[发明专利]无色高透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无色高透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

随着光电子域领的飞速发展，近年来太阳能电池、液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示器(OLED)、电子书、电子标签、光电传感器等光电器件呈现出轻质化、大型化、超薄化和柔性化的趋势。在太阳能电池以及显示器等光电器件制造中，作为传统透明基板材料的玻璃由于自身的硬脆特性，在进一步大型化和薄型化时存在加工和搬运上的问题难以解决，而且玻璃的脆性导致其无法自由弯曲，因而无法满足未来柔性封装技术的发展要求。目前，高透明性聚合物材料由于具有透明、柔韧、质轻、高耐冲击性等优点，作为新一代柔性光电封装基板材料得到了越来越广泛的关注。而且柔性的透明聚合物基板在器件加工过程中可以适用于卷绕式工艺(Roll to roll)进行连续化规模生产，有利于制造成本的降低。因此，透明聚合物基板未来有望取代玻璃基板实现柔性光电器件的制造。

目前，可用作为柔性基板的商业化高透明聚合物材料主要包括杜邦帝人薄膜公司开发的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜Melinex和Teonex、GE公司开发的聚碳酸酯(PC)薄膜Lexan、住友电木公司推出的聚醚砜(PES)薄膜Sumilite等。这些透明性聚合物薄膜普遍具有优异的光学透明性、优良的力学性能和化学稳定性，但是其玻璃化转变温度(T_g)一般不超过220℃，耐热性不够理想，无法承受光电器件制造过程中高达300-400℃的电极薄膜沉积和退火处理等多道高温热处理的考验。

为开发耐热性能更为优异的聚合物基板材料，具有突出耐热稳定性的聚酰亚胺(PI)材料备受关注。但是传统的芳香性聚酰亚胺由于主链上芳环结构的存在，易形成强烈的分子内和分子间电荷转移络合物，因此，由其制备的薄膜在可见光区具有较强的光吸收，透光率较差并且呈现特征的淡黄色或茶褐色。为改善聚酰亚胺薄膜的光学透明性，研究人员开展了大量研究工作，并且发现，在聚合物分子结构中引入含氟基团可有效提高聚酰亚胺薄膜的光学性能。日本NTT公司的Matsuura等人对基于4，4’-(2，2-六氟异丙叉)二邻苯二甲酸酐(6FDA)和2，2’-双(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯(TFDB)的含氟聚酰亚胺进行研究发现，材料不但具有优异耐热性能同时表现出良好的透明性，材料的T_g高达335℃，20μm厚度的薄膜的初始透光波长(λ₀)为350nm，在可见光区的透光率达到90％(T.Matsuura，Y.Hasuda，S.Nishi，N.Yamada，Polyimide derived from 2，2’-bis(trifluoromethyl)-4，4’-diaminobiphenyl.l.Synthesis andcharacterization of polyimides prepared with2，2-bis(3，4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride or pyromellitic dianhydride.Macromolecules，1991，24，5001-5005)。

CN 101195682 B公开了一种柔性透明聚酰亚胺薄膜材料的制备方法，由桥联结构的芳香二酐与芳香二胺制备得到聚酰胺酸后涂膜，经高达350℃的热处理后得到聚酰亚胺薄膜。但薄膜的初始透光波长(λ₀)波长依然高达395-430nm，薄膜的透光性并未得到显著改善。