聚酰亚胺膜和电子装置制造方法及图纸

在第一方面，聚酰亚胺膜包含衍生自二酐和二胺的聚酰亚胺。所述二酐包括均苯四甲酸二酐，所述二胺包括苯并咪唑，形成所述聚酰亚胺的二酐与二胺的摩尔比在从0.85:1至0.99:1的范围内，并且所述聚酰亚胺膜具有400℃或更高的T

【技术实现步骤摘要】
聚酰亚胺膜和电子装置


[0001]本公开的领域为聚酰亚胺膜、电子装置以及聚酰胺酸溶液。

技术介绍

[0002]具有高温稳定性、高拉伸模量和低热膨胀系数(CTE)的聚合物膜是柔性 显示应用如有机发光二极管(OLED)显示器中的薄膜晶体管(TFT)基板、 电子纸(E
‑
纸)以及显示器的触摸式传感器面板(TSP)所需要的。例如，芳 香族聚酰亚胺典型地是非常热稳定的，具有大于320℃的玻璃化转变温度(T
g
)， 并且具有优异的可折叠性和可卷曲性，使其成为用于柔性显示装置(如触摸式 传感器面板和覆盖窗)的各个层中的理想候选物。但是对于柔性TFT基板，除 了良好的弯曲特性外，TFT制造工艺需要长时间在400℃或更高的温度下稳定、 同时还具有低CTE并且保持高拉伸模量的膜。
[0003]含有苯并咪唑的聚合物纤维能够展现出高强度、高玻璃化转变温度(T
g
) 和低CTE，这是由于在主聚合物链中引入了分子内氢键，从而在纤维中形成了 高度定向、有序的密集堆积的分子结构。聚苯并咪唑(PBI)是极其耐热的杂 环聚合物。其具有约430℃的T
g
，显示出在超过400℃的温度下优越的尺寸 稳定性、刚度和韧性的保持，并且已经广泛用于航天航空/国防工业、消防装备、 以及以纤维或树脂形式用作燃料电池中的膜。与典型的聚酰亚胺相比，PBI还 具有更高的模量并且更坚固。含有基于苯并咪唑的二胺如5
‑
氨基
‑2‑
(4
‑
氨基苯 基)苯并咪唑(DAPBI)的聚酰亚胺膜能够在极端条件下具有出色的热稳定性 和氧化稳定性，同时保持良好的机械特性。然而，由苯并咪唑引起的强烈的氢 键相互作用也可能对加工用于制造聚酰亚胺膜的聚酰胺酸溶液提出挑战。例如， 聚酰亚胺膜的坚固的卷对卷膜制造工艺要求对液体聚酰胺酸溶液的粘度和固 体含量的良好控制，以实现商业上可持续的工艺。美国专利号6,770,733B2描 述了具有苯并咪唑的可成膜的聚酰亚胺共聚物，其中用于聚酰亚胺的二酐是均 苯四甲酸二酐(PMDA)与3,3
’
,4,4
’‑
二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)的组合。 然而，当尝试在没有任何BTDA的情况下使用PMDA作为聚合物的唯一二酐 时，不能够形成膜。制造坚固的聚酰亚胺膜的类似努力(S.Wang等人,J.Polym. Sci.Polym.Chem.[聚合物科学杂志：聚合物化学](2009),47(8),2024
‑
2031)显 示，由于聚合物骨架的刚性性质，仅使用PMDA和DAPBI作为二酐和二胺单 体是有问题的。制造PMDA/DAPBI聚酰亚胺膜的最近努力(中国专利申请公 开号CN106928481 A和日本专利申请公开号JP2018
‑
104525A)描述了仔细处 理低固体、低粘度聚酰胺酸溶液以制造具有高T
g
(>400℃)的聚酰亚胺膜的 工艺，但是这些聚酰亚胺膜易碎且脆，使得诸位专利技术人无法对这些样品进行机 械测试。
[0004]仍然需要可用于柔性装置应用的具有高T
g
、低CTE和高拉伸模量的坚固 的聚合物膜。

技术实现思路

[0005]在第一方面，聚酰亚胺膜包含衍生自二酐和二胺的聚酰亚胺。二酐包括均 苯四甲
酸二酐，二胺包括苯并咪唑，形成聚酰亚胺的二酐与二胺的摩尔比在从 0.85:1至0.99:1的范围内，并且聚酰亚胺膜具有400℃或更高的T
g
，6.0GPa 或更高的拉伸模量，以及在50℃至500℃的温度范围内15ppm/℃或更低的 热膨胀系数。
[0006]在第二方面，电子装置包含第一方面中的聚酰亚胺膜。
[0007]在第三方面，聚酰胺酸溶液包含二酐和二胺。二酐包括均苯四甲酸二酐， 二胺包括苯并咪唑，二酐单体与二胺单体的摩尔比在从0.85:1至0.99:1的范 围内，并且聚酰胺酸溶液具有在从10至25重量百分比范围内的固体含量以及 在从300至3000泊范围内的粘度。
[0008]前面的一般性说明和以下详细说明仅是示例性的和解释性的，并且不限制 如所附权利要求书所限定的本专利技术。
具体实施方式
[0009]在第一方面，聚酰亚胺膜包含衍生自二酐和二胺的聚酰亚胺。二酐包 括均苯四甲酸二酐，二胺包括苯并咪唑，形成聚酰亚胺的二酐与二胺的摩 尔比在从0.85:1至0.99:1的范围内，并且聚酰亚胺膜具有400℃或更高 的T
g
，6.0GPa或更高的拉伸模量，以及在50℃至500℃的温度范围内15 ppm/℃或更低的热膨胀系数。
[0010]在第一方面的一个实施例中，二酐进一步包括基于聚酰亚胺的总二酐 含量最高达70摩尔百分比的3,3
’
,4,4
’‑
联苯四甲酸二酐、2,3,3
’
,4
’‑
联苯四甲 酸二酐、或其混合物。
[0011]在第一方面的另一个实施例中，苯并咪唑选自由以下组成的组：5
‑
氨 基
‑2‑
(4
‑
氨基苯基)苯并咪唑、5
‑
氨基
‑2‑
(3
‑
氨基苯基)苯并咪唑、6,6
’‑
双[2
‑
(4
‑ꢀ
氨基苯)苯并咪唑]、[2,2
’‑
双
‑
1H
‑
苯并咪唑]‑
6,6
’‑
二胺、及其混合物。
[0012]在第一方面的又另一个实施例中，二胺进一步包括苯并噁唑。在具体 实施例中，苯并噁唑选自由以下组成的组：5
‑
氨基
‑2‑
(4
‑
氨基苯基)苯并噁唑、 2,2
’‑
对亚苯基双[5
‑
氨基苯并噁唑]、[2,2
’‑
二苯并噁唑]‑
5,5
’‑
二胺、2,6
‑
(4,4
’‑ꢀ
氨基苯基)苯并二噁唑、及其混合物。
[0013]在第一方面的还另一个实施例中，二胺进一步包括基于聚酰亚胺的总 二胺含量最高达50摩尔百分比的对苯二胺、间苯二胺、间联甲苯胺、或其 混合物。
[0014]在第一方面的还又另一个实施例中，聚酰亚胺膜进一步包含交联剂、 着色剂、消光剂、亚微米颗粒、或其混合物。
[0015]在第一方面的另外的实施例中，聚酰亚胺膜具有在从4至150μm范围 内的厚度。
[0016]在第二方面，电子装置包含第一方面中的聚酰亚胺膜。在具体实施例 中，聚酰亚胺膜用于选自由以下组成的组的装置部件中：薄膜晶体管基板、 滤色片的基板、覆盖膜、以及金属包层的层压物。
[0017]在第三方面，聚酰胺酸溶液包含二酐和二胺。二酐包括均苯四甲酸二 酐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺膜，其包含衍生自二酐和二胺的聚酰亚胺，其中：所述二酐包括均苯四甲酸二酐；所述二胺包括苯并咪唑；形成所述聚酰亚胺的二酐与二胺的摩尔比在从0.85:1至0.99:1的范围内；并且所述聚酰亚胺膜具有400℃或更高的T
g
，6.0GPa或更高的拉伸模量，以及在50℃至500℃的温度范围内15ppm/℃或更低的热膨胀系数。2.如权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其中，所述二酐进一步包括基于所述聚酰亚胺的总二酐含量最高达70摩尔百分比的3,3
’
,4,4
’‑
联苯四甲酸二酐、2,3,3
’
,4
’‑
联苯四甲酸二酐、或其混合物。3.如权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其中，所述苯并咪唑选自由以下组成的组：5
‑
氨基
‑2‑
(4
‑
氨基苯基)苯并咪唑、5
‑
氨基
‑2‑
(3
‑
氨基苯基)苯并咪唑、6,6
’‑
双[2
‑
(4
‑
氨基苯)苯并咪唑]、[2,2
’‑
双
‑
1H
‑
苯并咪唑]
‑
6,6
’‑
二胺、及其混合物。4.如权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其中，所述二胺进一步包括苯并噁唑。5.如权利要求4所述的聚酰亚胺膜，其中，所述苯并噁唑选自由以下组成的组：5
‑
氨基
‑2‑
(4
‑
氨基苯基)苯并噁唑、2,2
’‑
对亚苯基双[5
‑
氨基苯并噁唑]、[2,2
’‑
二苯并噁唑]
‑
5,5
’‑
二胺、2,6
‑
(4,4
’‑
氨基苯基)苯并二噁唑、及其混合物。6.如权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其中，所述二胺进一步包括基于所述聚酰亚胺的总二胺含量最高达50摩尔百分比的对苯二胺、间苯二胺、间联甲苯胺、或其混合物。7.如权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其进一步包含交联剂、着色剂、消光剂、亚微米颗粒、或其混合物。8.如权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其中，所述聚酰亚胺膜具有在从4至150μm范围内的厚度。9.一种电子装置，其包含如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS，
申请(专利权)人：杜邦电子公司，
类型：发明
国别省市：