본 연구는 차세대 투명 디스플레이에 적용 가능한 우수한 광학적 특성, 가공성, 열 안정성 및 치수안정성을 가지는 새로운 구조의 전자재료용 고분자 합성에 관하여 다루고 있다. 신규한 디아민 (diamine)은 ether(-O-)와 sulfone(-SO2-)결합을 비대칭적으로 가지며 동시에 trifluoromethyl(-CF3)기능기가 도입되었다. 이를 이용하여 서로 다른 주쇄 구조의 이무수물 (tetracarboxylic dianhydride)인 pyromellitic dianhydride (PMDA), 4,4′-oxydiphthalic anhydride(ODPA), 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) 및 cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (CBDA)와 각각 같은 몰 비로 반응시켜 poly(amic acid) ...
본 연구는 차세대 투명 디스플레이에 적용 가능한 우수한 광학적 특성, 가공성, 열 안정성 및 치수안정성을 가지는 새로운 구조의 전자재료용 고분자 합성에 관하여 다루고 있다. 신규한 디아민 (diamine)은 ether(-O-)와 sulfone(-SO2-)결합을 비대칭적으로 가지며 동시에 trifluoromethyl(-CF3)기능기가 도입되었다. 이를 이용하여 서로 다른 주쇄 구조의 이무수물 (tetracarboxylic dianhydride)인 pyromellitic dianhydride (PMDA), 4,4′-oxydiphthalic anhydride(ODPA), 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) 및 cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (CBDA)와 각각 같은 몰 비로 반응시켜 poly(amic acid) 전구체를 합성하였고, 이를 단계적인 열적 이미드화 공정을 통하여 폴리이미드박막을 제조하였다. 광학 투과도와 황색도는 자외선/가시광선 분광광도계와 색차계를 이용하여 측정하였고, 열 특성은 시차 주사 열량계, 동적기계분석기, 열 중량 분석기 및 열기계분석기를 이용하였으며, 각각의 모폴로지(morphology)에 따라 해석하였다. 합성된 신규 폴리이미드는 극성 비양성자성 용매(polar aprotic solvent)뿐만 아니라 m-cresol과 dioxane에도 우수한 용해성을 보였다. 신규 디아민은 비대칭성 linkage와 더불어 bulky한 치환체로 인하여 폴리이미드 주쇄에 강한 입체장애와 전하 전이 복합화(charge transfer complex) 크게 억제할 수 있어 공명구조 형성 저해 및 파이 전자 밀도를 효율적으로 감소시켜 매우 우수한 광학적 특성(T500nm>94%, 굴절률<1.5648, 복굴절<0.0061)을 보였다. 또한, 제조된 폴리이미드는 높은 유리전이온도 (247–322 ℃), 열 분해온도(406–556 ℃) 및 비교적 낮은 열팽창계수(106–228 ppm/K)를 가졌고, 각각의 물성은 폴리이미드의 화학 구조와 매우 밀접한 관련이 있음을 확인할 수 있었다. 결과적으로 신규 비대칭성 diamine을 이용하여 광학적 특성과 가공성이 크게 향상된 투명한 폴리이미드 합성이 가능하였으며, 이에 따라 차세대 투명 디스플레이용 기판소재로서 적용가능성이 클 것으로 사료된다.
본 연구는 차세대 투명 디스플레이에 적용 가능한 우수한 광학적 특성, 가공성, 열 안정성 및 치수안정성을 가지는 새로운 구조의 전자재료용 고분자 합성에 관하여 다루고 있다. 신규한 디아민 (diamine)은 ether(-O-)와 sulfone(-SO2-)결합을 비대칭적으로 가지며 동시에 trifluoromethyl(-CF3)기능기가 도입되었다. 이를 이용하여 서로 다른 주쇄 구조의 이무수물 (tetracarboxylic dianhydride)인 pyromellitic dianhydride (PMDA), 4,4′-oxydiphthalic anhydride(ODPA), 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) 및 cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (CBDA)와 각각 같은 몰 비로 반응시켜 poly(amic acid) 전구체를 합성하였고, 이를 단계적인 열적 이미드화 공정을 통하여 폴리이미드 박막을 제조하였다. 광학 투과도와 황색도는 자외선/가시광선 분광광도계와 색차계를 이용하여 측정하였고, 열 특성은 시차 주사 열량계, 동적기계분석기, 열 중량 분석기 및 열기계분석기를 이용하였으며, 각각의 모폴로지(morphology)에 따라 해석하였다. 합성된 신규 폴리이미드는 극성 비양성자성 용매(polar aprotic solvent)뿐만 아니라 m-cresol과 dioxane에도 우수한 용해성을 보였다. 신규 디아민은 비대칭성 linkage와 더불어 bulky한 치환체로 인하여 폴리이미드 주쇄에 강한 입체장애와 전하 전이 복합화(charge transfer complex) 크게 억제할 수 있어 공명구조 형성 저해 및 파이 전자 밀도를 효율적으로 감소시켜 매우 우수한 광학적 특성(T500nm>94%, 굴절률<1.5648, 복굴절<0.0061)을 보였다. 또한, 제조된 폴리이미드는 높은 유리전이온도 (247–322 ℃), 열 분해온도(406–556 ℃) 및 비교적 낮은 열팽창계수(106–228 ppm/K)를 가졌고, 각각의 물성은 폴리이미드의 화학 구조와 매우 밀접한 관련이 있음을 확인할 수 있었다. 결과적으로 신규 비대칭성 diamine을 이용하여 광학적 특성과 가공성이 크게 향상된 투명한 폴리이미드 합성이 가능하였으며, 이에 따라 차세대 투명 디스플레이용 기판소재로서 적용가능성이 클 것으로 사료된다.
The study deals with the synthesis of polymers for electronic materials of new structure applicable to next generation transparent display. And this polymer has excellent optical properties, processiability, thermal stability and dimensional stability. The new diamine have ether (-O-) and sulfone (-...
The study deals with the synthesis of polymers for electronic materials of new structure applicable to next generation transparent display. And this polymer has excellent optical properties, processiability, thermal stability and dimensional stability. The new diamine have ether (-O-) and sulfone (-SO2-) bonds and at the same time introduce trifluoromethyl (-CF3) functional groups. New diamine was reacted with four tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride(PMDA), 4,4′-oxydiphthalic anhydride(ODPA), 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6FDA) and cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride(CBDA) respectively. Polyimide thin films were prepared by a stepwise thermal imidization process. Optical transmittance and yellowness index were measured by UV / visible spectrophotometer and colorimeter. Thermal characteristics were measured by differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analyzer, thermogravimetric analyzer and thermomechanical analyzer. The novel polyimides synthesized showed excellent solubility in polar aprotic solvents as well as m-cresol and dioxane. The new diamine can inhibit strong steric hindrance and charge transfer complexes in the main chain of polyimide due to bulky substituents in addition to asymmetric linkage, thereby effectively inhibiting the resonance structure formation and the π electron density, Optical characteristics (T500nm>94%, refractive index<1.5648, birefringence<0.0061). In addition, the polyimide produced had a high glass transition temperature (247-322 ℃), a thermal decomposition temperature (406-556 ℃)and a relatively low thermal expansion coefficient (106-228 ppm/K). It was confirmed that there is a close relationship with the polyimide chemical structure. As a result, it was possible to synthesize a transparent polyimide having a remarkably improved optical characteristic and processability by using a novel asymmetric diamine, accordingly, it is considered to be highly applicable as a substrate material for next generation transparent display. Key words : soluble polyimide, fluorinated asymmetric diamine, optical transparency, thermal properties
The study deals with the synthesis of polymers for electronic materials of new structure applicable to next generation transparent display. And this polymer has excellent optical properties, processiability, thermal stability and dimensional stability. The new diamine have ether (-O-) and sulfone (-SO2-) bonds and at the same time introduce trifluoromethyl (-CF3) functional groups. New diamine was reacted with four tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride(PMDA), 4,4′-oxydiphthalic anhydride(ODPA), 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6FDA) and cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride(CBDA) respectively. Polyimide thin films were prepared by a stepwise thermal imidization process. Optical transmittance and yellowness index were measured by UV / visible spectrophotometer and colorimeter. Thermal characteristics were measured by differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analyzer, thermogravimetric analyzer and thermomechanical analyzer. The novel polyimides synthesized showed excellent solubility in polar aprotic solvents as well as m-cresol and dioxane. The new diamine can inhibit strong steric hindrance and charge transfer complexes in the main chain of polyimide due to bulky substituents in addition to asymmetric linkage, thereby effectively inhibiting the resonance structure formation and the π electron density, Optical characteristics (T500nm>94%, refractive index<1.5648, birefringence<0.0061). In addition, the polyimide produced had a high glass transition temperature (247-322 ℃), a thermal decomposition temperature (406-556 ℃)and a relatively low thermal expansion coefficient (106-228 ppm/K). It was confirmed that there is a close relationship with the polyimide chemical structure. As a result, it was possible to synthesize a transparent polyimide having a remarkably improved optical characteristic and processability by using a novel asymmetric diamine, accordingly, it is considered to be highly applicable as a substrate material for next generation transparent display. Key words : soluble polyimide, fluorinated asymmetric diamine, optical transparency, thermal properties
주제어
#폴리이미드 광학적 특성 열적 특성 축중합 sulfone ether diamine 비대칭 diamine soluble polyimide fluorinated asymmetric diamine optical transparency thermal properties
학위논문 정보
저자
진정운
학위수여기관
위덕대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
정보전자공학과 반도체에너지융합공학
지도교수
이동훈
발행연도
2018
총페이지
48
키워드
폴리이미드 광학적 특성 열적 특성 축중합 sulfone ether diamine 비대칭 diamine soluble polyimide fluorinated asymmetric diamine optical transparency thermal properties
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