发明内容
本发明的一个目的是提供能够用于制造包括具有优异显示特性的透明树脂膜的电子装置的树脂组合物和基底。本发明的另一个目的是提供制造这样的树脂组合物的方法、使用这样的基底制造电子装置的方法和所述电子装置。
为了实现上述目的,本发明包括以下特征(1)至(25)。
(1)一种树脂组合物,包含:
芳香族聚酰胺;
芳香族多官能化合物,其具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团;和
溶解所述芳香族聚酰胺的溶剂。
(2)在根据本发明的上述树脂组合物中,优选的是,所述芳香族多官能化合物的每个官能团是羧基。
(3)在根据本发明的上述树脂组合物中,还优选的是,所述芳香族多官能化合物选自由以下通式(A)至(C)表示的化合物:
其中r=1或2,p=3或4,q=2或3,R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合,并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)。
(4)在根据本发明的上述树脂组合物中,还优选的是,所述芳香族多官能化合物是苯均三酸。
(5)在根据本发明的上述树脂组合物中,还优选的是,所述芳香族聚酰胺是全芳香族聚酰胺。
(6)在根据本发明的上述树脂组合物中,还优选的是,所述芳香族聚酰胺具有由以下通式(I)表示的重复单元:
其中x是1或更大的整数,Ar1由以下通式(II)、(III)或(IV)表示:
(其中p=4;q=3;R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合;并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)),并且Ar2由以下通式(V)或(VI)表示:
(其中p=4;R6、R7和R8各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合;并且G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基))。
(7)在根据本发明的上述树脂组合物中,还优选的是,所述树脂组合物用于形成层,并且所述层在355nm波长下的总透光率为10%或更小。
(8)在根据本发明的上述树脂组合物中,还优选的是,所述芳香族聚酰胺包含萘结构。
(9)在根据本发明的上述基底中,优选的是,所述芳香族聚酰胺的至少一个末端是封端的。
(10)在根据本发明的上述基底中,还优选的是,所述溶剂是极性溶剂。
(11)在根据本发明的上述基底中,还优选的是,所述溶剂是有机溶剂和/或无机溶剂。
(12)在根据本发明的上述基底中,还优选的是,所述树脂组合物还包含无机填料。
(13)一种制造树脂组合物的方法,包括:
将一种或更多种芳香族二胺与溶剂混合以获得混合物;
通过向所述混合物中添加芳香族二酸二氯使所述芳香族二酸二氯与所述芳香族二胺反应以产生包含芳香族聚酰胺和盐酸的溶液;
从所述溶液中除去所述盐酸;以及
向所述溶液中添加具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物以制造所述树脂组合物。
(14)一种用于在其上形成电子元件的基底,包括:
板状基体构件,其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面;和
电子元件形成层,其设置在基体构件的第一表面的一侧并且构造成能够在所述电子元件形成层上形成所述电子元件,
其中所述电子元件形成层包含通过使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物。
(15)在根据本发明的上述基底中,优选的是,所述电子元件形成层具有耐溶剂性。
(16)在根据本发明的上述基底中,还优选的是,所述电子元件形成层的热膨胀系数(CTE)为100ppm/K或更小。
(17)在根据本发明的上述基底中,还优选的是,所述电子元件形成层的平均厚度在1微米至50微米的范围内。
(18)在根据本发明的上述基底中,还优选的是,所述电子元件是有机EL元件。
(19)一种制造电子装置的方法,包括:
制备基底,所述基底包括:
板状基体构件,其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,和
电子元件形成层,其设置在所述基体构件的所述第一表面的一侧,
其中所述电子元件形成层包含通过使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物;
在所述电子元件形成层的与所述基体构件相对的表面上形成所述电子元件;
形成覆盖层以覆盖所述电子元件;
用光照射所述电子元件形成层,由此在所述基体构件与所述电子元件形成层之间的界面处使所述电子元件形成层从所述基体构件上剥离;以及
将包括所述电子元件、所述覆盖层和所述电子元件形成层的电子装置与所述基体构件分离。
(20)在根据本发明的上述制造电子装置的方法中,优选的是,所述电子元件形成层具有耐溶剂性。
(21)在根据本发明的上述制造电子装置的方法中,还优选的是,所述电子元件形成层的热膨胀系数(CTE)为100ppm/K或更小。
(22)在根据本发明的上述制造电子装置的方法中,还优选的是,所述电子元件形成层的平均厚度在1微米至50微米的范围内。
(23)在根据本发明的上述制造电子装置的方法中,还优选的是,所述芳香族多官能化合物选自由以下通式(A)至(C)表示的化合物:
其中r=1或2,p=3或4,q=2或3,R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合,并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)。
(24)在根据本发明的上述制造电子装置的方法中,还优选的是,所述芳香族聚酰胺具有由以下通式(I)表示的重复单元:
其中x是1或更大的整数,Ar1由以下通式(II)、(III)或(IV)表示:
(其中p=4;q=3;R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合;并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)),并且Ar2由以下通式(V)或(VI)表示:
(其中p=4;R6、R7和R8各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合;并且G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基))。
(25)一种电子装置,其通过使用根据本发明的上述制造电子装置的方法制造。
根据本发明,通过使用树脂组合物可以形成具有优异耐溶剂性的层,所述树脂组合物包含芳香族聚酰胺、具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物、以及溶解所述芳香族聚酰胺的溶剂。通过使用树脂组合物形成的该层被用作设置在电子装置中的电子元件形成层。将电子元件形成层设置在基体构件的第一表面上以与基体构件接触。此外,待设置在电子装置中的每个元件通过使用包含溶剂的液体材料形成在电子元件形成层上。通过使用由本发明的树脂组合物形成的层作为电子元件形成层,可以适当地防止或抑制由液体材料中包含的溶剂与电子元件形成层接触引起的电子元件形成层的改变或劣化。因此,可以可靠地防止显示装置的显示特性通过液体材料中包含的溶剂与电子元件形成层接触受到不利影响。
具体实施方式
下文中,基于附图中所示的优选实施方案,将对根据本发明的树脂组合物、制造树脂组合物的方法、基底和制造电子装置的方法进行详细的描述。
首先,在描述根据本发明的树脂组合物、制造树脂组合物的方法、基底和制造电子装置的方法之前,将对通过使用本发明的制造电子装置的方法所制造的有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)和传感器元件进行描述。即,首先对有机电致发光显示装置和传感器元件作为本发明电子装置的实例进行描述。
<有机EL显示装置>
首先,将对通过应用本发明的制造电子装置的方法所制造的有机电致发光显示装置进行描述。图1是示出通过应用本发明的制造电子装置的方法作为制造有机电致发光显示装置的方法所制造的有机电致发光显示装置的一个实施方案的垂直截面图。在以下描述中,将图1中的上侧称为“上”,将图1中的下侧称为“下”。
图1中所示的有机EL显示装置1包括由本发明的树脂组合物形成的树脂膜(电子元件形成层)A、各自设置成对应于每个像素的发光元件C和用于分别驱动发光元件C的多个薄膜晶体管B。
在这一方面,应注意在本实施方案中有机EL显示装置1是底部发射型显示面板。当发光装置C发射光时,底部发射型显示面板可以允许所发射的光通过树脂膜A透射至图1中的下侧并且从有机EL显示装置1的下侧提取。
薄膜晶体管B设置在树脂膜(电子元件形成层)A上以对应于包括在有机EL显示装置1中的多个发光元件C。在树脂膜A上形成由绝缘材料构造的平坦化层301以覆盖每个薄膜晶体管B。
每个薄膜晶体管B包括在树脂膜A上形成的栅电极200、形成为覆盖栅电极200的栅绝缘层201、设置在栅绝缘层201上的源电极202和漏电极204、以及由氧化物半导体材料构造并在源电极202与漏电极204之间的沟道区中形成的半导体层203。
氧化物半导体材料的实例包括含有以下的材料:至少一个氧原子(O)作为非金属元素(例如氮原子(N)和氧原子(O));硼原子(B)、硅原子(Si)、锗原子(Ge)、砷原子(As)、锑原子(Sb)、碲原子(Te)和钋原子(Po)中的至少一种作为类金属元素;以及铝原子(Al)、锌原子(Zn)、镓原子(Ga)、镉原子(Cd)、铟原子(In)、锡原子(Sn)、汞原子(Hg)、铊原子(Tl)、铽原子(Tb)和铋原子(Bi)中的至少一种作为金属元素。在这一方面,优选的是非金属元素是包含氧原子(O)和氮原子(N)的混合物。此外,优选的是氧化物半导体材料包含铟原子(In)、锡原子(Sn)、硅原子(Si)、氧原子(O)和氮原子(N)作为其主要组分。
这种氧化物半导体材料的具体实例包括通过使金属原材料(In2O3,SnO2)与绝缘原材料(Si3N4)组合获得的材料。
此外,发光元件(有机EL元件)C设置在平坦化层301上以分别对应于薄膜晶体管B。
在该实施方案中,每个发光元件C包括阳极302和阴极306,并且还包括空穴传输层303、发射层304和电子传输层305,其以这种顺序从阳极302起在阳极302与阴极306之间层合。
此外,每个发光元件C的阳极302通过导电部件300与各自对应的薄膜晶体管B的漏电极204电连接。
在包括具有这种构造的多个发光元件C的有机EL显示装置1中,每个发光元件C的发光亮度可以通过使用各自对应的薄膜晶体管B来控制。即,通过控制待施加至每个发光元件C的电压,可以控制每个发光装置C的发光亮度。通过控制每个发光元件C的发光亮度,有机EL显示装置1变得可以进行全色显示。此外,还可以通过同时由发光元件C同步地发射光来进行单色显示。
此外,在该实施方案中,在每个发光元件C上形成密封基底400以覆盖发光元件C。这使得可以确保发光元件C的气密性,由此能够防止氧或水分渗透到发光元件C中。
<传感器元件>
然后,将描述通过应用本发明的制造电子装置的方法所制造的传感器元件。图2是示出通过应用本发明的制造电子装置方法所制造的传感器元件的一个实施方案的截面图。在以下描述中,将图2中的上侧称为“上”,将图2中的下侧称为“下”。
本发明的传感器元件是,例如,可以用于输入装置的传感器元件。在本公开内容的一个或多个实施方案中,本发明的传感器元件是包括由本发明的树脂组合物形成的树脂膜(电子元件形成层)A的传感器元件。在本公开内容的一个或多个实施方案中,本发明的传感器元件是在基体构件500上的树脂膜A上形成的传感器元件。在本公开内容的一个或多个实施方案中,本发明的传感器元件是可以从基体构件500上剥离的传感器元件。
本发明的传感器元件的实例包括:用于捕获图像的光学传感器元件、用于传感电磁波的电磁传感器元件、用于传感辐射如X-射线的辐射传感器元件、用于传感磁场的磁传感器元件、用于传感电容电荷变化的电容传感器元件、用于传感压力变化的压力传感器元件、触摸传感器元件和压电传感器元件。
使用本发明的传感器元件的输入装置的实例包括:使用辐射(X-射线)传感器元件的辐射(X-射线)成像装置、使用光学传感器元件的可见光成像装置、使用磁传感器元件的磁传感装置、使用触摸传感器元件或压力传感器元件的触摸面板、使用光学传感器元件的指纹验证装置、以及使用压电传感器的发光装置。使用本发明的传感器元件的输入装置还可具有输出装置的功能如显示功能等。
下文中,将描述包括光电二极管的光学传感器元件作为本发明的传感器元件的一个实例。
图3中所示的传感器元件10包括由本发明的树脂组合物形成的树脂膜(电子元件形成层)A和设置在树脂膜A上的多个像素电路11。
在该传感器元件10中,每个像素电路11包括光电二极管(光电转换元件)11A和充当光电二极管11A的驱动元件的薄膜晶体管(TFT)11B。通过用每个光电二极管11A传感穿过树脂膜A的光,传感器元件10可以充当光学传感器元件。
在树脂膜A上设置有栅绝缘膜21。栅绝缘膜21由以下构造:包括二氧化硅(SiO2)膜、氮氧化硅(SiON)膜和氮化硅(SiN)膜中的任一种的单层膜;或者包含这些膜中的两个或更多个的层合膜。在栅绝缘膜21上设置有第一间层绝缘膜12A。第一间层绝缘膜12A由二氧化硅膜、氮化硅膜等构造。该第一间层绝缘膜12A还可以充当保护膜(钝化膜)以覆盖下述薄膜晶体管11B的顶部。
光电二极管11A通过栅绝缘膜21和第一间层绝缘膜12A形成在树脂膜A的选择性区域上。光电二极管11A包括:在第一间层绝缘膜12A上形成的下电极24、n-型半导体层25N、i-型半导体层25I、p-型半导体层25P、上电极26和布线层27。下电极24、n-型半导体层25N、i-型半导体层25I、p-型半导体层25P、上电极26和布线层27从第一间层绝缘膜12A侧起以这种顺序层合。
上电极26充当用于在光电转换期间向光电转换层供应,例如,参考电势(偏电势)的电极。光电转换层由n-型半导体层25N、i-型半导体层25I和p-型半导体层25P构造。上电极26与充当用于供应参考电势的电源供应布线的布线层27连接。该上电极26由ITO(铟锡氧化物)等的透明导电膜构造。
薄膜晶体管11B由例如场效应晶体管(FET)构造。薄膜晶体管11B包括栅电极20、栅绝缘膜21、半导体膜22、源电极23S和漏电极23D。
栅电极20由钛(Ti)、Al、Mo、钨(W)、铬(Cr)等形成并在树脂膜A上形成。栅绝缘膜21在栅电极20上形成。半导体层22具有沟道区并且在栅绝缘膜21上形成。源电极23S和漏电极23D在半导体膜22上形成。在该实施方案中,漏电极23D与光电二极管的下电极24连接并且源电极23S与传感器元件10的中继电极28连接。
此外,在该实施方案的传感器元件10中,第二间层绝缘膜12B、第一扁平膜13A、保护膜14和第二扁平膜13B以这种顺序层合在光电二极管11A和薄膜晶体管11B上。此外,在第一扁平膜13A上形成开口3以对应于光电二极管11A在其上形成的选择性区域的附近。
在具有这种构造的传感器元件10中,从外部透射至传感器元件10中的光穿过树脂膜A并到达光电二极管11A。因此,可以传感从外部透射至传感器元件10中的光。
(制造有机EL显示装置1或传感器元件10的方法)
具有上述构造的有机EL显示装置1或具有上述构造的传感器元件10通过,例如,使用本发明的树脂组合物如下制造。即,有机EL显示装置1或传感器元件10可通过使用本发明的制造电子装置的方法来制造。
图3是说明制造图1所示的有机电致发光显示装置或图2所示的传感器元件的方法(本发明的制造电子装置的方法)的垂直截面图。在以下描述中,将图3中的上侧称为“上”,将图3中的下侧称为“下”。
首先,将对制造图1所示的有机电致发光显示装置1的方法进行描述。
[1]首先,制备基底(本发明的基底)。所述基底(本发明的基底)包括:板状基体构件500,其具有第一表面和与第一表面相对的第二表面;和树脂膜(电子元件形成层)A。在该步骤中,将树脂膜A设置在基体构件500的第一表面的一侧。
[1-A]首先,制备具有第一表面和第二表面并且具有透光性的基体构件500。
例如,将玻璃、金属、硅酮、树脂等用作用于基体构件500的构成材料。这些材料可单独使用或者适当时以两种或更多种的组合使用。
[1-B]然后,在基体构件500的第一表面(一个表面)上形成树脂膜A。因此,获得包括基体构件500和树脂膜A的基底(图3中的层合复合材料)。
本发明的树脂组合物用于形成树脂膜A。本发明的树脂组合物包含芳香族聚酰胺、具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物、以及溶解所述芳香族聚酰胺的溶剂。通过使用这样的树脂组合物,可以形成包含通过使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物的树脂膜(电子元件形成层)A。
形成树脂膜A的方法的实例包括这样的方法:其中通过使用图3(A)所示的模涂法将树脂组合物(清漆)供应(流延)在基体构件500的第一表面上,然后将树脂组合物干燥并加热(参照图3(B))。
在这一方面,应注意将树脂组合物供应在基体构件500的第一表面上的方法不限于模涂法。多种液相成膜法如喷墨法、旋涂法、棒涂法、辊涂法、线棒式涂覆法和浸涂法均可以用作这种方法。
此外,如上所述,本发明的树脂组合物包含:芳香族聚酰胺、具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物、以及溶解所述芳香族聚酰胺的溶剂。通过使用这样的树脂组合物,可以形成包含通过使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物的树脂膜A。稍后将描述这种本发明的树脂组合物。
[2]然后,在设置在所获得的基底中的树脂膜A上形成薄膜晶体管B以对应于待形成的像素。此后,在树脂膜A上形成平坦化层301以覆盖每个薄膜晶体管B。
[2-A]首先,在树脂膜A上形成每个薄膜晶体管B。
[2-Aa]首先,在树脂膜A上形成导电膜。此后,通过对导电膜进行图案化处理形成栅电极200。
可通过用溅射法等将金属材料例如铝、钽、钼、钛和钨供应至树脂膜A上来进行导电膜在树脂膜A上的形成。或者,其可以通过使用以下方法来进行:湿镀法如电镀法、浸镀法和非电镀法;或者利用液体材料的溶胶-凝胶法,其中将包含上述金属材料的金属基化合物溶解或分散在溶剂或分散介质中。
[2-Ab]然后,在树脂膜A上形成栅绝缘层201以覆盖栅电极200。
该栅绝缘层201使用例如TEOS(四乙氧基硅烷)、氧气、氮气等作为原料气体(源气体)用等离子体CVD法形成。通过使用这种等离子体CVD法,可以形成由二氧化硅或氮化硅(其为栅绝缘层201的主要材料)构造的栅绝缘层201。
[2-Ac]然后,再次在栅绝缘层201上形成导电膜。此后,通过对栅绝缘层201上的导电膜进行图案化处理形成源电极202和漏电极204。
导电膜在栅绝缘层201上的形成可通过使用与步骤[2-Aa]中所述的相同方法来进行。
[2-Ad]然后,在位于源电极202与漏电极204之间的沟道区中形成半导体层203。
可以通过溅射法在含氧(和氮)的气氛下使用包含类金属元素和/或金属元素的金属靶形成该半导体层203,所述类金属元素和/或金属元素包含在上述氧化物半导体材料中。
[2-B]然后,在树脂膜A上形成平坦化层301以覆盖薄膜晶体管B。此外,形成导电部件300以使阳极302和漏电极204电连接。
[2-Ba]首先,形成平坦化层301以覆盖树脂膜A和在树脂膜A上形成的薄膜晶体管B。
[2-Bb]然后形成接触孔,并且然后在接触孔中形成导电部件300。
[3]然后,在每个平坦化层301上形成发光元件(电子元件)C以对应于每个薄膜晶体管B。
[3-A]首先,在平坦化层301上形成阳极(单个电极)302以对应于每个导电部件300。
[3-B]然后,形成空穴传输层303以覆盖阳极302。
[3-C]然后,形成发射层304以覆盖空穴传输层303。
[3-D]然后,形成电子传输层305以覆盖发射层304。
[3-E]然后,形成阴极306以覆盖电子传输层305。
在这一方面,步骤[3-A]至[3-E]中所形成的每个层可通过使用以下方法形成:气相成膜法,例如溅射法、真空沉积法和CVD法;或者液相成膜法,例如喷墨法、旋涂法和流延法。在使用液相膜形成法的情况下,每个层的形成可以通过以下过程进行:制备液体材料,其中将用于每个层的构成材料溶解或分散在溶剂或分散介质中,使用上述液相膜形成方法将该液体材料供应至每个层待形成于其上的层上,然后对其进行干燥。
[4]然后,制备密封基底400。然后,通过用密封基底(覆盖层)400覆盖每个发光装置C的阴极306来用密封基底400密封发光元件C。即,形成密封基底400以覆盖每个发光元件C。
在这一方面,上述用密封基底400密封可通过将粘合剂置于阴极306与密封基底400之间,然后干燥所述粘合剂来进行。
通过进行上述步骤[1]至[4],在基体构件500上形成了包括树脂膜A,薄膜晶体管B、发光元件C和密封基底400的有机EL显示装置1(参照图3(C))。
[5]然后,用来自基体构件500一侧的光照射树脂膜A(电子元件形成层)。
如此在基体构件500与树脂膜A之间的界面处使树脂膜A从基体构件500的第一表面上剥离。
因此,使有机EL显示装置(电子装置)1与基体构件500分离(参照图3(D))。
待照射至树脂膜A的光不特别限于特定种类,只要通过用该光照射树脂膜A可以在基体构件500与树脂膜A之间的界面处使树脂膜A从基体构件500的第一表面上剥离即可。所述光优选为激光。通过使用激光,可以可靠地在基体构件500与树脂膜A之间的界面处使树脂膜A从基体构件500上剥离。
此外,激光的实例包括脉冲振荡型或连续发射型的准分子激光、二氧化碳激光、YAG激光和YVO4激光。
通过进行上述步骤[1]至[5],可获得从基体构件500上剥离的有机电致发光显示装置1。
然后,将描述制造图3所示的传感器元件的方法。
[1]首先,以与制造图1所示的有机电致发光显示装置1的方法相同的方式,制备包括基体构件500和在基体构件500上形成的树脂膜(电子元件形成层)A的基底(本发明的基底)。由于用于在基体构件500上形成树脂膜A的步骤与上述制造有机电致发光显示装置1的方法相同,所以在此省略对于在基体构件500上形成树脂膜A的步骤的描述(参照图3(A)和图3(B))。
[2]然后,在设置在所获得的基底中的树脂膜A上形成上述传感器元件10。用于在树脂膜A上形成传感器元件10的方法不特别限于特定方法。在树脂膜A上形成传感器元件10可以用为制造期望的传感器元件而适当选择或修改的已知合适的方法进行。
通过进行上述步骤[1]至[2],在基体构件500上形成包括树脂膜A、像素电路11的传感器元件10(参照图3(C))。以与制造有机EL显示装置1的方法相同的方式,在步骤[2]中也将液体材料供应在树脂膜A上用于形成每个元件和每个膜(层)。
[3]然后,用来自基体构件500侧的光照射树脂膜(电子元件形成层)A以将传感器元件(电子装置)10从基体构件500上剥离(参照图4(D))。由于用于将传感器元件10从基体构件500上剥离的步骤与上述用于将有机电致发光显示装置1从基体构件500上剥离的步骤相同,在此省略对于将传感器元件10从基体构件500上剥离的步骤的描述。
通过进行上述步骤[1]至[3],可以获得从基体构件500上剥离的传感器元件10。
以这种方式,制造了与基体构件500分离的有机EL显示装置1。根据有机EL显示装置1的制造,可通过在步骤[2-Aa]和[3-A]至[3-E]中使用液体材料形成设置在其中的每个元件(栅电极和发光元件)。在树脂膜A对于液体材料中包含的溶剂具有较差的耐溶剂性的情况下,通过用液体材料形成每个元件使树脂膜A的至少一部分暴露于液体材料。因此,存在树脂膜A的构成材料改变或劣化的风险。由于树脂膜A的改变或劣化,出现了对有机EL显示装置1的显示特性产生不利影响的问题。
如上所述,在用于制造传感器元件10的方法中,也将液体材料供应到树脂膜A上用于形成每个元件和每个膜(层)。因此,在树脂膜A对于液体材料中包含的溶剂具有较差的耐溶剂性的情况下,通过用液体材料形成每个元件和每个膜(层)使树脂膜A的至少一部分暴露于液体材料。因此,存在树脂膜A的构成材料改变或劣化的风险。由于树脂膜A的改变或劣化,出现了对传感器元件10的检测特性产生不利影响的问题。
出于解决这样的问题的目的,在本发明中,树脂膜A由包含使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物的层构造,由于具有这样的结构的树脂膜A表现出优异的耐溶剂性,所以可以可靠地防止或抑制树脂膜A改变或劣化,即使将树脂膜A暴露于步骤[2-Aa]和[3-A]至[3-E]中的液体材料中包含的溶剂(或分散介质)也是如此。因此,可以可靠地防止由于将树脂膜A暴露于这样的液体材料中而对有机EL显示装置1的显示特性或传感器元件10的检测特性产生不利影响。
如上所述,具有上述构造的树脂膜A可通过使用本发明的树脂组合物形成,所述树脂组合物包含芳香族聚酰胺、具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物、以及溶解所述芳香族聚酰胺的溶剂。下文中,将对用于本发明的树脂组合物的构成材料进行详细的说明。
<芳香族聚酰胺>
使用芳香族聚酰胺作为树脂组合物的一种主要材料。通过在树脂组合物中包含芳香族聚酰胺,可以由通过使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物形成树脂膜(电子元件形成层)A。所述反应物是树脂膜A的主要组分。
此外,通过在树脂组合物中包含芳香族聚酰胺,还可以有效地进行由于光向树脂膜A照射导致的树脂膜A在基体构件500与树脂膜A之间的界面处从基体构件500上剥离。
芳香族聚酰胺不特别限于特定种类,只要其可以将树脂膜A在355nm波长下的总透光率设定为10%或更小即可。
优选的是,所述芳香族聚酰胺是全芳香族聚酰胺。通过使用包含全芳香族聚酰胺的树脂组合物,可以可靠地将所形成的树脂膜A的总透光率设定为落在上述范围内。在这一方面,应注意,全芳香族聚酰胺是指包含在芳香族聚酰胺主链中的所有酰胺键通过芳香族基团(芳香环)彼此键合而不通过链状或环状脂肪族基团彼此键合。
鉴于前述内容,优选的是,所述芳香族聚酰胺具有由以下通式(I)表示的重复单元:
其中x是1或更大的整数,Ar1由以下通式(II)、(III)或(IV)表示:
(其中p=4;q=3;R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合;并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)),并且Ar2由以下通式(V)或(VI)表示:
(其中p=4;R6、R7和R8各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合;并且G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基))。
此外,优选的是,树脂组合物包含芳香族聚酰胺以将树脂膜A在355nm波长下的总透光率设定在期望值。特别地,通过在树脂组合物中包含芳香族聚酰胺,树脂膜A在355nm波长下的总透光率优选设定为10%或更小,更优选设定为5%或更小,还更优选设定为2%或更小,并且甚至更优选设定为1%或更小。通过将树脂膜A在355nm波长下的总透光率设定为落在上述范围内,可以可靠地抑制或防止从基体构件500的第一表面的一侧照射至树脂膜A的光(特别地,具有短波长的光)传送通过树脂膜A。
在树脂膜A在短波长下具有透光性的情况下,当在剥离树脂膜A的步骤中具有短波长的光从基体构件500的第一表面的一侧照射至树脂膜A时,设置在每个薄膜晶体管B中的半导体层203被光(包括具有短波长的光)照射。半导体层203暴露于具有短波长的光引起包含在半导体层203中的氧化物半导体材料的改变或劣化。因此,对有机EL显示装置1的开关特性产生不利影响。
以相同的方式,从基体构件500的第一表面的一侧照射至树脂膜A的光传送通过树脂膜A,然后到达设置在传感器元件10中的光电二极管11A和薄膜晶体管11B。此时,如果所照射的光包含具有短波长的光,则设置在每个光电二极管11A中的半导体层25N、25I、25P所包含的氧化物半导体材料和每个薄膜晶体管11B中的半导体膜22所包含的氧化物半导体材料由于暴露于具有短波长的光而改变或劣化。因此,出现了对传感器元件10的开关特性产生不利影响的问题。
另一方面,在本发明中,可以适当地防止或抑制具有短波长的光传送通过树脂膜A。这使得可以可靠地防止对有机EL显示装置1的开关性质和传感器元件10的开关性质产生不利影响。
此外,优选的是,可以将树脂膜A的总透光率设定为落在上述范围内的芳香族聚酰胺包含萘结构作为其主要化学结构。具体地,包含由上述通式(I)表示的重复单元的芳香族聚酰胺是优选的,其中Ar1由上述通式(III)表示。通过使用包含这样的芳香族聚酰胺的树脂组合物,可以可靠地将所形成的树脂膜A的总透光率设定为落在上述范围内。
在本公开内容的一个或多个实施方案中,选择通式(I)和(II)使得芳香族聚酰胺在极性溶剂或包含一种或更多种极性溶剂的混合溶剂中是可溶的。在本公开内容的一个或多个实施方案中,通式(I)的x在90.0摩尔%至99.99摩尔%的范围内变化,并且通式(II)的y在10.0摩尔%至0.01摩尔%的范围内变化。在本公开内容的一个或多个实施方案中,通式(I)的x在90.1摩尔%至99.9摩尔%的范围内变化,并且通式(II)的y在9.9摩尔%至0.1摩尔%的范围内变化。在本公开内容的一个或多个实施方案中,通式(I)的x在90.0摩尔%至99.0摩尔%的范围内变化,并且通式(II)的y在10.0摩尔%至1.0摩尔%的范围内变化。在本公开内容的一个或多个实施方案中,通式(I)的x在92.0摩尔%至98.0摩尔%的范围内变化,并且通式(II)的y在8.0摩尔%至2.0摩尔%的范围内变化。在本公开内容的一个或多个实施方案中,芳香族聚酰胺包含用通式(I)和(II)表示的多个重复单元,其中Ar1、Ar2和Ar3可以彼此相同或不同。
此外,芳香族聚酰胺的数均分子量(Mn)优选为6.0×104或更大,更优选6.5×104或更大,更优选7.0×104或更大,还更优选7.5×104或更大,并且甚至更优选8.0×104或更大。此外,芳香族聚酰胺的数均分子量优选为1.0×106或更小,更优选8.0×105或更小,还更优选6.0×105或更小,并且甚至更优选4.0×105或更小。通过使用满足上述条件的芳香族聚酰胺,可以使树脂膜A可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。此外,可以可靠地允许树脂膜A具有优异的耐溶剂性。
在本说明书中,芳香族聚酰胺的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)用凝胶渗透色谱来测量。具体地,其通过使用以下实施例中的方法来测量。
此外,芳香族聚酰胺的分子量分布(=Mw/Mn)优选为5.0或更小,更优选4.0或更小,更优选3.0或更小,还更优选2.8或更小,还更优选2.6或更小,并且甚至更优选2.4或更小。此外,芳香族聚酰胺的分子量分布优选为2.0或更大。通过使用满足上述条件的芳香族聚酰胺,可以使树脂膜A可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。此外,可以可靠地允许树脂膜A具有优异的耐溶剂性。
优选的是,通过在合成芳香族聚酰胺之后使其再沉淀的步骤获得芳香族聚酰胺。通过使用通过再沉淀的步骤获得的芳香族聚酰胺,可以使树脂膜A可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。此外,可以可靠地允许树脂膜A具有优异的耐溶剂性。
在本公开内容的一个或多个实施方案中,对芳香族聚酰胺的末端COOH基和末端NH2基之一或两者进行封端。从提高聚酰胺膜(即,树脂膜A)的耐热性的视角来看,对末端进行封端是优选的。芳香族聚酰胺的末端可通过与苯甲酰氯反应(在其每个末端是-NH2的情况下)或者通过与苯胺反应(在其每个末端是–COOH的情况下)进行封端。然而,封端的方法不限于该方法。
<芳香族多官能化合物>
芳香族多官能化合物具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团。使用芳香族多官能化合物作为树脂组合物的另一种主要材料。通过在树脂组合物中包含芳香族多官能化合物,可以由通过使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物形成树脂膜(电子元件形成层)A。如上面提到的,所述反应物是树脂膜A的主要组分。
此外,通过在树脂组合物中包含芳香族多官能化合物,可以改善树脂膜A的耐溶剂性,所述树脂膜A是由作为其主要组分的通过使芳香族聚酰胺与具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物反应获得的反应物构造的层(膜)。
芳香族多官能化合物优选包含羧基作为每个官能团。通过使用包含羧基的芳香族多官能化合物,可以可靠地进行芳香族聚酰胺与芳香族多官能化合物的反应。这使得可以更可靠地改善所形成的树脂膜A的耐溶剂性。
此外,芳香族多官能化合物优选包含一个芳香环或者两个或更多个芳香环。通过使用包含一个芳香环或者两个或更多个芳香环的芳香族多官能化合物,可以更可靠地改善所形成的树脂膜A的耐溶剂性。在芳香族多官能化合物包含两个(多个)芳香环的情况下,所述芳香环可以是稠合多环的环体系或连接多环的环体系。
考虑到这些点,由以下通式(A)、(B)或(C)表示的化合物优选地用作芳香族多官能化合物。
(其中r=1或2,p=3或4,q=2或3,R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合,并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)。
其中,优选使用由上述通式(A)表示的化合物。更特别地,优选使用苯均三酸。通过使用包含这样的化合物作为芳香族多官能化合物的树脂组合物,可以更可靠地改善所形成的树脂膜A的耐溶剂性。
此外,相对于包含在树脂组合物中的芳香族聚酰胺的量,包含在其中的芳香族多官能化合物的量优选在1重量%至10重量%的范围内,并且更优选在3重量%至7重量%的范围内。通过将树脂组合物中芳香族多官能化合物的量设定为落在上述范围内,可以更可靠地改善树脂膜A的耐溶剂性。
<无机填料>
优选的是,树脂组合物除芳香族聚酰胺以外还包含无机填料。通过使用包含无机填料的树脂组合物,可以降低树脂膜A的热膨胀系数(CTE)并且可靠地改善树脂膜A的耐溶剂性。
该无机填料不特别限于特定种类,但是优选地由纤维构造或者优选地形成颗粒形状。
此外,用于无机填料的构成材料不特别限于特定材料,只要其是无机材料即可。这种用于无机填料的构成材料的实例包括:金属氧化物,例如二氧化硅、氧化铝和氧化钛;矿物质,例如云母;玻璃;及其混合物。这些材料可以单独使用或者以两种或更多种的组合使用。在这一方面,玻璃种类的实例包括:E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、低介电常数玻璃和高介电常数玻璃。
在无机填料由纤维构造的情况下,纤维的平均纤维直径优选地在1nm至1000nm的范围内。通过使用包含具有上述平均纤维直径的无机填料的树脂组合物,可以使树脂膜A可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。此外,可以可靠地改善树脂膜A的耐溶剂性。
此处,纤维可由单纤维形成。包含在其中的单纤维彼此不平行地布置并且彼此充分隔开,以使基体树脂的液体前体进入单纤维之间。在这种情况下,平均纤维直径对应于单纤维的平均直径。此外,纤维可构造其中多个单纤维成束的一条线状物。在这种情况下,平均纤维直径被定义为该条线状物的直径的平均值。具体地,通过实施例中的方法测量平均纤维直径。此外,从改善膜透明度的视角来看,纤维的平均纤维直径优选是较小的。此外,树脂组合物(聚酰胺溶液)中所包含的芳香族聚酰胺的折射率和无机填料的折射率优选彼此接近。例如,在待用作纤维的材料与芳香族聚酰胺在589nm波长下的折射率差异为0.01或更小的情况下,无论纤维直径如何,都可以形成具有高透明度的膜。此外,测量平均纤维直径的方法的实例包括用电子显微镜观察纤维的方法。
此外,在无机填料形成颗粒形状的情况下,颗粒的平均粒径优选在1nm至1000nm的范围内。通过使用包含呈具有上述平均粒径的颗粒形状形式的无机填料的树脂组合物,可以使树脂膜A可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。此外,可以可靠地改善树脂膜A的耐溶剂性。
此处,颗粒的平均粒径是指对应于平均投影圆的直径。具体地,颗粒的平均粒径通过实施例中的方法测量。
每个颗粒的形状不特别限于特定形状。形状的实例包括球形、完美球形、棒形、板形、及其组合的形状。通过使用具有这样的形状的无机填料,可以可靠地改善树脂膜A的耐溶剂性。
此外,颗粒的平均粒径优选是较小的。此外,树脂组合物(聚酰胺溶液)中所包含的芳香族聚酰胺的折射率与无机填料的折射率优选彼此接近。这使得可进一步改善树脂膜A的透明度。例如,在待用作颗粒的材料与芳香族聚酰胺在589nm波长下的折射率差异为0.01或更小的情况下,无论粒径如何,都可形成具有高透明度的树脂膜A。此外,测量平均粒径的方法的实例包括用粒径分析仪测量平均粒径的方法。
树脂组合物(聚酰胺溶液)中所包含的固体物质中无机填料的比率不特别限于特定值,但是优选在1体积%至50体积%的范围内,更优选在2体积%至40体积%的范围内,并且甚至更优选在3体积%至30体积%的范围内。另一方面,树脂组合物(聚酰胺溶液)中所包含的固体物质中芳香族聚酰胺的比率不特别限于特定值,但是优选在50体积%至99体积%的范围内,更优选在60体积%至98体积%的范围内,并且甚至更优选在70体积%至97体积%的范围内。
在这一方面,应注意“固体物质”在本说明书中是指树脂组合物中所包含的除溶剂以外的组分。固体物质的体积换算、无机填料的体积换算和/或芳香族聚酰胺的体积换算可由制备聚酰胺溶液时各成分的使用量来计算。或者,其还可以通过从聚酰胺溶液中去除溶剂来计算。
<其他组分>
此外,如果需要的话,树脂组合物可包含抗氧化剂、紫外线吸收剂、染料、颜料、填料(如另外的无机填料)等,至有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能不受损并且树脂膜A的总透光率被设置为落在上述范围内的程度。
<固体物质的量>
树脂组合物中所包含的固体物质的比率优选为1体积%或更大,更优选地2体积%或更大,并且甚至更优选3体积%或更大。此外,树脂组合物中所包含的固体物质的比率优选为40体积%或更小,更优选30体积%或更小,并且甚至更优选20体积%或更小。通过将树脂组合物中所包含的固体物质的比率设置为落在上述范围内,可以使树脂膜A可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。此外,可以可靠地将树脂膜A的总透光率设置为落在上述范围内。
<溶剂>
能够溶解芳香族聚酰胺的溶剂被用作用于制备包含树脂组合物的清漆(液体材料)的溶剂。
用于制备液体材料的溶剂优选为极性溶剂。通过使用用于制备液体材料的极性溶剂,可以可靠地将芳香族聚酰胺溶解在极性溶剂中。此外,在如下所述使用这样的极性溶剂来生产芳香族聚酰胺的情况下,可以顺利地进行芳香族二胺与芳香族二酸二氯的反应。
此外,所述溶剂可为有机溶剂或无机溶剂,但是优选为有机溶剂。通过使用有机溶剂,可以可靠地将芳香族聚酰胺溶解在有机溶剂中。此外,在如下所述使用这样的有机溶剂来生产芳香族聚酰胺的情况下,可以容易地除去在产生芳香族聚酰胺期间生成的副产物,如游离盐酸。
在本公开内容的一个或多个实施方案中,就提高芳香族聚酰胺在溶剂中的溶解度而言,溶剂优选为极性溶剂或包含一种或更多种极性溶剂的混合溶剂。在本公开内容的一个或多个实施方案中,就提高芳香族聚酰胺在溶剂中的溶解度以及提高树脂膜A与基体构件500之间的粘合性而言,溶剂优选为:甲酚;N,N-二甲基乙酰胺(DMAc);N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP);二甲基亚砜(DMSO);1,3-二甲基-咪唑啉酮(DMI);N,N-二甲基甲酰胺(DMF);丁基溶纤剂(BCS);γ-丁内酯(GBL)或包含甲酚、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、1,3-二甲基-咪唑啉酮(DMI)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、丁基溶纤剂(BCS)和γ-丁内酯(GBL)中至少一种的混合溶剂;其组合;或者包含其极性溶剂中至少一种的混合溶剂。
在这些极性溶剂中,尤其优选使用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。通过使用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶剂,可以更显著地表现出上述效果。
如上所述,通过以下过程获得树脂膜A:将包含上述组分的树脂组合物供应(流延)到基体构件500的第一表面上,然后对其进行干燥和加热。例如,每个步骤中的条件设定如下。
在将树脂组合物供应(流延)到基体构件500的第一表面上的步骤中,优选将树脂组合物的温度设定为低于220℃,并且更优选设定为低于180℃。通过将该步骤中的树脂组合物的温度设定为落在上述范围内,可以将树脂组合物供应(流延)到基体构件500的第一表面上,使得树脂膜A的厚度变得均匀,并且可靠地防止或抑制芳香族聚酰胺与芳香族多官能化合物的反应不期望地进行。
在对基体构件500的第一表面上的树脂组合物进行干燥和加热的步骤中,优选将树脂组合物的温度设定为接近芳香族聚酰胺的玻璃化转变温度(Tg)。更具体地,优选将树脂组合物的温度设定在Tg-10℃至Tg+10℃的范围内,并且更优选地设定在Tg-5℃至Tg+5℃的范围内。通过将该步骤中的树脂组合物的温度设定为落在上述范围内,可以使芳香族聚酰胺与芳香族多官能化合物反应,由此产生通过使树脂膜A中的芳香族聚酰胺与芳香族多官能化合物反应获得的反应物。因此,对于无机溶剂和有机溶剂两者,树脂膜A均可以表现出优异的耐溶剂性。
关于一般的酰胺,公知的是,一般的酰胺经历酰胺交换反应。这样的反应预计不会例如在羧酸与聚酰胺主链之间迅速地(剧烈地)发生。由于羧酸与聚酰胺主链之间的酰胺交换反应是不剧烈的,所以在常规技术中羧酸不用作聚酰胺的热固化中的交联剂。特别地,芳香族聚酰胺具有非常高的Tg并且不溶于一般的无机溶剂。出于上述原因,尚未对芳香族聚酰胺的热交联进行研究。
然而,在本发明中,通过使用具有羧基作为官能团的芳香族多官能化合物,通过加热芳香族聚酰胺相对短的时间可以甚至使芳香族聚酰胺交联,由此赋予树脂膜A高的耐溶剂性。这也由树脂膜A不发生热分解和显色的事实而明显。
在这一方面,应注意,对树脂组合物进行干燥和加热的时间(持续时间)优选为1分钟或更长,并且更优选在1分钟至60分钟的范围内。
此外,优选在减压或惰性气氛下进行树脂组合物的干燥和加热。
如上所述,对于多种溶剂,尤其是优选对于极性溶剂,树脂膜A可以表现出高的耐溶剂性。这样的极性溶剂的实例包括:甲酚;N,N-二甲基乙酰胺(DMAc);N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP);二甲基亚砜(DMSO);1,3-二甲基-咪唑啉酮(DMI);N,N-二甲基甲酰胺(DMF);丁基溶纤剂(BCS);γ-丁内酯(GBL)或包含甲酚、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、1,3-二甲基-咪唑啉酮(DMI)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、丁基溶纤剂(BCS)和γ-丁内酯(GBL)中至少一种的混合溶剂;其组合;以及包含其极性溶剂中至少一种的混合溶剂。
<制造树脂组合物的方法>
可通过例如使用包括以下步骤的制造方法制造上述树脂组合物。
然而,本发明的树脂组合物不限于通过使用以下制造方法制造的树脂组合物。
制造根据该实施方案的树脂组合物的方法包括:
(a)将一种或更多种芳香族二胺与溶剂混合以获得混合物;
(b)通过向所述混合物中添加芳香族二酸二氯使芳香族二酸二氯与所述芳香族二胺反应以产生包含芳香族聚酰胺和盐酸的溶液;
(c)从所述溶液中除去所述盐酸;以及
(d)向所述溶液中添加具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物以制造所述树脂组合物。
下文中,将逐一描述每个步骤。
步骤(a):首先,将一种或更多种芳香族二胺与溶剂混合(溶解到溶剂中)以获得混合物。
在用于制造本公开内容的树脂组合物的方法的一个或多个实施方案中,芳香族二胺的实例包括由以下通式(D)和(E)表示的化合物:
其中p=4,R6、R7和R8各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合,并且G2选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(其中X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)。
具体地,上述芳香族二胺的实例包括以下化合物。这些化合物可以单独使用或者以其两种或更多种的组合使用。
4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲基联苯胺(PFMB)
4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲氧基联苯胺(PFMOB)
4,4'-二氨基-2,2'-双三氟甲基二苯醚(6FODA)
双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯(6FOQDA)
双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯(6FOBDA)
9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)
9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴(FFDA)
3,5-二氨基苯甲酸(DAB)
4,4'-二氨基二苯基砜(DDS)
关于二氨基二苯基砜(DDS),二氨基二苯基砜可为由上式表示的4,4'-二氨基二苯基砜、3,3'-二氨基二苯基砜或2,2'-二氨基二苯基砜。
此外,上面提到的包含在树脂组合物中的溶剂可以用作该步骤中的溶剂。
步骤(b):然后,向所述混合物中添加芳香族二酸二氯。这时,芳香族二酸二氯与包含在混合物中的芳香族二胺反应。因此,产生了包含芳香族聚酰胺和盐酸的溶液。
在用于制造本公开内容的树脂组合物的方法的一个或更多个实施方案中,芳香族二酸二氯的实例包括由以下通式(F)至(H)表示的化合物:
其中p=4,q=3,R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合,并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)。
具体地,上述香族二酸二氯的实例包括以下化合物。
对苯二甲酰二氯(TPC)
间苯二甲酰二氯(IPC)
2,6-萘二酰氯(NDC)
4,4-联苯基二甲酰氯(BPDC)
在本公开内容的一个或多个实施方案中,就提高树脂膜A的耐热性而言,所述方法还包括对芳香族聚酰胺的末端-COOH基和末端-NH2基之一或两者进行封端的步骤。芳香族聚酰胺的末端可通过与苯甲酰氯反应(在其每个末端是-NH2的情况下)或者通过与苯胺反应(在其每个末端是–COOH的情况下)进行封端。然而,封端的方法不限于该方法。
步骤(c):然后,从溶液中除去副产物盐酸。即,使芳香族聚酰胺与盐酸分离。
使芳香族聚酰胺与盐酸分离的方法的实例包括:方法1),其中向溶液中添加试剂,使得由于试剂与盐酸反应而产生挥发性组分,由此将挥发性组分从溶液中除去;以及方法2),其中向溶液中添加试剂,使得由于试剂与盐酸反应而产生非挥发性组分,通过使芳香族聚酰胺再沉淀使其与溶液分离,然后将芳香族聚酰胺再溶解至另一种溶剂中。根据上述方法1)和2),通过所述试剂可以可靠地捕获包含在溶液中的盐酸,并且因此可靠地从溶液中除去盐酸。
用于方法1)的试剂的实例包括环氧丙烷(PrO)等。
在本公开内容的一个或多个实施方案中,在步骤(c)之前或期间向所述溶液中添加试剂(捕获试剂)。通过在步骤(c)之前或期间添加试剂,可以降低步骤(c)之后溶液中的粘度和缩合的产生,并由此提高树脂组合物的生产率。当试剂是有机试剂如环氧丙烷时,这些效果变得尤其显著。
用于方法2)的试剂的实例包括无机盐。这些化合物可以单独使用或者以其两种或更多种的组合使用。
在方法2)中,芳香族聚酰胺的再沉淀可以用已知方法进行。在本公开内容的一个或多个实施方案中,可以通过向例如甲醇、乙醇、异丙醇等中添加所述溶液进行再沉淀。
通过根据上述方式从所述溶液中除去盐酸,可以获得不包含无机盐的树脂组合物。
此外,在使用方法1)的情况下,不需要进行分离芳香族聚酰胺(聚合物)的步骤。因此,在使用方法1)的情况下,可以简化所述方法并降低用于制造树脂组合物的成本。
步骤(d):然后,向所述溶液中添加芳香族多官能化合物。在该步骤中,可以制造包含芳香族聚酰胺、具有两个或更多个包括羧基或氨基的官能团的芳香族多官能化合物、和溶解所述芳香族聚酰胺的溶剂的树脂组合物(即,获得本发明的树脂组合物)。
在用于制造本公开内容的树脂组合物的方法的一个或更多个实施方案中,芳香族多官能化合物的实例包括由以下通式(A)至(C)表示的化合物:
其中r=1或2,p=3或4,q=2或3,R1、R2、R3、R4和R5各自选自氢原子、卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子和碘原子)、烷基、经取代的烷基如卤代烷基、硝基、氰基、硫代烷基、烷氧基、经取代的烷氧基如卤代烷氧基、芳基、经取代的芳基如卤代芳基、烷基酯基、经取代的烷基酯基、及其组合,并且G1选自共价键、CH2基团、C(CH3)2基团、C(CF3)2基团、C(CX3)2基团(X表示卤素原子)、CO基团、氧原子、硫原子、SO2基团、Si(CH3)2基团、9,9-芴基、经取代的9,9-芴基和OZO基团(Z表示芳基或经取代的芳基,例如苯基、联苯基、全氟联苯基、9,9-双苯基芴基和经取代的9,9-双苯基芴基)。
具体地,上述芳香族多官能化合物的实例包括以下化合物。
苯均三酸(TA)
2,4,6,8-萘基四羧酸(TTNA)
3,3',5,5'-联苯基四羧酸(BPTA 1)
2,2',4,4'-联苯基四羧酸(BPTA 2)
通过进行上述步骤,可以制造树脂组合物。
此外,优选的是,将通过使用树脂组合物形成的树脂膜A在400nm至750nm波长下的总透光率设定为变得更高。特别地,树脂膜A在400nm波长下的总透光率优选为70%或更大,更优选75%或更大,并且甚至更优选90%或更大。此外,树脂膜A在550nm波长下的总透光率优选为80%或更大,更优选85%或更大,并且甚至更优选95%或更大。通过将树脂膜A的总透光率设定为落在上述范围内,可以使具有长波长的光(可见光)可靠地传送通过树脂膜A,由此可靠地在有机EL显示装置1外提取由发光元件C发射的光,并且可靠地将由外面传送的光引入传感器元件10中。
此外,树脂膜A的热膨胀系数(CTE)优选为100.0ppm/K或更小,更优选80ppm/K或更小,还更优选60ppm/K或更小并且甚至更优选35ppm/K或更小。在这一方面,应注意,树脂膜A的CTE用热机械分析仪(TMA)获得,具体地,树脂膜A的热膨胀系数(CTE)通过使用实施例中的方法测量。
此外,树脂膜A的玻璃化转变温度(Tg)优选为300℃或更大,更优选350℃或更大,并且甚至更优选400℃或更大。在这一方面,应注意,树脂膜A的Tg用热分析仪获得。
通过分别将CTE和Tg设定为落在上述范围内,可以可靠地抑制或防止包括基体构件500和树脂膜A的基底的翘曲。因此,可以改善通过使用这种基底所获得的有机EL显示装置1或传感器元件10的屈服比。
此外,树脂膜A的拉伸强度优选为200MPa或更大,更优选250Mpa或更大,并且甚至更优选300Mpa或更大。树脂膜A在69℃和50%RH条件下的吸湿率优选为2%或更小,更优选1.5%或更小,并且甚至更优选1%或更小。通过分别设定树脂膜A的拉伸强度和吸湿率以满足上述条件,可以使树脂膜A更可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。
在树脂膜A包含无机填料的情况下,相对于树脂膜A的体积,树脂膜A中所包含的无机填料的量优选在1体积%至50体积%的范围内,更优选2体积%至40体积%的范围内,并且甚至更优选3体积%至30体积%的范围内。通过向树脂膜A中以上述量添加无机填料,可以容易地将树脂膜A的CTE设定为落在上述范围内。在这一方面,树脂膜A的体积换算和/或无机填料的体积换算可以分别由制备树脂组合物时的组分使用量来计算,或者其还可以通过测量树脂膜A的体积来获得。
此外,树脂膜A的平均厚度不特别限于特定值,但是优选为50微米或更小,更优选30微米或更小,并且甚至更优选20微米或更小。此外,平均厚度优选为1微米或更大,更优选2微米或更大,并且甚至更优选3微米或更大。通过使用具有上述平均厚度的树脂膜A,可以使树脂膜A可靠地提供作为有机EL显示装置1或传感器元件10中的基础层的功能。此外,可以可靠地抑制或防止树脂膜A中产生裂缝。
虽然已基于实施方案对本发明的树脂组合物、制造树脂组合物的方法、基底和制造电子装置的方法进行了描述,但是本发明不限于此。
例如,在本发明的树脂组合物和基底中,每个成分均可以被能够提供相同功能的任意组分代替。或者可向其中添加任意组分。
此外,在本发明的制造电子装置的方法中,还可出于任意目的添加一个或更多个步骤。
此外,在上述实施方案中,使用本发明的制造电子装置的方法来制造有机EL显示装置或传感器元件10。然而,本发明的制造电子装置的方法不限于此。例如,本发明的制造电子装置的方法不仅可用于制造其他显示装置例如液晶显示装置,还可用于制造多种电子装置,例如包括传感器元件作为电子元件的输入装置、包括显示元件作为电子元件的显示装置、包括光学元件作为电子元件的光学装置以及包括光电转换元件作为电子元件的太阳能电池。此外,电子元件的实例不仅包括薄膜晶体管和光电二极管,而且包括发光装置如有机EL装置、光电转换元件和压电元件。