The most commonly available substrate material is glass in the display fabrication process. However, glass is not desirable due to its heaviness and fragility. Recently, plastics such as polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET) and cyclic olefin polymers (COP) have been investigated to replace glass as a substrate material for display fabrication. Plastic substrates are advantageous in that they are light-weight, high impact resistance, flexibility, and ability for roll to roll manufacturing process. But many plastics have poor chemical resistance in organic solvent. The chemical resistance is also required because they are exposed to solvents for various chemical treatments during the manufacturing process. So, we have an interest in the chemical modification of PSF to improve chemical resistance. We introduced cross-linkable imide moieties using chloromethylation method for the modification of PSF which could be overcome above shortcomings for display substrate based on plastic film. We prepared the cross-linked polysulfone films which were represented chemical resistance in MeOH, THF, DMSO and NMP. The thermal properties were measured by TGA, DSC and TMA. As the results, we have confirmed to enhance of the thermal property. They had low coefficient of thermal expansion (CTE) which decreased to 15% and had increased Tg from 180 ℃ to 252 ℃. Cross-linked polysulfone films with imide side-chain had good optical properties and chemical resistance so that they could be used as flexible display substrate.

디스플레이용 기판으로 사용하고 있는 유리기판은 무겁고 깨지기 쉬우므로 이를 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 환상형 올레핀 고분자 등의 플라스틱으로 대체하는 연구가 많이 이루어지고 있다. 플라스틱 기판은 가볍고, 내충격성이 뛰어나며, 유연하고 연속가공이 가능한 장점을 가지고 있다. 그러나 여러 유기용매에 녹는 특성을 가지고 있다. 디스플레이 제조 공정에서는 여러 유기용매에 노출되므로 이에 대한 내화학성이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 폴리설폰에 곁가지로 이미드 가교기를 도입하여 내화학성을 향상시키는 연구를 하였다. 곁사슬기에 의해 가교된 폴리설폰 필름은 용해도 조사 결과 내화학성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 내화학성 측정 결과 MeOH, THF, DMSO, NMP 등의 유기용매에 불용성을 보였다. 또한 15% 이상 낮은 열팽창계수를 보여 열에 대한 치수안정성이 개선되었으며 유리 전이 온도도 이미드기의 도입에 따라 180 ℃에서 252 ℃로 증가하였다. 이와 같이 제조한 이미드 곁가지로 가교된 폴리설폰은 광학적 특성이 우수하면서도 내화학성이 뛰어나 유연성 플라스틱 기판으로 사용이 가능하다.

Keywords: polysulfone; imide; chloromethylation; cross-linking; plastic display substrate