聚酰亚胺覆盖衬底的制作方法_2

文档序号:9400433阅读:来源:国知局
酸酯化合物的重均分子量低于1,000g/mol,在 折叠时可能会发生破裂。与此相反,如果其超过50, 000g/m〇l,弹性会下降,并因此劣化硬度 及装置保护能力。
[0058] 如此,上述分子量的范围是利用凝胶渗透色谱法(GPC)(WatersE2695)通过测量 聚苯乙烯-转化的重均分子量来确定的。将待测聚合物溶解于四氢呋喃中使浓度为lwt% 然后将20y1的量注入GPC中。GPC的流动相为四氢呋喃,以lmL/min的流速注入,并且 在40°C进行分析。将两个Plgel混合D柱的与一个Plgel保护柱串联。探测器为Waters 2414RI探测器。
[0059] 所述聚氨酯丙烯酸酯化合物具有高弹性和柔韧性,而且可以被包括在所述聚酰亚 胺薄膜的一面或两面上的装置保护层中,从而维持聚酰亚胺薄膜的优异性能并且提高衬底 的抗冲击性和弯曲性能。
[0060] 由聚氨酯丙烯酸酯化合物形成的装置保护层的厚度优选为I. 0~30ym。所述 装置保护层的厚度可以设定为Iym以上以确保相比于衬底膜的优异的抗冲击性和弯曲性 能,并且可以设定为30ym以下以防止聚酰亚胺覆盖衬底的光学性能劣化及卷曲。
[0061] 根据本发明的装置保护层可以通过将含有聚氨酯丙烯酸酯的溶液涂敷于聚酰亚 胺薄膜或特定的层上然后进行干燥和固化来获得。如此,就均匀涂布和厚度控制而言,通过 使用相对于溶液的总wt%的15~SOwt%的聚氨酯丙烯酸酯化合物来制备所述含有聚氨酯 丙烯酸酯的溶液。
[0062] 所述装置保护层可以利用选自喷涂、棒涂、旋涂、浸涂等中的任何工艺由含有聚氨 酯丙烯酸酯的溶液来形成。
[0063] 所述固化过程可以通过UV固化来实施。考虑到这一点,可以将光引发剂添加到所 述含有聚氨酯丙烯酸酯的溶液中。所述光引发剂的实例可以包括安息香醚光引发剂、苯甲 酮光引发剂或它们的组合。UV固化可以通过500~10,OOOJ/m2的剂量辐射波长为312和 /或365nm的UV射线来进行。如果在低于上述指定范围的条件下进行固化,就不能确保足 够的弹性。与此相反,如果在超过上述指定范围的条件下进行固化,则会出现破裂。
[0064] 另外,根据本发明的聚酰亚胺覆盖衬底可以根据最终用途进一步地包括选自氧化 硅层、硬质涂层以及透明电极层中的一种或多种。
[0065] 加入氧化硅层以提高所述聚酰亚胺覆盖衬底的耐溶剂性和高耐热性,该氧化硅层 包括含有下面化学式2的单元结构的氧化硅:
[0066] 〈化学式2>
[0067]
[0068] 在化学式2中,m和n各自独立地为0~10的整数。在化学式2中的m或n为0 的情况下,提供了一种纯无机层而且因此可以将耐溶剂性和高耐热性最大化。在某些情况 下,为了提高聚酰亚胺薄膜的柔韧性,具有合适长度的烷基链是有利的,此时化学式1中的n或m为1以上的自然数。n或m为10以上时,涂层溶液会因为疏水性在涂布时凝聚。
[0069] 如此,所述氧化娃层的厚度优选为0. 3~2. 0ym。其厚度可以设定为0. 3ym以上 以充分地确保合适的耐溶剂性,而且可以设定为2. 0ym以下以排除所述聚酰亚胺衬底柔 韧性降低的担忧。
[0070] 根据本发明的聚酰亚胺覆盖衬底包括所述氧化硅层,在高透光率、低黄度指数以 及低水蒸气透过率方面是有利的。低水蒸气透过率在保护TFT和OLED使不受外部潮湿环 境影响方面是很关键的。
[0071] 同样,根据本发明的聚酰亚胺覆盖衬底配置为使得在聚酰亚胺薄膜的表面上形成 氧化硅层时,其表面粗糙度(RMS)可以是2nm以下,结果是所述衬底平坦。由于这样的平坦, 在形成电极或TFT时载体可以容易地移动。
[0072] 根据本发明在聚酰亚胺覆盖衬底的一个或两个表面上的氧化硅层的形成可以包 括将聚硅氮烷溶液涂敷于聚酰亚胺薄膜的一个或两个表面并干燥和固化所涂布的聚硅氮 烷。
[0073] 具体地,以如下方式在聚酰亚胺薄膜的至少一个表面上形成所述氧化硅层,涂敷 和固化聚硅氮烷,从而可以将下面化学式3的单元结构中的-NH-基转换成化学式2的单元 结构中的-〇-基以形成氧化硅层。如此,固化优选为在200~300°C下通过热固化进行。
[0074] 〈化学式3>
[0075]
[0076] 在化学式3中,m和n各自是0~10的整数。
[0077] 此热固化工艺促进了由聚硅氮烷获得氧化硅层所必需的网络结构的形成,并且能 够使薄膜变坚硬,因此展现出优异的耐化学性和耐热性。
[0078] 在采用热固化工艺的情况下,所涂布的聚硅氮烷可以在200~300°C下被热处理。 如此,当热处理温度为200°C以上时,将聚硅氮烷固化成氧化硅层所需要的时间可以被缩 短。当热处理温度为300°C以下时,可以防止由于聚酰亚胺薄膜和氧化硅层之间的CTE差异 造成的变形。
[0079] 为用于在膜的表面上形成无机材料的传统沉积工艺的PECVD或溅射法由于真空 设备的限制从而导致沉积区域的局限,因此是不利的。然而,根据本发明将所述溶液涂敷并 固化成无机材料的方法可以在大气压下通过简单的浇铸法来实施,因此在大面积和连续工 艺中是非常有利的。
[0080] 如此,聚硅氮烷包括化学式3的单元结构,其重均分子量为1,000~5,OOOg/mol。
[0081] 在化学式3中,m和n可以根据最终氧化硅的性能来合适地选择。聚硅氮烷的重 均分子量设定为1,OOOg/mol以上时,可以确保更高的耐溶剂性和耐热性,而当其设定为 5, 000g/m〇l以下时,可以确保溶液均匀的涂布性能。
[0082] 在透明聚酰亚胺薄膜的一个或两个表面上涂敷包括聚硅氮烷的溶液可以利用适 当地选自喷涂、棒涂、旋涂、浸涂等中的任何工艺来进行。
[0083] 同时,所述硬质涂层的功能在于增强所述覆盖衬底的抗划伤性,而且可以包括下 面化学式4表示的聚异氰酸酯化合物:
[0084] 〈化学式4>
[0088] 其中,n是0~5的整数,m是1~5的整数,R1是具有1至10个碳原子或氢原子 的烷基,R2是具有1至10个碳原子的烷基。
[0089] 所述聚异氰酸酯化合物是在一个分子中具有多个异氰酸酯基的有机化合物,而且 聚异氰酸酯化合物分子所包含的异氰酸酯基的数量优选为5以下。
[0090] 聚异氰酸酯化合物可以与具有羟基的丙烯酸树脂反应,产生包含丙烯酸酯基的聚 异氰酸酯化合物。所述包含丙烯酸酯基的聚异氰酸酯化合物可以在固化时形成能够改善涂 层膜的物理性能的交联结构。在包含丙烯酸酯基的聚异氰酸酯化合物中,当异氰酸酯基的 数量为5以上时,硬度会变得令人满意但所述薄膜会由于高交联度而变硬,而且因此会劣 化在柔性覆盖衬底中被认为重要的弯曲性能。
[0091] 所述在一个分子中含有两个异氰酸酯基的聚异氰酸酯化合物的实例可以包括例 如甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯以及降冰片烯二异氰酸酯的二 异氰酸酯单体,而且此类二异氰酸酯单体可以与具有羟基的丙烯酸树脂反应,由此形成含 有丙烯酸酯基的二异氰酸酯化合物。或者,含有丙烯酸酯基的聚异氰酸酯化合物的实例可 以是化学式1的聚异氰酸酯,其通过使一个分子中具有三个以上异氰酸酯基的聚异氰酸酯 化合物与具有羟基的丙烯酸树脂反应来获得。
[0092] 所述含有丙烯酸酯基的聚异氰酸酯的硬质涂层的厚度优选为1.0~20.Oym。所 述硬质涂层的厚度可以设定为Iym以上以确保相比于衬底膜,铅笔硬度为H以上,而且该 厚度可以设定为20. 0ym以下以避免透明聚酰亚胺衬底的柔韧性的降低。
[0093] 可以通过将包括含有丙烯酸酯基的聚异氰酸酯的溶液涂敷于透明聚酰亚胺薄膜 上并进行干燥和固化来获得含有丙烯酸酯基的聚异氰酸酯的硬质涂层。
[0094] 将包括含有丙烯酸酯基的聚异氰酸酯的溶液涂敷于所述透明聚酰亚胺薄膜的一 个或两个表面上可以利用合适地选自喷涂、棒涂、旋涂、浸涂等中的任何工艺来进行。
[0095] 所述硬质涂层的固化过程可以通过UV固化来进行。考虑到这一点,可以将光引发 剂添加到所述含有丙烯酸酯的溶液中。所述光引发剂的实例可以包括安息香醚光引发剂、 苯甲酮光引发剂或它们的组合。UV固化可以通过以500~10,OOOJ/m2的剂量辐射波长为 312和/或365nm的UV射线来进行。
[0096] 同时,所述透明电极层包含选自铟-锡氧化物(IT0)、铟-锌氧化物(IZ0)、 铟-锡-锌氧化物(ITZO)以及它们的组合中的透明导电材料。
[0097] 可以利用化学气相沉积(CVD)或溅射法来形成使用透明导电材料的透明电极层, 而且由此形成的透明电极层的厚度优选设定为10~50nm。所述透明电极层的厚度可以设 定为20nm以下以在即使电阻略高时确保透明度,而且该厚度可以设定为30nm以上以除透 明度之外确保低电阻。
[0098] 参考附图,下面详细描述了包括聚酰亚胺薄膜、装
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