[发明专利]混成材料组合物、包含其的可挠曲透明薄膜及光电器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种混成材料组合物，特别是一种高透光度、高耐热、低 热膨胀系数的混成材料组合物，以及利用其所得的薄膜及光电器件。

背景技术

近年来，随着平面显示技术的快速发展，在显示器的改良上也特别着 重于体积小、重量轻的需求。为了获得薄型化、轻量化，目前业界所采用 的方法有二种：一是使用更薄的玻璃，二是使用塑料材料来作基板。然而， 若使用0.5毫米厚度以下的玻璃作为基板，在制造过程中会易发生因玻璃 本身重量所引起的弯曲现象，而导致破裂。此外，玻璃具有容易碎、不耐 冲击、以及厚度与重量较大等先天性缺点。因此，此类基板将逐渐无法满 足新一代产品应用的轻量、薄型化与可挠曲、折叠使用等需求。

利用塑料基板(亦称为柔性(flexible)基板)来形成平面显示器，除了比传 统使用玻璃基板的显示器具有更轻、更薄、耐冲击、不易破碎、可曲面显 示、及可卷绕等优点之外，且还可利用连续方式(roll-to-roll)生产，故可大幅 降低生产成本，因此已成为未来新生代显示器的发展趋势。然而，目前有 许多制程条件限制仍需克服，及塑料材料性质仍需改善，才可使得塑料基 板全面性导入平面显示器的制程而取代玻璃基板，例如：1.同时具有高透明 度、高耐热度、低热膨胀系数、及高阻气度的塑料基板材料的开发。2.具有 可挠曲性质的透明导电膜的开发。3.塑料基板上制作薄膜晶体管(thin film  transistor)的器件制程技术开发。4.后段相关面板制程及材料开发与搭配等。 其中，柔性平面显示器发展成功的重要关键因素莫过于柔性透明塑料基板 材料的开发进展，其发展趋势将左右未来整个柔性显示器面板的发展方向 与运用。

为了提供适用于平面显示器所使用的塑料基板，日本专利 JP2005-187768披露了将无机材料导入聚酰亚胺的方法，以进一步改善材料 的特性(耐热度、热膨胀系数)。该方法包括利用有机溶剂将脂肪族或半脂肪 族聚酰亚胺溶解，接着加入偶合剂与聚酰亚胺末端官能团反应，接着再加 入硅烷氧化物及水参与反应。然而，由于使用硅烷氧化物及水作为反应物， 该专利所披露的复合材料中最多只能掺混少量无机硅胶材(最多为20％)，因 此使得改性的效果受到限制。

为增加无机材料的混掺比例，达到改性的目的，另一现有技术披露了 将聚酰胺酸PAA(polyamic acid)与硅酸寡聚物(silicic acid oligomer)混合。此 方法虽然可将无机物的掺杂比例提高至40％，然而所得的材料必须经过高 温死循环反应故带有黄颜色，制成基板后其透明度明显降低。

因此，如何提高聚酰亚胺与二氧化硅的互溶性及掺混比例以获得高透 明度、高耐热度、低热膨胀系数、及高阻气度的塑料基板，为平面显示制 程技术重要研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高透光度、高耐热、低热膨胀系数的混成 材料组合物，可用来进一步形成适用于光电装置(例如：显示装置、或太阳能 电池)的可挠曲透明薄膜。

为达上述目的，本发明所述的高透光度、高耐热、低热膨胀系数的混 成材料组合物可包含a.二氧化硅(SiO₂)与b.聚酰亚胺，其特征在于该二氧化 硅(SiO₂)与聚酰亚胺的重量比介于1∶9至9∶1之间，优选的重量比介于2∶8 至9∶1之间。其可包含以下制程步骤：将二氧化硅(SiO₂)与聚酰亚胺溶于有 机溶剂中并均匀混合，其中该二氧化硅(SiO₂)与聚酰亚胺的重量比系介于2∶8 至9∶1之间；以及，加入具有极性官能团的硅氧烷表面活性剂参与反应。

此外，本发明一优选实施例提供可挠曲透明薄膜，该薄膜可包含a.二 氧化硅(SiO₂)与b.聚酰亚胺，其特征在于该二氧化硅(SiO₂)与聚酰亚胺的重 量比介于1∶9至9∶1之间。其可包含以下制程步骤：将二氧化硅(SiO₂)与聚 酰亚胺溶于有机溶剂中并均匀混合得到溶液，其中该二氧化硅(SiO₂)与聚酰 亚胺的重量比介于2∶8至9∶1之间；在上述溶液中加入具有极性官能团的硅 氧烷表面活性剂，得到涂布组合物；以及，利用该涂布组合物形成膜层， 并对该膜层进行热处理。其中该热处理的温度介于100～300度。