TW201739838A - 可撓性元件基板形成用組成物 - Google Patents
可撓性元件基板形成用組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201739838A TW201739838A TW106100500A TW106100500A TW201739838A TW 201739838 A TW201739838 A TW 201739838A TW 106100500 A TW106100500 A TW 106100500A TW 106100500 A TW106100500 A TW 106100500A TW 201739838 A TW201739838 A TW 201739838A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- forming
- composition
- flexible element
- element substrate
- mass
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1003—Preparatory processes
- C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
- C08G73/101—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents
- C08G73/1014—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines containing chain terminating or branching agents in the form of (mono)anhydrid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1039—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors comprising halogen-containing substituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0025—Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
- H05K1/032—Organic insulating material consisting of one material
- H05K1/0346—Organic insulating material consisting of one material containing N
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
- H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
- H05K1/0373—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Abstract
本發明的課題為提供一種亦具有耐熱性優異,且遲延(Retardation)低之特徵的樹脂薄膜,尤其是給予適合作為可撓性元件之基板的樹脂薄膜,給予吸收可適用雷射剝離法的特定波長光線之樹脂薄膜的可撓性元件基板形成用組成物作為目的。本發明的解決手段為一種可撓性元件基板形成用組成物及由該可撓性元件基板形成用組成物所形成之樹脂薄膜,該可撓性元件基板形成用組成物係包含:聚醯亞胺、粒子徑為3nm~200nm之二氧化鈦粒子、從藉由氮吸著法所測定之比表面積值所算出之平均粒子徑為100nm以下之二氧化矽粒子及有機溶劑。
Description
本發明係關於可撓性元件基板形成用組成物,更具體而言,尤其是關於在來自載體基材之基板的剝離步驟,使用雷射剝離法,可適合使用在可撓性顯示器等之可撓性元件基板的形成之組成物。
近年來伴隨液晶顯示器或有機電致發光顯示器等之電子的急速進步,已變成要求元件之薄型化或輕量化,進而要求可撓性化。
此等之元件中,於玻璃基板上雖形成各式各樣的電子元件,例如形成薄膜晶體管或透明電極等,但藉由將此玻璃材料替代成柔軟且輕量之樹脂材料,實現元件本身之薄型化或輕量化、可撓性化。
這種情況之下,作為玻璃之代替材料,聚醯亞胺正引起關注。而且適用於該用途之聚醯亞胺,不僅柔軟性,多數情況下被要求與玻璃相同之透明性。為了實現此等之特性,報告有於原料使用脂環式二胺成分或脂環式酐成分所
得之半脂環式聚醯亞胺或全脂環式聚醯亞胺(例如參照專利文獻1~3)。
另一方面,在可撓性顯示器之製造,目前為止,報告有使用已被使用在高亮度LED或三次元半導體封裝等之製造的雷射剝離法(LLO法),可從玻璃載體適當剝離聚合物基板(例如非專利文獻1)。
在可撓性顯示器之製造,於玻璃載體上設置由聚醯亞胺等所構成之聚合物基板,其次於該基板之上形成包含電極等之電路等,最終必須與此電路等一起將基板從玻璃載體剝離。在此剝離步驟中採用LLO法,亦即,從與形成電路等的面相反的面,將波長308nm之光線照射在玻璃載體時,該波長之光線透過玻璃載體,僅玻璃載體附近之聚合物(聚醯亞胺)吸收此光線而蒸發(昇華)。其結果,報告有成為決定顯示器的性能,不會對基板上所設置之電路等帶來影響,可選擇性實行來自玻璃載體之基板的剝離。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-147599號公報
[專利文獻2]日本特開2014-114429號公報
[專利文獻3]國際公開第2015/152178號
[非專利文獻]
[非專利文獻1]Journal of Information Display, 2014, Vol 15, No.1, p.p.1-4
LLO法為了上述之製程上的優位性,在可撓性顯示器之製造中,提高作為極為優位之基板剝離法之採用的可能性。而且伴隨可撓性顯示器之實用化,進而增加對量產化之現實,亦提高對可適用LLO法之可撓性顯示器用之聚合物基板的要求。
在可撓性顯示器之製造,為了使LLO法的採用變可能,尋求聚合物基板吸收特定波長之光線。惟,目前為止有望作為被提案之可撓性顯示器用基板材料的半脂環式聚醯亞胺或全脂環式聚醯亞胺,為了包含脂環部位,抑制可見光區域之光的吸收,透明性優異的反面,亦抑制紫外光區域之光的吸收,無法充分吸收將LLO法成為可適用之紫外光區域的光線(例如308nm)的情況多。
由於有如此權衡的關係,包含半脂環式聚醯亞胺或全脂環式聚醯亞胺之既存材料無法適用LLO法的情況多。因此,在可撓性顯示器之領域,正尋求抑制可見光區域的吸收,透明性非常優異,同時具有充分吸收LLO法的適用變可能之特定波長(例如308nm)的光線之特徵的基板材料。
本發明係鑑於如此之事情而完成者,為提供
一種給予作為不僅具有耐熱性及柔軟性優異,遲延亦低之特徵的可撓性顯示器基板等之可撓性元件基板的基底薄膜具有優異性能之樹脂薄膜之可撓性元件基板形成用組成物,尤其是除了確保在可見光區域之透明性之外,可形成可充分吸收可適用雷射剝離法之特定波長(308nm)的光線之薄膜之可撓性元件基板形成用組成物作為目的。
本發明者們為了達成上述目的經努力研究的結果,發現藉由於主鏈具有脂環式骨架之聚醯亞胺摻合二氧化鈦粒子與二氧化矽粒子之樹脂薄膜,亦具有耐熱性優異,遲延較低,進而柔軟性優異之特徵、及藉由將該二氧化矽的摻合量定為預定的範圍,可實現耐熱性優異、遲延較低、柔軟性優異,進而透明性亦優異之樹脂薄膜,尤其是藉由特定量摻合該二氧化鈦粒子,可實現邊確保前述透明性並且可充分吸收將LLO法變成可適用之特定波長的光線之樹脂薄膜,可適合使用在可撓性顯示器等之適用於可撓性元件之基板,而完成本發明。
亦即,本發明作為第1觀點,係關於一種可撓性元件基板形成用組成物,其係包含:於主鏈具有脂環式骨架之聚醯亞胺、粒子徑為3nm~200nm之二氧化鈦粒子、從藉由氮吸著法所測定之比表面積值所算出之平均粒子徑為100nm以下之二氧化矽粒子、及
有機溶劑。
作為第2觀點,係關於如第1觀點之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述二氧化鈦粒子相對於前述聚醯亞胺、前述二氧化鈦粒子及前述二氧化矽粒子的合計質量為0.1質量%以上20質量%以下的量。
作為第3觀點,係關於如第1觀點之可撓性元件基板形成用組成物,其係進一步包含交聯劑,該交聯劑由下述化合物所構成:該化合物僅由氫原子、碳原子、氮原子及氧原子所構成,且具有2個以上選自由羥基、環氧基及碳原子數1~5之烷氧基所構成之群組之基,且具有環狀構造。
作為第4觀點,係關於如第3觀點之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述二氧化鈦粒子相對於前述聚醯亞胺、前述二氧化鈦粒子及前述二氧化矽粒子的合計質量為3質量%以上16質量%以下的量。
作為第5觀點,係關於如第1觀點~第4觀點中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述聚醯亞胺係使包含脂環式四羧酸二酐之四羧酸二酐成分與包含含氟芳香族二胺之二胺成分進行反應所得之聚醯胺酸進行醯亞胺化所得之聚醯亞胺。
作為第6觀點,係關於如第5觀點之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述脂環式四羧酸二酐係包含式(C1)表示之四羧酸二酐。
[式中,B1係表示選自由式(X-1)~(X-12)所構成之群組中之4價基。
(式中,複數個R係互相獨立表示氫原子或甲基,*表示鍵結部)]。
作為第7觀點,係關於如第5觀點或請求項6之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述含氟芳香族二胺係包含式(A1)表示之二胺。
【化3】H2N-B2-NH2 (A1)
(式中,B2係表示選自由式(Y-1)~(Y-34)所構成之群組中之2價基)。
(式中,*表示鍵結部)。
作為第8觀點,係關於如第1觀點~第7觀點中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述聚醯亞胺與前述二氧化矽粒子的質量比為7:3~3:7。
作為第9觀點,係關於如第1觀點~第8觀點中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述二氧化矽
粒子的平均粒子徑為60nm以下。
作為第10觀點,係關於如第1觀點~第9觀點中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其係適用雷射剝離法之可撓性元件的基板形成用組成物。
作為第11觀點,係關於一種可撓性元件基板,其係由如第1觀點~第10觀點中任一項之可撓性元件基板形成用組成物所形成。
作為第12觀點,係關於一種可撓性元件基板之製造方法,其係包含:將如第1觀點~第10觀點中任一項之可撓性元件基板形成用組成物塗佈於基材,進行乾燥.加熱形成可撓性元件基板之步驟、藉由雷射剝離法從前述基材使前述可撓性元件基板剝離之剝離步驟。
根據有關本發明之可撓性元件基板形成用組成物,可再現性良好地形成具有較低之線膨脹係數,具有耐熱性優異,高透明性與低之遲延,進而柔軟性優異,尤其是可充分吸收雷射剝離法之適用變可能之特定波長(308nm)的光線之可撓性顯示器等之可撓性元件用之基板。
又,有關本發明之可撓性元件基板,由於顯示可撓性顯示器等之可撓性元件用之基板所要求之各種特性,亦即低線膨脹係數、在可見光區域之高透明性(高光線透過
率、低黃色度)、低遲延,進而柔軟性優異,尤其是可充分吸收特定波長(308nm)之光線,剝離來自載體基材之基板時可適合使用雷射剝離法。
如此之本發明,係要求高柔軟性、低線膨脹係數、高透明性(高光線透過率、低黃色度)、低遲延等之特性的可撓性元件用基板,尤其是在其製造步驟,雷射剝離法的採用可能之可充分對應在可撓性元件用基板之領域的進展者。
以下,針對本發明進行詳細說明。
本發明之可撓性元件基板形成用組成物係含有下述特定之聚醯亞胺、二氧化鈦粒子、二氧化矽粒子及有機溶劑,視需要而含有交聯劑及其他成分。
[聚醯亞胺]
於本發明使用之聚醯亞胺係於主鏈具有脂環式骨架之聚醯亞胺,較佳為醯亞胺化使包含脂環式四羧酸二酐之四羧酸二酐成分與包含含氟芳香族二胺之二胺成分進行反應所得之聚醯胺酸進行醯亞胺化所得之聚醯亞胺。亦即,上述聚醯亞胺較佳為聚醯胺酸之醯亞胺化物,該聚醯胺酸係包含脂環式四羧酸二酐之四羧酸二酐成分與包含含氟芳香族二胺之二胺成分的反應物。
其中,較佳為前述脂環式四羧酸二酐為包含下述式
(C1)表示之四羧酸二酐者,前述含氟芳香族二胺為包含下述式(A1)表示之二胺者。
[式中,B1係表示選自由式(X-1)~(X-12)所構成之群組中之4價基。
(式中,複數個R互相獨立表示氫原子或甲基,*表示鍵結部)]。
【化11】H2N-B2-NH2 (A1)
(式中,B2係表示選自由式(Y-1)~(Y-34)所構成之群組中之2價基)。
(式中,*表示鍵結部)。
上述式(C1)表示之四羧酸二酐當中,較佳為式中之B1為式(X-1)、(X-4)、(X-6)、(X-7)表示之化合物。
又,上述式(A1)表示之二胺當中,較佳為式中之B2為式(Y-12)、(Y-13)表示之化合物。
作為合適之例,使上述式(C1)表示之四羧酸二酐與上述式(A1)表示之二胺進行反應所得之聚醯胺酸進行醯亞胺化所得之聚醯亞胺,係包含後述之式(2)表示之單體單位。
為了得到本發明之目的即適合於具有低線膨脹係數、低遲延及高透明性的特性,且柔軟性優異之可撓性元件基板的樹脂薄膜,相對於四羧酸二酐成分之全莫耳數,脂環式四羧酸二酐例如較佳為上述式(C1)表示之四羧酸二酐為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上,尤其是全部(100莫耳%)為上述式(C1)表示之四羧酸二酐最合適。
又,同樣為了得到具有上述低線膨脹係數、低遲延及高透明性之特性,且柔軟性優異之前述樹脂薄膜,相對於二胺成分之全莫耳數,含氟芳香族二胺例如較佳為上述式(A1)表示之二胺為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上。又,二胺成分的全部(100莫耳%)可為上述式(A1)表示之二胺。
作為合適態樣之一例,於本發明使用之聚醯亞胺係包含下述式(2)表示之單體單位。
作為上述式(2)表示之單體單位,較佳為式(2-1)或式(2-2)表示者,更佳為式(2-1)表示者。
於本發明使用之聚醯亞胺除了從包含前述之式(C1)表示之四羧酸二酐之脂環式四羧酸二酐成分、與包含式(A1)表示之二胺之二胺成分所衍生之單體單位之外,亦可包含其他單體單位。此其他單體單位的含有比例在不損及變成適合作為由本發明之組成物所形成之可撓性元件基板的樹脂薄膜的特性下,任意決定。其比例相對於從包含前述之式(C1)表示之四羧酸二酐之脂環式四羧酸二酐成分、與包含式(A1)表示之二胺之二胺成分所衍生之單體單位的總莫耳數,較佳為未滿20莫耳%,更佳為未滿10莫耳%,再更佳為未滿5莫耳%。
作為如此之其他單體單位,例如雖可列舉式(3)表示之單體單位,但並非被限定於此。
式(3)中,A係表示4價之有機基,較佳為表示以下述式(A-1)~(A-4)之任一種表示之4價基。又,上述式(3)中,B係表示2價之有機基,較佳為表示式(B-1)~(B-11)之任一種表示之2價基。各式中,*表示鍵結部。尚,式(3)中,A為表示下述式(A-1)~(A-4)之任一種表示之4價基的情況下,B可為前述之式(Y-1)~(Y-34)之任一種表示之2價基。或式(3)中,B為表示下述式(B-1)~(B-11)之任一種表示之2價基的情況下,A可為前述之式(X-1)~(X-12)之任一種表示之4價基。
在本發明之聚醯亞胺,包含式(3)表示之單體單位的情況下,A及B,例如可包含僅以下述式例示之基當中之一種所構成之單體單位,且A及B中之至少一者可包含選自下述所例示之二種以上之基中之二種以上的單體單位。
尚,於本發明所使用之聚醯亞胺當中,各單體單位係以任意之順序鍵結。
又,於本發明使用之聚醯亞胺除了從包含前述之式(C1)表示之四羧酸二酐之脂環式四羧酸二酐成分、與包含式(A1)表示之二胺之二胺成分所衍生之單體單位之外,尚包含上述式(3)表示之其他單體單位的情況下,含有各單體單位之聚醯亞胺,可藉由醯亞胺化使作為四羧酸二酐成分之上述式(C1)表示之四羧酸二酐及下述式(5)表示之四羧酸二酐、與作為二胺成分之上述式(A1)表示之二胺及下述式(6)表示之二胺於有機溶劑中進行聚合所得之聚
醯胺酸進行醯亞胺化而得到。
上述式(5)中之A及式(6)中之B係表示分別與前述之式(3)中之A及B相同意義。
具體而言,作為式(5)表示之四羧酸二酐,雖可列舉苯均四酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯基四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、4,4’-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸二酐、11,11-雙(三氟甲基)-1H-二氟[3,4-b:3’,4’-i]呫噸-1,3,7,9-(11H-四酮)、6,6’-雙(三氟甲基)-[5,5’-聯異苯并呋喃]-1,1’,3,3’-四酮、4,6,10,12-四氟二呋喃并[3,4-b:3’,4’-i]二苯并[b,e][1,4]二噁英(Dioxin)-1,3,7,9-四酮、4,8-雙(三氟甲氧基)苯并[1,2-c:4,5-c’]二呋喃-1,3,5,7-四酮、N,N’-[2,2’-雙(三氟甲基)聯苯基-4,4’-二基]雙(1,3-二氧代-1,3-二氫異苯并呋喃-5-甲醯胺)等之芳香族四羧酸;1,2-二甲基-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、1,2,3,4-環已烷四羧酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸二酐等之脂環式四羧酸二酐;1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等之脂肪族四羧酸二酐,但並非被限定於此等。
此等當中,較佳為式(5)中之A為前述式(A-1)~(A-4)之任一種表示之4價基之四羧酸二酐,亦即可列舉將11,11-雙(三氟甲基)-1H-二氟[3,4-b:3’,4’-i]呫噸-1,3,7,9-(11H-四酮)、6,6’-雙(三氟甲基)-[5,5’-聯異苯并呋喃]-1,1’,3,3’-四酮、4,6,10,12-四氟二呋喃并[3,4-b:3’,4’-i]二苯并[b,e][1,4]二噁英-1,3,7,9-四酮、4,8-雙(三氟甲氧基)苯并[1,2-c:4,5-c’]二呋喃-1,3,5,7-四酮作為較佳之化合物。
又,作為式(6)表示之二胺,例如雖可列舉2-(三氟甲基)苯-1,4-二胺、5-(三氟甲基)苯-1,3-二胺、5-(三氟甲基)苯-1,2-二胺、2,5-雙(三氟甲基)-苯-1,4-二胺、2,3-雙(三氟甲基)-苯-1,4-二胺、2,6-雙(三氟甲基)-苯-1,4-二胺、3,5-雙(三氟甲基)-苯-1,2-二胺、肆(三氟甲基)-1,4-苯二胺、2-(三氟甲基)-1,3-苯二胺、4-(三氟甲基)-1,3-苯二胺、2-甲氧基-1,4-苯二胺、2,5-二甲氧基-1,4-苯二胺、2-羥基-1,4-苯二胺、2,5-二羥基-1,4-苯二胺、2-氟苯-1,4-二胺、2,5-二氟苯-1,4-二胺、2-氯苯-1,4-二胺、2,5-二氯苯-1,4-二胺、2,3,5,6-四氟苯-1,4-二胺、4,4’-(全氟丙烷-2,2-二基)二苯胺、4,4’-氧基雙[3-(三氟甲基)苯胺]、1,4-雙(4-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、聯苯胺、2-甲基聯苯胺、3-甲基聯苯胺、2-(三氟甲基)聯苯胺、3-(三氟甲基)聯苯胺、2,2’-二甲基聯苯胺(m-聯甲苯胺)、3,3’-二甲基聯苯胺(o-聯甲苯胺)、2,3’-二甲基聯苯胺、2,2’-二甲氧基聯苯胺、3,3’-二甲氧基聯苯胺、2,3’-二甲氧基聯苯胺、2,2’-二羥基聯苯胺、3,3’-
二羥基聯苯胺、2,3’-二羥基聯苯胺、2,2’-二氟聯苯胺、3,3’-二氟聯苯胺、2,3’-二氟聯苯胺、2,2’-二氯聯苯胺、3,3’-二氯聯苯胺、2,3’-二氯聯苯胺、4,4’-二胺基苯甲醯苯胺、4-胺基苯基-4’-胺基苯甲酸酯、八氟聯苯胺、2,2’,5,5’-四甲基聯苯胺、3,3’,5,5’-四甲基聯苯胺、2,2’,5,5’-肆(三氟甲基)聯苯胺、3,3’,5,5’-肆(三氟甲基)聯苯胺、2,2’,5,5’-四氯聯苯胺、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯基、4,4’-雙(3-胺基苯氧基)聯苯基、4,4’-{[3,3”-雙(三氟甲基)-(1,1’:3’,1”-三聯苯)-4,4”-二基]-雙(氧基)}二苯胺、4,4’-{[(全氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基)]雙(氧基)}二苯胺、1-(4-胺基苯基)-2,3-二氫-1,3,3-三甲基-1H-茚-5(或6)胺等之芳香族二胺;4,4’-亞甲基雙(環己基胺)、4,4’-亞甲基雙(3-甲基環己基胺)、異佛爾酮二胺、反式-1,4-環已烷二胺、順式-1,4-環已烷二胺、1,4-環已烷雙(甲基胺)、2,5-雙(胺基甲基)雙環[2.2.1]庚烷、2,6-雙(胺基甲基)雙環[2.2.1]庚烷、3,8-雙(胺基甲基)三環[5.2.1.0]癸烷、1,3-二胺基金剛烷、2,2-雙(4-胺基環己基)丙烷、2,2-雙(4-胺基環己基)六氟丙烷、1,3-丙烷二胺、1,4-四亞甲基二胺、1,5-五亞甲基二胺、1,6-六亞甲基二胺、1,7-七亞甲基二胺、1,8-八亞甲基二胺、1,9-九亞甲基二胺等之脂肪族二胺,但並非被限定於此等。
此等當中,較佳為式(6)中之B為前述式(B-1)~(B-11)之任一種表示之2價基之芳香族二胺,亦即可列舉將2,2’-雙(三氟甲氧基)-(1,1’-聯苯基)-4,4’-二胺[別名:2,2’-
二甲氧基聯苯胺]、4,4’-(全氟丙烷-2,2-二基)二苯胺、2,5-雙(三氟甲基)苯-1,4-二胺、2-(三氟甲基)苯-1,4-二胺、2-氟苯-1,4-二胺、4,4’-氧基雙[3-(三氟甲基)苯胺]、2,2’,3,3’,5,5’,6,6’-八氟[1,1’-聯苯基]-4,4’-二胺[別名:八氟聯苯胺]、2,3,5,6-四氟苯-1,4-二胺、4,4’-{[3,3”-雙(三氟甲基)-(1,1’:3’,1”-三聯苯)-4,4”-二基]-雙(氧基)}二苯胺、4,4’-{[(全氟丙烷-2,2-二基)雙(4,1-伸苯基)]雙(氧基)}二苯胺、1-(4-胺基苯基)-2,3-二氫-1,3,3-三甲基-1H-茚-5(或6)胺作為較佳之二胺。
上述聚醯亞胺的含量從形成之膜的機械強度的觀點來看,相對於可撓性元件基板形成用組成物之固形分總質量,通常為10質量%以上,較佳為20質量%以上,更佳為25質量%以上,從低遲延膜之光學特性(厚度方向遲延(Rth)及線膨脹係數(CTE)不會降低)的觀點來看,通常為80質量%以下,較佳為75質量%以下,更佳為70質量%以下。尚,所謂固形分,係意指從構成可撓性元件基板形成用組成物之全部成分去除溶劑後所殘留的成分。
<聚醯胺酸的合成>
於本發明使用之聚醯亞胺係如前述般,使包含上述式(C1)表示之脂環式四羧酸二酐之四羧酸二酐成分與包含上述式(A1)表示之含氟芳香族二胺之二胺成分進行反應所得之聚醯胺酸進行醯亞胺化而得到。
從上述二成分得到聚醯胺酸之反應可比較容易於有機
溶劑中進行,且於不生成副生成物的點為有利。
在如此之反應之四羧酸二酐成分與二胺成分的置入比(莫耳比)雖為考量聚醯胺酸,進而之後藉由使其醯亞胺化所得之聚醯亞胺的分子量等適當設定者,但相對於二胺成分1,通常四羧酸二酐成分可成為0.8~1.2左右,例如為0.9~1.1左右,較佳為0.95~1.02左右。與通常之縮聚反應相同,此莫耳比越接近1.0所生成之聚醯胺酸的分子量越大。
上述四羧酸二酐成分與二胺成分的反應時所使用之有機溶劑,若不會對反應帶來不良影響,且為溶解所生成之聚醯胺酸者則並未特別限定。於以下列舉其具體例。
例如雖可列舉m-甲酚、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-異丙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-sec-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-tert-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、γ-丁內酯、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、四甲基尿素、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、異丙醇、甲氧基甲基戊醇、雙戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙
二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙基醚、乙基異丁基醚、二異丁烯、戊基乙酸酯、丁基丁酸酯、丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、二噁烷、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙基醚、環己酮、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二乙二醇二甲醚(Diglyme)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮等,但並非被限定於此等。此等可單獨或可組合2種以上使用。
進而,即使為無法溶解聚醯胺酸的溶劑,於不析出經生成之聚醯胺酸的範圍,亦可與上述溶劑混合使用。又,由於有機溶劑中之水分阻礙聚合反應,進而成為使經生成之聚醯胺酸水解的原因,故有機溶劑較佳為儘可能使用脫水乾燥者。
作為使上述四羧酸二酐成分與二胺成分於有
機溶劑中進行反應之方法,例如可列舉使二胺成分分散或溶解於有機溶劑之分散液或溶液攪拌,於此直接添加四羧酸二酐成分、或添加使其成分分散或溶解於有機溶劑者之方法、反之使四羧酸二酐成分分散或溶解於有機溶劑之分散液或溶液添加二胺成分之方法、而且交替添加四羧酸二酐成分與二胺化合物成分之方法等,只要得到作為目的之聚醯胺酸,則並未被限定於此等之方法。
又,四羧酸二酐成分及/或二胺成分由複數種之化合物所構成的情況下,可使以預先混合之狀態使其反應、可個別依順序使其反應,進而可個別使其反應之低分子量體進行混合反應以作為高分子量體。
上述之聚醯胺酸合成時的溫度,於從上述之使用之溶劑的熔點至沸點為止的範圍適當設定即可,例如雖可選擇-20℃~150℃之任意溫度,但為-5℃~100℃,通常為0~100℃左右,較佳為0~70℃左右。
反應時間雖因為依存於反應溫度或原料物質的反應性,而無法一概規定,但通常為1~100小時左右。
又,反應雖可用任意之原料濃度進行,但濃度過低時,難以得到高分子量之聚醯胺酸,濃度過高時,由於反應液之黏性變過高,難以均勻攪拌,故四羧酸二酐成分與二胺成分的反應溶液中的合計濃度較佳為1~50質量%,更佳為5~40質量%。尚,如有必要反應初期可以高濃度進行,然後亦可追加有機溶劑。
<聚醯胺酸之醯亞胺化>
作為醯亞胺化聚醯胺酸之方法,可列舉直接加熱聚醯胺酸之溶液的熱醯亞胺化、於聚醯胺酸之溶液添加觸媒之觸媒醯亞胺化。
將聚醯胺酸於溶液中熱醯亞胺化時之溫度為100℃~400℃,較佳為120℃~250℃,邊將因為醯亞胺化反應而生成之水排除到系統外邊進行者較佳。
聚醯胺酸之化學(觸媒)醯亞胺化可藉由於聚醯胺酸之溶液添加鹼性觸媒與酸酐,在-20~250℃,較佳為0~180℃的溫度條件攪拌系統內來進行。
鹼性觸媒的量為聚醯胺酸之醯胺酸基的0.5~30莫耳倍,較佳為1.5~20莫耳倍,酸酐的量為聚醯胺酸之醯胺酸基的1~50莫耳倍,較佳為2~30莫耳倍。
作為鹼性觸媒,可列舉吡啶、三乙基胺、三甲基胺、三丁基胺、三辛基胺、1-乙基哌啶等之胺類,其中,由於吡啶為了使反應進行而具有適度之鹼性故較佳。
作為酸酐,可列舉乙酸酐等之脂肪族羧酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐等之芳香族羧酸酐等,其中,由於使用乙酸酐時,反應結束後之純化變容易故較佳。
藉由觸媒醯亞胺化之醯亞胺化率可藉由調節觸媒量與反應溫度、反應時間來調控。
在本發明所使用之聚醯亞胺中,醯胺酸基之脫水閉環率(醯亞胺化率)並非一定要100%,可因應用途或目的任意調整使用。特佳為50%以上。
在本發明,可過濾上述反應溶液後,直接使用該濾液、或進行稀釋或濃縮於此摻合後述之二氧化鈦及二氧化矽等,可作為可撓性元件基板形成用組成物。如此經過過濾的情況下,不僅可減低可成為所得之樹脂薄膜之耐熱性、柔軟性或線膨脹係數特性惡化的原因之雜質的混入,亦可效率良好地得到可撓性元件基板形成用組成物。
又,本發明所使用之聚醯亞胺考慮樹脂薄膜的強度、形成樹脂薄膜時之作業性、樹脂薄膜的均一性等,較佳為藉由凝膠浸透層析(GPC)之聚苯乙烯換算之重量平均分子量(Mw)為5,000~200,000。
<聚合物回收>
從聚醯胺酸及聚醯亞胺的反應溶液回收聚合物成分進行使用的情況下,將反應溶液投入貧溶劑使其沉澱即可。作為沉澱所使用之貧溶劑,可列舉甲醇、丙酮、己烷、丁基溶纖劑、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯、異丙醇、水等。投入貧溶劑使其沉澱之聚合物可藉由過濾回收後,於常壓或減壓下進行常溫或加熱而乾燥。
又,重複2~10次使經沉澱回收之聚合物再溶解於有機溶劑,進行再沉澱回收之操作時,可減少聚合物中之雜質。作為此時之貧溶劑,例如使用醇類、酮類、烴等3種類以上之貧溶劑時,由於更進一層提昇純化的效率故較佳。
在再沉澱回收步驟中,使樹脂成分溶解之有機溶劑並未特別限定。作為具體例,可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基己內醯胺、2-吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲基亞碸、四甲基尿素、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、γ-丁內酯、1,3-二甲基-咪唑啉酮、雙戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、環己酮、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二乙二醇二甲醚(Diglyme)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮等。此等之溶劑可混合2種類以上使用。
[二氧化鈦]
本發明所使用之二氧化鈦(Titania)雖並未特別限定,但可適合使用粒子形態之二氧化鈦,例如粒子徑為3nm~200nm,較佳為3nm~50nm,更佳為3nm~20nm之粒子。藉由使用如此數值範圍之粒子徑的二氧化鈦粒子,可使藉由雷射剝離法之基板剝離以更高之精度、更高之再現性進行。
在本發明,二氧化鈦粒子之粒子徑係作為將後述之二氧化鈦溶膠中之二氧化鈦粒子以電子顯微鏡觀察之一次粒子徑表示。
作為二氧化鈦,雖可為具有銳鈦型、金紅石型、銳鈦.金紅石混合型、板鈦礦型中之任一種結晶構造者,但此等當中,期望為包含金紅石型者。
尤其是於本發明,可適合使用具有上述粒子徑之值的二氧化鈦系膠體粒子(膠態二氧化鈦),作為該膠態二氧化鈦,可使用二氧化鈦溶膠。
本發明所使用之二氧化鈦系膠體粒子可為單獨之膠體粒子,亦可為與後述之其他高折射率系之金屬氧化物的混合物或複合氧化物膠體粒子。
上述二氧化鈦系膠體粒子的製造方法並未特別限定,以慣用之方法例如可用1)離子交換法、2)解凝法、等製造。
1)離子交換法:可列舉將鈦之酸性鹽以氫型離子交換樹脂處理之方法、或將鈦之鹼性鹽以羥基型陰離子交換樹脂處理之方法。
2)解凝法:可列舉將鈦之酸性鹽以鹽中和、或洗淨藉由將上述鈦之鹼性鹽以酸中和所得之凝膠後,再以酸或鹼解凝之方法(日本特公平4-27168號公報)、或水解鈦之烷氧化物之方法(日本特開2003-176120號公報)、或加熱下水解上述鈦之鹼性鹽之方法(日本特開平10-245224號公報)等。
作為上述其他金屬氧化物之例,可列舉Fe2O3、ZrO2、SnO2、Ta2O5、Nb2O5、Y2O3、MoO3、WO3、PbO、In2O3、Bi2O3、SrO等,此等可與上述二氧化鈦系膠體粒子同樣製造。又,作為複合氧化物之例,可列舉TiO2-SnO2、TiO2-ZrO2、TiO2-ZrO2-SnO2、TiO2-ZrO2-CeO2等,作為複合化之方法,例如可採用日本特開2014-38293號
公報、日本特開2001-122621號公報、日本特開2000-063119號公報等所揭示之方法。
作為在上述之二氧化鈦溶膠之有機溶劑之例,可列舉甲基醇、乙基醇、異丙醇等之低級醇;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等之直鏈醯胺類;N-甲基-2-吡咯烷酮等之環狀醯胺類;γ-丁內酯等之醚類;乙基溶纖劑、乙二醇等之甘醇類、乙腈等。
上述之二氧化鈦溶膠的黏度於20℃為0.6mPa.s~100mPa.s左右。
作為上述二氧化鈦系膠體粒子(二氧化鈦溶膠)之市售品之例,例如可列舉商品名中性二氧化鈦溶膠TTO-W-5(金紅石型超微粒子氧化鈦之水系溶膠、二氧化矽表面處理、石原產業(股)製)、商品名TKS-201(銳鈦型酸性溶膠、Tayca(股)製)、商品名KS-202(銳鈦型酸性溶膠、Tayca(股)製)、商品名TKS-203(銳鈦型中性溶膠、Tayca(股)製)、商品名CSB(銳鈦型水系酸性溶膠、堺化學工業(股)製)、商品名CSB-M(銳鈦型水系中性溶膠、堺化學工業(股)製)、商品名DC-Ti、DCN-Ti、DCB-Ti(以上為非晶水系溶膠、富士鈦工業(股)製)、有機系溶膠(銳鈦型、溶劑:乙二醇、甲苯-IPA、富士鈦工業(股)製)、商品名QUEEN TITANIC系列(水系膠體、日揮觸媒
化成(股)製)、商品名OPTALAKE系列(非水系膠體、日揮觸媒化成(股)製)、商品名Sancolloid(註冊商標)HT-R350M7-20(日產化學工業(股)製)等。
尚,二氧化鈦溶膠可於有機溶劑中將二氧化鈦粒子依常規方法使其分散而製得。
作為如此之有機溶劑,可列舉與上述相同者。
作為二氧化鈦粒子之市售品之例,可列舉商品名AEROXIDE(註冊商標)TiO2 P25(日本Aerosil(股)製)等。
上述二氧化鈦的含量從確保波長308nm之光線的吸收的觀點來看,相對於可撓性元件基板形成用組成物中之聚醯亞胺、二氧化鈦粒子及二氧化矽粒子的合計質量,通常為0.1質量%以上,較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,從再現性良好地得到在可見光區域之透明性優異之薄膜的觀點來看,通常為30質量%以下,較佳為25質量%以下,更佳為20質量%以下。
尚,在本發明之可撓性元件基板形成用組成物中,包含後述之交聯劑的情況下,相對於可撓性元件基板形成用組成物中之聚醯亞胺、二氧化鈦粒子及二氧化矽粒子的合計質量,較佳為將前述二氧化鈦的含量定為3質量以上16質量%以下。
[二氧化矽]
本發明所使用之二氧化矽(二氧化矽)雖並未特別限
定,但粒子形態之二氧化矽、例如平均粒子徑為100nm以下,較佳為5nm~100nm,更佳為5nm~55nm,從再現性良好地得到透明更高之薄膜的觀點來看,較佳為5nm~50nm,更佳為5nm~45nm,再更佳為5nm~35nm,又再更佳為5nm~30nm。
在本發明,所謂二氧化矽粒子之平均粒子徑,係從使用二氧化矽粒子藉由氮吸著法所測定之比表面積值所算出之平均粒子徑值。
尤其是於本發明,可適合使用具有上述平均粒子徑之值的膠態二氧化矽,作為該膠態二氧化矽,可使用二氧化矽溶膠。作為二氧化矽溶膠,可使用將矽酸鈉水溶液作為原料藉由周知之方法所製造之水性二氧化矽溶膠及將該水性二氧化矽溶膠之分散媒即水取代成有機溶劑所得之有機二氧化矽溶膠。
又,亦可使用將甲基矽酸鹽或乙基矽酸鹽等之烷氧基矽烷於醇等之有機溶劑中在觸媒(例如氨、有機胺化合物、氫氧化鈉等之鹼觸媒)的存在下進行水解,且縮合所得之二氧化矽溶膠、或將其二氧化矽溶膠溶劑取代成其他有機溶劑之有機二氧化矽溶膠。此取代可藉由由蒸餾法、超過濾法等之通常方法來進行。
此等當中,本發明較佳為使用分散媒為有機溶劑之有機二氧化矽溶膠。
作為在上述之有機二氧化矽溶膠之有機溶劑之例,可列舉甲基醇、乙基醇、異丙醇等之低級醇;N,N-
二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等之直鏈醯胺類;N-甲基-2-吡咯烷酮等之環狀醯胺類;γ-丁內酯等之醚類;乙基溶纖劑、乙二醇等之甘醇類、乙腈等。
上述之有機二氧化矽溶膠的黏度於20℃為0.6mPa.s~100mPa.s左右。
作為上述有機二氧化矽溶膠之市售品之例,例如雖可列舉商品名MA-ST-S(甲醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名MT-ST(甲醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名MA-ST-UP(甲醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名MA-ST-M(甲醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名MA-ST-L(甲醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名IPA-ST-S(異丙醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名IPA-ST(異丙醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名IPA-ST-UP(異丙醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名IPA-ST-L(異丙醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名IPA-ST-ZL(異丙醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名NPC-ST-30(n-丙基溶纖劑分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名PGM-ST(1-甲氧基-2-丙醇分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名DMAC-ST(二甲基乙醯胺分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名XBA-ST(二甲苯.n-丁醇混合溶劑分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名EAC-ST(乙
酸乙基分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名PMA-ST(丙二醇單甲基醚乙酸酯分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名MEK-ST(甲基乙基酮分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名MEK-ST-UP(甲基乙基酮分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)、商品名MEK-ST-L(甲基乙基酮分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)及商品名MIBK-ST(甲基異丁基酮分散二氧化矽溶膠、日產化學工業(股)製)等,但並非被限定於此等。
在本發明,二氧化矽例如如作為有機二氧化矽溶膠使用之上述製品所列舉之二氧化矽,可混合二種以上使用。
上述二氧化矽的含量,從再現性良好地得到低遲延且低線膨脹係數之薄膜的觀點來看,相對於可撓性元件基板形成用組成物中之聚醯亞胺、二氧化鈦粒子及二氧化矽粒子的合計質量,通常為20質量%以上,較佳為30質量%以上,更佳為40質量%以上,從膜之機械強度的觀點來看,通常為80質量%以下,較佳為75質量%以下,更佳為70質量%以下。
[交聯劑]
本發明之可撓性元件基板形成用組成物中,可進一步包含交聯劑,於此使用之交聯劑由下述化合物所構成:該化合物僅由氫原子、碳原子、氮原子及氧原子所構成,且具有2個以上選自由羥基、環氧基及碳原子數1~5之烷氧基所構成之群組中之基,且具有環構造。藉由使用如此
之交聯劑,不僅可再現性良好地給予耐溶劑性優異,且適合在可撓性元件基板之樹脂薄膜,而且可實現保存安定性更為改善之可撓性元件基板形成用組成物。
其中,在交聯劑之每一化合物的羥基、環氧基及碳原子數1~5之烷氧基的合計數,從再現性良好地實現所得之樹脂薄膜的耐溶劑性的觀點來看,較佳為3以上,從再現性良好地實現所得之樹脂薄膜的柔軟性的觀點來看,較佳為10以下,更佳為8以下,再更佳為6以下。
作為交聯劑所具有之環構造的具體例,可列舉苯等之芳基環、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、1,3,5-三嗪等之含氮原子雜芳基環、環戊烷、環已烷、環庚烷等之環烷烴環、哌啶、哌嗪、六氫嘧啶、六氫噠嗪、六氫-1,3,5-三嗪等之環狀胺等。
在交聯劑之每一化合物之環構造的數若為1以上,雖並未特別限定,但從確保對交聯劑之溶劑的溶解性得到平坦性較高之樹脂薄膜的觀點來看,較佳為1或2。
尚,存在2個以上環構造的情況下,環構造彼此可縮合,透過亞甲基、伸乙基、三亞甲基、丙烷-2,2-二基等之碳原子數1~5之烷烴-二基等之連結基的環構造彼此可進行鍵結。
交聯劑的分子量雖只要具有交聯能,且溶解於所使用之溶劑,則並非特別限定者,但考量所得之樹脂薄膜的溶劑耐性、對交聯劑本身之有機溶劑的溶解性、取
得容易性或價格等時,較佳為100~500左右,更佳為150~400左右。
交聯劑可進一步具有可衍生自酮基、酯基(鍵結)等、氫原子、碳原子、氮原子及氧原子之基。
作為交聯劑較佳之例,可列舉選自由下述式(K1)~(K5)所構成之群組中之以式表示之化合物,作為式(K4)之較佳態樣之一,可列舉式(K4-1)表示之化合物,作為式(K5)之較佳態樣之一,可列舉式(5-1)表示之化合物。
上述式中,各A1及A2係彼此獨立表示亞甲基、伸乙基、三亞甲基、丙烷-2,2-二基等之碳原子數1~5之烷烴-二基,其中,作為A1,較佳為亞甲基、伸乙基,更佳為亞甲基,作為A2,較佳為亞甲基、丙烷-2,2-二基。
各X係彼此獨立表示羥基、環氧基(氧雜-環丙基)、或甲氧基、乙氧基、1-丙基氧基、異丙基氧基、1-丁基氧基、t-丁基氧基等之碳原子數1~5之烷氧基。
其中,考量交聯劑之取得容易性、價格等時,X在式(K1)及(K5),較佳為環氧基,在式(K2)及(K3),較佳為碳原子數1~5之烷氧基,在式(K4),較佳為羥基。
式(K4)中,各n係表示與苯環鍵結之-(A1-X)基之數,雖彼此獨立為1~5之整數,但較佳為2~3,更佳為3。
在各化合物中,各A1較佳為全部為同一基,各X較佳為全部為同一基。
上述式(K1)~(K5)表示之化合物可藉由將具有與此等各化合物中之環構造同一環構造之芳基化合物、雜芳基化合物、環狀胺等之骨架化合物、與環氧鹵代烷化合物、烷氧基鹵化物化合物等藉由碳-碳偶合反應或N-烷基化反應使其進行反應、或水解結果物之烷氧基部位而得到。
交聯劑可使用市售品,亦可使用以周知之合成方法合成者。
作為市售品,可列舉CYMEL(註冊商標)300、同301、同303LF,同303ULF、同304、同350、同3745、同XW3106、同MM-100、同323、同325、同327、同328、同385、同370、同373、同380、同1116、同1130、同1133、同1141、同1161、同1168、同3020、
同202、同203、同1156、同MB-94、同MB-96、同MB-98、同247-10、同651、同658、同683、同688、同1158、同MB-14、同MI-12-I、同MI-97-IX、同U-65、同UM-15、同U-80、同U-21-511、同U-21-510、同U-216-8、同U-227-8、同U-1050-10、同U-1052-8、同U-1054、同U-610、同U-640、同UB-24-BX、同UB-26-BX、同UB-90-BX、同UB-25-BE、同UB-30-B、同U-662、同U-663、同U-1051、同UI-19-I、同UI-19-IE、同UI-21-E、同UI-27-EI、同U-38-I、同UI-20-E同659、同1123、同1125、同5010、同1170、同1172、同NF3041、同NF2000等(以上為allnex公司製);TEPIC(註冊商標)V、同S、同HP、同L、同PAS、同VL、同UC(以上為日產化學工業(股)製)、TM-BIP-A(旭有機材工業(股)製)、1,3,4,6-肆(甲氧基甲基)甘醇脲(以下簡稱為TMG)(東京化成工業(股)製)、4,4’-亞甲基雙(N,N-二環氧丙基苯胺)(Aldrich公司製)、HP-4032D、HP-7200L、HP-7200、HP-7200H、HP-7200HH、HP-7200HHH、HP-4700、HP-4770、HP-5000、HP-6000、HP-4710、EXA-4850-150、EXA-4850-1000、EXA-4816、HP-820(DIC(股))、TG-G(四國化成工業(股))等。
以下,作為交聯劑,雖列舉較佳之具體例,但並非被限定於此等。
交聯劑之摻合量雖因為因應交聯劑的種類等而適當決定,而無法一概規定,但通常相對於前述聚醯亞胺、前述二氧化鈦及前述二氧化矽的合計質量,從所得之樹脂薄膜之柔軟性的確保、脆弱化之抑制的觀點來看,為50質量%以下,較佳為100質量%以下,從所得之樹脂薄膜之耐溶劑性的確保的觀點來看,為0.1質量%以上,較佳為1質量%以上。
[有機溶劑]
本發明之可撓性元件基板形成用組成物除了前述聚醯亞胺、二氧化鈦及二氧化矽及如有需要之交聯劑之外,係包含有機溶劑。該有機溶劑並非特別限定者,例如可列舉與上述聚醯胺酸及聚醯亞胺之調製時所使用之反應溶劑的具體例相同者。更具體而言,可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基
-2-咪唑啉酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯等。尚,有機溶劑可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。
此等當中,考量再現性良好地得到平坦性較高之樹脂薄膜時,較佳為N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁內酯。
[可撓性元件基板形成用組成物]
本發明係含有前述聚醯亞胺與二氧化鈦與二氧化矽與有機溶劑與如有需要之交聯劑之可撓性元件基板形成用組成物。於此,本發明之可撓性元件基板形成用組成物係均勻者,係不被接受相分離者。
在本發明之可撓性元件基板形成用組成物,前述聚醯亞胺與前述二氧化矽的摻合比以質量比較佳為聚醯亞胺:二氧化矽=10:1~1:10,更佳為8:2~2:8,例如7:3~3:7。
又,本發明之可撓性元件基板形成用組成物中之固形量通常雖為0.5~30質量%的範圍內,但從膜之均勻性的觀點來看,較佳為5質量%以上、20質量%以下。尚,所謂固形分,係意指從構成可撓性元件基板形成用組成物之全部成分去除溶劑後所殘留的成分。
尚,可撓性元件基板形成用組成物的黏度雖為考量所用之塗佈法、製作之樹脂薄膜的厚度等而適當決定者,但通常於25℃為1~50,000mPa.s。
於本發明之可撓性元件基板形成用組成物中
為了賦予加工特性或各種機能性,其他可摻合各式各樣之有機或無機之低分子或高分子化合物。例如可使用觸媒、消泡劑、整平劑、界面活性劑、染料、可塑劑、微粒子、偶合劑、增感劑等。例如觸媒可以使樹脂薄膜的遲延或線膨脹係數降低為目的而添加。
本發明之可撓性元件基板形成用組成物,可將以上述之方法所得之聚醯亞胺以及二氧化鈦及二氧化矽、而且如有需要之交聯劑溶解於上述之有機溶劑而得到,且可於聚醯亞胺之調製後的反應溶液添加二氧化鈦、二氧化矽、如有需要之交聯劑,可作為進一步加入如有需要之前述有機溶劑者。
[可撓性元件基板]
藉由將以上說明之本發明之可撓性元件基板形成用組成物塗佈於基材,進行乾燥.加熱,去除有機溶劑,可得到具有高耐熱性、與高透明性、與適度柔軟性、與適度線膨脹係數,而且遲延小,選擇性吸收波長308nm之光線的樹脂薄膜,亦即可撓性元件基板。
而且上述可撓性元件基板,亦即含有上述聚醯亞胺、與上述二氧化鈦、二氧化矽及如有需要之交聯劑之可撓性元件基板,亦即由本發明之可撓性元件基板形成用組成物的硬化物所構成之可撓性元件基板亦為本發明之對象。
作為可撓性元件基板(樹脂薄膜)的製造所使用之基材,例如可列舉塑膠(聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、
聚苯乙烯、聚酯、聚烯烴、環氧、三聚氰胺、三乙醯纖維素、ABS、AS、降莰烯系樹脂等)、金屬、不銹鋼(SUS)、木材、紙、玻璃、矽晶圓、石板(Slate)等。
尤其是適用作為可撓性元件基板時,從可利用既存設備的觀點來看,較佳為適用之基材為玻璃、矽晶圓,又,由於所得之可撓性元件基板顯示良好之剝離性,故更佳為玻璃。尚,作為適用之基材的線膨脹係數,從塗佈後之基材的彎曲的觀點來看,較佳為40ppm/℃以下,更佳為30ppm/℃以下。
對基材之可撓性元件基板形成用組成物的塗佈法雖並非被特別限定者,但例如可列舉鑄塗法、旋塗法、刮刀塗佈法、浸塗法、輥塗法、棒塗法、模塗法、噴墨法、印刷法(凸版、凹版、平版、絲網印刷等)等,可因應目的適當使用此等方法。
加熱溫度較佳為300℃以下。超過300℃時,有所得之樹脂薄膜變脆,尤其是得不到適合顯示器基板用途之樹脂薄膜的情況。
又,考量所得之樹脂薄膜的耐熱性與線膨脹係數特性時,期望將經塗佈之可撓性元件基板形成用組成物於40℃~100℃加熱5分鐘~2小時後,直接階段性使加熱溫度上昇,最終於超過175℃~280℃加熱30分鐘~2小時。如此,藉由以使溶劑乾燥之階段與促進分子配向之階段的2階段以上的溫度進行加熱,可更加再現性良好地使低熱膨脹特性表現。
尤其是經塗佈之可撓性元件基板形成用組成物較佳為於40℃~100℃加熱5分鐘~2小時後,再於超過100℃~175℃加熱5分鐘~2小時,其次,於超過175℃~280℃加熱5分鐘~2小時。
加熱所使用之器具,例如可列舉熱板、烤箱等。加熱環境可為空氣下,亦可為氮等之惰性氣體下,又,可為常壓下亦可為減壓下,又,在加熱之各階段可適用不同壓力。
樹脂薄膜的厚度於1~200μm左右的範圍內雖為考量可撓性元件的種類適當決定者,但尤其是假設作為可撓性顯示器用之基板使用的情況下,通常為1~60μm左右,較佳為5~50μm左右,調整加熱前之塗膜的厚度形成所期望厚度之樹脂薄膜。
尚,作為將如此進行所形成之樹脂薄膜從基材剝離之方法,並未特別限定,可列舉將該樹脂薄膜冷卻各基材,於薄膜加入切口進行剝離之方法或透過輥給予張力進行剝離之方法等。
尤其是在本發明,作為從基材剝離樹脂薄膜之方法,可採用雷射剝離(LLO)法。亦即,從與形成基材之樹脂薄膜的面相反的面,藉由將波長308nm之光線照射在基材,該波長之光線透過基材(例如玻璃載體),僅於基材附近之聚醯亞胺吸收此光線,可藉由使該部分之聚醯亞胺蒸發,從基材剝離樹脂薄膜。
作為從藉由雷射剝離法之基材之樹脂薄膜的剝離所使
用之雷射光,雖並未特別限制,但較佳為準分子雷射,作為具體之振動波長,雖可列舉ArF(193nm)、KrF(248nm)、XeCl(308nm)、XeF(353nm)等,但特佳為XeCl(308nm)。
又,作為照射之雷射光的能量密度,通常可列舉未滿650mJ/cm2的範圍,例如可列舉500mJ/cm2~530mJ/cm2的範圍、500mJ/cm2~515mJ/cm2的範圍等。
如此進行所得之有關本發明較佳之一態樣的樹脂薄膜,可實現於波長550nm之光透過率為85%以上之高透明性。另一方面,於波長308nm之光線透過率成為5%以下,亦即可實現從適用雷射剝離法之基材之樹脂薄膜的剝離,可達成在該波長之充分光吸收。
進而,該樹脂薄膜例如可具有在30℃~220℃之線膨脹係數為40ppm/℃以下,尤其是具有10ppm/℃~35ppm/℃之較低之值,係加熱時之尺寸安定性優異者。
又,該樹脂薄膜係將面內遲延R0、以及厚度方向遲延Rth皆非常小作為特長,該面內遲延R0係以在將入射光之波長定為590nm時之雙折射(面內直交之2個折射率的差)與膜厚的乘積表示的面,該厚度方向遲延Rth係於從厚度方向之斷面看到時之2個雙折射(面內之2個折射率與厚度方向之折射率的每個差)作為分別乘上膜厚所得之2個相位差之平均值表示。上述樹脂薄膜於平均膜厚約為15μm~40μm的情況下,厚度方向之遲延Rth未滿700nm,例如為450nm以下,例如為1nm~410nm,面內
遲延R0未滿4.5,例如為0.1~4.2,雙折射△n未滿0.015,例如具有0.0028~0.0144之非常低的值。
以上說明之樹脂薄膜由於具有上述之特性,係滿足作為可撓性元件基板之基底薄膜所必需之各條件者,可撓性元件,尤其是作為可撓性顯示器之基板的基底薄膜特別適合使用。
[實施例]
於以下雖列舉實施例,更詳細說明本發明,但本發明並非被限定於此等。尚,使用之試藥簡稱以及使用之裝置及其條件係如以下。
<數平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)的測定>
裝置:昭和電工(股)製、Showdex GPC-101
管柱:KD803及KD805
管柱溫度:50℃
溶出溶劑:DMF、流量:1.5ml/分鐘
檢量線:標準聚苯乙烯
<酸二酐>
CBDA:1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐
BODAxx:雙環[2,2,2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸二酐
<二胺>
TFMB:2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺
<有機溶劑>
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
GBL:γ-丁內酯
[聚醯亞胺(I)之合成例(聚醯亞胺溶液(PI)的調製例)]
於具有氮注入/排出口,安裝Dean Stark裝置與機械攪拌器之三口反應燒瓶內,加入TFMB 11.208g(0.035mol)、γ-丁內酯(GBL)66.56g,並開始攪拌,昇溫至90℃。二胺(TFMB)完全溶解於溶劑後,加入BODAxx 4.376g(0.0175莫耳)及GBL 14.26g,在氮環境下於140℃加熱10分鐘。然後,加入CBDA 3.432g(0.0175mol)與GBL(γ-丁內酯)14.26g,在氮環境下反應10分鐘。將1-乙基哌啶0.152g加入反應物,使其昇溫至溫度180℃,保持7小時。於反應混合物加入GBL 86.02g,以固形分濃度(去除有機溶劑之成分的濃度)成為10.5質量%的方式進行稀釋,而得到作為目的之聚醯亞胺溶液(PI)(聚醯亞胺(I)之分子量:Mw=169,385、Mn=54,760)。
[二氧化鈦溶膠之調製例(TiO2-GBL)]
於1000mL之圓底燒瓶放入日產化學工業(股)製甲醇分散二氧化鈦溶膠:TiO2-MeOH(「Sancolloid(註冊商標)HT-R305M7-20」、金紅石型、二氧化鈦固形分含量:30.6質量%)91.13g與γ-丁內酯82.02g。然後,藉由將該
燒瓶與真空蒸發器連繫將燒瓶內進行減壓,於約35℃之溫水浴浸漬60分鐘,溶劑從甲醇得到被γ-丁內酯取代之二氧化鈦溶膠(TiO2-GBL)約107.0g(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)。
尚,在上述二氧化鈦溶膠,將二氧化鈦粒子以電子顯微鏡觀察之一次粒子徑為10~12nm。
[二氧化矽溶膠之調製例(GBL-M)]
於1000mL之圓底燒瓶放入日產化學工業(股)製甲醇分散二氧化矽溶膠:MA-ST-M 350g(二氧化矽固形分濃度:40.4質量%)與γ-丁內酯419g。然後,藉由將該燒瓶與真空蒸發器連繫將燒瓶內進行減壓,於約35℃之溫水浴浸漬20~50分鐘,溶劑從甲醇得到被γ-丁內酯取代之二氧化矽溶膠(GBL-M)約560.3g(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)。尚,在上述二氧化矽溶膠,從藉由氮吸著法所測定之比表面積值所算出之平均粒子徑為22nm。尚,具體而言,將二氧化矽溶膠之乾燥粉末的比表面積使用Yuasa Ionics公司製、比表面積測定裝置Monosorb MS-16進行測定,使用經測定之比表面積S(m2/g)以D(nm)=2720/S之式算出平均一次粒子徑。
[可撓性元件基板形成用組成物之調製]
[例1]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯
亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.9703g與GBL 0.946g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例2]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.8316g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.1343g、GBL 0.95g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例3]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.5718g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.0503g、GBL 0.5654g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例4]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之
GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.5925g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.0302g、GBL 0.5648g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例5]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.6133g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.0100g、GBL 0.5642g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例6]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.6186g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.0050g、GBL 0.5640g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例7]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之
GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.37425g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.04029g、GBL 0.335g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例8]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.5718g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.05g、GBL 1.264g,進而加入TEPIC-L(純度99%)0.029g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例9]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.5198g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.1g、GBL 1.266g,進而加入TEPIC-L(純度99%)0.029g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例10]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.4678g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.1511g、GBL 1.268g,進而加入TEPIC-L(純度99%)0.029g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[例11]
於室溫,於合成例所調製之聚醯亞胺溶液(PI、聚醯亞胺固形分濃度:10.5質量%)1g加入調製例所調製之GBL-M二氧化矽溶膠(二氧化矽固形分濃度:25.25質量%)0.5458g、TiO2-GBL二氧化鈦溶膠(二氧化鈦固形分濃度:26.06質量%)0.0755g、GBL 0.5654g,攪拌30分鐘,而得到可撓性元件基板形成用組成物。
[樹脂薄膜之作成]
將於例1~例10所得之各可撓性元件基板形成用組成物塗佈在玻璃基板,將塗膜於大氣下依50℃ 30分鐘、140℃ 30分鐘、200℃ 60分鐘、接著-99kpa之真空下280℃ 60分鐘順序加熱而得到樹脂薄膜。
將所得之薄膜在機械性切斷剝離,供於之後的評估。
[薄膜之評估]
在上述之流程所製作之各樹脂薄膜(評估試料)的耐熱性及光學特性,亦即關於在30℃~220℃之線膨脹係數(CTE)、5%重量減少溫度(Td5%)、光線透過率(T308nm、T550nm)及CIEb*值(黃色評估)、遲延(Rth、R0)以及雙折射(△n),依下述流程分別進行評估。將結果示於表1。
1)線膨脹係數(CTE)
係藉由使用TA儀器公司製TMA Q400,測定將薄膜切成寬度5mm、長度16mm之尺寸,且首先以10℃/min進行昇溫加熱(第一加熱)至50~300℃,其次以10℃/min進行降溫冷卻至50℃後,再以10℃/min進行昇溫加熱(第二加熱)至30℃~420℃時之第二加熱在30℃~220℃之線膨脹係數(CTE[ppm/℃])的值而求得。尚,通過第一加熱、冷卻及第二加熱,加入荷重0.05N。
2)5%重量減少溫度(Td5%)
5%重量減少溫度(Td5%[℃])係藉由使用TA儀器公司製TGA Q500,氮中,將薄膜約5~10mg以10℃/min昇溫至50~800℃來測定而求得。
3)CIE b值(CIE b*)
CIE b值(CIE b*)係使用日本電色工業(股)製SA4000光譜儀,在室溫,將參照定為空氣進行測定。
4)光線透過率(透明性)(T308nm、T550nm)
波長308nm及550nm之光線透過率(T308nm、T550nm[%])係使用(股)島津製作所製UV-3600,在室溫,將參照定為空氣進行測定。
5)遲延(Rth、R0)
將厚度方向遲延(Rth)及面內遲延(R0)使用王子計測機器(股)製、KOBURA 2100ADH在室溫測定。
尚,厚度方向遲延(Rth)及面內遲延(R0)係在以下之式算出。
R0=(Nx-Ny)×d=△Nxy×d
Rth=[(Nx+Ny)/2-Nz]×d=[(△Nxz×d)+(△Nyz×d)/2
Nx、Ny:面內直交之2個折射率(Nx>Ny,亦將Nx稱為滯相軸,將Ny稱為進相軸)
Nz:對於面厚度(垂直)方向(垂直)之折射率
d:膜厚
△Nxy:面內之2個折射率的差(Nx-Ny)(雙折射)
△Nxz:面內之折射率Nx與厚度方向之折射率Nz的差(雙折射)
△Nyz:面內之折射率Ny與厚度方向之折射率Nz的差(雙折射)
6)膜厚(d)
所得之薄膜的膜厚係在(股)Teclock製測厚儀測定。
7)雙折射(△n)
使用藉由前述之<5)遲延>所得之厚度方向遲延(Rth)的值在以下之式算出。
△N=[Rth/d(薄膜膜厚)]/1000
[耐溶劑性試驗]
在室溫,將從例1、例3於例10所得之可撓性元件基板形成用組成物塗佈在玻璃基板上,於燒成塗膜所得之樹脂薄膜上,將TOK-106(東京應化工業(股)製)懸滴2、3滴後,在60℃之大氣烤箱加熱3分鐘。然後,擦乾TOK-106後,將薄膜的外觀以目視確認。
將本試驗前後之薄膜外觀以目視觀察,在以下之基準評估。
○:溶劑試驗後、薄膜無法收縮或膨脹
△:溶劑試驗後、薄膜少許收縮或膨脹
×:溶劑試驗後、薄膜溶解、或收縮或膨脹
[柔軟性評估]
在將所得之薄膜以兩手持有彎曲成銳角(30度左右)的情況下,將未破裂者評估為○,將產生裂紋者評估為×。
分別將由各可撓性元件基板形成用組成物所得之樹脂薄膜之光學特性的結果示於表1,將耐熱性及耐溶劑性試驗的結果示於表2。
N.D.=薄膜龜裂(無法測定薄膜之性能)
如表1所示,由例2~例11之可撓性元件基板形成用組成物所得之樹脂薄膜在波長550nm之光線透過率[%]較高,另一方面,在波長308nm之光線透過率成為5%以下,而得到披露雷射剝離法的適用變可能的結果。又,該樹脂薄膜成為黃色度(CIEb*)亦降低,進而厚度方向遲延Rth為404nm以下,面內遲延R0為4.2nm以下之極為低,雙折射△n亦未滿0.015之極為低的值。又,如表2所示,上述樹脂薄膜成為線膨脹係數[ppm/℃](30~220℃)較低(未滿31ppm/℃),改善耐熱性,亦具
有柔軟性的結果。進而在例8~例10,得到對於溶劑具有溶劑耐性的結果。
另一方面,成為披露例1之樹脂薄膜雖具有與例2~例11相同之耐熱性及光學特性,但在波長308nm之光線透過率提高至66.5%,在來自基材之樹脂薄膜的剝離,雷射剝離法的適用有困難的結果。
[藉由LLO法之樹脂薄膜的剝離]
將於例1及例11所得之可撓性元件基板形成用組成物塗佈在玻璃基板,依將塗膜於大氣下50℃ 30分鐘、140℃ 30分鐘、200℃ 60分鐘、接著-99kpa之真空下、280℃ 60分鐘順序進行加熱,而得到樹脂薄膜。
評估於上述作成之樹脂薄膜是否藉由LLO法剝離。
尚,作為LLO法係採用以下之條件。
雷射光源:最大值雷射XeCl(308nm)
能量密度:420mJ/cm2、500mJ/cm2、515mJ/cm2、530mJ/cm2、560mJ/cm2、630mJ/cm2
階段移動速度:7.8mm/秒
雷射光束大小:14mm×1.3mm(最大能量時之尺寸:7.8mm×1.3mm)、雷射光之重複掃描範圍為80%
將結果示於表3。
尚,表中,○係表示剝離樹脂薄膜,△係表有一部分虧缺,×係表示未剝離。
如表3所示,確認於例11表示之本發明之樹脂薄膜可藉由LLO法剝離。另一方面,未包含TiO2之例1的樹脂薄膜在同樣的條件下並未剝離。
如此,本發明之可撓性元件基板形成用組成物係具有低線膨脹係數、高透明性(高光線透過率、低黃色度)、低遲延的特性,又,亦可賦予優異之溶劑耐性,亦即可形成滿足作為可撓性元件基板之基底薄膜所必須之要件的樹脂薄膜之材料。尤其是該樹脂薄膜,由於充分吸收特定波長(308nm)之光線,使雷射剝離法的適用變可能,朝向可撓性元件的量產化,可期待作為可撓性元件基板之基底薄膜特別適合使用。
Claims (12)
- 一種可撓性元件基板形成用組成物,其係包含:於主鏈具有脂環式骨架之聚醯亞胺、粒子徑為3nm~200nm之二氧化鈦粒子、從藉由氮吸著法所測定之比表面積值所算出之平均粒子徑為100nm以下之二氧化矽粒子、及有機溶劑。
- 如請求項1之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述二氧化鈦粒子相對於前述聚醯亞胺、前述二氧化鈦粒子及前述二氧化矽粒子的合計質量為0.1質量%以上20質量%以下的量。
- 如請求項1之可撓性元件基板形成用組成物,其係進一步包含交聯劑,該交聯劑由下述化合物所構成:該化合物僅由氫原子、碳原子、氮原子及氧原子所構成,且具有2個以上選自由羥基、環氧基及碳原子數1~5之烷氧基所構成之群組之基,且具有環狀構造。
- 如請求項3之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述二氧化鈦粒子相對於前述聚醯亞胺、前述二氧化鈦粒子及前述二氧化矽粒子的合計質量為3質量%以上16質量%以下的量。
- 如請求項1~請求項4中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述聚醯亞胺係使包含脂環式四羧酸二酐之四羧酸二酐成分與包含含氟芳香族二胺之二胺成分進行反應所得之聚醯胺酸進行醯亞胺化所得之聚醯亞 胺。
- 如請求項5之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述脂環式四羧酸二酐係包含式(C1)表示之四羧酸二酐,
- 如請求項5或請求項6之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述含氟芳香族二胺係包含式(A1)表示之二胺,【化3】H2N-B2-NH2 (A1)(式中,B2係表示選自由式(Y-1)~(Y-34)所構成之群組中之2價基);
- 如請求項1~請求項7中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述聚醯亞胺與前述二氧化矽粒子的質量比為7:3~3:7。
- 如請求項1~請求項8中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其中,前述二氧化矽粒子的平均粒子徑為60nm以下。
- 如請求項1~請求項9中任一項之可撓性元件基板形成用組成物,其係適用雷射剝離法之可撓性元件的基板形成用組成物。
- 一種可撓性元件基板,其係由如請求項1~請求項10中任一項之可撓性元件基板形成用組成物所形成。
- 一種可撓性元件基板之製造方法,其係包含:將如請求項1~請求項10中任一項之可撓性元件基板形成用組成物塗佈於基材,進行乾燥、加熱形成可撓性元件基 板之步驟、藉由雷射剝離法從前述基材使前述可撓性元件基板剝離之剝離步驟。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016002614 | 2016-01-08 | ||
JP2016-002614 | 2016-01-08 | ||
JP2016228050 | 2016-11-24 | ||
JP2016-228050 | 2016-11-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201739838A true TW201739838A (zh) | 2017-11-16 |
TWI775739B TWI775739B (zh) | 2022-09-01 |
Family
ID=59274112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW106100500A TWI775739B (zh) | 2016-01-08 | 2017-01-06 | 可撓性元件基板形成用組成物 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6905213B2 (zh) |
KR (1) | KR102675766B1 (zh) |
CN (1) | CN108473764B (zh) |
TW (1) | TWI775739B (zh) |
WO (1) | WO2017119450A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI645973B (zh) * | 2017-12-15 | 2019-01-01 | 律勝科技股份有限公司 | 聚醯亞胺薄化軟性基板及其製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6530125B1 (ja) | 2018-04-27 | 2019-06-12 | 住友化学株式会社 | 光学フィルム |
KR102245533B1 (ko) * | 2020-11-02 | 2021-04-28 | 주식회사 지게차코리아 | 운송수단용 림 및 이의 제조방법 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100090182A1 (en) * | 2006-06-15 | 2010-04-15 | Ian Robert Tooley | Uv Absorbing Composition |
JP2010037425A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Jsr Corp | 樹脂組成物、光学膜及び光学用部材 |
CN101831175A (zh) * | 2010-04-01 | 2010-09-15 | 辽宁科技大学 | 一种无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜及其制备方法 |
JP2014114429A (ja) | 2012-01-12 | 2014-06-26 | New Japan Chem Co Ltd | 溶剤可溶性ポリイミド樹脂 |
JP5845918B2 (ja) | 2012-01-20 | 2016-01-20 | 宇部興産株式会社 | ポリイミド前駆体及びポリイミド |
WO2013125194A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 | ディスプレイ基板の製造方法 |
WO2013161970A1 (ja) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 宇部興産株式会社 | ポリアミック酸溶液組成物、及びポリイミド |
WO2014207963A1 (ja) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | 東レ株式会社 | ポリイミド前駆体、ポリイミド、それを用いたフレキシブル基板、カラーフィルタおよびその製造方法、ならびにフレキシブル表示デバイス |
TWI495404B (zh) * | 2013-06-21 | 2015-08-01 | Chi Mei Corp | 軟性基板用組成物及軟性基板 |
JP2015078254A (ja) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | 東レ株式会社 | 樹脂組成物、それを用いたポリイミド樹脂膜、それを含むカラーフィルタ、tft基板、表示デバイスおよびそれらの製造方法 |
KR102345844B1 (ko) * | 2014-03-31 | 2021-12-31 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | 수지 박막의 제조방법 및 수지 박막형성용 조성물 |
JP6476278B2 (ja) * | 2015-03-13 | 2019-02-27 | 旭化成株式会社 | ポリイミド前駆体樹脂組成物 |
JP6743807B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2020-08-19 | 日産化学株式会社 | 剥離層形成用組成物及び剥離層 |
JP6491742B2 (ja) * | 2015-04-17 | 2019-03-27 | 旭化成株式会社 | 樹脂組成物、ポリイミド樹脂膜、及びその製造方法 |
CN105137636A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示基板及其制作方法和显示面板 |
CN105111475A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-02 | 苏州华辉材料科技有限公司 | 无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜及其制备方法 |
-
2017
- 2017-01-05 JP JP2017560407A patent/JP6905213B2/ja active Active
- 2017-01-05 KR KR1020187018920A patent/KR102675766B1/ko active IP Right Grant
- 2017-01-05 WO PCT/JP2017/000147 patent/WO2017119450A1/ja active Application Filing
- 2017-01-05 CN CN201780005922.3A patent/CN108473764B/zh active Active
- 2017-01-06 TW TW106100500A patent/TWI775739B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI645973B (zh) * | 2017-12-15 | 2019-01-01 | 律勝科技股份有限公司 | 聚醯亞胺薄化軟性基板及其製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108473764B (zh) | 2021-09-28 |
KR102675766B1 (ko) | 2024-06-18 |
TWI775739B (zh) | 2022-09-01 |
WO2017119450A1 (ja) | 2017-07-13 |
JP6905213B2 (ja) | 2021-07-21 |
JPWO2017119450A1 (ja) | 2018-10-25 |
CN108473764A (zh) | 2018-08-31 |
KR20180102081A (ko) | 2018-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6631804B2 (ja) | 樹脂薄膜の製造方法および樹脂薄膜形成用組成物 | |
JP7011231B2 (ja) | フレキシブルデバイス基板形成用組成物 | |
JP6990354B2 (ja) | 樹脂薄膜形成用組成物 | |
TW201734132A (zh) | 聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺酸溶液、聚醯亞胺積層體、可饒性裝置基板、及彼等之製造方法 | |
TWI782037B (zh) | 可撓式裝置用基板之製造方法 | |
TWI804564B (zh) | 混合樹脂組成物 | |
TWI758357B (zh) | 可撓性元件基板形成用組成物 | |
TWI775739B (zh) | 可撓性元件基板形成用組成物 | |
CN114466902A (zh) | 聚酰亚胺树脂组合物、聚酰亚胺清漆和聚酰亚胺薄膜 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |