,就該方面而言,透光性提高。
作為具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,其中,就提高透光性並且提高表面硬度之方面而言,可較佳地使用含有氟原子之聚醯亞胺。 氟原子之含有比率較佳為藉由X射線光電子分光法對聚醯亞胺表面所測得之氟原子數(F)與碳原子數(C)之比率(F/C)為0.01以上,進而較佳為0.05以上。另一方面,若氟原子之含有比率過高,則有聚醯亞胺原本之耐熱性等降低之虞,因此,上述氟原子數(F)與碳原子數(C)之比率(F/C)較佳為1以下,進而較佳為0.8以下。 此處,藉由X射線光電子分光法(XPS)之測定獲得之上述比率可自使用X射線光電子分光裝置(例如,Thermo Scientific公司,Theta Probe)測得之各原子之原子%之值而求出。
又,關於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,就表面硬度提高之方面而言,於將上述通式(1)中之R1 及R2 之合計設為100莫耳%時,較佳為具有芳香族環之四羧酸殘基及具有芳香族環之二胺殘基之合計為50莫耳%以上,更佳為60莫耳%以上,進而更佳為75莫耳%以上。
又,關於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,就提高表面硬度及透光性之方面而言,較佳為R1 之四羧酸殘基及R2 之不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基之至少一者包含芳香族環與氟原子,進而較佳為R1 之四羧酸殘基及R2 之不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基兩者包含芳香族環與氟原子。 關於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,就提高表面硬度及透光性之方面而言,於將上述通式(1)中之R1 及R2 之合計設為100莫耳%時,較佳為具有芳香族環及氟原子之四羧酸殘基及具有芳香族環及氟原子之二胺殘基之合計為50莫耳%以上,更佳為60莫耳%以上,進而較佳為75莫耳%以上。
又,關於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,就提高透光性並且提高表面硬度之方面而言,可較佳地使用聚醯亞胺所含有之鍵結於碳原子之氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環上之氫原子的聚醯亞胺。聚醯亞胺所含有之鍵結於碳原子上之全部氫原子(個數)中之直接鍵結於芳香族環上之氫原子(個數)之比率進而較佳為60%以上,進而更佳為70%以上。 於聚醯亞胺所含有之鍵結於碳原子之氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環上之氫原子的聚醯亞胺之情形時,就即便經過大氣中之加熱步驟,例如即便於200℃以上之溫度進行延伸,光學特性、尤其是全光線穿透率或黃度YI值之變化亦較少之方面而言較佳。推斷於聚醯亞胺所含有之鍵結於碳原子之氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環上之氫原子的聚醯亞胺之情形時,與氧之反應性較低,因此,聚醯亞胺之化學結構不易發生變化。聚醯亞胺膜多數情況下利用其較高之耐熱性而用於須要伴隨有加熱之加工步驟之裝置等,但於聚醯亞胺所含有之鍵結於碳原子之氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環上之氫原子的聚醯亞胺之情形時,無須為了維持透明性而於非活性環境下實施該等後續步驟,因此具有可抑制設備成本或環境控制所耗費之費用之優點。 此處,聚醯亞胺所含有之鍵結於碳原子之全部氫原子(個數)中之直接鍵結於芳香族環上之氫原子(個數)之比率可對聚醯亞胺之分解物使用高效液相層析法、氣相層析質譜儀及NMR而求出。例如,可利用鹼性水溶液、或超臨界甲醇將樣品分解,藉由高效液相層析法將所獲得之聚醯亞胺之分解物進行分離,使用氣相層析質譜儀及NMR等對該分離之各波峰進行定性分析,並使用高效液相層析法進行定量,藉此求出聚醯亞胺所含有之全部氫原子(個數)中之直接鍵結於芳香族環上之氫原子(個數)之比率。
關於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,其中,就透光性之方面、及耐彎曲性及表面硬度之方面而言,較佳為上述通式(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所組成之群中之至少一種之四價基。 上述R1 中,較佳為包含合計50莫耳%以上之該等適宜之殘基,進而較佳為包含70莫耳%以上,進而更佳為包含90莫耳%以上。 尤其是就透光性與表面硬度之平衡性良好之方面而言,上述通式(1)中之R1 更佳為選自由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所組成之群中之至少一種之四價基。
作為上述通式(1)之R1 ,亦較佳為將如選自由焦蜜石酸二酐殘基、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐殘基、及2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐殘基所組成之群中之至少一種之適於提高剛直性的四羧酸殘基群(群A)、與如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、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所組成之群中之至少一種之適於提高透光性的四羧酸殘基群(群B)進行混合而使用。於該情形時,上述適於提高剛直性之四羧酸殘基群(群A)與適於提高透光性之四羧酸殘基群(群B)之含有比率,相對於適於提高透光性之四羧酸殘基群(群B)1莫耳,上述適於提高剛直性之四羧酸殘基群(群A)較佳為0.05莫耳以上且9莫耳以下,進而較佳為0.1莫耳以上且5莫耳以下,進而更佳為0.3莫耳以上且4莫耳以下。 其中,作為上述群B,就提高表面硬度及透光性之方面而言,較佳為使用含有氟原子之4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基、及3,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐殘基之至少一種。
關於具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,就透光性之方面、及耐彎曲性及表面硬度之方面而言,較佳為上述通式(1)中之R2 中之上述不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基為選自由反式環己二胺殘基、反式-1,4-雙亞甲基環己二胺殘基、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、及下述通式(2)所表示之二價基所組成之群中之至少一種之二價基,尤其就透光性與表面硬度之兼顧之方面而言,進而較佳為選自由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、及下述通式(2)所表示之二價基所組成之群中之至少一種之二價基,進而更佳為下述通式(2)所表示之二價基。作為下述通式(2)所表示之二價基,更佳為R3 及R4 為全氟烷基,其中,較佳為碳數1以上且3以下之全氟烷基,更佳為三氟甲基或全氟乙基。又,作為下述通式(2)中之R3 及R4 中之烷基,較佳為碳數1以上且3以下之烷基,更佳為甲基或乙基。
通式(2) (通式(2)中,R3 及R4 分別獨立表示氫原子、烷基、或全氟烷基)
聚醯亞胺中之各重複單位之含有比率、各四羧酸殘基或各二胺殘基之含有比率(莫耳%)可自製造聚醯亞胺時所添加之分子量求出。又,聚醯亞胺中之各四羧酸殘基或各二胺殘基之含有比率(莫耳%)可與上述同樣地對所獲得之聚醯亞胺之分解物使用高效液相層析法、氣相層析質譜儀、NMR、元素分析、XPS/ESCA及TOF-SIMS求出。
於上述通式(1)所表示之結構中,n表示重複單位數,且為1以上。 聚醯亞胺中之重複單位數n較佳為以顯示出下述較佳之玻璃轉移溫度之方式根據結構適當選擇,但並無特別限定。 平均重複單位數通常較佳為10〜2000,進而較佳為15〜1000。 再者,各重複單位中之R1 可分別相同亦可不同,各重複單位中之R2 可分別相同亦可不同。
又,就製成膜時之強度及耐彎曲性之方面而言,具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺較佳為數量平均分子量為10000以上,更佳為20000以上,進而較佳為30000以上,尤佳為50000以上。上限並無特別限定,就容易合成且容易獲取之方面而言,較佳為10000000以下,進而較佳為500000以下。 再者,聚醯亞胺之數量平均分子量可以與下述聚醯亞胺前驅物之數量平均分子量相同之方式進行測定。
又,就製成膜時之強度及耐彎曲性之方面而言,具有上述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺較佳為重量平均分子量為20000以上,更佳為30000以上,進而較佳為40000以上,尤佳為80000以上。上限並無特別限定,就容易合成且容易獲取之方面而言,較佳為10000000以下,進而較佳為500000以下。 聚醯亞胺之重量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法(GPC)進行測定。具體而言,將聚醯亞胺製成濃度0.1重量%之N-甲基吡咯啶酮(NMP)溶液,展開溶劑使用含水量500 ppm以下之30 mmol%LiBr-NMP溶液,使用Tosoh製造之GPC裝置(HLC-8120,使用管柱:SHODEX製造之GPC LF-804),於樣品注入量50 μL、溶劑流量0.4 mL/分鐘、37℃之條件進行測定。重量平均分子量係以濃度與樣品相同之聚苯乙烯標準樣品為基準而求出。
又,本發明所使用之聚醯亞胺只要無損本發明之效果,則其一部分亦可具有與上述通式(1)所表示之結構不同之結構。本發明所使用之聚醯亞胺較佳為上述通式(1)所表示之結構為聚醯亞胺之全部重複單位數之95%以上,更佳為98%以上,進而較佳為100%。 作為與上述通式(1)所表示之結構不同之結構,例如可列舉包含不具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基等之情形、或聚醯胺結構。 作為可包含之聚醯胺結構,例如可列舉:如苯偏三酸酐之包含三羧酸殘基之聚醯胺醯亞胺結構、或如對苯二甲酸之包含二羧酸殘基之聚醯胺結構。
就提高耐彎曲性之方面而言,本發明所使用之聚醯亞胺較佳為於損失彈性模數除以儲存彈性模數所得之值即tanδ曲線中,僅於150℃以上之溫度區域存在波峰之頂點。就提高耐彎曲性或表面硬度之方面而言,本發明所使用之聚醯亞胺更佳為於上述tanδ曲線中,僅於200℃以上之溫度區域存在波峰之頂點,進而較佳為為僅於220℃以上之溫度區域存在該波峰之頂點。另一方面,就可降低烘烤溫度之方面而言,於上述tanδ曲線中,波峰之頂點較佳為位於380℃以下之溫度區域。又,本發明所使用之聚醯亞胺較佳為於150℃以上且400℃以下之溫度區域存在1個tanδ曲線之波峰。 又,本發明所使用之聚醯亞胺較佳為於-150℃以上且未達150℃之溫度區域、進而於-150℃以上且0℃以下之溫度區域不具有tanδ曲線之波峰,藉此,可提高聚醯亞胺膜於室溫之表面硬度。 本發明所使用之聚醯亞胺之tanδ曲線可以與下述聚醯亞胺膜之tanδ曲線相同之方式進行測定。
2.添加劑 本發明之聚醯亞胺膜除上述聚醯亞胺以外,亦可視需要進而含有添加劑。作為上述添加劑,例如可列舉無機粒子、用以使捲取順利進行之二氧化矽填料、或提高製膜性或脫泡性之界面活性劑等。
3.聚醯亞胺膜之特性 本發明之聚醯亞胺膜具有上述特定之殘留溶劑量、及上述特定之全光線穿透率。本發明之聚醯亞胺膜較佳為進而具有下述特性。
(1)殘留溶劑量 關於本發明之聚醯亞胺膜,作為膜內之殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下。 就提高耐靜態彎曲性及耐動態彎曲性之方面而言,沸點未達100℃之有機溶劑之含量較佳為1000 ppm以下,更佳為400 ppm以下,進而較佳為100 ppm以下。其中,沸點為60℃以下之有機溶劑之含量可為2000 ppm以下,較佳為1000 ppm以下,更佳為400 ppm以下,進而較佳為100 ppm以下。就提高耐靜態彎曲性及耐動態彎曲性之方面而言,沸點未達100℃之有機溶劑之含量越少越佳,亦可為0 ppm。 另一方面,就提高耐動態彎曲性之方面而言,沸點為100℃以上之有機溶劑之含量較佳為80 ppm以下,更佳為50 ppm以下,進而較佳為30 ppm以下,進而更佳為20 ppm以下。就提高耐動態彎曲性之方面而言,沸點為100℃以上之有機溶劑之含量亦越少越佳,亦可為0 ppm。 亦可1氣壓之沸點為70℃以下之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點超過70℃之有機溶劑之含量為100 ppm以下,進而,亦可1氣壓之沸點為60℃以下之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點超過60℃之有機溶劑之含量為100 ppm以下,更進一步而言,亦可1氣壓之沸點為50℃以下之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點超過50℃之有機溶劑之含量為100 ppm以下。
作為以殘留溶劑之形式包含之1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑,可列舉聚醯亞胺膜之製造步驟所使用之有機溶劑,例如可列舉:氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、丙酮、異丙醇、二乙醚、乙酸異丙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、二氯甲烷、四氫呋喃、1,1,1-三氯乙烷、正己烷、2-丁醇、甲醇、甲基乙基酮等,其中,作為1氣壓之沸點為70℃以下之有機溶劑,可列舉:氯仿、1,2-二氯乙烯、丙酮、二乙醚、乙酸甲酯、二氯甲烷、四氫呋喃、正己烷、甲醇等。 作為以殘留溶劑之形式包含之1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑,亦可列舉聚醯亞胺膜之製造步驟所使用之有機溶劑,例如可列舉:N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、六甲基磷醯胺、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、γ-丁內酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、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、鄰二氯苯、二甲苯、鄰甲酚、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、乙酸正丁酯、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、甲基正丁基酮等。
聚醯亞胺膜之殘留溶劑量可以如下方式進行測定。 [殘留溶劑種類之特定] 首先,使用連結有吹掃&捕集裝置(加熱脫附裝置)之GC-MS對殘留溶劑之種類進行特定。 於吹掃&捕集裝置(製品名JTD505-III,日本分析工業股份有限公司)中設置裝有10 mg聚醯亞胺膜之試樣管,於200℃保持30分鐘進行加熱,利用-60℃之捕集管捕集所產生之氣體,將所捕集者於315℃進行加熱而飛散,送入至GC-MS,對所產生之有機氣體之成分進行定性分析。 (吹掃&捕集裝置條件) 總分流比(導入量/排氣量)1:10, 載氣 氦氣1.0 ml/min定量 (GC-MS條件) 裝置名:GC-MS裝置(Agilent公司,6890/5973 GC/MS) 管柱:UA-5 內徑250 μm×長度30m×膜厚0.25 μm(Frontier Laboratories製造)、升溫條件50℃(保持5分鐘)→10℃/分鐘(升溫)→320℃(保持3分鐘)
[殘留溶劑之定量] 以聚醯亞胺膜之濃度成為5質量%濃度之方式向N,N-二甲基甲醯胺(DMF)中添加聚醯亞胺膜,製備聚醯亞胺膜/N,N-二甲基甲醯胺(DMF)溶液,向該溶液中添加內部標準液(0.2質量%濃度苯甲醚/DMF溶液)製備樣品溶液。對於該樣品溶液,使用GC-MS裝置(例如Agilent公司,6890/5973 GC/MS),於下述條件進行GC-MS測定。該GC-MS測定進行3次,測定結果設為3次之平均值。 (GC條件) 管柱:InertCapWax 內徑250 μm×長度30 m×膜厚0.25 μm(GL Science製造)、 樣品注入量0.2 μL、分流比(導入量/排氣量)1:50、載氣為氦氣94.3 kPa定壓、注入口溫度250℃、升溫條件40℃(保持5分鐘)→5℃/分鐘→120℃→20℃/分鐘→240℃(保持6分鐘)、輸送線溫度250℃ (MS條件) 離子化法EI、測定模式SIM、離子源溫度250℃、四極溫度150℃、離子化電壓70 eV
對於以上述方式特定出之各殘留溶劑製作校準曲線,基於該校準曲線對各殘留溶劑量進行定量。 例如,於所包含之殘留溶劑為N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)之情形時,於以DMAc含量例如成為0.01質量%、0.05質量%、0.1質量%之方式所分別製備之各DMAc(測定對象化合物)/DMF溶液中,與上述樣品溶液同樣地添加內部標準液而製備各校準曲線液,對各校準曲線液進行GC-MS測定,製作校準曲線。再者,GC-MS測定進行3次,測定結果設為3次之平均值。 然後,基於該校準曲線,作為相對於聚醯亞胺膜之質量比來算出DMAc之含量。再者,根據檢測量適當地重新製作校準曲線。 於包含之殘留溶劑為2種以上之情形時,對於各殘留溶劑以如上述DMAc之方式製備校準曲線液,對於該各校準曲線液進行GC-MS測定,根據測定結果製作校準曲線,並以該校準曲線為基準。 再者,於包含N,N-二甲基甲醯胺(DMF)作為殘留溶劑之情形時,例如使用未包含作為殘留溶劑之N-甲基-2-吡咯啶酮等聚醯亞胺之良溶劑,製備樣品溶液。
(2)全光線穿透率 又,本發明之聚醯亞胺膜之上述依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率為85%以上。如此穿透率較高,因此,透明性變得良好,能夠成為玻璃替代材料。本發明之聚醯亞胺膜之上述依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率進而較佳為88%以上,進而更佳為89%以上,尤佳為90%以上。
依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率例如可藉由霧度計(例如村上色彩技術研究所製造之HM150)進行測定。再者,根據某一厚度之全光線穿透率之測定值,不同厚度之全光線穿透率可藉由朗泊-比爾定律 (Lambert-Beer law)求出換算值,並可利用該值。 具體而言,根據朗泊-比爾定律,穿透率T係以 Log10 (1/T)=kcb (k=物質之固有常數、c=濃度、b=光程長度)表示。 於膜之穿透率之情形時,假設即便膜厚發生變化,密度亦為一定,如此c亦成為常數,因此上述式可使用常數f,表示為 Log10 (1/T)=fb (f=kc)。此處,只要得知某一膜厚時之穿透率,便可求出各物質之固有常數f。因此,使用T=1/10f · b 之式,f代入固有常數、b代入目標膜厚,即可求出所需之膜厚時之穿透率。
(3)黃度 又,本發明之聚醯亞胺膜較佳為上述依據JIS K7373-2006所算出之黃度(YI值)為12以下。若如此黃度較低,則黃色調之著色得到抑制,透光性提高,能夠成為玻璃替代材料。上述依據JIS K7373-2006所算出之黃度(YI值)較佳為10以下,進而較佳為7以下,進而更佳為5以下。 再者,黃度(YI值)可依據上述JIS K7373-2006使用紫外可見近紅外分光光度計(例如日本分光股份有限公司 V-7100),藉由分光測色方法,使用輔助照明體C、2度視野,於250 nm以上且800 nm以下之範圍以1 nm間隔進行測定,基於所測得之穿透率,求出XYZ表色系統中之三刺激值X、Y、Z,根據該X、Y、Z之值並藉由以下之式算出。 YI=100(1.2769X-1.0592Z)/Y 再者,根據某一厚度之黃度之測定值,不同厚度之黃度可對某特定膜厚之樣品之250 nm以上且800 nm以下之間以1 nm間隔測得之各波長下之各穿透率,與上述全光線穿透率同樣地藉由朗泊-比爾定律求出不同厚度之各波長下之各穿透率之換算值,並基於該換算值進行算出而使用。
又,關於本發明之聚醯亞胺膜,就抑制黃色調之著色,提高透光性,可適宜地用作玻璃替代材料之方面而言,用上述依據JIS K7373-2006所算出之黃度(YI值)除以膜厚(μm)所得之值(YI值/膜厚(μm))較佳為0.10以下,更佳為0.04以下,進而較佳為0.03以下。 再者,於本發明中,上述黃度(YI值)除以膜厚(μm)所得之值(YI值/膜厚(μm))係依照JIS Z8401:1999之規則B,設為捨入至小數點後第2位之值。
(4)拉伸彈性模數 本發明之聚醯亞胺膜較佳為對15 mm×40 mm之試片依據JIS K7127將拉伸速度設為10 mm/分鐘、夾頭間距離設為20 mm所測得之於25℃之拉伸彈性模數為1.8 GPa以上。如此般於25℃(室溫)之拉伸彈性模數較高,則即便於室溫亦可維持作為保護膜之充分之表面硬度,可用作表面材或基材。上述拉伸彈性模數較佳為2.0 GPa以上,更佳為2.1 GPa以上,進而較佳為2.3 GPa以上。另一方面,就提高耐彎曲性之方面而言,上述拉伸彈性模數較佳為5.2 GPa以下。就提高耐彎曲性之方面而言,上述拉伸彈性模數可為4.0 GPa以下,可為3.5 GPa以下,亦可為2.9 GPa以下。 上述拉伸彈性模數可使用拉伸試驗機(例如島津製作所製造:Autograph AG-X 1N,荷重元:SBL-1KN),自聚醯亞胺膜切出寬度15 mm×長度40 mm之試片,於25℃、將拉伸速度設為8 mm/分鐘、夾頭間距離設為20 mm之條件對該試片進行測定。求出上述拉伸彈性模數時之聚醯亞胺膜較佳為厚度為55 μm±5 μm。
(5)tanδ曲線 本發明之聚醯亞胺膜較佳為於損失彈性模數除以儲存彈性模數所得之值即tanδ曲線中,僅於150℃以上之溫度區域存在波峰之頂點。其原因在於:若於上述tanδ曲線中,波峰之頂點存在於未達150℃,則有聚醯亞胺之分子鏈容易移動,而易發生塑性變形,耐彎曲性變差之虞,相對於此,若波峰之頂點不存在於未達150℃,則分子鏈移動性可得到抑制,不易發生塑性變形,而提高耐彎曲性。 又,若於上述tanδ曲線中,僅於150℃以上之溫度區域存在波峰之頂點,則於高溫環境下、例如夏季之車內等,亦抑制因熱變形而損害耐彎曲性,因此,即便於高溫環境下耐彎曲性亦得到提昇。 又,若於上述tanδ曲線中,僅於150℃以上之溫度區域存在波峰之頂點,則有拉伸彈性模數變高之傾向,有表面硬度提高之傾向。 就提高耐彎曲性或表面硬度之方面而言,本發明之聚醯亞胺膜更佳為於上述tanδ曲線中,僅於200℃以上之溫度區域存在波峰之頂點,進而較佳為僅於220℃以上之溫度區域存在波峰之頂點。另一方面,就可降低烘烤溫度之方面而言,較佳為於上述tanδ曲線中,波峰之頂點位於380℃以下之溫度區域。 又,關於本發明之聚醯亞胺膜,其中較佳為於-150℃以上且未達150℃之溫度區域不具有上述tanδ曲線中之波峰頂點,進而較佳為於-70℃以上且未達150℃之溫度區域不具有上述tanδ曲線中之波峰頂點,進而較佳為於100℃以下之溫度區域不具有上述tanδ曲線中之波峰頂點,進而更佳為於0℃以下之溫度區域不具有上述tanδ曲線中之波峰頂點。於含有主鏈具有較長之矽氧烷鍵之二胺殘基之情形或於大量地含有主鏈具有矽原子之二胺殘基之情形時,存在如此於較低之溫度區域具有上述tanδ曲線中之波峰頂點之情況。 上述tanδ曲線係藉由動態黏彈性測定,根據溫度與tanδ(tanδ=損失彈性模數(E'')/儲存彈性模數(E'))之關係求出者,可將波峰之極大值為最大之波峰頂點之溫度設為玻璃轉移溫度之指標。動態黏彈性測定例如可藉由動態黏彈性測定裝置RSA-G2(TA Instruments Japan股份有限公司),將測定範圍設為-150℃以上且490℃以下,以頻率1 Hz、升溫速度5℃/min進行。又,可將樣品寬度設為5 mm、夾頭間距離設為20 mm進行測定。於進行波峰及反曲點之解析時,不進行目視評價而將資料數值化,根據數值進行解析。 再者,於溫度(橫軸)與tanδ(tanδ=損失彈性模數(E'')/儲存彈性模數(E'))(縱軸)之曲線中,波峰係指tanδ值為0.2以上、較佳為0.3以上且具有極大值,並且波峰之谷與谷之間即波峰寬度為3℃以上者,關於雜訊等來自測定之曲線中之細微之上下變動,不被觀測為上述波峰頂點之波峰。 作為測定tanδ曲線之樣品,使用如下者:將於23℃±2℃、RH30〜50%之環境靜置24小時之聚醯亞胺膜製成10 cm見方以上之試樣膜,利用剃刀或手術刀並使用形成有5 mm寬度之狹縫之切取治具,進而將所得之試樣膜之中央部切出寬度5 mm×長度50 mm(以夾住時樣品長度成為20 mm之方式)而得者。寬度之測定係使用游標卡尺,並改變位置測定3次之平均值加以記錄。此時,於寬度測定之一部分中存在平均值之3%以上之變動幅度之情形時,不使用該樣品。
(6)鉛筆硬度 於本發明之聚醯亞胺膜中,鉛筆硬度較佳為2B以上,更佳為B以上,進而較佳為HB以上。 上述聚醯亞胺膜之鉛筆硬度可藉由如下方式進行,即,將測定樣品於溫度25℃、相對濕度60%之條件進行2小時濕度調整後,使用JIS-S-6006所規定之試驗用鉛筆,對膜表面進行JIS K5600-5-4(1999)中規定之鉛筆硬度試驗(0.98 N荷重),並對未產生損傷之最高鉛筆硬度進行評價。例如可使用東洋精機股份有限公司製造之鉛筆刮痕塗膜硬度試驗機。
(7)膜之密接性 又,於本發明之聚醯亞胺膜中,於根據下述密接性試驗方法進行密接性試驗之情形時,不產生塗膜之剝離,此就聚醯亞胺膜與硬塗層之密接性之方面、及與以鄰接聚醯亞胺膜之方式積層硬塗層而得之積層體之表面硬度之方面而言較佳。 [密接性試驗方法] 於新戊四醇三丙烯酸酯之40質量%甲基異丁基酮溶液中,相對於新戊四醇三丙烯酸酯100質量份添加10質量份之1-羥基環己基苯基酮而製備密接性評價用樹脂組成物,將所製備之密接性評價用樹脂組成物塗佈於切成10 cm×10 cm之聚醯亞胺膜之試片上,於氮氣氣流下以200 mJ/cm2 之曝光量照射紫外線而使其硬化,藉此,形成膜厚10 μm之硬化膜。對於該硬化膜,進行依據JIS K5600-5-6之十字切割試驗,重複實施5次利用膠帶之剝離操作後,觀察有無塗膜之剝離。
4.聚醯亞胺膜之構成 本發明之聚醯亞胺膜之厚度只要根據用途適當選擇即可,較佳為1 mm以上,進而較佳為5 μm以上,進而更佳為10 μm以上。另一方面,較佳為200 μm以下,進而較佳為150 μm以下,進而更佳為100 μm以下,進而更佳為90 μm以下。 若厚度較薄,則有強度降低之虞,若厚度較厚,則有彎曲時之內徑與外徑之差變大,對膜之負載變大,因此耐彎曲性降低之虞。
又,對本發明之聚醯亞胺膜亦可實施例如皂化處理、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。
5.聚醯亞胺膜之製造方法 作為本發明之聚醯亞胺膜之製造方法,只要為可製造上述本發明之聚醯亞胺膜之方法,則無特別限制。 <第1製造方法> 關於本發明之聚醯亞胺膜之製造方法,例如作為第1製造方法,可列舉包括如下步驟之聚醯亞胺膜之製造方法: 製備包含作為聚醯亞胺前驅物之聚醯胺酸、及有機溶劑之聚醯亞胺前驅物樹脂組成物(以下稱為聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟); 將上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗佈於支持體,形成聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜(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,而將上述聚醯亞胺前驅物醯亞胺化(以下稱為醯亞胺化步驟)。 本發明之聚醯亞胺膜之製造方法較佳為進而包括如下步驟:測定所獲得之聚醯亞胺膜之殘留溶劑量,作為膜內之殘留溶劑,判定1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量是否為2000 ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量是否為100 ppm以下。於所獲得之聚醯亞胺膜之殘留溶劑量超過本發明中所特定之值之情形時,較佳為藉由進一步進行對聚醯亞胺膜進行加熱之步驟,而使聚醯亞胺膜之殘留溶劑量成為本發明中所特定之值以下。
於上述第1製造方法中,亦可進而包括對上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜、及將上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜醯亞胺化而得之醯亞胺化後塗膜之至少一者進行延伸之步驟(以下稱為延伸步驟)。 以下,對各步驟詳細進行說明。
(1)聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟 上述第1製造方法中待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,亦可視需要含有添加劑等。作為上述聚醯亞胺前驅物,例如可列舉下述通式(1')所表示之聚醯亞胺前驅物。上述通式(1')所表示之聚醯亞胺前驅物係藉由成為上述通式(1')之R1 中之四羧酸殘基之四羧酸成分與成為上述通式(1')之R2 中之二胺殘基之二胺成分的聚合而獲得之聚醯胺酸。
通式(1') (通式(1')中,R1 、R2 及n與上述通式(1)相同)
此處,上述通式(1')之R1 、R2 及n可使用與上述聚醯亞胺中所說明之上述通式(1)之R1 、R2 及n相同者。
關於上述通式(1')所表示之聚醯亞胺前驅物,就製成膜時之強度之方面而言,較佳為數量平均分子量、或重量平均分子量之至少任一者為10000以上,進而較佳為20000以上。又,就提高耐彎曲性之方面而言,上述通式(1')所表示之聚醯亞胺前驅物較佳為重量平均分子量為70000以上,進而較佳為80000以上,進而更佳為85000以上。 另一方面,若平均分子量過大,則有成為高黏度而過濾等之作業性降低之虞,就該方面而言,較佳為10000000以下,進而較佳為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製造之AVANCE III)求出。例如可將聚醯亞胺前驅物溶液塗佈於玻璃板,於100℃乾燥5分鐘後,將固形物成分10 mg溶解於二甲基亞碸-d6溶劑7.5 ml中,進行NMR測定,根據鍵結於芳香族環上之氫原子之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法(GPC)進行測定。 將聚醯亞胺前驅物製成濃度0.5重量%之N-甲基吡咯啶酮(NMP)溶液,展開溶劑使用含水量500 ppm以下之10 mmol%LiBr-NMP溶液,使用Tosoh製造之GPC裝置(HLC-8120,使用管柱:SHODEX製造之GPC LF-804),於樣品注入量50 μL、溶劑流量0.5 mL/分鐘、40℃之條件進行測定。重量平均分子量係基於與樣品相同濃度之聚苯乙烯標準樣品而求出。
上述聚醯亞胺前驅物溶液係使上述四羧酸二酐與上述二胺於溶劑中進行反應而獲得。作為用於合成聚醯亞胺前驅物(聚醯胺酸)之溶劑,只要為可溶解上述四羧酸二酐及二胺,則無特別限制,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,其中較佳為使用N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、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,於將上述聚醯亞胺前驅物溶液(聚醯胺酸溶液)直接用於製備聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之情形時,較佳為使用包含氮原子之有機溶劑,尤佳為使用N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮或該等之組合。再者,有機溶劑係包含碳原子之溶劑。
又,於將至少2種二胺進行組合而製備上述聚醯亞胺前驅物溶液之情形時,可向至少2種二胺之混合溶液中添加酸二酐而合成聚醯胺酸,亦可將至少2種二胺成分以適當之莫耳比分階段添加至反應液中,而一定程度地控制各原料組入至高分子鏈之順序 (sequence)。 例如,亦可藉由在溶解有主鏈具有矽原子之二胺之反應液中投入主鏈具有矽原子之二胺之0.5當量之莫耳比之酸二酐並使其進行反應,而合成主鏈具有矽原子之二胺與酸二酐之兩端進行反應所得之醯胺酸,向其中投入剩餘之全部二胺或一部分二胺,添加酸二酐聚合聚醯胺酸。若利用該方法進行聚合,則主鏈具有矽原子之二胺以經由1個酸二酐連結之形態導入聚醯胺酸中。 容易獲得維持表面硬度並且耐彎曲性優異之膜之方面而言,利用此種方法使聚醯胺酸進行聚合,某種程度上特定出主鏈具有矽原子之醯胺酸之位置關係,故而於容易獲得維持表面硬度並且耐彎曲性優異之膜之方面而言較佳。
於將上述聚醯亞胺前驅物溶液(聚醯胺酸溶液)中之二胺之莫耳數設為a、將四羧酸二酐之莫耳數設為b時,較佳為將b/a設為0.9以上且1.1以下,更佳為設為0.95以上且1.05以下,進而較佳為設為0.97以上且1.03以下,尤佳為設為0.99以上且1.01以下。藉由設為此種範圍,可適度地調整所獲得之聚醯胺酸之分子量(聚合度)。 聚合反應之順序可適當選擇公知之方法使用,並無特別限定。 又,可直接使用藉由合成反應所獲得之聚醯亞胺前驅物溶液,並於其中可視需要混合其他成分,亦可將聚醯亞胺前驅物溶液之溶劑乾燥去除,並溶解於其他溶劑而使用。
就形成均勻之塗膜及聚醯亞胺膜之方面而言,上述聚醯亞胺前驅物溶液於25℃之黏度較佳為500 cps以上且200000 cps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℃進行測定。
上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物亦可視需要含有添加劑。作為上述添加劑,例如可列舉:用以降低聚醯亞胺膜之光學應變之無機粒子、用以使捲取順利進行之二氧化矽填料、或提高製膜性或脫泡性之界面活性劑等,可使用與上述聚醯亞胺膜中所說明之成分相同者。
上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物所使用之有機溶劑只要為可溶解上述聚醯亞胺前驅物,則無特別限制。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、二甲基亞碸、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,基於上述理由,較佳為使用含有氮原子之有機溶劑。
就形成均勻之塗膜及具有能夠操作之強度之聚醯亞胺膜之方面而言,上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物中之上述聚醯亞胺前驅物之含量於樹脂組成物之固形物成分中較佳為50質量%以上,進而較佳為60質量%以上,上限只要根據含有成分適當調整即可。 就形成均勻之塗膜及聚醯亞胺膜之方面而言,上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物中之有機溶劑於樹脂組成物中較佳為40質量%以上,進而較佳為50質量%以上,又,較佳為99質量%以下。
又,就聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之保存穩定性變得良好,可提高生產性之方面而言,上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物較佳為含有水分量為1000 ppm以下。若聚醯亞胺前驅物樹脂組成物中含有大量水分,則有聚醯亞胺前驅物容易分解之虞。 再者,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(例如三菱化學股份有限公司製造之微量水分測定裝置CA-200型)求出。
就形成均勻之塗膜及聚醯亞胺膜之方面而言,上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物之固形物成分15重量%濃度之於25℃之黏度較佳為500 cps以上100000 cps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℃以樣品量0.8 ml進行測定。
(2)聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜形成步驟 於將上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗佈於支持體而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,只要為表面平滑且具有耐熱性及耐溶劑性之材料則無特別限制。例如可列舉玻璃板等無機材料、表面經鏡面處理之金屬板等。又,支持體之形狀係根據塗佈方式進行選擇,例如可為板狀,又,亦可為滾筒狀或帶狀、能夠捲取成捲筒之片狀等。
上述塗佈手段只要為能夠以目標膜厚進行塗佈之方法,則無特別限制,例如可使用模嘴塗佈機、缺角輪塗佈機、輥式塗佈機、凹版塗佈機、簾幕式塗佈機、噴霧塗佈機、模唇塗佈機等公知者。 塗佈可藉由單片式之塗佈裝置進行,亦可藉由輥對輥方式之塗佈裝置進行。
將聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗佈於支持體後,於150℃以下之溫度、較佳為30℃以上且120℃以下乾燥去除塗膜中之溶劑直至塗膜變得不黏著。藉由將溶劑之乾燥溫度設為150℃以下,可抑制聚醯胺酸之醯亞胺化。
乾燥時間只要根據聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜之膜厚、或溶劑之種類、乾燥溫度等適當調整即可,通常設為1分鐘〜60分鐘、較佳為設為2分鐘〜30分鐘。於超過上限值之情形時,就聚醯亞胺膜之製作效率之方面而言欠佳。另一方面,於低於下限值之情形時,有因急遽之溶劑乾燥而對所獲得之聚醯亞胺膜之外觀等造成影響之虞。
溶劑之乾燥方法只要能夠於上述溫度進行溶劑之乾燥,則無特別限制,例如可使用烘箱、或乾燥爐、加熱板、紅外線加熱等。 於必須進行光學特性之高度管理之情形時,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,較佳為氮氣環境下,氧濃度較佳為100 ppm以下,更佳為50 ppm以下。若於大氣環境進行熱處理,則有膜被氧化而著色或性能降低之可能性。
(3)醯亞胺化步驟 於上述第1製造方法中,藉由進行加熱而將上述聚醯亞胺前驅物醯亞胺化。 於本發明中,為了將聚醯亞胺膜之殘留溶劑量設為本發明中所特定之值以下,較佳為進行如下步驟,即,藉由將聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜自塗佈時使用之支持體剝離後進行加熱,而將上述聚醯亞胺前驅物醯亞胺化。藉由自塗佈時使用之支持體剝離,而於膜之兩表面未與支持體等接觸之狀態下進行加熱,可使溶劑自膜之兩表面揮發,可將殘留溶劑充分地降低至本發明中所特定之值以下。 又,就防止加熱時之收縮之方面而言,自支持體剝離後之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜較佳為於將端部固定後進行加熱。 作為將聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜之端部固定之方法,例如於聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜為片狀之情形時,可列舉如下方法:使用2塊具有與聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜大致相同之外尺寸及適當之內尺寸之金屬框,夾持聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜,利用固定治具將2塊金屬框與聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜固定。 又,例如於聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜為卷狀之情形時,例如可列舉如下方法:使用利用夾具等固定治具把持連續之樹脂膜之左右兩端而能夠搬送樹脂膜之裝置,將聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜之端部固定。
於該製造方法中,於具有延伸步驟之情形時,醯亞胺化步驟可對延伸步驟前之上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜中之聚醯亞胺前驅物進行,可對延伸步驟後之上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜中之聚醯亞胺前驅物進行,亦可對延伸步驟前之上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜中之聚醯亞胺前驅物及延伸步驟後之膜中存在之聚醯亞胺前驅物之兩者進行。
醯亞胺化之溫度只要根據聚醯亞胺前驅物之結構適當選擇即可。 通常,較佳為將升溫起始溫度設為30℃以上,更佳為設為100℃以上。另一方面,升溫結束溫度較佳為設為250℃以上,更佳為設為270℃以上。另一方面,就抑制膜之外觀不良或強度降低,提高透光性之方面而言,升溫結束溫度較佳為設為400℃以下,更佳為設為350℃以下。
升溫速度較佳為根據所獲得之聚醯亞胺膜之膜厚適當選擇,於聚醯亞胺膜之膜厚較厚之情形時,較佳為減緩升溫速度。 就聚醯亞胺膜之製造效率之方面而言,較佳為設為5℃/分鐘以上,進而較佳為設為10℃/分鐘以上。另一方面,升溫速度之上限通常設為50℃/分鐘,較佳為40℃/分鐘以下,進而較佳為30℃/分鐘以下。就抑制膜之外觀不良或強度降低,可控制伴隨醯亞胺化反應產生之白化而提高透光性之方面而言,較佳為設為上述升溫速度。
升溫可連續地進行,亦可階段性地進行,就抑制膜之外觀不良或強度降低,可控制伴隨醯亞胺化反應產生之白化之方面而言,較佳為設為連續地進行。又,於上述整個溫度範圍內,可使升溫速度固定,又,亦可於中途使之變化。
醯亞胺化之升溫時之環境較佳為非活性氣體環境。作為非活性氣體環境下,較佳為氮氣環境下,氧濃度較佳為500 ppm以下,更佳為200 ppm以下,進而較佳為100 ppm以下。若於大氣環境進行熱處理,則有膜被氧化而著色或性能降低之可能性。 其中,於聚醯亞胺所含有之鍵結於碳原子之氫原子之50%以上為直接鍵結於芳香族環上之氫原子之情形時,氧對光學特性之影響較少,即便不使用非活性氣體環境,亦可獲得透光性較高之聚醯亞胺。
用於醯亞胺化之加熱方法只要能夠於上述溫度升溫,則無特別限制,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,更佳為於延伸步驟前將聚醯亞胺前驅物之醯亞胺化率設為50%以上。藉由在延伸步驟前將醯亞胺化率設為50%以上,即便於該步驟後進行延伸,其後進而於高溫下進行一定時間之加熱而進行醯亞胺化之情形時,亦抑制膜之外觀不良或白化。其中,就提高聚醯亞胺膜之表面硬度之方面而言,較佳為於延伸步驟前,於該醯亞胺化步驟中將醯亞胺化率設為80%以上,較佳為進行反應至醯亞胺化率為90%以上、進而至100%。推斷藉由在醯亞胺化後進行延伸,剛直高分子鏈容易配向,因此表面硬度提高。 再者,醯亞胺化率之測定可藉由利用紅外測定(IR)所獲得之光譜之分析等進行。
為了獲得最終之聚醯亞胺膜,較佳為使反應進行至醯亞胺化為90%以上、進而為95%以上、進而為100%。 為了使反應進行至醯亞胺化為90%以上、進而為100%,較佳為於升溫結束溫度保持一定時間,該保持時間較佳為通常設為1分鐘〜180分鐘、進而較佳為設為5分鐘〜150分鐘。
(4)延伸步驟 上述第1製造方法亦可具有延伸步驟,其係對上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜、及將上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜醯亞胺化而得之醯亞胺化後塗膜之至少一者進行延伸。於具有該延伸步驟之情形時,其中,就提高聚醯亞胺膜之表面硬度之方面而言,較佳為包括將醯亞胺化後塗膜進行延伸之步驟。
於上述第1製造方法中,較佳為一面於80℃以上進行加熱一面進行將實施延伸前之初始尺寸設為100%時延伸101%且以上10000%以下之步驟。 延伸時之加熱溫度較佳為聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物之玻璃轉移溫度±50℃之範圍內,較佳為玻璃轉移溫度±40℃之範圍內。若延伸溫度過低,則有膜不發生變形而無法充分地誘發配向之虞。另一方面,若延伸溫度過高,則有藉由延伸所獲得之配向因溫度而緩和,無法獲得充分之配向之虞。 延伸步驟可與醯亞胺化步驟同時進行。就提高聚醯亞胺膜之表面硬度之方面而言,較佳為將醯亞胺化率80%以上、進而90%以上、更進一步95%以上、尤其實質上進行100%醯亞胺化後之醯亞胺化後塗膜進行延伸。
聚醯亞胺膜之延伸倍率較佳為101%以上且10000%以下,進而較佳為101%以上且500%以下。藉由在上述範圍內進行延伸,可進一步提高所獲得之聚醯亞胺膜之表面硬度。
延伸時之聚醯亞胺膜之固定方法並無特別限制,根據延伸裝置之種類等進行選擇。又,延伸方法並無特別限制,例如可使用拉幅機等具有搬送裝置之延伸裝置,一面通過加熱爐一面進行延伸。聚醯亞胺膜可僅於一方向上進行延伸(縱延伸或橫延伸),又,亦可藉由同時雙軸延伸、或逐次雙軸延伸、傾斜延伸等而於兩個方向上進行延伸處理。
<第2製造方法> 又,關於本發明之聚醯亞胺膜之製造方法,作為第2製造方法,可列舉包括如下步驟之聚醯亞胺膜之製造方法: 製備含有聚醯亞胺與有機溶劑之聚醯亞胺樹脂組成物(以下稱為聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟);及 將上述聚醯亞胺樹脂組成物塗佈於支持體,將溶劑乾燥去除而形成聚醯亞胺樹脂塗膜之步驟(以下稱為聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟)。
於上述聚醯亞胺良好地溶解於有機溶劑之情形時,亦可適宜地使用使上述聚醯亞胺而非聚醯亞胺前驅物樹脂組成物溶解於有機溶劑中並視需要含有添加劑之聚醯亞胺樹脂組成物。 於上述聚醯亞胺具有如於25℃在有機溶劑中溶解5質量%以上之溶劑溶解性之情形時,可適宜地使用該製造方法。 再者,於本發明中,有時將聚醯亞胺膜之製造所使用之聚醯亞胺稱為聚醯亞胺材料。該聚醯亞胺材料係可包含特定量以下之殘留溶劑之聚醯亞胺。
於本發明之第2聚醯亞胺膜之製造方法中,較佳為進而具有如下步驟:於製備上述聚醯亞胺樹脂組成物之步驟前,測定所使用之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之殘留溶劑量,判定1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量是否為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量是否為100 ppm以下。於所使用之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之殘留溶劑量超過本發明中所特定之值之情形時,較佳為進而包括如下步驟:使用下述洗淨步驟,將所使用之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之殘留溶劑量降低至本發明中所特定之值以下。 並且,製備上述聚醯亞胺樹脂組成物之步驟中所使用之聚醯亞胺較佳為如下聚醯亞胺材料:具有上述通式(1)所表示之結構,作為殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下。 於聚醯亞胺材料中,就提高耐靜態彎曲性及耐動態彎曲性之方面而言,沸點未達100℃之有機溶劑之含量亦較佳為1000 ppm以下,更佳為400 ppm以下,進而較佳為100 ppm以下。另一方面,就提高耐動態彎曲性之方面而言,沸點為100℃以上之有機溶劑之含量較佳為80 ppm以下,更佳為50 ppm以下,進而較佳為30 ppm以下,進而更佳為20 ppm以下。 於聚醯亞胺材料中,亦可1氣壓之沸點為70℃以下之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點超過70℃之有機溶劑之含量為100 ppm以下,進而,亦可1氣壓之沸點為60℃以下之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點超過60℃之有機溶劑之含量為100 ppm以下,更進一步而言,亦可1氣壓之沸點為50℃以下之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點超過50℃之有機溶劑之含量為100 ppm以下。 又,於本發明之第2聚醯亞胺膜之製造方法中,亦較佳為進而具有如下步驟:測定所獲得之聚醯亞胺膜之殘留溶劑量,判定是否作為膜內之殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下。於所獲得之聚醯亞胺膜之殘留溶劑量超過本發明中所特定之值之情形時,較佳為藉由進一步進行加熱聚醯亞胺膜之步驟而將聚醯亞胺膜之殘留溶劑量設為本發明中所特定之值以下。
於聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟中,上述聚醯亞胺可自與上述聚醯亞胺膜中所說明者相同之聚醯亞胺中選擇具有上述溶劑溶解性之聚醯亞胺而使用。 作為醯亞胺化之方法,較佳為對於聚醯亞胺前驅物之脫水閉環反應,使用利用化學醯亞胺化劑進行之化學醯亞胺化代替加熱脫水。於進行化學醯亞胺化之情形時,作為脫水觸媒,亦可使用吡啶或β-吡啶甲酸等胺、二環己基碳二醯亞胺等碳二醯亞胺、乙酸酐等酸酐等公知之化合物。作為酸酐,並不限於乙酸酐,可列舉:丙酸酐、正丁酸酐、苯甲酸酐、三氟乙酸酐等,但並無特別限定。又,此時,亦可將吡啶或β-吡啶甲酸等三級胺併用。但是,若該等胺類殘存於膜中,則使光學特性、尤其是黃度(YI值)降低,因此,較佳為藉由再沈澱等進行精製,而將聚醯亞胺以外之成分分別去除直至成為聚醯亞胺總重量之100 ppm以下再進行製膜,而非由聚醯亞胺前驅物反應成聚醯亞胺所得之反應液直接進行流延而製膜。
於聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟中,作為進行聚醯亞胺前驅物之化學醯亞胺化之反應液所使用之有機溶劑,例如可使用與上述第1製造方法中之上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟中所說明之有機溶劑相同者。
又,作為將反應成聚醯亞胺所得之反應液藉由再沈澱等進行精製時所使用之有機溶劑,只要適當選擇用以使聚醯亞胺自反應成聚醯亞胺所得之反應液中析出之聚醯亞胺之不良溶劑與用以視需要將反應液稀釋之聚醯亞胺之良溶劑並使用即可。 關於為了使聚醯亞胺析出而滴加上述不良溶劑時之上述反應液(聚醯亞胺溶液)之固形物成分濃度,就產率之方面及效率良好地去除雜質之方面而言,較佳為0.1質量%以上且30質量%以下,更佳為1質量%以上且10質量%以下。 為了製成適於聚醯亞胺析出之上述聚醯亞胺溶液之固形物成分濃度,亦可使用適當之聚醯亞胺之良溶劑進行稀釋。 再者,聚醯亞胺之良溶劑可自以聚醯亞胺之溶解度於25℃為20 g/100 g以上作為標準之溶劑中適當選擇使用。 又,聚醯亞胺之不良溶劑可自以聚醯亞胺之溶解度於25℃未達20 g/100 g作為標準之溶劑中適當選擇使用。
例如,於反應成聚醯亞胺所得之反應液中添加例如乙酸正丁酯等作為聚醯亞胺之良溶劑之有機溶劑並攪拌直至變得均勻而將反應液稀釋,其次緩慢添加第三丁醇、甲醇、乙醇、異丙醇、2-丁醇、環己醇、第三戊醇等醇系有機溶劑,使聚醯亞胺析出,獲得白色漿料,將該漿料過濾而獲得聚醯亞胺。作為上述醇系有機溶劑,其中,就聚醯亞胺之穩定性優異之方面而言,較佳為使用二級或三級醇,更佳為使用三級醇。 如上述般進行再沈澱所獲得之聚醯亞胺較佳為測定殘留溶劑量。聚醯亞胺之殘留溶劑量可於上述聚醯亞胺膜之殘留溶劑量之測定法中,使用聚醯亞胺代替聚醯亞胺膜,除此以外以同樣之方式進行。再者,於測定聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之殘留溶劑量時,使用真空乾燥機於100℃〜120℃進行聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之乾燥。乾燥時間只要根據聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之量進行適當調整即可。例如可列舉:於固形物成分100 g之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之情形時,進行3小時左右之乾燥,於乾燥不充分之情形時適當以1小時為單位追加乾燥時間。使用真空乾燥機之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之乾燥可將該乾燥前後聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之質量變化成為0.1質量%以下設為標準。
如上述般進行再沈澱所獲得之聚醯亞胺較佳為進而反覆進行為去除殘留溶劑而使用有機溶劑之洗淨步驟。 例如,反覆進行將再沈澱所獲得之聚醯亞胺於裝有洗淨用有機溶劑之燒杯中洗淨,其後進行過濾之洗淨步驟,使用真空乾燥機,於100℃〜120℃進行乾燥,獲得聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)。 作為洗淨用有機溶劑,自與再沈澱所獲得之聚醯亞胺所含有之殘留溶劑之相溶性較高,且為聚醯亞胺之不良溶劑,並且若使用真空乾燥機並於100℃〜120℃進行乾燥則能夠全部揮發般之沸點未達真空乾燥機之乾燥溫度的有機溶劑中進行選擇。 例如,於殘留溶劑為製備聚醯亞胺前驅物時使用之N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等之情形時,可適宜地使用異丙醇、甲醇等作為洗淨用有機溶劑。洗淨用有機溶劑可使用1種或2種以上。 如上述般於洗淨步驟後獲得之聚醯亞胺較佳為測定殘留溶劑量,判定是否為本發明中所特定之值以下,於超過本發明中所特定之值之情形時,進而包括使用洗淨步驟,將所使用之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)之殘留溶劑量降低至本發明中所特定之值以下之步驟。 如此,可獲得用於製備上述聚醯亞胺樹脂組成物的沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000 ppm以下並且沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100 ppm以下之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)。
用於製備上述聚醯亞胺樹脂組成物之聚醯亞胺材料較佳為聚醯亞胺粉體,聚醯亞胺粉體之平均粒徑就作為粉體之易操作性之方面而言,較佳為50 μm〜1000 μm,更佳為100 μm〜500 μm。 再者,關於本發明中之聚醯亞胺材料(聚醯亞胺粉體)之平均粒徑,將聚醯亞胺材料(聚醯亞胺粉體)利用光學顯微鏡(KEYENCE製造之數位顯微鏡VHX-5000)以倍率100倍進行觀察,自該觀察圖像隨機任意地抽取150個聚醯亞胺材料之粒子,測定所抽取之各粒子之粒徑,算出其平均值。又,於聚醯亞胺材料之粒子形狀不為球形之情形時,測定其長徑。
於聚醯亞胺樹脂組成物製備步驟中,作為使自反應液精製出之聚醯亞胺(聚醯亞胺材料)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、丙二醇單甲醚乙酸酯、鄰二氯苯、二甲苯、甲酚、氯苯、乙酸乙酯、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、氯仿、四氫呋喃、及該等之混合溶劑等。 於下述聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟中在開放系統之環境下進行塗佈之情形時,就亦容易減少殘留溶劑量之方面而言,使聚醯亞胺再溶解之有機溶劑較佳為選自由乙酸正丁酯、乙酸乙酯、及丙二醇單甲醚乙酸酯所組成之群中之至少一種。 於下述聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟中,其中尤其就容易減少膜製造時之殘留溶劑量之方面而言,使聚醯亞胺再溶解之有機溶劑較佳為使用沸點未達100℃之有機溶劑,尤佳為使用沸點為70℃以下之有機溶劑。於使用沸點未達100℃之有機溶劑、尤其是沸點為70℃以下之有機溶劑之情形時,即便於密閉系統之環境下進行塗佈之情形時,亦容易減少殘留溶劑量。 其中,就容易減少殘留溶劑量,有利於乾燥步驟等製膜步驟之方面而言,可較佳地使用選自由二氯甲烷、乙酸乙酯、氯仿、四氫呋喃、乙酸正丁酯、及丙二醇單甲醚乙酸酯所組成之群中之至少一種,尤其就容易減少殘留溶劑量,有利於乾燥步驟等製膜步驟之方面而言,可較佳地使用選自由二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、及乙酸乙酯所組成之群中之至少一種。
上述聚醯亞胺樹脂組成物亦可視需要含有添加劑。作為上述添加劑,可使用與上述第1製造方法中之上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟中所說明之添加劑相同者。 又,於上述第2製造方法中,作為將上述聚醯亞胺樹脂組成物之含有水分量設為1000 ppm以下之方法、使上述無機粒子分散於有機溶劑中之方法,可使用與上述第1製造方法中之上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物製備步驟中所說明之方法相同之方法。
又,於上述第2製造方法中之聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟中,支持體或塗佈方法可使用與上述第1製造方法之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜形成步驟中所說明之支持體或塗佈方法相同者。
於上述第2製造方法之聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟中之乾燥步驟可與上述第1製造方法之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜形成步驟中所說明之乾燥步驟、及進行醯亞胺化步驟時之加熱步驟同樣地進行。 即,首先,與上述第1製造方法之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜形成步驟之乾燥步驟同樣地使支持體上聚醯亞胺樹脂組成物中之溶劑乾燥,其次將聚醯亞胺樹脂塗膜自支持體剝離後進一步進行乾燥,具有上述步驟就將聚醯亞胺膜之殘留溶劑量設為本發明中所特定之值以下而提高耐彎曲性之方面而言較佳。 作為自支持體剝離後使聚醯亞胺樹脂塗膜進而乾燥之溫度,無需高至第1製造方法之醯亞胺化之加熱溫度之程度,只要根據塗膜形成時所使用之有機溶劑或殘留溶劑之種類或量適當調整即可。於常壓較佳為設為80℃以上且250℃以下之範圍,進而較佳為設為100℃以上且220℃以下之範圍。於減壓下較佳為設為10℃以上且200℃以下之範圍,進而較佳為設為30℃以上且160℃以下之範圍。乾燥時間亦只要根據塗膜形成時所使用之有機溶劑或殘留溶劑量適當調整即可,通常較佳為設為2分鐘〜60分鐘、較佳為5分鐘〜40分鐘。於超過上限值之情形時,就聚醯亞胺膜之製作效率之方面而言欠佳。另一方面,於低於下限值之情形時,有無法充分減少殘留溶劑之虞,進而,有因急遽之溶劑乾燥而對所獲得之聚醯亞胺膜之外觀等造成影響之虞。 又,於自支持體剝離後進一步進行乾燥之步驟中,就防止加熱時之收縮之方面而言,較佳為於自支持體剝離後將聚醯亞胺樹脂塗膜之端部固定再進行乾燥。作為將自支持體剝離後之聚醯亞胺樹脂塗膜之端部固定之方法,可與上述聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜同樣地進行。
又,上述第2製造方法亦可於上述聚醯亞胺樹脂塗膜形成步驟之後具有將聚醯亞胺樹脂塗膜進行延伸之延伸步驟。該延伸步驟可與上述第1製造方法中之延伸步驟同樣地進行。
上述第2製造方法就容易降低聚醯亞胺膜之黃度(YI值)之方面而言較佳。根據上述第2製造方法,能夠適宜地形成用依據JIS K7373-2006所算出之黃度除以膜厚(μm)所得之值為0.04以下之聚醯亞胺膜。
10.聚醯亞胺膜之用途 本發明之聚醯亞胺膜之用途並無特別限定,可作為習知使用較薄之板玻璃等玻璃製品之基材或表面材等構件使用。本發明之聚醯亞胺膜由於為耐彎曲性提高且具有作為保護膜之充分之表面硬度,光學應變得以降低者,故而尤其可適宜地用作可應對曲面之顯示器用構件。 具體而言,本發明之聚醯亞胺膜例如可適宜地用於較薄且可彎曲之可撓型有機EL顯示器、智慧型手機或手錶型終端等行動終端、汽車內部之顯示裝置、手錶等使用之可撓性面板等可撓性顯示器用之基材或表面材。又,本發明之聚醯亞胺膜亦可應用於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置等圖像顯示裝置用構件、或觸控面板用構件、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 本發明之積層體係具有上述本發明之聚醯亞胺膜、及含有自由基聚合性化合物與陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物之硬塗層者。 本發明之積層體由於使用上述本發明之聚醯亞胺膜,故而為透明性優異且耐彎曲性得到提高者,由於進而具有硬塗層,故而為表面硬度更進一步提高之膜或樹脂膜。
又,本發明之積層體由於聚醯亞胺膜所含有之聚醯亞胺含有於主鏈具有矽原子之二胺殘基,故而就聚醯亞胺膜與硬塗層之密接性優異之方面而言為較佳者。推斷其原因在於:上述特定之聚醯亞胺膜與硬塗層之調和性優異。 又,於本發明之積層體中,由於聚醯亞胺膜所含有之聚醯亞胺含有於主鏈具有矽原子之二胺殘基,故而就降低光學應變之方面而言為較佳者。於該情形時,於使用本發明之積層體作為顯示器用表面材或基材等顯示器用構件之情形時,可抑制顯示器之顯示品質之降低。
1.聚醯亞胺膜 作為本發明之積層體所使用之聚醯亞胺膜,可使用上述本發明之聚醯亞胺膜,故而此處省略說明。
2.硬塗層 本發明之積層體所使用之硬塗層含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物。
(1)自由基聚合性化合物 自由基聚合性化合物係具有自由基聚合性基之化合物。作為上述自由基聚合性化合物所具有之自由基聚合性基,只要為能夠產生自由基聚合反應之官能基即可,並無特別限定,例如可列舉包含碳-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。再者,於上述自由基聚合性化合物具有2個以上之自由基聚合性基之情形時,該等自由基聚合性基可分別相同,亦可不同。
上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之個數就提高硬塗層之硬度之方面而言,較佳為2個以上,進而較佳為3個以上。 作為上述自由基聚合性化合物,就反應性較高之方面而言,其中較佳為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,可較佳地使用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之化合物或被稱為(甲基)丙烯酸胺酯、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)丙烯醯基之分子量為數百至數千之低聚物。 再者,於本說明書中,(甲基)丙烯醯基意指丙烯醯基及甲基丙烯醯基各者,(甲基)丙烯酸酯意指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯各者。
作為上述自由基聚合性化合物,具體而言,例如可列舉:二乙烯基苯等乙烯基化合物;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)丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、環氧烷改質雙酚A二(甲基)丙烯酸酯(例如乙氧基化(環氧乙烷改質)雙酚A二(甲基)丙烯酸酯等)、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(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)丙烯酸酯等多元醇聚丙烯酸酯類、雙酚A二縮水甘油醚之二丙烯酸酯、己二醇二縮水甘油醚之二丙烯酸酯等環氧丙烯酸酯類、藉由聚異氰酸酯與丙烯酸羥基乙酯等含羥基丙烯酸酯之反應所獲得之丙烯酸胺酯等。
(2)陽離子聚合性化合物 陽離子聚合性化合物係指具有陽離子聚合性基之化合物。作為上述陽離子聚合性化合物所具有之陽離子聚合性基,只要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、氧雜環丁基、乙烯醚基等。再者,於上述陽離子聚合性化合物具有2個以上之陽離子聚合性基之情形時,該等陽離子聚合性基分別可相同亦可不同。
就提高硬塗層之硬度之方面而言,上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之個數較佳為2個以上,進而較佳為3個以上。 又,作為上述陽離子聚合性化合物,其中較佳為具有環氧基及氧雜環丁基之至少一種作為陽離子聚合性基之化合物,就密接性之方面及透光性與表面硬度之方面而言,更佳為於1分子中具有2個以上之環氧基及氧雜環丁基之至少一種之化合物。就伴隨聚合反應之收縮較小之方面而言,較佳為環氧基、氧雜環丁基等環狀醚基。又,具有環狀醚基中之環氧基之化合物具有容易獲取多樣結構之化合物,不會對所獲得之硬塗層之耐久性造成不良影響,亦容易控制與自由基聚合性化合物之相溶性的優點。又,環狀醚基中之氧雜環丁基與環氧基相比具有如下優點:聚合度較高,且為低毒性,將所獲得之硬塗層與具有環氧基之化合物組合時會加快由塗膜中之陽離子聚合性化合物所獲得之網絡形成速度,即便於與自由基聚合性化合物混合存在之區域,亦不會於膜中殘留未反應之單體而形成獨立之網絡等。
作為具有環氧基之陽離子聚合性化合物,例如可列舉:藉由將具有脂環族環之多元醇之聚縮水甘油醚或含有環己烯環、環戊烯環之化合物利用過氧化氫、過酸等適當之氧化劑進行環氧化而獲得之脂環族環氧樹脂;脂肪族多元醇、或其環氧烷加成物之聚縮水甘油醚、脂肪族長鏈多元酸之聚縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯之均聚物、共聚物等脂肪族環氧樹脂;藉由雙酚A、雙酚F或氫化雙酚A等雙酚類、或其等之環氧烷加成體、己內酯加成體等衍生物與表氯醇之反應所製造之縮水甘油醚;及酚醛清漆環氧樹脂等由雙酚類衍生之縮水甘油醚型環氧樹脂等。
作為上述脂環族環氧樹脂,可列舉:3,4-環氧環己烷羧酸3,4-環氧環己基甲酯(UVR-6105、UVR-6107、UVR-6110)、己二酸雙(3,4-環氧環己基甲基)酯(UVR-6128)(以上,括號內為商品名,Dow Chemical製造)。
又,作為上述縮水甘油醚型環氧樹脂,可列舉:山梨糖醇聚縮水甘油醚(Denacol EX-611、Denacol EX-612、Denacol EX-614、Denacol EX-614B、Denacol EX-622)、聚甘油聚縮水甘油醚(Denacol EX-512、Denacol EX-521)、新戊四醇聚縮水甘油醚(Denacol EX-411)、二甘油聚縮水甘油醚(Denacol EX-421)、甘油聚縮水甘油醚(Denacol EX-313、Denacol EX-314)、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚(Denacol EX-321)、間苯二酚二縮水甘油醚(Denacol EX-201)、新戊二醇二縮水甘油醚(Denacol EX-211)、1,6-己二醇二縮水甘油醚(Denacol EX-212)、氫二雙酚A二縮水甘油醚(Denacol EX-252)、乙二醇二縮水甘油醚(Denacol EX-810、Denacol EX-811)、聚乙二醇二縮水甘油醚(Denacol EX-850、Denacol EX-851、Denacol EX-821)、丙二醇縮水甘油醚(Denacol EX-911)、聚丙二醇縮水甘油醚(Denacol EX-941、Denacol EX一920)、烯丙基縮水甘油醚(Denacol EX-111)、2-乙基己基縮水甘油醚(Denacol EX-121)、苯基縮水甘油醚(Denacol EX-141)、苯酚縮水甘油醚(Denacol EX-145)、丁基苯基縮水甘油醚(Denacol EX-146)、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯(Denacol EX-721)、氫醌二縮水甘油醚(Denacol EX-203)、對苯二甲酸二縮水甘油酯(Denacol EX-711)、縮水甘油基鄰苯二甲醯亞胺(Denacol EX-731)、二溴苯基縮水甘油醚(Denacol EX-147)、二溴新戊二醇二縮水甘油醚(Denacol EX-221)(以上,括號內為商品名,Nagase chemteX製造)。
又,作為其他市售品之環氧樹脂,可列舉:商品名Epikote 825、Epikote 827、Epikote 828、Epikote 828EL、Epikote 828XA、Epikote 834、Epikote 801、Epikote 801P、Epikote 802、Epikote 815、Epikote 815XA、Epikote 816A、Epikote 819、Epikote 834X90、Epikote 1001B80、Epikote 1001X70、Epikote 1001X75、Epikote 1001T75、Epikote 806、Epikote 806P、Epikote 807、Epikote 152、Epikote 154、Epikote 871、Epikote 191P、Epikote YX310、Epikote DX255、Epikote YX8000、Epikote YX8034等(以上為商品名,Japan Epoxy Resins製造)。
作為具有氧雜環丁基之陽離子聚合性化合物,例如可列舉:3-乙基-3-羥基甲基氧雜環丁烷(OXT-101)、1,4-雙-3-乙基氧雜環丁烷-3-基甲氧基甲基苯(OXT-121)、雙-1-乙基-3-氧雜環丁基甲醚(OXT-221)、3-乙基-3-2-乙基己氧基甲基氧雜環丁烷(OXT-212)、3-乙基-3-苯氧基甲基氧雜環丁烷(OXT-211)(以上,括號內為商品名,為東亞合成製造)、或商品名Etanacol EHO、Etanacol OXBP、Etanacol OXTP、Etanacol OXMA(以上為商品名,宇部興產製造)。
(3)聚合起始劑 本發明所使用之硬塗層所含有之上述自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物例如可藉由在上述自由基聚合性化合物及上述陽離子聚合性化合物之至少一種中視需要添加聚合起始劑,並利用公知之方法進行聚合反應而獲得。
作為上述聚合起始劑,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而使用。該等聚合起始劑係藉由光照射及加熱之至少一種而分解,產生自由基或陽離子而使自由基聚合與陽離子聚合進行者。
自由基聚合起始劑只要能夠藉由光照射及加熱之至少任一者而釋出使自由基聚合開始之物質即可。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、二茂鈦類、鋁酸鹽錯合物、有機過氧化物、N-烷氧基吡啶鎓鹽、9-氧硫 衍生物等,更具體而言,可列舉:1,3-二(第三丁基二氧基羰基)二苯甲酮、3,3',4,4'-四(第三丁基二氧基羰基)二苯甲酮、3-苯基-5-異㗁唑啉酮、2-巰基苯并咪唑、雙(2,4,5-三苯基)咪唑、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名Irgacure 651,Ciba Japan股份有限公司製造)、1-羥基環己基苯基-酮(商品名Irgacure 184,Ciba Japan股份有限公司製造)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮(商品名Irgacure 369,Ciba Japan股份有限公司製造)、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股份有限公司製造)等,但並不限定於該等。
除上述以外,亦可使用市售品,具體而言,可列舉:Ciba Japan股份有限公司製造之Irgacure 907、Irgacure 379、Irgacure 819、Irgacure 127、Irgacure 500、Irgacure 754、Irgacure 250、Irgacure 1800、Irgacure 1870、Irgacure OXE01、DAROCUR TPO、DAROCUR 1173、Nihon SiberHegner股份有限公司製造之Speedcure MBB、Speedcure PBZ、Speedcure ITX、Speedcure CTX、Speedcure EDB、Esacure ONE、Esacure KIP150、Esacure KTO46、日本化藥股份有限公司製造之KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE DMBI等。
又,陽離子聚合起始劑只要能夠藉由光照射及加熱之至少任一者而釋出使陽離子聚合開始之物質即可。作為陽離子聚合起始劑,可例示:磺酸酯、醯亞胺磺酸酯、二烷基-4-羥基鋶鹽、芳基磺酸對硝基苄酯、矽烷醇-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、2,5-二硝基苄基甲苯磺酸酯、N-甲苯磺醯基鄰苯二甲醯亞胺等,但並不限定於該等。
作為既可用作自由基聚合起始劑亦可用作陽離子聚合起始劑者,可例示:芳香族錪鹽、芳香族鋶鹽、芳香族重氮鎓鹽、芳香族鏻鹽、三𠯤化合物、鐵芳烴錯合物等,更具體而言,可列舉:二苯基錪、二甲苯基錪、雙(對第三丁基苯基)錪、雙(對氯苯基)錪等錪之氯化物、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-第三丁基三苯基鋶、三(4-甲基苯基)鋶等鋶之氯化物、溴化物、氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、六氟銻酸鹽等鋶鹽、2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤等2,4,6-取代-1,3,5三𠯤化合物等,但並不限定於該等。
(4)添加劑 本發明所使用之硬塗層除上述聚合物以外,亦可視需要含有抗靜電劑、防眩劑、防污劑、用以使硬度提高之無機或有機微粒子、調平劑、各種增感劑等添加劑。
再者,本發明所使用之硬塗層所含有之自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物等可使用傅立葉轉換紅外分光光度計(FTIR)、熱分解氣相層析裝置(GC-MS)、或者使用高效液相層析法、氣相層析質譜儀、NMR、元素分析、XPS/ESCA及TOF-SIMS等之組合對聚合物之分解物進行分析。
3.積層體之構成 本發明之積層體只要為具有上述聚醯亞胺膜與上述硬塗層者,則無特別限定,可為於上述聚醯亞胺膜之一面側積層有上述硬塗層者,亦可為於上述聚醯亞胺膜之兩面積層有上述硬塗層者。又,本發明之積層體於無損本發明之效果之範圍內,可為除上述聚醯亞胺膜及上述硬塗層以外,例如亦具有用以提高上述聚醯亞胺膜與上述硬塗層之密接性之底塗層等其他層者,亦可為上述聚醯亞胺膜與上述硬塗層介隔底塗層等其他層積層而得者。又,本發明之積層體亦可為上述聚醯亞胺膜與上述硬塗層相鄰地存在者。又,本發明之積層體亦可進而具有耐衝擊層、防指紋附著層、接著或黏著層等。
本發明之積層體之整體厚度只要根據用途而適當選擇即可,就強度之方面而言,較佳為10 μm以上,進而較佳為40 μm以上。另一方面,就耐彎曲性之方面而言,較佳為300 μm以下,進而較佳為250 μm以下。 又,於本發明之積層體中,各硬塗層之厚度只要根據用途而適當選擇即可,較佳為2 μm以上且80 μm以下,更佳為3 μm以上且50 μm以下。又,就防止捲曲之觀點而言,亦可於聚醯亞胺膜之兩面形成硬塗層。
4.積層體之特性 本發明之積層體較佳為硬塗層側表面之鉛筆硬度為H以上,更佳為2H以上,進而更佳為3H以上。 本發明之積層體之鉛筆硬度可於上述聚醯亞胺膜之鉛筆硬度之測定方法中將荷重設為9.8 N,除此以外,以相同方式進行測定。
本發明之積層體較佳為依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率為85%以上,進而較佳為88%以上,進而更佳為90%以上。如此穿透率較高,故而透明性變得良好,可成為玻璃替代材料。 本發明之積層體之上述全光線穿透率可以與上述聚醯亞胺膜之依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率相同之方式進行測定。
本發明之積層體較佳為依據JIS K7373-2006所算出之黃度(YI值)為20以下,更佳為15以下,進而較佳為10以下,尤佳為5以下。 又,就抑制黃色調之著色,提高透光性,可適宜地用作玻璃替代材料之方面而言,本發明之積層體較佳為用上述依據JIS K7373-2006所算出之黃度(YI值)除以膜厚(μm)所得值(YI值/膜厚(μm))為0.10以下,更佳為0.04以下,進而較佳為0.03以下。 本發明之積層體之上述黃度(YI值)可以與上述聚醯亞胺膜之依據JIS K7373-2006所算出之黃度(YI值)相同之方式進行測定。
5.積層體之用途 本發明之積層體之用途並無特別限定,例如可用於與上述本發明之聚醯亞胺膜之用途相同之用途。
6.積層體之製造方法 作為本發明之積層體之製造方法,例如可列舉包括如下步驟之製造方法: 於上述本發明之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之至少一種之硬塗層形成用組成物之塗膜;及 使上述塗膜硬化。
上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一種,亦可視需要進而含有聚合起始劑、溶劑及添加劑等。 此處,關於上述硬塗層形成用組成物所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,可使用與關於上述硬塗層中所說明者相同者,溶劑可自公知溶劑適當選擇而使用。
作為於聚醯亞胺膜之至少一面形成上述硬塗層形成用組成物之塗膜之方法,例如可列舉藉由公知之塗佈手段於聚醯亞胺膜之至少一面塗佈上述硬塗層形成用組成物之方法。 上述塗佈手段只要為能夠以目標之膜厚塗佈之方法,則無特別限制,例如可列舉與將上述聚醯亞胺前驅物樹脂組成物塗佈於支持體之手段相同者。
上述硬塗層用硬化性樹脂組成物之塗膜係藉由視需要進行乾燥而將溶劑去除。作為乾燥方法,例如可列舉減壓乾燥或加熱乾燥、進而將該等乾燥組合之方法等。又,於在常壓進行乾燥之情形時,較佳為於30℃以上且110℃以下進行乾燥。
對於塗佈上述硬塗層用硬化性樹脂組成物並視需要使其乾燥所獲得之塗膜,對應於該硬化性樹脂組成物中所含有之自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之聚合性基,藉由光照射及加熱之至少任一者使塗膜硬化,藉此可於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之至少一種聚合物之硬塗層。
光照射主要使用紫外線、可見光、電子束、游離放射線等。於紫外線硬化之情形時,使用自超高壓水銀燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、碳弧、氙弧、金屬鹵化物燈等之光線發出之紫外線等。能量射線源之照射量以紫外線波長365 nm之累計曝光量計,為50〜5000 mJ/cm2 左右。 於進行加熱之情形時,通常於40℃以上且120℃以下之溫度進行處理。又,亦可藉由在室溫(25℃)放置24小時以上而進行反應。
IV.顯示器用構件 本發明之顯示器用構件包含上述本發明之聚醯亞胺膜、或本發明之積層體。 作為本發明之顯示器用構件,例如可列舉顯示器用表面材或顯示器用基材等。 本發明之顯示器用構件可為上述本發明之聚醯亞胺膜、或本發明之積層體。
本發明之顯示器用構件例如作為顯示器用表面材以位於各種顯示器之表面之方式進行配置而使用。本發明之顯示器用構件與上述本發明之聚醯亞胺膜及本發明之積層體同樣,透明性優異且耐彎曲性得到提高,具有作為保護膜之充分之表面硬度,因此可尤其適宜地用作可撓性顯示器用。
本發明之顯示器用構件可使用於公知之各種顯示器,並無特別限定,例如可使用於上述本發明之聚醯亞胺膜之用途中所說明之顯示器等。
再者,於本發明之顯示器用構件為上述本發明之積層體之情形時,將該積層體配置於顯示器之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,較佳為以硬塗層側之表面成為更表側之面之方式配置本發明之顯示器用構件。又,本發明之顯示器用構件亦可為於最表面具有防指紋附著層者。
又,作為將本發明之顯示器用構件配置於顯示器之表面之方法,並無特別限定,例如可列舉經由接著層之方法等。作為上述接著層,可使用能夠用於顯示器用構件之接著之習知公知之接著層。
V.觸控面板構件 本發明之觸控面板構件具有:上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體; 透明電極,其配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且由複數個導電部構成;及 複數條引出線,其於上述導電部之端部之至少一側電性連接。
本發明之觸控面板構件由於具備上述本發明之聚醯亞胺膜或積層體,故而耐彎曲性優異,因此可尤佳地用作可撓性顯示器用,又,光學特性優異。 本發明之觸控面板構件所使用之本發明之積層體較佳為於聚醯亞胺膜之兩面鄰接地具有含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物之硬塗層者。 又,本發明之觸控面板構件並無特別限定,較佳為上述透明電極接觸上述積層體之一面側進行積層而成者。 本發明之觸控面板構件例如可以位於各種顯示器之表面之方式配置而使用。又,亦可於各種顯示器之表面依序配置本發明之觸控面板構件、及作為表面材之本發明之聚醯亞胺膜或積層體而使用。
以下,以使用上述本發明之積層體之例對本發明之觸控面板構件進行說明,但亦可同樣地使用上述本發明之聚醯亞胺膜代替上述本發明之積層體。 圖2係本發明之觸控面板構件之一例之一面之概略俯視圖,圖3係圖2所示之觸控面板構件之另一面之概略俯視圖,圖4係圖2及圖3所示之觸控面板構件之A-A'剖視圖。圖2、圖3及圖4所示之觸控面板構件20具備:本發明之積層體10、與積層體10之一面接觸而配置之第一透明電極4、及與積層體10之另一面接觸而配置之第二透明電極5。於第一透明電極4中,將以於x軸方向上伸長之方式延伸之短條狀電極片即複數個第一導電部41隔開特定之間隔而配置。於第一導電部41,於其長度方向之端部之任一者連接有與該第一導電部41電性連接之第一引出線7。於延伸設置至積層體10之端緣21之第一引出線7之端部宜設置用以與外部電路電性連接之第一端子71。一般而言,第一導電部41與第一引出線7係於位於觸控面板之使用者能夠視認之有效區域22之外側的無效區域23內連接。 第一導電部41與第一引出線7之連接例如圖2所示可採用介隔有連接部24之連接構造。具體而言,連接部24可藉由將導電性材料層自第一導電部41之長度方向端部延伸設置至無效區域23內之特定位置而形成。進而,於該連接部24上重疊第一引出線7之至少一部分,藉此可形成第一導電部41與第一引出線7之連接構造。 第一導電部41與第一引出線7之連接並不限定於如圖2所示之形成連接部24之構造。例如雖省略圖示,但亦可使第一導電部41之長度方向端部伸長至無效區域23,且於無效區域23內,使第一引出線7覆蓋於伸長至該無效區域23之第一導電部41之端部,藉此使兩者電性連接。 再者,於圖2中示出將第一導電部41之長度方向端部之任一端與第一引出線7連接之形態,但於本發明中,亦可設為於1個第一導電部41之長度方向之兩端分別電性連接第一引出線7之形態。
如圖3所示,觸控面板構件20具備與積層體10之另一面接觸而配置之第二透明電極5。於第二透明電極5中,將以於y軸方向上伸長之方式延伸之複數個短條狀之電極片即第二導電部51於x軸方向上個隔開特定之間隔而配置。 於第二導電部51,於其長度方向端部之一端連接有與該第二導電部51電性連接之第二引出線8。 第二引出線8延伸設置至積層體10之端緣中延伸設置有上述第一引出線7之端緣21之不與第一端子71重疊之位置。 於延伸設置至積層體10之端緣21之第二引出線8之端部宜設置用以與外部電路電性連接之第二端子81。 第二導電部51與第二引出線8之電性連接可應用和第一引出線7與第一導電部41之電性連接相同之形態。
再者,如圖2及圖3所示,以第1引出線7作為長條配線、以第2引出線8作為短條配線之圖案只不過為本發明之觸控面板構件之一實施形態,例如亦可設為以第一引出線7作為短條配線、以第二引出線8作為長條配線之圖案。又,第一引出線7之伸長方向及第二引出線8之伸長方向亦不限於圖2及圖3所示之方向,可任意地設計。
本發明之觸控面板構件所具備之導電部可適當選擇於觸控面板構件中構成透明電極者而應用,導電部之圖案並不限定於圖2及圖3所示者。例如,可適當選擇藉由靜電電容方式能夠感測到於手指等之接觸或接近於接觸之狀態下所產生之電容變化的透明電極之圖案而應用。 作為上述導電部之材料,較佳為透光性材料,例如可列舉以氧化銦錫(ITO)、氧化銦、氧化銦鋅(IZO)等作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)等作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,但並不限定於該等。又,第一導電部41及第二導電部51可使用種類相互相同之導電性材料形成,亦可使用不同種類之材料形成。尤其,若使用相同種類之導電性材料形成第一導電部41及第2導電部51,則就可更有效地抑制觸控面板構件之翹曲或應變之產生之觀點而言較佳。 上述導電部之厚度並無特別限定,例如於藉由光蝕刻法(photolithography)形成導電部之情形時,一般而言,可形成為10 nm〜500 nm左右。
構成本發明之觸控面板構件所具備之引出線之導電材料有無透光性均可。一般而言,引出線可使用具有較高之導電性之銀或銅等金屬材料而形成。具體而言,可列舉金屬單質、金屬複合體、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。作為金屬複合體,可例示MAM(鉬、鋁、鉬之3層結構體)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,廣泛使用銀合金或銅合金。又,作為金屬合金,可例示APC(銀、鈀及銅之合金)等。又,對於上述引出線,亦可於上述金屬材料中適當混合存在樹脂成分。 於本發明之觸控面板構件中,設置於引出線之端部之端子例如可使用與上述引出線相同之材料形成。 上述引出線之厚度、及寬度尺寸並無特別限定,例如於藉由光蝕刻法形成引出線之情形時,一般而言,厚度形成為10 nm〜1000 nm左右,寬度尺寸形成為5 μm〜200 μm左右。另一方面,於藉由網版印刷等印刷形成引出線之情形時,一般而言,厚度形成為5 μm〜20 μm左右,寬度尺寸形成為20 μm〜300 μm左右。
本發明之觸控面板構件並不限於圖2〜圖4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不同之積層體上而構成者。 圖5及圖6係分別表示具備本發明之積層體之導電性構件之一例之概略俯視圖。圖5所示之第一導電性構件201具有本發明之積層體10、及與該積層體10之一面接觸而配置之第一透明電極4,該第一透明電極4具有複數個第一導電部41。圖6所示之第二導電性構件202具有本發明之積層體10'、及與該積層體10'之一面接觸而配置之第二透明電極5,該第二透明電極5具有複數個第二導電部51。 圖7係表示本發明之觸控面板構件之另一例之概略剖視圖,圖7所示之觸控面板構件20'具備圖5所示之第一導電性構件201、及圖6所示之第二導電性構件202。於觸控面板構件20'中,將第一導電性構件201之不具有第一透明電極4之面與第二導電性構件202之具有透明電極5之面經由接著層6而貼合。再者,於本發明中,例如作為用以將本發明之積層體與本發明之觸控面板構件接著之接著層、用以將本發明之觸控面板構件彼此接著之接著層、用以將本發明之觸控面板構件與顯示裝置等接著之接著層,可適當選擇光學構件所使用之習知公知之接著層而使用。於本發明之觸控面板構件所使用之導電性構件中,透明電極、引出線及端子之構成及材料可設為與上述本發明之觸控面板構件所使用之透明電極、引出線及端子分別相同。
VI.液晶顯示裝置 本發明之液晶顯示裝置具有上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體、及液晶顯示部,該液晶顯示部配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且於對向基板間具有液晶層而成。
本發明之液晶顯示裝置由於具備上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體,故而耐彎曲性優異,可尤其適宜地用作可撓性顯示器用途,且光學特性優異。 本發明之液晶顯示裝置所使用之本發明之積層體較佳為與聚醯亞胺膜之兩面鄰接地具有含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物之硬塗層者。 又,本發明之液晶顯示裝置亦可為具備上述本發明之觸控面板構件者。 又,本發明之液晶顯示裝置所具有之對向基板亦可為具備本發明之聚醯亞胺膜或積層體者。
以下,以使用上述本發明之積層體之例對本發明之液晶顯示裝置進行說明,但亦可同樣地使用上述本發明之聚醯亞胺膜代替上述本發明之積層體。 圖8係表示本發明之液晶顯示裝置之一例之概略剖視圖。圖8所示之液晶顯示裝置100具有:本發明之積層體10、於本發明之積層體10'之一面具備第一透明電極4且於另一面具備第二透明電極5之觸控面板構件20、及液晶顯示部30。於液晶顯示裝置100中,積層體10係用作表面材,積層體10與觸控面板構件20係經由接著層6而貼合。
本發明之液晶顯示裝置所使用之液晶顯示部係具有形成於對向配置之基板之間之液晶層者,可採用習知公知之液晶顯示裝置所使用之構成。 作為本發明之液晶顯示裝置之驅動方式,並無特別限定,一般而言可採用液晶顯示裝置所使用之驅動方式,例如可列舉TN方式、IPS方式、OCB方式、及MVA方式等。 作為本發明之液晶顯示裝置所使用之對向基板,可根據液晶顯示裝置之驅動方式等適當選擇而使用,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之驅動方式等使用介電各向異性不同之各種液晶、及該等混合物。 作為液晶層之形成方法,可使用通常用作液晶單元之製作方法之方法,例如可列舉真空注入方式或液晶滴加方式等。於藉由上述方法形成液晶層後,可藉由將液晶單元緩冷至常溫而使所封入之液晶配向。 於本發明之液晶顯示裝置中,亦可於對向配置之基板間進而具有多種顏色之著色層、或劃定像素之遮光部。又,液晶顯示部亦可於對向配置之基板之外側在與存在觸控面板構件之側相反側之位置具有包含發光元件或螢光體之背光源部。又,亦可於對向配置之基板之外表面分別具有偏光板。
圖9係表示本發明之液晶顯示裝置之另一例之概略剖視圖。圖9所示之液晶顯示裝置200具有:本發明之積層體10、具有於本發明之積層體10'之一面具備第一透明電極4之第一導電性構件201及於本發明之積層體10''之一面具備第二透明電極5之第二導電性構件202的觸控面板構件20'、及液晶顯示部30。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係分別經由各接著層6而貼合。觸控面板構件20'之構成例如可設為與圖7所示之觸控面板構件20'之構成相同。作為本發明之液晶顯示裝置所使用之導電性構件,可使用與本發明之觸控面板構件所使用之導電性構件相同者。
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上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體、及有機電致發光顯示部,該有機電致發光顯示部配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,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上述本發明之聚醯亞胺膜或上述本發明之積層體,故而為耐彎曲性優異者,因此可尤其適宜地用作可撓性顯示器用,且光學特性優異。 本發明之有機電致發光顯示裝置所使用之本發明之積層體較佳為與聚醯亞胺膜之兩面鄰接地具有含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物之硬塗層者。 又,本發明之有機電致發光顯示裝置亦可為具備上述本發明之觸控面板構件者。 又,本發明之有機電致發光顯示裝置所具有之對向基板亦可為具備本發明之聚醯亞胺膜或積層體者。
圖10係表示本發明之有機電致發光顯示裝置之一例之概略剖視圖。圖10所示之有機電致發光顯示裝置300具有:本發明之積層體10、於本發明之積層體10'之一面具備第一透明電極4且於另一面具備第二透明電極5之觸控面板構件20、及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係用作表面材,積層體10與觸控面板構件20係經由接著層6而貼合。
本發明之有機電致發光顯示裝置(有機EL顯示裝置)所使用之有機電致發光顯示部(有機EL顯示部)係具有形成於對向配置之基板間之有機電致發光層(有機EL層)者,可採用習知公知之有機EL顯示裝置所使用之構成。 有機EL顯示部亦可進而具有:支持基板、包含有機EL層以及夾持有機EL層之陽極層及陰極層之有機EL元件、以及密封有機EL元件之密封基材。作為上述有機EL層,只要為至少具有有機EL發光層者即可,例如亦可使用具有自上述陽極層側依序積層有正電洞注入層、正電洞輸送層、有機EL發光層、電子輸送層及電子注入層之構造者。 本發明之有機EL顯示裝置例如既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。作為本發明之有機EL顯示裝置所使用之對向基板,可根據有機EL顯示裝置之驅動方式等適當選擇而使用,亦可使用具備本發明之積層體者。
圖11係表示本發明之有機電致發光顯示裝置之另一例之概略剖視圖。圖11所示之有機電致發光顯示裝置400具有:本發明之積層體10、具有於本發明之積層體10'之一面具備第一透明電極4之第一導電性構件201及於本發明之積層體10'之一面具備第二透明電極5之第二導電構件202的觸控面板構件20'、以及有機電致發光顯示部40。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係分別經由接著層6而貼合。觸控面板構件20'之構成例如可設為與圖7所示之觸控面板構件20'之構成相同。作為本發明之有機電致發光顯示裝置所使用之導電性構件,可使用與本發明之觸控面板構件所使用之導電性構件相同者。 實施例
[評價方法] 以下,於無特別規定之情形時,於25℃進行測定或評價。 膜之試片係自膜之中央部附近切出。利用上述膜厚之測定方法,對所切出之膜之四角與中央之合計5點之膜厚進行測定,使用5點之平均膜厚與各點之膜厚之差為平均膜厚之6%以內的試片。
<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%濃度之N-甲基吡咯啶酮(NMP)溶液,使該溶液通過針筒過濾器(孔徑:0.45 μm)進行過濾,使用含水量500 ppm以下之10 mmol%LiBr-NMP溶液作為展開溶劑,使用GPC裝置(Tosoh製造之HLC-8120,使用管柱:SHODEX製造之GPC LF-804),於樣品注入量50 μL、溶劑流量0.5 mL/分鐘、40℃之條件進行測定。聚醯亞胺前驅物之重量平均分子量係設為基於與樣品濃度相同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)所測得之相對於標準聚苯乙烯的換算值。將溶出時間與校準曲線進行比較,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℃以樣品量0.8 ml進行測定。
<聚醯亞胺之重量平均分子量> 將聚醯亞胺粉體15 mg浸漬於15000 mg之N-甲基吡咯啶酮(NMP),一面利用水浴加熱至60℃一面使用攪拌器以旋轉速度200 rpm攪拌3〜60小時直至利用目視確認到溶解,獲得濃度0.1重量%之NMP溶液。使該溶液通過針筒過濾器(孔徑:0.45 μm)進行過濾,使用含水量500 ppm以下之30 mmol%LiBr-NMP溶液作為展開溶劑,使用GPC裝置(Tosoh製造之HLC-8120,檢測器:示差折射率(RID)檢測器,使用管柱:將2根SHODEX製造之GPC LF-804串聯連接),於樣品注入量50 μL、溶劑流量0.4 mL/分鐘、管柱溫度37℃、檢測器溫度37℃之條件進行測定。聚醯亞胺之重量平均分子量設為基於與樣品濃度相同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)所測得之相對於標準聚苯乙烯的換算值。將溶出時間與校正曲線進行比較,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℃以樣品量0.8 ml進行測定。
<聚醯亞胺材料(聚醯亞胺粉體)之平均粒徑> 利用光學顯微鏡(KEYENCE製造之數位顯微鏡VHX-5000)以倍率100倍觀察聚醯亞胺材料(聚醯亞胺粉體),自其觀察圖像隨機地任意抽取150個聚醯亞胺材料之粒子,測定所抽取之粒子之各粒徑,算出其平均值,設為聚醯亞胺材料之平均粒徑。 再者,於聚醯亞胺材料之粒子形狀不為球形之情形時,測定其長徑。
<聚醯亞胺膜之殘留溶劑量> 特定出聚醯亞胺膜中之殘留溶劑之種類後,對特定出之殘留溶劑之含量進行定量。 [殘留溶劑種類之特定] 使用連結有吹掃&捕集裝置(加熱脫附裝置)之GC-MS,對殘留溶劑種類進行特定。 於吹掃&捕集裝置(製品名JTD505-III,日本分析工業股份有限公司)中設置裝有聚醯亞胺膜10 mg之試樣管,於200℃保持30分鐘進行加熱,將所產生之氣體利用-60℃之捕集管捕集,將所捕集者於315℃進行加熱而飛散,送入至GC-MS,對所產生之有機氣體之成分進行定性分析。 (吹掃&捕集裝置條件) 總分流比(導入量/排氣量)1:10、 載氣 氦氣1.0 ml/min定量 (GC-MS條件) 裝置名:GC-MS裝置(Agilent公司,6890/5973 GC/MS) 管柱:UA-5 內徑250 μm×長度30 m×膜厚0.25 μm(Frontier Laboratories製造)、升溫條件 50℃(保持5分鐘)→10℃/分鐘(升溫)→320℃(保持3分鐘) [殘留溶劑之定量] 向N,N-二甲基甲醯胺(DMF)中以聚醯亞胺膜之濃度成為5質量%濃度之方式添加聚醯亞胺膜,製備聚醯亞胺膜/N,N-二甲基甲醯胺(DMF)溶液,向該溶液中添加內部標準液(0.2質量%濃度苯甲醚/DMF溶液)而製備樣品溶液。使用GC-MS裝置(例如Agilent公司,6890/5973 GC/MS),於下述條件對該樣品溶液進行GC-MS測定。該GC-MS測定進行3次,測定結果設為3次之平均值。 (GC條件) 管柱:InertCapWax 內徑250 μm×長度30 m×膜厚0.25 mm(GL Science製造), 樣品注入量0.2 μL、分流比50:1、載氣為氦氣94.3 kPa定壓、注入口溫度250℃、升溫條件40℃(保持5分鐘)→5℃/分鐘→120℃→20℃/分鐘→240℃(保持6分鐘)、輸送線溫度 250℃ (MS條件) 離子化法 EI、測定模式 SIM、離子源溫度 250℃、四極溫度 150℃、離子化電壓 70 eV (定量離子) DMAc m/z = 72, 87 二氯甲烷 m/z =49, 84 乙酸乙酯 m/z =43, 88 乙酸丁酯 m/z =43, 56, 73 PGMEA m/z =45, 90 苯甲醚 m/z =93, 108
例如於殘留溶劑為DMAc之情形時,於以DMAc含量成為0.01質量%、0.05質量%、0.1質量%所分別製備之各DMAc(測定對象化合物)/DMF溶液中,與上述樣品溶液同樣地添加內部標準液而製備各校準曲線液,對各校準曲線液進行GC-MS測定,製作校準曲線。再者,GC-MS測定進行3次,測定結果設為3次之平均值。 然後,基於該校準曲線,以相對於聚醯亞胺膜之質量比之形式算出DMAc之含量。 於包含之殘留溶劑為2種以上之情形時,對於各殘留溶劑以上述DMAc之方式製備校準曲線液,對於該各校準曲線液進行GC-MS測定,根據測定結果製作校準曲線,並以該校準曲線為基準。
<聚醯亞胺材料之殘留溶劑量> 聚醯亞胺材料之殘留溶劑量係於上述聚醯亞胺膜之殘留溶劑量之測定法中,使用聚醯亞胺材料代替聚醯亞胺膜,除此以外以同樣之方式進行。
<聚醯亞胺膜之全光線穿透率> 依據JIS K7361-1,藉由霧度計(村上色彩技術研究所製造之HM150)進行測定。
<靜態彎曲試驗(2 mm,靜置24小時)> 以下,參照圖1對靜態彎曲試驗之方法進行說明。 將切成15 mm×40 mm之聚醯亞胺膜之試片1以長邊之一半位置進行彎折,以試片1之長邊之兩端部自上下面夾著厚度2 mm之金屬片2(100 mm×30 mm×2 mm)之方式進行配置,且以試片1之兩端部與金屬片2之上下面中之重疊區域分別成為10 mm之方式利用膠帶進行固定。利用玻璃板(100 mm×100 mm×0.7 mm)3a、3b自上下夾住固定有試片1之金屬片2,而將試片1於以內徑2 mm彎曲之狀態固定。此時,於在金屬片2上不存在試片1之部分中夾入虛設試片4a、4b,以玻璃板3a、3b成為平行之方式利用膠帶進行固定。 將如此以彎曲之狀態所固定之試片於60±2℃、93±2%相對濕度(RH)之環境靜置24小時後,將玻璃板與試片固定用膠帶剝離,而解除對試片施加之力。其後,將試片之一端部固定,於解除對試片施加之力後經過30分鐘後測定試片之內角。 再者,於膜未受該靜態彎曲試驗之影響而完全恢復成原狀之情形時,上述內角成為180°。 (評價基準) 於在以內徑2 mm彎曲之狀態下固定,並於60±2℃、93±2%相對濕度(RH)之環境靜置24小時之較先前技術更嚴酷之條件進行靜態彎曲試驗,因此,試片之內角係以如下方式進行評價。若為A、B,則耐靜態彎曲性良好,當為A時,更優異。 A:110°以上 B:90°以上且未達110° C:未達90°
<動態彎曲試驗(MIT法 反復彎折試驗)> 依據JIS 8115-2001,使用MIT試驗機(東洋精機製作所製造,耐折疲勞試驗機MIT D-2)將切成寬度15.0 mm×長度110 mm之大小之聚醯亞胺膜之試片以彎曲半徑1 mm、荷重500 g之條件進行反復彎折直至試片斷裂,測定反復彎折次數。進行3次上述反復彎折試驗,求出3次試驗結果之反復彎折次數之平均值。 (評價基準) 若為AΑ、Α、B,則耐動態彎曲性良好,當為AΑ、Α時,更優異。 AA:50000次以上 A:45000次以上且未達50000次 B:35000次以上且未達45000次 C:未達35000次
<聚醯亞胺膜之YI值(黃度)> YI值係依據JIS K7373-2006,使用紫外可視近紅外分光光度計(日本分光股份有限公司,V-7100),藉由分光測色方法,使用輔助照明體C、2度視野,於250 nm以上且800 nm以下之範圍以1 nm間隔測定穿透率,基於所測得之穿透率,求出XYZ表色系統中之三刺激值X、Y、Z,根據該X、Y、Z之值並藉由以下之式算出。 YI=100(1.2769X-1.0592Z)/Y
<膜厚測定法> 使用數位式線性規(尾崎製作所股份有限公司製造,型號PDN12 Digital gauge),對切成10 cm×10 cm大小之聚醯亞胺膜之試片之四角與中央之合計5點之膜厚進行測定,將測定值之平均值設為聚醯亞胺膜之膜厚。
<聚醯亞胺膜之拉伸彈性模數> 於溫度25℃、相對濕度60%之條件對切成15 mm×40 mm之聚醯亞胺膜之試片進行2小時濕度調整後,依據JIS K7127,將拉伸速度設為10 mm/分鐘、夾頭間距離設為20 mm,測定於25℃之拉伸彈性模數。拉伸試驗機使用(島津製作所製造之Autograph AG-×1N,荷重元:SBL-1KN)。
<鉛筆硬度> 鉛筆硬度係藉由如下方式進行,即,於將測定樣品在溫度25℃、相對濕度60%之條件進行2小時濕度調整後,使用JIS-S-6006所規定之試驗用鉛筆,使用東洋精機股份有限公司製造之鉛筆刮痕塗膜硬度試驗機,對膜表面進行JIS K5600-5-4(1999)所規定之鉛筆硬度試驗(0.98 N荷重),並對未產生損傷之最高之鉛筆硬度進行評價。
(合成例1) 於5 L之可分離式燒瓶中,裝入溶解有經脫水之N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)(2903 g)、及1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷(AprTMOS)(15.9 g)之溶液,將液溫控制為30℃,此時,以溫度上升成為2℃以下之方式緩慢地投入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(14.6 g),利用機械攪拌器攪拌30分鐘。向其中添加2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)(387 g),確認完全溶解後,以溫度上升成為2℃以下之方式分數次緩慢地投入4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(6FDA)(548 g),合成溶解有聚醯亞胺前驅物A之聚醯亞胺前驅物A溶液(固形物成分25質量%)。聚醯亞胺前驅物A所使用之TFMB與AprTMOS之莫耳比(TFMB:AprTMOS)為95:5。
(合成例2) 利用與上述合成例1相同之方式獲得聚醯亞胺前驅物A溶液。 於氮氣環境下,向5 L之可分離式燒瓶中添加降低至室溫之上述聚醯亞胺前驅物A溶液(400 g)。向其中添加經脫水之N,N-二甲基乙醯胺(109 g)並攪拌直至變得均勻。其次,添加作為觸媒之吡啶(41.4 g)與乙酸酐(53.4 g),於室溫攪拌24小時,合成聚醯亞胺A溶液。 於所獲得之聚醯亞胺A溶液中添加乙酸丁酯(406 g)並攪拌直至變得均勻,其次緩慢地添加第三丁醇(3000 g),獲得白色漿料。過濾上述漿料,將漿料於裝有異丙醇(130 g)之燒杯中洗淨,其後進行過濾,重複進行18次該步驟,使用真空乾燥機,於110℃進行乾燥,獲得聚醯亞胺A1(聚醯亞胺材料、聚醯亞胺粉體)。 再者,緩慢地添加第三丁醇(3000 g)而獲得白色漿料,對將該漿料過濾後之聚醯亞胺粉體(第0次)、以及進行異丙醇洗淨5次後、10次後、13次後、及15次後所獲得之聚醯亞胺粉體各者確認殘留溶劑量,結果分別為0次:16754 ppm、5次後:2500 ppm、10次後:220 ppm、13次後:95 ppm、15次後:50 ppm。 藉由GPC所測得之聚醯亞胺A1之重量平均分子量為175000。聚醯亞胺A1之平均粒徑為250 μm。 確認聚醯亞胺A1之殘留溶劑量,結果殘留溶劑之種類僅為DMAc,關於殘留溶劑量,DMAc為17 ppm。
(比較合成例1) 利用與合成例2相同之方式獲得聚醯亞胺A溶液。 將所獲得之聚醯亞胺A溶液(346.4 g)移至5 L之可分離式燒瓶中,添加乙酸正丁酯(以下稱為乙酸丁酯)(235.3 g)並攪拌直至變得均勻。其次,緩慢添加甲醇(523.5 g),獲得略微可見渾濁之溶液。於可見渾濁之溶液中一次添加甲醇(1.221 kg),獲得白色漿料。過濾上述漿料,利用甲醇洗淨5次,獲得聚醯亞胺CA1(65.8 g)。 聚醯亞胺CA1之平均粒徑為230 μm。 確認聚醯亞胺CA1之殘留溶劑量,結果殘留溶劑之種類僅為DMAc,關於殘留溶劑量,DMAc為2500 ppm。
(合成例3〜4、比較合成例2〜3) 利用與合成例2相同之方式獲得聚醯亞胺A溶液。 於所獲得之聚醯亞胺A溶液中添加乙酸丁酯(406 g)並攪拌直至變得均勻,其次,緩慢地添加第三丁醇(3000 g)獲得白色漿料。過濾上述漿料,將漿料於裝有IPA(130 g)之燒杯中洗淨,其後進行過濾,將該步驟僅重複進行表3所示之次數,除此以外,利用與合成例1相同之方式獲得聚醯亞胺A2及A3、以及聚醯亞胺CA2及CA3。 聚醯亞胺A2之平均粒徑為240 μm,關於殘留溶劑量,DMAc為50 ppm。 聚醯亞胺A3之平均粒徑為230 μm、關於殘留溶劑量,DMAc為95 ppm。 聚醯亞胺CA2之平均粒徑為250 μm,關於殘留溶劑量,DMAc為220 ppm。 聚醯亞胺CA3之平均粒徑為240 μm,關於殘留溶劑量,DMAc為2500 ppm。
(實施例1〜4、比較例1〜2) 使用合成例2之聚醯亞胺A1進行下述(C1)〜(C3)之程序,藉此分別製作表1中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 (C1)以聚醯亞胺A1之固形物成分濃度成為17質量%之方式向聚醯亞胺A1中添加二氯甲烷,製作固形物成分17質量%之聚醯亞胺A1二氯甲烷溶液。聚醯亞胺A1二氯甲烷溶液(固形物成分17質量%)於25℃之黏度為4600 cps。 (C2)於片狀之支持體(厚度100 μm,SUS304,日新製鋼股份有限公司製造,SUS304 CSP-H-TA)以於下述循環烘箱中乾燥後之膜厚成為表1所示之膜厚之方式塗佈聚醯亞胺A1二氯甲烷溶液(固形物成分濃度17質量%),進行自然乾燥後,將聚醯亞胺樹脂塗膜剝離。 (C3)將剝離之聚醯亞胺樹脂塗膜切成150 mm×200 mm之大小。使用2塊金屬框(外尺寸150 mm×200 mm、內尺寸130 mm×180 mm)夾持所切出之聚醯亞胺樹脂塗膜,利用固定治具將金屬框與聚醯亞胺樹脂塗膜固定。將所固定之聚醯亞胺樹脂塗膜於循環烘箱中以表1所示之加熱溫度(℃)及時間(分鐘)進行乾燥,而製作聚醯亞胺膜。 將所獲得之聚醯亞胺膜之評價結果示於表1。
(實施例5〜6、比較例3〜5) 使用合成例1之聚醯亞胺前驅物A溶液,進行下述(H1)〜(H2)之程序,藉此分別製作表1中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 (H1)將合成例1之聚醯亞胺前驅物A溶液(固形物成分濃度25質量%)以於下述氮氣氣流下加熱後之膜厚成為表1所示之膜厚之方式塗佈於片狀之支持體(厚度100 μm,SUS304,日新製鋼股份有限公司製造,SUS304 CSP-H-TA),將支持體及所塗佈之聚醯亞胺前驅物A溶液於循環烘箱中在40℃乾燥60分鐘,其後,於120℃乾燥15分鐘,而形成聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜,其後將聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜剝離。 (H2)將剝離之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜切成150 mm×200 mm之大小。使用2塊金屬框(外尺寸150 mm×200 mm、內尺寸130 mm×180 mm)夾持所切出之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜,利用固定治具將金屬框與聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜固定。將所固定之聚醯亞胺前驅物樹脂塗膜於烘箱中在氮氣氣流下(氧濃度100 ppm以下)以升溫速度10℃/分鐘升溫至表1所示之加熱溫度(℃),於該溫度下加熱表1所示之時間(分鐘),形成聚醯亞胺膜。
[表1] *1:沸點未達100℃ *2:沸點為100℃以上 二氯甲烷:沸點40℃ DMAc(二甲基乙醯胺):沸點165.5℃
(比較例6) 將比較合成例1之聚醯亞胺CA1溶解於乙酸丁酯與PGMEA之混合溶劑(8:2,體積比)中,製作固形物成分25質量%之聚醯亞胺CA1溶液。聚醯亞胺CA1溶液(固形物成分25重量%)於25℃之黏度為40000 cps。 使用以上述方式獲得之聚醯亞胺CA1溶液,進行下述(iv)〜(vi)之程序,藉此製作厚度50 μm之聚醯亞胺膜。 (iv)將聚醯亞胺CA1溶液塗佈於玻璃上,於120℃之循環烘箱中乾燥10分鐘。 (v)於氮氣氣流下(氧濃度100 ppm以下)以升溫速度10℃/分鐘升溫至250℃,於250℃保持1小時後冷卻至室溫。 (vi)自玻璃剝離,獲得聚醯亞胺膜。
(比較例7) 使用合成例1之聚醯亞胺前驅物A溶液,進行下述(i)〜(iii)之程序,藉此分別製作表2中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 (i)將聚醯亞胺前驅物A溶液塗佈於玻璃上,於120℃之循環烘箱中乾燥10分鐘。 (ii)於氮氣氣流下(氧濃度100 ppm以下)以升溫速度10℃/分鐘升溫至300℃,於300℃保持60分鐘後,冷卻至室溫。 (iii)自玻璃剝離,獲得各聚醯亞胺膜。
[表2] *2:沸點為100℃以上 DMAc(二甲基乙醯胺):沸點165.5℃ 乙酸丁酯:沸點126℃ PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯):沸點145℃
(實施例7〜8、比較例8〜9) 於實施例1中,分別使用合成例3〜4之聚醯亞胺A2、A3、比較合成例2〜3之聚醯亞胺CA2、CA3,代替使用合成例2之聚醯亞胺A1,除此以外利用與實施例1相同之方式分別獲得表3中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 將所獲得之聚醯亞胺膜之評價結果示於表3。
[表3]
(實施例9〜11) 使用合成例2之聚醯亞胺A1,進行下述(C1')〜(C3')之程序,藉此分別製作表4中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 (C1')以聚醯亞胺A1之固形物成分濃度成為17質量%之方式向聚醯亞胺A1中添加乙酸乙酯(沸點77℃),製作固形物成分17質量%之聚醯亞胺A1乙酸乙酯溶液。聚醯亞胺A1乙酸乙酯溶液(固形物成分17質量%)於25℃之黏度為4800 cps。 (C2')於片狀之支持體(厚度100 μm,SUS304,日新製鋼股份有限公司製造,SUS304 CSP-H-TA)以於下述循環烘箱中乾燥後之膜厚成為表4所示之膜厚之方式塗佈聚醯亞胺A1乙酸乙酯溶液(固形物成分17質量%),進行自然乾燥後,將聚醯亞胺樹脂塗膜剝離。 (C3')將剝離之聚醯亞胺樹脂塗膜切成150 mm×200 mm之大小。使用2塊金屬框(外尺寸150 mm×200 mm、內尺寸130 mm×180 mm)夾持所切出之聚醯亞胺樹脂塗膜,利用固定治具將金屬框與聚醯亞胺樹脂塗膜固定。將所固定之聚醯亞胺樹脂塗膜於循環烘箱中以表4所示之加熱溫度(℃)及時間(分鐘)進行乾燥,而製作聚醯亞胺膜。 將所獲得之聚醯亞胺膜之評價結果示於表4。
(實施例12〜14、比較例10) 使用合成例2之聚醯亞胺A1,進行下述(C1'')〜(C3'')之程序,分別製作表4中記載之厚度之聚醯亞胺膜。(C1'')以聚醯亞胺A1之固形物成分濃度成為17質量%之方式向聚醯亞胺A1中添加乙酸丁酯(沸點126℃),製作固形物成分17質量%之聚醯亞胺A1乙酸丁酯溶液。聚醯亞胺A1乙酸丁酯溶液(固形物成分17質量%)於25℃之黏度為5000 cps。 (C2'')於片狀之支持體(厚度100 μm,SUS304,日新製鋼股份有限公司製造,SUS304 CSP-H-TA)以於下述循環烘箱中乾燥後之膜厚成為表4所示之膜厚之方式塗佈聚醯亞胺A1乙酸丁酯溶液(固形物成分17質量%),進行自然乾燥後,將聚醯亞胺樹脂塗膜剝離。 (C3'')將剝離之聚醯亞胺樹脂塗膜切成150 mm×200 mm之大小。使用2塊金屬框(外尺寸150 mm×200 mm、內尺寸130 mm×180 mm)夾持所切出之聚醯亞胺樹脂塗膜,利用固定治具將金屬框與聚醯亞胺樹脂塗膜固定。將所固定之聚醯亞胺樹脂塗膜於循環烘箱中以表4所示之加熱溫度(℃)及時間(分鐘)進行乾燥,而製作聚醯亞胺膜。 將所獲得之聚醯亞胺膜之評價結果示於表4。
[表4] *1:沸點未達100℃ *2:沸點為100℃以上 乙酸乙酯:沸點77℃ 乙酸丁酯:沸點126℃ DMAc(二甲基乙醯胺):沸點165.5℃
(合成例5〜10) 將合成例1之聚醯亞胺前驅物A之合成所使用之TFMB與AprTMOS之莫耳比(TFMB:AprTMOS)自95:5變更為表5所示,除此以外,利用與合成例1相同之方式分別獲得聚醯亞胺前驅物A4〜A9溶液。 於合成例2之聚醯亞胺之合成中,分別使用聚醯亞胺前驅物A4〜A9溶液代替聚醯亞胺前驅物A溶液,除此以外,利用與合成例2相同之方式分別獲得聚醯亞胺A4〜A9(聚醯亞胺材料、聚醯亞胺粉體)。 將對各聚醯亞胺A4〜A9藉由GPC測得之重量平均分子量、殘留溶劑(DMAc)量示於表5。
[表5]
(實施例15〜20) 於實施例1中,分別使用合成例5〜10中所獲得之聚醯亞胺A4〜A9代替使用聚醯亞胺A1,除此以外,進行與實施例1相同之程序,藉此分別製作表6中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 將所獲得之聚醯亞胺膜之評價結果示於表6。
[表6]
(合成例11〜17) 於合成例1之聚醯亞胺前驅物A之合成中,代替用作不含Si之二胺之TFMB,使用與TFMB等莫耳量之表7所示之二胺1,除以此方式進行變更以外,利用與合成例1相同之方式分別獲得聚醯亞胺前驅物A10〜A16溶液。 於合成例2之聚醯亞胺之合成中,分別使用聚醯亞胺前驅物A10〜A16溶液代替聚醯亞胺前驅物A溶液,除此以外,利用與合成例2相同之方式分別獲得聚醯亞胺A10〜A16(聚醯亞胺材料、聚醯亞胺粉體)。 將對各聚醯亞胺A10〜A16藉由GPC測得之重量平均分子量、殘留溶劑(DMAc)量示於表7。
[表7]
(實施例21〜27) 於實施例1中,分別使用合成例11〜17中所獲得之聚醯亞胺A10〜A16代替使用聚醯亞胺A1,除此以外,進行與實施例1相同之程序,藉此分別製作表8中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 將所獲得之聚醯亞胺膜之評價結果示於表8。
[表8]
(合成例18) 於合成例1之聚醯亞胺前驅物A之合成中,代替用作酸二酐之6FDA之一半,使用與6FDA等莫耳量之焦蜜石酸二酐,除以此方式進行變更以外,利用與合成例1相同之方式合成聚醯亞胺前驅物A17溶液(固形物成分25質量%)。 聚醯亞胺前驅物A17所使用之TFMB與AprTMOS之莫耳比(TFMB:AprTMOS)為95:5。 於合成例2之聚醯亞胺之合成中,使用聚醯亞胺前驅物A17溶液代替聚醯亞胺前驅物A溶液,除此以外,利用與合成例2相同之方式分別獲得聚醯亞胺A17(聚醯亞胺材料、聚醯亞胺粉體)。 藉由GPC所測得之聚醯亞胺A17之重量平均分子量為176000。 確認聚醯亞胺A17之殘留溶劑量,結果殘留溶劑之種類僅為DMAc,關於殘留溶劑量,DMAc為22 ppm。
(合成例19) 於合成例1之聚醯亞胺前驅物A之合成中,代替用作酸二酐之6FDA,使用與6FDA等莫耳量之4,4'-氧二鄰苯二甲酸酐除以此方式進行變更以外,利用與合成例1相同之方式獲得聚醯亞胺前驅物A18溶液。聚醯亞胺前驅物A18所使用之TFMB與AprTMOS之莫耳比(TFMB:AprTMOS)為95:5。 於合成例2之聚醯亞胺之合成中,使用聚醯亞胺前驅物A18溶液代替聚醯亞胺前驅物A溶液,除此以外,利用與合成例2相同之方式分別獲得聚醯亞胺A18(聚醯亞胺材料、聚醯亞胺粉體)。 藉由GPC所測得之聚醯亞胺A18之重量平均分子量為178000。 確認聚醯亞胺A18之殘留溶劑量,結果殘留溶劑之種類僅為DMAc,關於殘留溶劑量,DMAc為20 ppm。
(實施例28〜29) 於實施例1中,分別使用合成例18〜19所獲得之聚醯亞胺A17〜A18以代替使用聚醯亞胺A1,除此以外,進行與實施例1相同之程序,藉此分別製作表8中記載之厚度之聚醯亞胺膜。 將所獲得之聚醯亞胺膜之評價結果示於表9。
[表9]
(實施例30〜58:積層體之製造) 於新戊四醇三丙烯酸酯之40質量%甲基異丁基酮溶液中添加相對於新戊四醇三丙烯酸酯100質量份為10質量份之1-羥基環己基苯基酮(BASF製造,Irgacure 184),製備硬塗層用樹脂組成物。 於實施例1〜29之各聚醯亞胺膜上塗佈上述硬塗層用樹脂組成物,於氮氣氣流下以200 mJ/cm2 之曝光量照射紫外線而使之硬化,形成10 μm膜厚之硬化膜,而製造積層體。 由於在聚醯亞胺膜中含有矽原子,故而與硬塗層之密接性亦良好。
1‧‧‧試片 2‧‧‧金屬片 3a、3b‧‧‧玻璃板 4‧‧‧第一透明電極 4a、4b‧‧‧虛設試片 5‧‧‧第二透明電極 6‧‧‧接著層 7‧‧‧第一引出線 8‧‧‧第二引出線 10、10'、10''‧‧‧積層體 20、20'‧‧‧觸控面板構件 21‧‧‧端緣 22‧‧‧有效區域 23‧‧‧無效區域 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 201‧‧‧第一導電性構件 202‧‧‧第二導電性構件 300、400‧‧‧有機電致發光顯示裝置
圖1係用以說明靜態彎曲試驗之方法之圖。 圖2係本發明之觸控面板構件之一例之一面之概略俯視圖。 圖3係圖2所示之觸控面板構件之另一面之概略俯視圖。 圖4係圖2及圖3所示之觸控面板構件之A-A'剖視圖。 圖5係表示具備本發明之積層體之導電性構件之一例之概略俯視圖。 圖6係表示具備本發明之積層體之導電性構件之另一例之概略俯視圖。 圖7係表示本發明之觸控面板構件之另一例之概略剖視圖。 圖8係表示本發明之液晶顯示裝置之一例之概略剖視圖。 圖9係表示本發明之液晶顯示裝置之另一例之概略剖視圖。 圖10係表示本發明之有機電致發光顯示裝置之一例之概略剖視圖。 圖11係表示本發明之有機電致發光顯示裝置之另一例之概略剖視圖。
4‧‧‧第一透明電極
7‧‧‧第一引出線
10‧‧‧積層體
20‧‧‧觸控面板構件
21‧‧‧端緣
22‧‧‧有效區域
23‧‧‧無效區域
24‧‧‧連接部
41‧‧‧第一導電部
71‧‧‧第一端子

Claims (13)

  1. 一種聚醯亞胺膜,其含有具有下述通式(1)所表示之結構之聚醯亞胺,作為膜內之殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃之有機溶劑之含量為2000ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100ppm以下,依據JIS K7361-1測得之全光線穿透率為85%以上;
    Figure 108122085-A0305-02-0098-1
    (通式(1)中,R1表示作為具有芳香族環或脂肪族環之四羧酸殘基之四價基,R2表示作為二胺殘基之二價基,R2總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有矽原子之二胺殘基,50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基;n表示重複單位數)。
  2. 如請求項1所述之聚醯亞胺膜,其中,對15mm×40mm之試片依據JIS K7127將拉伸速度設為10mm/分鐘、夾頭間距離設為20mm所測得之於25℃之拉伸彈性模數為1.8GPa以上。
  3. 如請求項1或2所述之聚醯亞胺膜,其中,用依據JIS K7373-2006所算出之黃度除以膜厚(μm)所得之值為0.10以下。
  4. 如請求項1或2所述之聚醯亞胺膜,其中,上述通式(1)中之R1係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所組成之群中之至少一種之四價基。
  5. 如請求項1或2所述之聚醯亞胺膜,其中,上述通式(1)中之R2中之上述不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基係選自由反式環己二胺殘基、反式-1,4-雙亞甲基環己二胺殘基、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、及下述通式(2)所表示之二價基所組成之群中之至少一種之二價基;
    Figure 108122085-A0305-02-0099-3
    (通式(2)中,R3及R4分別獨立表示氫原子、烷基、或全氟烷基)。
  6. 如請求項1或2所述之聚醯亞胺膜,其中,上述通式(1)中,R2表示作為選自由不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基、及於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基之至少一種之二價基,R2總量之2.5莫耳%以上且50莫耳%以下為於主鏈具有1個或2個矽原子之二胺殘基,50莫耳%以上且97.5莫耳%以下為不具有矽原子且具有芳香族環或脂肪族環之二胺殘基。
  7. 一種聚醯亞胺材料,其係請求項1至6中任一項所述之聚醯亞胺膜製造用聚醯亞胺材料,且具有上述通式(1)所表示之結構,作為殘留溶劑,1氣壓之沸點未達100℃ 之有機溶劑之含量為2000ppm以下,並且1氣壓之沸點為100℃以上之有機溶劑之含量為100ppm以下。
  8. 一種積層體,其具有請求項1至6中任一項所述之聚醯亞胺膜、及含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物之硬塗層。
  9. 一種顯示器用構件,其為請求項1至6中任一項所述之聚醯亞胺膜,或具有該聚醯亞胺膜、及含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物之硬塗層之積層體。
  10. 如請求項9所述之顯示器用構件,其為可撓性顯示器用。
  11. 一種觸控面板構件,其具有:請求項1至6中任一項所述之聚醯亞胺膜、或積層體,上述積層體具有該聚醯亞胺膜及含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物的硬塗層;透明電極,其配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且由複數個導電部構成;及複數條引出線,其於上述導電部之端部之至少一側電性連接。
  12. 一種液晶顯示裝置,其具有:請求項1至6中任一項所述之聚醯亞胺膜、或積層體,該積層體具有該聚醯亞胺膜及含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物的硬塗層;及液晶顯示部,該液晶顯示部配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且於對向基板間具有液晶層而成。
  13. 一種有機電致發光顯示裝置,其具有:請求項1至6中任一項所述之聚醯亞胺膜、或積層體,該積層體具有該聚醯亞胺膜及含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少一種聚合物的硬塗層;及有機電致發光顯示部,該有機電致發光顯示部配置於上述聚醯亞胺膜或上述積層體之一面側,且於對向基板間具有有機電致發光層而成。
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