一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料的制备方法，通过选择特定的原料以及方法得到应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料；结果发现，本发明专利技术提供的聚酰亚胺材料的玻璃化转变温度超过450℃，热膨胀系数介于3‑5ppm/℃之间，能够较好的满足柔性显示基板的高耐热性需求；而且该材料的拉伸强度超过200MPa，拉伸模量超过4.0GPa，断裂伸长率介于40‑60％之间，表现出优异的柔韧性。

A Polyimide Material for Flexible Display Substrate and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料及其制备方法
本专利技术涉及柔性显示领域，尤其涉及一种柔性以及可折叠显示基板所用的聚酰亚胺材料及其制备方法。
技术介绍
目前，柔性显示不仅高画质、低功耗、而且柔性、灵活、轻薄，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、可卷曲电视和可穿戴的显示器等。根据柔性显示器件的加工及应用需求，作为柔性显示器基板的聚合物材料需要具有特定的性能要求，如：高耐热性、低热膨胀系数和足够的柔韧性等特性。其中，所述的柔韧性是指基板要具有足够的耐弯折性能，通常要求在拉伸测试中断裂伸长率在40％-60％之间，柔韧性是实现柔性显示器件的关键因素，特别是可折叠手机，只有在基板足够柔韧性的基础上才能实现柔性显示的稳定性，这是可折叠显示及可折叠手机的必要条件。柔性聚合物基板的耐热性要求是指玻璃化转变温度超过450℃，高的玻璃化转变温度，有利于显示器中低温多晶硅薄膜晶体管的加工，更好的实现其功能。同时，柔性显示器基板材料的耐热性要求还体现在高温尺寸稳定性方面，要求线性热膨胀系数(即CTE)在3-6ppm/℃之间，以便与玻璃及无机阻隔层的热膨胀性能相匹配。因此，提供适合柔性显示基板材料性能的高分子聚合物具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料及其制备方法，本专利技术提供的聚酰亚胺材料具有高的玻璃化转变温度和低的热膨胀系数，适用于柔性以及可折叠显示基板材料。本专利技术提供了一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：a)将芳香二酐A1、芳香二胺B1在溶剂中进行聚合反应，得到第一聚酰亚胺前体；所述芳香二酐A1具有式(1)所示结构，其中，所述R1为式(1-1)，式(1-2)，式(1-3)或式(1-4)，所述芳香二胺B1具有式(2)所示结构H2N-R2-NH2式(2)；其中，所述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)、式(2-12)、式(2-13)、式(2-14)或式(2-15)，b)将芳香二酐A2、芳香二胺B2在溶剂中进行聚合反应，得到第二聚酰亚胺前体；所述芳香二酐A2具有式(3)所示结构；其中，所述R3选自式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)、萘基、蒽基、菲基或醌基，所述芳香二胺B2具有式(4)所示结构，H2N-R4-NH2式(4)；所述R4选自(4-1)、式(4-2)、式(4-3)或式(4-4)所示结构：c)将第一聚酰亚胺前体和第二聚酰亚胺前体复合反应，形成聚酰亚胺前体组合物浆料；d)对所述聚酰亚胺前体组合物浆料进行热处理，得到聚酰亚胺薄膜，作为柔性显示基板材料；上述步骤a)和步骤b)不分先后。优选的，所述芳香二胺B1为2-(4-氨苯基)-5-氨基苯并咪唑、2-(4-氨苯基)-5-氨基苯并噁唑、2，5-二(4-氨苯基)嘧啶、2，5-二(4-氨苯基)吡啶、2-(4-氨苯基)-6-氨基苯并噁唑、2-(4-氨苯基)-5-氨基吡啶、2-(4-氨苯基)-5-氨基嘧啶，2，2′-二(4-氨苯基)-5，5′-联双苯并咪唑、1，4-二(5′-氨基苯并咪唑-2′-)苯、2，5-二(4-氨苯基)吡嗪、2，2′-二(4-氨苯基)-5，5′-联双苯并噁唑或1，4-二(5′-氨基苯并噁唑-2′-)苯。优选的，所述步骤a)中聚合反应的温度为0～50℃，时间为1～72小时。优选的，所述步骤a)中，芳香二酐A1与芳香二胺B1的摩尔比为100∶(95～105)。优选的，所述步骤b)中聚合反应的温度为0～50℃，时间为1～72小时。优选的，所述步骤b)中，芳香二酐A2与芳香二胺B2的摩尔比优选为100∶(95～105)。优选的，步骤c)中混合温度为0～50℃，时间为0.5～5小时。优选的，步骤c)中，第一聚酰亚胺前体与第二聚酰亚胺前体的混合比例，是以其中的芳香二胺B1和芳香二胺B2计算的摩尔比为10∶(1～30)。优选的，步骤d)中热处理的温度为50～450℃，时间为5～300分钟。本专利技术提供了一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料，由本专利技术所述的应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料的制备方法制备得到。与现有技术相比，本专利技术提供了一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料的制备方法，通过将特定的芳香二酐A1、特定的芳香二胺B1在溶剂中进行聚合反应，得到第一聚酰亚胺前体；且将特定的芳香二酐A2、特定的芳香二胺B2在溶剂中进行聚合反应，得到第二聚酰亚胺前体；然后将第一聚酰亚胺前体和第二聚酰亚胺前体复合反应，形成聚酰亚胺前体组合物浆料；最后对所述聚酰亚胺前体组合物浆料进行热处理，得到应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料；通过实验发现，本专利技术提供的聚酰亚胺材料的玻璃化转变温度超过450℃，热膨胀系数介于3-5ppm/℃之间，能够较好的满足柔性显示基板的高耐热性需求；而且该材料的拉伸强度超过200MPa，拉伸模量超过4.0GPa，断裂伸长率介于40-60％之间，表现出优异的柔韧性。具体实施方式本专利技术提供了一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：a)将芳香二酐A1、芳香二胺B1在溶剂中进行聚合反应，得到第一聚酰亚胺前体；所述芳香二酐A1具有式(1)所示结构，其中，所述R1为式(1-1)，式(1-2)，式(1-3)或式(1-4)，所述芳香二胺B1具有式(2)所示结构H2N-R2-NH2式(2)；其中，所述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)、式(2-12)、式(2-13)、式(2-14)或式(2-15)，b)将芳香二酐A2、芳香二胺B2在溶剂中进行聚合反应，得到第二聚酰亚胺前体；所述芳香二酐A2具有式(3)所示结构；其中，所述R3选自式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)、萘基、蒽基、菲基或醌基，所述芳香二胺B2具有式(4)所示结构，H2N-R4-NH2式(4)；所述R4选自(4-1)、式(4-2)、式(4-3)或式(4-4)所示结构：c)将第一聚酰亚胺前体和第二聚酰亚胺前体复合反应，形成聚酰亚胺前体组合物浆料；d)对所述聚酰亚胺前体组合物浆料进行热处理，得到聚酰亚胺薄膜，作为柔性显示基板材料：上述步骤a)和步骤b)不分先后。按照本专利技术，本专利技术将芳香二酐A1、芳香二胺B1在溶剂中进行聚合反应，得到第一聚酰亚胺前体；其中，芳香二酐A1与芳香二胺B1的摩尔比优选为100∶(95～105)，更优选为100∶(98～102)；所述聚合反应的温度优选为0～40℃，更优选为10～30℃，聚合反应的时间优选为1～72小时，更优选为5～30小时；本专利技术对聚合反应的溶剂没有特殊要求，本领域公知的可以用于聚酰亚胺聚合的溶剂即可，如可以为N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-环己基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基丙酰胺、二甲基亚砜和环丁砜中的一种或几种；所述的聚合反应中，反应体系中的固含量优选为5wt％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：a)将芳香二酐A1、芳香二胺B1在溶剂中进行聚合反应，得到第一聚酰亚胺前体；所述芳香二酐A1具有式(1)所示结构，

【技术特征摘要】
1.一种应用于柔性显示基板的聚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：a)将芳香二酐A1、芳香二胺B1在溶剂中进行聚合反应，得到第一聚酰亚胺前体；所述芳香二酐A1具有式(1)所示结构，其中，所述R1为式(1-1)，式(1-2)，式(1-3)或式(1-4)，所述芳香二胺B1具有式(2)所示结构H2N-R2-NH2式(2)；其中，所述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)、式(2-12)、式(2-13)、式(2-14)或式(2-15)，b)将芳香二酐A2、芳香二胺B2在溶剂中进行聚合反应，得到第二聚酰亚胺前体；所述芳香二酐A2具有式(3)所示结构；其中，所述R3选自式(3-1)、式(3-2)、式(3-3)、式(3-4)、萘基、蒽基、菲基或醌基，所述芳香二胺B2具有式(4)所示结构，H2N-R4-NH2式(4)；所述R4选自(4-1)、式(4-2)、式(4-3)或式(4-4)所示结构：c)将第一聚酰亚胺前体和第二聚酰亚胺前体复合反应，形成聚酰亚胺前体组合物浆料：d)对所述聚酰亚胺前体组合物浆料进行热处理，得到聚酰亚胺薄膜，作为柔性显示基板材料；上述步骤a)和步骤b)不分先后。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芳香二胺B1为2-(4-氨苯基)-5-氨基苯并咪唑、2-(4-氨苯基)-5-氨基苯并噁唑、2，5-二(4-氨苯基)嘧啶、2，5-二(4-氨苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海泉，陈文慧，马平川，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