混成材料组合物、包含其的可挠曲透明薄膜及光电器件制造技术

本发明专利技术涉及高透光度、高耐热、低热膨胀系数的混成材料组合物、包含其的可挠曲透明薄膜及光电器件。该组合物包含ａ．二氧化硅（ＳｉＯ↓［２］）与ｂ．聚亚酰胺，其特征在于该二氧化硅（ＳｉＯ↓［２］）与聚亚酰胺的重量比介于１∶９至９∶１之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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、及可巻绕等优点之外，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l.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亚酰胺的方法，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亚酰胺溶解，接着加入偶合剂与聚亚酰胺末端官能团反应，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，如何提高聚亚酰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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术所述的高透光度、高耐热、低热膨胀系数的混 成材料组合物可包含3.二氧化硅(8102)与b.聚亚酰胺，其特征在于该二氧化 硅(Si02)与聚亚酰胺的重量比介于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(Si02)与聚亚酰胺溶于有 机溶剂中并均匀混合，其中该二氧化硅(Si02)与聚亚酰胺的重量比系介于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，本专利技术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(Si02)与b.聚亚酰胺，其特征在于该二氧化硅(Si02)与聚亚酰胺的重量比介于1:9至9:1之间。其可包含以下制程步骤将二氧化硅(Si02)与聚 亚酰胺溶于有机溶剂中并均匀混合得到溶液，其中该二氧化硅(Si02)与聚亚 酰胺的重量比介于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。以下通过数个实施例及比较实施例并配合附图，以更进一步说明本发 明的方法、特征及优点，但并非用来限制本专利技术的范围，本专利技术的范围应以所附权利要求书为准。 附图说明图1显示本专利技术实施例5与比较实施例1所得基板的热重分析的分析结果。图2-4显示本专利技术实施例5所得的二氧化硅/聚亚酰胺混成薄膜(编 号:Si02/BB64)在不同放大倍率下的表面扫描式电子显微镜光语图。具体实施例方式本专利技术提供二氧化硅/聚亚酰胺混成材料组合物，其具有高透光度、高 耐热、低热膨胀系数，可应用于可挠式平面显示器的上、下板支撑，该组 合物主要由二氧化硅与聚亚酰胺依照不同比例混合反应而成。二氧化硅除了拥有高透明、高耐热的特性外，还具有超低热膨胀系数， 而聚亚酰胺拥有高透明、高耐热及良好的挠曲性，故本专利技术主要利用二氧 化硅与聚亚酰胺依照不同比例混合而形成具有高透明、高耐热与低热膨胀 系数的二氧化硅/聚亚酰胺混成薄膜材料的组合物。此外，本专利技术预先利用 有机溶液溶解该二氧化硅，以形成微结构的二氧化硅，并进一步与聚亚酰 胺混合，可以使二氧化硅的添加量提高，获得高透明、高耐热与低热膨胀 系数等特性。根据本专利技术一系列优选实施例所述的包含二氧化硅/聚亚酰胺混成材料 的薄膜，其穿透率可高于90%、玻璃转化温度可高于350度、热膨胀系数 可小于30ppm/°C。该二氧化硅/聚亚酰胺复合材料的制备如下将二氧化硅(Si02)溶于有机 溶剂中，其中溶于该有机溶剂中的二氧化硅(SiO。的固含量小于40%。接着， 加入聚亚酰胺溶液，其中该二氧化硅与聚亚酰胺的重量比介于2:8至9:1之 间。均匀混合后，再加入具有极性官能团的硅氧烷表面活性剂参与反应。根据本专利技术，该有机溶剂可为N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、 二甲基甲 酰胺(DMF)、 二曱基亚砜(DMSO)、 Y-丁内酯O-butyrolactone)。该具有极性 官能团的硅氧烷表面活性剂可为氨基硅氧烷(aminosiloxane)、异氰酸硅氧烷 (isocynate siloxane)。该聚亚酰胺具有如式(I)所示的结构<formula>formula see original document page 9</formula>式(I)其中，n大于l; G为一种或一种以上的多环的环烷基、杂环基、具有 一个或一个以上不饱和键的环烷基及杂环基、芳基、杂芳基、脂族基、环 脂二烯基、芳烷基或是杂芳烷基，而每个环具有3到8个环原子，且每个 环原子上的氢，视需要可被卣素、烷基、硫烷基、烷氧基、烷烯基、烷炔 基、烯氧基、炔氧基或芳香基所取代，其中烷基、硫烷基、烷氧基、烷烯 基、烷炔基、烯氧基或炔氧基含有l-12碳原子，其为直链或支链；以及， A为多环的环烷基、杂环基、具有一个或一个以上不饱和键的环烷基及杂 环基、芳基、杂芳基、脂族基、环脂二烯基、芳烷基或是杂芳烷基，而每 个环具有3到8个环原子，且每个环原子上的氢，视需要可被囟素、烷基、 硫烷基、烷氧基、烷烯基、烷炔基、烯氧基、炔氧基或芳香基所取代，其 中烷基、硫烷基、烷氧基、烷烯基、烷炔基、烯氧基或炔氧基含有1-12碳 原子，其为直链或支链。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高透光度、高耐热、低热膨胀系数的混成材料组合物，包含ａ．二氧化硅（ＳｉＯ↓［２］）与ｂ．聚亚酰胺，其特征在于该二氧化硅（ＳｉＯ↓［２］）与聚亚酰胺的重量比介于１∶９至９∶１之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕奇明，张含章，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]