一种柔性显示基板材料及其制备方法技术

技术编号:19476581 阅读:23 留言:0更新日期:2018-11-17 08:22
本发明专利技术提供了一种柔性显示基板材料及其制备方法。本发明专利技术提供的柔性显示基板材料的制备方法包括以下步骤:a)将芳香二酐、芳香二胺及无机纳米粒子在溶剂中进行聚合反应,得到反应液;b)将所述反应液与氨基硅氧烷进行封端反应,得到聚酰胺酸浆料;c)对所述聚酰胺酸浆料进行热处理,得到柔性显示基板材料。本发明专利技术提供的制备方法能够明显改善材料的韧性、提升耐热性、降低热膨胀系数,以及产生优异的水氧阻隔性,获得综合性能优异的柔性基板材料。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性显示基板材料及其制备方法
本专利技术涉及柔性材料
,特别涉及一种柔性显示基板材料及其制备方法。
技术介绍
目前,彩色平板显示技术不仅追求高画质、低功耗、而且逐渐向柔性、灵活、轻薄方向发展。柔性平板显示技术极大地拓展了传统显示屏的应用场景和想象空间,为更多下游应用产品的诞生提供了可能,例如制备人们梦寐以求的可折叠手机、电子报刊、可卷曲电视和可穿戴的显示器等等。根据柔性显示器件的加工及应用需求,作为柔性显示器的基板材料需要具有特定的性能要求,如:极高的耐热性、较低的热膨胀系数、足够的柔韧性、较好的水汽氧气阻隔性能等特性。其中,韧性是实现柔性器件的关键因素,在足够韧性的基础上才能实现柔性。耐热性要求材料的玻璃化转变温度超过400℃,且玻璃化转变温度越高,越有利于显示器中TFT的加工,实现更好的显示功能。同时,柔性显示器的耐热性要求还体现在高温尺寸稳定性方面,要求在0~350℃范围内的线性热膨胀系数(即CTE)低于5ppm/℃;若基板材料不能保持优良的尺寸稳定性,将会对最终显示器的品质与可靠性产生致命影响,例如基板在高温时的尺寸变化过大会造成光对位精度变差以及材料层界面间产生内应力,导致器件显示精度的降低及在弯曲时造成层与层间的剥离。另外,由于显示器件所使用的显示物质具有极高的水氧敏感性,因此,柔性基板材料需要具有良好的水氧阻隔性能。目前常见的柔性基板材料有超薄玻璃基板、不锈钢基板和聚合物基板。相比其它基板材料,聚合物基板材料具有较优异的综合性能,在柔性显示领域受到广泛关注。目前用于聚合物基板的材料包括PET、PEN、PC和PI等。然而,这些聚合物基板材料或耐热性较差,或水汽阻隔性较差,且所有聚合物基板材料的热膨胀系数均超过20ppm/℃,无法满足柔性显示基板低于5ppm/℃的性能要求。因此,如何获得兼具高耐热性、低热膨胀系数、高柔韧性、较好的水氧阻隔性能等的综合性能优异的柔性基板材料已成为业内亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种柔性显示基板材料及其制备方法,按照本专利技术的制备方法,能够明显改善材料的韧性、提升耐热性、降低热膨胀系数,以及产生优异的水氧阻隔性,获得综合性能优异的柔性基板材料。本专利技术提供了一种柔性显示基板材料的制备方法,包括以下步骤:a)将芳香二酐、芳香二胺及无机纳米粒子在溶剂中进行聚合反应,得到反应液;b)将所述反应液与氨基硅氧烷进行封端反应,得到聚酰胺酸浆料;c)对所述聚酰胺酸浆料进行热处理,得到柔性显示基板材料。优选的,所述芳香二酐选自式(1)所示化合物中的一种或几种;其中,R1选自式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)或式(1-4)所示结构:优选的,所述芳香二胺包括芳香二胺A和芳香二胺B;所述芳香二胺A选自式(2)所示化合物中的一种或几种;H2N-R2-NH2式(2);其中,R2选自式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)、式(2-4)、式(2-5)、式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)、式(2-9)、式(2-10)、式(2-11)或式(2-12)所示结构:所述芳香二胺B选自式(3)所示化合物中的一种或几种;H2N-R3-NH2式(3);其中,R3选自式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)或式(3-5)、所示结构:优选的,所述氨基硅氧烷选自式(4)所示化合物中的一种或几种;其中,R4选自芳基、取代芳基或C1~C6的烷基;R5选自C1~C12的烷基;R6选自C1~C12的烷基;R7选自C1~C12的烷基。优选的,所述无机纳米粒子选自金属氧化物、非金属氧化物、金属含氧酸盐和非金属含氧酸盐中的一种或几种。优选的,所述无机纳米粒子选自氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化钛、碳酸钙和钛酸钡中的一种或几种。优选的,所述芳香二酐与芳香二胺的质量比为100∶(90~99);无机纳米粒子与柔性显示基板材料中聚酰亚胺的质量比为(0.1~20)∶100。优选的,所述氨基硅氧烷与芳香二酐的质量比为(2~20)∶100。优选的,步骤a)中聚合反应的温度为0~50℃,时间为1~72小时;步骤b)中封端反应的温度为0~50℃,时间为0.5~10小时;步骤c)中热处理的温度为50~450℃,时间为5~300分钟。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的制备方法制得的柔性显示基板材料。本专利技术提供了一种柔性显示基板材料的制备方法,包括以下步骤:a)将芳香二酐、芳香二胺及无机纳米粒子在溶剂中进行聚合反应,得到反应液;b)将所述反应液与氨基硅氧烷进行封端反应,得到聚酰胺酸浆料;c)对所述聚酰胺酸浆料进行热处理,得到柔性显示基板材料。本专利技术提供的制备方法先将芳香二胺与芳香二酐进行聚合反应,且体系中引入无机纳米粒子,再与按基硅氧烷进行封端反应,最后进行热处理,其中,芳香二胺与芳香二酐的结合使聚合物分子链间形成强相互作用力,且有利于获得高耐热性、低膨胀系数及较好的力学性能,而氨基硅氧烷中的硅氧键与无机纳米粒子表面形成稳定的共价键合,进而形成以无机纳米粒子为核心的交联结构,大大提升了材料的水氧阻隔性,进一步提升了材料的耐热性和尺寸稳定性,并使材料具有优异的机械性能,还提高了材料的面内各向同性。试验结果表明,按照本专利技术的制备方法制得的柔性基板材料的玻璃化转变温度超过450℃,1%热失重温度超过500℃,热膨胀系数低于5ppm/℃,能够较好的满足柔性显示基板的高耐热性需求;同时,所得材料的拉伸强度超过300MPa,拉伸模量超过5.0GPa,表现出优异的韧性;所得材料的水汽透过率在0.40g.cm-2.day-1以下,氧气透过率在0.041cm3.cm-2.day-1以下,表现出优异的水氧阻隔性;且所得材料具有较好的面内各向同性,与载板易于激光剥离,无残胶。具体实施方式本专利技术提供了一种柔性显示基板材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)将芳香二酐、芳香二胺及无机纳米粒子在溶剂中进行聚合反应,得到反应液;b)将所述反应液与氨基硅氧烷进行封端反应,得到聚酰胺酸浆料;c)对所述聚酰胺酸浆料进行热处理,得到柔性显示基板材料。按照本专利技术,先将芳香二酐、芳香二胺及无机纳米粒子在溶剂中进行聚合反应,得到反应液。本专利技术中,作为优选,所述芳香二酐选自式(1)所示化合物中的一种或几种;其中,R1优选为式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)或式(1-4)所示结构:本专利技术中,作为优选,所述芳香二胺包括芳香二胺A和芳香二胺B;其中,所述芳香二胺A优选为式(2)所示化合物中的一种或几种;H2N-R2-NH2式(2);其中,R2优选为式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)、式(2-4)、式(2-5)、式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)、式(2-9)、式(2-10)、式(2-11)或式(2-12)所示结构:上述芳香二胺A有利于聚酰亚胺分子链的紧密堆积,降低自由体积和热膨胀系数,且上述芳香二胺A的碱性氮杂环结构,能够与聚酰胺酸中的羧基形成强的氢键作用,使聚合物分子链间形成很强的相互作用力,有助于降低热膨胀系数,同时提高基板材料的力学性能。所述芳香二胺B优选为式(3)所示化合物中的一种或几种;H2N-R3-NH2式(3);其中,R3优选为式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)或式本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种柔性显示基板材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)将芳香二酐、芳香二胺及无机纳米粒子在溶剂中进行聚合反应,得到反应液;b)将所述反应液与氨基硅氧烷进行封端反应,得到聚酰胺酸浆料;c)对所述聚酰胺酸浆料进行热处理,得到柔性显示基板材料。

【技术特征摘要】
1.一种柔性显示基板材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)将芳香二酐、芳香二胺及无机纳米粒子在溶剂中进行聚合反应,得到反应液;b)将所述反应液与氨基硅氧烷进行封端反应,得到聚酰胺酸浆料;c)对所述聚酰胺酸浆料进行热处理,得到柔性显示基板材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述芳香二酐选自式(1)所示化合物中的一种或几种;其中,R1选自式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)或式(1-4)所示结构:3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述芳香二胺包括芳香二胺A和芳香二胺B;所述芳香二胺A选自式(2)所示化合物中的一种或几种;H2N-R2-NH2式(2);其中,R2选自式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)、式(2-4)、式(2-5)、式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)、式(2-9)、式(2-10)、式(2-11)或式(2-12)所示结构:所述芳香二胺B选自式(3)所示化合物中的一种或几种;H2N-R3-NH2式(3);其中,R3选自式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)或式(3-5)、所示结构:4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氨基硅氧...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭海泉杨正慧陈文慧马平川宋玉春高连勋
申请(专利权)人:中国科学院长春应用化学研究所
类型:发明
国别省市:吉林,22

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