用于制造显示元件、光学元件或照明元件的芳香族聚酰胺溶液的制作方法
【专利说明】用于制造显示元件、光学元件或照明元件的芳香族聚酰胺 溶液
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请根据35U. S. C. 119基于2012年9月24日提交的美国临时专利申请 61/704, 846并要求其优先权，在此将其全文并入作为参考。 发明领域
[0003] 本公开内容在一方面涉及一种包括芳香族共聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液。本公开 内容在另一方面涉及聚酰胺溶液的制造方法。本公开内容在另一方面涉及一种制造显示元 件、光学元件或照明元件的方法，其包括使用聚酰胺溶液形成聚酰胺膜的步骤。
【背景技术】
[0004] 有机发光二极管（OLED)显示器在2010年市场量为12. 5亿美元，预计其每年以 25%的速率成长。OLED显示器的高效率和高对比度使其在手机显示器、数码相机、全球 定位系统（GPS)细分市场中成为液晶显示器（LCD)的合适的替代。这些应用非常看重高 的电效率、小型化和坚固性。这增加了对于耗电更少、响应时间更快、分辨率更高的有源 矩阵OLED (AMOLED)的需求。改善这些特性的AMOLED革新将进一步加速AMOLED采用于 便携装置并扩大使用其的装置的范围。这些性能因素很大程度上受电子学处理温度的驱 动。AMOLED具有沉积在透明基板上的薄膜晶体管（TFT)阵列结构。较高的TFT沉积温度 可以大大提高显示器的电效率。目前，使用玻璃基板作为AMOLED基板。它们提供了高的处 理温度（>500°C )和良好的阻隔性，但是相对要厚、重、刚性，并且易破碎，这降低了产品的 设计自由度和显示器坚固性。因此，便携装置制造商需要有更轻、更薄、更坚固的替代品。 柔性基板材料还会为产品设计打开新的可能性，并使人们能够以更低的成本进行卷对卷 (roll-to-roll)制造。
[0005] 许多聚合物薄膜具有优异的柔性、透明度，相对廉价，并且重量轻。聚合物膜是用 于柔性电子装置包括目前正在开发中的柔性显示器和柔性太阳能电池面板的基板的优异 候选物。与刚性基板如玻璃相比较，柔性基板提供了一些在电子装置中潜在显著的优势，其 包括：
[0006] a.重量轻（玻璃基板占薄膜太阳能电池总重量的大约98% );
[0007] b.柔性（易于处理，运输成本低，和/或原料和产品应用更多）；
[0008] c.可改为卷对卷制造，这将大大降低制造成本。
[0009] 为了促进聚合基板的这些内在优势用于柔性显示器应用，必须解决的几个问题包 括：
[0010] a.增加热稳定性；
[0011] b.降低热膨胀系数（CTE);
[0012] c.在高温处理过程中保持高透明度；和
[0013] d.增加氧和水分阻隔性能。目前，没有纯聚合物膜可以提供充分的阻隔性能。为 了实现目标阻隔性能，必须应用额外的阻隔层。
[0014] 目前已将若干聚合物膜作为柔性透明基板进行评价，其包括：聚对苯二甲酸乙 二醇酯（PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚碳酸酯（PC)、聚醚砜（PES)、环烯烃聚合物 (C0P)、多芳基化合物（PAR)、聚酰亚胺（PI)等。但是，这些膜无一能满足所有要求。目 前，用于该应用的工业标准是PEN膜，其满足部分要求（在400nm-750nm内透射比>80%， CTE〈20ppm/°C )，但是使用温度有限（<200°C )。热稳定性更高（Tg>300°C )、CTE (<20ppm/°C ) 更低的透明聚合物膜是合乎要求的。
[0015] 众所周知，传统的芳香族聚酰亚胺具有优异的热特性和机械特性，但其膜必须 由其聚酰胺酸前体浇铸，通常是深黄色至橙色。已经制备出一些可以溶液浇铸成在可 见光范围内无色的膜的芳香族聚酰亚胺，但这些膜表现不出所需的低CTE(例如，F. Li. F. W. Harris 和 S. Z. D. Cheng, Polymer, 37, 23, pp5321 1996)。而且该膜不具有耐溶剂性。基 于部分或全部脂环族单体的聚酰亚胺膜，例如专利JP 2007-063417和JP2007-231224以及 A. S. Mathews 等人的出版物（J. Appl. Polym. Sci.，Vol. 102, 3316-3326, 2006)所公开的，表 现出改善的透明性。尽管这些聚合物的！；可以高于300°C，但在这些温度下聚合物因其脂 肪族单元而表现不出充分的热稳定性。
[0016] 尽管对于热稳定性有许多种指标，但在制造过程中通过加热在高温下热分解从而 避免在制造的加热和真空处理中污染大气也很重要。
【发明内容】
[0017] 本公开内容在一方面涉及一种包括芳香族共聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液。根据本 公开内容的一实施方式，芳香族共聚酰胺溶液用于显示元件、光学元件或照明元件的制造 方法，该方法包括以下步骤：
[0018] a)将芳香族共聚酰胺的溶液涂施于基底上；
[0019] b)在涂施步骤（a)之后在基底上形成聚酰胺膜；和
[0020] c)在聚酰胺膜的表面上形成显示元件、光学元件或照明元件。
[0021] 而且，本公开内容在另一方面涉及一种制造根据本公开内容的聚酰胺溶液的方 法。根据本公开内容的一实施方式，提供用于制造芳香族共聚酰胺溶液的方法，其包括以下 步骤：
[0022] a)形成芳香族二胺混合物，使得聚酰胺中含有游离羧酸的二胺的量小于总的聚酰 胺的大约Imol % ;
[0023] b)将芳香族二胺混合物溶解在溶剂中；
[0024] c)使二胺混合物与至少一种芳香族二酸二氯化物反应，其中产生盐酸和聚酰胺溶 液；和
[0025] d)用试剂除去盐酸。
[0026] 而且，本公开内容在另一方面涉及制造显示元件、光学元件或照明元件的方法。根 据本公开内容的一实施方式，提供用于制造显示元件、光学元件或照明元件的方法，其包括 以下步骤：
[0027] a)形成芳香族二胺混合物，使得聚酰胺中含有游离羧酸的二胺的量小于总的聚酰 胺的大约Imol % ;
[0028] b)将芳香族二胺混合物溶解在溶剂中；
[0029] c)使二胺混合物与至少一种芳香族二酸二氯化物反应，其中产生盐酸和聚酰胺溶 液；和
[0030] d)用试剂除去盐酸，得到聚酰胺溶液；
[0031] e)将芳香族共聚酰胺的溶液涂施于基底上；
[0032] f)在涂施步骤（e)之后在基底上形成聚酰胺膜；和
[0033] g)在聚酰胺膜的表面上形成显示元件、光学元件或照明元件。
[0034] 措辞"除去"是要指物理捕获、中和盐酸和/或与其发生化学反应。
【附图说明】
[0035] 图1是显示根据一实施方式的有机EL元件1的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0036] 本公开内容在一方面涉及一种包括芳香族共聚酰胺和溶剂的聚酰胺溶液。根据本 公开内容的一实施方式，芳香族共聚酰胺溶液用于制造显示元件、光学元件或照明元件的 方法，该方法包括以下步骤：
[0037] a)将芳香族共聚酰胺的溶液涂施于基底上；
[0038] b)在涂施步骤（a)之后在基底上形成聚酰胺膜；和
[0039] c)在聚酰胺膜的表面上形成显示元件、光学元件或照明元件。
[0040] 根据本公开内容的一实施方式，就提高聚酰胺对于溶剂的溶解性而言，溶剂是极 性溶剂或者包括一种或多种极性溶剂的混合溶剂。在一实施方式中，就提高聚酰胺对于溶 剂的溶解性而言，极性溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇（IPA)、丁醇、丙酮、甲乙酮（MEK)、甲 基异丁基酮（MIBK)、甲苯、甲酚、二甲苯、丙二醇单甲醚乙酸酯（PGMEA)、N，N-二甲基乙酰 胺（DMAc)或N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP)、二甲亚砜（DMSO)、丁基溶纤剂、甲基溶纤剂、乙基 溶纤剂、乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、N，N-二甲基乙酰胺（DMAc)、N-甲 基-2-吡咯烷酮（NMP)、二甲亚砜（DMSO)、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、其组合，或者包括至少 一种其极性溶剂的混合溶剂。
[0041] 根据该公开内容的一实施方式，极性溶剂是有机和/或无机