(57)【要約】  本発明は、透明性が高く、かつ複数回の屈曲に対する屈曲耐性が改善されたポリイミドフィルム、及びこれを提供することのできるワニスを提供することを目的とする。本発明のワニスは、ポリマー（α）と溶媒（β）とを含む。上記ポリマー（α）は、ポリイミドまたはポリイミド前駆体である。上記ワニスは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く、原子量が２６以上２０１以下である典型金属元素、又は、原子量が２６以上２０１以下である遷移金属元素に属する少なくとも１種の金属元素を更に含む。上記ワニスに含まれる上記金属元素のうち少なくとも１種は、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍの量で存在する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー（α）と溶媒（β）とを含むワニスであって、
前記ポリマー（α）はポリイミドまたはポリイミド前駆体であり、
前記ワニスは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く、原子量が２６以上２０１以下である典型金属元素、又は、原子量が２６以上２０１以下である遷移金属元素に属する少なくとも１種の金属元素を含み、
前記ワニスに含まれる前記金属元素のうち少なくとも１種は、前記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍ存在する、ワニス。
【請求項２】
前記ワニスは、前記溶媒（β）中の前記ポリマー（α）の濃度を２０質量％に調整したとき、光路長１０ｍｍで測定される波長４５０ｎｍの光の透過率が６０％以上である、請求項１に記載のワニス。
【請求項３】
前記金属元素は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、及びＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載のワニス。
【請求項４】
前記ワニスに含まれる前記金属元素のうち少なくとも１種は、前記ポリマー（α）に対して０．０５〜１００ｐｐｍ存在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワニス。
【請求項５】
前記金属元素がＺｎを含む、請求項３に記載のワニス。
【請求項６】
前記金属元素がＺｒを含む、請求項３に記載のワニス。
【請求項７】
前記金属元素がＣｕを含む、請求項３に記載のワニス。
【請求項８】
前記金属元素がＣｒを含む、請求項３に記載のワニス。
【請求項９】
前記金属元素が、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、及びＡｌからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、請求項３に記載のワニス。
【請求項１０】
前記金属元素が、Ｆｅを含む、請求項３に記載のワニス。
【請求項１１】
前記金属元素がＦｅを含み、
Ｆｅは、前記ポリマー（α）に対して５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ存在する、請求項３に記載のワニス。
【請求項１２】
前記ワニスは、Ｐ及びＳｉからなる群から選ばれる典型非金属元素を更に含み、
前記ワニスに含まれる前記典型非金属元素のうち少なくとも１種は、前記ポリマー（α）に対して０．０５〜１００ｐｐｍ存在する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のワニス。
【請求項１３】
前記ポリマー（α）がポリイミドである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のワニス。
【請求項１４】
前記溶媒（β）がγ−ブチロラクトンである、請求項１３に記載のワニス。
【請求項１５】
前記金属元素がＣｕを含む、請求項１４に記載のワニス。
【請求項１６】
前記ワニスに含まれる前記金属元素の合計量が、前記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍである、請求項１に記載のワニス。
【請求項１７】
前記ワニスは、フレキシブル表示デバイスのポリイミド層、又は有機ＥＬ発光デバイスのポリイミド層の形成に用いられる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のワニス。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のワニスより得られる、ポリイミドフィルム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のポリイミドフィルムを有する、有機ＥＬ発光デバイス。
【請求項２０】
請求項１８に記載のポリイミドフィルムを有する、フレキシブル表示デバイス。
【請求項２１】
前記フレキシブル表示デバイスは光源を更に含み、
前記ポリイミドフィルムは、前記光源からの光が前記ポリイミドフィルムを通過して前記フレキシブルデバイスの外部に出力されるような位置に配置された、請求項２０に記載のフレキシブル表示デバイス。
【請求項２２】
ポリマー（α）を含むポリイミド層を有するフレキシブル表示デバイスであって、
前記ポリイミド層は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く、原子量が２６以上２０１以下である典型金属元素、又は、原子量が２６以上２０１以下である遷移金属元素に属する少なくとも１種の金属元素を含み、
前記ポリイミド層に含まれる前記金属元素のうち少なくとも１種は、前記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍ存在する、フレキシブル表示デバイス。
【請求項２３】
前記ポリイミド層に含まれる前記金属元素のうち少なくとも１種は、前記ポリマー（α）に対して０．０５〜１００ｐｐｍ存在する、請求項２２に記載のフレキシブル表示デバイス。
【請求項２４】
前記金属元素は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、及びＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、請求項２２に記載のフレキシブル表示デバイス。
【請求項２５】
前記金属元素は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、及びＣｒからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、請求項２４に記載のフレキシブル表示デバイス。
【請求項２６】
前記金属元素は、Ｆｅを含み、
Ｆｅは、前記ポリマー（α）に対して５０〜５００ｐｐｍ存在する、請求項２４に記載のフレキシブル表示デバイス。
【請求項２７】
前記ポリイミド層に含まれる前記金属元素の合計量が、前記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍである、請求項２２に記載のフレキシブル表示デバイス。
【請求項２８】
前記フレキシブル表示デバイスは光源を更に含み、
前記ポリイミド層は、前記光源からの光が前記ポリイミド層を通過して前記フレキシブル表示デバイスの外部に出力されるような位置に配置された、請求項２７に記載のフレキシブル表示デバイス。
【請求項２９】
ポリイミドワニスの製造方法であって、前記方法は、
（ａ）溶媒中に、ジアミンと、酸二無水物とを溶解して、ポリイミド前駆体を生成することと、
（ｂ）前記ポリイミド前駆体を前記溶媒中で加熱してポリイミドを生成することと
を含み、
工程（ｂ）において、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素を前記溶媒中に存在させる、ポリイミドワニスの製造方法。
【請求項３０】
前記金属元素はＣｕを含む、請求項２９に記載のポリイミドワニスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミドワニス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フレキシブル表示デバイス（「フレキシブルディスプレイ」ともいう。）などの折り曲げ可能なデバイス、有機ＥＬ発光デバイス「有機ＥＬ照明」ともいう。）又は有機ＥＬディスプレイなどの曲面を有するデバイスが検討されている。折り曲げ可能なデバイス及び曲面を有するデバイスにおいては、硬質基板ではなく、折り曲げ可能なフィルムを、表面保護層、カラーフィルター、タッチパネル、ＴＦＴなどを形成する基板として用いることが検討されていた。
また、透明電極フィルムのようなタッチパネル材料の分野では、軽量化、薄膜化及びフレキシブル化の観点から、ガラス代替品として樹脂フィルムを基板として用いることが検討されていた。【０００３】
折り曲げ可能なフィルムとして、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）、及び光学特性に優れるシクロオレフィンフィルム（ＣＯＰフィルム）等の採用が検討されている。【０００４】
一方、ポリイミド樹脂は、一般的に、耐熱酸化性、耐熱特性、耐熱放射性、耐低温性、及び、耐薬品性などに優れた特性を有しているため、ポリイミドフィルムを上記折り曲げ可能なフィルムとして採用することも検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１５８８２５号
【特許文献２】特開２００４−１６１９３７号公報
【特許文献３】特開２００４−１０７４１１号公報
【特許文献４】国際公開第２０１２／１１８０２０号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】最新ポリイミド（基礎と応用）日本ポリイミド研究会編  ｐ１１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
繰り返し屈曲することが求められる光学デバイス、例えばフレキシブル表示デバイス等に用いられるフィルムは、折り曲げ可能であることだけでなく、光学特性に優れ、かつ複数回の屈曲に対する屈曲耐性に優れることが求められる。前述のＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム、ＣＯＰフィルムは屈曲耐性が劣るという欠点を有しているため、そのようなフレキシブル光学デバイスの基板として用いることは困難である。【０００８】
一方、ポリイミド樹脂は、一般的に、光学特性、屈曲耐性、耐熱酸化性、耐熱特性、耐熱放射性、耐低温性、及び耐薬品性などの特性に優れているため、発明者らは、特許文献１に記載されているようなポリイミドフィルムをフレキシブル光学デバイスの基板として採用することを検討した。しかしながら、特許文献１に記載されているような従来のポリイミドフィルムは、複数回の屈曲に対する屈曲耐性を改善する余地があることが分かった。【０００９】
特許文献２は、ポリイミドフィルムの表面の接着性が乏しいという問題を解決するために、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、鉄、ニッケルおよび銅の６種類の金属元素から選ばれた少なくとも１種類を０ｐｐｍより多く１００ｐｐｍ以下含有させたポリイミドフィルムを記載している。特許文献３も同様に、ポリイミドフィルムの接着性向上のためにクロムを１０ｐｐｍ未満としている。しかしながら、特許文献２や特許文献３に記載のポリイミドフィルムは、剛直な骨格を持つモノマーを用いていることから光透過率が低く、無色透明なフレキシブル光学デバイスの基板として用いることは困難である。【００１０】
したがって、本発明の目的の一つは、透明性が高く、かつ複数回の屈曲に対する改善された屈曲耐性を有するポリイミドフィルム、及びこれを提供することのできるワニスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、ポリイミドまたはポリイミド前駆体を含むワニスであって、特定の典型金属元素又は遷移金属元素に属する金属元素から選ばれる少なくとも１種を特定量含むワニスを用いることにより、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
ポリマー（α）と溶媒（β）とを含むワニスであって、
上記ポリマー（α）はポリイミドまたはポリイミド前駆体であり、
上記ワニスは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く、原子量が２６以上２０１以下である典型金属元素、又は、原子量が２６以上２０１以下である遷移金属元素に属する少なくとも１種の金属元素を含み、
上記ワニスに含まれる上記金属元素のうち少なくとも１種は、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍ存在する、ワニス。
［２］
上記ワニスは、上記溶媒（β）中の上記ポリマー（α）の濃度を２０質量％に調整したとき、光路長１０ｍｍで測定される波長４５０ｎｍの光の透過率が６０％以上である、項目１に記載のワニス。
［３］
上記金属元素は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、及びＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、項目１又は２に記載のワニス。
［４］
上記ワニスに含まれる上記金属元素のうち少なくとも１種は、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜１００ｐｐｍ存在する、項目１〜３のいずれか一項に記載のワニス。
［５］
上記金属元素がＺｎを含む、項目３に記載のワニス。
［６］
上記金属元素がＺｒを含む、項目３に記載のワニス。
［７］
上記金属元素がＣｕを含む、項目３に記載のワニス。
［８］
上記金属元素がＣｒを含む、項目３に記載のワニス。
［９］
上記金属元素が、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、及びＡｌからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、項目３に記載のワニス。
［１０］
上記金属元素が、Ｆｅを含む、項目３に記載のワニス。
［１１］
上記金属元素がＦｅを含み、
Ｆｅは、上記ポリマー（α）に対して５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ存在する、項目３に記載のワニス。
［１２］
上記ワニスは、Ｐ及びＳｉからなる群から選ばれる典型非金属元素を更に含み、
上記ワニスに含まれる上記典型非金属元素のうち少なくとも１種は、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜１００ｐｐｍ存在する、項目１〜９のいずれか一項に記載のワニス。
［１３］
上記ポリマー（α）がポリイミドである、項目１〜１２のいずれか一項に記載のワニス。
［１４］
上記溶媒（β）がγ−ブチロラクトンである、項目１３に記載のワニス。
［１５］
上記金属元素がＣｕを含む、項目１４に記載のワニス。
［１６］
上記ワニスに含まれる上記金属元素の合計量が、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍである、項目１に記載のワニス。
［１７］
上記ワニスは、フレキシブル表示デバイスのポリイミド層、又は有機ＥＬ発光デバイスのポリイミド層の形成に用いられる、項目１〜１４のいずれか一項に記載のワニス。
［１８］
項目１〜１７のいずれか一項に記載のワニスより得られる、ポリイミドフィルム。
［１９］
項目１８に記載のポリイミドフィルムを有する、有機ＥＬ発光デバイス。
［２０］
項目１８に記載のポリイミドフィルムを有する、フレキシブル表示デバイス。
［２１］
上記フレキシブル表示デバイスは光源を更に含み、
上記ポリイミドフィルムは、上記光源からの光が上記ポリイミドフィルムを通過して上記フレキシブルデバイスの外部に出力されるような位置に配置された、項目２０に記載のフレキシブル表示デバイス。
［２２］
ポリマー（α）を含むポリイミド層を有するフレキシブル表示デバイスであって、
上記ポリイミド層は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く、原子量が２６以上２０１以下である典型金属元素、又は、原子量が２６以上２０１以下である遷移金属元素に属する少なくとも１種の金属元素を含み、
上記ポリイミド層に含まれる上記金属元素のうち少なくとも１種は、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍ存在する、フレキシブル表示デバイス。
［２３］
上記ポリイミド層に含まれる上記金属元素のうち少なくとも１種は、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜１００ｐｐｍ存在する、項目２２に記載のフレキシブル表示デバイス。
［２４］
上記金属元素は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、及びＦｅからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、項目２２に記載のフレキシブル表示デバイス。
［２５］
上記金属元素は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、及びＣｒからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、項目２４に記載のフレキシブル表示デバイス。
［２６］
上記金属元素は、Ｆｅを含み、
Ｆｅは、上記ポリマー（α）に対して５０〜５００ｐｐｍ存在する、項目２４に記載のフレキシブル表示デバイス。
［２７］
上記ポリイミド層に含まれる上記金属元素の合計量が、上記ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍである、項目２２に記載のフレキシブル表示デバイス。
［２８］
上記フレキシブル表示デバイスは光源を更に含み、
上記ポリイミド層は、上記光源からの光が上記ポリイミド層を通過して上記フレキシブル表示デバイスの外部に出力されるような位置に配置された、項目２７に記載のフレキシブル表示デバイス。
［２９］
ポリイミドワニスの製造方法であって、上記方法は、
（ａ）溶媒中に、ジアミンと、酸二無水物とを溶解して、ポリイミド前駆体を生成することと、
（ｂ）上記ポリイミド前駆体を上記溶媒中で加熱してポリイミドを生成することと
を含み、
工程（ｂ）において、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素を上記溶媒中に存在させる、ポリイミドワニスの製造方法。
［３０］
上記金属元素はＣｕを含む、項目２９に記載のポリイミドワニスの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、透明性が高く、かつ複数回の屈曲に対する屈曲耐性が改善されたポリイミドフィルム、及びこれを提供することのできるワニスが提供される。なお、上述の記載は、本発明の全ての実施形態及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本願明細書における屈曲試験の例を示す模式図である。
【図２】図２は、屈曲試験後のフィルムの状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」という。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。本願明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。
【００１５】
《ワニス》
〈微量金属元素〉
本実施形態のワニスは、ポリマー（α）と溶媒（β）とを含む。ワニスは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除く、原子量が２６以上２０１以下である典型金属元素、又は、原子量が２６以上２０１以下である遷移金属元素に属する金属元素から選択される少なくとも１種（以下、本願明細書において「微量金属元素」ともいう。）を更に含む。ワニスに含まれる微量金属元素のうち、少なくとも１種は、ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍの量で存在する。
理論に限定されないが、本実施形態のワニスは、微量金属元素を含有することによって、ポリマー（α）であるポリイミド又はポリイミド前駆体の重合反応性が向上し、ワニス中のポリマー（α）の分子量が増大することにより、あるいは、ワニスからポリイミドフィルムを成形した際にポリマー（α）の分子量が増大することにより、複数回の屈曲に対する改善された屈曲耐性を有するポリイミドフィルムを提供することができると考えられる。
アルカリ金属およびアルカリ土類金属は最外殻電子がｓ軌道にある為、有機分子との電子的な相互作用が少なく、ポリマーの重合反応への影響が少ないと推定される。一方、典型金属元素又は遷移金属元素は、空間的な広がりがｓ軌道より広いｐ軌道やｄ軌道に、最外殻電子又は自由電子が存在する為、有機分子との電子的な相互作用が生じ、ポリマーの重合反応に対して触媒作用を有すると推定される。
微量金属元素は、典型金属元素又は遷移金属元素の中でも、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び鉄（Ｆｅ）からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。微量金属元素は、好ましくは亜鉛を含み、より好ましくは亜鉛及び銅を含み、更に好ましくは亜鉛、銅及び鉄を含み、より更に好ましくは亜鉛、銅、鉄、及びジルコニウムを含み、最も好ましくは亜鉛、銅、鉄、ジルコニウム、及びクロムを含む。
ポリイミドやポリイミド前駆体の重合反応に対する、前述の好ましい微量金属元素の作用機構は不明だが、有機分子との電子的な相互作用により重合反応を促進すると推定される。
【００１６】
ワニス中に含まれる微量金属元素のうち、少なくとも１種は、ポリマー（α）に対して、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上、更に好ましくは０．５ｐｐｍ以上、更に好ましくは１．０ｐｐｍ以上、更に好ましくは４．０ｐｐｍ以上である。
ワニス中に含まれる微量金属元素のうち、少なくとも１種は、ポリマー（α）に対して、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは４００ｐｐｍ以下、より好ましくは３００ｐｐｍ以下、より好ましくは２００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下であり、９０ｐｐｍ以下であってもよく、８０ｐｐｍ以下であってもよく、７０ｐｐｍ以下であってもよく、６０ｐｐｍ以下であってもよい。
ワニス中に含まれる微量金属元素の合計量は、フィルムの透明性の観点から、ポリマー（α）に対して０．０５〜５００ｐｐｍが好ましい。
微量金属元素の含有量が多いと、ポリイミドが着色しやすくなる。微量金属元素の作用機構は不明だが、ポリイミドが金属元素との相互作用により会合体や錯体を形成する為、可視光の吸収が生じ着色しやすくなると推定される。金属酸化物による着色も、ポリイミドフィルムとした際に着色を生じる原因となると推定される。
【００１７】
微量金属元素が銅を含む場合、ポリマー（α）に対する銅の量の下限は、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上、更に好ましくは１ｐｐｍ以上であり、上限は、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは９０ｐｐｍ以下、更に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
【００１８】
微量金属元素がマンガン、コバルト、パラジウム、ニッケル、ロジウム、及びアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種を含む場合、含まれる金属元素のうち少なくとも１種は、ポリマー（α）に対して、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは０．０７ｐｐｍ以上、更に好ましくは０．１ｐｐｍ以上であり、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下である。
【００１９】
微量金属元素が鉄を含む場合、ポリマー（α）に対する鉄の量の下限は、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは５０ｐｐｍ以上であり、上限は、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下である。
鉄の含有量が５０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの範囲にある場合、フィルムの屈曲耐性と透明性の両立ができる為、好ましい。鉄は酸素と相互作用をし易い性質がある為、溶媒中の溶存酸素と鉄の相互作用により鉄と有機分子との電子的な相互作用が低下し、重合反応を促進性能がＺｎやＣｕ等に比べ低下すると推定される。その為、煩雑な溶媒の脱ガス等の処理をせず重合反応を充分に促進するためには、５０ｐｐｍ以上の添加が好適である。
【００２０】
微量金属元素がジルコニウムを含む場合、ポリマー（α）に対するジルコニウムの量の下限は、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは０．０７ｐｐｍ以上、更に好ましくは０．１ｐｐｍ以上であり、上限は、好ましくは１００ｐｐｍ以下、より好ましくは９０ｐｐｍ以下、更に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
【００２１】
微量金属元素が亜鉛を含む場合、ポリマー（α）に対する亜鉛の量の下限は、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上、更に好ましくは０．２ｐｐｍ以上であり、上限は、好ましくは１５０ｐｐｍ以下、より好ましくは１２０ｐｐｍ以下、更に好ましくは１００ｐｐｍ以下である。
【００２２】
微量金属元素がクロムを含む場合、ポリマー（α）に対するクロムの量の下限は、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは１．０ｐｐｍ以上、更に好ましくは２．０ｐｐｍ以上であり、上限は、好ましくは１５０ｐｐｍ以下、より好ましくは１２０ｐｐｍ以下、更に好ましくは１００ｐｐｍ以下である。
【００２３】
〈微量非金属元素〉
本実施形態のワニスは、上記微量金属元素に加えて、ポリマー（α）に対して０．０５〜１００ｐｐｍの非金属元素（本願明細書において「微量非金属元素」ともいう）を更に含むことが好ましい。微量非金属元素は、例えば、リン（Ｐ）及び／又はケイ素（Ｓｉ）であることが好ましい。本実施形態のワニスが微量非金属元素を含む場合、ポリイミドフィルムの強度が向上するため好ましい。ポリマー（α）に対する微量非金属元素の含有量の下限は、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上、更に好ましくは１．０ｐｐｍ以上であり、上限は、より好ましくは１００ｐｐｍ以下、更に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
リン及び／又はケイ素の作用機構は不明だが、リン及び／又はケイ素は上述の微量金属元素と相互作用を起こし、より微量金属元素の重合促進能力を高めることができると推定される。
【００２４】
〈光透過率〉
本実施形態のワニスは、溶媒中の固形分濃度を２０質量％に調整したとき、光路長１０ｍｍで測定される波長４５０ｎｍの光の透過率が４５％以上であり、好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上、更に好ましくは６０％以上であり、更に好ましくは７０％以上であり、更に好ましくは８０％以上である。波長４５０ｎｍの光の透過率の上限は特に限定はないが、１００％未満であってもよく、９９％以下であってもよく、９８％以下であってもよく、９５％以下であってもよく、９０％以下であってもよい。
本実施形態のポリイミドワニスは、前記溶媒中の固形分濃度を２０質量％に調整したとき、光路長１０ｍｍで測定される波長４００ｎｍの光の透過率が５％以上であり、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上、更に好ましくは３０％以上であり、更に好ましくは４０％以上であり、更に好ましくは５０％以上である。波長４００ｎｍの光の透過率の上限は特に限定はないが、１００％未満であってもよく、９０％以下であってもよく、８０％以下であってもよく、７０％以下であってもよい。
本実施形態のワニスは、複数回の屈曲に対する改善された屈曲耐性を有することに加えて上記構成を有することにより、フレキシブル光学デバイスのフィルム基板として好適に用いることができる。光透過率を上記範囲に調整する方法としては、限定されないが、ワニス中に含まれる溶媒の種類、ポリイミドまたはポリイミド前駆体を構成するジアミン及び酸二無水物モノマー単位の種類及び含有率、ポリイミドまたはポリイミド前駆体の分子量、任意の添加剤の種類及び含有率等を変更することによって調整することができる。例えば、以下に説明する式（１）で表されるポリイミドを使用することで、光透過率を上記範囲に調整することがより容易となる。
【００２５】
〈溶媒〉
溶媒（β）は特に限定されない。溶媒としては、極性溶媒が有用であり、極性溶媒としては、例えば、フェノール系溶媒、アミド系溶媒、ラクトン系溶媒、スルホキシド系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒が挙げられる。フェノール系溶媒としては、例えば、ｍ−クレゾールが挙げられる。アミド系溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）が挙げられる。ラクトン系溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−クロトノラクトン、γ−ヘキサノラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、及びδ−ヘキサノラクトンが挙げられる。スルホキシド系溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びシクロヘキサノンが挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、及び炭酸ジメチルが挙げられる。このうち、好ましくは、溶解性の観点から、ＮＭＰ及びＧＢＬが好ましい。フィルムの黄色度（ＹＩ）を更に低減させる観点から、ＧＢＬがより好ましい。
【００２６】
〈ポリマー（α）〉
本実施形態において、ワニスに含まれるポリマー（α）は、ポリイミドまたはポリイミド前駆体である。ポリイミドまたはポリイミド前駆体に重合単位として含まれる酸二無水物に対するジアミンのモル比の下限は、好ましくは０．９５以上、より好ましくは０．９６以上、更に好ましくは０．９６５以上、より更に好ましくは０．９７以上であり、上限は、１．００未満、より好ましくは０．９９５未満、更に好ましくは０．９９３未満、より更に好ましくは０．９９未満である。ポリイミドまたはポリイミド前駆体に重合単位として含まれる酸二無水物に対するジアミンのモル比が０．９５以上１．００未満であると、ワニスの塗工性欠点が抑制され、また高透明性が得られるため好ましい。
本実施形態のワニスは、ポリイミドワニス（すなわち、ポリマー（α）の少なくとも一部がポリイミドである。）、またはポリイミド前駆体ワニス（すなわち、ポリマー（α）がポリイミド前駆体である。）のいずれでもよい。ワニスからロールフィルムに加工する際の中間フィルム（粗乾燥後の表面べとつきがない状態のフィルム）の強度の観点から、ポリイミドワニスが好ましい。ポリイミドワニスである場合、ロールフィルムに加工する際の中間フィルムは破断に強くロールフィルム加工プロセスに適用しやすい。
【００２７】
本実施形態に係るワニスは、ポリマー（α）として、下記式（１）で表されるポリイミド、またはそのポリイミドの前駆体を含有することが好ましい。
【００２８】
【化１】
2019026806.tif 000003
ここで上記式（１）中、Ａは２価の有機基、Ｂは４価の有機基、ｎは２以上である。
【００２９】
式（１）におけるＡ
ポリイミドワニスに含有されるポリイミドは、酸二無水物とジアミンとを原料に生成することができる。式（１）のＡは、ジアミンから得ることができる。
また、本実施形態では、式（１）におけるＡとして、下記式（Ａ−１）で表される構造と、下記式（Ａ−２）、下記式（Ａ−３）、及び下記式（Ａ−４）で表される構造のうち少なくとも１種と、を含むことが好ましい。
【００３０】
【化２】
2019026806.tif 000004
【００３１】
【化３】
2019026806.tif 000005
上記式（Ａ−２）中、Ｘは、下記式（Ｘ−１）〜（Ｘ−３）から選ばれる２価の有機基である。
【００３２】
【化４】
2019026806.tif 000006
【００３３】
【化５】
2019026806.tif 000007
【００３４】
【化６】
2019026806.tif 000008
【００３５】
【化７】
2019026806.tif 000009
上記式（Ａ−３）中、ａは０または１である。
【化８】
2019026806.tif 000010
【００３６】
式（Ａ−１）で表される構造は、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン（３，３’−Ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌ  Ｓｕｌｆｏｎｅ：以下、３，３’−ＤＤＳともいう）由来、式（Ａ−２）、と（Ｘ−１）とを組み合わせて表される構造（式（Ａ−５）に該当）は、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン（４，４’−Ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌ  Ｓｕｌｆｏｎｅ：以下、４，４’−ＤＤＳともいう）由来、式（Ａ−２）と（Ｘ−２）とを組み合わせて表される構造は、α，α’−ビス（４−アミノフェニル）−１，４−ジイソプロピルベンゼン（以下、ＢＡＰＤＢともいう）由来、式（Ａ−２）と（Ｘ−３）とを組み合わせて表される構造は、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシビフェニル）（以下、ＢＡＰＢともいう）由来、式（Ａ−３）で表される構造は、ａが０の場合はシクロヘキシルジアミン（以下、ＣＨＤＡともいう）由来、ａが１の場合は１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（以下、１４ＢＡＣともいう）由来、式（Ａ−４）で表される構造は、ビス（アミノメチル）ノルボルナン由来（以下、ＢＡＮＢＤＡともいう）である。ただし、これらの化合物に限定されるものではない。
式（Ａ−２）と（Ｘ−１）の組み合わせの式（Ａ−５）を以下に示す。
【００３７】
【化９】
2019026806.tif 000011
【００３８】
式（Ａ−２）と（Ｘ−２）の組み合わせの式（Ａ−６）を以下に示す。
【化１０】
2019026806.tif 000012
式（Ａ−２）と（Ｘ−３）の組み合わせの式（Ａ−７）を以下に示す。
【００３９】
【化１１】
2019026806.tif 000013
【００４０】
本実施形態におけるポリイミドワニスは、式（１）のＡとして、式（Ａ−１）で表される構造（３，３’−ジアミノジフェニルスルホン由来）を必須の繰り返し単位として含み、更に、式（Ａ−１）の構造と組み合わせる繰り返し単位として、式（Ａ−２）、式（Ａ−３）、及び、式（Ａ−４）で表される構造のうちいずれか１種以上と、を含むポリイミドを含有することが好ましい。
【００４１】
本実施形態におけるポリイミドワニスに含まれるポリイミドは、上記のような繰り返し単位を含むことで、黄色度（Ｙｅｌｌｏｗ  Ｉｎｄｅｘ、以下「ＹＩ」ともいう。）が低く、レタデーション（以下、「Ｒｔｈ」ともいう。）が小さく、かつ屈曲耐性に優れるポリイミドフィルムを提供することができる。なお、ＹＩは、できるだけ低いことが望ましい。ＹＩが低ければ、ポリイミドフィルムの色づきを少なくし、タッチパネル、有機ＥＬ発光デバイス、フレキシブル表示デバイス等の視認性を向上させることができる。したがって、ＹＩをできる限り低くし、可視光における全光線透過率を上げることが好ましい。ポリイミドの着色は、ポリイミド分子内、および分子間の電荷移動錯体（Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ錯体、以下「ＣＴ錯体」ともいう。）の形成に由来すると言われている。式（Ａ−１）から式（Ａ−４）で表される構造は、いずれも主鎖の折れ曲がりによりポリイミド分子間のＣＴ錯体の形成を阻害すると考えられる。なかでも、式（Ａ−１）及び（Ａ−５）で表される構造は、ＳＯ２基の持つ電子吸引性によりイミド基のＮ原子の電子供与性を弱めることができ、ＣＴ錯体が形成し難くなると考えられ、特に好ましい。
【００４２】
芳香族ポリイミドが有する可視光の吸収もまたポリイミドの着色の原因となる。式（Ａ−３）および式（Ａ−４）の脂環式の構造は、共役系のπ電子が少ない為、芳香族ポリイミドに比べ可視光の吸収を低減することができると考えられる。
【００４３】
ポリイミドの溶解性は、ポリイミド配向性が低いほうが向上すると考えられる。式（Ａ−１）から式（Ａ−４）で表される構造は、いずれも主鎖の折れ曲がりによりポリイミド分子の配向性が低下する為、優れた溶解性を発現すると考えられる。なかでも式（Ａ−１）で表される構造は、ＳＯ２基の屈曲構造と、３位および３’位の結合により屈曲構造が共存することにより、著しくポリイミド分子の配向性が低下する為、優れた溶解性を発現すると考えられる。
【００４４】
このように、本実施形態におけるポリイミドフィルムに含有されるポリイミドは、式（１）のＡとして、式（Ａ−１）で表される構造と、式（Ａ−２）、式（Ａ−３）、及び、式（Ａ−４）で表される構造のうちいずれか１種以上と、を含むことが好ましい。
【００４５】
式（Ａ−１）で表される構造と、式（Ａ−５）で表される構造とを共重合させることでポリイミドの分子量が増加し、このポリイミドを用いて生成されたフィルムの屈曲耐性をより改善することができる。なお、少なくとも、式（Ａ−１）で表される構造を有し、かつ式（Ａ−２）、（Ａ−３）および（Ａ−４）で表される構造から選ばれる少なくとも１種以上の構造を有するポリイミドについても同様の効果が発揮される。
【００４６】
本実施形態において、少なくとも、式（Ａ−１）で表される構造と式（Ａ−５）で表される構造とを用いることが好適である。以下では、３，３’−ＤＤＳと４，４’−ＤＤＳの両方をジアミンとして用いた構成について説明する。
【００４７】
式（Ａ−１）で表される構成単位は、上記したように、３，３’−ＤＤＳ成分から得ることができる。式（Ａ−１）で表される構造は、溶媒への溶解性を発現させるための部位である。
【００４８】
式（Ａ−５）で表される構成単位は、４，４’−ＤＤＳから得ることができる。式（Ａ−５）で表される構造は、本実施形態のポリイミドを溶媒に溶解して得られるワニスを加熱乾燥させたポリイミドフィルムにおいて、ガラス転移温度（Ｔｇ）を２５０〜３５０℃の範囲に発現させることができる。
【００４９】
本実施形態では、式（Ａ−１）で表される構造と式（Ａ−５）で表される構造の双方を含有することが好ましい。式（Ａ−１）で表される構造単位は、ポリイミドの溶解性の観点から導入することが好ましい。式（Ａ−５）で表される構造単位は、高いガラス転移温度（Ｔｇ）の観点から好ましい。式（Ａ−１）で表される構造と式（Ａ−５）で表される構造の双方を含有することで、各々単独では成しえない、ポリイミドの溶解性とフィルムの破断伸度及び高いガラス転移温度（Ｔｇ）とを、無色透明性や、高い全光線透過率を損なうことなく得ることができる。
【００５０】
フィルムのＲｔｈを低減させるためには、フィルムの面内方向および面外方向の屈折率差を低減させることが必要である。理論に限定されないが、一般式（Ａ−１）で表される構造と一般式（Ａ−５）は、ＳＯ２基が屈曲した構造であり、かつｓｐ２軌道であるので屈曲構造が固定化されている。そのため、前述したようにポリイミド分子の配向性が低下し、ワニスを塗工しフィルムを作成する際にも一般式（Ａ−１）で表される構造と一般式（Ａ−５）に含まれる芳香族基が一方向に並ぶことなく、ランダムに存在すると考えられる。すなわち、ポリイミド骨格中に一般式（Ａ−１）で表される構造と一般式（Ａ−５）が存在すると、面内方向および面外方向の屈折率差が低減され、フィルムのＲｔｈが低減されると考えられる。
【００５１】
本実施形態では、式（Ａ−１）の構造と式（Ａ−２）〜（Ａ−４）の構造との組成比（（Ａ−１）／（Ａ−２）〜（Ａ−４））が、ポリイミドフィルムの屈曲耐性を更に向上できる観点から、モル比で、２／８〜８／２であることが好ましい。特に、式（Ａ−２）として式（Ａ−５）で表される構造を有する場合には、式（Ａ−１）の構造と式（Ａ−５）の構造との組成比（（Ａ−１）／（Ａ−５））は、モル比で、２／８〜６／４の範囲内であることが好ましく、３／７〜４／６の範囲であることが更に好ましい。すなわち式（Ａ−１）は、式（１）におけるＡの全量を１００モル％としたときに、２０モル％以上６０％以下であることが好ましい。式（Ａ−５）は、式（１）におけるＡの全量を１００モル％としたときに、４０モル％以上８０％モル％以下であることが好ましい。
【００５２】
また、ポリイミドが、式（Ａ−１）の構造と、式（Ａ−２）*1から式（Ａ−４）の構造の少なくとも１種（＊１：ただし式（Ａ−５）を除く）とを有する場合、これらの組成比（（Ａ−１）／（Ａ−２）*1〜（Ａ−４））（＊１：ただし式（Ａ−５）を除く）は、モル比で、５／５〜８／２が好ましい。
【００５３】
上記したように、ジアミン成分由来として、４，４’−ＤＤＳ成分由来（式（Ａ−５）で表される構造）のみでは、ポリイミドの分子量が低下し、膜の屈曲耐性が低くなる。このため本実施形態では、４，４’−ＤＤＳ成分由来の異性体であり、４，４’−ＤＤＳ成分由来から見てモノマー骨格が屈曲した構造となる３，３’−ＤＤＳ成分由来（式（Ａ−１）で表される構造）を含有させ、このとき、好ましくは、３，３’−ＤＤＳ成分由来を４，４’−ＤＤＳ成分由来よりも少ない添加量とすることで、分子量を高めつつ、屈曲耐性を向上させることができる。
【００５４】
なお、目的とする破断伸度を発現させることができる範囲において、更に好ましくは目的とするガラス転移温度（Ｔｇ）を発現させることができる範囲において、式（Ａ−１）及び式（Ａ−５）で表される構造単位以外の構造単位を少量含むことができる。すなわち、本実施形態に係るポリイミドは、その性能を損なわない範囲で、４，４’−ＤＤＳ及び３，３’−ＤＤＳ以外のジアミン成分由来の構成単位を含んでもよい。例えば、炭素数が６〜３０の芳香族ジアミンが好ましい態様としてあげられる。
【００５５】
具体的には、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）、１，４−ジアミノベンゼン、４−アミノベンゼンスルホン酸−４−アミノフェニルエステル、４−アミノベンゼンスルホン酸−３−アミノフェニルエステル、３−アミノベンゼンスルホン酸−３−アミノフェニルエステル、２−アミノベンゼンスルホン酸−２−アミノフェニルエステル、２，２’−ジメチル４，４’−ジアミノビフェニル、１，３−ジアミノベンゼン、４−アミノフェニル４’−アミノベンゾエート、４，４’−ジアミノベンゾエート、４，４’−（又は３，４’−、３，３’−、２，４’−）ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−（又は３，３’−）ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ベンゾフェノンジアミン、３，３’−ベンゾフェノンジアミン、４，４’−ジ（４−アミノフェノキシ）フェニルスルフォン、４，４’−ジ（３−アミノフェノキシ）フェニルスルフォン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２’−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝プロパン、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２’，６，６’−テトラメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’，６，６’−テトラトリフルオロメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、ビス｛（４−アミノフェニル）−２−プロピル｝１，４−ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）フルオレン、３，３’−ジメチルベンチジン、３，３’−ジメトキシベンチジン及び３，５−ジアミノ安息香酸、２，６−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノピリジン、ビス（４−アミノフェニル−２−プロピル）−１，４−ベンゼン、３，３’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル（３，３’−ＴＦＤＢ）、２，２’−ビス［３（３−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン（３−ＢＤＡＦ）、２，２’−ビス［４（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン（４−ＢＤＡＦ）、２，２’−ビス（３−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン（３，３’−６Ｆ）、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン（４，４’−６Ｆ）等の芳香族ジアミン成分由来の構成単位を挙げることができる。
【００５６】
９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）フルオレン、はフルオレン骨格が負の固有複屈折を有する為、Ｒｔｈを調整する際に導入することができる。
【００５７】
また２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）、３，３’−ビス（トリフルオロメチル）−４，４’−ジアミノビフェニル（３，３’−ＴＦＤＢ）、２，２’−ビス［３（３−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン（３−ＢＤＡＦ）、２，２’−ビス［４（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン（４−ＢＤＡＦ）、２，２’−ビス（３−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン（３，３’−６Ｆ）、２，２’−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン（４，４’−６Ｆ）はフッ素原子の傘高い立体障害の導入によりポリイミドの分子間のＣＴ錯体の形成を抑制でき、フィルムのＹＩを低下する為に導入することができる。
【００５８】
なお、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）由来の構造単位は、以下の式（Ａ−８）で表される。
【００５９】
【化１２】
2019026806.tif 000014
【００６０】
式（１）におけるＢ
次に、式（１）のＢについて説明する。式（１）のＢは、当該構造単位は、酸二無水物から得ることができる。
【００６１】
本実施形態では、ポリイミドに含まれる酸二無水物成分由来の構造単位は、同一分子でもよく、違う構造の分子でもよい。
【００６２】
Ｂで表される構造単位は、式（Ｂ−１）から式（Ｂ−４）で表される構造単位であることが好ましい。
【００６３】
本実施形態では、式（１）中のＢとして下記式（Ｂ−１）から下記式（Ｂ−４）で表される構造のうち少なくとも一つ以上を含むことが好ましい。
【００６４】
【化１３】
2019026806.tif 000015
上記式（Ｂ−１）中、Ｙは、下記式（Ｙ−１）ないし下記式（Ｙ−３）から選ばれる構造のうちいずれかである。
【００６５】
【化１４】
2019026806.tif 000016
【００６６】
【化１５】
2019026806.tif 000017
【００６７】
【化１６】
2019026806.tif 000018
【００６８】
【化１７】
2019026806.tif 000019
【００６９】
【化１８】
2019026806.tif 000020
【００７０】
【化１９】
2019026806.tif 000021
【００７１】
式（Ｂ−１）と（Ｙ−１）とを組み合わせて表される構造（式（Ｂ−５）の構造に該当）は、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（以下、ＯＤＰＡともいう）由来、式（Ｂ−１）と式（Ｙ−２）とを組み合わせて表される構造は、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸二無水物（以下、６ＦＤＡともいう）由来、式（Ｂ−１）と式（Ｙ−３）とを組み合わせて表される構造は、９，９−ジフェニルフルオレン酸二無水物（以下、ＤＰＦＬＤＡともいう）由来、式（Ｂ−２）で表される構造は、ヒドロキシピロメリット酸二無水物（以下、ＨＰＭＤＡともいう）由来、式（Ｂ−３）で表される構造は、ビシクロ［２，２，２］オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（以下、ＢＯＤＡまたはＢＣＤＡともいう）由来、式（Ｂ−４）で表される構造は、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン（以下、ＴＤＡともいう）由来である。
【００７２】
ＤＰＦＬＤＡは、フルオレン骨格が負の固有複屈折を有する為、Ｒｔｈを調整する際に導入することができる。
【００７３】
本実施形態に係るポリイミドは、その性能を損なわない範囲で、上記式（Ｂ−１）から上記式（Ｂ−４）で表される構造単位以外の酸二無水物成分由来の構成単位を含んでもよい。
【００７４】
例えば、炭素数８〜３６の芳香族テトラカルボン酸二無水物、炭素数が６〜５０の脂肪族テトラカルボン酸二無水物、及び炭素数が６〜３６の脂環式テトラカルボン酸二無水物から選択される化合物であることが好ましい。ここでいう炭素数には、カルボキシル基に含まれる炭素の数も含む。
【００７５】
さらに具体的には、炭素数が８〜３６の芳香族テトラカルボン酸二無水物として、４，ピロメリット酸二無水物（以下、ＰＭＤＡとも記す）１，２，３，４−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（以下、ＢＰＤＡととも記す）、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、メチレン−４，４’−ジフタル酸二無水物、１，１’−エチリデン−４，４’−ジフタル酸二無水物、２，２’−プロピリデン−４，４’−ジフタル酸二無水物、１，２−エチレン−４，４’−ジフタル酸二無水物、１，３−トリメチレン−４，４’−ジフタル酸二無水物、１，４−テトラメチレン−４，４’−ジフタル酸二無水物、１，５−ペンタメチレン−４，４’−ジフタル酸二無水物、チオ−４，４’−ジフタル酸二無水物、スルホニル−４，４’−ジフタル酸二無水物、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ベンゼン二無水物、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゼン二無水物、１，３−ビス［２−（３，４−ジカルボキシフェニル）−２−プロピル］ベンゼン二無水物、１，４−ビス［２−（３，４−ジカルボキシフェニル）−２−プロピル］ベンゼン二無水物、ビス［３−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］メタン二無水物、ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］メタン二無水物、２，２’−ビス［３−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、２，２’−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（以下、ＢＰＡＤＡとも記す）、ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジメチルシラン二無水物、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１’，３，３’−テトラメチルジシロキサン二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
【００７６】
炭素数が６〜５０の脂肪族テトラカルボン酸二無水物として、エチレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
【００７７】
炭素数が６〜３６の脂環式テトラカルボン酸二無水物として、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物（以下、ＣＢＤＡとも記す）、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、カルボニル−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、メチレン−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、１，２−エチレン−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、１，１’−エチリデン−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、２，２’−プロピリデン−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、オキシ−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、チオ−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、スルホニル−４，４’−ビス（シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸）二無水物、ｒｅｌ−［１Ｓ，５Ｒ，６Ｒ］−３−オキサビシクロ［３，２，１］オクタン−２，４−ジオン−６−スピロ−３’−（テトラヒドロフラン−２’，５’−ジオン）、４−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラン−３−イル）−１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−１，２−ジカルボン酸二無水物、エチレングリコール−ビス−（３，４−ジカルボン酸二無水物フェニル）エーテル、４，４’−ビフェニルビス（トリメリット酸モノエステル酸二無水物）等を挙げることができる。
【００７８】
上記式（Ｂ−１）中、式（Ｙ−１）および式（Ｙ−２）は、ポリイミドの溶媒に対する溶解性、及び、ポリイミドフィルムにした際のＹＩおよびレタデーション（Ｒｔｈ）の低減の観点から好ましい。また、式（Ｙ−３）は、負の固有複屈折を有する為、ポリイミドフィルムにした際のＹＩおよびレタデーション（Ｒｔｈ）の低減、及びガラス転移温度（Ｔｇ）の向上の観点から好ましい。
【００７９】
上記式（Ｂ−２）から式（Ｂ−４）は、ポリイミドの溶媒に対する溶解性、及び、ポリイミドフィルムにした際のＹＩ低減の観点から好ましい。
【００８０】
ポリイミドの溶媒に対する溶解性、ポリイミドフィルムにした際の高い全光線透過率、低いＹＩ、高い弾性率、及び高い破断伸度の観点から、式（１）中のＢとしては、ＯＤＰＡ由来の成分である下記式（Ｂ−５）で表される構造を含むことが特に好ましい。式（１）で表されるポリイミド中、酸二無水物由来の構成単位Ｂのうち、式（Ｂ−５）は、酸二無水物全体に対し５０モル％以上であることが好ましく、８０モル％以上であることがさらに好ましく、１００モル％であってもよい。
【００８１】
【化２０】
2019026806.tif 000022
【００８２】
本実施形態に係るポリイミドは、下記式（２）で表されるユニット１、及び、下記式（３）で表されるユニット２を主として含むことが好ましい。
【００８３】
【化２１】
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【００８４】
【化２２】
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【００８５】
本実施形態において、ユニット１及びユニット２以外のユニットを更に含む場合、ユニット１、及びユニット２以外のユニットの含有量は、ユニット１、及びユニット２の含有量より少ないことが好ましい。これらのユニットは高分子鎖の中で交互に結合していても順列に結合していても良く、これらのユニットがランダムに結合していてもよい。
【００８６】
ポリイミドの重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリイミドフィルムにおいて高い破断伸度と低いＲｔｈを得る観点から、１０，０００以上であることが好ましく、２５，０００以上であることがより好ましく、３０，０００以上であることが特に好ましい。また、ポリイミドの重量平均分子量（Ｍｗ）は、１，０００，０００以下であることが好ましく、５００，０００以下であることがより好ましく、２５０，０００以下であることが特に好ましい。重量平均分子量が１，０００，０００以下であると、溶媒への溶解性も良好で、塗工などの加工の際に所望する膜厚にて滲みなく塗工でき、低Ｒｔｈのフィルムを得ることができる。特に、ポリイミドフィルムにおいて高い破断伸度と低いＲｔｈを得る観点から、重量平均分子量は３０，０００以上であることが好ましい。ここで、重量平均分子量とは、既知の数平均分子量のポリスチレンを標準として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下、「ＧＰＣ」ともいう。）によって測定される分子量をいう。
【００８７】
上記式（１）で表されるポリイミドは、溶媒に対する溶解性に優れることが後述の実験でも証明されている。したがって、式（１）で表されるポリイミドを用いることで、簡単なプロセスにより所望の特性を備えたワニスを得ることができる。本実施形態のポリイミドワニスによれば、ポリイミドが適切に溶解しているため、ワニスを塗布面上に塗布した際、ゲル状物が発生せず平滑性に優れたフィルムを形成することができる。このため、均一な厚みの樹脂層を形成することができるとともに、高い屈曲耐性を得ることができる。
【００８８】
《ポリイミドワニスの製造方法》
本実施形態のポリイミドワニスの製造方法は、（ａ）溶媒中に、ジアミンと、酸二無水物とを溶解して、ポリイミド前駆体を生成することと、（ｂ）前記ポリイミド前駆体を加熱してポリイミドを生成することとを含む。一実施形態において、ポリイミドワニスは、例えば、（ａ）酸二無水物成分及びジアミン成分を、溶媒、例えば有機溶媒に溶解してポリイミド前駆体を生成することと、（ｂ）トルエンなどの共沸溶媒を加え、ポリイミド前駆体を加熱して、イミド化の際に発生する水を系外に除去しつつポリイミドを生成することで、ポリイミド及び溶媒を含有するポリイミド溶液として製造することができる。
【００８９】
微量金属元素及び任意の非金属微量元素を添加する方法及びタイミングは限定されない。添加方法に関し、微量金属元素及び微量非金属元素は、ポリイミドワニスの製造に用いられる原料、例えば溶媒、ジアミン、及び／又は酸二無水物等とともに添加してもよい。更に又は代替として、微量金属元素及び微量非金属元素は、ポリイミドワニスの製造に用いられる原料とは別に添加してもよい。添加のタイミングに関し、微量金属元素及び微量非金属元素は、上記工程（ａ）の前、工程（ａ）の間、工程（ａ）の後であって工程（ｂ）の前、工程（ｂ）の間、及び／又は工程（ｂ）の後に添加することができる。好ましくは、工程（ｂ）において、微量金属元素及び微量非金属元素を溶媒中に存在させる。更に好ましくは、微量金属元素及び微量非金属元素は、工程（ａ）においてジアミンとともに溶媒中に添加することによって、工程（ｂ）の間に溶媒中に存在させる。理論に限定されないが、工程（ｂ）において微量金属元素が溶媒中に存在することで、ジアミンと酸二無水物との反応性が高まり、ポリイミドの分子量が高まることによって、複数回の屈曲に対する屈曲耐性が改善されると考えられる。微量金属元素及び微量非金属元素の添加量は、ポリマー（α）に対するこれら元素の量が上記《ワニス》の欄で説明した量になるように調整する。
【００９０】
工程（ｂ）の反応時の条件は特に限定されないが、例えば、反応温度は０℃〜２５０℃、反応時間は３〜７２時間であってよい。スルホン基含有ジアミン類との反応を充分に進めるために、１８０〜２００℃で１２時間程度加熱反応させることが好ましい。また、反応時、アルゴンや窒素などの不活性雰囲気であることが好ましい。
【００９１】
本実施形態におけるワニスの溶媒（β）は、ポリイミドを重合する際の溶媒（反応溶媒）をそのまま用いることができる。反応溶媒は、ポリイミドを溶解する溶媒であれば、特に限定されない。反応溶媒としては極性溶媒が有用であり、極性溶媒としては、例えば、フェノール系溶媒、アミド系溶媒、ラクトン系溶媒、スルホキシド系溶媒、ケトン系溶媒、及びエステル系溶媒が挙げられる。フェノール系溶媒としては、例えば、ｍ−クレゾールが挙げられる。アミド系溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）が挙げられる。ラクトン系溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−クロトノラクトン、γ−ヘキサノラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、及びδ−ヘキサノラクトンが挙げられる。スルホキシド系溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びシクロヘキサノンが挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、及び炭酸ジメチルが挙げられる。このうち、好ましくは、溶解性の観点からＮＭＰ及びＧＢＬが好ましい。フィルムのＹＩを更に低減させる観点から、ＧＢＬがより好ましい。
【００９２】
本実施形態におけるワニスは、適宜添加剤を含んでもよい。添加剤としては、負の複屈折率を示す物質、例えば、炭酸ストロンチウム等の無機粒子；並びにポリスチレン、ポリビニルナフタレン、ポリメチルメタクリレート、セルローストリアセテート、及びフルオレン誘導体等の有機化合物等が挙げられる。
【００９３】
添加剤としては、例えば、ワニスの塗工性を改善する為のレべリング剤、分散剤、及び界面活性剤；フィルムの支持体からの剥離性や接着性を調整する為の界面活性剤、及び密着助剤；フィルムに難燃性を付与する為の難燃剤などが挙げられる。そのほか、添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、可塑剤、ワックス類、充填剤、顔料、染料、発泡剤、消泡剤、脱水剤、帯電防止剤、抗菌剤、防カビ剤、架橋剤、耐熱安定剤、イミド化剤などが挙げられる。
添加剤として、例えば可塑化効果と難燃効果を有するリン酸エステル系化合物のように、一種の添加剤が複数の用途として用いられることがある為、用途は限定しないが化合物の構造としては、例えば、ホスファイト系化合物、フェノール系化合物、チオエーテル系化合物、ヒドラジン系化合物、アミド系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、イソシアヌル酸系化合物、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、リン酸エステル系化合物、ホスファゼン系化合物、ウレタン系化合物、アクリル系化合物、メタクリル系化合物、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、などが挙げられる。
【００９４】
ポリイミドワニスに添加された添加剤は、そのままポリイミドフィルムに含有されていてもよい。
【００９５】
《ポリイミドフィルム》
本実施形態のポリイミドフィルムは、上記に渡って説明した本実施形態のワニスより得られる。本実施形態のポリイミドフィルムは、ポリイミドを主成分として含むポリイミドフィルムであってよい。ポリイミドの構造は、上記《ワニス》の欄で説明したポリイミドの構造に対応する。本願明細書において、フィルムが「ポリイミドを主成分として含む」とは、フィルムの全質量を基準として、ポリイミドを５０質量％以上含むことを意味する。ポリイミドフィルムは、フィルムの全質量を基準として、ポリイミドを好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、より更に好ましくは９０質量％以上含み、特に好ましくはポリイミドフィルムから構成される。
本実施形態に係るポリイミドフィルムは、例えば、支持体の表面上に形成されたポリイミドフィルムであってもよく、支持体がなくても支持性のあるフィルム（自立フィルム）であってもよい。本実施形態のポリイミドフィルムは、支持体がなくても支持性のあるフィルム（自立フィルム）であることが、フィルム基板としての強度を保持する観点から好ましい。本願明細書において、支持性のあるフィルムとは、５％以上の破断伸度を有するフィルムを意味する。支持体を有するフィルムについては、支持体を剥がしたポリイミドフィルムが５％以上の破断伸度を有している場合、支持性のあるフィルムに該当する。
【００９６】
尚、破断伸度の測定法は後述する（破断伸度、破断強度の評価）に記載の方法を用いることができる。
本実施形態のポリイミドフィルムは、ＰＥＴフィルムやＣＯＰフィルムと同様にガラスの代替品として用いることができ、屈曲耐性に優れるため、例えば、折り畳み式の表示体や曲面に追従した表示体に本実施形態のポリイミドフィルムを用いてもフィルム破損が生じにくく、使い勝手が良い。
【００９７】
〈屈曲耐性〉
本実施形態のポリイミドフィルムは、屈曲半径２ｍｍ、屈曲角度１３５°、荷重０．６２５ｋｇ／ｍ２の条件で１０万回屈曲させたときに破断せず、屈曲痕が目視で確認できないことが好ましい。本実施形態のポリイミドフィルムは、この構成を有する場合、フレキシブル光学デバイスの基板としてより好適に用いることができる。
【００９８】
このような屈曲耐性は、上記条件を実現することができれば任意の方法で試験することができ、例えば、図１に示すようにして行うことができる。試験対象のフィルム（１）のサイズは、幅１０〜２０ｍｍ、長さ１１０ｍｍ、厚さ５〜２０μｍとすることができる。図１に示すように、試験対象のフィルム（１）を、回転台（２）の上部に配置されているプランジャー（３）に取り付けられたチャック（４）で挟持し、回転台（２）の中心を通るように垂下させる。回転台（２）に取り付けられた２つのクランプ（５）が回転台（２）の回転中心でフィルム（１）に接するように、フィルム（１）を２つのクランプ（５）で挟持する。クランプの先端は半径２ｍｍの曲面になっており、これによって、フィルム（１）を屈曲半径２ｍｍで屈曲させることができる。プランジャー（３）の先には錘がセットできるようになっており、錘の重さを変更させることで１．２５ｋｇ／ｍ２の荷重をフィルム（１）にかけることが出来る。回転台（２）は、左回転及び右回転を切り換えて繰り返し回転運動することができる。開始状態のフィルムの下端の位置を開始点（０°）とし、回転台（２）を左（又は右）回転させる。回転台（２）の回転に伴いフィルムの下端はクランプ（５）に挟持されつつ上方に持ち上げられ、フィルム（１）はクランプ（５）に当接しながら屈曲する。屈曲角度（６）が１３５°に到達したら、回転台（２）の回転方向を逆方向に切り換える。フィルム（１）が開始点を通過し、当該逆方向に向かって屈曲角度（６）が再び１３５°に到達したら、再び回転台（２）の回転方向を切り換える。以上、フィルム（１）が開始点を出発して、右（又は左）に１３５°、開始点、左（又は右）に１３５°、そして再び開始点に戻るまでの動作を１回の屈曲とする。
【００９９】
図２は、屈曲試験後のフィルムの状態を説明するための模式図である。本実施形態のポリイミドフィルムは、上記のような屈曲を１０万回繰り返しても、図２（ａ）に例示的に示すように、破断せず、屈曲痕が目視で確認できない。例えば、屈曲試験後、フィルムの屈曲部のヘイズを測定すると５．０以下であることが好ましく、さらに好ましくは３．０以下であり、より好ましくは１．０以下である。図２（ｂ）は、約２９，０００回屈曲させたとき破断した、従来のポリイミドフィルムの例を示す。図２（ｃ）は、約１，０００回屈曲させた後に屈曲痕を目視で確認することができた、ＰＥＴフィルムの例を示す。
【０１００】
〈黄色度（ＹＩ）〉
本実施形態に係るポリイミドフィルムの黄色度（ＹＩ）は、好ましくは５．０以下、より好ましくは４．５以下、更に好ましくは４．０以下である。このとき、ポリイミドフィルムの膜厚は、０．１μｍから３０μｍの範囲内であることが好ましく、１μｍから２０μｍの範囲内であることがより好ましい。
【０１０１】
フレキシブルデバイス用のフィルム基板に用いる際は、デバイスの薄膜化による屈曲耐性向上の観点から、ポリイミドフィルムの膜厚は、１μｍから１０μｍの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは１μｍから５μｍの範囲内である。
【０１０２】
１０μｍ未満のフィルムは、例えば、膜厚が１０μｍ以上のポリイミドフィルムを延伸処理することにより作製することができる。支持体上にポリイミドワニスを塗布し、支持体を取り外してもポリイミドフィルムが自立性を有することができる状態まで仮乾燥を行う。支持体としては、前述したＰＥＴフィルムやＫａｐｔｏｎ（東レ・デュポンの登録商標）、Ｕｐｉｌｅｘ（宇部興産の登録商標）などのポリイミドフィルム、金属箔などを用いることができる。延伸処理の際、溶媒含有フィルム中に残存する溶媒量は、フィルムの自立性と延伸性加工性の観点から０．１〜２０質量％であることが好ましい。
【０１０３】
仮乾燥フィルムは支持体がついたまま、或いは支持体上から剥離した状態で、１５０℃〜２５０℃に加熱しながら二軸延伸にて、ＭＤ方向及び／又はＴＤ方向に、１．５倍から５倍に延伸し作製することができる。延伸は同時二軸延伸でも逐次二軸延伸でもよいが、フィルムのＲｔｈを低減する観点から同時二軸延伸であることが好ましい。延伸後の仮乾燥フィルムは、次いで本乾燥を実施し、残溶媒が０．１質量％未満となるまで乾燥される。
【０１０４】
本実施形態では、黄色度（ＹＩ）を２．０以下に調整することもできる。このように本実施形態では、低い黄色度に抑えることができ、すなわち無色透明なポリイミドフィルムを得ることができる。なお本実施形態でいう「無色透明」とは、フィルムの全光線透過率が８０％以上であり、ヘイズが２以下であり、黄色度（ＹＩ）が、５．０以下の状態を指す。従って、本実施形態のポリイミドフィルムは、タッチパネルやディスプレイなどの光学用途に好適に用いることができる。例えば、本実施形態に係るポリイミド樹脂を透明電極フィルムの基板フィルムとして用いる際には、基板フィルムの上下面の少なくとも一方の面にタッチパネル素子を作製し、基板フィルムの表面、あるいは、基板フィルムの表面と対向する側を視認面とした場合でも画面の色づき、明度に悪影響を与えない。
【０１０５】
〈レタデーション（Ｒｔｈ）〉
本実施形態のポリイミドフィルムのレタデーション（Ｒｔｈ）は、フィルム厚を１５μｍとした換算値で、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、更に好ましくは２０ｎｍ以下であってよい。Ｒｔｈは負でもよいが、好ましくは−５ｎｍより大きい値である。
【０１０６】
例えば、非特許文献１に記載されているように、一般的な高耐熱のポリイミド樹脂に用いられる酸二無水物及びジアミン骨格は平面性、芳香環密度が高く、ガラス基板上に塗工、乾燥した際に二次元平面方向に対するポリイミド鎖の配向が起こり、面内方向と面外方向の屈折率に異方性が見られ、レタデーション（Ｒｔｈ）が増大することが一般的に知られている。一般的に、屈折率の異方性を小さくする方法として、屈曲構造を導入して乾燥時の分子配向を抑制する方法や、電子密度の大きい芳香環の濃度を希釈する方法が知られている。また、特許文献４に記載されているように、ジアミンとして４，４’−ジアミノジフェニルスルホンのような屈曲基を導入したポリイミドを用いることで異方性の小さな無色透明フィルムを得る方法も知られている。しかしながら、屈折率の異方性が小さく、かつ無色透明なフィルムを得るために、溶媒に可溶な前駆体であるポリアミド酸の溶液から作成したポリアミド酸フィルムを経由し、ポリイミドフィルムとする方法が一般的であった。この場合、ポリアミド酸フィルムは強度に劣り、自立フィルムとするのが困難であるため、ハンドリング性が悪化する問題があった。
【０１０７】
これに対して、本実施形態のポリイミドワニス、特に上記式（１）で表されるポリイミドを含有するポリイミドワニスから製造されたポリイミドフィルムは、黄色度及びレタデーション（Ｒｔｈ）が低く、かつ機械的強度に優れた自立フィルムとして製造することができる。このため、本実施の形態のポリイミドフィルムは、例えば、タッチパネルやディスプレイなどの光学デバイス用途としてハンドリング性よく用いることができる。
【０１０８】
フィルム厚を１５μｍとした換算値で、レタデーション（Ｒｔｈ）が１００ｎｍ以下である場合、例えば、本実施形態のポリイミドフィルムを透明電極フィルムの基板フィルムとして用いる際に、基板フィルムの上下面の少なくとも一方の面にタッチパネル素子を作製して視認面とした場合でも、画面の虹ムラに悪影響を与えることが少ないため好ましい。なお、理論に限定されないが、一般式（Ａ−１）で表される構造と一般式（Ａ−５）は、ＳＯ２基が屈曲した構造であり、尚且つ、ｓｐ２軌道であるので屈曲構造が固定化されている。そのため、一般式（Ａ−１）で表される構造と一般式（Ａ−５）に含まれる芳香族基とが一方向に並ぶことなく、ランダムに存在すると考えられる。すなわち、ポリイミド骨格中に一般式（Ａ−１）で表される構造と一般式（Ａ−５）が存在すると、面内方向および面外方向の屈折率差が少なく、Ｒｔｈが低減できると考えられる。
【０１０９】
本実施形態のポリイミドフィルムは、ＰＥＴフィルムやＣＯＰフィルムと同様にガラスの代替品として用いることができ、更には本実施形態のポリイミドフィルムは屈曲耐性に優れる為、折り畳み式の表示体や曲面に追従した表示体に用いることができる。
【０１１０】
《ポリイミドフィルムの製造方法》
ポリイミドフィルムは、例えば、本実施形態のワニスを支持体の表面上に塗工等により製膜し、次いで、ワニスを加熱することにより得ることができる。
本実施形態におけるポリイミドフィルムの製造方法は、例えば：本実施形態のワニスを支持体上に塗工することと；溶媒を粗乾燥させて、溶媒を０．１質量％〜２０質量％含む溶媒含有フィルム（以下、「中間フィルム」ともいう。）を形成することと；更に中間フィルムを加熱して、溶媒を０．１質量％未満になるまで本乾燥を実施することによって得ることができる。適宜、中間フィルムを延伸する工程を実施してもよい。
【０１１１】
ワニスの成膜方法としては、例えば、スピンコート、スリットコート、スロットダイコート及びブレードコートなどの公知の塗工方法が挙げられる。
支持体としては、ガラス基板、例えば、アルカリガラス基板、及び無アルカリガラス基板（Ｅａｇｌｅ  ＸＧ（登録商標）、コーニング社製）；金属基板、例えば、銅基板、アルミ基板、及びＳＵＳ基板等の金属基板；プラスチックフィルム、例えば、Ｕｐｉｌｅｘ（登録商標）フィルム（宇部興産製）、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）フィルム（東レ・デュポン製）等の有色ポリイミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ＰＥＴフィルム等；金属箔、例えば、銅箔、アルミ箔、ＳＵＳ箔等のような金属箔が挙げられる。しかしながら、ポリイミドワニスに対する加熱・乾燥は、支持体が無くとも実施することができ、支持体の種類は特に限定されるものではない。ここで、支持体としての基板とは、高剛性で折り曲げ等に適さないものを意味し、フィルム或いはフィルム基板とは、可撓性であり、折り曲げ加工が可能なものを意味する。
【０１１２】
粗乾燥における温度は、一般的には５０℃〜３５０℃、好ましくは７０℃〜２００℃、より好ましくは１００℃〜１５０℃である。
本乾燥における温度は、一般的には１００℃〜３５０℃、好ましくは１５０℃〜３２０℃、より好ましくは１８０℃〜３００℃である。
延伸における温度は、一般的には２００℃〜４００℃、好ましくは２００℃〜３５０℃、より好ましくは２５０℃〜３５０℃である。延伸後の乾燥における温度は、一般的には２００℃〜４００℃、好ましくは２００℃〜３５０℃、より好ましくは２５０℃〜３５０℃である。
【０１１３】
ワニスに対して、不活性ガス雰囲気下で１５０℃〜３５０℃の温度を施すことで、溶媒を除去して、ポリイミドフィルムを形成することができる。乾燥は、大気雰囲気下でも実施することができ、特に限定されるものではない。
フィルム製膜に好適なワニスの溶媒（β）は、例えば、ｍ−クレゾール、ＮＭＰ、ＤＭＦ、ＤＭＡｃ、ＧＢＬ、ＤＭＳＯ、アセトン、及びジエチルアセテート等が挙げられる。このうち、ＧＢＬを溶媒に用いることで、ポリイミドフィルムの低ＹＩを担保することができる。
上記のようにポリイミドワニスに対する加熱・乾燥により、溶媒はほぼ除去される。所望のＹＩ、Ｒｔｈ、及び屈曲耐性を得、所望の物性を損なわない観点から、ポリイミドフィルム中に、溶媒、例えばＧＢＬの含有量は、３質量％よりも小さいことが好ましく、１質量％よりも小さいことがより好ましく、０．５質量％以下であることが更に好適である。なお、ＧＢＬは、少なくとも０．０１質量％程度が残量としてポリイミドフィルム中に含まれてもよい。
【０１１４】
本実施形態のポリイミドフィルムの製造方法は、あらかじめイミド化された本実施形態のポリイミドワニスからポリイミドフィルムを製膜する方法と、本実施形態のポリイミド前駆体ワニスからポリイミドフィルムを製膜する方法とがある。
ポリイミドワニスからポリイミドフィルムを製膜する方法では、ポリイミドの溶媒への溶解性が良好であり、支持体上にポリイミドワニスを塗布し、仮乾燥を行い、支持体を取り外しても、ポリイミドフィルムは支持性のあるフィルム（自立フィルム）を保つことができる。したがって、支持体に支持されない自由状態で、溶媒を０．１質量％〜２０質量％含む仮乾燥後のポリイミドフィルム（本願明細書において、「仮乾燥フィルム」、「中間フィルム」及び「溶媒含有フィルム」ともいう。）を加熱して、ポリマーの配向が少ない状態で、溶媒含有量が０．１質量％未満のポリイミドフィルムを得ることができる。また、支持体に支持されない自由状態で、仮乾燥フィルムを延伸及び加熱してもよい。
【０１１５】
支持体上にポリイミド前駆体を含むワニスを塗布した状態で加熱してイミド化する方法では、支持体との膨張差による歪みにより、ポリイミドフィルムの残留歪みが大きくなりやすい。また、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸フィルムからイミド化する場合、ポリアミド酸フィルムが強度に劣る為、支持体が必要であり、仮乾燥後に自立フィルムを得ることが困難である。更に脱水収縮による歪みが発生する為、ポリイミドフィルムの残留歪みが大きくなりやすい。その為、ポリイミド前駆体を含むワニスからポリイミドフィルムを製膜する場合は、有色ポリイミドフィルムなどの耐熱性のある支持体上に塗工して実施することが好ましい。
本実施形態におけるポリイミドフィルムは、より高い破断伸度と破断強度とを得ることができる為、優れた屈曲耐性を有している。
別の実施形態では、ポリイミドフィルムの表面上に、機能性層を設けて積層体としてもよい。機能性層は、ポリイミドフィルムの表面上に、例えば、透明電極層をスパッタリング装置で成膜することにより得ることができる。積層体が両面にポリイミドフィルムを有する場合、透明電極層は、積層体の両面に形成されていてもよい。積層体の両面のポリイミドフィルムに、それぞれ、少なくとも１層以上の透明電極層を形成することが好ましい。また、透明電極層とポリイミドフィルムとの間に、平滑性を付与する為のアンダーコート層、表面硬度を付与する為のハードコート層、視認性を向上する為のインデックスマッチング層、ガスバリア性を付与する為のガスバリア層、など他の層を有していてもよい。表面硬度を付与する為のハードコート層、視認性を向上する為のインデックスマッチング層は、透明電極層とポリイミドフィルムの上に積層されていてもよい。積層体は、透明電極フィルムのようなタッチパネル材料への使用に特に適している。
【０１１６】
《フレキシブル表示デバイス》
本実施形態のフレキシブル表示デバイスは、本実施形態のポリイミド層を有する。フレキシブル表示デバイスとしては、有機ＥＬディスプレイ、例えば、ボトムエミッション型フレキシブル有機ＥＬディスプレイ、トップエミッション型フレキシブル有機ＥＬディスプレイなど；又はフレキシブル液晶ディスプレイが挙げられる。
本実施形態のワニス、およびポリイミドフィルムは、フレキシブル表示デバイスに用いられるポリイミド層を形成するのに好適である。好ましくは、本実施形態のワニス、またはポリイミドフィルムを用いてフレキシブル表示デバイスを製造することができる。
本実施形態のフレキシブル表示デバイスは、その表示部び用いられる少なくとも一層のフィルム基材としてポリイミドフィルムを有してもよい。本実施形態のポリイミドフィルムは、例えば、支持体の表面上に形成されたポリイミドフィルム、又は支持体がなくても支持性のあるフィルム（自立フィルム）でよい。ポリイミドフィルムはロールフィルムとして加工プロセスに適用させる観点から、自立フィルムであることが好ましい。本実施形態のポリイミドフィルムは、ＰＥＴフィルム又はＣＯＰフィルムと同様にガラスの代替品として用いることができ、更には折り畳み式の表示体又は曲面に追従した表示体に用いることができる。
フレキシブル表示デバイス用のフィルム基板に用いる際は、デバイスの薄膜化と耐屈曲性の向上の観点から、ポリイミドフィルムの膜厚は、１μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜２５μｍの範囲内である。
本実施形態のポリイミドフィルムをフレキシブル表示デバイスに用いる場合、該フレキシブル表示デバイスは光源を備え、この光源の光が本実施形態のポリイミドフィルムを通過してフレキシブル表示デバイスの外部に出力されるように構成されることが好ましい。
【０１１７】
《積層体》
本実施形態において、ポリイミドフィルムの表面上に、透明電極層を設けて、積層体を製造することができる。
【０１１８】
積層体は、ポリイミドフィルムの表面上に透明電極層をスパッタリング装置で成膜等することにより得ることができる。ポリイミドフィルムは支持体を有していてもよく、支持体を有しない単層であってもよい。積層体は、透明電極層をポリイミドフィルムの両面に有してもよい。このとき、ポリイミドフィルムの両面に、それぞれ、少なくとも１層以上の透明電極層を有することが好ましい。また、透明電極層とポリイミドフィルムとの間に、平滑性を付与する為のアンダーコート層、表面硬度を付与する為のハードコート層、視認性を向上する為のインデックスマッチング層、ガスバリア性を付与する為のガスバリア層、など他の層を有していてもよい。表面硬度を付与する為のハードコート層、視認性を向上する為のインデックスマッチング層、は透明電極層とポリイミドフィルムの上に積層されていてもよい。本実施の形態の積層体は、透明電極フィルムのようなタッチパネル材料への使用に適している。
【０１１９】
透明電極フィルムを形成する場合、透明電極層のポリイミドフィルム表面への成膜工程は、例えば、８０〜１００℃の低い温度範囲で実施されるが、実際に所望する性能発現のためには、より高温でのスパッタリングを行い、比抵抗の低い透明電極層を形成することが好ましい。透明電極層は、ポリイミドフィルムの両面に形成される構成にできる。これにより、例えば、両面にタッチパネル素子を配置することができる。
【０１２０】
この際、透明電極層を成膜する温度が、成膜面を構成するポリイミドフィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）が高い場合においては、高温領域でポリイミドフィルムの収縮や破断などの問題が生じる。一般的に、ＰＥＴフィルム上に透明電極層を形成する場合、ＰＥＴフィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）である約１００℃よりも低い８０℃程度でのスパッタリングが行われる。これに対して本実施形態に係るポリイミドフィルムは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が約２５０℃以上（フィルムの厚さ１５μｍを基準）と高く、耐熱性に優れる。すなわち２００℃以上の高温に曝されても高い屈曲耐性を保ち得る。したがって、本実施形態のポリイミドフィルム１０の表面に対して、例えば、１５０〜２５０℃程度でのスパッタリングを行って、比抵抗の低い透明電極層を成膜することができる。
【０１２１】
また、本実施形態において、ポリイミドは、透明電極層２１を成膜する際の歩留まりを向上させる観点から、ポリイミドフィルムの厚さ１５μｍを基準として、破断強度が１００ＭＰａ以上であることが好ましい。
【０１２２】
また、本実施形態に係るポリイミドフィルムは、透明電極フィルムの性能を向上させる観点から、上記したように、フィルムの厚さ１５μｍを基準として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以上であることが好ましい。
【実施例】
【０１２３】
以下、本発明について、例に基づきさらに詳述するが、これらは説明のために記述されるものであって、本発明の範囲が下記例に限定されるものではない。例における各種評価は次のとおりに行った。【０１２４】
《測定及び評価方法》
〈屈曲耐性の評価（屈曲試験）〉
ポリイミドフィルムの屈曲耐性の評価は、フィルムを２５℃、相対湿度５０％にて２４時間調湿後、ＭＩＴ型繰り返し折り曲げ試験機（ＭＩＴ−ＤＡ、株式会社東洋精機製作所製）を用い、幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚み７〜２０μｍの試験片に荷重が０．６２５ｋｇ／ｍｍ２となる錘をかけた状態で、折り曲げ半径Ｒ２ｍｍ、折り曲げ角度１３５°、速度９０回／分の条件で１００，０００回往復での繰り返し折曲げ試験を行った。試験後サンプルを装置から外し屈曲耐性評価結果を得た。
得られた屈曲耐性を下記基準に従ってランク分けした。
（屈曲耐性ランク）
〇（良好）：目視で屈曲痕が確認できないもの
×（不良）：目視で屈曲痕が確認できる、又はヘイズが５．０以上であるもの
尚、ヘイズはコニカミノルタ株式会社製分光測色計（ＣＭ３６００Ａ）にてＤ６５光源を用い、測定した。【０１２５】
〈透過率の測定〉
ポリイミドワニスの透過率は、ポリイミドワニスの固形分濃度を２０質量％に調整したあと、紫外可視吸収スペクトル測定にて、下記の条件により測定した。装置は、ＵＶ／ＶＩＳ  ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ（Ｖ−５５０、ＪＡＳＣＯ製）を用いた。バックグラウンドはレファレンス室及びサンプル室にワニスと同じ溶媒を満たしたセルを置き測定した。透過率スペクトルは、レファレンス室にワニスと同じ溶媒を満たしたセルを置き、サンプル室に測定サンプルを満たしたセルを置き測定した。得られたスペクトルデータより、光路長１０ｍｍ、波長４５０ｎｍにおける値を透過率とした。
装置：ＵＶ／ＶＩＳ  ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ（Ｖ−５５０、ＪＡＳＣＯ社製）
セルサイズ：厚み１０ｍｍ×幅１０ｍｍ×高さ４００ｍｍ
測定波長：３００ｎｍ−８００ｎｍ
バンド幅：２．０ｎｍ
走査速度：２００ｎｍ／ｍｉｎ
得られた透過率を下記基準に従ってランク分けした。
（透過率ランク）
◎（非常に良好）：透過率が６０％を超える。
〇（良好）：透過率が４５％以上６０％以下である。
×（不良）：透過率が４５％未満である。【０１２６】
〈金属元素、リン、ケイ素の含有量測定〉
ワニス中の金属元素、リン、ケイ素の含有量の測定はＩＣＰ−ＡＥＳ測定により行った。原料を０．５ｇ秤量し、硝酸→硝酸＋塩酸→硝酸＋過塩素酸にて湿式分解後の試料を２５ｍＬに定容して、ＩＣＰ−ＡＥＳ定性分析を行った。【０１２７】
〈重量平均分子量（Ｍｗ）及び、数平均分子量（Ｍｎ）の測定〉
重量平均分子量（Ｍｗ）及び、数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）にて、下記の条件により測定した。溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（和光純薬工業社製、高速液体クロマトグラフ用）を用い、測定前に２４．８ｍｏｌ／Ｌの臭化リチウム一水和物（和光純薬工業社製、純度９９．５％）及び６３．２ｍｏｌ／Ｌのリン酸（和光純薬工業社製、高速液体クロマトグラフ用）を加えたものを使用した。また、重量平均分子量を算出するための検量線は、スタンダードポリスチレン（東ソー社製）を用いて作製した。
カラム：ＴＳＫ−ＧＥＬ  ＳＵＰＥＲ  ＨＭ−Ｈ×２本
流速：０．５ｍＬ／分
カラム温度：４０℃
ポンプ：ＰＵ−２０８０（ＪＡＳＣＯ社製）
検出器：ＲＩ−２０３１Ｐｌｕｓ（ＲＩ：示差屈折計、ＪＡＳＣＯ社製）
ＵＶ−２０７５Ｐｌｕｓ（ＵＶ−Ｖｉｓ：紫外可視吸光計、ＪＡＳＣＯ社製）【０１２８】
〈表面平滑性（Ｒａ）の評価〉
ナノスケールハイブリッド顕微鏡（ＶＮ８０００、キーエンス株式会社製）を用いて、積層体のフィルム層側の測定面積（５０μｍ×５０μｍ）をスキャンし、の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定した。【０１２９】
〈黄色度（ＹＩ）の評価〉
ポリイミドフィルムを、コニカミノルタ株式会社製分光測色計（ＣＭ３６００Ａ）にてＤ６５光源を用い、黄色度（ＹＩ値）を測定した。なお、特に記載のない限り、サンプルとして２０±１μｍの膜厚のフィルムについて測定を行った。
得られた黄色度（ＹＩ）を下記基準に従ってランク分けした。
（ＹＩランク）
◎（非常に良好）：フィルムのＹＩが２以下である。
〇（良好）：ＹＩが２を超え４以下である。
×（不良）：ＹＩが４を超える。【０１３０】
続いて、ポリイミドの合成条件およびポリイミドフィルムの作製条件について具体的に説明する。
《酸二無水物とジアミンの略称》
酸二無水物
６ＦＤＡ：４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸二無水物
ＯＤＰＡ：４，４’−オキシジフタル酸二無水物
ＰＭＤＡ：４，ピロメリット酸二無水物
ＢＰＤＡ：３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
ＨＰＭＤＡ：ヒドロキシピロメリット酸二無水物
ＴＤＡ：１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン
ＢＯＤＡ：ビシクロ［２，２，２］オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＣＤＡとも表記）
ジアミン
ＴＦＭＢ：２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン
３，３’−ＤＤＳ：３，３’−ジアミノジフェニルスルホン
４，４’−ＤＤＳ：４，４’−ジアミノジフェニルスルホン
ＣＨＤＡ：シクロヘキシルジアミン
１４ＢＡＣ：１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン
ＢＡＮＢＤＡ：ビス（アミノメチル）ノルボルナン
ＢＡＰＢ：４，４’−ビス（４−アミノフェノキシビフェニル）
ＢＡＰＤＢ：α，α’−ビス（４−アミノフェニル）−１，４−ジイソプロピルベンゼン【０１３１】
《ポリイミドワニスの合成例》
ポリイミドワニス、およびポリイミド前駆体（ポリアミド酸）ワニスを以下の合成例および比較合成例に示すとおりに作製した。原料の酸二無水物とジアミンの量（ｍｏｌ％）を表１に示す。原料と共に反応溶液の中に微量金属を添加し、各実施例、比較例を作成した。添加した金属の種類と量を表２に示す。【０１３２】
［合成例１−１］
ディーン・スターク管及び還流管を上部に備えた撹拌棒付き５００ｍＬセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン（ＴＦＭＢ）２２．１９ｇ（６９．３０ｍｍｏｌ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）５０．００ｇを加えた。続いて４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸二無水物（６ＦＤＡ）３１．０９ｇ（７０．００ｍｍｏｌ）、ＧＢＬ２２．２８ｇを室温で加えた。その溶液を室温で６時間撹拌しポリイミド前駆体を生成し、トルエン２６．０２ｇを室温で加えた後、内温１６０℃まで昇温し、１６０℃で１時間加熱還流を行い、イミド化を行った。イミド化完了後、１８０℃まで昇温し、トルエンを抜き出しながら反応を続けた。１２時間反応後、オイルバスを外して室温に戻し、固形分が２０質量％濃度となるようにＧＢＬを加え、ポリイミドＧＢＬ溶液（以下、ポリイミドワニスともいう）を得た。【０１３３】
［合成例１−２］
表２のとおりに金属の添加を変更したこと以外は合成例１−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１３４】
［合成例１−３］
表２のとおりに金属の添加を変更し、反応温度を８０℃とし、また、加熱還流工程によるイミド化を行わなかったこと以外は合成例１−１と同様に、ポリイミド前駆体ワニスを合成した。【０１３５】
［合成例２−１］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例１−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１３６】
［合成例２−２］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例１−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１３７】
［合成例３−１］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を用いたこと以外は合成例１−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１３８】
［合成例３−２］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を用いたこと以外は合成例１−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１３９】
［合成例４−１］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、以下に記載の手順でポリイミドワニスを合成した。
ディーン・スターク管及び還流管を上部に備えた撹拌棒付き５００ｍＬセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら４，４’−ＤＤＳを１２．０５ｇ（４８．５１ｍｍｏｌ）に、３，３’−ＤＤＳを５．１６ｇ（２０．７９ｍｍｏｌ）、ＧＢＬ５０．００ｇを加えた。続いて４，４’−オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）２１．７１ｇ（７０．００ｍｍｏｌ）、ＧＢＬ２２．２８ｇ、トルエン２６．０２ｇを室温で加えた後、内温１６０℃まで昇温し、１６０℃で１時間加熱還流を行い、イミド化を行った。イミド化完了後、１８０℃まで昇温し、トルエンを抜き出しながら反応を続けた。１２時間反応後、オイルバスを外して室温に戻し、固形分が２０質量％濃度となるようにＧＢＬを加え、ポリイミドＧＢＬ溶液（以下、ポリイミドワニスともいう）を得た。【０１４０】
［合成例４−２］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４１】
［合成例５−１］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４２】
［合成例５−２］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間とした以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４３】
［合成例６］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４４】
［合成例７］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４５】
［合成例８］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、溶媒としてＮＭＰを用い反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４６】
［合成例９］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、溶媒としてＮＭＰを用い反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４７】
［合成例１０］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４８】
［合成例１１］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１４９】
［合成例１２］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５０】
［合成例１３］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を３時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５１】
［合成例１４］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を４時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５２】
［合成例１５］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を６時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５３】
［合成例１６］
ディーン・スターク管及び還流管を上部に備えた撹拌棒付き５００ｍＬセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら４，４’−ビス（４−アミノフェノキシビフェニル）（ＢＡＰＢ）５．１１ｇ（１３．８６ｍｍｏｌ）に、３，３−ＤＤＳを１０．３２ｇ（４１．５８ｍｍｏｌ）、４，４−ＤＤＳを３．４４ｇ（１３．８６ｍｍｏｌ）、ＧＢＬ５０．００ｇを加えた。続いて４，４’−オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）２１．７１ｇ（７０．００ｍｍｏｌ）、ＧＢＬ２２．２８ｇ、トルエン２５．６３ｇを室温で加えた後、内温１６０℃まで昇温し、１６０℃で１時間加熱還流を行い、イミド化を行った。イミド化完了後、１８０℃まで昇温し、トルエンを抜き出しながら反応を続けた。６時間反応後、オイルバスを外して室温に戻し、固形分が２０質量％濃度となるようにＮＭＰを加え、ポリイミドＮＭＰ溶液（以下、ポリイミドワニスともいう）を得た。【０１５４】
［合成例１７］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を６時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５５】
［合成例１８］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５６】
［合成例１９］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５７】
［合成例２０］
表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５８】
［比較合成例１］
原料は全て精製したものを用いた。原料の金属イオン濃度を測定したところ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｆｅはいずれも０．０１ｐｐｍ以下であり、ケイ素及びリンも同様に０．０１ｐｐｍ以下であった。
精製済の原料を用い表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例１−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１５９】
［比較合成例２］
精製済の原料を用い表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を用いたこと以外は合成例１−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１６０】
［比較合成例３］
精製済の原料を用い表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１６１】
［比較合成例４］
精製済の原料を用い表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更し、反応時間を７時間としたこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１６２】
［比較合成例５］
精製済の原料を用い表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更した以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１６３】
［比較合成例６］
精製済の原料を用い表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１６４】
［比較合成例７］
精製済の原料を用い表１および表２のとおりに酸二無水物とジアミンの仕込み、および金属の添加を変更したこと以外は合成例４−１と同様にポリイミドワニスを合成した。【０１６５】
合成例１−１〜２０、及び比較合成例１〜７で得られたポリイミドワニスの組成及び評価結果を、以下の表に示す。【０１６６】
【表１】
2019026806.tif 000025
【０１６７】
《ポリイミドフィルムの作製》
［実施例１〜２６］
表２及び表３に示すように各合成例のポリイミドワニスあるいはポリイミド前駆体ワニスを、支持基材としてのｕｐｉｌｅｘ（宇部興産製、製品番号ｕｐｉｌｅｘ１２５ｓ）上に塗工厚み１５０μｍで塗工して、５０℃で３０分乾燥させた。この溶媒含有フィルムとｕｐｉｌｅｘフィルムの積層体を２７０℃で１時間乾燥した後、支持体であるｕｐｉｌｅｘフィルムを剥離した状態のポリイミドの自立フィルムの試験結果を以下の表３に示す。【０１６８】
［比較例１〜７］
表２及び表３に示すように各比較合成例のポリイミドワニスを、支持基材としてのｕｐｉｌｅｘ（宇部興産製、製品番号ｕｐｉｌｅｘ１２５ｓ）上に塗工厚み１５０μｍで塗工して、５０℃で３０分乾燥させた。この溶媒含有フィルムとｕｐｉｌｅｘフィルムの積層体を２７０℃で１時間乾燥した後、支持体であるｕｐｉｌｅｘフィルムを剥離した状態のポリイミドの自立フィルムの試験結果を以下の表３に示す。【０１６９】
［評価結果］
表３に示すとおり、本実施形態のポリイミドフィルムは屈曲耐性、表面平滑性、及び透明性（ＹＩ値）に優れる。
【表２】
2019026806.tif 000026
【０１７０】
【表３】
2019026806.tif 000027
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明のワニスは、表面保護フィルム、カラーフィルター、ＴＦＴ、などの基板フィルム、絶縁保護膜として用いられるポリイミドフィルムの製造に用いることができる。本実施形態におけるポリイミドフィルム及び積層体は、光学デバイス、例えば、タッチパネル機能を備えたディスプレイ、有機ＥＬ発光デバイス、スマートフォン、及びタブレット端末；フレキシブル光学デバイス、例えば、フレキシブル表示デバイス、フレキシブル太陽電池、フレキシブルタッチパネル、折り曲げが可能なスマートフォンやタブレット端末；その他のフレキシブルデバイス、例えば、フレキシブルバッテリー；並びに、曲面を有する有機ＥＬ発光デバイスや有機ＥＬディスプレイ等の製品に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１    フィルム
２    プランジャー
３    チャック
４    回転台
５    クランプ
６    屈曲角度
【図１】
2019026806.tif 000028
【図２】
2019026806.tif 000029
【国際調査報告】
2019026806.tif 000030
2019026806.tif 000031
2019026806.tif 000032
2019026806.tif 000033
2019026806.tif 000034