專利名稱：聚酰亞胺化合物及制法以及由其得到的光學(xué)薄膜和光波導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酰亞胺化合物及其制法以及由該化合物得到的光學(xué)薄膜和光波導(dǎo)。
背景技術(shù)：
以往，在光學(xué)領(lǐng)域中，通常使用以聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂為主要 成分的塑料材料。這樣的光學(xué)用樹脂根據(jù)其用途而要求其具有耐熱性、耐濕性等諸多特性， 通過對構(gòu)成聚合物的主骨架的主鏈和側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，開發(fā)各種具有各種特性的材 料。另外，尤其在應(yīng)用于以光學(xué)元件的密封、柔性電路基板為首的領(lǐng)域的塑料材料中，對于 具有高透明性的材料，對它的光波導(dǎo)用途也進(jìn)行了研究(參照專利文獻(xiàn)1 3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-89779公報專利文獻(xiàn)2 日本特開平8-41323號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2002-201231公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，近年來，隨著信息的高容量化和高速傳送化的趨向，光電混載基板等的開發(fā) 受到關(guān)注。該基板通過將各種光波導(dǎo)層疊到金屬基材(包括具有金屬層的基材)上而構(gòu)成， 根據(jù)使用的基材，有必要控制構(gòu)成光波導(dǎo)的樹脂材料的線膨脹系數(shù)。其理由是，例如，金屬 基材的線膨脹系數(shù)小，但現(xiàn)有的普通的光波導(dǎo)形成用的樹脂材料的線膨脹系數(shù)大，因而，在 將樹脂材料層層疊到金屬基材上時，會產(chǎn)生由于上述層疊后的加熱(制造時施加的熱以及 產(chǎn)品化后的環(huán)境熱)導(dǎo)致的基板發(fā)生翹曲(卷曲)的問題。作為解決上述問題的方法，迄今研究了通過將交聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到上述樹脂材料中從 而將線膨脹系數(shù)抑制得較低的方法。例如，對于構(gòu)筑上述交聯(lián)結(jié)構(gòu)來說，最簡單的方法是導(dǎo) 入多官能體的方法，但由于該方法會引起聚合物的凝膠化，因此例如通過樹脂組合物的涂 布(旋轉(zhuǎn)涂布等)來形成光波導(dǎo)等時，其涂膜形成變得困難。本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種可通過旋轉(zhuǎn)涂布法等成 膜，且線膨脹系數(shù)小的新型聚酰亞胺化合物及其制法以及由該化合物得到的光學(xué)薄膜和光 波導(dǎo)。用于解決問題的方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一要旨為一種聚酰亞胺化合物，其具有下述通式 (1)所示的結(jié)構(gòu)單元。 通式(1)中，X、Y各自為共價單鍵、-0)-、-0-、-012-、-((0&)2-、或-0 0 ，)-;R、 R’各自為碳數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；A、B為鹵素基團(tuán)，a、b表示對 應(yīng)的A和B的基團(tuán)數(shù)，為0或1 2的任一整數(shù)；禮、1 2、1 3、1 4各自為氫原子或碳數(shù)1 4的 直鏈烷基，可彼此相同或不同。另外，本發(fā)明的第二要旨為上述聚酰亞胺化合物的制法，使下述通式(2)所示的 四羧酸二酐與下述通式(3)所示的二氨基化合物反應(yīng)，由此得到液態(tài)的聚酰胺酸，使該液 態(tài)的聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化。 通式(2)中，X為共價單鍵、-CO-、-0-、-CH2-、-C(CF3)2-、或-CR(R，)_;R、R，各自 為碳數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；A、B為鹵素基團(tuán)，a、b表示對應(yīng)的A 和B的基團(tuán)數(shù)，為0或1 2的任一整數(shù)。 通式(3)中，Y為共價單鍵、-CO-、-0-、-CH2-、-C(CF3)2-、或-CR(R，)_;R、R，各自 為碳數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；禮、1 2、1 3、1 4各自為氫原子或碳數(shù)1 4的直鏈烷基，可彼此相同或不同。另外，本發(fā)明的第三要旨為一種光學(xué)薄膜，其由以上述聚酰亞胺化合物為母材聚 合物的樹脂構(gòu)成。另外，本發(fā)明的第四要旨為一種光波導(dǎo)，其具有基材和在該基材上形成的包層，在 上述包層中以規(guī)定的圖案形成有傳輸光信號的芯部，上述包層和芯部的至少一方由以上述 聚酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂構(gòu)成。本發(fā)明人為了解決前述課題反復(fù)進(jìn)行了一系列研究。而且，合成了各種具有特殊 結(jié)構(gòu)的化合物，反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果查明，使用具有前述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元的新型聚 酰亞胺化合物時，可實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，從而完成了本發(fā)明。即發(fā)現(xiàn)，上述新型聚酰亞胺化合物 具有上述特殊的骨架結(jié)構(gòu)，基于此，可實(shí)現(xiàn)上述聚酰亞胺化合物自身的線膨脹系數(shù)的降低。還查明，上述新型聚酰亞胺化合物可如下獲得使用前述通式(2)所示的四羧酸二酐和前 述通式(3)所示的二氨基化合物，使它們反應(yīng)合成聚酰胺酸(聚酰亞胺前體)，對其進(jìn)行酰 亞胺化而得到。本來，聚酰亞胺樹脂由于其強(qiáng)的π-Ji相互作用而顯示出與金屬接近的線膨脹系 數(shù)。然而，在制造作為光波導(dǎo)等光學(xué)用途所使用的透明芳香族聚酰亞胺時，由于實(shí)施了通過 將氟原子、三氟甲基等吸電子部位導(dǎo)入到其主鏈中來抑止主鏈內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(CT)的分子設(shè) 計，因此，氟-氟原子間斥力導(dǎo)致聚合物主鏈間的相互作用顯著變?nèi)?，這一事實(shí)導(dǎo)致聚合物 的熱(線)膨脹系數(shù)上升(例如由4，4' _(六氟異亞丙基)雙鄰苯二甲酸酐(6FDA)和2， 2’_雙(三氟甲基)-4，4’_ 二氨基聯(lián)苯(TFMB)合成得到的部分氟化聚酰亞胺(6FDA-TFMB) 的線膨脹系數(shù)大約為40ppm/°C )。即，現(xiàn)有的透明聚酰亞胺的分子設(shè)計中，透明性與線膨脹 系數(shù)呈相反的關(guān)系(背反關(guān)系，trade off)。然而，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物進(jìn)行了這樣的 分子設(shè)計通過將扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到其聚合物主鏈中，可以降低氟原子的存在量，并且不損害 透明性地降低線膨脹系數(shù)。進(jìn)而，本發(fā)明還具有這樣的效果降低了在作為光波導(dǎo)的用途中 現(xiàn)有的氟化聚酰亞胺所無法避免的、由于主鏈間n-n相互作用引起的IOOOnm以下的波長 區(qū)域中的損失。發(fā)明的效果如上所述，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物為具有前述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元的特殊 的聚酰亞胺化合物。該化合物由于具有特殊骨架結(jié)構(gòu)，因而線膨脹系數(shù)小。因此，例如，在 線膨脹系數(shù)小的金屬基材上層疊以上述聚酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂層時，可抑制 由上述層疊后的加熱(制造時施加的熱和產(chǎn)品化后的環(huán)境熱)導(dǎo)致的翹曲的產(chǎn)生。因此， 本發(fā)明的聚酰亞胺化合物可用作具有金屬基材的光波導(dǎo)的材料。另外，本發(fā)明的聚酰亞胺 化合物由于透明性高，也可用作光學(xué)薄膜、液晶顯示器基材、顯微透鏡等各種光學(xué)材料。另 外，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物由于耐熱性、堿顯影性也優(yōu)異，也可用作通過焊接來安裝半導(dǎo) 體元件等電子部件的柔性電路基板的阻焊材料。進(jìn)而，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物的前體，即 聚酰胺酸為液態(tài)，由此，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物可通過旋轉(zhuǎn)涂布法等來成膜。而且，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物可使用前述特定的四羧酸二酐和前述特定的二氨 基化合物，使它們反應(yīng)來制備液態(tài)的聚酰胺酸(聚酰亞胺前體)，使該聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺 化，從而合成具有構(gòu)成上述特殊骨架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元的聚酰亞胺化合物。另外，由以上述聚酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂構(gòu)成的光學(xué)薄膜由于上述聚 酰亞胺化合物的線膨脹系數(shù)小，具有即使薄也不易產(chǎn)生由熱(制造時施加的熱和產(chǎn)品化后 的環(huán)境熱)導(dǎo)致的翹曲、變形的效果。另外，使用以上述聚酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂作為材料的光波導(dǎo)，與上 述光學(xué)薄膜同樣地，也具有不易產(chǎn)生由熱導(dǎo)致的翹曲、變形的效果。尤其，在使用線膨脹系 數(shù)小的金屬基材的光波導(dǎo)中，與使用普通的光波導(dǎo)形成用的樹脂材料的以往制品相比，抑 制由熱導(dǎo)致的翹曲、變形的效果更顯著。


圖1為實(shí)施例的卷曲試驗(yàn)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
接著，說明本發(fā)明的實(shí)施方案。本發(fā)明的聚酰亞胺化合物為具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元的化合物。其中， 下述通式(1)中，x、Y各自為單鍵(共價單鍵)、-0)-、-0-、-012-、-((0&)2-、或-0 0 ，)-， 其中，從透明性的觀點(diǎn)考慮，X優(yōu)選為-C(CF3)2-O另外，-CR (R’ )-中，R、R’各自為碳數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同。另外，下述通式(1)中，A、B為鹵素基團(tuán)，a、b表 示對應(yīng)的A和B的基團(tuán)數(shù)，為O或1 2的任一整數(shù)。如此，可根據(jù)需要設(shè)置上述規(guī)定的A、 B所示的鹵素基團(tuán)。另外，R1^ R2> R3、R4各自為氫原子或碳數(shù)1 4的直鏈烷基，可彼此相 同或不同。此外，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物中，下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元可以無規(guī)地存 在，也可以嵌段地存在。 另外，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物由于具有上述通式(1)所示的特殊骨架結(jié)構(gòu)，因 而具有線膨脹系數(shù)小的特性。即，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物的線膨脹系數(shù)為35ppm/°C以下， 優(yōu)選為10 20ppm/°C的范圍。此外，上述線膨脹系數(shù)通過例如熱機(jī)械分析裝置(TMA)來測定。另外，本發(fā)明的聚酰亞胺化合物的重均分子量(Mw)優(yōu)選為10000 200000的范 圍，更優(yōu)選為50000 100000的范圍。即，其原因?yàn)?，重均分子量低?0000時，可見耐熱 性(例如再流焊接時的耐熱性)等物性變差、成膜性變差的傾向；反之，超過200000時，可 見粘度變得過高而難以處理的傾向。此外，上述重均分子量通過例如凝膠滲透色譜法(GPC) 的聚苯乙烯換算來測定。本發(fā)明的具有前述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元的聚酰亞胺化合物可如下制造使通 式(2)所示的四羧酸二酐與下述通式(3)所示的二氨基化合物反應(yīng)，得到液態(tài)的聚酰胺酸 (聚酰亞胺前體)，使該液態(tài)的聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化。 通式(2)中，X為共價單鍵、-CO-、-0-、-CH2-、-C(CF3)2-、或-CR(R，)_;R、R，各自 為碳數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；A、B為鹵素基團(tuán)，a、b表示對應(yīng)的A 和B的基團(tuán)數(shù)，為0或1 2的任一整數(shù)。 通式(3)中，Y為共價單鍵、-C 0-、-0-、-CH2-, -C(CF3)2-、或-CR(R' )- ；R、R，各
自為碳數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；禮、R2, R3、R4各自為氫原子或碳數(shù) 1 4的直鏈烷基，可彼此相同或不同。作為上述通式⑵所示的四羧酸二酐，可列舉出例如4，4’_(六氟異亞丙基)雙鄰 苯二甲酸酐(6FDA)、3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、4，4’ -氧雙鄰苯二甲酸酐等。這些 可單獨(dú)使用或組合兩種以上使用。作為上述通式(3)所示的二氨基化合物，可列舉出例如3，3’_ 二甲基聯(lián)苯胺 (DMB)、3，3’，5，5’-四甲基聯(lián)苯胺(TMB)、9，9_雙(4-氨基-3-甲基苯基)芴、9，9_雙(4-氨 基-3-氟苯基)芴等。這些可單獨(dú)使用或組合使用兩種以上。以上述通式(2)所示的四羧酸二酐和上述通式(3)所示的二氨基化合物為合成原 料，使它們反應(yīng)來制備聚酰胺酸(聚酰亞胺前體)。此外，作為上述合成原料，根據(jù)需要，可 以加入2，2’_雙(三氟甲基)_4，4’ - 二氨基聯(lián)苯(TFMB)等、與上述通式(3)所表示的二 氨基化合物不同的二氨基化合物等。作為制備上述聚酰胺酸(聚酰亞胺前體)時的反應(yīng)溫 度條件，優(yōu)選設(shè)定在20 80°C的范圍，特別優(yōu)選為20 40°C的范圍。此外，本發(fā)明中，在上述聚酰胺酸合成時，通常使用反應(yīng)溶劑。該反應(yīng)溶劑可適宜 地使用例如芳香族烴(甲苯、二甲苯等)、醚(四氫呋喃、二丁基醚等)、非質(zhì)子性極性溶劑 (N-甲基吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等)等。 這些可單獨(dú)使用或組合使用兩種以上。另外，作為對上述得到的聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化時的酰亞胺化方法，可舉出利用 加熱的酰亞胺化等，具體地說，酰亞胺化溫度優(yōu)選設(shè)定在150 400°C的范圍，特別優(yōu)選為 200 400°C的范圍。這樣得到的本發(fā)明的聚酰亞胺化合物由于透明性高，因而可用作光波導(dǎo)、光學(xué)薄 膜、液晶顯示器基材、顯微透鏡、光學(xué)元件的密封等各種光學(xué)材料。另外，由于耐熱性、堿顯 影性也優(yōu)異，因此可用作通過焊接來安裝半導(dǎo)體元件等電子部件的柔性電路基板的阻焊材 料。另外，由于本發(fā)明的聚酰亞胺化合物的前體，即聚酰胺酸如上所述為液態(tài)，因而本發(fā)明 的聚酰亞胺化合物可通過涂布來成膜。作為上述涂布方法，可列舉出例如利用旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)、 涂布機(jī)、圓涂布機(jī)、棒涂布機(jī)等的涂布法，利用多重涂布機(jī)(multi-coater)等涂布機(jī)以輥 對輥(roll to roll)的方式連續(xù)進(jìn)行的涂布法、絲網(wǎng)印刷法、靜電涂裝法。而且，由以上述聚酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂構(gòu)成的光學(xué)薄膜由于上述聚 酰亞胺化合物的線膨脹系數(shù)小，具有即使薄也不易產(chǎn)生由熱(制造時施加的熱和制品形成 后的環(huán)境熱)導(dǎo)致的翹曲、變形的效果。另外，使用以上述聚酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂作為材料的光波導(dǎo)，與上 述光學(xué)薄膜同樣地，也具有不易產(chǎn)生由熱導(dǎo)致的翹曲、變形的效果。尤其，與使用一般光波 形成用的樹脂材料的現(xiàn)有制品相比，使用線膨脹系數(shù)小的金屬基材的光波導(dǎo)對由熱導(dǎo)致的翹曲、變形的抑制更顯著。此外，“以上述聚酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂”意指，不僅包括僅由上述聚 酰亞胺化合物構(gòu)成的情況，而且包括在添加上述聚酰亞胺化合物的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要，還在 樹脂材料中添加增粘劑、撓性賦予劑、抗氧化劑、消泡劑等的情況。這些添加劑可在不妨礙 本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)適宜配合。另外，上述光波導(dǎo)具有基材和在該基材上形成的包層，上述包層中以規(guī)定的圖案 形成有傳輸光信號的芯部，本發(fā)明的光波導(dǎo)中，上述包層和芯部的至少一方由以上述聚酰 亞胺化合物為母材聚合物的樹脂構(gòu)成。作為上述基材形成材料，可以是金屬以外的物質(zhì)，可列舉出例如高分子薄膜、玻璃 基板等。而且，作為上述高分子薄膜，具體地說，可列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄 膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亞胺薄膜等。而且，其厚度通常設(shè)定在IOym 3mm的 范圍內(nèi)。另外，上述光波導(dǎo)可用作例如直線光波導(dǎo)、彎曲光波導(dǎo)(bent optical waveguide)、交叉光波導(dǎo)(crossed opticalwaveguide)、Y分支光波導(dǎo)、平板光波導(dǎo)(slab optical waveguide)、馬赫-曾德(Mach-Zehnder)型光波導(dǎo)、AffG型光波導(dǎo)、光柵、光波導(dǎo) 透鏡等。而且，作為使用這些光波導(dǎo)的光學(xué)元件，可列舉出波長濾波器、光學(xué)開關(guān)、光解多路 復(fù)用器(opticaldemultiplexer)、光多路復(fù)用器(optical multiplexer)、光多路 / 光解 多路復(fù)用器(optical multiplexer/demultiplexer)、光放大器、波長轉(zhuǎn)換器(wavelength converter)、波長分配器(wavelengthdivision)、光分路器(optical splitter)、定向耦合 器，還有混合集成有激光二極管、光電二極管的光傳輸模塊等。以下通過實(shí)施例說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制。實(shí)施例1聚酰胺酸溶液的合成在裝有攪拌裝置的反應(yīng)容器中，將2.39g 3，3’_ 二甲基聯(lián)苯胺(DMB)溶解在 18.3ml干燥N，N-二甲基乙酰胺中。邊攪拌邊向該溶液中緩慢加入5. OOg 4,4' _(六氟異 亞丙基)雙鄰苯二甲酸酐(6FDA)，在40°C下攪拌5小時，從而得到作為聚酰亞胺前體的聚 酰胺酸的N，N- 二甲基乙酰胺溶液(固體成分濃度30%，溶液總量24. Ig)。聚酰亞胺薄膜的制備通過旋轉(zhuǎn)涂布法將如上所述得到的聚酰胺酸溶液涂布于玻璃基板上。用加熱至 90°C的熱板將所得涂膜預(yù)烘焙15分鐘后，進(jìn)而在減壓條件下，在385°C下加熱2小時，從而 對聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化。從上述玻璃基板上剝離所得薄膜，制得聚酰亞胺薄膜(成膜后 的厚度5. 3ym)0實(shí)施例2在裝有攪拌裝置的反應(yīng)容器中，將2. 71g 3，3’，5，5’_四甲基聯(lián)苯胺(TMB)溶解在 19. Iml干燥N，N-二甲基乙酰胺中。邊攪拌邊向該溶液中緩慢加入5. OOg 4,4' _(六氟異 亞丙基)雙鄰苯二甲酸酐(6FDA)，在40°C下攪拌5小時，從而得到作為聚酰亞胺前體的聚 酰胺酸的N，N- 二甲基乙酰胺溶液(固體成分濃度30%，溶液總量25. Og)。另外，使用這樣得到的聚酰胺酸溶液，按照實(shí)施例1中記載的方法，制得聚酰亞胺 薄膜(成膜后的厚度5.6μπι)。
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實(shí)施例3在裝有攪拌裝置的反應(yīng)容器中，配合1.19g 3，3’_ 二甲基聯(lián)苯胺(DMB)、1.80g 2， 2，_雙(三氟甲基)_4，4，- 二氨基聯(lián)苯(TFMB)，將它們?nèi)芙庠?0.0ml干燥N，N-二甲基 乙酰胺中。邊攪拌邊向該溶液中緩慢加入5. OOg 4,4' _(六氟異亞丙基)雙鄰苯二甲酸酐 (6FDA)，在40°C下攪拌5小時，從而得到作為聚酰亞胺前體的聚酰胺酸的N，N- 二甲基乙酰 胺溶液(固體成分濃度30%，溶液總量26. 3g)。另外，使用這樣得到的聚酰胺酸溶液，按照實(shí)施例1中記載的方法，制得聚酰亞胺 薄膜(成膜后的厚度5.4μπι)。實(shí)施例4在裝有攪拌裝置的反應(yīng)容器中，將1.35g 3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯胺(TMB)和 1.80g 2，2，-雙(三氟甲基)-4，4，-二氨基聯(lián)苯(TFMB)溶解在20. 2ml干燥N，N-二甲基 乙酰胺中。邊攪拌邊向該溶液中緩慢加入5. OOg 4,4' _(六氟異亞丙基)雙鄰苯二甲酸酐 (6FDA)，在40°C下攪拌5小時，從而得到作為聚酰亞胺前體的聚酰胺酸的N，N- 二甲基乙酰 胺溶液(固體成分濃度30%，溶液總量26. 5g)。另外，使用這樣得到的聚酰胺酸溶液，按照實(shí)施例1中記載的方法，制得聚酰亞胺 薄膜(成膜后的厚度5.8μπι)。比較例1在裝有攪拌裝置的反應(yīng)容器中，將3. 60g 2，2，_雙(三氟甲基)_4，4，- 二氨基聯(lián) 苯(TFMB)溶解在21. 4ml干燥N，N-二甲基乙酰胺中。邊攪拌邊向該溶液中緩慢加入5. OOg 4，4’_(六氟異亞丙基)雙鄰苯二甲酸酐(6FDA)，在40°C下攪拌5小時，從而得到作為聚酰 亞胺前體的聚酰胺酸的N，N- 二甲基乙酰胺溶液(固體成分濃度30%，溶液總量28. Og)。另外，使用這樣得到的聚酰胺酸溶液，按照實(shí)施例1中記載的方法，制得聚酰亞胺 薄膜(成膜后的厚度5.5μπι)。構(gòu)成如上所述得到的實(shí)施例和比較例的聚酰亞胺薄膜的聚酰亞胺化合物如下述 通式(4)所示，其結(jié)構(gòu)單元的摩爾比(m/n)、取代基R1 R4如后述表1所示。 另外，以上述聚酰亞胺薄膜為試樣，測定構(gòu)成聚酰亞胺薄膜的聚酰亞胺化合物的 線膨脹系數(shù)(ppm/°c )、損失增長率(1OSS850/1300)、重均分子量(Mw)。此外，上述線膨脹系 數(shù)通過熱機(jī)械分析裝置(TMA)來測定。另外，上述損失增長率通過光譜分析儀來測定。另 外，上述重均分子量通過凝膠滲透色譜法(GPC)來測定。另外，將這些結(jié)果匯總示于后述表 1。另外，使用實(shí)施例和比較例的聚酰胺酸溶液，按照下述基準(zhǔn)對各特性進(jìn)行測定和 評價。
涂布件將在聚酰胺酸合成時不發(fā)生凝膠化、保持液態(tài)狀態(tài)、在涂布操作上沒有特別問題 的評價為〇。耐再流焊件通過熱機(jī)械分析裝置(TMA)進(jìn)行耐再流焊性試驗(yàn)(在270°C以上的耐分解性試 驗(yàn))，將不引起3%以上的重量減少的評價為O。抗卷曲件在7cmX7cmX厚度0. 025mm的平滑SUS基材(SUS 304H-TA、新日本制鐵株式會 社)的一個面上涂布聚酰胺酸溶液，將所得涂膜在80°C下加熱10分鐘，接著在150°C下加 熱30分鐘后，進(jìn)而在350°C下加熱2小時，從而制得在上述SUS基材上形成有厚度約20 μ m 的聚酰亞胺層的樣品。如下所述地測定和評價這樣得到的樣品的翹曲(卷曲)。即，如圖1 所示，將樣品1放置在平坦的地方，測定其邊緣部分的高度T，將T為0. 5cm以下的評價為滿 足本發(fā)明的基準(zhǔn)。[表 1] 如上所述，實(shí)施例1 4中制得的聚酰胺酸溶液由于維持為溶液狀，因而涂布性優(yōu) 異。另外，使該聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化而得到的實(shí)施例的聚酰亞胺化合物的耐再流焊性優(yōu) 異，進(jìn)而，實(shí)施例1 4的樣品在卷曲試驗(yàn)中也獲得了抑制翹曲達(dá)到滿足本發(fā)明的基準(zhǔn)的程 度的結(jié)果。與此相對地，比較例1的樣品的線膨脹系數(shù)大，結(jié)果在卷曲試驗(yàn)中，產(chǎn)生了超出本 發(fā)明的基準(zhǔn)的水平的翹曲。另外，比較例1中制得的薄膜由于損失增長率高，可知其在近紅 外區(qū)域的光波導(dǎo)的功能低。
此外，實(shí)施例1 4中制得的薄膜如前述表1所示，由于損失增長率小，因而可在 近紅外區(qū)域使用。另外，如前述表1所示，線膨脹系數(shù)小，因此，具有即使薄也不易產(chǎn)生由熱 導(dǎo)致的翹曲、變形的特性，因此確認(rèn)可以作為光學(xué)薄膜發(fā)揮優(yōu)異的性能。另外，以實(shí)施例的聚酰亞胺化合物為材料的光波導(dǎo)，與上述薄膜同樣地，也具有不 易產(chǎn)生由熱導(dǎo)致的翹曲、變形的效果，尤其從上述卷曲試驗(yàn)的結(jié)果可以確認(rèn)，即使使用線膨 脹系數(shù)小的金屬基材制造光波導(dǎo)，也能消除翹曲的問題。
權(quán)利要求
一種聚酰亞胺化合物，其特征在于，其具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元通式(1)中，X、Y各自為共價單鍵、 CO 、 O 、 CH2 、 C(CF3)2 、或 CR(R’) ；R、R’各自為碳數(shù)1～4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；A、B為鹵素基團(tuán)，a、b表示對應(yīng)的A和B的基團(tuán)數(shù)，為0或1～2的任一整數(shù)；R1、R2、R3、R4各自為氫原子或碳數(shù)1～4的直鏈烷基，可彼此相同或不同。FSA00000160069500011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺化合物，其中，聚酰亞胺化合物的線膨脹系數(shù)為 35ppm/°C 以下。
3.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺化合物的制法，其特征在于，使下述通式(2)所示的四羧 酸二酐與下述通式(3)所示的二氨基化合物反應(yīng)，由此得到液態(tài)的聚酰胺酸，使該液態(tài)的 聚酰胺酸進(jìn)行酰亞胺化， 通式⑵中，X為共價單鍵、-CO-、-0-、-CH2-、-C(CF3)2-、或-CR(R’)_;R、R’各自為碳 數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；A、B為鹵素基團(tuán)，a、b表示對應(yīng)的A和B 的基團(tuán)數(shù)，為0或1 2的任一整數(shù)； 通式(3)中，Y 為共價單鍵、-CO-、-0-、-CH2-、-C(CF3)2-、或-CR(R’)_;R、R’ 各自為碳 數(shù)1 4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；禮、1 2、1 3、1 4各自為氫原子或碳數(shù)1 4的 直鏈烷基，可彼此相同或不同。
4.一種光學(xué)薄膜，其特征在于，其由以權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺化合物為母材聚合 物的樹脂構(gòu)成。
5.一種光波導(dǎo)，其特征在于，其具有基材和在該基材上形成的包層，在所述包層中以規(guī) 定的圖案形成有傳輸光信號的芯部，所述包層和芯部的至少一方由以權(quán)利要求1所述的聚 酰亞胺化合物為母材聚合物的樹脂構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供新型的聚酰亞胺化合物及制法以及由其得到的光學(xué)薄膜和光波導(dǎo)，所述聚酰亞胺化合物可通過旋轉(zhuǎn)涂布法等成膜，且線膨脹系數(shù)小。所述聚酰亞胺化合物具有下述通式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元，通式(1)中，X、Y各自為共價單鍵、-CO-、-O-、-CH2-、-C(CF3)2-、或-CR(R’)-；R、R’各自為碳數(shù)1～4的直鏈或支鏈烷基，可彼此相同或不同；A、B為鹵素基團(tuán)，a、b表示對應(yīng)的A和B的基團(tuán)數(shù)，為0或1～2的任一整數(shù)；R1、R2、R3、R4各自為氫原子或碳數(shù)1～4的直鏈烷基，可彼此相同或不同。
文檔編號G02B6/122GK101928397SQ20101021102
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者平山智之 申請人:日東電工株式會社