[發(fā)明專利]可溶性透明聚苯并噁唑前體，聚苯并噁唑，及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680034022.3
• 申請日: 2006-09-13
• 公開（公告）號: CN101263180A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 長谷川匡俊;國方賢治
• 申請（專利權(quán)）人: 日本化藥株式會社
• 主分類號: C08G73/22
• 分類號: C08G73/22;G02F1/1333
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 顧敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備聚苯并噁唑的方法，所述聚苯并噁唑同時具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，高透明度，溶劑中的高溶解性，低雙折射，低吸水性和足夠的韌性，該物質(zhì)可以用作各種電子器件的電絕緣膜，還可用作液晶顯示器的襯底，有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器的襯底，用于電子紙張的襯底，用于太陽能電池的襯底，特別是用于撓性膜類液晶顯示器的塑料襯底；本發(fā)明還涉及用來制備所述苯并噁唑前體的方法。

背景技術(shù)

目前玻璃襯底被用作液晶顯示器的襯底，但是隨著近來顯示器屏幕尺寸擴(kuò)大的趨勢，關(guān)于減小玻璃襯底重量和提高其生產(chǎn)能力的問題也隨之而來。另外，在便攜式信息通訊設(shè)備，例如手機(jī)、電子組織和便攜式個人計算機(jī)，已經(jīng)指出了一個問題，即液晶顯示器中的玻璃襯底即使在較小的沖擊下也很容易發(fā)生破碎。近來，塑料襯底正在吸引公眾的關(guān)注，作為沉重而易碎的玻璃襯底的替代材料，這是因為塑料襯底重量輕、高度適于進(jìn)行模塑加工，而且不易破碎。

但是，塑料襯底的缺點在于，它們的耐熱性遜于玻璃襯底。特別是在TFT型液晶板中，由于所述液晶板在制造過程中多次經(jīng)歷190℃的高溫，需要塑料襯底具有高于190℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。但是，目前作為代表性透明樹脂的聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為100℃和150℃，因此從耐熱性角度來看，不完全令人滿意。

具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合材料可包括例如聚酰亞胺，聚苯并噁唑和聚苯并咪唑。其中人們認(rèn)為聚酰亞胺是一個改進(jìn)，這是因為它們具有以下優(yōu)點，例如用于進(jìn)行制備的聚合反應(yīng)和制膜方法相對簡單，有大量可用單體，該材料有益于在性質(zhì)上獲得提高。因此，人們試驗了同時具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，高透明度和高韌性的聚酰亞胺(非專利文獻(xiàn)1)。

與此同時，需要用于液晶顯示器的襯底的吸水性盡可能低。這是因為吸附的水分可能對襯底上形成的ITO電極造成負(fù)面影響，例如可能會加速剝落。

因為聚酰亞胺在分子中包含具有高極化率的酰亞胺基團(tuán)，所述材料通常具有高吸水性，從在液晶顯示器中的應(yīng)用來看，這通常是不利的。

聚酰亞胺膜通常通過兩步法制得，該方法包括通過使得等摩爾量的四羧酸二酐和二胺在非質(zhì)子極性溶劑(例如二甲基乙酰胺)中反應(yīng)(前體聚合)，然后將該溶液流涂到襯底上，然后進(jìn)行干燥，通過在等于或高于300℃的高溫下對該聚合物進(jìn)行加熱，使得聚合物固化。這是因為最終產(chǎn)物聚酰亞胺不溶于溶劑，在許多情況下缺乏熱塑性，因此聚酰亞胺自身難以通過模塑加工進(jìn)行處理。

另外，作為用于撓性膜類液晶顯示器的塑料襯底的應(yīng)用需要厚度為100-200微米的厚膜，通過兩步法不易制得這樣的厚聚酰亞胺膜。

一個更嚴(yán)重的問題是聚酰亞胺膜的變色問題。這是由于聚酰亞胺中芳族基團(tuán)的分子內(nèi)共軛，以及分子內(nèi)/分子間電荷傳輸相互作用造成的(非專利文獻(xiàn)2)。關(guān)于這一點，可以通過將脂族單體用作聚酰亞胺前體聚合反應(yīng)中使用的四羧酸二酐和二胺中的任意一種或兩種，阻礙電荷傳輸相互作用，從而克服聚酰亞胺膜的透明度問題。

然而，在由脂族二胺和四羧酸二酐進(jìn)行聚酰亞胺前體的聚合反應(yīng)的時候，出現(xiàn)了一個嚴(yán)重的問題，即在聚合反應(yīng)的前期發(fā)生成鹽，因此需要很長時間來完成聚合，或者在一些情況下，聚合反應(yīng)根本不進(jìn)行(非專利文獻(xiàn)3)。

另一方面，聚苯并噁唑的分子中不含酰亞胺基團(tuán)之類的高度可極化結(jié)構(gòu)單元，因此預(yù)期其會具有低吸水性。另外，當(dāng)將脂環(huán)結(jié)構(gòu)引入分子的時候，膜的透明度獲得改進(jìn)，與此同時，分子間相互作用減少，因此預(yù)期最終產(chǎn)物聚苯并噁唑在有機(jī)溶劑中的溶解性會增大。但是，目前人們尚不知曉能夠同時滿足上述適于撓性膜狀液晶顯示器的塑料襯底的膜性質(zhì)和可加工性的制備聚苯并噁唑的技術(shù)。

由于人們眾所周知，對于聚酰亞胺體系，將脂環(huán)結(jié)構(gòu)引入主鏈能夠有益地給予透明度和減小介電常數(shù)(非專利文獻(xiàn)4)，對于聚苯并噁唑體系，同樣預(yù)期通過引入脂環(huán)結(jié)構(gòu)制得的膜表現(xiàn)出透明度以及低介電常數(shù)。

減小電絕緣膜的介電常數(shù)是數(shù)據(jù)處理和電信領(lǐng)域一個非常重要的問題，因為通過減小介電常數(shù)，便可通過微處理器進(jìn)行高速處理，或者縮短時鐘信號的上升時間。

對于將所述可溶性聚苯并噁唑用于多層襯底等之類的電絕緣膜的情況，可以僅通過施涂聚苯并噁唑本身在有機(jī)溶劑中的溶液，然后在較低的溫度下將溶劑蒸發(fā)至干，有效地在金屬襯底上形成絕緣膜。因此，所述材料能夠有益地減小金屬襯底/絕緣膜層疊體中的熱應(yīng)力。