烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液、使用其的层叠体及柔性器件、以及层叠体的制造方法

文档序号:9251936阅读:656来源:国知局
烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液、使用其的层叠体及柔性器件、以及层叠体的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液、使用了烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液 的层叠体及柔性器件、以及层叠体的制造方法。
【背景技术】
[0002] 现在,在平板显示器、电子书等电子设备的领域中,作为基板主要使用玻璃基板。 但是,玻璃基板存在容易严重损坏的问题,因此不一定能称之为理想的基板。因此,目前正 在积极探讨将基板从玻璃替换为聚合物材料的柔性器件(flexible device)的实现。但 是,这些技术中多数需要新的生产技术或装置,因此,使用了聚合物材料的柔性器件尚未实 现大量生产。
[0003] 另一方面,最近,作为可有效地大量生产柔性器件的近道,提出了通过使用在玻璃 基板上形成了聚酰亚胺树脂层的层叠体,从而使用通常的玻璃基板用工艺来生产柔性器件 的方案(非专利文献1)。在使用该层叠体的工艺中,在最终阶段将聚酰亚胺树脂层从玻璃 基板分离来得到柔性器件。
[0004] 在上述工艺中,谋求层叠体具有良好的有利于操作的平滑性及低翘曲性。即,层叠 体的聚酰亚胺树脂层需要具有与玻璃同等程度的线膨胀系数。另外,作为玻璃基板而通常 使用的钠钙玻璃及无碱玻璃的线膨胀系数分别为8~9ppm/°C及3~5ppm/°C的范围。另 外,非晶硅薄膜晶体管制造时的工艺温度最高达到300~350°C。由于一般的聚酰亚胺的线 膨胀系数比玻璃大,因此,适合于上述工艺的材料自然受到了限制。例如,专利文献1中记 载了下述的方法:将由3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐与对苯二胺或者4,4"-二氨基对三 联苯得到的聚酰亚胺前体的溶液流延在无机基板上进行热酰亚胺化而得到层叠体。然而, 使特定结构的聚酰亚胺前体在无机基板上膜化,再以一定以上的速度升温、加热而使其酰 亚胺化时,有时聚酰亚胺膜从基板上剥离。因此,为了改善聚酰亚胺与无机基板之间的粘接 性,有时进行无机基板的表面处理(非专利文献2),有时在聚酰亚胺前体溶液中添加具有 氣基、酸图 1基的硅烷偶联剂(专利文献2、3)。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本国公开专利公报"日本特开2012-35583号(2012年2月23日公 开)"
[0008] 专利文献2 :日本国公开专利公报"日本特开昭63-302069号(1988年12月8日 公开)"
[0009] 专利文献3 :日本国专利公报"日本专利第2551214号(1996年8月22日授权)"
[0010] 非专利文献
[0011] 非专利文献1 :"日经FPD2008vol. 1动向?战略篇(日文:日経FPD2008vol. 1卜 b y卜、、?戦略編)",144~151页,日经BP社(2008)
[0012] 非专利文献2 :"硅烷偶联剂的效果和使用方法[新装版]"(日文7 y力7 7° y y夕剤?効果t使用法),132~139页,SCIENCE TECHNOLOGY (寸彳工 ^一株式会社)(2010)

【发明内容】

[0013] 发明所要解决的技术问题
[0014] 专利文献1所公开的各种显示低线膨胀系数且具有特定结构的聚酰亚胺前体,在 无机基板上形成为聚酰亚胺膜时,若以一定以上的速度升温、加热使其酰亚胺化时,存在聚 酰亚胺膜从基板剥离的问题。通常,酰亚胺化前的膜越厚越容易发生剥离,因此,在制作厚 的聚酰亚胺膜与玻璃的层叠体时难以提高生产效率。另外,使用聚酰胺酸作为聚酰亚胺前 体时,在常温下保存时粘度变化大,因此需要冷藏保存。
[0015] 针对上述问题中从基板剥离的问题,以改善聚酰亚胺膜与无机基板的粘接性为目 的,提出了进行无机基板的表面处理或者在聚酰亚胺前体溶液中添加具有氨基或酸酐基的 硅烷偶联剂的方案。但是,对于非专利文献2中所公开的各种进行无机基板的表面处理的 方法而言,存在工序增加而引起生产率下降的问题。另外,对于专利文献2、3中所公开的各 种在聚酰亚胺前体溶液中添加硅烷偶联剂的方法而言,多数情况下也存在有损溶液的储存 稳定性的问题。
[0016] 本发明是鉴于上述技术背景而进行的,目的在于提供一种即使膜厚也可在不发生 剥离的情况下进行制膜且在室温下能够稳定保存的聚酰胺酸溶液、以及能够适合用于柔性 器件生产的、聚酰亚胺膜与无机基板的层叠体,具体而言,提供一种具有1~10ppm/°c的线 膨胀系数的聚酰亚胺膜与无机基板的层叠体。
[0017] 解决问题的手段
[0018] 本发明的技术方案如下所示。本发明的烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液的特征在 于,是使含有氨基的烷氧基硅烷化合物与聚酰胺酸在溶液中反应而得到的烷氧基硅烷改 性聚酰胺酸溶液,所述聚酰胺酸是使芳香族二胺与芳香族四羧酸二酐在溶剂中反应而得到 的,所述芳香族四羧酸二酐的总摩尔数除以所述芳香族二胺的总摩尔数而得到的摩尔比为 0. 980以上且0. 9995以下。
[0019] 另外,本发明的烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液的制造方法的特征在于,包括:使芳 香族二胺与芳香族四羧酸二酐在溶剂中反应而得到聚酰胺酸的工序、以及使含有氨基的烷 氧基硅烷化合物与所述聚酰胺酸在溶液中反应而得到烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液的工 序,其中,所述芳香族四羧酸二酐的总摩尔数除以所述芳香族二胺的总摩尔数而得到的摩 尔比为0. 980以上0. 9995以下。
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明,通过使用将聚酰胺酸的一部分末端改性为烷氧基硅烷而得到的烷氧 基硅烷改性聚酰胺酸溶液,从而在将该溶液涂布到无机基板上并进行加热来制作聚酰亚胺 膜时,能够抑制聚酰亚胺膜从无机基板剥离(层间剥离、起泡)。
[0022] 另外,聚酰胺酸的大部分末端被调整成氨基后的烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液在 发生分解时容易产生酰胺键。因此,烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液的分子量不易变化,能够 抑制清漆保存时的粘度变化。
【具体实施方式】
[0023] 以下对本发明进行详细说明,但是这些只是本发明的一种实施方式,本发明并不 限定于这些内容。予以说明,在本说明书中如果没有特别记载,表示数值范围的"A~B"表 示"A以上且B以下"。
[0024] 〈烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液〉
[0025] 本发明的烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液(以下也简称为"溶液")通过使含有氨基 的烷氧基硅烷化合物与聚酰胺酸在溶液中反应而得到。另外,聚酰胺酸通过使芳香族二胺 与芳香族四羧酸二酐在溶剂中反应而得到。
[0026] 对于聚酰胺酸的原料及聚合方法,后面进行说明。本发明中,为了提高储存稳定 性,要求在聚酰胺酸末端中氨基所占的比例比羧基所占的比例高。
[0027] 含有氨基的烷氧基硅烷化合物的改性是按以下方式进行的:在将聚酰胺酸溶解至 溶剂中而得到的聚酰胺酸溶液中,添加含有氨基的烷氧基硅烷化合物来使它们反应。作为 具有氨基的烷氧基硅烷化合物,可以举出3-氨基丙基三甲氧基硅烷,3-氨基丙基三乙氧基 硅烷,3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2_氨基乙基)氨 基丙基三甲氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基苯基三甲氧基硅烷、3-氨基 苯基二甲氧基硅烷等。
[0028] 上述含有氨基的烷氧基硅烷化合物相对于聚酰胺酸100重量份的配合比例优选 为0. 01~0. 50重量份,更优选为0. 01~0. 05重量份,从抑制清漆保存时的粘度变化的观 点出发,进一步优选为0. 01~0. 03重量份。
[0029] 通过将含有氨基的烷氧基硅烷化合物的配合比例设定在0. 01重量份以上,可充 分发挥针对无机基板的剥离抑制效果。若含有氨基的烷氧基硅烷化合物的配合比例在0.50 重量份以下,则可充分确保聚酰胺酸的分子量,因而不会产生脆化等的问题。进而,若配合 比例在0. 05重量份以下,则添加烷氧基硅烷化合物后的粘度变化也会变小。另外,在烷氧 基硅烷化合物的未反应部分多的情况下,含有氨基的烷氧基硅烷化合物与聚酰胺酸逐渐反 应,从而导致粘度降低,或者导致烷氧基硅烷之间发生缩合而出现凝胶化现象。通过将含有 氨基的烷氧基硅烷化合物的添加量控制在必要的最低限,可抑制聚酰亚胺膜从基板剥离, 同时可抑制清漆保存时粘度降低或凝胶化等多余的副反应发生。
[0030] 若在大部分末端为氨基的聚酰胺酸中添加含有氨基的烷氧基硅烷化合物,则聚酰 胺酸溶液的粘度下降。发明者们推测这是由于聚酰胺酸中的酰胺键发生断裂时产生的酸酐 基与烷氧基硅烷化合物的氨基发生反应,促进了改性反应,同时致使聚酰胺酸的分子量下 降的缘故。从抑制酸酐基与水的反应且容易进行改性反应的观点出发,反应温度优选为o°c 以上且80°C以下,更优选为20°C以上且60°C以下。
[0031] 虽然随着聚酰胺酸的种类或浓度不同而不同,但是由于酸二酐的浓度小,所以改 性反应缓慢,如果反应温度低,则粘度在达到规定的粘度之前有时需要5天左右的时间。在 聚酰胺酸的种类或溶剂不同的情况下,记录每个反应温度和时间下的粘度变化,选择适当 的反应温度即可。
[0032] 由此,通过将一部分的末端改性为烷氧基硅烷,在涂布于无机基板上并进行加热 的情况下,能够抑制聚酰亚胺膜的剥离。层间剥离、起泡)。另外,通过以聚酰胺酸的大部分 末端变成氨基的方式进行调整,即使在烷氧基硅烷改性聚酰胺酸溶液发生分解时也可容易 地生成酰胺键。因此,分子量难以变化,可抑制清漆保存时的粘度变化。
[0033] 〈聚酰胺酸的原料〉
[0034] 如上所述,聚酰胺酸的原料使用芳香族四羧酸二酐和芳香族二胺。
[0035] 为了得到具有1~10ppm/°C的线膨胀系数的聚酰亚胺膜与无机基板的层叠体, 作为芳香族四羧酸二酐,优选主要使用3,3',4,4' -联苯基四羧酸二酐(以下有时简称为 BPDA),作为芳香族二胺,优选主要使用下式(1)所示的芳
当前第1页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1