JP7220025B2 - ポリイミドまたはポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むフィルム、該フィルムを含む表示装置、および該フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)下記化学式1で表される構造単位を含むポリイミド;または
(2)下記化学式1で表される構造単位および下記化学式2で表される構造単位を含むポリ(アミド-イミド)コポリマーを含んでもよい:
Dは、置換もしくは非置換の4価の炭素数6~24の脂環式基、置換もしくは非置換の4価の炭素数6~24の芳香族環基、または置換もしくは非置換の4価の炭素数4~24のヘテロ芳香族環基であり、前記脂環式基、前記芳香族環基、または前記ヘテロ芳香族環基は、単環、縮合環(2個以上の環が互いに縮合して形成されたものを指し、以下同様)、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-により連結されてなるものであり、
Eは、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の脂環式基、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の芳香族環基、または置換もしくは非置換の2価の炭素数4~24のヘテロ芳香族環基であり、前記脂環式基、芳香族環基、またはヘテロ芳香族環基は、単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、フルオレニレン基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-により連結されてなるものであり、
*は、隣接した原子に連結される部分であり、
前記化学式2中、
AおよびBは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の脂環式基、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の芳香族環基、または置換もしくは非置換の2価の炭素数4~24のヘテロ芳香族環基であり、前記脂環式基、芳香族環基、またはヘテロ芳香族環基は単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、フルオレニレン基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-により連結されてなるものであり、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
それぞれの残基は、置換もしくは非置換のものであってもよく、
Lは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-であり、
*は、隣接した原子に連結される部分であり、
Z1およびZ2は、それぞれ独立して、-N=または-C(R100)=であって、この際、R100は、水素原子または炭素数1~5のアルキル基であり、Z1およびZ2は、同時に-C(R100)=ではなく、
Z3は、-O-、-S-、または-N(R101)-であり、この際、R101は、水素原子または炭素数1~5のアルキル基である。
それぞれの残基は、置換もしくは非置換のものであってもよく、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
R6およびR7は、それぞれ独立して、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-COCH3、および-CO2C2H5からなる群から選択される電子吸引基であり、
R8およびR9は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基(-OR204、ここでR204は炭素数1~10の脂肪族有機基である)、シリル基(-SiR205R206R207、ここでR205、R206およびR207は、それぞれ独立して、水素原子、もしくは炭素数1~10の脂肪族有機基である)、置換もしくは非置換の炭素数1~10の脂肪族有機基、または炭素数6~20の芳香族有機基であり、
n3は、1~4の整数であり、n5は、0~3の整数であり、n3+n5は、4以下の整数であり、
n4は、1~4の整数であり、n6は、0~3の整数であり、n4+n6は、4以下の整数であり、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
R18~R29は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素数1~10の脂肪族有機基、または置換もしくは非置換の炭素数6~20の芳香族有機基であり、
n11およびn14~n20は、それぞれ独立して、0~4の整数であり、
n12およびn13は、それぞれ独立して、0~3の整数であり、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
それぞれの残基は、置換もしくは非置換のものであってもよく、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
走行する支持体上に前記キャスティングドープをキャスティングしてキャスティングフィルムを形成する工程と、
前記キャスティングフィルム上に熱および乾燥風を提供して前記キャスティングフィルムを乾燥し、乾燥済フィルムを形成する工程と、
前記乾燥済フィルムを、前記支持体から剥離する工程と、を含み、
前記乾燥済フィルムを形成する工程は、前記支持体が走行する方向にキャスティングダイの下流に配置される3つ以上の乾燥ゾーンで行われ、
前記3つ以上の乾燥ゾーンは、それぞれ前記支持体の幅方向に延長されたノズルを備える乾燥装置を含み、前記それぞれの乾燥装置は、前記ノズルから前記キャスティングフィルム上に熱および乾燥風を提供し、
前記3つ以上の乾燥ゾーンのうちの前記キャスティングダイの直ぐ下流に位置する第1乾燥ゾーンおよび前記第1乾燥ゾーンの直ぐ下流に位置する第2乾燥ゾーンの少なくとも一方で提供する熱の温度が、前記3つ以上の乾燥ゾーンの中で最も高い、ポリイミドまたはポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むフィルムの製造方法に関するものである。
Dは、置換もしくは非置換の4価の炭素数6~24の脂環式基、置換もしくは非置換の4価の炭素数6~24の芳香族環基、または置換もしくは非置換の4価の炭素数4~24のヘテロ芳香族環基であり、前記脂環式基、前記芳香族環基、または前記ヘテロ芳香族環基は、単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-により連結されてなるものであり、
Eは、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の脂環式基、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の芳香族環基、または置換もしくは非置換の2価の炭素数4~24のヘテロ芳香族環基であり、前記脂環式基、芳香族環基、またはヘテロ芳香族環基は、単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、フルオレニレン基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-により連結されてなるものであり、
*は、隣接した原子に連結される部分であり、
前記化学式2中、
AおよびBは、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の脂環式基、置換もしくは非置換の2価の炭素数6~24の芳香族環基、または置換もしくは非置換の2価の炭素数4~24のヘテロ芳香族環基であり、前記脂環式基、芳香族環基、またはヘテロ芳香族環基は、単環、縮合環、または2個以上の前記単環もしくは縮合環が単結合、フルオレニレン基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-により連結されてなるものであり、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
それぞれの残基は置換もしくは非置換のものであってよく、
Lは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(ここで、1≦p≦10)、-(CF2)q-(ここで、1≦q≦10)、-C(CnH2n+1)2-、-C(CnF2n+1)2-、-(CH2)p-C(CnH2n+1)2-(CH2)q-、または-(CH2)p-C(CnF2n+1)2-(CH2)q-(ここで、1≦n≦10、1≦p≦10、および1≦q≦10)、-C(CF3)(C6H5)-、または-C(=O)NH-であり、
*は、隣接した原子に連結される部分であり、
Z1およびZ2は、それぞれ独立して、-N=または-C(R100)=であって、この際、R100は、水素原子または炭素数1~5のアルキル基であり、Z1およびZ2は、同時に-C(R100)=ではなく、
Z3は、-O-、-S-、または-N(R101)-であり、この際、R101は水素原子または炭素数1~5のアルキル基である。
それぞれの残基は置換もしくは非置換のものであってよく、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
R6およびR7は、それぞれ独立して-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-F、-Cl、-Br、-I、-NO2、-CN、-COCH3、および-CO2C2H5からなる群から選択される電子吸引基であり、
R8およびR9は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基(-OR204、ここでR204は炭素数1~10の脂肪族有機基である)、シリル基(-SiR205R206R207、ここでR205、R206およびR207は、それぞれ独立して、水素原子、もしくは炭素数1~10の脂肪族有機基である)、置換もしくは非置換の炭素数1~10の脂肪族有機基、または炭素数6~20の芳香族有機基であり、
n3は、1~4の整数であり、n5は、0~3の整数であり、n3+n5は、4以下の整数であり、
n4は、1~4の整数であり、n6は、0~3の整数であり、n4+n6は、4以下の整数であり、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
R18~R29は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素数1~10の脂肪族有機基、または置換もしくは非置換の炭素数6~20の芳香族有機基であり、
n11およびn14~n20は、それぞれ独立して、0~4の整数であり、
n12およびn13は、それぞれ独立して、0~3の整数であり、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
それぞれの残基は置換もしくは非置換のものであってよく、
*は、隣接した原子に連結される部分である。
走行する支持体上に前記キャスティングドープをキャスティングしてキャスティングフィルムを形成する工程と、前記キャスティングフィルム上に熱および乾燥風を提供して前記キャスティングフィルムを乾燥し、乾燥済フィルムを形成する工程と、前記乾燥済フィルムを前記支持体から剥離する工程と、を含み、
前記乾燥済フィルムを形成する工程は、前記支持体が走行する方向に前記キャスティングダイの下流に配置される3つ以上の乾燥ゾーンで行われ、前記3つ以上の乾燥ゾーンは、それぞれ前記支持体の幅方向に延長されたノズルを備える乾燥装置を含み、前記それぞれの乾燥装置は、前記ノズルから前記キャスティングフィルム上に熱および乾燥風を提供し、
前記3つ以上の乾燥ゾーンのうちの前記キャスティングダイの直ぐ下流に位置する第1乾燥ゾーンおよび前記第1乾燥ゾーンの直ぐ下流に位置する第2乾燥ゾーンの少なくとも一方で提供する熱の温度が前記3つ以上の乾燥ゾーンの中で最も高い、ポリイミドまたはポリ(アミド-イミド)コポリマーフィルムの製造方法を提供する。
(合成例1:ポリ(アミド-イミド)コポリマーの製造)
窒素雰囲気下で、反応器に63kgのジメチルアセトアミドを入れ、ピリジン 907gを投入した。前記反応器に2、2’-ビストリフルオロメチル-4、4’-ビフェニルジアミン(TFDB)3671gを入れて溶解させ、TFDB溶液を調製した。前記TFDB溶液にテレフタロイルクロライド(TPCL)1164gを添加し、30℃で3時間攪拌してアミドオリゴマー溶液を得た。得られた溶液は、水を用いて沈澱を生じさせた後、80℃で48時間乾燥して、アミドオリゴマー粉末を得た。得られたアミドオリゴマー粉末 4500gと、4、4’ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物(6FDA)1375gと、3、3’、4、4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)775gとを、ジメチルアセトアミド 37.6kgに添加し、30℃で48時間反応を行い、ポリ(アミド-アミック酸)コポリマー溶液を得た。
合成例1で製造したポリ(アミド-イミド)コポリマーを含む溶液(キャスティングドープ)を用いて、実施例1~4および比較例1~5のポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むフィルムを製造した。
(1)外観品質に関する定性評価
暗室でキセノンランプ(35W、3400lm(ルーメン:lumen))、フィルムサンプル、および白いスクリーンを一直線上に配列させた。キセノンランプをフィルムサンプルに投影して、後部に位置した白いスクリーンに映る像を観察した。
ガラス板の上に粘着フィルム(PSA:pressure sensitive adhesive)を積層した後、その上にフィルムサンプルを取り付けた。フィルムサンプルを取り付けたガラス板をステージ(stage)に載せた後、3D光学顕微鏡(White light interferometer、Bruker社製)を用いて、フィルムの表面を観察した。
Claims (13)
- 走行する支持体上にポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むキャスティングドープをキャスティングしてキャスティングフィルムを形成する工程と、
前記キャスティングフィルム上に熱および乾燥風を提供して前記キャスティングフィルムを乾燥し、乾燥済フィルムを形成する工程と、
前記乾燥済フィルムを、前記支持体から剥離する工程と、
を含む、製造方法により製造されるポリ(アミド-イミド)コポリマーを含む、フィルムであって、
前記フィルムは、下記方法により測定される表面粗さ曲線の振幅が270nm以下であり、かつ前記表面粗さ曲線の波長は3ミリメートル以上であり、
前記ポリ(アミド-イミド)コポリマーは、下記化学式6~8で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも1種の構造単位と下記化学式9で表される構造単位および下記化学式10で表される構造単位の少なくとも一方とを含む、フィルム:
前記化学式6~10中、*は、隣接した原子に連結される部分である:
<表面粗さ曲線の振幅の測定方法>
縦23.4mm、横13.5mmのフィルムを用い、5mm×5mmの大きさを有する15個の領域について、3次元光学顕微鏡のステッチング機能を用いて表面粗さ曲線の振幅の最大値を測定し、その平均値を表面粗さ曲線の振幅とする。 - 前記表面粗さ曲線の振幅が235nm以下である、請求項1に記載のフィルム。
- 前記表面粗さ曲線の振幅が200nm以下である、請求項1または2に記載のフィルム。
- 前記表面粗さ曲線の振幅が160nm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記フィルムの屈折率は1.55~1.75である、請求項1~4のいずれか1項に記載のフィルム。
- 上記化学式7で表される構造単位の含有量は、前記ポリ(アミド-イミド)コポリマーの構造単位の全モル数に対して30モル%~80モル%の範囲であり、上記化学式9で表される構造単位および上記化学式10で表される構造単位の少なくとも一方の含有量は、前記ポリ(アミド-イミド)コポリマーの構造単位の全モル数に対して20モル%~70モル%の範囲である、請求項6に記載のフィルム。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載のフィルムを含む表示装置。
- ポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むキャスティングドープからポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むフィルムを製造するポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むフィルムの製造方法であって、
走行する支持体上に前記キャスティングドープをキャスティングしてキャスティングフィルムを形成する工程と、
前記キャスティングフィルム上に熱および乾燥風を提供して前記キャスティングフィルムを乾燥し、乾燥済フィルムを形成する工程と、
前記乾燥済フィルムを、前記支持体から剥離する工程と、を含み、
前記乾燥済フィルムを形成する工程は、前記支持体が走行する方向にキャスティングダイの下流に配置される3つ以上の乾燥ゾーンで行われ、
前記3つ以上の乾燥ゾーンは、それぞれ前記支持体の幅方向に延長されたノズルを備える乾燥装置を含み、前記それぞれの乾燥装置は、前記ノズルから前記キャスティングフィルム上に熱および乾燥風を提供し、
前記3つ以上の乾燥ゾーンのうちの前記キャスティングダイの直ぐ下流に位置する第1乾燥ゾーンおよび前記第1乾燥ゾーンの直ぐ下流に位置する第2乾燥ゾーンの少なくとも一方で提供する熱の温度が、前記3つ以上の乾燥ゾーンの中で最も高く、
前記ポリ(アミド-イミド)コポリマーは、下記化学式6~8で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも1種の構造単位と下記化学式9で表される構造単位および下記化学式10で表される構造単位の少なくとも一方とを含む、ポリ(アミド-イミド)コポリマーを含むフィルムの製造方法:
前記化学式6~10中、*は、隣接した原子に連結される部分である。 - 前記第1乾燥ゾーンおよび前記第2乾燥ゾーンの少なくとも一方で提供する乾燥風の風量が、前記3つ以上の乾燥ゾーンで提供する乾燥風の風量と同一であるかまたはより高い、請求項9に記載のフィルムの製造方法。
- 前記支持体はステンレススチールベルトまたはポリイミドフィルムからなる、請求項9または10に記載のフィルムの製造方法。
- 前記3つ以上の乾燥ゾーンに含まれている乾燥装置は、前記支持体の上方または下方に配置されている、請求項9~11のいずれか1項に記載のフィルムの製造方法。
- 前記3つ以上の乾燥ゾーンの温度は、それぞれ独立して50℃~200℃であり、前記3つ以上の乾燥ゾーンの乾燥風の風量は、それぞれ独立して、前記ノズルを5Hz~60Hzに調整して提供される、請求項9~12のいずれか1項に記載のフィルムの製造方法。
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