層壓材料和包含使用所述層壓材料制備的基底的元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種層壓材料及一種使用所述層壓材料制備的器件。所述層壓材料包含在載體基底和第二聚酰亞胺樹脂層之間的第一聚酰亞胺樹脂層，其中在100至200℃的溫度下第一聚酰亞胺樹脂層的熱膨脹系數(shù)(CTE)等于或低于第二基于聚酰亞胺的樹脂層的CTE，且對(duì)所述層壓材料施加不會(huì)在第一聚酰亞胺樹脂層中引起化學(xué)變化的物理刺激時(shí)，第一聚酰亞胺樹脂層對(duì)第二聚酰亞胺樹脂層的粘合強(qiáng)度降低。根據(jù)本發(fā)明，所述柔性基底能夠輕易地與所述載體基底分離而不需要其它處理例如激光或光照射。因此，所述層壓材料的使用有助于制備具有柔性基底的器件。所述器件可為例如柔性顯示器件。另外，所述器件可阻止由激光或光照射而導(dǎo)致的可靠性劣化及缺陷發(fā)生。這確保了器件的改進(jìn)特性及高可靠性。
【專利說(shuō)明】層壓材料和包含使用所述層壓材料制備的基底的元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包含柔性基底和載體基底的層壓材料（laminate)，其中所述柔性 基底易于與載體基底分離甚至無(wú)需其它處理（如激光或光照射），因此有助于制備具有柔 性基底的器件（如柔性顯示器件）。本發(fā)明還涉及包含使用所述層壓材料制備的基底的器 件。

【背景技術(shù)】
[0002] 基于易于制成大屏幕（largearea)且能夠降低其厚度和重量的平板顯示器 (FPDs)，顯示器件市場(chǎng)是快速變化的。所述平板顯示器包括液晶顯示器（LCDs)、有機(jī)發(fā)光顯 不器（OLEDs)和電泳器件（electrophoresisdevice)。
[0003] 根據(jù)最近為進(jìn)一步擴(kuò)展平板顯示器的應(yīng)用和用途而作出的努力，人們的注意力已 特別集中于所謂的柔性顯示器件上，其中已將柔性基底應(yīng)用于平板顯示器。特別考察了所 述柔性顯示器件基于移動(dòng)設(shè)備如智能電話的應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域正逐步擴(kuò)展。
[0004] 用于形成和處理顯示器件結(jié)構(gòu)（例如在塑料基底（TOP)上的薄膜晶體管（TFTs)) 的方法在制備柔性顯示器件中是非常重要的。然而，由于柔性顯示器件中所包含的柔性基 底的柔性，當(dāng)直接采用柔性塑料基底代替目前的玻璃器件基底以形成器件結(jié)構(gòu)時(shí)，加工仍 然存在許多問(wèn)題。
[0005] 具體而言，當(dāng)對(duì)柔性基底中所包含的薄膜玻璃施加沖擊時(shí)，其趨于易碎。由于這種 趨勢(shì)，用于制備顯示基底的方法是在將薄膜玻璃置于載體玻璃上的狀態(tài)下進(jìn)行的。圖1示 意性地顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備具有柔性基底的器件（例如柔性顯示器件）的方法。
[0006] 參考圖1，在載體基底1 (例如玻璃基底）上形成由合適的材料如非晶硅（a-Si)所 組成的犧牲層2,并在其上形成柔性基底3。其后，根據(jù)在玻璃基底上制備器件的常規(guī)方法， 在由載體基底1所支撐的柔性基底3上形成器件結(jié)構(gòu)（例如薄膜晶體管）。然后，用激光或 光照射載體基底1以破壞所述犧牲層2,并分離其上形成有器件結(jié)構(gòu)的柔性基底3,從而完 成具有柔性基底3的器件（例如柔性顯示器件）的制備。
[0007] 然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法，激光或光照射影響器件結(jié)構(gòu)，從而增加缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。 此外，需要用于激光或光照射的系統(tǒng)和分離方法，從而不利地使得總體的器件制備方法復(fù) 雜并顯著地增加制備成本。
[0008] 盡管沒有在圖1中顯示，由于犧牲層和柔性基底之間不足的粘附性，通常需要在 由a-Si組成的犧牲層2和柔性基底3之間形成額外的粘附層。這使得總體的方法更加復(fù) 雜且用于激光或光照射的條件更加苛刻，從而增加可不利地影響器件可靠性的風(fēng)險(xiǎn)。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011](專利文獻(xiàn)1)PCT國(guó)際公開第TO2000-066507號(hào)（公開于2000年11月9日）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 技術(shù)問(wèn)題
[0013] 本發(fā)明的目的是提供一種包含柔性基底和載體基底的層壓材料，其中所述柔性基 底易于與載體基底分離甚至無(wú)需其它處理（如激光或光照射），從而有助于制備具有柔性 基底的器件（例如柔性顯示器件），以及制備所述層壓材料的方法。
[0014] 本發(fā)明的又一目的是提供一種使用所述層壓材料制備的器件基底以及一種用于 制備器件基底的方法。
[0015] 本發(fā)明的另一目的是提供一種包含使用所述層壓材料制備的基底的器件。
[0016] 技術(shù)方案
[0017] 本發(fā)明一方面提供一種層壓材料，其包含：載體基底；設(shè)置在載體基底的至少一 個(gè)表面上的第一聚酰亞胺樹脂層及設(shè)置在第一聚酰亞胺樹脂層上的第二聚酰亞胺樹脂層； 其中在100至200°C的溫度下，第一聚酰亞胺樹脂層的熱膨脹系數(shù)（coefficientofthermal expansion,CTE)等于或低于第二聚酰亞胺樹脂層的CTE，且當(dāng)對(duì)層壓材料施加不在第一樹 脂層中引起化學(xué)變化的物理刺激時(shí)，第一樹脂層對(duì)第二樹脂層的粘合強(qiáng)度降低。
[0018] 第一聚酰亞胺樹脂層和第二聚酰亞胺樹脂層在100至200°C下的熱膨脹系數(shù)之差 可為60ppm/°C或更小。
[0019] 可施加物理刺激使層壓材料的橫截面暴露。
[0020] 在施加物理刺激前，第一聚酰亞胺樹脂層對(duì)第二聚酰亞胺樹脂層的粘合強(qiáng)度可為 至少lN/cm，但在施加物理刺激后，第一聚酰亞胺樹脂層對(duì)第二聚酰亞胺樹脂層的剝離強(qiáng)度 不大于0? 3N/cm。
[0021] 第一聚酰亞胺樹脂層可包含相似性得分（similarityscore)不大于0. 5的第一 聚酰亞胺樹脂，如通過(guò)公式1所計(jì)算的：
[0022] [公式 1]
[0023]相似性得分=afit(kiXLs二酐，i+k2XLs二胺，』）〇
[0024] 其中
[0025] Ls二酐，！= ExpH-k^XCoeffi] XV/。
[0026] Ls二胺'』=Exp[_k4XCoefTj] XVjy0
[0027]k〇 = 2. 00,
[0028] y0 = -1. 00,
[0029]k: = 206. 67,
[0030]k2 = 124. 78,
[0031]k3 = 3. 20,
[0032]k4 = 5. 90,
[0033]Coeffi和Coeffj是使用ADRIANA.Code(MolecularNetworksGmbH),分別從 作為聚酰亞胺的單體的二酐i和二胺j的結(jié)構(gòu)中計(jì)算出的分子的非球面度（molecular asphericity),
[0034] 和Vj是使用ADRIANA.Code(MolecularNetworksGmbH)，分別從作為單體的二 酐i和二胺j的結(jié)構(gòu)中計(jì)算出的McGowan體積（McGowanvolume),并且
[0035]如果exp (-4.0X|Coeffi-Coeffj|) +0? 08〈0. 90,則aFIT 為 1.〇;如果exp (-4.0X Coeffi-Coeff」|) +0? 08 彡 0? 90,則aFIT 為〇?1 至〇?95 的常數(shù)。
[0036] 當(dāng)酰亞胺化程度（imidizationdegree)被定義為施加包含聚酰胺酸樹脂的組 合物并在200°C或以上的溫度下酰亞胺化后，在IR光譜中的1350至1400CHT1或1550至 1650CHT1處所觀察到的CN譜帶的積分強(qiáng)度（integratedintensity)相對(duì)于將所述組合 物在500°C或以上的溫度下酰亞胺化后在相同波長(zhǎng)范圍內(nèi)所觀察到的CN譜帶的積分強(qiáng)度 (100%)的百分?jǐn)?shù)時(shí)，第一聚酰亞胺樹脂的酰亞胺化程度可為60%至99%。
[0037] 第一聚酰亞胺樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可為200°C或以上，分解溫度可為400°C或 以上。
[0038] 用于層壓材料的第一聚酰亞胺樹脂可通過(guò)在載體基底上施加包含聚酰亞胺樹脂 或其前體的組合物并使該組合物在等于或低于第二聚酰亞胺樹脂層的固化溫度〇至200°C 的溫度下固化而形成。
[0039] 第一聚酰亞胺樹脂層可包含通過(guò)使式1的芳族四羧酸二酐與具有線性結(jié)構(gòu)的芳 族二胺化合物反應(yīng)以制備聚酰胺酸，并使該聚酰胺酸在200°C或以上的溫度下固化而制備 的第一聚酰亞胺樹脂，
[0040][式1]
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種層壓材料，其包括： 載體基底； 設(shè)置在載體基底的至少一個(gè)表面上的第一聚酰亞胺樹脂層；及 設(shè)置在第一聚酰亞胺樹脂層上的第二聚酰亞胺樹脂層； 其中在100至200°C的溫度下，第一聚酰亞胺樹脂層的熱膨脹系數(shù)（CTE)等于或低于第 二聚酰亞胺樹脂層的CTE，且當(dāng)對(duì)層壓材料施加不在第一樹脂層中引起化學(xué)變化的物理刺 激時(shí)，第一樹脂層對(duì)第二樹脂層的粘合強(qiáng)度降低。
2. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第一聚酰亞胺樹脂層和第二聚酰亞胺樹脂層在100至 200°C溫度下的熱膨脹系數(shù)（CTE)之差為60ppm/°C或更小。
3. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中施加物理刺激使得層壓材料的橫截面暴露。
4. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中在施加物理刺激前，第一聚酰亞胺樹脂層對(duì)第二聚酰 亞胺樹脂層的粘合強(qiáng)度為至少lN/cm，且在施加物理刺激后，第一聚酰亞胺樹脂層對(duì)第二聚 酰亞胺樹脂層的剝離強(qiáng)度不大于〇. 3N/cm。
5. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第一聚酰亞胺樹脂的相似性得分不大于0. 5,其通過(guò)公 式1計(jì)算： [公式1] 相似性得分=afit(kiXLs二酐，i+k2XLs二胺，j)k。 其中 ，， Ls二酐,i = ExpE-k^XCoeffi] XV/q Ls二胺'』=Exp[-k4XCoeffj] XVjy0 k〇= 2. 00, y〇= -1. 00, & = 206. 67，k2 = 124. 78， k3 = 3. 20, k4 = 5. 90, Coeffi和Coeffj是使用ADRIANA.Code(MolecularNetworksGmbH)，分別從作為聚醜 亞胺的單體的二酐i和二胺j的結(jié)構(gòu)中計(jì)算出的分子非球面度， Vi和Vj是使用ADRIANA.Code(MolecularNetworksGmbH)，分別從作為單體的二酐i和二胺j的結(jié)構(gòu)中計(jì)算出的McGowan體積，并且 如果exp(-4. 0X|CoefTi-CoefT」|) +0? 08〈0. 90,則aFIT 為 1. 〇 ;如果exp(-4. 0X|Coef fi-Coeff」|) +0? 08 彡 0? 90,則aFIT為 〇? 1 至 〇? 95 的常數(shù)。
6. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中當(dāng)酰亞胺化程度被定義為施加包含聚酰胺酸樹脂的 組合物并在200°C或以上的溫度下酰亞胺化后在IR光譜中的1350至1400CHT1或1550至 1650CHT1處所觀察到的CN譜帶的積分強(qiáng)度相對(duì)于所述組合物在500°C或以上的溫度下酰亞 胺化后在相同波長(zhǎng)范圍內(nèi)所觀察到的CN譜帶的積分強(qiáng)度（100%)的百分?jǐn)?shù)時(shí)，第一聚酰亞 胺樹脂的酰亞胺化程度為60 %至99%。
7. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第一聚酰亞胺樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為200°C或以上。
8. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第一聚酰亞胺樹脂層是通過(guò)在載體基底上施加包含聚 酰亞胺樹脂或其前體的組合物并使該組合物在等于或低于第二聚酰亞胺樹脂層的固化溫 度0至200°C的溫度下固化而形成。
9. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第一聚酰亞胺樹脂層包含通過(guò)使式1的芳族四羧酸二 酐與具有線性結(jié)構(gòu)的芳族二胺化合物反應(yīng)以制備聚酰胺酸，并使該聚酰胺酸在200°C或以 上的溫度下固化而制備的第一聚酰亞胺樹脂， [式1]
其中，A為式2a或2b的四價(jià)芳族有機(jī)基團(tuán)： [式 2a]
其中為烷基或鹵代烷基，a為0至3的整數(shù)，且b為0至2的整數(shù)， [式 2b]
其中R12至R14各自獨(dú)立地為烷基或鹵代烷基，c和e各自獨(dú)立地為0至3 的整數(shù)，d為0至4的整數(shù)，且f?為0至3的整數(shù)。
10. 權(quán)利要求9的層壓材料，其中芳族二胺化合物由式4a或4b表示： [式 4a]
其中R21為Crk烷基或鹵代烷基，且1為0至4的整數(shù)， [式 4b]
其中R22和R23各自獨(dú)立地為Crk烷基或Crk鹵代烷基，X選自-o-、-cr24r25-、-c(= 0)_、_C( = 0) 0_、_C( = 0)NH_、_S_、_SO_、_S02_、_0[CH2CH20](j-、C6_C18 單環(huán)和多環(huán)環(huán)亞 烷基、c6-c18單環(huán)和多環(huán)亞芳基，及其組合，R24和R25各自獨(dú)立地選自氫原子、Ci-Q烷基和 Ci-Cw鹵代烷基，q為1或2的整數(shù)，m和n各自獨(dú)立地為0至4的整數(shù)，且p為0或1的整 數(shù)。
11. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第一聚酰亞胺樹脂層在100至200°C溫度下的熱膨脹 系數(shù)不高于30ppm/°C且其1%熱分解溫度（Tdl% )為450°C或以上。
12. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第一聚酰亞胺樹脂層的厚度為0.05至5pm。
13. 權(quán)利要求1的層壓材料，其中第二聚酰亞胺樹脂層包含酰亞胺化程度為50至99 % 且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為200°C或以上的第二聚酰亞胺樹脂。
14. 一種用于制備層壓材料的方法，其包括： 在載體基底的至少一個(gè)表面上形成包含第一聚酰亞胺樹脂的第一聚酰亞胺樹脂層；以 及 通過(guò)施加包含第二聚酰亞胺樹脂的前體的組合物并使該組合物固化而在第一聚酰亞 胺樹脂層上形成第二聚酰亞胺樹脂層； 其中在100至200°C的溫度下，第一聚酰亞胺樹脂層的熱膨脹系數(shù)（CTE)等于或低于第 二聚酰亞胺樹脂層的CTE，且第一樹脂層對(duì)第二樹脂層的粘合強(qiáng)度通過(guò)物理刺激而降低。
15. 權(quán)利要求14的方法，其中第一聚酰亞胺樹脂層是通過(guò)在載體基底的至少一個(gè)表面 上施加包含第一聚酰亞胺樹脂或其前體的組合物并使該組合物固化而形成。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中第一聚酰亞胺樹脂層的固化過(guò)程在200°C或以上的溫 度下進(jìn)行，第二聚酰亞胺樹脂層的固化過(guò)程在等于或高于第一聚酰亞胺樹脂層的固化溫度 0°C至200°C的溫度下進(jìn)行。
17. 權(quán)利要求15的方法，其還包括在形成第一或第二聚酰亞胺樹脂層的步驟后，將第 一或第二聚酰亞胺樹脂層在300°C或以上的溫度下熱處理1至30分鐘的步驟。
18. -種用于制備器件基底的方法，其包括： 在載體基底的至少一個(gè)表面上形成包含第一聚酰亞胺樹脂的第一聚酰亞胺樹脂層； 通過(guò)施加包含第二聚酰亞胺樹脂的前體的組合物并使該組合物固化而在第一聚酰亞 胺樹脂層上形成第二聚酰亞胺樹脂層以制備層壓材料； 對(duì)層壓材料施加物理刺激而不在第一聚酰亞胺樹脂層中引起化學(xué)變化；以及將第二聚 酰亞胺樹脂層與在載體基底上形成的第一聚酰亞胺樹脂層分離； 其中在100至200°C的溫度下，第一聚酰亞胺樹脂層的熱膨脹系數(shù)（CTE)等于或低于第 二聚酰亞胺樹脂層的CTE，且第一樹脂層對(duì)第二樹脂層的粘合強(qiáng)度通過(guò)物理刺激而降低。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中施加物理刺激使得層壓材料的橫截面暴露。
20. -種通過(guò)權(quán)利要求18的方法制備的器件基底。
21. -種用于制備器件的方法，其包括： 在載體基底的至少一個(gè)表面上形成包含第一聚酰亞胺樹脂的第一聚酰亞胺樹脂層； 通過(guò)施加包含第二聚酰亞胺樹脂的前體的組合物并使該組合物固化而在第一聚酰亞 胺樹脂層上形成第二聚酰亞胺樹脂層以制備層壓材料； 在層壓材料的柔性基底上形成器件結(jié)構(gòu)； 對(duì)其上形成有器件結(jié)構(gòu)的層壓材料施加物理刺激而不在第一聚酰亞胺樹脂層中引起 化學(xué)變化；以及將第二聚酰亞胺樹脂層與在載體基底上形成的第一聚酰亞胺樹脂層分離； 其中在100至200°C的溫度下，第一聚酰亞胺樹脂層的熱膨脹系數(shù)（CTE)等于或低于第 二聚酰亞胺樹脂層的CTE，且第一樹脂層對(duì)第二樹脂層的粘合強(qiáng)度通過(guò)物理刺激而降低。
22. -種通過(guò)權(quán)利要求21的方法制備的器件。
23. 權(quán)利要求22的器件，其中所述器件選自太陽(yáng)能電池、有機(jī)發(fā)光二極管照明器件、半 導(dǎo)體器件和顯示器件。
24.權(quán)利要求23的器件，其中所述顯示器件為柔性有機(jī)電致發(fā)光器件。
【文檔編號(hào)】B32B7/06GK104411487SQ201480001719
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】鄭惠元, 金璟晙, 金敬勛, 樸澯曉, 申寶羅, 李升燁, 樸姮娥, 李珍昊, 任美羅 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)