[发明专利]一种聚酰亚胺前体组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种聚酰亚胺前体组合物及其制备方法和应用，所述聚酰亚胺前体组合物由芳香族四羧酸二酐和二胺类单体缩聚得到；所述二胺类单体中包括至少一种具有如式I所示结构的二胺化合物。所述二胺化合物含有邻位双羧基结构基团，能够在聚酰亚胺前体固化过程中使游离的分子链之间发生交联反应，提高分子结构稳定性和分子量，保证了柔性基板材料的耐热性、尺寸稳定性和机械性能。所述聚酰亚胺前体组合物固化而成的聚酰亚胺薄膜，其玻璃化转变温度和热分解温度高，热膨胀系数低，拉伸强度大，具有优异的耐热稳定性、尺寸稳定性和力学性能，能够充分满足柔性显示器件的制程工艺要求和后续使用需求。

技术领域

本发明属于柔性材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺前体组合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着智能显示终端向轻薄化、高清晰度、可弯曲、卷曲、折叠的方向快速发展，柔性显示已逐渐成为智能显示终端一类重要的主流显示技术，广泛应用于智能手机、可穿戴设备、大尺寸电视等显示领域中。在柔性显示器件中，柔性基材是实现柔性显示的关键材料，采用柔性基材来替代传统刚性玻璃基板来实现显示终端弯曲、折叠和卷曲等显示形态。各类柔性显示基板材料中，聚酰亚胺具有良好的耐热性、较低的线性热膨胀系数、优异的力学性能等特性已成为一类重要的显示基板材料。

柔性显示器件工艺制程复杂，条件要求极为严格，在柔性AMOLED显示工艺制程中，一般采用顶发射LTPS工艺制程，首先在玻璃基板表面涂覆聚酰亚胺预聚体聚酰胺酸溶液，随后经过高温固化后形成聚酰亚胺基板，然后在该基板上依次进行LTPS工艺、蒸镀工艺、封装工艺，最后使用激光将聚酰亚胺柔性基板从玻璃基板上剥离形成柔性显示元件。面板生产线中涂布设备对聚酰胺酸浆料的粘度和固含量有较高的要求，要求聚酰胺酸树脂溶液的粘度在2000-10000厘泊范围内，固含量不能低于10％。同时要求制备的聚酰亚胺柔性基板材料具备较高的玻璃化转变温度(Tg450℃)，能够在高温下(400℃)保持良好的耐热稳定性和尺寸稳定性。

通常经过聚合反应制备的聚酰胺酸溶液具备较大的粘度，粘度达到几万至几十万厘泊，不能满足面板生产线工艺涂布要求。现有技术中大多数通过降低聚酰胺酸树脂分子量或固含量来降低树脂溶液的粘度，然而降低分子量会对聚酰亚胺柔性基板的玻璃化转变温度、耐热性能、尺寸稳定性和力学性能造成显著降低的影响；降低固含量会导致浆料成膜厚度下降、成膜时间延长以及有机溶剂用量增大。

目前有很多研究人员将目光聚焦于聚酰亚胺材料的研发，例如CN104582960A公开了透明聚酰亚胺叠层体及其制造方法，所述透明聚酰亚胺叠层体的制备方法如下：首先将含聚酰亚胺前体的溶液涂布于支持基材上，然后加热固化，得到层叠体；其中，所述含聚酰亚胺前体的溶液含有使四羧酸成分及二胺成分反应而成的聚酰亚胺前体与溶剂；通过上述方法得到的透明聚酰亚胺层的玻璃化转变温度为260℃以上，具有良好的光透过率；但是该聚酰亚胺层的玻璃化转变温度低于300℃，难以满足柔性显示器件加工过程中的超高温(＞400℃)需求。CN109796592A公开了一种聚酰亚胺前体、透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法，所述聚酰亚胺前体的制备原料包括苯胺基团修饰的纳米二氧化硅以及二酸酐；其中，纳米二氧化硅改性的透明聚酰亚胺薄膜具有更好的热稳定性，可以作为盖板或基板材料应用于柔性显示领域；但是，所述透明聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度低于410℃，难以满足显示器件加工过程中的热稳定性需求。

因此，开发一种具有高固含量、低粘度的聚酰亚胺前体浆料，并且其固化得到的聚酰亚胺薄膜兼优异的耐热稳定性、尺寸稳定性和良好的力学性能，是本领域的研究重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺前体组合物及其制备方法和应用，通过引入具有特定结构的二胺化合物与其他二胺类单体芳和香族四羧酸二酐相互协同复配，使缩聚得到的聚酰亚胺前体组合物具有高固含量和低粘度的特性，而且所述聚酰亚胺前体组合物固化而成的聚酰亚胺薄膜玻璃化转变温度高，耐热稳定性性和尺寸稳定性优异，力学性能良好，能够充分满足柔性显示器件的制程工艺要求和使用要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：