本发明专利技术公开了一种聚酰亚胺前体、聚酰亚胺薄膜及包含该薄膜的显示装置。该前体包括至少两种不同的嵌段结构，第一嵌段具有以下式I所示结构的重复单元，第二嵌段具有以下式Ⅱ或者Ⅲ所示结构的重复单元。所述聚酰亚胺前体亚胺化方法组合应用化学亚胺化法和热亚胺化法，由本发明专利技术的前体获得的聚酰亚胺薄膜在保持透光性、色度和机械性能的前提下，具有低线性热膨胀系数和优异的耐热性，适用于透明柔性显示装置中。
【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺前体、聚酰亚胺、薄膜及显示装置
本专利技术涉及聚酰亚胺前体、聚酰亚胺薄膜、以及包含该薄膜的显示装置，特别涉及一种用于柔性显示器的透明聚酰亚胺薄膜。
技术介绍
近年来，随着先进信息化社会的到来，已经开发出了光通信领域的光纤和光波导等、以及显示装置领域中的液晶取向膜和滤色片用保护膜等光学材料。特别是在显示装置领域中，作为玻璃基板的替代品，正在对轻量且柔性优异的塑料基板进行研究，并且已积极开发出可弯曲或卷起的显示器。因此，正在寻求一种能够用于各种用途的性能更高的光学材料。芳香族的聚酰亚胺由于具有突出的综合性能包括耐热性、电子绝缘性、耐燃性和良好的力学性能，而广泛应用于微电子和光电领域。然而，对于柔性或透明显示电子装置，需要同时满足要实现同时满足在可见光范围内透明，而且具有低的热膨胀系数的技术要求。但是，一般芳香族的聚酰亚胺由于具有大的共轭结构，并且存在着强烈的分子内和分子间相互作用，很难满足这个要求。为了解决上述限制，本领域技术人员已经尝试利用改变单体结构和添加填料来进行聚合，机械性能、耐溶剂性和阻燃性得到了一定改善，但线性热膨胀系数的最终改善仍然存在限制。文献J.Jin,J.-H.Ko,S.Yang,B.-S.Bae,Rollabletransparentglass-fabricreinforcedcompositesubstrateforflexibledevices.Adv.Mater.22,4510–4515(2010)中使用了添加填料的方法，获得了较低的线性热膨胀系数，但是这些填料复合材料韧性较差很难加工，而且光学雾化严重。文献S.-H.Lin,F.Li,S.Z.D.Cheng,F.W.Harris,Organo-solublepolyimides:Synthesisandpolymerizationof2,2′-bis(trifluoromethyl)-4,4′,5,5′-biphenyltetracarboxylicdianhydride.Macromolecules31,2080–2086(1998)中使用了在高分子中引入刚性的骨架结构，这可以明显改善线性热膨胀系数，但是刚性的骨架结构会使得材料的溶解性变差从而难以加工，并且刚性芳香的聚酰亚胺很容易因为骨架中刚性的芳香环而产生黄色并降低透光率。这些聚酰亚胺避免了机械性能和耐热性较差问题，但是一方面单体结构复杂，另一方面，由于引入较大比例的刚性骨架结构，产生材料发黄和透光性较差的问题。由于耐热性、耐溶剂性、阻燃性、紫外-可见光透过率和机械性能等综合性能的限制，以聚酰亚胺满足如OLED、TFT-LCD等柔性显示器的显示装置材料的需求仍需进一步的改进。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在提供一种聚酰亚胺前体，以及由此形成的聚酰亚胺薄膜，所得到的薄膜在保持透光性、色度和机械性能的前提下，具有低线性热膨胀系数、优异的耐热性。因而，本专利技术的聚酰亚胺薄膜适用于诸如OLED、TFT-LCD等柔性显示装置、半导体绝缘膜、太阳能电池的保护膜。本专利技术第一方面提供一种聚酰亚胺前体，该前体亚胺化方法组合应用化学亚胺化法和热亚胺化法，并且制膜过程包括在180℃以上且600℃以下的范围内进行加热处理的步骤，所述前体包括至少两种不同的嵌段结构，第一嵌段具有以下式I所示结构的重复单元：（I），第二嵌段具有以下式Ⅱ或者Ⅲ所示结构的重复单元：（Ⅱ），（Ⅲ）；式I中，X为具有选自以下通式Ⅳ所示的结构：（Ⅳ），式Ⅱ或者Ⅲ中，Y为具有选自以下通式Ⅴ所示的结构：（Ⅴ）,其中，式I或者Ⅱ中，A和B具有独立地选自如下组中的二酐形成的结构：均苯四甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、2,2’-双(3,4-二羧酸)六氟丙烷二酐、1,4-双(三氟甲基)-2,3,5,6-苯四羧酸二酐、2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐和1,4-二氟均苯四甲酸二酐中至少一种；其中，式Ⅲ中，D具有选自如下组中的二胺形成的结构：（2,2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、双(4-(3-氨基苯氧基)苯基)砜、4,4'-二氨基二苯基砜、3,3'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯硫醚、1,3-苯二胺、1,2-苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、2,4-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-双(3-氨基苯氧基)联苯和4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴）、9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴、氟代对苯二胺、2,2’-二氟联苯二胺、2,2’-二氯联苯二胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,6-二(三氟甲基)二氨基联苯、2,6-二甲基-4,4'-二氨基联苯中至少一种；其中，式Ⅳ中，R1和R2独立地选自-CH3、-CF3中至少一种；其中，式Ⅴ中，Z1和Z2均为-NH-，R3和R4均为-CF3；其中，R1、R2、R3和R4中至少一个为含氟取代基。进一步地，式I或者Ⅱ中，所述A和B独立地选自2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐和2,2’-双(3,4-二羧酸)六氟丙烷二酐中至少一种。进一步地，式Ⅲ中，所述D选自（2,2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷、4,4'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯硫醚和9,9-双(4-氨基苯基)芴）、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,6-二(三氟甲基)二氨基联苯、2,6-二甲基-4,4'-二氨基联苯中至少一种。进一步地，基于所述前体总摩尔数为100mol%，重复单元I的摩尔百分比为10~45mol%，重复单元Ⅱ或者Ⅲ的摩尔百分比为55~90mol%。进一步地，所述前体具有以下两种嵌段结构：第一嵌段具有以下式I’所示结构的重复单元：（I’），第二嵌段具有以下式Ⅱ’或者Ⅲ’所示结构的重复单元：（Ⅱ’），（Ⅲ’），其中，式I’或者Ⅱ’中，R3’和R4’相同，且选自-CF3；Z1和Z2均为-NH-；其中，基于所述前体总摩尔数为100mol%，重复单元I’的摩尔百分比为10~45mol%，重复单元Ⅱ’或者Ⅲ’的摩尔百分比为55~90mol%。进一步地，所述前体进一步还包括第三嵌段，具有选自以下通式Ⅵ或者Ⅶ所示结构的重复单元：（Ⅵ），（Ⅶ）。进一步地，基于所述前体总摩尔数为100mol%，重复单元I的摩尔百分比为10~40mol%，重复单元Ⅱ或者Ⅲ的摩尔百分比为50~80mol%，重复单元Ⅵ或者Ⅶ的摩尔百分比为0~10mol%。本专利技术第二方面提供一种聚酰亚胺，所述聚酰亚胺具有由上述的聚酰亚胺前体组合物亚胺化得到的结构。本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺前体，其特征在于，所述前体亚胺化方法组合应用化学亚胺化法和热亚胺化法，制膜过程包括在180℃以上且600℃以下的范围内进行加热处理的步骤，所述前体包括至少两种不同的嵌段结构，/n第一嵌段具有以下式I所示结构的重复单元：/n
【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺前体，其特征在于，所述前体亚胺化方法组合应用化学亚胺化法和热亚胺化法，制膜过程包括在180℃以上且600℃以下的范围内进行加热处理的步骤，所述前体包括至少两种不同的嵌段结构，
第一嵌段具有以下式I所示结构的重复单元：
（I），
第二嵌段具有以下式Ⅱ或者Ⅲ所示结构的重复单元：
（Ⅱ），
（Ⅲ）；
式I中，X为具有选自以下通式Ⅳ所示的结构：
（Ⅳ），
式Ⅱ或者Ⅲ中，Y为具有选自以下通式Ⅴ所示的结构：
（Ⅴ）,
其中，式I或者Ⅱ中，A和B具有独立地选自如下组中的二酐形成的结构：均苯四甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、2,2’-双(3,4-二羧酸)六氟丙烷二酐、1,4-双(三氟甲基)-2,3,5,6-苯四羧酸二酐、2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐和1,4-二氟均苯四甲酸二酐中至少一种；
其中，式Ⅲ中，D具有选自如下组中的二胺形成的结构：（2,2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、双(4-(3-氨基苯氧基)苯基)砜、4,4'-二氨基二苯基砜、3,3'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯硫醚、1,3-苯二胺、1,2-苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、3,3'-二氨基二苯醚、2,4-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-双(3-氨基苯氧基)联苯和4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴）、9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴、氟代对苯二胺、2,2’-二氟联苯二胺、2,2’-二氯联苯二胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,6-二(三氟甲基)二氨基联苯、2,6-二甲基-4,4'-二氨基联苯中至少一种；
其中，式Ⅳ中，R1和R2独立地选自-CH3、-CF3中至少一种；
其中，式Ⅴ中，Z1和Z2均为-NH-，R3和R4均为-CF3；
其中，R1、R2、R3和R4中至少一个为含氟取代基。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺前体，其特征在于，式I或者Ⅱ中，所述A和B独立地选自2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3'...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜枫，肖桂林，鲁丽平，朱双全，
申请(专利权)人：武汉柔显科技股份有限公司，湖北鼎龙控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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