[發明專利]用于抗溶劑柔性基材的芳香族聚酰胺薄膜

有效

• 申請號: 201810146763.5
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN108192117B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 孫立民;張東;F·W·哈里斯;景蛟凱
• 申請（專利權）人: 阿克倫聚合物體系有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L77/10;C08G69/32
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;唐瑞庭

本發明涉及用于抗溶劑柔性基材的芳香族聚酰胺薄膜，其在400至750nm范圍內光學透射率＞80％且其熱膨脹系數CTE小于20ppm/℃，所述的芳香族聚酰胺可溶于極性有機溶劑中，且其玻璃化轉變溫度Tg＞300℃。在多官能環氧化物的存在下通過高溫條件下短時間加熱可以使薄膜在固體狀態下交聯。令人驚訝的是，薄膜的光學性質以及熱性質在固化過程中并未發生明顯改變。通過沿著聚酰胺骨架一定數量的自由的側基羧基基團的存在，可降低交聯過程發生所需要的溫度。此種薄膜可用作電子顯示器或光伏裝置的柔性基材。

本申請是申請號為201280043243.2，申請日為2012年6月29日，發明名稱為“用于抗溶劑柔性基材的芳香族聚酰胺薄膜”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本申請要求2011年7月5日提出申請的臨時專利申請第61/504,607號題為“用于抗溶劑柔性基材的芳香族聚酰胺薄膜”的優先權，該申請內容并入本文作為參考。本發明涉及熱穩定與尺寸穩定的透明聚合物薄膜的制造方法。更具體地說，本發明是涉及芳香族聚酰胺的制造與使用；所述的芳香族聚酰胺的剛性骨架具有高于300℃的玻璃化轉變溫度(Tg)，卻不需要借助無機鹽即可溶解于常用有機溶劑中。通過溶液流延制備而成的此種聚合物薄膜在400至750nm的范圍內具有高光學透射率(透光率80％)及低熱膨脹系數(CTE20ppm/℃)。當其與多官能環氧化物一同于約280℃或較低的溫度下加熱30分鐘以內，可具有抗溶劑性。沿著聚酰胺骨架并入數個側基羧基基團可將固化溫度降低至約250℃或以下。交聯過程發生而不會對薄膜的光學性質以及熱性質造成顯著的改變。該薄膜可用作電子裝置以及光伏裝置的柔性基材。

背景技術

有機發光二極管(OLED)顯示器的市場價值于2010年高達12.5億美元，預計每年以25％的幅度增長。OLED顯示器的高效率與高對比率使其在手機顯示器、數碼相機和全球定位系統(GPS)等細分市場逐漸取代液晶顯示器(LCD)。這些應用要求電氣效率高、結構緊湊以及耐用。因此增加對于有源矩陣OLED(AMOLED)的需求，AMOLED耗電量低，響應速度較快，且解析度較高。AMOLED改善這些性質上的創新將更加速便攜設備對于AMOLED的采用，并可擴展使用AMOLED的裝置的范圍。這些性能因數主要受電子材料加工溫度所驅動。AMOLED具有設置于透明基材上的薄膜晶體管(TFT)陣列結構。較高的TFT沉積溫度可大幅改善顯示器的電效率。目前是將玻璃板用作AMOLED基材。玻璃板具有較高的加工溫度(500℃)以及良好隔離性，但相對厚、重、僵硬且容易破損，因而使產品設計自由度受限，也會影響顯示器的耐用性。因此，便攜裝置制造商需要更輕、更薄且更為堅固耐用的替代品。柔性基材材料也為產品設計開啟了新的可能性，同時也能夠適用于低成本的卷對卷(roll-to-roll)制造。

許多聚合物薄膜具有高柔軟度和透明度，質輕且價格低廉。聚合物薄膜為各種柔軟電子裝置的很好的適用基材，包括目前正在開發中的柔性顯示器以及柔性太陽能電池板。相比于如玻璃等硬質基材，柔性基材可以為電子裝置帶來一些潛在的重大優點，包括：

(A)較輕的重量(玻璃基材占薄膜太陽能電池總重量的約98％)。

(B)柔軟(易于處理、低運輸成本，和/或在原料和產品上的更大應用空間)。

(C)適用于卷對卷制造，因此可大幅度降低制造成本。

為了發揮聚合物基材用于柔性顯示器應用的固有優點，必須解決以下問題：

(A)提高熱穩定性；

(B)降低熱膨脹系數(CTE)；

(C)在高溫加工過程中維持高透射率；

(D)增加抗溶劑性；以及

(E)提升氧氣和濕氣阻隔性能。目前并無候選基材薄膜能夠提供充分的阻隔性能。但是，可通過增設阻隔層排除此限制因素。