[发明专利]用于制造显示元件、光学元件或照明元件的芳香族聚酰胺溶液

说明书

发明领域

一方面，本公开内容涉及包括芳香族共聚酰胺、溶剂和硅烷偶联剂的聚酰胺溶液。另一方面，本公开内容涉及制造该聚酰胺溶液的方法。另一方面，本公开内容涉及制造显示元件、光学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

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。

目前已将若干聚合物膜作为柔性透明基板进行评价，其包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、环烯烃聚合物(COP)、多芳基化合物(PAR)、聚酰亚胺(PI)等。但是，这些膜无一能满足所有要求。目前，用于该应用的工业标准是PEN膜，其满足部分要求(在400nm-750nm内透射比>80％，CTE<20ppm/℃)，但是使用温度有限(<200℃)。热稳定性更高(T_g>300℃)、CTE(<20ppm/℃)更低的透明聚合物膜是合乎要求的。

众所周知，传统的芳香族聚酰亚胺具有优异的热特性和机械特性，但其膜必须由其聚酰胺酸前体浇铸，通常是深黄色至橙色。已经制备出一些可以溶液浇铸成在可见光范围内无色的膜的芳香族聚酰亚胺，但这些膜表现不出所需的低CTE(例如，F.Li.F.W.Harris和S.Z.D.Cheng,Polymer,37,23,pp53211996)。而且该膜不具有耐溶剂性。基于部分或全部脂环族单体的聚酰亚胺膜，例如专利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)所公开的，表现出改善的透明性。尽管这些聚合物的T_g可以高于300℃，但在这些温度下聚合物因其脂肪族单元而表现不出充分的热稳定性。

尽管大多数芳香族聚酰胺在有机溶剂中溶解性差，不能溶液浇铸成膜，但已经制备出少数可溶于含有无机盐的极性非质子溶剂中的聚合物。其中一些已经研发用作柔性基板。例如，JP 2009-79210A描述了由含氟芳香族聚酰胺制备的薄膜，其表现出非常低的CTE(<0ppm/℃)、良好的透明性(450-700nm下T％>80)以及优异的机械特性。但是，由该聚合物制成的膜最大厚度为20μm，因为膜的制备必须使用除去盐的干湿法。最重要的是，膜还表现出较差的对强有机溶剂的耐受性。

WO 2012/129422公开了耐溶剂性共聚酰胺膜和该膜的制造方法。

发明内容