聚酰亚胺材料在柔性电子、4D打印、电磁屏蔽的最新研究进展

 

关键词：TIM热界面材料，聚酰亚胺，热导率，导热填料，复合材料

摘要：在电子器件高度薄型化、多功能化和集成化的时代，会不可避免地导致复合材料内部的热量积累，严重影响设备的稳定运行和使用寿命，如何实现电介质材料快速且高效的导热散热已成为影响电子设备发展的关键问题。传统聚酰亚胺本征导热系数较低，限制了在电气设备、智能电网等领域中的应用，发展新型高导热聚酰亚胺电介质薄膜材料成为国内外研究重点。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。上世纪60年代，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（problem solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

 

01 聚酰亚胺PIの简介

聚酰亚胺（Polyimide，有时简写为PI），是指主链上含有酰亚胺环（-CO-N-CO-）的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温达400°C以上 ，长期使用温度范围-200～300°C，部分无明显熔点，高绝缘性能，103 Hz下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘。聚酰亚胺不仅具有耐热、耐低温、耐辐射、阻燃和无毒的特性，而且具备优异的机械性能、尺寸稳定性、化学稳定性和生物相容性等优点，在航空、航天、电工、微电子、通讯、建筑、汽车、分离膜、纳米和激光等尖端技术领域得到广泛的应用，受到了研究者的广泛关注。图1 聚酰亚胺结构简式

 

02 聚酰亚胺PIの分类

聚酰亚胺材料分为热固型和热塑型两种树脂。制备热塑型聚酰亚胺首先形成聚酰亚胺酸溶液，其次利用二酐和二胺通过缩合反应生成一个酰胺键，保持一个羧酸，通过退火等手段让酰胺键在和羧酸基团脱水生成聚酰亚胺。由于热塑型聚酰亚胺材料不易加工，所以人们将精力转向易加工、耐高温、轻便、绝缘的热固型树脂的研究，已广泛应用在航空航天和电工电子等领域。

 

03 聚酰亚胺PI材料の合成

目前合成聚酰亚胺的方法有熔融缩聚法、溶液缩聚法、界面缩聚法等。

 

04 聚酰亚胺PIの特征

聚酰亚胺最突出的特性是耐热性能，芳香型聚酰亚胺具有的特殊刚性结构。聚酰亚胺材料具有良好的耐超低温特性，在液氮中仍能保持机械强度，不发生脆裂。聚酰亚胺具有极低的热膨胀系数，与金属的热膨胀系数接近，应用于柔性印刷电路板的制造。良好的介电及绝缘性能为封装材料、绝缘材料的应用提供保障；良好的耐辐射性能，虽经受快电子辐照后，其强度仍能保持到原来的90%；良好的化学稳定性，不耐强酸和卤素，对稀酸有较强的耐水解性能，对氧化剂、还原剂的稳定性较高，特别是在高温下，其稳定性尤为突出；不耐水解，尤其是碱性水解；良好的阻燃性，不能自燃或助燃，发烟率极低，常应用于阻热剂及阻燃剂。聚酰亚胺无毒，具有很好的生物相容性，可用来制造餐具和医疗器具。

 

05 聚酰亚胺PI材料の应用

由于聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点，在众多的聚合物中，很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面，而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。

1、薄膜：是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板。

2. 涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高温涂料使用。

3.先进复合材料：用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一。例如美国的超音速客机计划所设计的速度为2.4M，飞行时表面温度为177℃，要求使用寿命为60000h，据报道已确定50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料，每架飞机的用量约为30t。

4.纤维：弹性模量仅次于碳纤维，作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。

5.泡沫塑料：用作耐高温隔热材料。

6. 工程塑料：有热固性也有热塑型，热塑型可以模压成型也可以用注射成型或传递模塑。主要用于润滑、密封、绝缘及结构材料。广成聚酰亚胺材料已开始应用在压缩机旋片、活塞环及特种泵密封等机械部件上。

7.胶粘剂：用作高温结构胶。广成聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产。

8.分离膜：用于各种气体对，如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离，从空气烃类原料气及醇类中脱除水分。也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能，在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。

9.光刻胶：有负性胶和正性胶，分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜，可大大简化加工工序。

10. 在微电子器件中的应用：用作介电层进行层间绝缘，作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响，还可以对a-粒子起屏蔽作用，减少或消除器件的软误差（soft error）。

11. 液晶显示用的取向排列剂：聚酰亚胺在TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方面都占有十分重要的地位。

12. 电-光材料：用作无源或有源波导材料光学开关材料等，含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明，以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。

13.湿敏材料：利用其吸湿线性膨胀的原理可以用来制作湿度传感器。

 

06 聚酰亚胺PIの最新研究进展

（1）《Organic Electronics 》：聚酰亚胺基柔性压力传感器压力传感器是柔性智能电子设备的重要组成部分，不仅需要具有高灵敏度，而且还需要具有较大的量程范围、较低的最小检测极限等。对于电容式压力传感器，通常包括顶部与底部的两个柔性电极，以及二者之间的柔性电介质。为实现更大电容变化、更高灵敏度，高性能介电层的选择和设计至关重要。近期，厦门大学吴德志教授研究团队采用静电纺丝制备的聚酰亚胺（PI）纳米纤维膜，作为电容式压力传感器的介电层材料，制备了具有高灵敏度的柔性电容式压力传感器，以及典型的4×4传感器阵列。他们系统对比了PI纳米纤维膜、商用PI膜和PDMS膜的性能，并考察了不同厚度（53~150μm）PI纳米纤维膜的影响以进一步优化介电层。研究结果表明，以PI纳米纤维膜作为介电层，有效改善了传感器的灵敏度、检测极限和响应速度。所制备的传感器阵列在较宽的量程范围（0~1.388MPa）内表现出高的灵敏度。当压力为3.5~4.1Pa和4.1~13.9Pa时，灵敏度分别为2.204kPa-1和0.721kPa-1。此外，所制备的电容式传感器还具有较低的检测极限，可低至3.5Pa，并具有良好的循环稳定性，可超过1×104次循环。通过与柔性电路（FPC）检测板配合使用，所制备的4×4传感器阵列能够精确感应施加力的大小及位置，并可同时显示在Labview屏幕上。根据元件的动态电容变化，还可轻松识别物体的滑动。图2.四针远场静电纺丝装置示意图图3.电容式压力传感器测试平台（2）《ACS Applied Materials & Interfaces 》：基于导电形状记忆聚酰亚胺的有源和可变形有机电子设备智能、可变形且透明的电极是柔性光电设备的重要组成部分。哈尔滨工业大学冷劲松教授研究团队提出了一种制造高度透明、光滑且导电的形状记忆聚酰亚胺杂化物的新颖方法。具有高光学透明度和高耐热性的无色形状记忆聚酰亚胺（CSMPI）首次用作柔性电子设备的基板。首先通过自裂化模板和溶液涂层制造嵌入CSMPI（BMG/CSMPI）的混合（Au/Ag）金属栅电极，其优点包括超光滑的表面，优异的机械柔韧性和耐久性，强大的表面附着力和独特的嵌入式混合结构，具有出色的化学稳定性。所制得的具有形状记忆效应的基于BMG/CSMPI的白色聚合物发光二极管（WPLED）具有活动性和可变形性，并根据其可变的刚度特性从2D器件转换为3D器件。变形的3D设备在加热后可以主动恢复到原始形状。使用形状记忆聚合物制造的超薄且灵活的3D光电器件促进了未来高级光电应用的发展。图4.嵌入无色形状记忆聚酰亚胺中的混合（Au / Ag）金属网格的制备示意图图5.（a）喷有水性裂纹涂料的花瓶照片；玻璃基板上BMG4裂纹模板的照片（b）；光学显微镜图像（c）和激光共聚焦显微镜照片（d）；玻璃基板上金属网格的照片（e）和光学显微镜图像（f）； 嵌入无色形状记忆聚酰亚胺中的金属栅格的照片（g）和光学显微镜图像（h）（3）《Polymer》：柔性显示基板用耐高温聚酰亚胺为了获得用于柔性显示基板的耐高温聚合物，东华大学陈春海研究员团队针对聚苯并咪唑酰亚胺(PBII)中的咪唑功能基团进行N-甲基化，期望在解决吸水率过高问题时，进一步改善与刚性二酐PMDA所制备薄膜的柔韧性。研究人员基于传统苯并咪唑二胺PABZ的两个N-甲基取代位点，合成了两种新的N-甲基化咪唑二胺单体（p-MePABZ和m-MePABZ），并进一步采用二酐BPDA、PMDA通过热酰亚胺化法制备了系列PBII薄膜。未N-甲基化的PABZ-BPDA具有很高的吸水率，为5.9%左右；相比之下，咪唑二胺经N-甲基化后，吸水率明显降低，并且m-MePABZ-BPDA由于具有更为紧密的分子堆积，因而具有比p-MePABZ-BPDA更低的吸水率，二者的吸水率分别为0.9%和1.3%。此外，m-MePABZ-PMDA的吸水率为1.1%，略高于m-MePABZ-BPDA，但相对PABZ系列已经显著降低。这些数据为通过掺入N-甲基开发高性能PBII提供了有用的指导。图6.基于BPDA的PBII（粉末配置）的WAXD曲线图7. PBII膜的TGA曲线图8. PBII膜的DMA曲线（4）《Materials & Design》：4D形状记忆聚酰亚胺油墨的双方法成型热固型形状记忆聚酰亚胺（TPI）广泛用于高温智能设备领域。但是，聚酰亚胺的最新成型限制了二维膜形式的发展。对此，中国科学院兰州化学物理研究所张新瑞教授研究团队合成了一种新颖的形状记忆聚酰亚胺（SMPI）墨水，该墨水可用于数字光处理和3D挤压成型打印。通过紫外线引发的自由基聚合，可以快速固化3D定制聚酰亚胺油墨。3D打印的PI表现出出色的形状记忆性能，Rf为99.8％，Rr为98.3％，因此成功制备了4D打印PI。3D打印飞机，超声波马达和宝塔可以主动恢复胶片的折叠，扩展组合压缩以及垂直变形到其永久形状，表现出出色的4D打印性能。此外，SMPI可用于挤出成型以印刷薄膜，残余应力引起自折叠，然后应用矢量模型表征挤出板的转变。为了开发挤出4D聚酰亚胺的应用多样性，设计了自折叠盒和刺激响应式抓爪，抓爪能够将钢球提起的重量比其自身重15倍。因此，SMPI将有利于扩展SMPI的应用范围。图9.（a）SMPI网络准备方案；（b）3D打印和挤出成型过程的示意图与传统的EMI屏蔽用聚合物材料（例如聚苯乙烯、聚氨酯）相比，采用PI制备的复合气凝胶材料具有优异的机械强度、更高热稳定性等优点。该研究提供了一种简便、环保的制备复合气凝胶的方法，有望获得具有各向异性EMI屏蔽性能的轻质材料。
图10.PI /石墨烯复合气凝胶的制备图11. PI /石墨烯复合气凝胶在9.6 GHz下的SET，SEA和SER的对比：（a）垂直方向；（b）水平方向参考文献 略~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 

 

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具有超低介电常数和增强机械性能的微支化交联氟化聚酰亚胺的构建

文献链接：https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2022.12

摘要

在大规模集成电路开发中，对作为绝缘夹层的低介电材料有很大的需求。然而，在保持优异的热稳定性和机械性能的同时，降低聚合物的介电常数仍然是一个巨大的挑战。本文通过引入不同量的1，3，5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)成功制备了具有微支化交联结构的含氟聚酰亚胺(PIs ),以获得超低介电常数。结果表明，含2mmolTAPB的PI薄膜在1MHz下具有最低的介电常数(2.47)和介电损耗(0.008)，这是由于氟原子和微支化交联结构不仅降低了分子极化率，而且增加了自由体积分数。此外，含有2mmol TAPB的PI膜具有最高的拉伸强度106.02MPa，断裂伸长率为15.1%，这是因为TAPB的存在有效地促进了PI分子链之间的连接，从而抑制了分子的流动性。TAPB的引入还提高了PI薄膜的热稳定性和紫外光屏蔽性能。该方法为电子工业用超低介电常数PIs的研制铺平了道路。
 

关键词:聚酰亚胺，微支化，交联，介电常数，力学性能

介绍

随着第五代(5G)移动通信时代的快速到来，大规模集成电路的快速发展对层间介质的高性能提出了迫切的需求。然而，阻容时延、线间串扰噪声和器件功耗已成为集成电路发展的主要瓶颈。因此，对具有良好的耐热性、低吸水性、微电子学力学性能优良的绝缘夹层等低介电质材料的需求很大。然而，传统的芳香族聚酰亚胺(PIs)的介电常数一般在3.0-3.6之间，难以满足下一代层间电介质的要求。
 

最近，在PIs中引入交联结构受到了广泛的关注，因为这种方法可以同时降低介电常数和保持综合性能。与纯PI相比，PI/TAPOB杂化膜从3.42降低到3.12 (10MHz)，这是因为诱导的微支化交联结构可以带来更高的分子链自由体积。此外，聚酰亚胺中微支化结构的存在还可以增加聚酰亚胺链的刚性，从而提高聚酰亚胺薄膜的抗变形能力。Song等人发现PI膜的接触角值增加，表明由于交联网络的存在，PI膜的表面变得更加疏水。

本文以1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-R)、4,4'-(9-芴亚基)二苯胺(BAFL)为二胺单体，4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)和2,2-双(4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基)丙烷二酐(BPADA)作为二酐单体，共聚了一种新型氟化聚酰亚胺。此外，使用交联剂1，3，5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)赋予所制备的PIs微支化结构。含氟基团和微支化结构的结合有望有效降低PIs的介电常数并提高其力学性能。系统讨论了TAPB含量对热稳定性、疏水性、介电性能和力学性能的影响。

实验部分01

材料

4,4'-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐（6FDA）、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-R)、4，4′-(9-亚芴基)二苯胺(BAFL)、2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)和1，3，5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc，99.5%)。在制备之前，将四种单体干燥以除去水分，并将DMAc脱水并储存在密封容器中以备后用。
 

02

交叉状聚酰亚胺的合成

首先，在氮气保护下，将计算好的两种二胺(BAFL和TPE-R)和适量的DMAc加入到三口烧瓶中，在室温下机械搅拌溶解。在二胺完全溶解后，将三颈烧瓶移至冰水混合浴中；将BPADA和6FDA引入到三颈烧瓶中，并加入到适量的DMAc溶剂中，使溶液的固体含量为15wt%。反应4h后，向三颈烧瓶中加入一定量的TAPB，并保持搅拌1h。

完成时，溶液变得更粘。除去胶中的气泡后，使用薄膜涂布机将所得胶涂布在玻璃板上，然后将玻璃板放入烘箱中进行热亚胺化。热亚胺化加热程序如下：80℃2h，100℃1h，150℃1h，200℃1h，250℃1h，300℃1h。热酰亚胺化加热程序完成后，将玻璃板放入温水中去除薄膜，干燥PI/TAPB复合薄膜。制备的PIs的配方如表1所示。

表1.聚酰亚胺的配方和物理性能。

结果和讨论

具有微支化结构的含氟共聚物聚酰亚胺的合成路线如图1所示。采用两种二胺(BAFL和TPE-R)和两种二酐(BPADA和6FDA)在氮气保护下共聚合成了季氟聚酰亚胺。然后，将TAPB作为交联剂加入到PAA溶液中以形成支化交联PI。图1显示了获得的各种类型的PI。

图1.具有微支化交联结构的含氟聚酰亚胺的合成路线。

01

热性能

表2.聚酰亚胺的热性能。

聚酰亚胺薄膜的热重分析曲线如图2c所示。相应的TGA数据，包括对应于5wt%重量损失(T5)的温度、对应于最大重量损失速率(Tp)的峰值温度以及800°C下的炭残留物，如表2所示。可以清楚地观察到，所有PIs的T5值都高于527 ℃,并且在引入TAPB后Tp显示出略微增加。此外，PI薄膜在800°C时的残留率均高于60%。上述结果表明，PI薄膜具有优异的热稳定性，支化交联结构对其热稳定性影响不大。DSC分析表明，PIs的玻璃化转变温度(Tg)随着TAPB含量从0增加到4mmol而增加。如图2d所示，所有聚酰亚胺都表现出超高的Tg(313℃)，这表明聚酰亚胺具有优异的热稳定性。然而，与纯PI相比，随着TAPB含量的增加，Tg略有下降。可以推测，TAPB的引入扩大了分子间的距离，改善了PIs分子链的柔性，导致Tg略有降低。

图2.(a) ATR-FTIR光谱，(b) XRD图，(c) TGA曲线，和(d)PIs的DSC加热曲线。

02

疏水性能

通过水的接触角测量了PI薄膜的疏水性。如图3所示，纯聚酰亚胺的接触角约为87.0°，这是由于氟原子的引入降低了材料的表面能，改善了聚酰亚胺的疏水性。与纯聚酰亚胺相比，含TAPB的聚酰亚胺的接触角从72.9增加到95.1，然后略有下降。接触角的增加表明膜的疏水性得到改善，这有利于降低吸湿率，从而使膜在使用环境中具有长期稳定性。这是因为TAPB的一定含量促进了交联网络的形成，从而减少了分子和水之间的距离，防止了水进入分子链。然而，过量加入TAPB会导致氨基反应不完全，从而降低膜的疏水性。因此，含氟基团和交联结构有助于提高PIs的疏水性。

图3.表面上的水接触角(插页是接触角图像)。

03

透射率

聚酰亚胺薄膜的紫外-可见光(UV-Vis)光谱如图4所示。从图4的曲线可以看出，在350-800nm波长范围内，随着TAPB含量的增加，纳米复合薄膜的透光率逐渐降低。添加2wt%的TAPB，PI-2薄膜可以吸收全部波段的紫外光。此外，在600nm的光波长下，PI膜的透射率从87.2%下降到68.4%。图1中聚酰亚胺薄膜的照片显示，随着TAPB含量的增加，五种聚酰亚胺薄膜的颜色变深。这是因为电荷从电子供体(二胺)转移到电子分受体(二酐)，导致分子间电荷转移复合物(CTC)的形成。在PI-0的情况下，三氟甲基的存在具有强烈的空间位阻和电子吸收效应，抑制了分子间CTC的形成。然而，TAPB的引入会提高聚酰亚胺薄膜对可见光的吸收，因为TAPB具有富电子的二胺基团和很强的给电子能力，从而产生更强的CTC效应。

图4.PI薄膜的紫外-可见光谱是所制备的聚酰亚胺薄膜在600nm波长下的透射率。

04

介电常数

PI薄膜的介电常数(εr)和介电损耗(tanδ)在102–107Hz频率范围内的变化曲线见图5。值得注意的是，图 5a、5b中PI薄膜的介电常数因TAPB的引入而显著降低，介电损耗保持在较低水平。此外，由于大多数偶极子的取向在低频范围内可以跟随外加电场的变化速度，因此介电常数和介电损耗在低频时略有变化。随着频率的增加，偶极子的取向很难跟上外加场的变化，导致介电常数降低，tanδ迅速增加。如图5c所示，PIs的介电常数在1MHz下TAPB含量为0.2mmol时达到最低值，然后随着TAPB的进一步添加而增加。与纯PI相比，PI-2的介电常数在1MHz 时从3.13降低到2.47，介电损耗降低了10.3%。

图5.(a)介电常数，(b)作为PIs频率的函数的介电损耗，以及(c)在1MHz下具有不同TAPB含量的介电常数和损耗。
 

 

图7显示了PI薄膜的拉伸强度和断裂伸长率随TAPB含量的增加而变化。PI薄膜的抗拉强度呈现先增大后减小的趋势。与PI-0相比，PI-2薄膜的抗拉强度从85.71提高到106.02MPa，表明TAPB对PI抗拉强度的影响。这样的改善归因于TAPB的加入可以有效地促进PI分子链之间的连接，导致分子链之间不能相对滑动，从而使PI结构更加致密。然而，当TAPB的加入量超过2mmol时，拉伸强度显示出下降的趋势，因为过量的交联网络链倾向于将应力集中在局部网络链上，导致有效网络链的数量显著减少。此外，由于形成了交联结构，PI膜的断裂伸长率随着TAPB的增加而降低，导致PI链的刚性增加。

图7.聚酰亚胺薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。

结论

本文以TPE-R、BAFL、6FDA和BPADA为结构单元，以TAPB为交联单体和支化中心，合成了一系列支化微交联PI共聚物膜。热稳定性、疏水性能、介电性能和力学性能的变化依赖于PI分子链中支链结构的含量，而支链微交联结构可以通过添加不同含量的TAPB来控制。结果表明，聚酰亚胺的热稳定性保持在较高的水平，T5高于527℃。此外，随着TAPB含量增加到3mmol，聚酰亚胺薄膜与TAPB的接触角从72.9°增加到95.1°。PI薄膜对紫外光的吸收能力随着TAPB含量的增加而提高。此外，TAPB的引入显著降低了PI薄膜的介电常数，介电损耗也保持在较低水平。在0.2mmol TAPB下，PI薄膜在1MHz下达到其最低介电常数值(2.47)，并且介电损耗显示出10.3%的降低。这归因于适量的TAPB的引入，可以扩大分子链之间的空间，同时有效地限制偶极子的取向，从而降低分子极化率，这也导致介电常数的降低。与PI-0相比，PI-2薄膜的抗拉强度从85.71提高到106.02MPa，这归因于TAPB的加入有效促进了PI分子链之间的连接，防止了链之间的相对滑动。

文献来源：Express Polymer Letters Vol.16, No.2 (2022) 142–151

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摘要

本公开涉及聚酰亚胺成膜组合物、制备其薄膜的方法及其用途。根据本发明，提供了一种具有各向同性的优异性能和抗散射性，具有优异的弯曲性且而不会劣化无色和透明的光学性能的聚酰亚胺薄膜。该聚酰亚胺薄膜可以有效地用于各种柔性显示装置。

专利权内容

1、提供可满足高级盖窗所需性能的聚酰亚胺成膜组合物、其制备方法及其用途。

2、提供可同时实现低黄度指数、低雾度和室温稳定性的聚酰亚胺膜，以及包括该聚酰亚胺膜的层压材料。

3、提供一种制备用于实现上述物理性能的聚酰亚胺成膜组合物的方法，以及一种生产聚酰亚胺膜的方法。

4、提供了一种用于显示装置的覆盖窗，包括聚酰亚胺膜和包括聚酰亚胺膜的柔性显示面板。

5、提供一种代替钢化玻璃等使用的盖窗，以及一种包括该盖窗的柔性显示面板。

6、聚酰亚胺成膜组合物包含：聚酰胺酸或聚酰亚胺，包括衍生自芳族二胺和二酐的单元；酰胺基溶剂；和烃基溶剂，其中所述聚酰亚胺成膜组合物满足以下关系式1:

 

 

其中，VPI是聚酰亚胺成膜的粘度，当固体含量相对于聚酰亚胺成膜组合物的总重量为20wt%时的组合物，并且粘度是在25℃下用Brookfield旋转粘度计使用52Z转轴基于80%的扭矩和2min的时间测量的粘度(单位:cp)。这里，固体可以是聚酰胺酸或聚酰亚胺。

虽然不希望被某种理论所束缚，但是满足这些条件的聚酰亚胺成膜组合物可以抑制涂层(即聚酰亚胺膜)的堆积密度，并且可以使膜无定形化，从而导致光学性能的改善。

因此，可提供满足光学性能的聚酰亚胺膜，其中黄色指数为2.5或更小，雾度为0.1或更小。

 

制备方法

聚酰亚胺成膜组合物的制备方法

通过使芳族二胺与二酐在基于酰胺的溶剂中反应来制备聚酰胺酸；并且另外添加烃基溶剂并使其反应，从而满足关系式1。

聚酰亚胺膜的制备方法

将聚酰亚胺成膜组合物施加到基材上；以及通过干燥和加热聚酰亚胺成膜组合物来固化聚酰亚胺成膜组合物。

在另一个总的方面，提供了通过将聚酰亚胺成膜组合物涂布到基材上，然后固化聚酰亚胺成膜组合物获得的聚酰亚胺膜，和包括聚酰亚胺膜的层压材料。

发明亮点

1、根据本发明，通过抑制聚酰胺酸和混合溶剂之间的相互作用，可显著降低固化过程中的分子间堆积密度。因此，可以提供一种聚酰亚胺膜，其具有优异的光学性能和改善的粘合性，而不损害无色和透明的性能。此外，聚酰亚胺膜是柔性的并且具有优异的可弯曲性，因此可以应用于柔性显示装置的盖窗。

2、根据本发明，有效地控制了分子间相互作用，这是聚酰亚胺膜的缺点，使得聚酰亚胺膜可具有优异的粘附性，并可表现出与根据相关技术的聚酰亚胺膜相当的光学性质。因此，当聚酰亚胺膜用作显示面板的覆盖窗时，可有效地抑制引起可见度问题的mura现象，尤其是由相位差引起的彩虹mura。结果，可以增强包括聚酰亚胺膜的显示面板的可靠性。

Applicants :
 

SK Innovation Co. , Ltd. , Seoul ( KR ) ;

SK ie technology Co. , Ltd. , Seoul ( KR )

Inventors :

Cheol Min Yun , Daejeon ( KR ) ;

Hye Jin Park , Daejeon ( KR ) ;

Hyun Joo Song , Daejeon ( KR )

Pub.No.:US 2022/0251415 A1

翻译：王超悦

 

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