專利名稱：用于電子顯示應用的塑料基片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及塑料基片。尤其是，本發(fā)明涉及聚戊二酰亞胺作為基片用于電子顯示器應用的用途。
電子顯示器是用于電子呈現(xiàn)所產(chǎn)生的圖象和原文圖象的儀器。有許多不同類型的電子顯示器，許多已被發(fā)展。許多相類似類型的電子顯示器是液晶顯示器(“LCDs”)；陰極射線管(“CRTs”)；發(fā)光二極管系統(tǒng)(“LEDs”)；等離子體體顯示板(“PDP”)；場致發(fā)射顯示器(“FED”)；和場致發(fā)光(“EL”)顯示器。由于電子儀器越來越微型化，對袖珍儀器的要求日益提高。LCDs和EL顯示器特別用于這種袖珍電子儀器因為它們與其它顯示技術相比重量輕，能耗低。
基本LCD單元是由兩具有導電涂層的透明片制成的元件(在現(xiàn)有技術中稱作基片)，其中涂布的片材沿著邊緣用粘合劑元件密封材料使之夾在一起并填充液晶和隔離層。可以包括在液晶顯示元件中的附加部件包括，例如用于調整液晶流體的調整層，彩色填料涂層，活性電子器件例如薄膜晶體管和偏振濾片。EL顯示器一般包括至少一件有導電涂層的透明基片并使用場致發(fā)光熒光體作為圖象產(chǎn)生介質。用這些類型顯示器制造的電子儀器包括其它電子部件，例如驅動器，它們用于在電子顯示器上產(chǎn)生圖象。
用于顯示儀器的基片一般由光學品級的玻璃或石英制造，因為這些材料滿足光學透明性和平整度的要求，并且還因為這些材料具有良好的氣體和水分的阻擋性和良好的耐熱性和耐化學性。另一方面，玻璃和石英是脆性的易于斷裂，因此它們低于1mm厚度的薄片或薄膜的用途受到限制。
已經(jīng)建議用各種塑料作為替代的基片因為它們重量輕，可以成型為薄片或甚至薄膜，而且更耐斷裂。在顯示器制造過程中為了提供充分的熱穩(wěn)定性優(yōu)選高溫塑料(那些具有至少150℃(Tg的塑料)。這些材料包括，例如熱塑性樹脂如聚丙烯酸酯、聚砜、聚碳酸酯和聚酰亞胺。
US4802742(Ichikawa等人)敘述某些塑料，例如聚醚砜和聚碳酸酯作為LCDs的塑料基片的用途。聚醚砜具有220℃的Tg，因此優(yōu)選于其它塑料用作基片材料；然而這種樹脂具有淡黃色，因此在薄膜的應用中受到限制。聚碳酸酯比聚醚砜顏色淺且具有更高的白色光透光率，但是其Tg(150℃)太低不合需要，且具有相當高的應力-光學系數(shù)(造成較高的雙折射)。
用這些類型的塑料基片材料制成的電子顯示器已經(jīng)開發(fā)了大約20年，但是它們僅僅取得有限的商業(yè)成功這是因為所有這些塑料作為基片材料都有影響其性能的限制。這些限制包括不令人滿意的光學性能、平整度、耐溶劑性、耐熱性，和氣體阻擋性。一般使用涂層來改進塑料基片的某些不足。
EP770899A1(Paczkowski)揭示了一種雙面加工塑料基片作為液晶顯示器板的方法和復合材料，該復合材料在加工后可被分離以形成液晶元件的兩個面。此申請的焦點是在一方法中同時加工兩片塑料基片以使形成LCD元件側面的兩塊板之間的加工差別極小化。在此申請中除了有關材料的紫外線吸收以外沒有討論基片材料的選擇，也沒有討論ITO以外的基片的涂層。
還需要塑料基片材料具有良好的光學性能、平整度、耐溶劑性、耐熱性，和氣體阻擋性。
本發(fā)明致力于用于電子顯示器應用的塑料基片，包括25mm或更薄的聚戊二酰亞胺片材，其Tg至少為150℃；總的白色光透光率至少是88％，和不高于0.1％的收縮率。此基片進一步包括涂布在聚戊二酰亞胺片材上的諸任選層，諸層獨立地選自交聯(lián)的涂層、阻擋涂層，和透明的導電涂層。
本發(fā)明還致力于具有至少95％酰亞胺量和不高于1重量％酸量的聚戊二酰亞胺。


圖1A是典型的“過流”加工裝置的前視圖，圖1B是圖1A裝置的側視圖。
圖2是一簡圖，表示本發(fā)明電子板一個實施方案的剖面圖。
圖3是一簡圖，表示本發(fā)明電子板另一個實施方案的剖面圖。
在本說明中，以下的術語具有以下的定義，除非該內容按其它方式清楚地表明?！安ＡЩD變溫度”或“Tg”是窄溫度范圍的中點，聚合物通過該范圍從較硬和較脆狀態(tài)變?yōu)檩^軟和較粘(橡膠狀)。“塑料”指可形成片材的聚合物，例如熱塑性聚合物。術語“聚合物”和“塑料”在整個說明書中可交換使用，術語“聚戊二酰亞胺”和“酰亞胺化的丙烯酸”是可交換的?！捌摹敝傅氖蔷哂写蠹s25mm或稍小厚度的片材并趨向于包括“薄膜”(具有小于0.5mm厚度的片材)?！笆湛s”指的是不可逆轉的尺寸變化，這在薄片經(jīng)受加熱-冷卻循環(huán)時發(fā)生。術語“(甲基)”與“丙烯酸酯”的使用是指既包括甲基丙烯酸酯也包括丙烯酸酯。本說明書中使用以下縮寫cm=厘米；mm=毫米；nm=毫微米；μ=微米；=埃(10-10米)；g=克；meq/g=每克毫克當量；mL＝毫升；Pa=帕斯卡；kPa=千帕斯卡；Pa-s=帕斯卡-秒；sec=秒鐘；min=分鐘；hrs=小時；wt％=百分重量；UV=紫外線；IR=紅外線；PMMA=聚甲基丙烯酸甲酯；ITO=氧化銦錫。所有溫度都是℃除非另有說明；具體的范圍其兩端也包括在內，除非另有說明。
本發(fā)明的聚戊二酰亞胺包括在US4727117(Hallden-Abberton等人)，US4246374(Kopchik),US3284425(Schr de帶人)，和US5073606(Sasaki等人)中所描述的那些聚戊二酰亞胺。這些專利所揭示的制備聚戊二酰亞胺的內容在此引作參考。盡管在此沒有提供此反應的細節(jié)，然而所有這些制備聚戊二酰亞胺的方法都包括PMMA與胺的高溫反應。
本發(fā)明的聚戊二酰亞胺樹脂具有高Tg，在加工溫度具有高穩(wěn)定性，和高度光線透明性還形成具有低雙折射的片材和薄膜，這使之特別適于需要高使用溫度光學品級片材或薄膜的應用。
在制備本發(fā)明的聚戊二酰亞胺中，可通過提高反應時間或溫度來提高酰亞胺化程度。理論上，可以提高酰亞胺值至100％；然而，實際上當酰亞胺值接近100％時，該反應將明顯變慢且聚合物在達到完全酰亞胺化之前開始降解。
已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)如果聚戊二酰亞胺的酰亞胺化程度高于95％，所得的材料具有很高的Tg而透光率降低很小或沒有，具有很好的熱穩(wěn)定性，并且在加工過程中很少形成氣泡。
一般，當制備大約95％酰亞胺化值的聚酰亞胺時，留下的非酰亞胺類主要是甲基丙烯酸基或它們的胺鹽的形式；因此，例如，從CH3NH2和PMMA衍生的95％酰亞胺化值的聚酰亞胺實際上是大約95％酰亞胺類和5％酸類的共聚物(其中部分酸基可以是單，雙-或三-甲基丙烯酸甲銨酯鹽)。這些鹽的存在可以通過例如這些鹽與比胺強的堿(例如KOH或NaOH)的交換-中和反應來證實。在用KOH滴定的反應中釋放的胺然后可通過例如，氣相色譜儀來檢測。
現(xiàn)已出人意外地發(fā)現(xiàn)，在高的加工溫度甚至少量的酸和酸一胺鹽(大約0.3重量％)對片材質量可以有很大的有害影響，出現(xiàn)大的氣泡或形成收縮很難制備均勻的和無疵點的光學片材。
在理論上，通過提高酰亞胺化值至接近100％可以在聚酰亞胺聚合物中減少殘留的酸水平(此時剩余的酸基量應該是0％)，這樣殘留的酸和酸鹽量應該等于以下式1中所述的水平。由式1表示的方式表示在US3284425中所揭示的以及在US4246374或US5073606所預料的酸量(和由此的組合物)。
重量％酸基量=100-(重量％酰亞胺化量) 式1然而，酰亞胺化反應是接續(xù)逐步反應，從酸基中間產(chǎn)物開始至最終產(chǎn)物(其也包括退化重排反應從在中間的酰亞胺基除去截留的基)。該固有的接續(xù)反應的結果是當酸基量降低時，漸增的酰亞胺化量也降低(因為它需要此前體基繼續(xù)進行)，致使100％酰亞胺化量接近無限的反應時間，使其接近不能實行。另一實現(xiàn)100％酰亞胺化的限制是，當反應時間被延長時，溫度被升高，或兩者都有，聚合物將大量降解(大約99.7％酰亞胺化)。
相反，US4727117的方法具有通過轉換酸基至非反應基(“封端基”)獨立降低酰亞胺化量的酸量的能力。然而，在此出版物中，檢測不到很低酸量時高于95％的酰亞胺化量。因此，本發(fā)明首先披露95-99.7％酰亞胺化范圍的聚酰亞胺組合物，其具有殘留的酸和/或酸鹽水平，該水平低于式1中所述的范圍；也就是說，本發(fā)明揭示的組合物優(yōu)選滿足式2中所述的酸量/酰亞胺化量的相互關系。
(重量％酸基量＜100-(重量％酰亞胺化量) 式2更優(yōu)選的是，在95.0-99.7％的酰亞胺化量中殘留的酸量應該小于1.0重量％，且最優(yōu)選小于或等于0.3重量％酸量。
最后，應注意所測量的氮百分數(shù)(N％)常常用由以下式3所述的關系式測定重量％酰亞胺化
重量％酰亞胺化=100·(％N/K) 式3(式3中的系數(shù)K依據(jù)所用的胺改變。對于甲基胺K值是8.377％)。這假定所有的氮都是環(huán)酰亞胺的形式。然而，當存在胺酸鹽時，它們加入不以酰亞胺形式的氮。
以下的例子用于說明此問題。當根據(jù)US4246374的方法制備典型的高酰亞胺化樣品時，測量的氮量是8.307％，其預示著99.2重量％的％酰亞胺化量。然而，當?shù)味ù瞬牧蠒r，它顯示0.436meq/g的酸度。這符合以下的組合物96.3％酰亞胺，1.7％甲基丙烯酸，和2.0％甲基丙烯酸的一甲胺鹽(大約3.7％的復合酸基)。因此，可以容易地達到8.4％的％N水平并且仍然具有高于1重量％的殘留酸基。即使％N值可以因此導致稍微不確切的酰亞胺化水平，我們也維持預先確定的如從式3計算的％酰亞胺，因為大多數(shù)現(xiàn)有技術文獻已確定了這種方法。然而，當根據(jù)US4727117的方法制備和滴定類似于上例的另一種聚戊二酰亞胺時，測量到0.00-0.08重量％的殘留酸水平，以及8.11％的氮水平(96.8％酰亞胺，3.12-3.04％MMA,0.00-0.08％MAA)。此聚酰亞胺特別適于擠出為基本上沒有孔隙的光學品質片材，尤其是用以下所述的“過流”工藝方法。
在形成本發(fā)明的基片中所用的聚戊二酰亞胺材料可以用添加劑配制以提供優(yōu)越性能和傳統(tǒng)性質。這些添加劑包括，例如，抗氧化劑、紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑、熒光染料或吸收染料、抗靜電添加劑、脫模劑、填料和顆粒。對于特殊用途所用添加劑的類型和用量對于塑料領域的熟練人員是已知的，因此這里不再詳述。
本發(fā)明的光學品質聚戊二酰亞胺片材可以根據(jù)現(xiàn)有技術熟知人員已知的幾個方法中的任一個來制備，這些方法包括但不限于，溶劑流鑄，壓力成型，擠出，壓延和壓光，以及生產(chǎn)后拉伸或退火。制造本發(fā)明聚戊二酰亞胺片材的優(yōu)選方法是改性的擠出方法，它利用因形成熔融“料片”的過流，此料片當冷卻時是具有所希望性能(低雙折射、低收縮、良好的平整度和良好的光學透明性)的塑料片材。這種方法和裝置在與本申請同日申請的共同未決申請標題為“形成塑料片材的方法和裝置”中揭示。為便于參考，此方法在本發(fā)明中將稱作“過流”方法。
參見圖1A和1B，此處揭示了一種典型的用于“過流”方法的裝置。來自料源10的熔融聚合物通過料道12被傳送到過流模頭20，在此處料流穿過通到管道的管道引入到模頭20。當熔融聚合物被傳送到模頭20時其溫度通過使用加熱器15(在極接近于模頭20之處設置)而維持。當熔融聚合物注滿模頭開口時，其通過計量裝置，被壓出到模唇上，并從模頭20的一側流出。在模頭20的頂點，熔融聚合物從一側流出會聚形成熔融料片27的開端。熔融料片27由兩對槽式支撐面31,32,33和34在其邊緣掛模，該槽式支撐面從模頭20將熔融料片導出。當熔融料片27從模頭20導出時，料片的溫度逐漸落到該聚合物的玻璃化轉變溫度以下，并導致冷卻的片材40。
本發(fā)明的戊二酰亞胺基片(在此說明書中稱作“底片”)一般具有25mm或更小的厚度，在400mm長度上厚度變化10％或更小。優(yōu)選基片厚度是≤5mm，最優(yōu)選≤1mm。用于表征本發(fā)明底片的其它參數(shù)包括，例如，片材波痕，片材粗糙度，收縮和雙折射。
片材波痕和粗糙度可用觸針靠模測量。片材波痕(Wy)是在20mm樣品長度上用8mm長波長擋板過濾時，靠模內最大和最小值之間的差。對于本發(fā)明的底片，Wy應≤1.0μ，優(yōu)選≤0.2μ，最優(yōu)選≤0.05μ。
對于粗糙度的測量表面靠模用0.08mm的Gaussian長波長擋板和0.0025mm的短波長擋板過濾。測定長度是0.4mm。粗糙度參數(shù)(Rq)是來自等分線的過濾靠模的均方根差。對于本發(fā)明的基片，Rq應≤50nm，優(yōu)選≤10nm，最優(yōu)選≤5nm。
作為在此說明書中使用的，收縮被定義為樣品在加熱前后的長度百分變化，給定樣品被加熱的加熱溫度相關Tg和時間長度。對于本發(fā)明的底基經(jīng)受加熱4小時至低于Tg20度的溫度，收縮應≤0.1％，優(yōu)選≤0.05％，最優(yōu)選≤0.01％。
光滯后涉及相阻滯，當光線穿過雙折射材料時其對于偏振光沿著一光軸相對于偏振光沿著第二，正交軸出現(xiàn)。雙折射是沿著兩個垂直光學區(qū)域的折射指數(shù)差。材料的雙折射(Δn)通過式4與光滯后(OR)相關，其中t是材料的厚度。
OR=Δn·t 式4對于本發(fā)明的基片，該阻滯性應≤20nm，優(yōu)選≤10nm，最優(yōu)選≤5nm。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，塑料基片包括一或多個涂層(總起來說在此處稱作“涂層包裝”)。本發(fā)明的戊二酰亞胺片材在具有良好的平整度和光學透明性，低雙折射和收縮的同時，其它性能也可通過應用一或多個能賦予這種改進特生的涂層而改進?？墒苡绊懙男阅馨ǖ幌抻谟捕龋构蝹?，耐化學性或溶劑性，涂層對塑料基片的粘合性，不同類型涂層之間的粘合性，環(huán)境穩(wěn)定性，氣體和水汽的阻擋性能，和透光率。涂層的合適選擇和它們的相對方位是重要的，并且由基片的性能決定，人們希望改進涂層與基片的相互作用，涂層間的相互作用，以及涂層的費用。
對于本發(fā)明的基片涂層包裝包括至少一個涂層。以下敘述可用于本發(fā)明的不同類型的涂層，和它們應用的方法。在涉及涂層的相對方位中，“內部”或“里面”是指對塑料基片較近，而“外部”或“外面”是指遠離塑料基片。
A．交聯(lián)的涂層交聯(lián)的涂層可以改進耐溶劑性，耐磨蝕性，并且可以促進塑料基片和連續(xù)涂層之間(例如有機和無機涂層之間)的粘合性。交聯(lián)的涂層，如果需要，可被施于塑料基片的一面或兩面。
一般，交聯(lián)的涂層具有0.1-25μ的厚度，優(yōu)選0.5-10μ，更優(yōu)選1-5μ。交聯(lián)涂層優(yōu)選通過一種或多種現(xiàn)有技術領域已知的涂布方法應用，然后固化。現(xiàn)有技術領域中已知的涂布方法的例子包括旋涂、蘸涂、棒涂、刮刀涂布、刮板涂布、氣刀刮涂、凹槽輥涂布、順向和逆向輥涂、縫涂、擠出涂布、滑動涂布，和簾式涂。E.D.Cohen and E.B.Gutoff(eds)在ModemCoating and Drving Technology(VCH Publishers,New York；1992)中敘述了合適的方法。
交聯(lián)的涂層可以從一種或多種聚合物、單體或一種或多種聚合物、單體，或反應性低聚物的混合物(將它們施于塑料片材的表面，然后進行處理實現(xiàn)聚合)形成。
用于形成交聯(lián)涂層的聚合物包括但不限于；丙烯酸酯均聚物和共聚物、甲基丙烯酸酯均聚物和共聚物、含有硅氧烷單體的丙烯酸聚合物、硅氧烷聚合物、聚氨酯，和環(huán)氧樹脂。用于形成交聯(lián)涂層的聚合物的具體例子包括聚(甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丙氧基三甲氧硅烷)、甲基丙烯酸酯和多官能基(甲基)丙烯酸酯單體的共聚物、聚(苯乙烯/多官能共聚單體)共聚物、聚(苯乙烯/丙烯腈/多官能共聚單體)，和甲基丙烯酸甲酯和α-甲基苯乙烯與多官能共聚單體的共聚物。
以上的聚合物和共聚物也可以和多官能共聚單體和/或特殊的混合物，尤其是當該聚合物可溶解在共聚單體中時，一起使用。為此，常常使用帶有反應端基或側基的低分子量聚合物，有時稱為“低聚物”。也可以使用共溶劑溶解或分散該混合物。
多官能共聚單體對于那些聚合物領域的熟練人員是已知的，它們包括但不限定于苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯型共聚單體。多官能(甲基)丙烯酸酯共聚單體常常聚合得到交聯(lián)的涂層用于基片表面的改性。以下是用于形成交聯(lián)涂層的多官能(甲基)丙烯酸共聚單體的例子二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯其包括，例如1,6-己二醇二丙烯酸酯，1,4-丁二醇二丙烯酸酯，1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，乙二醇二丙烯酸酯，和雙酚-A-二甲基丙烯酸酯；三丙烯酸酯，包括如下單體，例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，和四丙烯酸酯，包括季戊四醇四丙烯酸酯；六丙烯酸酯，例如雙季戊四醇六丙烯酸酯。羥烷基丙烯酸酯和羥烷基甲基丙烯酸酯也是有用的，它們包括例如，羥甲基丙烯酸酯、羥乙基甲基丙烯酸酯、羥丙基丙烯酸酯、羥丙基甲基丙烯酸酯，等等。
用作交聯(lián)劑的聚乙烯基不飽和單體的例子包括甲基丙烯酸烯丙基酯；丙烯酸二環(huán)戊烯基酯和甲基丙烯酸二環(huán)戊烯基酯；甲基丙烯酸縮水甘油酯；丙烯酸縮水甘油酯；新戊二醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯例如單二環(huán)戊烯基醚；含環(huán)氧乙烷丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；二乙烯基苯和二環(huán)戊烯基乙氧基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
用于形成交聯(lián)涂層的附加單體包括但不限定4γ-次甘油基氧丙基三甲氧基硅烷；γ-次甘油基氧丙基二甲氧基硅烷；二季戊四醇五丙烯酸酯，四乙二醇二丙烯酸酯；γ-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷，二季戊四醇六丙烯酸酯，四氫呋喃丙烯酸酯，琥珀酸-三羥甲基乙烷-丙烯酸縮聚物，3-[(2-氨乙基)氨基]丙基三甲氧基硅烷，六甲基二硅氮烷，三甲氧基甲基硅烷，三乙氧基甲基硅烷，鄰苯二甲酸酐，β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酸縮水甘油酯，苯基三乙氧基硅烷。所有這些單體和低聚物可以與從二氧化硅原酸酯(例如Si(OCH2CH3)4)沉積而形成的膠體二氧化硅或二氧化硅(SiO2)和/或膠體金屬氧化物一起使用。
可以與這些共聚單體使用的光引發(fā)劑的例子包括苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻異丁基醚、2,2-二甲氧基2-苯基苯甲酸酯、甲基-o-苯甲?；郊姿狨?、2,2-二甲氧基2-苯基乙酰苯酮、2-羥基2-甲基1-苯基丙-1-酮、二苯甲酮?？膳c這些共聚單體使用的熱引發(fā)劑包括過氧化物，過氧化碳酸酯，偶氮引發(fā)劑，硝基氧化物，和多官能引發(fā)劑。
也可以使用聚氨酯涂層。這些涂層是二醇與二異氰酸酯的反應產(chǎn)物。二醇的例子包括聚丙二醇和1,4-丁二醇。二異氰酸酯的例子包括異苯酮二異氰酸酯，甲苯二異氰酸酯，和4,4’-亞甲基-雙-苯基異氰酸酯。這些共聚單體或低聚物也可以用丙烯酸單體，例如2-羥乙基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端，并與多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，或其混合物反應。
蜜胺-型交聯(lián)涂層也是有用的。這些固化的聚合物由蜜胺(三氨基三吖嗪)和甲醛，氨基-蜜胺甲醛樹脂，苯并鳥嘌呤甲醛樹脂，甘脲-甲醛樹脂，和脲-甲醛樹脂的反應形成。
另外，為了表面改性，粘合，或混溶可加入非交聯(lián)聚合物層。這類聚合物包括，例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、對聚苯氧、聚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚乙烯醇縮丁醛、聚二甲氧基硅烷，和聚乙酸乙烯酯。
該聚合物可以是液體形式或熔融形式，可以凈料或在溶劑中使用。交聯(lián)在聚合物施于塑料片材之后完成。如果單體用于形成涂層，該單體可在溶劑中使用。然后在現(xiàn)場完成聚合。交聯(lián)或聚合(總起來說在此處稱為“固化”)可通過方法例如，加熱或暴露于UV光來完成。用于熱固化涂層的溫度和時間取決于基片以及涂層組合物的溫度限制。所用的程序以及用于UV固化所需的波長將取決于涂層的組合物，但是一般可以使用寬波長的紫外線燈能源。
如果使用一層以上的交聯(lián)涂層，可以僅在涂布包裝的內部起結合層的作用，同時另一層可在基片和涂布包裝的外部起面漆的作用。該面漆可對底基提供改進的性能，例如耐化學性、耐磨蝕，在塑料片材表面內的非均勻水平。另一方面，為了裝卸制品(例如。在裝運過程中)不損傷基片表面，可將臨時層，例如聚酯或聚乙烯薄膜施于專門涂布的基片上，并可在接著的加工步驟之前除去該臨時層。
以下是為了應用交聯(lián)聚合物涂層的一個方法的例子。本領域的那些熟練人員可以看出可以利用其它方法。過濾涂層組合物除去大于0.5-1.0μ的顆粒。該組合物在干凈無灰的具有控制的濕度和溫度的環(huán)境施于預先清洗的塑料片材。適宜的干凈環(huán)境的例子是層流通風櫥。
該涂層組合物由以上所列的一種涂布方法涂施。蘸涂是涂布單個片材的常規(guī)方法。在蘸涂方法中，涂施過程中調整片材被取出的速率以及組合物的粘度以產(chǎn)生最后的1-5μ的涂層厚度。如果存在溶劑可允許在室溫干燥涂層使溶劑蒸發(fā)。
如果涂層組合物需要熱固化，則該涂層可在對流烘箱中固化。固化時間取決于溫度和涂層的組成，但代表性的固化時間和溫度是在85℃4小時至170℃10分鐘的范圍。例如，如果熱固性硅氧烷涂層樹脂如Silvue100(SDCCoating Inc.,Anaheim,California)在85℃固化，固化時間可以是4小時，如果此相同的涂層樹脂在125℃固化，則固化時間可以是1小時。如果涂層組合物，例如硅氧烷-官能-丙烯酸酯XF-1142(SDC CoatingInc.,Anaheim,Califomia)需要紫外線燈固化，則該涂層可以使用提供250-350nm波長的燈固化。所述燈的例子是中壓汞燈，其具有每平方厘米150毫焦耳(“mJ/cm2”)的最小能量。固化所需的時間取決于燈的能量，能量越高，所需的固化時間越短。例如XF-1142在每厘米118瓦特的聚焦光線條件下可以每分鐘大約5米的速度固化。
如果必須改進涂層對塑料片材或對另一涂層的粘合，則可以在塑料和涂層之間使用底涂層或其它表面制備技術。一般用底涂層改進涂層的粘合性和耐久性。底涂層可以是一種或多種聚合物或較小分子的溶液。在另一可選用的方法中，底涂層可以是一種溶劑，其對于塑料片材是侵蝕性的。如果使用溶液，優(yōu)選過濾該溶液以除去大于1.0μ，更優(yōu)選小于0.5μ的顆粒。底涂層可通過涂布方法例如淋涂、蘸涂、或噴涂涂施。底涂層一般以0.05-0.5μ層涂施。商業(yè)上可買到的底涂層，用于促進硅氧烷硬涂層對丙烯酸和聚碳酸酯塑料粘合的例子是SHP 401 Primer(GE Silicones,Waterford,NewYork)。涂施之后，底涂層一般在空氣中干燥直至不粘為止，并且可在烘箱中進一步干燥。用于改進涂層對塑料底基的粘合的另一可選用的方法是等離子體處理例如，由F.Garbassi等人在Polymer Surfaces from PhysicstoTechnologv(Wiley and Sons,New York:1994)中敘述的電暈處理。然后可以如上所述涂施一種或多種附加的可交聯(lián)涂層。粘合促進也可以通過使用反應性偶聯(lián)劑而實現(xiàn)。反應性偶聯(lián)劑的例子包括γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯。
等離子體沉積也可用于涂施交聯(lián)涂層例如碳涂層，包括鉆石狀涂層，或碳氟化合物涂層。等離子體聚合物不是常規(guī)聚合物，而是由在室溫一般為氣體的分子形成，其可在表面縮聚并形成為網(wǎng)狀結構。等離子體聚合物包括但不限于由單體例如，烴如甲烷；鹵化烴如全氟乙烷；和有機硅氧烷如六甲基二硅氧烷和四甲基硅烷形成的聚合物。等離子體沉積和等離子體聚合物的涂施由HBidermar和Y.Osada在Plasma Polymerization Processes.(Elsevier Sciencs Pubilishers,Amsterdam:1992)中敘述。
B．阻擋層阻擋層是涂層，其降低氣體或濕氣滲透生。阻擋層的組成可以是有機的或無機的。如果阻擋涂層的材料是耐溶劑的并可明顯防止或降低這種溶劑對塑料片材的遷移則阻擋涂層也可以用作耐溶劑涂層。阻擋層，如果使用的話，可施于塑料片材的一面或兩面。
用于形成無機阻擋層的材料包括金屬如硅、鈦，和鋁的氧化物和氮化物。用作無機阻擋層的氧化物和氮化物包括但不限于二氧化硅、一氧化硅，和其它硅氧化物；氮化硅；氧化鋁；氮化鋁；二氧化鈦；氧化錫；氧化釔、氧化鎂、和其混合物。也可以使用混合的氧化物和氮化物，例如氮氧化硅和氮氧化鋁，因為它們可以是非氧化物材料例如碳化硅。通過同時沉積多金屬形成的組合物材料也是有用的，例如二氧化硅和氧化鋁。這些多層材料也可用作阻擋層例如多層氧化硅和氮化硅。用于形成無機涂層的其它種類材料包括溶膠-凝膠涂層。有機/無機雜化物材料，和使用聚硅氮烷前體或硅石填充的聚硅氮烷的陶瓷氧化物。最優(yōu)選使用氧氮化硅。
所得阻擋層的組成和性能由如下因數(shù)例如無機材料內原子的結構取向、密度、形態(tài)學、阻擋層中不同原子部分的相對沉積速率、阻擋層沉積過程中所存在的原子部分的相對比例，確定。無機薄膜可通過標準真空沉積技術，例如蒸發(fā)、濺鍍、化學蒸汽沉積、物理蒸汽沉積、等離子體沉積、離子鍍，和等離子體增強的化學蒸發(fā)沉積，涂施。優(yōu)選的是對于塑料片材不會造成使基片加熱到Tg以上的方法。對于無機薄膜真空沉積的方法由R.F.Bunshah(ed)在Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings.2nd Edition(Noyes Publications,Park Ridge,NJ；1994)中描述。
優(yōu)選聚合物作為有機阻擋層。當需要對氧氣的阻擋性能時本發(fā)明所用形成有機阻擋層的有用聚合物包括但不限于；聚乙烯醇；乙烯乙烯基醇；鹵化聚合物例如聚偏氟乙烯和聚偏氯乙烯；和聚丙烯腈及其共聚物。當需要對水蒸氣的阻擋性能時本發(fā)明所用形成有機阻擋層的有用聚合物包括但不限于；鹵化的聚合物例如聚氯三氟乙烯、聚偏氯乙烯，聚偏氟乙烯及其共聚物；聚丙烯腈及其共聚物；尼龍，四氟乙烯與環(huán)全氟乙烯基烯丙基醚的共聚物；氟化聚酰亞胺；乙烯和環(huán)烯烴的聚合物和共聚物；及降冰片烯單體的聚合物和共聚物。通過等離子體聚合形成的薄膜，例如那些先前所述的用于交聯(lián)涂層的薄膜也可用作阻擋層材料。
有機薄膜可以熔融聚合物或聚合物溶液的形式，通過本領域熟練人員已知的方法，例如旋涂、蘸涂、棒涂、刀涂、刮刀涂布、氣刀涂布、凹槽輥涂布、順輥和逆輥涂布、縫型涂布、擠出涂布、滑動涂布，和輥涂而被涂施。輥涂技術包括熟知的方法例如彎月面涂布、凹槽輥涂布，和吻涂。這種涂布技術由E.D.Cohen和E.B.Gutoff(eds)在Modem Coating and DrvingTechnology(VCH Publishers,New York:1992)中敘述。在另一可選用方法中，聚合物有機薄膜涂層通過薄膜的層合或聚合物材料與塑料片材的共擠出被施于塑料片材。
阻擋層的性能將影響塑料底基的極限阻擋性能。例如阻擋層的化學組成可影響氧氣滲透生和水滲透生。薄膜的缺陷可有害地影響阻擋性能。例如，針孔將影響薄膜的阻擋性能。薄膜的密度也影響其阻擋性能，較低的密度可提高薄膜的氣體滲透性。阻擋層的厚度也可影響阻擋性能。例如當使用無機阻擋層時，沉積無機材料的不良層，將會有害地影響阻擋性能。
C．透明導電層為了用于光學顯示器本發(fā)明的底基可用傳導涂層涂布。例如，如果該底基要在液晶顯示(LCD)中使用，就需要導電涂層。透明的導電層，如果需要的話，一般僅涂施到一面，該面是LCD元件的“里面”并且最靠近液晶。
用作透明導電涂層用于本發(fā)明底基(其用于顯示器應用)的材料的例子例如利用本發(fā)明的方法的那些材料包括氧化銦錫(ITO)、氧化錫(SnO2)、氧化銦(In2O3)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎘(CdO)、氧化鎘錫(Cd2SnO4)，和其混合物。在可選擇的方法中，可以使用聚合物導電涂層例如聚苯胺或聚亞乙烯基苯。導電涂層也可含有各種摻雜的原子或分子以提高導電性。對于液晶顯示器所需的導電涂層所需的電阻取決于要制造的該顯示器的類型，但是其一般具有≤每平方500歐姆(“Ω/□”)，優(yōu)選≤100Ω/□，更優(yōu)選≤50Ω/□。
D．彩色濾光涂層如果需要，可將一種或多種彩色濾光涂層加到本發(fā)明已涂布的基片上。優(yōu)選的是，一層或多層彩色濾光涂層相對于底基是導電涂層的內側。此可選擇的一層或多層濾光涂層可以用或不用面飾層。如果有面飾層，優(yōu)選彩色濾光涂層放在面飾層的內側。在另一可選擇的方法中，彩色濾光涂層也可起面飾層的作用。彩色濾光涂層可以是例如含有染料或顏料的聚合物。
如果使用一層以上的涂層，沒有涂層必須依次成層的既定次序；然而涂層必須粘合到相鄰的涂層和塑料片材本身上。此外，涂布的塑料片材必須本身具有特定的性能而且這些性能可確定所用的涂層和它們排列的次序。例如如果阻擋涂層不耐化學腐蝕，它就不能位于暴露在腐蝕它的溶劑的狀態(tài)。在類似的方式中，如果阻擋涂層不粘合塑料片材，于是將增粘涂層，例如一種交聯(lián)的涂層，用在塑料片材和阻擋涂層之間以改進粘合性。
在本發(fā)明已涂布基片的優(yōu)選實施方案中，如圖2所示，交聯(lián)涂層2首先施于塑料片材1的兩面上，無機氣體阻擋層3施于交聯(lián)的涂層2上；附加的交聯(lián)涂層2施于氣體阻擋層3上；最后ITO層4施于已涂布的基片的一面。
在另一優(yōu)選實施方案中，如圖3所示，交聯(lián)涂層2施于塑料片材1的兩面；無機氣體阻擋涂層3施于交聯(lián)涂層2上，ITO層4施于已涂布的基片的一面。
通過類似于由W.C.O’Mara在Liquid Crystal Flat Panel Displays(VanNostrand Reinhold,New York；1993)中所述的那些加入材料和工藝，本發(fā)明的基片可被加到液晶顯示元件內。從基片形成液晶元件的方法可包括一步或多步如下的步驟使用光刻工藝在至少一個基片上摹制透明的傳導薄膜；涂施液晶對中材料至兩個基片的傳導涂層上，摩擦對中層以對基片產(chǎn)生對中特性；至少對一個基片涂覆定位顆粒；將封邊施于至少一個基片上；將適當取向的兩個基片與導電層相互面對地接觸；固化封邊；注射液晶至基片之間形成的窄間隙內；然后密封該間隙。本發(fā)明的基片可用于所有類型的液晶顯示元件，包括插入液晶和聚合物的復合材料的那些類型。
以下的例子用于進一步說明本發(fā)明的各個方面，但是無論從任何方面都不限制本發(fā)明的范圍。
例1聚戊二酰亞胺的制備以下是用作本發(fā)明基片的聚戊二酰亞胺的四個例子。
塑料A用美國專利4727117中所教的方法制備一種聚合物，使用甲胺作為酰亞胺化劑，無水二甲基碳酸酯作為再酯化劑。聚合物的氮含量大約是7.5％重量。殘留的酸含量是0.3％重量。聚合物的Tg是155℃。0.8mm厚的成型片材的總的透光是92％。
塑料B用美國專利4246374中所教的方法制備一種聚合物，使用氨作為酰亞胺劑。聚合物的氮含量大約是8.2％重量。聚合物的Tg是205℃。1mm事的成型片材的總的透光是90％。
塑料C用如下兩個步驟制備用美國專利4727117中所教的方法制得的聚合物步驟1酰亞胺反應的進行，通過將顆粒的PMMA樣品(Mw=134000)以110g/min的速率加入至在400rpm操作的雙螺桿，反向旋轉，切向的，擠出機的20mm的加料區(qū)。該聚合物通過10.2倍直徑長的加料區(qū)輸送，在165℃的設定溫度操作，經(jīng)過3cm長的熔融起泡區(qū)，進入63.0直徑長的壓縮反應區(qū)，在300℃的設定溫度操作，在該條件下無水一甲基胺通過泵送以49g/min的速率，7270kPa，在從熔融起泡區(qū)的末端5.7直徑下游點引入。過量的胺和氣體副產(chǎn)物通過設定為7270kPa的壓力調節(jié)閥，在從熔融起泡區(qū)的末端45直徑下游除去。然后將所得的聚合物輸送到7.6cm長的第二熔融起泡區(qū)，并在280-300℃和8.5kPa的壓力進入12.5直徑長的排氣區(qū)。在排氣區(qū)末端的聚合物被輸送到單螺桿，泵送到熔融模頭之外，并在造粒和收集之前簡單地在水浴中冷卻。生產(chǎn)的聚合物具有％N=8.21％和0.436 meq/g的滴定量(相當于3.75％重量的甲基丙烯酸)，和Mw=108000(由凝膠滲透色譜測定)。所收集的聚合的戊二酰亞胺再次通過如上所述的相同的擠出機和螺桿構形，只是在聚合物熔體中加入二甲基碳酸酯而不是如在步驟2中的甲胺。
步驟2甲基丙烯酸再酯化反應，通過將顆粒的聚酰亞胺以90g/min的速率加入至在400rpm操作的雙螺桿，反向旋轉，切向的，擠出機的20mm的加料區(qū)。該聚合物被輸送到如上所述的設定為300℃的反應區(qū)，元水二甲基胺通過泵送以9.0g/min的速率，在如上所述的4650kPa引入該區(qū)。過量的二甲基碳酸酯和氣體副產(chǎn)物在如上所述的4650kPa除去。然后將所得的聚合物輸送到第二熔融起泡區(qū)(7.6cm長)，并在280-300℃和8.5kPa的壓力進入12.5直徑長的排氣區(qū)。以與上述相同的方式收集聚合物并生產(chǎn)出聚合物，其具有％N=8.11％和0.00-0.01meq/g的滴定水平(相當于0.00-0.08％的甲基丙烯酸水平)。
例2高質量聚戊二酰亞胺基片的制備將聚戊二酰亞胺樹脂(Mw=97500；Tg大約180℃)不足加料至2英寸(5厘米)直徑單螺桿排氣兩步擠出機(具有30∶1的L∶D比率和使用2.5g/s的重力喂料器)內。擠出機螺筒具有從加料端246℃至排料端329℃的溫度分布曲線。樹脂排氣用在720-750mmHg運行的排氣口進行。螺桿轉速為30rpm。使用齒輪型熔融泵泵送熔融樹脂穿過濾網(wǎng)疊至具有1.588cm直徑內導管的65cm長溢流模頭和40cm長從0.965-1.067mm的縫型錐。熔融泵溫度是329℃。熔融泵吸氣壓力大約4100kPa。熔融泵排料壓力大約是1650kPa。模頭用熱油系統(tǒng)(油溫=343℃)通過模頭內的孔加熱，圍繞模頭的空氣用強力空氣烘箱(溫度=280℃)加熱。在模頭頂點形成的熔融料片使用兩對以1.2cm/s速度運行的槽形支撐輸送并通過室內空氣的自然對流而冷卻。
從已冷卻的片材上切割200mm×200mm的樣件并進行測試。所得到的片材具有0.390mm，誤差±0.015mm，的厚度。表面波紋Wy和Wq分別＜0.5μ和0.18μ，表面粗糙度Rq是7.6nm，光滯后是＜6nm。在160℃溫度測試的熱收縮是0.03％或更少?？偟耐腹饴适?2％，霧度是0.3％。
例3由聚戊二酰亞胺片材和交聯(lián)涂層組成的基片的制備通過使用0.8mm的隔離層，在拋光鉻板之間于240℃進行壓塑，而將例1A的酰亞胺化丙烯酸塑料(155℃的Tg，折射率1.54)模壓成型為0.8mm厚，10cm×10cm的片材?？偟陌坠馔高^度是92％。片材的光滯后是＜5nm。
用異丙醇清洗塑料片材并用由多官能丙烯酸酯和氨基有機官能硅烷的反應產(chǎn)物，并含有分散的硅石(Product XF-1142,SDC CoatingsInc；Anaheim,Califomia)，形成的溶液蘸涂。涂層粘度大約是10厘泊。從涂層溶液的提取速率是每分鐘10厘米。涂層通過暴露于寬波長UV輻射施加能量密度每平方厘米250-360毫焦耳(mJ/cm2)而固化。所得的干燥涂層厚度用觸針靠模(Surfanalyzer System5000,Federal Products；Providence,RhodeIsland)測量大約是3μ。與作為液晶顯示塑料基片用途相關的物理性能示于以下的表1中。
例4帶有交聯(lián)涂層和阻擋涂層的聚戊二酰亞胺基片的制備根據(jù)例3的步驟成型、涂布，和固化例1A的聚戊二酰亞胺塑料片材。象在例3中那樣，涂層溶液由多官能丙烯酸酯和氨基-有機官能硅烷的反應產(chǎn)物，并含有分散的硅石(Product XF-1146,SDC CoatingsInc；Anaheim,Califomia)，而形成。然后通過離子束濺射工藝，按照以下的程序將氧氮化硅薄膜沉積在片材的兩側。
將塑料片材表面在氬/氧等離子體中處理大約30分鐘。離子束在由氬氣(75％的氣壓)、氧氣(22％)和氮氣(3％)預混合的大氣中噴射硅金屬目標。基礎壓力是5×10-5乇?？偟臍怏w壓力是大約7X10-4乇。薄膜沉積速率是大約0.5/秒。涂層厚度被測量是600(由透射式電子顯微鏡測量)。沉積薄膜的Si∶O∶N的比例由X-射線光電子分光術(XPS)測量。所測量的原子比例是Si∶O∶N為1∶1.0∶0.3。
涂布的塑料的物理性能示于以下的表1中，并與例3的涂布塑料進行對比。
例5帶有交聯(lián)的涂層和阻擋層的聚戊二酰亞胺基片的制備根據(jù)以下的工序，使用離子束濺射工藝將氧氮化硅薄膜沉積在根據(jù)例4制備的塑料片材的兩面
將塑料片材表面在氬/氧等離子體中處理大約30分鐘。離子束在由氬氣(75％的氣壓)、氧氣(22％)和氮氣(3％)預混合的大氣中噴射硅金屬目標?；A壓力是5×10-5乇。總的氣體壓力是大約7X10-4乇。薄膜沉積速率是大約0.5/秒。涂層厚度被測量是1000(由透射式電子顯微鏡測量)。沉積薄膜的Si∶O∶N的比例由X-射線光電子分光術(XPS)測量。所測量的原子比例是Si∶O∶N為1∶0.3∶0.7。
將SiO0.3N0.7涂布的塑料片材基本上浸漬到硅石填充的烷氧基硅烷涂布溶液(Silvue121,SDC Coating Inc；Anaheim,Califomia)中。涂層溶液的粘度是10厘泊。片材以25厘米/分鐘的速度從溶液抽出，涂布的塑料片材在室溫的空氣干燥30分鐘。涂布樹脂通過在125℃的對流烘箱中加熱1小時而固化為硅基倍半噁烷涂層。所得的硅基倍半噁烷涂層厚度是大約5μ。
以下的表1顯示從此例5涂布的塑料與從例3和4涂布的塑料和未涂布的塑料的物理性能對比。
表1涂布的不同塑料與未涂布的塑料物理性能對比<
>*6天例6導電層的應用由例3和5涂布的塑料片，和由例1A未涂布的塑料片(用于對比目的)，在其一面用透明的導電ITO薄膜涂布。該ITO薄膜(銦∶錫之比是10∶1)通過直流磁控濺射由ITO目標(參見R.F.Bunshah(ed),Handbook ofDeposition Technologies for Films and Coatings,2nd Edition(NoyesPublications,Park Ridge,New Jersey))涂施。ITO厚度大約是150nm。測試ITO粘合性和表面電阻率，以及最高使用溫度。在以下的表2中報告性能。
表2；ITO涂布的塑料片材的粘合生和表面電阻率
例7涂布的聚戊二酰亞胺基片通過在拋光的鉻板之間在250℃的壓塑將例1B的酰亞胺化的丙烯酸塑料(Tg是205℃)成型為1.0mm厚的片材。該塑料片材當在交叉的偏光鏡之間被觀察時不消偏。該塑料片材用如例3的交聯(lián)的涂層涂布。該片材然后用氧氮化硅涂布，再浸漬到硅石填充的烷氧基硅烷涂層溶液中(Silvue121,SDC Coating,Inc；Anaheim,California)并如例5中那樣固化。
以下的表3顯示涂布塑料的與未涂布塑料的性能對比。
表3涂布的塑料性能的對比
例8涂布的聚戊二酰亞胺塑料基片使用6.3厘米直徑單螺桿兩步擠出機將例1C的酰亞胺化的丙烯酸塑料(Tg是大約180℃)成型為0.4mm厚的薄膜。兩步擠出機帶有片材模頭和拋光輥。擠出機螺筒溫度在300和315℃之間，模頭溫度是280℃，輥溫度是130℃。輥速度大約是每分鐘100cm。0.4mm薄膜的總透光率是92％。
按照例4所述在聚戊二酰亞胺薄膜的兩面涂布。然后用氧氮化硅薄膜，根據(jù)例5所述的方法在涂布的塑料兩面涂布。氧氮化硅薄膜的標的厚度是800。涂布的塑料薄膜基片的性能示于以下的表4內。
表4涂布的塑料薄膜的性能
測試方法以下的測試方法用于測試在以上例子中制成的片材。本領域中都明白這些測試方法實際上只是例舉，其結果與方法無關。
透光率塑料片材的總透光率用ASTMD-1003的方法，使用Gardner XL-211 Hazegard儀器(Pacific Scientific；Silver Spring,Maryland)進行測量。霧度測量用ASTMD-1003,Appendix X2的方法，使用相同的儀器進行。
折射率塑料片材的折射率用ASTMD-542的方法測定。
光滯后在632.8nm波長處的光的阻滯性按以下方式確定。使偏振激光束(根據(jù)實驗室系統(tǒng)在-45°偏振)穿過塑料片材，然后穿過在實驗室系統(tǒng)中與設定為0°的光軸線取向的光彈性調制器(PEM)(型號PEM-90,Hinds Instruments,Inc；Hillsboro,Oregon)。PEM電壓設定為1/4光滯后(158.2nm)。此光然后穿過第二線性偏振器(偏振軸線+45°)并用硅二極管探測器(型號PDA-50,ThorLabs Inc；Newton,New Jersey)探測亮度。調制PEM和探測器，以及來對自探測器的信號經(jīng)鎖定放大器(型號5210,EG&amp;G Princeton AppliedResearch；Princeton,New Jersey)進行處理。將塑料片材垂直激光束轉動以找到最大信號。通過對比最大信號與所測量的對于標準1/4光波板的信號來確定滯后。玻璃化轉變溫度塑料的玻璃化轉變溫度用差示掃描量熱法測定(Model DSC-7,Perkin-Elmer Corp.,Norwalk,Connecticut)。測試之前將每種樹脂樣品20mg預先稱重。每種塑料樹脂樣品預先加熱到預計的玻璃化轉變溫度以上20℃，保持此溫度1分鐘，然后冷卻到室溫。以每分鐘20℃的掃描速率記錄熱容對溫度的函數(shù)。市售塑料的Tg值可從產(chǎn)品的印刷品得到。氣體滲透性用Oxtran 1000儀器(Modem Controls,Inc；Minneapolis,Minnesota)測定氧氣滲透性。所用的測試程序是ASTMD-3985。測試氣體是100％氧氣，其相對濕度是0％。測試溫度是23℃。
用Permatran W600儀器(Modem Controls,Inc；Minneapolis,Minnesota)測定水蒸氣滲透性。所用的測試程序是ASTMF-1249。測試溫度是37℃。測試在100％相對濕度進行。測試由平均值確定。
氮氣含量酰亞胺化的丙烯酸聚合物中的氮氣含量用氮氣分析儀(Carlo ErbaStrumentazione NA 1500；Milan,Italy)測定。在該儀器中通過閃光燃燒將塑料(0.1g)完全氧化，然后用金屬銅還原除去氧氣并還原全部氮的氧化物為元素氮。用過濾塔除去水和二氧化碳。最后用熱傳導探測器，使用乙酰苯胺(C8H9NO)標準(10.36％)測定氮的百分重量。
最高使用溫度涂布的塑料用30分鐘被加熱到給定的溫度，冷卻到室溫，用肉眼和顯微鏡檢查。涂層中的破裂，涂層外觀的變化，涂層的糙化現(xiàn)象，或涂層分層都被定為毛病。此程序每間隔提高10度重復進行直至被告知出現(xiàn)毛病為止。塑料被加熱且沒有被告知有毛病的最高溫度就作為最高使用溫度。
粘合粘合通過ASTMD-3359的方法確定。在完成測試之后記錄由涂層覆蓋的測試面積的百分比。100％的數(shù)值表示完全粘合。
硬度硬度通過“鉛筆硬度測試”來確定。使用鉛筆的鉛硬度變化度(6B，最軟，至9H，最硬)。首先應用最硬的鉛筆。該鉛筆與基片成45°放置，施加均勻且恒定的壓力同時使該鉛筆跨越表面拖刮。其后使用降低硬度的鉛筆直至表面找不到刮痕為止。基片硬度以不刮傷表面的最硬鉛筆的硬度來報告。
耐腐蝕性以100g/cm2的壓力使用沙罩擦樣品表面100次。肉眼觀察基片表面的磨蝕和損傷。
耐溶劑性通過在室溫(23℃)浸漬塑料和涂布塑料10分鐘以測定耐溶劑性。所用的溶劑是；異丙醇、去離子水、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁內酯、乙酸仲丁酯，5％HCl，和E7液晶混合物(由EM Industries,Hawthome,New York提供)。記錄肉眼檢查塑料片材表面的狀況。暴露于特殊溶劑之后如果外觀沒有變化，就將基片描述為耐該種溶劑。如果表面變形、分層、變粗糙、裂縫，或有其它損傷，則將基片描述為被該溶劑腐蝕。
ITO片材電阻使用四點探針技術測量片材導電涂層的電阻。四探針末端(鋨金屬)線性排列，等距間隔。使用電源驅動電流(I)穿過外部兩個探針末端。用電壓表測量穿過兩個內部探針的電壓降(V)。用公式Rs=(π/ln2)·(V/I)計算片材的電阻。
滴定試驗(重量％MAA)通過使用0.1N的KOH醇溶液作為滴定劑滴定0.15g溶解在75cc 1∶1(V∶V)二氯甲烷甲醇中的聚合物樣品來測定在聚甲基丙烯酸酰亞胺中的總可滴定酸的官能度。(由JT Baker提供的HPLC級二氯甲烷，和由EMScience提供的Omnisolv級甲醇)。在滴定之前，樣品通過在超聲波浴中簡短處理溶解，并剛好在滴定之前加入0.1N的鹽酸水溶液0.20cc的季銨氯化物。在此攪拌的溶液內使用帶有SAM90滴定元件的VIT90 Titrator(Radiometer,Copenhagen)[其含有玻璃pH電極(PHG201)和甘汞基準電極并帶有LiCl鹽橋溶液(REF901)]，和ABU93三滴定管裝置將0.1NKOH(在甲醇中)加至電位計端點。由以下的A計算對于MAA的meq/g值[N]/KOH·[(cc至終點試樣)-(cc至終點空白)]/樣品重量(克)A重量％MAA值由以下的B計算出來重量％MAA=100(meq/g)·0.08609(g/meq)=8.609(meq/g)BKOH溶液基于干燥的氫氧化鉀鄰苯二甲酸鹽的滴定而標定。
權利要求
1．一種用于電子顯示應用的塑料基片，包括25mm或更小的聚戊二酰亞胺片材，其Tg至少是150℃，總的白色光透過率至少是88％；收縮不大于0.1％。
2．權利要求1的基片，其中聚戊二酰亞胺片材進一步含有不大于20nm的光滯后。
3．權利要求1的基片，其中聚戊二酰亞胺片材具有不不高于1mm的厚度。
4．權利要求1的基片，進一步包括至少一層的交聯(lián)涂層。
5．權利要求4的基片，其中交聯(lián)的涂層包括選自由以下的聚合物組成的組的聚合物丙烯酸酯均聚物和共聚物，甲基丙烯酸酯均聚物和共聚物，含有硅單體的丙烯酸聚合物，硅氧烷聚合物，聚氨基甲酸乙酯，環(huán)氧樹脂，和等離子體沉積聚合物。
6．權利要求5的基片，其中交聯(lián)的涂層包括選自由(甲基)丙烯酸酯和有機官能團，烷氧基硅烷組成的均聚物或共聚物。
7．權利要求6的基片，其中交聯(lián)的涂層包括由以下的聚合物組成的組的聚合物聚(甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷)，(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酸酯單體的共聚物，聚(苯乙烯/多官能共聚單體)共聚物，聚(苯乙烯/丙烯腈/多官能共聚單體)，和甲基丙烯酸甲酯和帶有多官能共聚單體的α-甲基苯乙烯的共聚物。
8．權利要求1或4的基片，進一步包括至少一層阻擋層。
9．權利要求8的基片，其中阻擋層的涂層包括一種選自由以下材料組成的無機材料金屬氧化物，金屬氮化物，金屬氧氮化物，碳化硅，和其混合物。
10．權利要求9的基片，其中無機材料選自由以下材料組成的組二氧化硅，一氧化硅，和其它氧化硅；氮化硅；氧化鋁，氮化鋁，二氧化鈦；氧化錫；氧化釔；氧化鎂；氧氮化硅；氧氮化鋁；碳化硅；和其混合物。
11．權利要求8的基片，其中阻擋層包括具有耐氣體或水汽性能的聚合物。
12．權利要求11的基片，其中具有耐氣體性能的聚合物選自由以下聚合物組成的組聚乙烯醇；乙烯乙烯基醇；鹵化的聚合物，聚丙烯腈和其共聚物；和等離子體聚合物。
13．權利要求11的基片，其中具有耐水汽性能的聚合物選自由以下聚合物組成的組鹵化的聚合物和共聚物；聚丙烯腈和其共聚物；尼龍；四氟乙烯與環(huán)全氟乙烯烯丙基醚的共聚物；氟化聚酰亞胺；乙烯和環(huán)烯烴的聚合物和共聚物；降冰片烯單體的聚合物和共聚物；和等離子體聚合物。
14．權利要求1,4或8的基片，進一步包括至少一層濾色涂層。
15．權利要求14的基片，其中濾色涂層包括含有染料或顏料的聚合物。
16．權利要求1,4,8或14的基片，進一步包括至少一層透明的導電涂層。
17．權利要求16的基片，其中透明的導電涂層選自由氧化銦錫、氧化錫、氧化銦、氧化鋅、氧化鎘、氧化鎘錫，和其混合物組成的組。
18．用于電子顯示應用的塑料基片，包括25mm或更小的聚戊二酰亞胺片材，其Tg至少150℃；總白色光透過率88％；收縮不大于0.1％；沉積在任一側的交聯(lián)涂層；和沉積在聚戊二酰亞胺片材外面，每一交聯(lián)涂層上的阻擋層；和沉積在交聯(lián)涂層外面，阻擋層上的透明導電涂層。
19．權利要求18的基片，其中交聯(lián)涂層包括多官能丙烯酸酯與有機官能硅烷的反應產(chǎn)物并含有分散的二氧化硅；阻擋涂層含有氧氮化硅；透明導電涂層含有氧化銦錫。
20．一種用于電子顯示應用的液晶顯示元件，包括兩片基片，至少其中之一是權利要求15的基片，所說的基片在其邊緣一起夾心并一起密封，在其中形成內部空間；液晶層分散在兩片基片之間形成的內部空間中。
21．一種具有至少95％酰亞胺化和酸含量不高于1重量％的聚戊二酰亞胺。
22．權利要求21的聚戊二酰亞胺，其中酸含量不高于0.3％。
全文摘要
揭示某種聚戊二酰亞胺作為塑料片材用于電子顯示應用的用途。這些片材具有對于塑料相當高的Tg值,良好的光學透明性和平整度,低收縮率和低雙折射率。還揭示了用這種聚戊二酰亞胺基片制造的電子顯示元件。
文檔編號C09D4/06GK1224179SQ98126448
公開日1999年7月28日 申請日期1998年11月6日 優(yōu)先權日1997年11月7日
發(fā)明者A·D·斯坦, M·P·哈爾丹-阿伯頓, A·B·里斯, S·D·菲爾滋 申請人:羅姆和哈斯公司