TWI698347B - 聚醯亞胺層疊結構體及其製造方法以及顯示裝置及觸控面板 - Google Patents

Abstract

本發明提供翹曲得到抑制、並且可容易且簡便地進行樹脂基材的分離的聚醯亞胺層疊結構體、及其製造方法、以及顯示裝置及觸控面板。本發明是一種聚醯亞胺層疊結構體，其特徵在於：其包含熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的支撐體、具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨脹係數的第1聚醯亞胺層、及具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層，在支撐體上順次層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層，且在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面可分離。

Description

聚醯亞胺層疊結構體及其製造方法以及顯示裝置及觸控面板

本發明涉及一種在支撐體上層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的聚醯亞胺層疊結構體及其製造方法、以及顯示裝置及觸控面板，詳細而言，本發明涉及一種適於用於獲得在含有第2聚醯亞胺層且具有柔韌性的樹脂基材上包含顯示部的顯示裝置等的聚醯亞胺層疊結構體及其製造方法、以及使用該聚醯亞胺層疊結構體而獲得的顯示裝置及觸控面板。

液晶顯示裝置或有機電致發光（Electroluminescence，EL）顯示裝置等顯示裝置在如電視這樣的大型顯示器到手機、個人電腦、智能手機等的小型顯示器中廣泛地使用。例如在有機EL顯示裝置中，在玻璃基板上形成薄膜電晶體（Thin-Film Transistor，TFT），順次形成電極、發光層、電極等，最後另行用玻璃基板或多層薄膜等進行氣密密封而製作。

此處，通過將玻璃基板置換為樹脂基材，可實現薄型化、輕量化、柔性化，變得可使顯示裝置的用途更廣。然而，與玻璃相比而言，樹脂存在尺寸穩定性、透明性、耐熱性、耐濕性、阻氣性等差的問題。

例如，專利文獻1涉及一種作為柔性顯示器用塑膠基板而有用的聚醯亞胺、及其前驅物的發明，揭示了使用如環己基苯基四羧酸等這樣的包含脂環式結構的四羧酸類，與各種二胺反應而成的聚醯亞胺的透明性優異。除此以外，嘗試使用柔性的樹脂基材代替玻璃基板而實現輕量化，例如在非專利文獻1及非專利文獻2中，提出了利用透明性高的聚醯亞胺的有機EL顯示裝置。

如上所述，已知聚醯亞胺等的樹脂膜可用於柔性顯示器用支撐基材中，但顯示裝置的製造步驟已經使用玻璃基板而進行，以其生產設備的大半部分使用玻璃基板為前提而進行設計。因此，理想的是可有效地靈活運用已有的生產設備而生產顯示裝置。

作為其研究例之一，存在有在玻璃基板上層疊樹脂的狀態下完成規定的顯示裝置的製造步驟，之後除去玻璃基板，由此而製造在樹脂基材上包含顯示部的顯示裝置的方法（參照專利文獻2～專利文獻3、非專利文獻3～非專利文獻4）。在此種方法的情況下，不對形成在樹脂基材上的顯示部造成損傷地使樹脂基材與玻璃分離變得重要。

亦即，在專利文獻3或非專利文獻3中，對於塗佈在玻璃基板上而黏著的樹脂基材形成規定的顯示部後，通過被稱為雷射發送電子著塑（Electronics on Plastic by Laser Release，EPLaR）步驟的方法而自玻璃側照射雷射，將包含顯示部的樹脂基材自玻璃基板強制分離。而且，在專利文獻2或非專利文獻4中，在玻璃基板形成剝離層，且比剝離層大一圈地塗佈聚醯亞胺樹脂而形成聚醯亞胺層，切入到達剝離層的切斷線，自剝離層剝離小一圈的聚醯亞胺膜。

另一方面，在玻璃基板上層疊樹脂的情況下，翹曲成為大的問題。亦即，玻璃基板的熱膨脹係數為數ppm/K，相對於此，一般情況下樹脂具有數十ppm/K以上的熱膨脹係數，因此如果例如在玻璃基板上塗佈樹脂溶液，利用加熱處理等使其硬化而形成樹脂層，放置冷卻至室溫，則產生翹曲。如果無法抑制此種翹曲，則對之後的顯示部的形成等造成不良影響。

關於這一方面，在專利文獻3中揭示了在玻璃基板與樹脂層（a）之間設置熱膨脹係數處於玻璃基板與樹脂層（a）之間的樹脂層（b）的方法，但翹曲的抑制效果並不充分。特別是如果玻璃基板的尺寸變大，則翹曲的問題變得更深刻。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2008-231327號公報 [專利文獻2]日本專利特開2010-67957號公報 [專利文獻3]日本專利特開2009-21322號公報 [非專利文獻]

[非專利文獻1]S. An等人，“在塑膠基板上的使用高性能低溫多晶矽TFT的2.8英寸WQVGA柔性AMOLED（2.8-inch WQVGA Flexible AMOLED Using High Performance Low Temperature Polysilicon TFT on Plastic Substrates）”，2010年信息顯示學會文摘（SID2010 DIGEST），第706頁（2010） [非專利文獻2]Oishi等人，“用於柔性顯示器的透明PI（Transparent PI for flexible display）”，IDW'11 FLX2/FMC4-1 [非專利文獻3]E.I. Haskal等人，“使用EPLaR步驟而製造的柔性OLED顯示器（Flexible OLED Displays Made with the EPLaR Process”，Proc.Eurodisplay '07，第36頁～第39頁（2007） [非專利文獻4]李正中（Cheng-Chung Lee）等人，“製造柔性主動矩陣顯示器的新方法（A Novel Approach to Make Flexible Active Matrix Displays”，2010年信息顯示學會文摘（SID10 Digest），第810頁～第813頁（2010）

[發明所要解決的問題]

如上所述，如果可以在玻璃基板上層疊有樹脂基材的狀態下設置規定的顯示部，之後將玻璃基板除去，從而獲得形成在樹脂基材上的顯示裝置，則使用現有的玻璃基板，因此自薄型化、輕量化、柔性化的觀點等考慮，可進一步擴大顯示裝置的用途。因此，可容易地進行玻璃基板與樹脂基材的分離，且解決在玻璃基板與樹脂基材層疊的狀態下的翹曲的問題變得重要。

因此，本發明者等人為了解決這些課題而進行了努力研究，結果令人吃驚地發現通過對玻璃基板等支撐體設置熱膨脹係數比其小的第1聚醯亞胺層，在其上設置熱膨脹係數比支撐體大的第2聚醯亞胺層，可製成抑制產生翹曲的層疊結構體，且也變得可容易地進行樹脂基材的分離，從而完成本發明。

因此，本發明的目的在於提供翹曲得到抑制，並且可容易且簡便地進行樹脂基材的分離的聚醯亞胺層疊結構體。

而且，本發明的其他目的在於提供翹曲的產生得到抑制、可容易且簡便地進行樹脂基材的分離的聚醯亞胺層疊結構體的製造方法。

另外，本發明的其他目的在於提供使用所述聚醯亞胺層疊結構體而所得的顯示裝置及觸控面板。 [解決問題的技術手段]

亦即，本發明是一種聚醯亞胺層疊結構體，其特徵在於：其包含熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的支撐體、具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨脹係數的第1聚醯亞胺層、及具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層，在支撐體上順次層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層，且在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面可分離。

而且，本發明是一種聚醯亞胺層疊結構體的製造方法，其特徵在於：在熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的支撐體上塗佈包含聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的第1樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理而形成熱膨脹係數為-15 ppm/K～4 ppm/K的第1聚醯亞胺層後，塗佈包含聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的第2樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理而形成熱膨脹係數為10 ppm/K～80 ppm/K的第2聚醯亞胺層。

另外，本發明是一種顯示裝置，其是在樹脂基材上包含顯示部的顯示裝置，其特徵在於：包含熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的支撐體、具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨脹係數的第1聚醯亞胺層、及具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層，在支撐體上順次層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的聚醯亞胺層疊結構體的第2聚醯亞胺層上形成規定的顯示部後，將在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面進行分離而所得的第2聚醯亞胺層作為樹脂基材，該樹脂基材的熱膨脹係數為10 ppm/K～80 ppm/K，且厚度方向的延遲為200 nm以下。

另外，本發明還是一種觸控面板，其是在樹脂基材上包含透明導電層的觸控面板，其特徵在於：包含熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的支撐體、具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨脹係數的第1聚醯亞胺層、及具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層，在支撐體上順次層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的聚醯亞胺層疊結構體的第2聚醯亞胺層上形成透明導電層後，將在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面進行分離而所得的第2聚醯亞胺層作為樹脂基材，該樹脂基材的熱膨脹係數為10 ppm/K～80 ppm/K，且厚度方向的延遲為200 nm以下。

首先，本發明的聚醯亞胺層疊結構體包含熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K、優選為1 ppm/K～6 ppm/K的支撐體。此種支撐體包含無機系材料，例如一般可列舉熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的玻璃基板、相同的熱膨脹係數為1 ppm/K～6 ppm/K的矽晶片、相同的熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的不銹鋼、相同的熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的碳化矽等，其中適宜的是玻璃基板或矽晶片。

而且，在支撐體上層疊具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨脹係數的第1聚醯亞胺層。通過使此種第1聚醯亞胺層夾雜在支撐體與第2聚醯亞胺層之間，可確實地抑制翹曲的產生。特別是在製成相當於所謂玻璃基板的第四代（680 mm×880 mm～730 mm×920 mm）以後的比較大的層疊結構體的情況下，可充分獲得翹曲的抑制效果。除此以外，由於該第1聚醯亞胺層的存在，可提高如後所述的第2聚醯亞胺層的設計自由度。

具體而言，第1聚醯亞胺層的熱膨脹係數可為-15 ppm/K～4 ppm/K，優選為-12 ppm/K～0 ppm/K。如果熱膨脹係數小於-15 ppm/K，則存在第1樹脂層自身變脆的傾向。相反，如果變得大於4 ppm/K，則翹曲抑制效果變弱。而且，第1聚醯亞胺層的彈性模數可為3 GPa～11 GPa，優選為5 GPa～10 GPa，通過此種第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的組合，可有效地抑制製成層疊結構體時的翹曲。

關於獲得該第1聚醯亞胺層的方法，並無特別限制，其中之一可列舉利用具有下述通式（1）所表示的結構單元的聚醯亞胺而形成的方法。優選為含有50莫耳%以上下述通式（1）所表示的結構單元的聚醯亞胺。 [化1]

（1）

此處，所述通式（1）中的X是具有一個以上芳香族的4價有機基，R是碳數1～6的取代基。其中，作為成為用於形成基X的原料的適宜的具體例，例如可列舉均苯四甲酸二酐（PMDA）、萘-2,3,6,7-四羧酸二酐（NTCDA）、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐（BPDA）等。而且，作為R的適宜的具體例，例如可列舉-CH₃ 、-CF₃ 、-CH₂ CH₃ 、-OCH₃ 、-OCH₂ CH₃ 、-CH₂ CH₂ CH₃ 、-OCH₂ CH₂ CH₃ 等。

其中，R使用-CF₃ 或-CH₂ CH₃ ，由此可提高在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面的剝離性，可使這些的分離變容易。

另外，關於除所述通式（1）所表示的結構單元以外所可含有的結構單元、可適宜地最大含有不足50莫耳%的結構單元，可列舉使用一般的酸酐與二胺的結構單元。其中，可適宜使用的酸酐是均苯四甲酸二酐（PMDA）、萘-2,3,6,7-四羧酸二酐（NTCDA）、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐（BPDA）、環丁烷四羧酸二酐、苯撐雙(偏苯三甲酸單酯酐)、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸二酐、二苯甲酮-3,4,3',4'-四羧酸二酐、二苯基碸-3,4,3',4'-四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、4,4'-(2,2'-六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸二酐等。另一方面，二胺是間苯二胺、對苯二胺、2,4-二氨基甲苯、4,4'-二氨基二苯醚、1,3-雙(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-二氨基二苯基碸、2,2-雙(4-氨基苄氧基苯基)丙烷、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]碸、4,4'-二氨基苯甲醯苯胺、9,9-雙(4-氨基苯基)芴等。

而且，在本發明中，在第1聚醯亞胺層上層疊具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層。具體而言，第2聚醯亞胺層的熱膨脹係數可為10 ppm/K～80 ppm/K，優選為10 ppm/K～60 ppm/K。如果熱膨脹係數不足10 ppm/K，則第2聚醯亞胺層單獨過硬，變得容易斷開，存在作業性變差的傾向；相反，如果變得大於80 ppm/K，則翹曲抑制效果變小，變得容易產生翹曲。而且，自更有效地抑制製成層疊結構體時的翹曲的觀點考慮，第2聚醯亞胺層的彈性模數可為3 GPa～5 GPa。

一般情況下，如果聚醯亞胺的熱膨脹係數變小，則透明性降低，且厚度方向的延遲（由於雙折射的差所產生的相位差）變高。因此，在考慮將自第1聚醯亞胺層所分離的第2聚醯亞胺層用作例如顯示裝置的樹脂基材，用於阻氣膜、觸控面板基板中等的情況下，變得不合適。相對於此，在本發明中，如上所述那樣容許使用具有比較大的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層。其原因在於：由於前文所說明的第1聚醯亞胺層的存在，抑制作為層疊結構體的翹曲。

因此，形成第2聚醯亞胺層的聚醯亞胺可根據聚醯亞胺層疊結構體的用途而適宜選擇。其中，在用作液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、電子紙、彩色濾光片、觸控面板等顯示裝置中的具有柔韌性的樹脂基材的情況下，可列舉具有下述通式（2）所表示的結構單元的聚醯亞胺，優選含有50莫耳%以上該通式（2）所表示的結構單元的聚醯亞胺。另外，關於除該通式（2）所表示的結構單元以外所可含有的結構單元（適宜地最大含有不足50莫耳%的結構單元），可為具有透明性的結構單元，可列舉與通式（1）中所說明者相同的結構單元。可適宜使用的酸酐是均苯四甲酸二酐（PMDA）、萘-2,3,6,7-四羧酸二酐（NTCDA）、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐（BPDA）、環丁烷四羧酸二酐、苯撐雙(偏苯三甲酸單酯酐)、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸二酐、二苯甲酮-3,4,3',4'-四羧酸二酐、二苯基碸-3,4,3',4'-四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、4,4'-(2,2'-六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸二酐等。另一方面，二胺是間苯二胺、對苯二胺、2,4-二氨基甲苯、4,4'-二氨基二苯醚、1,3-雙(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-二氨基二苯基碸、2,2-雙(4-氨基苄氧基苯基)丙烷、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]碸、4,4'-二氨基苯甲醯苯胺、9,9-雙(4-氨基苯基)芴等。 [化2]

（2）   （式中，X是具有一個以上芳香族的4價有機基）

此處，所述通式（2）中的X優選為下述式（3）所表示的任意者。 [化3]

其中，自獲得波長500 nm的透射率為80%以上，且厚度方向的延遲為200 nm以下的第2聚醯亞胺層的觀點考慮，優選為以 [化4]

的任意者為宜。最適宜的是以由下述式（4）所表示的聚醯亞胺而形成第2聚醯亞胺層為宜。 [化5]

（4）

上述所說明的各種聚醯亞胺可對聚醯亞胺前驅物（以下也稱為“聚醯胺酸”）進行醯亞胺化而獲得，聚醯胺酸的樹脂溶液可通過如下方式而獲得：實質上等莫耳地使用作為原料的二胺與酸二酐，在有機溶媒中使其反應。詳細而言，例如可通過如下方式而獲得：在氮氣流下使二胺溶解於N,N-二甲基乙醯胺等有機極性溶媒中，然後加入四羧酸二酐，在室溫下使其反應5小時左右。此處，自塗敷時的膜厚均一化、或所得的聚醯亞胺的機械強度的觀點考慮，聚醯胺酸的重量平均分子量（Mw）優選為1萬至30萬左右。第1聚醯亞胺層及第2聚醯亞胺層的適宜的分子量範圍也是與聚醯胺酸相同的分子量範圍。

而且，本發明中的第1聚醯亞胺層及第2聚醯亞胺層優選為以利用分別塗佈聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理的所謂流延法而獲得為宜。亦即，在獲得本發明的聚醯亞胺層疊結構體時，適宜的是在熱膨脹係數為1 ppm/K～10 ppm/K的支撐體上塗佈包含聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的第1樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理而形成熱膨脹係數為-15 ppm/K～4 ppm/K的第1聚醯亞胺層後，塗佈包含聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的第2樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理而形成熱膨脹係數為10 ppm/K～80 ppm/K的第2聚醯亞胺層。此時，在使第2聚醯亞胺層的分離變容易的方面而言，理想的是在支撐體上塗佈成為第1聚醯亞胺層的樹脂溶液，進行加熱處理時，利用充分的加熱處理而預先進行醯亞胺化。

如上所述而所得的聚醯亞胺層疊結構體在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面變得可分離，但為了使在這些界面的分離變容易，優選為以第1聚醯亞胺層或第2聚醯亞胺層的至少任意一者是由在聚醯亞胺結構中具有氟原子的含氟聚醯亞胺而形成為宜。通過使用此種含氟聚醯亞胺，可將第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的剝離強度適宜地設為1 N/m～200 N/m、更適宜地設為1 N/m～100 N/m，因此具有例如能夠以人手容易地剝離的程度的分離性。而且，第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面中的第2聚醯亞胺層的分離面將利用流延法而所得的表面粗糙度（一般是表面粗糙度Ra=1 nm～80 nm左右）維持為原狀，因此也不會對顯示裝置的可見性等造成不良影響。

而且，在本發明的聚醯亞胺層疊結構體中，支撐體的厚度可為0.05 mm～1.0 mm，優選為0.05 mm～0.7 mm，第1聚醯亞胺層的厚度可為1 μm～50 μm，優選為5 μm～30 μm，第2聚醯亞胺層的厚度可為1 μm～30 μm，優選為3 μm～20 μm。自對層疊結構體中產生的翹曲也造成影響考慮，以使這些各層的厚度成為所述範圍內為宜。此處，在本發明中，關於不同材料層疊而成的層疊板，基於如下的考慮，可通過計算求出翹曲變形（翹曲量），實現聚醯亞胺層疊結構體的最佳化。

[中性面位置的計算] 首先，在圖1中表示用於說明層疊板中的中性面位置的計算方法的剖面圖。在該圖1中，為了方便起見，表示層疊板包含2層的模型，以下的說明適用於層疊板為2層以上的情況的全部。此處，將層疊板的層數設為n（n為2以上的整數）。而且，將構成該層疊板的各層中的自紙面下方數第i個（i=1，2，···，n）的層稱為第i層。在圖1中，符號B表示層疊板的寬度。另外，此處所謂寬度是與第1層的下表面平行，層疊板的長度方向的尺寸。

此處，將第1層的下表面作為基準面SP。以下，關於以基準面SP在圖1中的下側成為凸形狀的方式使層疊板捲曲的情況而進行考慮。在圖1中，符號NP表示層疊板的中性面。此處，將中性面NP與基準面SP的距離作為中性面位置[NP]。中性面位置[NP]可利用下述式（i）而算出。 [數1]   [NP]=Σ_i=1 ⁿ E_i B_i h_i t_i /Σ_i=1 ⁿ E_i B_i t_i …（i）

此處，Ei是構成第i層的材料的彈性模數。該彈性模數Ei與表示本實施方式中的“各層中的應力與應變的關係”的線圖中的初始線形部分的斜率對應。Bi是第i層的寬度，相當於圖1中所表示的寬度B。hi是第i層的中央面與基準面SP的距離。另外，所謂第i層的中央面是位於第i層的厚度方向的中央的假想面。ti是第i層的厚度。而且，記號“Σi=1ⁿ ”表示i為1至n的總和。

[等價彎曲剛度的計算] 作為層疊板整體的彎曲剛度的等價彎曲剛度[BR]可利用下述式（ii）而算出。 [數2]   [BR]=Σ_i=1 ⁿ B_i E_i (a_i ³ -b_i ³ )/3     …（ii）

此處，如圖1所示那樣，ai是第i層的上表面與中性面NP的距離、bi是第i層的下表面與中性面NP的距離。而且，在式（ii）中，Σi=1ⁿ BiEi(ai³ -bi³ )/3是BiEi(ai³ -bi³ )/3的值的i為1至n的總和。另外，與式（ii）相關聯，但關於第i層，Bi(ai³ -bi³ )/3一般是表示被稱為剖面二階矩的剖面的幾何學特性的參數。該第i層的剖面二階矩乘以第i層的彈性模數Ei的值是第i層的彎曲剛度。

[彎曲力矩的計算] 其次，計算層疊板的彎曲誘導力矩M。作為翹曲變形力矩的誘導因子，考慮殘餘應變變形、熱變形、濕度變形，由這些變形所誘導的誘導力矩M可利用如下式（iii）而算出。 [數3]   M=Σ_i=1 ⁿ E_i (ε_ri +α_i ΔT_i +β_i ΔH_i )(a_i ² -b_i ² )/2 …（iii）

此處，在式（iii）中，Σi=1nEi(εri+αiΔTi+βiΔHi)(ai² -bi² )/2是Ei(εri+αiΔTi+βiΔHi)(ai² -bi² )/2的值的i為1至n的總和。而且，εri是第i層的殘餘應變，αi是第i層的熱的線膨脹係數，ΔTi是第i層的溫度變化量，βi是第i層的濕膨脹係數，ΔHi是第i層的濕度變化量。

[曲率半徑的計算] 其次，計算層疊板的翹曲變形時的曲率半徑R。根據彎曲的基礎式，曲率半徑R可利用如下的式（iv）而算出。 [數4]   R=[BR]/M    …（iv）

此處，在誘導力矩為負值的情況下，自相反側取曲率半徑，將其狀態表示為-R。誘導力矩及曲率半徑的正負的符號與翹曲變形的朝向的關係如圖2所示。

[翹曲量的計算] 其次，計算層疊板翹曲變形時的翹曲量d。根據彎曲變形狀態的幾何學的考察，翹曲量d可利用如下的式（v）而算出。此處，式（v）中的L表示測量翹曲的有效長度。 [數5]   d=R｛1-cos（L/R）｝    …（v）

而且，本發明的聚醯亞胺層疊結構體可如上所述地適宜地用於獲得在包含第2聚醯亞胺層的樹脂基材上包含顯示部的顯示裝置。亦即，在聚醯亞胺層疊結構體中的第2聚醯亞胺層上形成規定的顯示部後，在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面進行分離即可。此處，即使支撐體起到在第2聚醯亞胺層側形成顯示部時的基座的作用，且在顯示部的製造過程中確保樹脂基材（第2聚醯亞胺層）的操作性或尺寸穩定性等，最終也會被除去而並不構成顯示裝置。而且，關於第1聚醯亞胺層，也同樣地並不最終地構成顯示裝置，即使透明性差也可以。通過利用此種聚醯亞胺層疊結構體，可在第2聚醯亞胺層上精度良好且確實地形成規定的顯示部，並且可獲得實現了薄型、輕量、柔性化的顯示裝置。

關於構成顯示裝置的顯示部，並無特別限制。例如在有機EL顯示裝置的情況下，代表性的是包含TFT、電極、發光層的有機EL元件等相當於顯示部。而且，在液晶顯示裝置的情況下，顯示部是TFT、驅動電路、視需要的彩色濾光片等。除了這些以外，包括如電子紙或MEMS顯示器等這樣的各種顯示裝置在內，現有的形成在玻璃基板上的各種功能層、且放映出規定視頻（動畫或圖像）所需的組件相當於顯示部。其中，例如在TFT的形成中一般需要400℃左右的退火步驟，本發明中的聚醯亞胺層疊結構體也具有可耐受此種退火步驟的耐熱性。

另外，本發明的聚醯亞胺層疊結構體可適宜地用於獲得在包含第2聚醯亞胺層的樹脂基材上包含透明導電層的觸控面板。亦即，在聚醯亞胺層疊結構體中的第2聚醯亞胺層上形成透明導電層後，在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面進行分離即可。通過利用此種聚醯亞胺層疊結構體，可與顯示裝置的情況同樣地獲得實現了薄型、輕量、柔性化的觸控面板。此處，形成觸控面板的透明導電層例如可列舉摻錫的氧化銦（tin-doped indium oxide，ITO）、SnO、ZnO、IZO。這些材料可通過在形成透明導電層時，在200℃以上進行熱處理而使電阻值變小，本發明的聚醯亞胺層疊結構體可耐受該高溫處理。 [發明的效果]

通過本發明可獲得翹曲的產生得到抑制，並且可自支撐體上所層疊的第1聚醯亞胺層及第2聚醯亞胺層將第2聚醯亞胺層分離的聚醯亞胺層疊結構體。因此，例如於獲得在包含第2聚醯亞胺層的樹脂基材上包含顯示部的顯示裝置方面而言，可在第2聚醯亞胺層上精度良好且確實地形成規定的顯示部，並且可實現顯示裝置的薄型、輕量、柔性化。

以下，基於實施例及比較例，對本發明加以具體的說明。另外，本發明並不限制於這些內容。 [實施例]

首先，表示下述所使用的簡化符號的含義與實施例等中的物性等的評價方法。 ·PMDA：均苯四甲酸二酐 ·BPDA：3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐 ·6FDA：2,2'-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐 ·m-EB：2,2'-二乙基-4,4'-二氨基聯苯 ·m-TB：2,2'-二甲基-4,4'-二氨基聯苯 ·BAPP：2,2'-雙(4-氨基苯氧基苯基)丙烷 ·DMAc：N,N-二甲基乙醯胺 ·TFMB：2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯苯

[透光率（%）] 利用U4000型分光光度計，求出聚醯亞胺膜（50 mm×50 mm）的波長500 nm的透光率的平均值。

[熱膨脹係數（CTE）] 一面利用熱機械分析（TMA）裝置對尺寸為3 mm×15 mm的聚醯亞胺膜施加5.0 g的負載，一面以一定的升溫速度（20℃/min）在30℃至260℃的溫度範圍內進行拉伸試驗，根據相對於溫度的聚醯亞胺膜的伸長量而測定熱膨脹係數（ppm/K）。

[彈性模數] 一面使用張力測定器對寬12.4 mm、長160 mm的聚醯亞胺膜施加10 kg的負載，一面以50 mm/min進行拉伸試驗，求出25℃的拉伸彈性模數（E'）。

[捲曲（翹曲）的測定] 在玻璃基板上形成第1聚醯亞胺層、第2聚醯亞胺層後，製作100 cm見方的層疊體。其次，使第2聚醯亞胺層面朝上，在23℃、50%RH下靜置24小時。在靜置後，測定層疊體的四角的高度，將其最大值作為翹曲。將不足5 mm的情況設為○，將5 mm以上的情況設為×。

[捲曲（翹曲）的計算] 使用前述的式（i）～式（v）而算出翹曲量d。此時的計算條件如下所示。亦即，關於所有的層，設為ΔT=340 K、β=0、ΔH=0、B=100 mm、L=100 mm，而且將玻璃基板的彈性模數設為E=80 GPa。

[厚度方向延遲] 使用J. A. Woollam日本公司製造的裝置M-2000V，求出第2聚醯亞胺層的厚度方向的延遲（厚度方向相位差：Rth）。

依照下述的合成例1～合成例8，製備用於形成實施例等的聚醯亞胺層疊結構體的第1聚醯亞胺層及第2聚醯亞胺層的樹脂溶液（聚醯胺酸溶液）。另外，將各聚醯胺酸溶液中的單體的質量組成匯總表示於表1中。

[合成例1] 在氮氣流下，在300 ml的可分離式燒瓶中一面攪拌一面使12.5178 g的m-EB溶解於176 g溶劑DMAc中。其次，在該溶液中加入11.4822 g的PMDA。使酸酐與二胺的莫耳比為1.0105。之後，在室溫下對溶液繼續攪拌5小時而進行聚合反應，保持一晝夜。繼而，獲得黏稠的無色的聚醯胺酸溶液，確認生成高聚合度的聚醯胺酸A。

[合成例2～合成例8] 將酸酐及二胺變更為表1中所示的質量組成，除此以外與合成例1同樣地進行而製備聚醯胺酸溶液，獲得聚醯胺酸（樹脂）B～聚醯胺酸（樹脂）H。

[表1]

[實施例1] 在所述合成例1中所得的聚醯胺酸溶液A中加入DMAc（溶劑），以黏度成為3000 cP的方式進行稀釋，然後使用旋塗機，以熱處理後的膜厚成為約15 μm的方式塗佈在尺寸為100 mm×100 mm、厚度為50 μm、CTE為3 ppm/K的玻璃基板上。繼而，以30分鐘自90℃升溫至360℃，在玻璃基板上形成100 mm×100 mm的第1聚醯亞胺層（聚醯亞胺A）。

其次，用DMAc（溶劑）將合成例2中所得的聚醯胺酸溶液B稀釋至黏度成為3000 cP後，以熱處理後的膜厚成為約5 μm的方式塗佈於第1聚醯亞胺層上，以30分鐘自90℃升溫至360℃，形成100 mm×100 mm的第2聚醯亞胺層（聚醯亞胺B），獲得實施例1的聚醯亞胺層疊結構體。

關於所得的聚醯亞胺層疊結構體，進行物性等各種評價。將結果表示於表2中。此處，關於該聚醯亞胺層疊結構體中的第1聚醯亞胺層（聚醯亞胺A）與第2聚醯亞胺層（聚醯亞胺B），為了測定各自的熱膨脹係數（CTE）、透光率、彈性模數、及延遲，另行對與上述相同的玻璃基板，以熱處理後的膜厚成為約15 μm的方式分別個別地塗佈合成例1及合成例2中所得的聚醯胺酸溶液，以30分鐘自90℃升溫至360℃，之後設為自玻璃基板剝離而所得的聚醯亞胺膜的狀態而進行測定。

[表2]

[實施例2] 關於所述實施例1中所得的聚醯亞胺層疊結構體，使用前述的式（i）～式（v）而算出翹曲量d。亦即，關於如表2所示那樣，將合成例1中所得的樹脂製成第1聚醯亞胺層，且將合成例2中所得的樹脂製成第2聚醯亞胺層的聚醯亞胺層疊結構體，進行模擬而通過計算求出翹曲量（捲曲）。結果如表2所示，通過本模擬而算出與實測值很好地一致的翹曲量。

[實施例3] 假設將所述合成例6中所得的樹脂F製成第1層聚醯亞胺層，且將合成例2中所得的樹脂B製成第2層聚醯亞胺層，除此以外與實施例1同樣地進行而形成聚醯亞胺層疊結構體的情況，通過模擬而算出翹曲量d。將結果表示於表2中。

[比較例1] 在所述合成例3中所得的聚醯胺酸溶液C中加入DMAc，以黏度成為3000 cP的方式進行稀釋，然後使用旋塗機，以熱處理後的膜厚成為約15 μm的方式塗佈在與實施例1相同的玻璃基板上。繼而，以30分鐘自90℃升溫至360℃，在玻璃基板上形成100 mm×100 mm的聚醯亞胺層，獲得比較例1的聚醯亞胺層疊結構體。

關於比較例1中所得的聚醯亞胺層疊結構體，與實施例1同樣地進行物性等各種評價。將結果表示於表2中。

[比較例2] 在所述合成例4中所得的聚醯胺酸溶液D中加入DMAc，以黏度成為3000 cP的方式進行稀釋，然後使用旋塗機，以熱處理後的膜厚成為約15 μm的方式塗佈在與實施例1相同的玻璃基板上。繼而，以30分鐘自90℃升溫至360℃，在玻璃基板上形成100 mm×100 mm的聚醯亞胺層，獲得比較例2的聚醯亞胺層疊結構體。

關於比較例2中所得的聚醯亞胺層疊結構體，與實施例1同樣地進行物性等各種評價。將結果表示於表2中。

[比較例3] 使用所述合成例5中所得的聚醯胺酸溶液E，除此以外與比較例2同樣地進行而獲得比較例3的聚醯亞胺層疊結構體，進行各種評價。將結果表示於表2中。

[比較例4] 使用所述合成例6中所得的聚醯胺酸溶液F，除此以外與比較例2同樣地進行而獲得比較例4的聚醯亞胺層疊結構體，進行各種評價。將結果表示於表2中。

[比較例5] 假設使用所述合成例2中所得的聚醯胺酸溶液B，除此以外與比較例1同樣地進行而形成聚醯亞胺層疊結構體的情況，通過模擬而算出翹曲量d。將其結果表示於表2中。

[比較例6] 假設將所述合成例7中所得的樹脂G製成第1聚醯亞胺層，將合成例2中所得的樹脂B製成第2聚醯亞胺層，除此以外與實施例1同樣地進行而形成聚醯亞胺層疊結構體的情況，通過模擬而算出翹曲量d。將其結果表示於表2中。

[比較例7] 假設將合成例8中所得的樹脂H製成第1聚醯亞胺層，將合成例2中所得的樹脂B製成第2聚醯亞胺層，除此以外與實施例1同樣地進行而形成聚醯亞胺層疊結構體的情況，通過模擬而算出翹曲量d。將其結果表示於表2中。

a_i‧‧‧第i層的上表面與中性面NP的距離b_i‧‧‧第i層的下表面與中性面NP的距離B‧‧‧層疊板的寬度h_i‧‧‧第i層的中央面與基準面SP的距離M‧‧‧誘導力矩NP‧‧‧中性面[NP]‧‧‧中性面位置R‧‧‧曲率半徑SP‧‧‧基準面t_i‧‧‧第i層的厚度

圖1是關於通過計算求出聚醯亞胺層疊結構體中的翹曲變形（翹曲量）時的中性面位置的計算方法，使用模型層疊板而進行說明的示意圖（剖面圖）。 圖2是關於模式層疊板中的誘導力矩及曲率半徑的正負的符號與翹曲變形的朝向的關係而進行說明的示意圖。

a_i‧‧‧第i層的上表面與中性面NP的距離

b_i‧‧‧第i層的下表面與中性面NP的距離

B‧‧‧層疊板的寬度

h_i‧‧‧第i層的中央面與基準面SP的距離

NP‧‧‧中性面

[NP]‧‧‧中性面位置

SP‧‧‧基準面

t_i‧‧‧第i層的厚度

Claims (11)

1. 一種聚醯亞胺層疊結構體，其特徵在於：其包含熱膨脹係數為1ppm/K~10ppm/K的支撐體；熱膨脹係數為-15ppm/K~4ppm/K、具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨脹係數且彈性模數為3GPa~11GPa的第1聚醯亞胺層；及熱膨脹係數為10ppm/K~80ppm/K、具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數且彈性模數為3GPa~5GPa的第2聚醯亞胺層，在支撐體上順次層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層，且在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面可分離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的聚醯亞胺層疊結構體，其中支撐體的厚度為0.05mm~1.0mm，第1聚醯亞胺層的厚度為1μm~50μm，第2聚醯亞胺層的厚度為1μm~30μm。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚醯亞胺層疊結構體，其中第1聚醯亞胺層及第2聚醯亞胺層分別是塗佈聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理而所得的層。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚醯亞胺層疊結構體，其中第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的剝離強度是1N/m~200N/m。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚醯亞胺層疊結構體，其中第1聚醯亞胺層包含具有下述通式(1)所表示的結構單元的聚醯亞胺；

   

   (式中，X是具有一個以上芳香族的4價有機基，R是碳數1~6的取代基)。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚醯亞胺層疊結構體，其中第2聚醯亞胺層包含具有下述通式(2)所表示的結構單元的聚醯亞胺；

   

   (式中，X為下述式(3)所表示的任一者)

   
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚醯亞胺層疊結構體，其中第2聚醯亞胺層的波長500nm的透射率為80%以上，且厚度方向的延遲為200nm以下。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的聚醯亞胺層疊結構體，其中用於在第2聚醯亞胺層上形成規定的顯示部後，在第1 聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面進行分離，獲得在含有第2聚醯亞胺層的樹脂基材上包含顯示部的顯示裝置。
9. 一種聚醯亞胺層疊結構體的製造方法，其特徵在於：在熱膨脹係數為1ppm/K~10ppm/K的支撐體上塗佈包含聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的第1樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理而形成熱膨脹係數為-15ppm/K~4ppm/K且彈性模數為3GPa~11GPa的第1聚醯亞胺層後，塗佈包含聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物的第2樹脂溶液並進行乾燥，進行加熱處理而形成熱膨脹係數為10ppm/K~80ppm/K且彈性模數為3GPa~5GPa的第2聚醯亞胺層。
10. 一種顯示裝置，其是在樹脂基材上包含顯示部的顯示裝置，其特徵在於：包含熱膨脹係數為1ppm/K~10ppm/K的支撐體、熱膨脹係數為-15ppm/K~4ppm/K且具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨脹係數的第1聚醯亞胺層、及熱膨脹係數為10ppm/K~80ppm/K且具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層，將在支撐體上順次層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的聚醯亞胺層疊結構體的第2聚醯亞胺層上形成規定的顯示部後，在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面進行分離而所得的第2聚醯亞胺層作為樹脂基材，所述樹脂基材的熱膨脹係數為10ppm/K~80ppm/K，且厚度方向的延遲為200nm以下。
11. 一種觸控面板，其是在樹脂基材上包含透明導電層的觸控面板，其特徵在於：包含熱膨脹係數為1ppm/K~10ppm/K的支撐體、熱膨脹係數為-15ppm/K~4ppm/K且具有支撐體的熱膨脹係數以下的熱膨 脹係數的第1聚醯亞胺層、及熱膨脹係數為10ppm/K~80ppm/K且具有支撐體的熱膨脹係數以上的熱膨脹係數的第2聚醯亞胺層，將在支撐體上順次層疊有第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的聚醯亞胺層疊結構體的第2聚醯亞胺層上形成透明導電層後，在第1聚醯亞胺層與第2聚醯亞胺層的界面進行分離而所得的第2聚醯亞胺層作為樹脂基材，所述樹脂基材的熱膨脹係數為10ppm/K~80ppm/K，且厚度方向的延遲為200nm以下。

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