[發(fā)明專利]用于制造顯示元件、光學(xué)元件或照明元件的芳香族聚酰胺溶液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380064110.8
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104838303A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 法蘭克·W·哈里斯;張東;孫立民;景蛟凱;江口敏正;楳田英雄;川崎律也;岡田潤;井上美津穗
• 申請（專利權(quán)）人: 艾克倫聚合物系統(tǒng)公司;住友電木株式會社
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;周琴

發(fā)明領(lǐng)域

一方面，本公開內(nèi)容涉及包括芳香族共聚酰胺、溶劑和硅烷偶聯(lián)劑的聚酰胺溶液。另一方面，本公開內(nèi)容涉及制造該聚酰胺溶液的方法。另一方面，本公開內(nèi)容涉及制造顯示元件、光學(xué)元件或照明元件的方法，其包括使用聚酰胺溶液形成聚酰胺膜的步驟。

背景技術(shù)

有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器在2010年市場量為12.5億美元，預(yù)計其每年以25％的速率成長。OLED顯示器的高效率和高對比度使其在手機(jī)顯示器、數(shù)碼相機(jī)、全球定位系統(tǒng)(GPS)細(xì)分市場中成為液晶顯示器(LCD)的合適的替代。這些應(yīng)用非常看重高的電效率、小型化和堅固性。這增加了對于耗電更少、響應(yīng)時間更快、分辨率更高的有源矩陣OLED(AMOLED)的需求。改善這些特性的AMOLED革新將進(jìn)一步加速AMOLED采用于便攜裝置并擴(kuò)大使用其的裝置的范圍。這些性能因素很大程度上受電子學(xué)處理溫度的驅(qū)動。AMOLED具有沉積在透明基板上的薄膜晶體管(TFT)陣列結(jié)構(gòu)。較高的TFT沉積溫度可以大大提高顯示器的電效率。目前，使用玻璃基板作為AMOLED基板。它們提供了高的處理溫度(>500℃)和良好的阻隔性，但是相對要厚、重、剛性，并且易破碎，這降低了產(chǎn)品的設(shè)計自由度和顯示器堅固性。因此，便攜裝置制造商需要有更輕、更薄、更堅固的替代品。柔性基板材料還會為產(chǎn)品設(shè)計打開新的可能性，并使人們能夠以更低的成本進(jìn)行卷對卷(roll-to-roll)制造。

許多聚合物薄膜具有優(yōu)異的柔性、透明度，相對廉價，并且重量輕。聚合物膜是用于柔性電子裝置包括目前正在開發(fā)中的柔性顯示器和柔性太陽能電池面板的基板的優(yōu)異候選物。與剛性基板如玻璃相比較，柔性基板提供了一些在電子裝置中潛在顯著的優(yōu)勢，其包括：

a.重量輕(玻璃基板占薄膜太陽能電池總重量的大約98％)；

b.柔性(易于處理，運輸成本低，和/或原料和產(chǎn)品應(yīng)用更多)；

c.可改為卷對卷制造，這將大大降低制造成本。

為了促進(jìn)聚合基板的這些內(nèi)在優(yōu)勢用于柔性顯示器應(yīng)用，必須解決的幾個問題包括：

a.增加熱穩(wěn)定性；

b.降低熱膨脹系數(shù)(CTE)；

c.在高溫處理過程中保持高透明度；和

增加氧和水分阻隔性能。目前，沒有純聚合物膜可以提供充分的阻隔性能。為了實現(xiàn)目標(biāo)阻隔性能，必須應(yīng)用額外的阻隔層。

目前已將若干聚合物膜作為柔性透明基板進(jìn)行評價，其包括：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、環(huán)烯烴聚合物(COP)、多芳基化合物(PAR)、聚酰亞胺(PI)等。但是，這些膜無一能滿足所有要求。目前，用于該應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是PEN膜，其滿足部分要求(在400nm-750nm內(nèi)透射比>80％，CTE<20ppm/℃)，但是使用溫度有限(<200℃)。熱穩(wěn)定性更高(T_g>300℃)、CTE(<20ppm/℃)更低的透明聚合物膜是合乎要求的。

眾所周知，傳統(tǒng)的芳香族聚酰亞胺具有優(yōu)異的熱特性和機(jī)械特性，但其膜必須由其聚酰胺酸前體澆鑄，通常是深黃色至橙色。已經(jīng)制備出一些可以溶液澆鑄成在可見光范圍內(nèi)無色的膜的芳香族聚酰亞胺，但這些膜表現(xiàn)不出所需的低CTE(例如，F(xiàn).Li.F.W.Harris和S.Z.D.Cheng,Polymer,37,23,pp53211996)。而且該膜不具有耐溶劑性。基于部分或全部脂環(huán)族單體的聚酰亞胺膜，例如專利JP?2007-063417和JP2007-231224以及A.S.Mathews等人的出版物(J.Appl.Polym.Sci.,Vol.102,3316-3326,2006)所公開的，表現(xiàn)出改善的透明性。盡管這些聚合物的T_g可以高于300℃，但在這些溫度下聚合物因其脂肪族單元而表現(xiàn)不出充分的熱穩(wěn)定性。

盡管大多數(shù)芳香族聚酰胺在有機(jī)溶劑中溶解性差，不能溶液澆鑄成膜，但已經(jīng)制備出少數(shù)可溶于含有無機(jī)鹽的極性非質(zhì)子溶劑中的聚合物。其中一些已經(jīng)研發(fā)用作柔性基板。例如，JP?2009-79210A描述了由含氟芳香族聚酰胺制備的薄膜，其表現(xiàn)出非常低的CTE(<0ppm/℃)、良好的透明性(450-700nm下T％>80)以及優(yōu)異的機(jī)械特性。但是，由該聚合物制成的膜最大厚度為20μm，因為膜的制備必須使用除去鹽的干濕法。最重要的是，膜還表現(xiàn)出較差的對強(qiáng)有機(jī)溶劑的耐受性。

WO?2012/129422公開了耐溶劑性共聚酰胺膜和該膜的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容