[發明專利]一種高阻隔性透明柔性顯示材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810971444.8
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN108997753B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 郭海泉;楊正慧;馬平川;陳文慧;宋玉春;高連勛
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K9/04;C08K3/26;C09D179/08;C09D7/62;C08J5/18;G09F9/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝;趙青朵

本發明提供了一種高阻隔性透明柔性顯示基板材料及其制備方法。本發明提供的制備方法先將陰離子型二維層狀材料與有機插層劑在溶劑中加熱反應，再在溶劑中進行剝離處理，之后與聚酰亞胺的聚合單體混合并進行原位聚合反應，最后進行熱處理，得到柔性顯示基板材料。按照本發明的制備方法所得的材料具有高水氧阻隔性、優異的熱穩定性、低熱膨脹系數和高透明度等，為綜合性能優異的柔性材料。

技術領域

本發明涉及柔性材料技術領域，特別涉及一種高阻隔性透明柔性顯示基板材料及其制備方法。

背景技術

目前，彩色平板顯示技術不僅追求高畫質、低功耗、而且逐漸向柔性、靈活、輕薄方向發展。柔性平板顯示技術極大地拓展了傳統顯示屏的應用場景和想象空間，為更多下游應用產品的誕生提供了可能，例如制備人們夢寐以求的可折疊手機、電子報刊、可卷曲電視和可穿戴的顯示器等等，而柔性、靈活、輕薄的柔性顯示、觸控器件等，已逐漸成為電子領域高科技產品的必備要素。

根據柔性顯示器件的加工及應用需求，作為柔性顯示器的基板材料需要具有特定的性能要求：①良好的透光率，500nm以上波長的透光率需超過90％；②良好的耐熱性(Tg＞250℃)，為滿足磁控濺射等加工條件的需求，需要較高的耐熱性，而且耐熱性越高，越有利于低溫多晶硅器件的加工；③較低的熱膨脹系數(CTE＜20ppm/℃)，較低的熱膨脹系數能夠更好的與功能層匹配，保證柔性顯示器的高溫尺寸穩定性，若基板材料不能保持優良的尺寸穩定性，將會對最終顯示器的品質與可靠性產生致命影響；④對氧氣、水蒸汽阻隔性能好，以免顯示介質暴露于水汽與氧氣環境中性能發生劣化。

傳統透明顯示材料多為玻璃基板材料，然而，其不具有柔韌性，水氧阻隔性較差，無法滿足柔性顯示的基本要求。后來逐漸采用透明聚合物基板材料取代傳統玻璃基板材料，常用的透明聚合物基板材料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(即PET)、聚奈二甲酸乙二醇酯(即PEN)、聚碳酸酯(即PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(即PMMA)、聚酰亞胺(即PI)。然而，這些聚合物柔性材料雖能滿足透明性和柔韌性要求，但熱膨脹系數和水氧阻隔性仍較差，不能滿足實際應用需求。

針對以上問題，現有技術通常采取在聚合物柔性材料表面構建水氧阻隔層如氧化硅、氧化鋁層等，然而，這些水氧阻隔層不耐彎折，柔韌性不足，破壞了柔性顯示材料的基本柔性需求，且這些阻隔性易脆斷脫落，不能長效實現水氧阻隔性的改善，且增加阻隔層還容易影響柔性顯示材料的透明性。可見，柔性材料的各方面性能難以平衡和調和，某一方面性能的提升容易影響其它方面的性能，因此，如何獲得兼具高耐熱性、低熱膨脹系數、高柔韌性、較好的水氧阻隔性能、高透明性等的綜合性能優異的柔性基板材料已成為業內亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種高阻隔性透明柔性顯示基板材料及其制備方法，按照本發明的制備方法，能夠明顯改善材料的韌性、提升耐熱性、降低熱膨脹系數，以及產生優異的水氧阻隔性和優異的透明度，獲得綜合性能優異的柔性基板材料。

本發明提供了一種高阻隔性透明柔性顯示基板材料的制備方法，包括以下步驟：

a)將陰離子型二維層狀材料與有機插層劑在溶劑中加熱反應，得到有機插層修飾的層狀材料；

b)將所述有機插層修飾的層狀材料在溶劑中進行剝離處理，得到納米片分散液；

c)將所述納米片分散液與聚酰亞胺的聚合單體混合并進行原位聚合反應，得到聚酰胺酸漿料；

d)對所述聚酰胺酸漿料進行熱處理，得到柔性顯示基板材料；

所述陰離子型二維層狀材料為二元金屬氫氧化物和多元金屬氫氧化物中的一種或幾種；

所述有機插層劑選自有機羧酸、有機磺酸、所述有機羧酸的金屬鹽和所述有機磺酸的金屬鹽中的一種或幾種。