[发明专利]一种聚酰亚胺前体组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种聚酰亚胺前体组合物及其制备方法和应用，所述聚酰亚胺前体组合物通过芳香族四羧酸二酐和二胺单体缩聚得到；所述二胺单体中包括至少一种具有如式I所示结构的化合物，是一种含有双羧基的二胺单体，引入到聚酰亚胺前体的分子主链中能够提高分子结构稳定性和分子量，保证了柔性基板材料的耐热性、尺寸稳定性和机械性能，从而解决了聚酰亚胺前体组合物的粘度、固含量以及聚酰亚胺薄膜耐热稳定性、热膨胀性能、力学性不能同时满足柔性显示工艺制程条件的问题。所述聚酰亚胺前体组合物固化而成的聚酰亚胺薄膜，具有优异的耐热稳定性、尺寸稳定性和力学性能，能够充分满足柔性显示器件的制程工艺要求和后续使用需求。

技术领域

本发明属于柔性材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺前体组合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着智能显示终端向轻薄化、高清晰度、可弯曲、卷曲以及折叠的方向快速发展，柔性显示已逐渐成为智能显示终端一类重要的主流显示技术，广泛应用于智能手机、可穿戴设备和大尺寸电视等显示领域中。在柔性显示器件中，柔性基材是实现柔性显示的关键材料，通过采用柔性基材来替代传统刚性玻璃基板来实现显示终端弯曲、折叠和卷曲等显示形态。各类柔性显示基板材料中，聚酰亚胺具有良好的耐热性、较低的线性热膨胀系数和优异的力学性能等特性，已成为一类重要的显示基板材料。

柔性显示器件工艺制程复杂，条件要求极为严格，在柔性的有源矩阵有机发光二极体(Active-matrix organic light-emitting diode，AMOLED)显示工艺制程中，一般采用顶发射LTPS工艺制程，首先在玻璃基板表面涂覆聚酰亚胺前体聚酰胺酸溶液，随后经过高温固化后形成聚酰亚胺基板，进而在该基板上依次进行LTPS工艺、蒸镀工艺和封装工艺，最后使用激光将聚酰亚胺柔性基板从玻璃基板上剥离形成柔性显示元件。在柔性显示器件中，聚酰亚胺前体聚酰胺酸以及固化后聚酰亚胺的性能对于工艺流程以及器件性能具有明显影响，因此，聚酰亚胺材料的更新和优化对柔性器件的发展至关重要。

CN110317339A公开了一种聚酰亚胺前体、聚酰亚胺薄膜及包括该薄膜的显示装置，所述聚酰亚胺前体包含至少三种不同的嵌段结构，其固化形成的聚酰亚胺薄膜具有良好的耐热性和光透过率，适用于柔性显示装置中；但是，该聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数较高(大于17ppm/℃)，尺寸稳定性欠佳，影响其在柔性显示装置中的加工性能。CN109796592A公开了一种聚酰亚胺前体、透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法，所述聚酰亚胺前体的制备原料包括苯胺基团修饰的纳米二氧化硅以及二酸酐；其中，纳米二氧化硅改性的透明聚酰亚胺薄膜具有更好的热稳定性，可以作为盖板或基板材料应用于柔性显示领域；但是，所述透明聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度低于410℃，难以满足显示器件加工过程中的热稳定性需求。

随着柔性显示器件的不断发展，面板生产线中涂布设备对聚酰亚胺前体聚酰胺酸浆料的粘度和固含量有了更高的要求，不仅要求聚酰胺酸浆料具有高固含量、低粘度的特性，同时还要求制备的聚酰亚胺柔性基板材料具备较高的玻璃化转变温度，能够在400℃以上的高温中保持良好的耐热稳定性和尺寸稳定性。然而，现有技术中经过聚合反应制备的聚酰亚胺前体粘度较大、可达到几万至几十万厘泊，难以满足面板生产线工艺涂布要求；降低聚酰亚胺前体的分子量或固含量可以实现粘度的降低，但是，分子量减小会严重影响聚酰亚胺柔性基板的玻璃化转变温度、耐热性能、尺寸稳定性和力学性能，固含量降低会导致聚酰亚胺前体浆料的成膜厚度下降、成膜时间延长以及有机溶剂用量增大，不利于制程工艺和环保。

因此，开发一种具有高固含量、低粘度的聚酰亚胺前体浆料，并且其固化得到的聚酰亚胺薄膜兼优异的耐热性、尺寸稳定性和良好的力学性能，是本领域的研究重点。

发明内容