[发明专利]用于制造显示、光学或照明元件的芳香族聚酰胺

说明书

本公开内容涉及由芳香族共聚酰胺制备的溶液、透明膜以及使用该溶液和/或透明膜的显示元件、光学元件或照明元件。含有羧酸侧基的共聚酰胺使用甲酚、二甲苯、N,N‑二甲基乙酰胺(DMAc)、N‑甲基‑2‑吡咯烷酮(NMP)、二甲亚砜(DMSO)或丁基溶纤剂或其他溶剂或者含有两种以上溶剂的混合溶剂溶液浇铸成膜。当膜在接近共聚物玻璃化转变温度的温度下热固化时，在固化之后，聚合物膜在400‑750nm表现的透射比>80％，热膨胀系数小于20ppm，并且具有耐溶剂性。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.119基于2012年9月24日提交的美国临时专利申请61/704,852并要求其优先权，在此将其全文并入作为参考。

发明领域

一方面，本发明涉及热稳定且尺寸稳定的透明聚合物膜的制造。更具体地，本公开内容在一方面涉及芳香族聚酰胺的制造和用途，上述芳香族聚酰胺具有玻璃化转变温度高于300℃的刚性骨架，无需存在无机盐也仍可溶于常规的有机溶剂中。聚合物膜可以通过溶液浇铸制备，并在升高的温度下固化。固化的膜在400-750nm范围内表现出很高的光学透明性(透射比>80％)，热膨胀系数低(CTE<20ppm/℃)，并且耐溶剂性良好。

而且，本公开内容在一方面涉及包括芳香族共聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液。聚酰胺溶液中的芳香族共聚酰胺包括至少两种重复单元，且重复单元中的至少一种具有一个或多个游离羧基。本公开内容在另一方面涉及聚酰胺溶液的制造方法。本公开内容在另一方面涉及显示元件、光学元件或照明元件的制造方法，其包括使用聚酰胺溶液形成聚酰胺膜的步骤。

背景技术

有机发光二极管(OLED)显示器在2010年市场量为12.5亿美元，预计其每年以25％的速率成长。OLED显示器的高效率和高对比度使其在手机显示器、数码相机、全球定位系统(GPS)细分市场中成为液晶显示器(LCD)的合适的替代。这些应用非常看重高的电效率、小型化和坚固性。这增加了对于耗电更少、响应时间更快、分辨率更高的有源矩阵OLED(AMOLED)的需求。改善这些特性的AMOLED革新将进一步加速AMOLED采用于便携装置并扩大使用其的装置的范围。这些性能因素很大程度上受电子学处理温度的驱动。AMOLED具有沉积在透明基板上的薄膜晶体管(TFT)阵列结构。较高的TFT沉积温度可以大大提高显示器的电效率。目前，使用玻璃基板作为AMOLED基板。它们提供了高的处理温度(>500℃)和良好的阻隔性，但是相对要厚、重、刚性，并且易破碎，这降低了产品的设计自由度和显示器坚固性。因此，便携装置制造商需要有更轻、更薄、更坚固的替代品。柔性基板材料还会为产品设计打开新的可能性，并使人们能够以更低的成本进行卷对卷(roll-to-roll)制造。

许多聚合物薄膜具有优异的柔性、透明度，相对廉价，并且重量轻。聚合物膜是用于柔性电子装置包括目前正在开发中的柔性显示器和柔性太阳能电池面板的基板的优异候选物。与刚性基板如玻璃相比较，柔性基板提供了一些在电子装置中潜在显著的优势，其包括：

a.重量轻(玻璃基板占薄膜太阳能电池总重量的大约98％)；

b.柔性(易于处理，运输成本低，和/或原料和产品应用更多)；

c.可改为卷对卷制造，这将大大降低制造成本。

为了促进聚合基板的这些内在优势用于柔性显示器应用，必须解决的几个问题包括：

a.增加热稳定性；

b.降低热膨胀系数(CTE)；

c.在高温处理过程中保持高透明度；和

d.增加氧和水分阻隔性能。目前，没有纯聚合物膜可以提供充分的阻隔性能。为了实现目标阻隔性能，必须应用额外的阻隔层。