聚酰亚胺前体和聚酰亚胺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚酰亚胺前体，其特征在于，该聚酰亚胺前体包含由下述化学式(1)表示的重复单元。(在化学式(1)中，A代表在化学结构中具有至少一个脂肪族六元环且不具有芳香族环的四价基团，B代表在化学结构中具有至少一个酰胺键和芳香族环的二价基团；或者，A代表脂肪族的四价基团，B代表在化学结构中具有至少一个下述化学式(2)的化学结构的二价基团。，X1、X2各自独立地代表氢、碳原子数为1～6的烷基或者碳原子数为3～9的烷基甲硅烷基。)
【专利说明】聚酰亚胺前体和聚酰亚胺
【技术领域】
[0001]本发明涉及ー种具有透明性、抗弯曲性、高耐热性等优异的特性，进ー步兼具极低的线膨胀系数和优异的耐溶剂性的聚酰亚胺及其前体。此外，本发明还涉及ー种具有透明性、抗弯曲性、高耐热性等优异的特性，进ー步兼具极低的线膨胀系数和优异的耐溶剂性、阻燃性的聚酰亚胺及其前体。
【背景技术】
[0002]近年来，随着先进信息化社会的到来，已经开发出了光通信领域的光纤和光波导等、以及显示装置领域中的液晶取向膜和滤色片用保护膜等光学材料。特别是在显示装置领域中，作为玻璃基板的替代品，正在对轻量且柔性优异的塑料基板进行研究，并且已积极开发出可弯曲或卷起的显示器。因此，正在寻求ー种能够用于各种用途的性能更高的光学材料。
[0003]因分子内的共轭或电荷转移复合物的形成，芳香族聚酰亚胺实质上着色成黄褐色。因此，作为抑制着色的手段，提出了下述方法:例如通过向分子内导入氟原子、向主链赋予挠曲性、导入大基团作为侧链等，由此来抑制分子内的共轭和电荷转移复合物的形成，从而使其呈现透明性。另外，还提出了通过使用原则上不会形成电荷转移复合物的半脂环式或全脂环式聚酰亚胺从而使其呈现透明性的方法。
[0004]专利文献I中公开了下述内容:为了得到薄、轻且难以破裂的有源矩阵显示装置，在四羧酸组分残基为脂肪族基团的透明的聚酰亚胺膜的基板上，使用常规的成膜エ艺来形成薄膜晶体管，从而得到薄膜晶体管基板。此处，具体所使用的聚酰亚胺是由作为四羧酸组分的1，2，4，5_环己烷四羧酸二酐和作为二胺组分的4，4’ - 二氨基二苯基醚制备而成。
[0005]专利文献2中公开了ー种通过使用特定的干燥エ序的溶液流延法来得到由聚酰亚胺构成的无色透明树脂膜的制造方法，该无色透明树脂膜的无色透明性、耐热性和平坦性十分优异，可用于液晶显示元件、有机EL显示元件的透明基板或薄膜晶体管基板、柔性配线基板等。此处所使用的聚酰亚胺是由作为四羧酸组分的1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐和作为二胺组分的a，a 双(4-氨基苯基)-1，4-二异丙基苯和4，4’-双(4_氨基苯氧基)联苯制备而成的物质等。
[0006]在专利文献3、4中记载有ー种可溶于有机溶剂的聚酰亚胺，其中该有机溶剂使用二环己基四羧酸作为四羧酸组分，并且使用二氨基二苯基醚、二氨基二苯基甲烷、1，4_双(4-氨基苯氧基)苯、1，3_双(4-氨基苯氧基)苯、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]砜、双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]醚、间苯二胺作为二胺组分。
[0007]对于这种使用脂环式四羧酸二酐作为四羧酸组分、使用芳香族二胺作为二胺组分的半脂环式聚酰亚胺而言，其兼具透明性、抗弯曲性、高耐热性。但是，通常这种半脂环式聚酰亚胺的线膨胀系数大、为50ppm/K以上，因此与金属等导体的线膨胀系数的差较大，在形成电路基板时有时会产生翘曲増大等不良情況，特别是不易于进行显示器用途等的微细电路形成エ艺。
[0008]进ー步，这种半脂环式聚酰亚胺存在耐溶剂性不充分的倾向，在电路形成エ艺中有可能产生不良情況。另外，有时在阻燃性方面较差，电子设备的安全性会降低。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2003-168800号公报
[0012]专利文献2:国际公开第2008/146637号
[0013]专利文献3:日本特开2002-69179号公报
[0014]专利文献4:日本特开2002-146021号公报
【发明内容】
[0015]本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于，针对使用脂环式四羧酸二酐作为四羧酸组分、使用芳香族二胺作为二胺组分的半脂环式聚酰亚胺，改善其线膨胀系数和耐溶剂性。另外，其目的还在于，针对使用脂肪族系四羧酸二酐作为四羧酸组分的聚酰亚胺，改善其线膨胀系数、耐溶剂性和阻燃性。
[0016]即，本发明的目 的在于提供ー种具有透明性、抗弯曲性、高耐热性等优异的特性，进ー步兼具极低的线膨胀系数和优异的耐溶剂性的聚酰亚胺及其前体。另外，本发明的目的还在于提供ー种具有透明性、抗弯曲性、高耐热性等优异的特性，进ー步兼具极低的线膨胀系数和优异的耐溶剂性、阻 燃性的聚酰亚胺及其前体。
[0017]本发明涉及以下各个方面。
[0018]1、一种聚酰亚胺前体，其特征在于，该聚酰亚胺前体包含由下述化学式(I)表示的重复单元。
[0019]
【权利要求】
1.一种聚酰亚胺前体，其特征在于，该聚酰亚胺前体包含由下述化学式(I)表示的重复单元，
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺前体，其特征在干，A为由下述化学式(3-1)~(3-4)组成的组中选出的ー种以上，
3.根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺前体，其特征在干，B为由下述化学式(4-1)~(4-4)组成的组中选出的ー种以上，
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚酰亚胺前体，其特征在干，该聚酰亚胺前体是由四羧酸组分和二胺组分得到的，在整个100摩尔％所述四羧酸组分中，含有70摩尔％以上用于形成由化学式(I)所示的重复单元的四羧酸组分、30摩尔％以下其它四羧酸组分；在整个100摩尔％所述二胺组分中，含有70摩尔％以上用于形成由化学式(I)所示的重复単元的二胺组分、30摩尔％以下其它二胺组分。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚酰亚胺前体，其特征在干，该聚酰亚胺前体是由纯度为99%以上的四羧酸组分和纯度为99%以上的二胺组分得到的，所述四羧酸组分中，在含有多种立体异构体的情况下，所述纯度为不将这些立体异构体进行区分而视为同一成分时的纯度。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚酰亚胺前体，其特征在干，该聚酰亚胺前体是由透光率为70%以上的四羧酸组分和透光率为30%以上的二胺组分得到的，其中，所述四羧酸组分的透光率表示将上述四羧酸组分以10质量％的浓度溶解在2N氢氧化钠溶液中而得到的溶液在400nm波长、Icm光程长度的条件下的透过率，所述二胺组分的透光率表示将上述二胺组分以8质量％的浓度溶解在甲醇、水、N，N-二甲基こ酰胺、こ酸或它们的盐酸溶液中而得到的溶液在400nm波长、Icm光程长度的条件下的透过率。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的聚酰亚胺前体，其特征在干，将该聚酰亚胺前体以10质量％的浓度溶解在选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基こ酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、I，3- 二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亚砜和水的溶剂中，所得到的溶液在400nm波长、Icm光程长度的条件下的透光率为40%以上。
8.—种聚酰亚胺前体溶液组合物，其是权利要求1~7中任一项所述的聚酰亚胺前体溶解在溶剂中而得到的聚酰亚胺前体溶液组合物，其特征在于，所述溶剂在400nm波长、Icm光程长度的条件下的透光率为89%以上。
9.ー种聚酰亚胺，其特征在于，该聚酰亚胺包含由下述化学式(5)表示的重复单元，
10.根据权利要求9所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述化学式(5)中的A代表脂肪族的四价基团，B代表在化学结构中具有至少ー个所述化学式(2)的化学结构的二价基团，并且该聚酰亚胺以体积分率计的氧指数为22%以上。
11.ー种聚酰亚胺，是由脂肪族四羧酸组分和二胺组分反应而得到的聚酰亚胺，其特征在于，该聚酰亚胺以体积分率计的氧指数为22%以上。
12.—种显示器用、触控板用或太阳能电池用的基板，其特征在于，该基板是由使用了权利要求8所述的聚酰亚胺前体溶液组合物而得到的聚酰亚胺、或权利要求9~11中任一项所述的聚酰亚胺而形成的。
【文档编号】H01M14/00GK103534294SQ201280022772
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年3月12日 优先权日:2011年3月11日
【发明者】高泽亮一, 冈卓也, 小滨幸德, 中川美晴, 岩本圭司, 弘津健二, 渡辺祥行 申请人:宇部兴产株式会社