TWI657114B - 顯示器基板用樹脂薄膜之製造方法及顯示器基板用樹脂薄膜形成用組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種可賦予樹脂薄膜之製造方法,該樹脂薄膜係具有高耐熱性及良好的柔軟性,且與玻璃顯示出良好的剝離性,並且適用於可撓性顯示器的基板者。
本發明之解決手段為一種顯示器基板用樹脂薄膜之製造方法,其特徵係包含:將含有以下列式(1-1)表示之重量平均分子量5,000以上的聚醯胺酸之樹脂薄膜形成用組成物塗佈於基體並加熱之階段,
(式中,Ar1及Ar2表示例如聯苯-3,3',4,4'-四基,m表示重複單位的數目且為正整數)。
Description
本發明係關於顯示器基板用樹脂薄膜之製造方法及顯示器基板用樹脂薄膜形成用組成物。
近年來,於有機電激發光(以下亦稱為有機EL)顯示器或液晶顯示器等之顯示裝置的領域中,對於超薄化、輕量化、可撓化之要求逐漸提高,作為基板材料之柔軟樹脂材料乃受到矚目。
另一方面,於高精細顯示器中,係使用主動矩陣驅動的面板,於該製程中,除了矩陣狀的像素電極外,在形成包含薄膜主動元件之主動矩陣層時,必須進行200℃以上,因情況的不同甚至須進行300℃以上的高溫處理。
因此,在使用樹脂材料來取代玻璃作為顯示器的基板材料時,對於該樹脂材料係要求高耐熱性。
此點,為人所知者為聚苯并噁唑具有高耐熱性,關於
探討適用在基板材料之由聚苯并噁唑所成之薄膜及其製造方法,係有人提出報告(專利文獻1~4)。
〔專利文獻1〕日本國際公開2001/34679號手冊
〔專利文獻2〕日本特開2001-348428號公報
〔專利文獻3〕日本國際公開2006/126454號手冊
〔專利文獻4〕日本特開2004-231875號公報
然而,關於使用特別適合於可撓性顯示器的量產程序且可簡便地調製之原料來製造適用於顯示器的基材之薄膜等的製造方法以及該原料,並無充分的說明。
本發明係鑒於上述情形而創作出,目的在於提供一種使用可簡便地調製之樹脂薄膜形成用組成物,而能夠賦予具有可承受可撓性顯示器之製程中的高溫處理之耐熱性、適度的柔軟性以及從玻璃基板之良好的剝離性之樹脂薄膜之製造方法,以及該樹脂薄膜形成用組成物。
在此所謂適度的柔軟性,是指具有自支撐性,且即使彎曲90度亦不會破裂之程度的高柔軟性。此外,所謂剝離性,是指樹脂薄膜本身不會從形成有樹脂薄膜之基體自然地脫落,惟具有可藉由來自外部的力而容易地剝離之程
度,且與量產程序所使用之基體具有充分的緊密性者。
本發明者係為了達成上述目的而進行精心探討,結果發現到:藉由將包含含有至少60莫耳%以上之由特定芳香族二酸酐與特定芳香族二胺所衍生的骨架之聚醯胺酸之樹脂薄膜形成用組成物,塗佈於玻璃基板上並加熱,可製造出特別適合用作為顯示器的基板之樹脂薄膜,因而完成本發明。
專利文獻4中,係揭示有使用聚醯亞胺之薄膜的製造方法,但關於本發明之包含聚醯胺酸之顯示器基板用樹脂薄膜形成用組成物和使用其之製造方法,以及由該製造方法所得之樹脂薄膜具有特別適合用在顯示器基板之特性者,並未揭示任何內容。
亦即,本發明係提供:1.一種顯示器基板用樹脂薄膜之製造方法,其特徵係包含:將含有以下列式(1-1)表示之重量平均分子量5,000以上的聚醯胺酸之樹脂薄膜形成用組成物塗佈於基體並加熱之階段,
〔式(1-1)中,Ar1表示以下列式(2)或式(3)表示之
4價的基,Ar2表示以下列式(4-1)、式(4-2)或式(5)表示之4價的基,m表示重複單位的數目且為正整數〕
(式(2)及式(3)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個係與羧基鍵結)
(式(4-1)、式(4-2)及式(5)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個與羥基鍵結),2.如1.之製造方法,其中前述聚醯胺酸以下列式(1-2)表示,
{式(1-2)中,X表示以下列式(6)至式(8)中任一式表示之2價的基,Ar1、Ar2及m表示與前述同義;
〔式(6)至式(8)中,R1~R4分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~20的烷基,Y表示以下列式(9)或式(10)表示之1價的基,n表示鍵結於芳香環之Y的數目且為1~3的整數,星記號表示鍵結鍵;
(式(9)及式(10)中,R5~R8分別獨立地表示氫原子或碳原子數6~20的芳基,星記號表示鍵結鍵)〕},3.如1.或2.之製造方法,其中前述基體為玻璃基體,4.如1.至3.中任一項之製造方法,其中前述加熱係以階段性地提高加熱溫度來進行,5、如請求項4之製造方法,其中階段性地提高加熱溫度之程序,係依序進行如下:於50℃~100℃加熱5分鐘~2小時,於超過100℃~200℃加熱5分鐘~2小時,於超過200℃~375℃加熱5分鐘~2小時,然後於超過375℃~500℃加熱30分鐘~4小時,6.一種顯示器基板用樹脂薄膜,其係由如1.至5.中任一項之製造方法所得者,7.一種可撓性顯示器基板,其係由如6.之顯示器基
板用樹脂薄膜所成者,8.一種顯示器基板用樹脂薄膜形成用組成物,其係包含以下列式(1-1)表示之重量平均分子量5,000以上的聚醯胺酸,
〔式(1-1)中,Ar1表示以下列式(2)或式(3)表示之4價的基,Ar2表示以下列式(4-1)、式(4-2)或式(5)表示之4價的基,m表示重複單位的數目且為正整數〕
(式(2)及式(3)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個係與羧基鍵結)
(式(4-1)、式(4-2)及式(5)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及
附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個係與羥基鍵結),9.如8.之顯示器基板用樹脂薄膜形成用組成物,其中前述聚醯胺酸以下列式(1-2)表示,
{式(1-2)中,X表示以下列式(6)至式(8)中任一式表示之2價的基,Ar1、Ar2及m表示與前述同義;
〔式(6)至式(8)中,R1~R4分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~20的烷基,Y表示以下列式(9)或式(10)表示之1價的基,n表示鍵結於芳香環之Y的數目且為1~3的整數,星記號表示鍵結鍵;
(式(9)及式(10)中,R5~R8分別獨立地表示氫原子或碳原子數6~20的芳基,星記號表示鍵結鍵)〕}。
將樹脂薄膜用作為基板之可撓性顯示器,可
藉由下列步驟來製造:將樹脂薄膜形成於從耐熱性來看為優異之材料的玻璃基體上之步驟,於高溫下依序將主動矩陣層等形成於該樹脂薄膜上之步驟,然後將形成有該主動矩陣層等之樹脂薄膜從玻璃基體中剝離之步驟。
根據本發明之製造方法,可製造出具有高耐熱性及良好的柔軟性,且與玻璃顯示出良好的剝離性之樹脂薄膜,此外,該製造方法中所使用之本發明之樹脂薄膜形成用組成物,於可撓性顯示器的製造時,係有益於低成本化和製程的簡化、良率的提升等。
以下詳細說明本發明。
本發明之製造方法中,係使用包含以下列式(1-1)表示之重量平均分子量5,000以上的聚醯胺酸之樹脂薄膜形成用組成物。
前述式(1-1)中,m表示重複單位的數目且為正整數。
此外,Ar1表示以下列式(2)或式(3)表示之4價的基。
式(2)及式(3)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,位於各苯環之間的單鍵,係意味著位於苯環的任意位置。例如,以式(2)表示之4價的基,係包含2個苯環以式(2-1)至式(2-3)中任一型態鍵結而成之基。
此外,式(2)及式(3)中,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個,係與鍵結於式(1-1)中的Ar1之羧基鍵結。例如,當Ar1為以式(2-1)表示之基時,式(1-1)中的羧基,係以式(A)至式(C)中任一型態鍵結於Ar1。
以式(2)或式(3)表示之基的例子,可列舉出以式(2-1)至式(2-3)、以及以式(3-1)或式(3-2)表示之基等。
尤其當考量到可重現性佳地製造具有高柔軟性之樹脂薄膜時,Ar1較佳為以式(2-1)或式(3-1)表示之基,考量到作為原料之二酸酐的取得容易性,尤佳為以式(2-1)表示之基。
前述式(1-1)中,Ar2表示以下列式(4-1)、式(4-2)或式(5)表示之4價的基。
式(4-1)、式(4-2)及式(5)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,式(5)中,位於2個苯環之間的單鍵,與上述相同,係意味著位於苯環的任意位置。
式(4-1)、式(4-2)及式(5)中,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個,係與鍵結於式(1-1)中的Ar2之羧基鍵結。例如,當Ar2為以式(4-2)表示之基時,式(1-1)中的羧基,係以式(D)至式(F)中任一型態鍵結於Ar2。
尤其當考量到作為原料之二胺的取得容易性時,Ar2較佳為以下列式(4-1)表示之基或以下列式(5-1)表示之基,考量到可重現性佳地製造具有高柔軟性之樹脂薄膜時,尤佳為以式(5-1)表示之基。
本發明中,藉由使用於兩末端具有不飽和鍵且以下列式(1-2)表示之聚醯胺酸,作為以前述式(1-1)表示之聚醯胺酸,可製造出具有更高柔軟性與更高耐熱性之樹脂薄膜。
式(1-2)中,X表示以下列式(6)至式(8)中任一式表示之2價的基,Ar1、Ar2及m表示與前述同義。
式(6)中,Y表示以下列式(9)或式(10)表示之1價的基,星記號表示鍵結鍵。
式(9)及式(10)中,R5~R8分別獨立地表示氫原子或碳原子數6~20的芳基。
碳原子數6~20的芳基,可列舉出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等。
R5~R8,考量到提高聚醯胺酸對有機溶劑之溶解性,較佳為氫原子或碳原子數14以下的芳基,尤佳為氫原子或碳原子數10以下的芳基,更佳為氫原子或苯基。此外,R5~R7中的至少1個為氫原子者較佳,2個為氫原子者尤佳。
式(6)中,n表示鍵結於芳香環之Y的數目且為1~3的整數,較佳為1或2。當n為2以上時,複數個Y可為相同或相異。
式(7)及式(8)中,R1~R4分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~20的烷基。
碳原子數1~20的烷基,可為直鏈狀、分枝鏈
狀、及環狀中任一種,例如可列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基等之碳原子數1~20的直鏈狀或分枝鏈狀烷基;環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、二環丁基、二環戊基、二環己基、二環庚基、二環辛基、二環壬基、二環癸基等之碳原子數3~20的環狀烷基。
R1~R4,考量到提高聚醯胺酸對有機溶劑之溶解性,較佳為氫原子或碳原子數10以下的烷基,尤佳為氫原子或碳原子數4以下的烷基,更佳為氫原子或甲基。此外,R1及R2、R3及R4中的分別1個基較佳為氫原子。
本發明所使用之聚醯胺酸,根據構成聚醯胺酸之重複單位的全體,係含有至少60莫耳%之以下列式(1)表示之重複單位,較佳為70莫耳%以上,尤佳為80莫耳%以上,更佳為90莫耳%。藉由使用該聚醯胺酸,可重現性佳地製造適合於顯示器基板之具有高耐熱性之樹脂薄膜。
聚醯胺酸之重量平均分子量的下限值,考量到維持所
得之薄膜的耐熱性,為5,000以上,較佳為10,000以上,尤佳為15,000以上,更佳為20,000以上。另一方面,本發明所使用之聚醯胺酸之重量平均分子量的上限值,通常為2,000,000以下,但考量到抑制清漆黏度變得過高、以及重現性佳地製造柔軟性高之樹脂薄膜等,較佳為1,000,000以下,尤佳為200,000以下。
本發明所使用之聚醯胺酸,除了以前述式(1)表示之重複單位之外,亦可含有其他重複單位,該重複單位的含量,根據構成聚醯胺酸之重複單位的全體,必須未達40莫耳%,較佳未達30莫耳%,尤佳未達20莫耳%,更佳未達10莫耳%。
本發明所使用之以前述式(1-1)表示之聚醯胺酸,可藉由使以下列式(11)表示之二胺以及以下列式(12)表示之二酸酐反應而得。
以式(11)表示之二胺及以式(12)表示之二酸酐,可使用市售品,或是使用藉由一般所知的方法合成者。
以式(11)表示之二胺,可列舉出4,6-二胺基間苯二酚、3,3'-二羥基聯苯胺、3,3'-二胺基-4,4'-二羥基聯苯等,但並不限定於此等。
以式(12)表示之二酸酐,可列舉出4,4'-雙鄰苯二甲酸酐、3,3'-雙鄰苯二甲酸酐、3,4'-雙鄰苯二甲酸酐、1,1':4',1"-三聯苯-3,3",4,4"-四羧酸二酐、1,1':3',1"-三聯苯-3,4,3",4"-四羧酸二酐等,但並不限定於此等。
此外,本發明所使用之以前述式(1-2)表示之聚醯胺酸,可藉由使以前述式(11)表示之二胺、以前述式(12)表示之二酸酐、以及以前述式(13)至式(15)中任一式表示之酸酐(以下亦稱為末端封止材料)反應而得。
以式(13)至式(15)中任一式表示之酸酐,可使用市售品,或是使用藉由一般所知的方法合成者。
以式(13)表示之酸酐,可列舉出3-乙烯基鄰苯二甲酸酐、4-乙烯基鄰苯二甲酸酐、4-苯基乙炔基鄰苯二甲酸酐、4-乙炔基鄰苯二甲酸酐等,但並不限定於此等。
以式(14)表示之酸酐,可列舉出5-降莰烯-2,3-二羧酸酐、甲基-5-降莰烯-2,3-二羧酸酐等,但並不限定於此等。
以式(15)表示之酸酐,可列舉出順丁烯二酸酐、檸康酸酐等,但並不限定於此等。
上述反應中,以前述式(11)表示之二胺及以前述式(12)至式(15)中任一式表示之酸酐(二酸酐及酸酐)的投入比(莫耳比),可考量欲合成之聚醯胺酸的分子量等來適當地設定,相對於二胺,酸酐通常設定約為0.6~1.4,較佳為0.8~1.2。
上述反應較佳係在溶劑中進行,當使用所使用之溶劑時,該種類只要不對反應造成不良影響者即可,可使用各種溶劑。
具體例可列舉出間甲酚、2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、N-乙烯基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-異丙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-二級丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-三級丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、γ-丁內酯等之質子性溶劑等。此等可單獨使用或組合2種以上使用。
反應溫度,可在所使用之溶劑的熔點至沸點為止之範圍內適當地設定,通常約為0~100℃,但為了防止所得之聚醯胺酸的醯亞胺化以維持聚醯胺酸單位的高含量,較佳約為0~70℃,尤佳約為0~60℃,更佳約為0~50℃。
反應時間,係與反應溫度和原料物質的反應性相依,無法一概而論,通常約為1~100小時。
反應結束後,依循一般方法進行後處理,以將目的之
聚醯胺酸單離。
本發明之製造方法中,係將使單離出之聚醯胺酸溶解或分散於溶劑所得之清漆,用作為樹脂薄膜形成用組成物。尤其當考量到重現性佳地製造平坦性高之薄膜時,聚醯胺酸較佳係溶解於溶劑。
此外,含有在上述反應所得之聚醯胺酸之反應溶液,亦可直接使用或是進行稀釋或濃縮,以作為清漆之樹脂薄膜形成用組成物而使用在本發明之製造方法。
稀釋、溶解或分散所使用之溶劑,只要是可使聚醯胺酸溶解或分散者即可,並無特別限定。該溶劑可列舉出與上述反應之反應溶劑的具體例相同者,此等可單獨使用或組合2種以上使用。
此等當中,當考量到重現性佳地得到平坦性高之樹脂薄膜時,較佳為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。
聚醯胺酸相對於清漆(樹脂薄膜形成用組成物)的總質量之濃度(固體成分濃度),可考量所製作之薄膜的厚度或清漆的黏度等來適當地設定,通常約為0.5~30質量%,較佳約為5~25質量%。
此外,清漆的黏度,亦考量所製作之薄膜的厚度等來適當地設定,尤其當以重現性佳地得到約5~50μm的厚度之樹脂薄膜者為目的時,通常於25℃時約為500~50,000mPa‧s,較佳約為1,000~20,000mPa‧s。
本發明之製造方法所使用之樹脂薄膜形成用
組成物,可包含交聯劑(以下亦稱為交聯性化合物)。交聯劑的含量,通常相對於聚醯胺酸100質量份為20質量份以下。
前述交聯性化合物,例如可列舉出含有2個以上的環氧基之化合物、具有胺基的氫原子由羥甲基、烷氧甲基或其兩者所取代之基之三聚氰胺衍生物、苯并胍胺衍生物或甘脲等,但並不限定於此等。
以下列舉出交聯性化合物的具體例,但並不限定於此等。
含有2個以上的環氧基之化合物,可列舉出Epolead GT-401、Epolead GT-403、Epolead GT-301、Epolead GT-302、Celloxide 2021、Celloxide 3000(以上為Daicel股份有限公司製)等之具有環己烯結構之環氧化合物;Epikote 1001、Epikote 1002、Epikote 1003、Epikote 1004、Epikote 1007、Epikote 1009、Epikote 1010、Epikote 828(以上為Japan Epoxy Resin股份有限公司製(現為三菱化學股份有限公司製、jER(註冊商標)系列))等之雙酚A型環氧化合物;Epikote 807(Japan Epoxy Resin股份有限公司製)等之雙酚F型環氧化合物;Epikote 152、Epikote 154(以上為Japan Epoxy Resin 股份有限公司製(現為三菱化學股份有限公司製、jER(註冊商標)系列))、EPPN201 EPPN202(以上為日本化藥股份有限公司製)等之酚-酚醛型環氧化合物;ECON-102、ECON-103S、ECON-104S、ECON-1020、
ECON-1025、ECON-1027(以上為日本化藥股份有限公司製)、Epikote 180S75(以上為Japan Epoxy Resin股份有限公司製(現為三菱化學股份有限公司製、jER(註冊商標)系列))等之甲酚-酚醛型環氧化合物;V8000-C7(DIC股份有限公司製)等之萘型環氧化合物;Denacol EX-252(Nagase Chemtex股份有限公司製)、CY175、CY177、CY179、Araldite CY-182、Araldite CY-192、Araldite CY-184(以上為BASF公司製)、Epiclon 200、Epiclon 400(以上為DIC股份有限公司製)、Epikote 871、Epikote 872(以上為Japan Epoxy Resin股份有限公司製(現為三菱化學股份有限公司製、jER(註冊商標)系列))、ED-5661、ED-5662(以上為Celanese Coating 股份有限公司製)等之脂環型環氧化合物;Denacol EX-611、Denacol EX-612、Denacol EX-614、Denacol EX-622、Denacol EX-411、Denacol EX-512、Denacol EX-522、Denacol EX-421、Denacol EX-313、Denacol EX-314、Denacol EX-312(以上為Nagase Chemtex股份有限公司製)等之脂肪族聚縮水甘油醚化合物。
具有胺基的氫原子由羥甲基、烷氧甲基或其兩者所取代之基之三聚氰胺衍生物、苯并胍胺衍生物或甘脲,可列舉出每個三嗪環之甲氧甲基平均被取代3.7個之MX-750、每個三嗪環之甲氧甲基平均被取代5.8個之MW-30(以上為Sanwa Chemical股份有限公司製);Cymel 300、Cymel 301、Cymel 303、Cymel 350、Cymel
370、Cymel 771、Cymel 325、Cymel 327、Cymel 703、Cymel 712等之甲氧甲基化三聚氰胺;Cymel 235、Cymel 236、Cymel 238、Cymel 212、Cymel 253、Cymel 254等之甲氧甲基化丁氧甲基化三聚氰胺;Cymel 506、Cymel 508等之丁氧甲基化三聚氰胺;Cymel 1141般之含羧基之甲氧甲基化異丁氧甲基化三聚氰胺;Cymel 1123般之甲氧甲基化乙氧甲基化苯并胍胺;Cymel 1123-10般之甲氧甲基化丁氧甲基化苯并胍胺;Cymel 1128般之丁氧甲基化苯并胍胺;Cymel 1125-80般之含羧基之甲氧甲基化乙氧甲基化苯并胍胺;Cymel 1170般之丁氧甲基化甘脲;Cymel 1172般之羥甲基化甘脲(以上為Mitsui Cyanamid股份有限公司製(現為Nihon Cytec Industries股份有限公司製)等。
含有以前述式(1-1)表示之聚醯胺酸之樹脂薄膜形成用組成物,特別適合於製造用作為顯示器基板之樹脂薄膜,該樹脂薄膜形成用組成物亦成為本發明之對象。
本發明之製造方法中,係將上述所說明之樹脂薄膜形成用組成物塗佈於基體。
基體例如可列舉出塑膠(聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚烯烴、環氧、三聚氰胺、三乙醯纖維素、ABS、AS、降莰烯系樹脂等)、金屬、木材、紙、玻璃、板岩等,由於所得之樹脂薄膜可顯示出良好的剝離性,故最適為玻璃基體。
所使用之玻璃基體,只要是塗佈樹脂薄膜形成用組成物之面的全部或一部分為玻璃即可,由於所得之樹脂薄膜可顯示出良好的剝離性,故較佳係使用塗佈面全部為玻璃之玻璃基板等之玻璃基體。
塗佈方法並無特別限定,例如可列舉出澆鑄塗佈法、旋轉塗佈法、板片塗佈法、浸泡塗佈法、輥塗佈法、棒塗佈法、壓鑄塗佈法、噴墨法、印刷法(凸版、凹板、平板、網版印刷等)等。
本發明之製造方法中,係包含將塗佈於基體之樹脂薄膜形成用組成物加熱之階段。加熱所使用之器具,例如可列舉出加熱板、烘烤爐等。
加熱溫度必須為500℃以下。當加熱溫度成為500℃以上時,所得之樹脂薄膜變脆,無法製造適合於顯示器基板用途之樹脂薄膜。
此外,當考量到提高所得之樹脂薄膜的耐熱性時,將塗佈後之樹脂薄膜形成用組成物的加熱溫度,以階段性地提高溫度來進行,較佳例如於50℃~100℃加熱5分鐘~2小時後,階段性地提高加熱溫度,最終於超過375℃~500℃加熱30分鐘~4小時。
尤其是,較佳係藉由下列階段性地提高加熱溫度之程序,將塗佈後之樹脂薄膜形成用組成物加熱,亦即較佳係依序進行如下:於50℃~100℃加熱5分鐘~2小時後,於超過100℃~200℃加熱5分鐘~2小時,接著於超過200℃~375℃加熱5分鐘~2小時,最後於超過375℃
~500℃加熱30分鐘~4小時,尤佳係藉由下列階段性地提高加熱溫度之程序依序進行如下:於50℃~100℃加熱5分鐘~2小時後,於超過100℃~200℃加熱5分鐘~2小時,接著於超過200℃~375℃加熱5分鐘~2小時,然後於超過375℃~425℃加熱15分鐘~2小時,最後於超過425℃~500℃加熱15分鐘~2小時。
加熱時的氛圍氣,可為空氣中或惰性氣體中,此外,可為常壓下或減壓下。
樹脂薄膜的厚度,尤其當用作為可撓性顯示器用的基板時,通常約為1~60μm,較佳約為5~50μm,可調整加熱前的塗膜厚度來形成期望厚度之樹脂薄膜。
以上所說明之製造方法,乃特別適合於製造出滿足作為顯示器基板的基質薄膜之必要的各項條件之樹脂薄膜,由該方法所得之樹脂薄膜,乃最適於使用作為顯示器基板的基質薄膜(亦即可撓性顯示器基板)。
以下係列舉出實施例來更詳細說明本發明,但本發明並不限定於下列實施例。二酸酐、二胺及末端封止材料(酸酐),均使用東京化成工業股份有限公司製者。
PMDA:焦蜜石酸二酐
BPDA:4,4'-雙鄰苯二甲酸酐
BzDA:3,3',4,4'-二苯基酮四羧酸二酐
ODPA:4,4'-氧基二鄰苯二甲酸酐
PSDA:3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐
HAB:3,3'-二羥基聯苯胺
PDA:對苯二胺
PEPA:4-苯基乙炔基鄰苯二甲酸酐
4EPA:4-乙炔基鄰苯二甲酸酐
NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮
聚合物的重量平均分子量(以下略稱為Mw)與分子量分布,係使用日本分光股份有限公司製的GPC裝置(Shodex〔註冊商標〕、管柱SB803HQ及SB804HQ),將作為溶出溶劑之二甲基甲醯胺設為流量0.9mL/分,並在管柱溫度40℃的條件下進行測定。Mw為聚苯乙烯換算值。
將HAB 34.3g(0.16莫耳)溶解於NMP 720g,添加BPDA 45.7g(0.16莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃反應24小時。所得之聚合物的Mw為151,800,分子量分布為2.5。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將HAB 1.58g(0.0073莫耳)溶解於NMP 21.3g,添加BPDA 2.10g(0.0071莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃攪拌1小時後,添加PEPA 0.0724g(0.00029莫耳),進一步反應23小時。所得之聚合物的Mw為94,800,分子量分布為2.1。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將HAB 2.08g(0.0096莫耳)溶解於NMP 20.0g,添加BPDA 2.69g(0.0091莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃攪拌1小時後,添加PEPA 0.238g(0.00096莫耳),進一步反應23小時。所得之聚合物的Mw為38,500,分子量分布為1.9。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將HAB 2.11g(0.0097莫耳)溶解於NMP 20.0g,添
加BPDA 2.72g(0.0093莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃攪拌1小時後,添加4EPA 0.168g(0.00097莫耳),進一步反應23小時。所得之聚合物的Mw為38,100,分子量分布為1.9。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將PDA 0.955g(0.0088莫耳)溶解於NMP 21.5g,添加BPDA 2.55g(0.0086莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃反應24小時。所得之聚合物的Mw為37,000,分子量分布為2.8。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將HAB 1.26g(0.0058莫耳)溶解於NMP 22.5g,添加PMDA 1.24g(0.0057莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃反應24小時。所得之聚合物的Mw為146,300,分子量分布為2.7。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將HAB 1.52g(0.0070莫耳)溶解於NMP 21.3g,添加BzDA 2.23g(0.0069莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃反應24小時。所得之聚合物的Mw為126,000,分子量
分布為2.6。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將HAB 1.56g(0.0072莫耳)溶解於NMP 21.3g,添加ODPA 2.19g(0.0071莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃反應24小時。所得之聚合物的Mw為54,800,分子量分布為3.5。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將HAB 1.43g(0.0066莫耳)溶解於NMP 21.3g,添加PSDA 2.32g(0.0065莫耳)後,於氮氣氛圍下,於23℃反應24小時。所得之聚合物的Mw為65,400,分子量分布為2.8。將該反應溶液直接作為樹脂薄膜形成用組成物使用在樹脂薄膜的製造。
將實施例1所得之樹脂薄膜形成用組成物(清漆),於氮氣氛圍下於170℃加熱3小時後,析出不溶物,而無法得到適合於製得平坦性高的薄膜之均一的清漆。
藉由板片將實施例1所得之樹脂薄膜形成用組成物塗佈於玻璃基板上,於90℃在空氣中進行20分鐘的烘烤,接著以下列方式於120℃進行20分鐘,接著於180℃進行20分鐘,接著於240℃進行20分鐘,接著於300℃進行20分鐘,接著於400℃進行60分鐘,於氮氣氛圍下一邊依序階段性地提高溫度一邊進行烘烤,而製作出樹脂薄膜。
使用實施例2~4所得之樹脂薄膜形成用組成物來取代實施例1所得之樹脂薄膜形成用組成物,除此之外,其他藉由與實施例5相同之方法來製作出樹脂薄膜。
於400℃進行60分鐘的加熱處理後,進一步於450℃進行60分鐘的加熱處理,除此之外,其他藉由與實施例5~8相同之方法來製作出樹脂薄膜。
使用比較例1~5所得之樹脂薄膜形成用組成物來取代實施例1所得之樹脂薄膜形成用組成物,除此之外,其他藉由與實施例5相同之方法來製作出樹脂薄膜。
於400℃進行60分鐘的加熱處理後,進一步於450℃進行60分鐘的加熱處理,除此之外,其他藉由與比較例7相同之方法來製作出樹脂薄膜。
以下列方法來評估實施例5~12及比較例7~12的樹脂薄膜。薄膜係因應各評估而分別製作。
結果如第1表所示。膜厚為使用在剝離性及柔軟性評估之樹脂薄膜者。此外,對於比較例8的樹脂薄膜,僅進行剝離性評估及柔軟性評估。
係評估從玻璃基板剝離各樹脂薄膜時之剝離容易度。剝離性的評估,係使用裁切刀,於玻璃基板上所形成之樹脂薄膜上形成長條狀的切口,並確認長條狀的薄膜是否容易從玻璃基板中剝離而進行,以將裁切刀插入於薄膜與玻璃基板之間時不會卡住而容易剝離薄膜者為良好,除此之外者為不良。
此外,係評估剝離後之樹脂薄膜的柔軟性。柔軟性的評估,係以目視來確認當藉由手將剝離後之樹脂薄膜彎折或拉伸時之薄膜的破壞容易度(龜裂、裂痕、破損等)而進行,以藉由手來彎折90度或拉伸時亦未被破壞者為良好,除此之外者為不良。
係測定各樹脂薄膜的5質量%減少溫度(Td5%(℃))。測定係使用TG-DTA(Bruker AXS公司製、TG/DTA2000SA)來進行(升溫速率:每分鐘10℃從50℃至800℃)。
如第1表所示,比較例7及12的樹脂薄膜,與玻璃基板不具有適度的緊密性,於剝離性評估中無法得到良好結果。尤其是比較例7的樹脂薄膜,係從玻璃基板自然地剝離,而不適合用作為顯示器的製程中之基板用樹脂薄膜。
此外,比較例8~11的樹脂薄膜,雖顯示出良好的剝離性,但藉由手將樹脂薄膜彎折時容易被破壞,此外,比較例7、9~12的樹脂薄膜,與實施例5~12的樹脂薄膜相
比,耐熱性差。
另一方面,實施例5~12的樹脂薄膜,不僅顯示出良好的剝離性及適度的柔軟性,並且具有高耐熱性。尤其是,實施例9~12的樹脂薄膜之5重量%減少溫度位於620℃附近,可得到此等薄膜具有極高的耐熱性之結果。
從以上之實施例的結果來看,可得知根據使用含有以前述式(1-1)表示之重量平均分子量5,000以上的聚醯胺酸之樹脂薄膜形成用組成物之本發明之製造方法,可得到特別適合用於顯示器基板之樹脂薄膜,此外,該樹脂薄膜形成用組成物特別適合於用作為顯示器基板之樹脂薄膜的製造。
Claims (5)
- 一種顯示器基板用樹脂薄膜之製造方法,其特徵係包含:將含有以下列式(1-1)表示之重量平均分子量5,000以上的聚醯胺酸之樹脂薄膜形成用組成物塗佈於基體並以階段性地提高加熱溫度來進行加熱之階段,其中階段性地提高加熱溫度之程序,係依序進行如下:於50℃~100℃加熱5分鐘~2小時,於超過100℃~200℃加熱5分鐘~2小時,於超過200℃~375℃加熱5分鐘~2小時,然後於超過375℃~500℃加熱30分鐘~4小時,〔式(1-1)中,Ar1表示以下列式(2)或式(3)表示之4價的基,Ar2表示以下列式(4-1)、式(4-2)或式(5)表示之4價的基,m表示重複單位的數目且為正整數〕(式(2)及式(3)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個係與羧基鍵結)(式(4-1)、式(4-2)及式(5)中,星記號及波浪線記號表示鍵結鍵,附有星記號之2個鍵結鍵中的1個以及附有波浪線記號之2個鍵結鍵中的1個與羥基鍵結)。
- 如請求項1之製造方法,其中前述聚醯胺酸以下列式(1-2)表示,{式(1-2)中,X表示以下列式(6)至式(8)中任一式表示之2價的基,Ar1、Ar2及m表示與前述同義;〔式(6)至式(8)中,R1~R4分別獨立地表示氫原子或碳原子數1~20的烷基,Y表示以下列式(9)或式(10)表示之1價的基,n表示鍵結於芳香環之Y的數目且為1~3的整數,星記號表示鍵結鍵;(式(9)及式(10)中,R5~R8分別獨立地表示氫原子或碳原子數6~20的芳基,星記號表示鍵結鍵)〕}。
- 如請求項1之製造方法,其中前述基體為玻璃基體。
- 一種顯示器基板用樹脂薄膜,其係由如請求項1至3中任一項之製造方法所得者。
- 一種可撓性顯示器基板,其係由如請求項4之顯示器基板用樹脂薄膜所成者。
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012140561A (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Toyobo Co Ltd | 極薄デバイス製造用ポリイミド前駆体溶液 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
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GORDON L.TULLOS ET AL: "Unexpected thermal conversion of hydroxy-containing polyimides to polybenzoxazoles", POLYMER, vol. 40, 1999, pages 3463 - 3468 * |
Gordon L.Tullos, Lon J. Mathias, "Unexpected thermal conversion of hydroxy-containing polyimides to polybenzoxazoles", Polymer, Vol 40, 1999, page 3463-3468. |
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