聚酰亚胺基膜及包括该聚酰亚胺基膜的柔性显示面板

文档序号:1793515 发布日期:2021-11-05 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 聚酰亚胺基膜及包括该聚酰亚胺基膜的柔性显示面板 (Polyimide base film and flexible display panel comprising same ) 是由 金贤贞 朴相胤 于 2021-04-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种聚酰亚胺基膜、窗覆盖膜和包括其的显示面板。更具体地,本发明涉及一种聚酰亚胺基膜,其特征在于,通过拉曼光谱分析测量1610-1630cm~(-1)处的芳香族环的峰时,厚度方向上的强度的最大值和最小值之差△I为0.6以内,在所述拉曼光谱分析中,将激发波长设置为532nm,将激光光斑设置为1-2μm,将厚度方向上的测量间隔设置为1μm。(The present invention relates to a polyimide base film, a window cover film and a display panel including the same. More particularly, the present invention relates to a polyimide-based film characterized by 1610-1630cm measured by Raman spectroscopy ‑1 The difference DeltaI between the maximum value and the minimum value of the intensity in the thickness direction is 0.6 or less, and in the Raman spectrum analysis, the excitation wavelength is set to 532nm, the laser spot is set to 1-2 μm, and the measurement interval in the thickness direction is set to 1 μm.)

聚酰亚胺基膜及包括该聚酰亚胺基膜的柔性显示面板

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺基膜、窗覆盖膜和包括其的显示面板。

背景技术

液晶显示装置(liquid crystal display)或有机发光二极管显示装置(organiclight emitting diode display)等薄型显示装置以触摸屏面板(touch screen panel)形式实现,不仅广泛用于智能电话(smart phone)和平板电脑(tablet PC),而且广泛用于各种可穿戴设备(wearable device)等以便携性为特征的各种智能设备(smart device)。

这种基于可携带的触摸屏面板的显示装置中,为了保护显示面板免受刮擦或外部冲击,在显示面板上具备用于保护显示器的窗覆盖物,近年来,随着开发可折叠并展开的具有柔韧性的可折叠(foldable)显示装置,这种窗覆盖物的玻璃被替代为塑料材质的膜。

为了用作如上所述的窗覆盖膜的基材材料,需要具有优异的机械物理性能和如同玻璃的透明性,近年来,需要一种即使在高温、高湿条件下也可以使由于膜的两面的不对称而引起的翘曲等的发生最小化的窗覆盖膜。

在制备聚酰亚胺膜时,通常制备聚酰胺酸作为前体,并经过对聚酰胺酸进行酰亚胺化的工艺,为了对聚酰胺酸进行充分的酰亚胺化,需要在高温下进行加热。但是,在如上所述的高温下进行加热时,在膜的表层和内部产生热历史的差异,因此表层和内部的酰亚胺化率或分子的取向状态产生差异。

因此,所制备的聚酰亚胺膜的表层和内部的强度等物理性能产生差异,并且由于这种物理性能的差异,存在应用于窗覆盖膜时发生翘曲或弯曲等变形现象的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国公开专利第10-2017-0028083号(2017年03月13日)

发明内容

要解决的技术问题

本发明的一个技术问题是提供一种用于窗覆盖物的聚酰亚胺基膜,所述聚酰亚胺基膜在膜的整个面积具有优异的尺寸稳定性,并且可以防止翘曲或弯曲等变形现象。

本发明的一个技术问题是提供一种具有提高的耐久性和机械特性的柔性显示面板。

技术方案

用于实现上述技术问题的本发明的一个实施方案提供一种聚酰亚胺基膜,其特征在于,通过拉曼光谱分析测量1610-1630cm-1处的芳香族环的峰时,厚度方向上的强度(intensity)的最大值和最小值之差△I为0.6以下,优选为0.4以下,更优选为0.3以下,在所述拉曼光谱分析中,将激发波长设置为532nm,将激光光斑设置为1-2μm,将厚度方向上的测量间隔设置为1μm。

作为一个实施方案,所述聚酰亚胺基膜的翘曲量可以为5mm以下,优选可以为4mm以下,更优选可以为3mm以下。

作为一个实施方案,所述聚酰亚胺基膜的根据ASTM D1746在388nm下测量的透光率可以为5%以上且在400-700nm下测量的全光线透光率可以为87%以上,雾度可以为2.0%以下,黄色指数可以为5.0以下,并且b*值可以为2.0以下。

作为一个实施方案,所述聚酰亚胺基膜的根据ASTM D882的模量可以为3GPa以上,断裂伸长率可以为8%以上。

作为一个实施方案,所述聚酰亚胺基膜的厚度可以为10-500μm。

作为一个实施方案,所述聚酰亚胺基膜可以包含聚酰胺酰亚胺结构。更具体地,所述聚酰亚胺基膜可以包含衍生自氟基芳香族二胺的单元。此外,所述聚酰亚胺基膜还可以包含衍生自脂环族二酐的单元。

作为一个实施方案,所述聚酰亚胺基膜可以由包含衍生自氟基芳香族二胺的单元、衍生自芳香族二酐的单元和衍生自芳香族二酰氯的单元的聚酰亚胺基树脂形成。此外,还可以包含衍生自脂环族二酐的单元。

本发明的另一个实施方案提供一种窗覆盖膜,所述窗覆盖膜包括:根据一个实施方案的聚酰亚胺基膜;以及形成在所述聚酰亚胺基膜的一面上的涂层。

作为一个实施方案,所述涂层可以是选自防静电层、防指纹层、防污层、防刮擦层、低折射层、防反射层和冲击吸收层中的任一种以上。

本发明的另一个实施方案提供一种柔性显示面板,所述柔性显示面板包括根据一个实施方案的聚酰亚胺基膜。

有益效果

本发明的聚酰亚胺基膜柔韧且膜表层和内部的结构没有差异,而且具有均匀的结构,翘曲的发生少,并具有优异的透光率和透明性,因此具有适合用作光学膜的效果。

因此,可以应用于显示器或可折叠(foldable)装置等的窗覆盖膜。

具体实施方式

以下,通过实施例对本发明进行更详细的说明。但是,下述具体实施方案或实施例仅仅是用于详细说明本发明的一个参考,本发明并不限定于此,本发明可以通过各种实施方案实现。

此外,除非另有定义,否则所有技术术语和科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。本发明的说明书中使用的术语仅用于有效地描述特定的具体实施方案,并不是限制本发明。

此外,除非另有特别说明,否则说明书和权利要求书中使用的单数形式还包括复数形式。

此外,除非另有相反的特别说明,否则描述某部分“包含”或“包括”某构成要素是指还可以包含其它构成要素,而不是排除其它构成要素。

本发明中使用的聚酰亚胺基树脂是包括聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂的术语。聚酰亚胺基膜也是如此。

本发明中使用的“聚酰亚胺基树脂溶液”与“用于形成聚酰亚胺基膜的组合物”和“聚酰胺酰亚胺溶液”具有相同的含义。此外,为了形成聚酰亚胺基膜,可以包含聚酰亚胺基树脂和溶剂。

本发明中“膜”是将所述“聚酰亚胺基树脂溶液”涂布在支撑体上并进行干燥和剥离而获得的,并且可以为10-500μm,优选可以为20-250μm,更优选可以为30-150μm,但并不限于此。

本发明中,“翘曲”可以表示膜的弯曲变形,“翘曲量”可以表示将发生翘曲的膜放置在平面上时,从膜的最低位置处到膜因弯曲而上翘的位置处的垂直高度。

本说明书中使用的术语“翘曲抑制特性”可以表示所显示的所述“翘曲量”少的特性。

本发明的发明人为了解决上述技术问题而进行许多研究的结果,发现通过拉曼光谱分析来观察膜的表面和内部的结构,并且该范围满足特定范围的范围内,可以提供一种抑制膜的翘曲的发生且收缩率低的聚酰亚胺基膜,并且由于透光率和雾度的变化率小,可以提供适合用作窗覆盖膜等光学膜的物理性能,从而完成了本发明。

此外,本发明中确认了所述聚酰亚胺基膜可以使用利用包含氟原子和脂肪族环状结构的聚酰亚胺基树脂的聚酰亚胺基膜,更优选地,可以使用利用根据本发明的制备方法制备的聚酰胺酰亚胺树脂的聚酰亚胺基膜,或者即可以通过单体的组合或各种工艺的调节来实现,从而完成了本发明,其中,本发明的制备方法是制备包含含有氟原子和脂肪族环状结构的特定的单体组合物且具有聚酰胺重复单元的胺封端的聚酰胺低聚物后与二酐反应,只要满足本发明的物理性能,则对所述聚酰亚胺基膜不作限制。

在所述工艺的实例中,重复形成两个以上的拉伸区域和热处理区域,后端的拉伸区域在比位于其正前方的前端的拉伸区域更低的温度下进行,并以更小的拉伸比进行时,可以制备一种如下的膜,所述膜的膜表层和内部的结构没有差异,具有均匀的结构,翘曲的发生少,透光率和透明性优异,从而适合用作光学膜,因此可以获得本发明的物理性能,但并不必须仅限定于上述条件。

以下,对一个实施方案的聚酰亚胺基膜进行更具体的说明。

<聚酰亚胺基膜>

本发明的一个实施方案中,聚酰亚胺基膜具有优异的光学物理性能和机械物理性能,可以由具有弹力和恢复力的材料形成。

本发明的一个实施方案中,聚酰亚胺基膜的特征在于,通过拉曼光谱分析测量1610-1630cm-1处的芳香族环的峰时,厚度方向上的强度的最大值和最小值之差△I为0.6AU(任意单位(arbitrary unit))以下,在上述范围内,可以表现出本发明所期望的膜的表面和内部均匀的物理性能,其中,在所述拉曼光谱分析中,将激发波长设置为532nm,将激光光斑设置为1-2μm,将厚度方向上的测量间隔设置为1μm。所述△I优选为0.4AU以下,更优选为0.3AU以下时,可以更好地显示出本发明的效果,因此优选。

更具体地,最大值和最小值之差△I可以为0.1-0.6,在该范围内可以提供一种如下的聚酰亚胺基膜,所述聚酰亚胺基膜在膜的厚度方向上具有均匀的结构,翘曲的发生少,透光率和透明性优异,因此可以用作光学膜。

所述拉曼光谱分析可以是常规的拉曼光谱分析,但优选通过显微拉曼光谱分析使得激光光斑微细,其中,激光光斑优选为1-2μm。当激光光斑过大时,难以进行精确测量,另一方面,当激光光斑过小时,可能会产生误差,因此优选为1-2μm。此外,优选地,拉曼光谱分析中使用的激发波长为1064nm,波长分辨率(采样间隔)为1cm-1以上。

本发明的一个实施方案中,聚酰亚胺基膜的厚度可以为10-500μm、20-250μm或30-110μm。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰亚胺基膜的根据ASTM D1746在388nm下测量的透光率可以为5%以上或5-80%,并且在400-700nm下测量的全光线透光率可以为87%以上、88%以上或89%以上,根据ASTM D1003的雾度可以为2.0%以下、1.5%以下或1.0%以下,根据ASTM E313的黄色指数可以为5.0以下、3.0以下或0.4-3.0,b*值可以为2.0以下、1.3以下或0.4-1.3。在上述范围内,可以提供适合用作窗覆盖膜的光学物理性能。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰亚胺基膜的根据ASTM D882的模量可以为3GPa以上、4GPa以上或5GPa以上,断裂伸长率可以为8%以上、12%以上或15%以上。在上述范围内,可以提供适合用作窗覆盖膜的机械物理性能。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰亚胺基膜由聚酰亚胺基树脂形成,特别是具有聚酰胺酰亚胺(polyamide-imide)结构的聚酰亚胺基树脂。

此外,更优选地,所述聚酰亚胺基膜可以是包含氟原子和脂肪族环状结构的聚酰胺酰亚胺基树脂,通过将单体的变化、拉伸或热定型等各种条件进行组合,可以满足本发明所期望的通过拉曼光谱分析测量1610-1630cm-1处的芳香族环的峰时的厚度方向上的强度的最大值和最小值之差△I为0.6以下的范围,并且可以具有外观质量、机械物理性能和动态弯曲特性优异的特性。

本发明的一个实施方案中,作为所述包含氟原子和脂肪族环状结构的聚酰胺酰亚胺基树脂的一个实例,制备衍生自第一氟基芳香族二胺和芳香族二酰氯的胺封端的聚酰胺低聚物,并使所述胺封端的聚酰胺低聚物、第二氟基芳香族二胺、衍生自芳香族二酐和脂环族二酐的单体聚合而制备聚酰胺酰亚胺聚合物时,可以更好地实现本发明的目的,因此优选。所述第一氟基芳香族二胺和第二氟基芳香族二胺可以使用彼此相同或不同的种类。

本发明的一个实施方案中,包含通过芳香族二酰氯而在聚合物链内形成酰胺结构的胺封端的低聚物作为二胺的单体时,可以提高光学物理性能,特别是可以改善包括微弯曲模量在内的机械强度,并且可以进一步提高动态弯曲(dynamic bending)特性,因此可以适合用作重复进行折叠并展开的操作的柔性显示器的窗覆盖膜。

本发明的一个实施方案中,如上所述具有聚酰胺低聚物嵌段时,包含胺封端的聚酰胺低聚物和第二氟基芳香族二胺的二胺单体与包含芳香族二酐和脂环族二酐的二酐单体优选可以以1:0.9-1.1的摩尔比使用,更优选可以以1:1的摩尔比使用。此外,相对于上述的总二胺单体,胺封端的聚酰胺低聚物的含量为30摩尔%以上、优选为50摩尔%以上、更优选为70摩尔%以上时,更有利于满足本发明的机械物理性能、黄色指数、光学特性,但对所述胺封端的聚酰胺低聚物的含量不作特别限制。此外,对芳香族二酐和脂环族二酐的组成比不作特别限制,但考虑到实现本发明的透明性、黄色指数、机械物理性能等时,优选以30-80摩尔%:70-20摩尔%的比例使用,但并不必须限定于此。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰胺酰亚胺基树脂可以包含衍生自氟基芳香族二胺的单元,通过包含衍生自氟基芳香族二胺的单元,可以具有机械物理性能和光学物理性能优异的物理性能。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰胺酰亚胺基树脂可以包含衍生自脂环族二酐的单元,通过包含衍生自脂环族二酐的单元,可以具有优异的光学物理性能。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰胺酰亚胺基树脂可以包含衍生自氟基芳香族二胺的单元、衍生自芳香族二酐的单元和衍生自芳香族二酰氯的单元,通过包含上述单元,可以具有优异的机械物理性能。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰胺酰亚胺基树脂使用包含衍生自氟基芳香族二胺的单元、衍生自芳香族二酐的单元、衍生自脂环族二酐的单元和衍生自芳香族二酰氯的单元的四元共聚物,从而可以提供一种如下的膜,所述膜可以满足透明性等光学特性和机械物理性能,在高温高湿条件下防止弯曲的发生,并且雾度变化和热收缩小,特别地,通过本发明的制备方法制备膜时,可以提供拉伸后在膜的厚度方向上具有更均匀的物理性能的膜,因此更优选。

此外,本发明中所述包含氟原子和脂肪族环状结构的聚酰胺酰亚胺基树脂的另一个实例可以是将氟基芳香族二胺、芳香族二酐、脂环族二酐和芳香族二酰氯混合并进行聚合并进行酰亚胺化的聚酰胺酰亚胺基树脂。这种树脂具有无规共聚物结构,并且可以如下制备,即,相对于100摩尔的二胺,可以使用40摩尔以上的芳香族二酰氯,优选可以使用50-80摩尔的芳香族二酰氯,芳香族二酐的含量可以为10-50摩尔,脂环族二酐的含量可以为10-60摩尔,相对于所述二胺单体,二酰氯和二酐之和可以以1:0.8-1.1的摩尔比进行聚合来制备,优选可以以1:1的摩尔比进行聚合。

与所述嵌段型聚酰胺酰亚胺树脂相比,本发明的无规聚酰胺酰亚胺的透明度等光学特性和机械物理性能有所差异,但也可以属于本发明的范畴。

本发明的一个实施方案中,氟基芳香族二胺成分可以将2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺和其它公知的芳香族二胺成分混合并使用,但也可以单独使用2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺。通过使用如上所述的氟基芳香族二胺,作为聚酰胺酰亚胺基膜,基于本发明中所需的机械物理性能,可以提高优异的光学特性,并且可以改善黄色指数。此外,通过提高聚酰胺酰亚胺基膜的微弯曲模量,可以提高硬涂膜的机械强度,并且可以进一步提高动态弯曲特性。

芳香族二酐可以是4,4'-六氟亚异丙基二邻苯二甲酸酐(6FDA)、联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4'-氧二邻苯二甲酸二酐(ODPA)、磺酰基二邻苯二甲酸酐(SO2DPA)、(亚异丙基二苯氧基)二(邻苯二甲酸酐)(6HDBA)、4-(2,5-二氧四氢呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氢萘-1,2-二甲酸二酐(TDA)、1,2,4,5-苯四甲酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、双(羧基苯基)二甲基硅烷二酐(SiDA)及双(二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐(BDSDA)中的至少一种或两种以上的混合物,本发明并不受限于此。

脂环族二酐可以使用例如选自1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、5-(2,5-二氧四氢呋喃基)-3-甲基环己烯-1,2-二甲酸二酐(DOCDA)、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BTA)、双环辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BODA)、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐(CPDA)、1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐(CHDA)、1,2,4-三羧基-3-羧甲基环戊烷二酐(TMDA)、1,2,3,4-四羧基环戊烷二酐(TCDA)和它们的衍生物中的任一种或两种以上的混合物。

本发明的一个实施方案中,通过芳香族二酰氯而在聚合物链内形成酰胺结构时,可以提高光学物理性能,而且可以大幅改善机械强度,并且可以进一步提高动态弯曲特性。

芳香族二酰氯可以使用选自间苯二甲酰氯(isophthaloyl dichloride,IPC)、对苯二甲酰氯(terephthaloyl dichloride,TPC)、1,1'-联苯-4,4'-二甲酰氯([1,1'-Biphenyl]-4,4'-dicarbonyl dichloride,BPC)、1,4-萘二甲酰氯(1,4-naphthalenedicarboxylic dichloride,NPC)、2,6-萘二甲酰氯(2,6-naphthalene dicarboxylicdichloride,NTC)、1,5-萘二甲酰氯(1,5-naphthalene dicarboxylic dichloride,NEC)和它们的衍生物中的两种以上的混合物,但并不限于此。

以下,对制备聚酰亚胺基膜的方法进行例示。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰亚胺基膜可以如下制备,即将包含聚酰亚胺基树脂和溶剂的“聚酰亚胺基树脂溶液”涂布在基材上,然后进行干燥或进行干燥和拉伸来制备。即,所述聚酰亚胺基膜可以通过溶液流延法制备。

在本发明中,通过所述单体的各种组合来制备膜,或者通过利用所制备的聚合物的流延方法、拉伸和热处理等的调节,可以获得本发明所期望的物理性能,并且通过在聚合物中加入二氧化硅等添加剂,可以获得本发明所期望的物理性能,因此对获得该物理性能的方法不作限制。

因此,本发明中只要可以获得通过下述拉曼光谱分析测量1610-1630cm-1处的芳香族环的峰时的厚度方向上的强度的最大值和最小值之差△I(取向度)为0.6以下以及翘曲量为5mm以下的值,则无需限制其方法。

更优选地,△I(取向度)更优选为0.4以下,下述翘曲量为4mm以下,更优选为3mm以下。

通过本发明的上述调节,可以提供一种用于窗覆盖物的聚酰亚胺基膜,所述聚酰亚胺基膜在膜的整个面积具有优异的尺寸稳定性,并且可以防止翘曲或弯曲等变形现象。

因此,还提供一种具有提高的耐久性和机械特性的柔性显示面板。

以下,对于本发明的制备聚酰亚胺的方法,利用使用以下的单体的聚合物进行非限制性说明。

用于制备聚酰亚胺基膜的聚合物可以通过包括以下步骤的方法制备:使氟基芳香族二胺和芳香族二酰氯反应以制备低聚物;使制备的低聚物与氟基芳香族二胺、芳香族二酐和脂环族二酐反应以制备聚酰胺酸溶液;对聚酰胺酸溶液进行酰亚胺化以制备聚酰胺酰亚胺树脂;以及涂布聚酰胺酰亚胺溶液以制备膜,所述聚酰胺酰亚胺溶液是通过在有机溶剂中溶解聚酰胺酰亚胺树脂而获得。

制备低聚物的步骤可以包括以下步骤:在反应器中使氟基芳香族二胺与芳香族二酰氯进行反应;以及对获得的低聚物进行纯化并干燥。在这种情况下,相对于芳香族二酰氯,以1.01-2的摩尔比加入氟基芳香族二胺,从而可以制备胺封端的聚酰胺低聚物单体。对所述低聚物单体的分子量不作特别限定,例如,当重均分子量为1000-3000g/mol的范围时,可以获得更优异的物理性能。

此外,为了引入酰胺结构,优选使用对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯等芳香族碳酰卤单体,而不是使用对苯二甲酸酯或对苯二甲酸本身,这虽然并不明确,但认为氯元素会影响膜的物理性能。

然后,制备聚酰胺酸溶液的步骤可以通过在有机溶剂中使制备的低聚物与氟基芳香族二胺、芳香族二酐和脂环族二酐反应的溶液聚合反应来实现。此时,用于聚合反应的有机溶剂可以是例如选自二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、乙基溶纤剂、甲基溶纤剂、丙酮、乙酸乙酯、间甲酚等中的任一种或两种以上的极性溶剂。

更具体地,通过使氟基芳香族二胺和芳香族二酰氯反应来制备包含酰胺单元的低聚物形式的中间体,然后通过使所述低聚物和氟基芳香族二胺、芳香族二酐及脂环族二酐反应来制备聚酰胺酸溶液,从而可以制备酰胺中间体均匀分布的聚酰胺酰亚胺基膜。如上所述,酰胺中间体均匀地分布在整个膜中,因此可以提供一种如下的膜,整个面积的膜具有优异的机械物理性能和优异的光学特性,并且进一步提高在硬涂层等的后涂布工艺中使用的涂布组合物的涂布性和涂布均匀性,最终进一步提高窗覆盖膜的光学物理性能,因此具有优异的光学特性,如不会产生彩虹纹和斑纹等光学斑纹。

然后,通过酰亚胺化来制备聚酰胺酰亚胺树脂的步骤可以通过化学酰亚胺化来进行,更优选地,利用吡啶和乙酸酐,对聚酰胺酸溶液进行化学酰亚胺化。接着,在150℃以下,优选在100℃以下,优选地,在50-150℃的低温下,可以利用酰亚胺化催化剂和脱水剂来进行酰亚胺化。

通过如上所述的方法,与在高温下通过热来进行酰亚胺化的反应时相比,可以向整个膜赋予均匀的机械物理性能。

酰亚胺化催化剂可以使用选自吡啶(pyridine)、异喹啉(isoquinoline)和β-喹啉(β-quinoline)中的任一种或两种以上。此外,脱水剂可以使用选自乙酸酐(aceticanhydride)、邻苯二甲酸酐(phthalic anhydride)和马来酸酐(maleic anhydride)等中的任一种或两种以上,并不必须受限于此。

此外,可以在聚酰胺酸溶液中混合阻燃剂、增粘剂、无机颗粒、抗氧化剂、抗紫外线剂和增塑剂等添加剂来制备聚酰胺酰亚胺树脂。

此外,在进行酰亚胺化后,可以利用溶剂对树脂进行纯化以获得固形物,并将该固形物溶解在溶剂中以获得聚酰胺酰亚胺溶液。溶剂可以包含例如N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)等,但并不限制于此。

利用聚酰胺酰亚胺溶液制备膜的步骤可以通过将聚酰胺酰亚胺溶液涂布在基材上后,在划分为干燥区域的干燥步骤中进行干燥来进行。此外,根据需要,还可以在干燥之后或干燥之前进行拉伸,并且在干燥步骤或拉伸步骤之后还可以设置热处理步骤。基材可以使用例如玻璃、不锈钢或膜等,但并不限制于此。涂布可以通过模头涂布机、气刀涂布、反向辊涂布、喷涂、刮涂、流延、凹版涂布、旋涂等来进行。

在本发明中,通过采用特定的干燥条件和拉伸条件,可以更容易地提供满足以下本发明所期望的物理性能的膜,即通过拉曼光谱分析测量1610-1630cm-1处的芳香族环的峰时的厚度方向上的强度的最大值和最小值之差(△I)为0.6以下,并且翘曲量为7mm以下,优选为5mm以下,更优选地,发生3mm以下的翘曲,因此可以获得显著优异的膜。

在本发明中,干燥可以在多个干燥区域中进行,最初在过高的温度下进行干燥时,可能会制备膜的表面和内部不均匀的膜,因此,优选地,越靠近干燥区域的后端,逐渐升高温度并进行干燥。具体地,例如,由两个阶段以上的干燥区域组成,并具有以下干燥区域:在该干燥区域中,位于后端的干燥区域的温度被设定为比位于其正前方的干燥区域更高的温度,除第一干燥区域之外的位于后端的干燥区域的各自的温度被设定为与位于该干燥区域的正前方的干燥区域的温度相同或超过该温度的高温并进行干燥,在所述干燥步骤中干燥的膜的溶剂含量被调节为10-30重量%并进行拉伸步骤。

此外,就各区域中的干燥时间而言,当满足所述最终干燥的膜的溶剂含量时,各阶段的干燥时间优选是相同或者相同程度(与前端的干燥时间相比,干燥时间的差异为10%以内的称为相同程度)的干燥时间。

所述干燥步骤中,越靠近后端干燥温度越高表示最初的干燥区域中的第二干燥区域的温度被设定为比第一干燥区域更高的温度,其后端的干燥区域的温度不低于第二干燥区域的温度。即,将第二干燥区域之后的干燥区域称为后端时,后端的干燥区域中的各干燥区域之间可以设定为相同或相同程度的温度。

本发明中还可以进行拉伸步骤,并且在满足本发明的物理性能的范围内,可以在不进行拉伸步骤的情况下仅通过热处理来制备,因此只要可以实现本发明的物理性能,则对所述拉伸步骤不作限制。

<窗覆盖膜>

此外,本发明的另一个实施方案提供一种窗覆盖膜,所述窗覆盖膜包括上述聚酰亚胺基膜;以及形成在所述聚酰亚胺基膜上的涂层。

在具有特定范围的表面硬度变化率的聚酰亚胺基膜上层叠涂层时,可以提供一种显著提高可视性的窗覆盖膜。

本发明的一个实施方案中,所述窗覆盖膜可以满足以下所有物理性能,即根据ASTM D1746在388nm下测量的透光率为3%以上且在400-700nm下测量的全光线透光率为87%以上、88%以上或89%以上,根据ASTM D1003的雾度为1.5%以下、1.2%以下或1.0%以下,根据ASTM E313的黄色指数为4.0以下、3.0以下或2.0以下,并且b*值为2.0以下、1.5以下或1.2以下。

根据本发明的一个实施方案,所述涂层是向窗覆盖膜赋予功能性的层,根据目的可以进行各种应用。

在具体的实例中,所述涂层可以包括选自修复层、冲击扩散层、自清洁层、防指纹层、防刮擦层、低折射层和冲击吸收层等中的任一种以上的层,但并不受限于此。

即使如上所述的各种涂层形成在聚酰亚胺基膜上,也可以提供一种如下的窗覆盖膜,所述窗覆盖膜的显示质量优异,并具有高光学特性,特别是显著减少彩虹纹现象。

本发明的一个实施方案中,具体地,所述涂层可以形成在聚酰亚胺基膜的一面或两面上。例如,所述涂层可以配置在聚酰亚胺基膜的上面,并且可以分别配置在聚酰亚胺基膜的上面和下面。所述涂层可以保护具有优异的光学特性和机械特性的聚酰亚胺基膜免受外部的物理损伤或化学损伤。

本发明的一个实施方案中,相对于聚酰亚胺基膜的总面积,所形成的所述涂层的固含量可以为0.01-200g/m2。优选地,相对于聚酰亚胺基膜的总面积,所形成的所述涂层的固含量可以为20-200g/m2。通过以上述基重提供,可以保持功能性,并且令人惊奇地不会发生彩虹纹现象,因此可以实现优异的可视性。

本发明的一个实施方案中,具体地,所述涂层可以通过在聚酰亚胺基膜上以包含涂布溶剂的用于形成涂层的组合物的形式进行涂布来形成。对所述涂布溶剂不作特别限制,但优选可以是极性溶剂。例如,所述极性溶剂可以是选自醚基溶剂、酮基溶剂、醇基溶剂、酰胺基溶剂、亚砜基溶剂和芳香烃基溶剂等中的任一种以上的溶剂。具体地,所述极性溶剂可以是选自二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、乙酸乙酯、丙二醇甲醚、间甲酚、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、2-甲氧基乙醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、甲基苯基酮、二乙基酮、二丙基酮、环己酮、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯和二甲苯等中的任一种以上的溶剂。

本发明的一个实施方案中,作为通过将用于形成涂层的组合物涂布在所述聚酰亚胺基膜上形成所述涂层的方法,例如,可以使用选自旋涂法、浸涂法、喷涂法、模具涂布法、棒涂法、辊涂机法、弯液面涂覆法、柔版印刷法、丝网印刷法、珠涂布法、气刀涂布法、反向辊涂布法、刮涂法、流延涂布法和凹版涂布法等中的任一种以上的方法,但并不受限于此。

本发明的一个实施方案中,所述窗覆盖膜还可以包括基材层。所述基材层可以形成在未形成涂层的聚酰亚胺基膜的另一面。

本发明的一个实施方案中,所述聚酰亚胺基膜在制成膜后可以层叠在基材层上,并且可以涂布作为所述聚酰亚胺基膜的前体的聚酰胺酸树脂组合物后进行层叠,但只要可以形成上述层叠结构,则不作特别限制。

本发明的一个实施方案中,所述基材层只要是通常使用的窗覆盖膜的基材膜,则不作特别限制,例如,所述基材层可以包含选自酯基聚合物、碳酸酯基聚合物、苯乙烯基聚合物和丙烯酸基聚合物等中的任一种以上。在具体的实例中,所述基材层可以包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等中的任一种以上,但并不受限于此。

本发明的一个实施方案中,所述基材层可以是单层,也可以是层叠两层以上的多层。具体地,所述基材层可以是在两个以上的基材膜的界面上包括光学粘着层而层叠的。

本发明的一个实施方案中,所述基材层的厚度可以为50-300μm,优选可以为100-300μm,更优选可以为150-250μm。所述基材层通过具有如上所述的厚度,满足机械物理性能,而且在层叠聚酰亚胺基膜时,可以显著减少光的失真现象。

本发明的一个实施方案中,在具体的实例中,所述光学粘着层可以包含选自光学透明粘合剂(Optical clear adhesive,OCA)、光学透明树脂(Optical clear resin,OCR)和压敏粘合剂(Pressure sensitive adhesive,PSA)等中的任一种以上,但并不受限于此。

本发明的一个实施方案中,所述窗覆盖膜的基材层与聚酰亚胺基膜的界面上还可以包括第二光学粘着层。

具体地,形成在所述基材层与聚酰亚胺基膜的界面上的第二光学粘着层可以是与上述基材层内的光学粘着层相同或不同的物质,例如,所述第二光学粘着层可以形成为20-120μm的厚度,优选可以形成为20-80μm的厚度。当所述第二光学粘着层形成为上述范围的厚度时,窗覆盖膜整体上可以实现优异的光学特性和改善光失真的效果。

本发明的一个实施方案中,所述窗覆盖膜的表面硬度高且具有优异的柔韧性,并且与钢化玻璃相比轻且对变形的耐久性优异,因此作为柔性显示面板的最外面的窗基板是优异的。

本发明的另一个实施方案提供一种包括显示面板和形成在所述显示面板上的上述窗覆盖膜的显示装置。

本发明的一个实施方案中,就所述显示装置而言,只要是需要优异的光学特性的领域,则不作特别限制,可以选择并提供适合所述显示装置的显示面板。优选地,所述窗覆盖膜可以应用于柔性显示装置,在具体的实例中,可以应用于选自液晶显示装置、电致发光显示装置、等离子体显示装置、场发射显示装置等各种图像显示装置等中的任一种以上的图像显示装置,但并不受限于此。

包括上述本发明的窗覆盖膜的显示装置的显示质量优异,而且显著减少由光引起的失真现象,特别是显著改善产生彩虹纹的彩虹纹现象,并且具有优异的可视性,因此可以最小化用户的眼睛的疲劳。

以下,基于实施例和比较例,对本发明进行更详细的说明。但是,下述实施例和比较例仅仅是用于更详细地说明本发明的一个示例,本发明并不受限于下述实施例和比较例。

以下,如下测量物理性能。

1)铅笔硬度

对于膜,根据JISK5400,利用750g的载荷,以50mm/秒的速度绘制20mm的线,将其重复5次以上,并以产生1次以上的划痕的情况为基准测量铅笔硬度。

2)模量/断裂伸长率

根据ASTM D882,在25℃下,在以50mm/分钟进行拉伸的条件下,利用英斯特朗(Instron)公司的UTM 3365,对长度为50mm且宽度为10mm的聚酰胺酰亚胺膜进行测量。

测量膜的厚度,并将该值输入仪器中。模量的单位为GPa,断裂伸长率的单位为%。

3)透光率

根据ASTM D1746标准,对于厚度为50μm的膜,利用分光光度计(Spectrophotometer)(日本电色工业株式会社(Nippon Denshoku),COH-400),在400-700nm的整个波长区域下测量全光线透光率,并利用紫外/可见(UV/Vis)(岛津(Shimadzu)公司,UV3600),在388nm下测量单波长透光率。单位为%。

4)雾度(haze)

根据ASTM D1003标准,以厚度为50μm的膜为基准,利用分光光度计(日本电色工业株式会社,COH-400)进行测量。单位为%。

5)黄色指数(YI)和b*值

根据ASTM E313标准,以厚度为50μm的膜为基准,利用比色计(Colorimeter)(亨特立(HunterLab)公司,ColorQuest XE)进行测量。

6)重均分子量(Mw)和多分散指数(PDI)

如下测量所制备的膜的重均分子量和多分散指数:将膜样品溶解于含有0.05MLiBr的DMAc洗脱液中,并利用GPC(Waters GPC系统(system),Waters 1515等度HPLC泵(isocratic HPLC Pump),Waters 2414示差折光检测器(Refractive Index detector))进行测量。测量时,所述GPC色谱柱(Column)连接Olexis、Polypore和mixed D色谱柱,溶剂使用DMAc溶液,标准物质使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA STD),并在35℃下,以1mL/分钟的流速(flow rate)进行分析。

7)取向度

对于聚酰亚胺基膜,通过拉曼光谱分析测量1610-1630cm-1处的芳香族环的峰时,测量厚度方向上的强度的最大值和最小值之差(△I),在所述拉曼光谱分析中,将激发波长设置为532nm,将激光光斑设置为1μm,将厚度方向上的测量间隔设置为1μm。

如下进行分析。

设备名称:拉曼显微镜(Raman Microscope)

制造商:雷尼绍公司(Renishaw)(英国)

型号名称:inVia

使激光聚焦(focus)在膜的表面(空气(Air)面,称为A面),在厚度方向上以1μm的测量间隔(深度间隔(depth interval))开始进入膜,并测量每个数据点(data point)的1610-1630cm-1处的芳香族环的峰的强度。

此时,由于空气与膜的界面的折射率的差异,激光通过膜内部时的速度与激光通过空气时的速度不同,从而显示出不同的强度,因此,当激光从膜表面(A面)入射到底面(称为B面)时,去除从开始到第6个点(point)和从底面(B面)到A面的方向上的第7个点,并计算数据。

去除从表面(A面)到第6个点后,将第1个点的强度设为I0,以I0为基准,计算在厚度方向上以1μm的间隔测量的各点的相对强度(relative intensity)I。

I=各数据点的强度/I0

由如上所述计算的相对强度值获得的最大值设为Imax,最小值设为Imin,并如下计算它们的差。

ΔI=Imax-Imin

8)翘曲量的测量

对于膜,在相对于MD方向以45°倾斜的方向上,切割成尺寸为15cm×15cm的正方形。即,使两个顶点与膜的MD方向一致,并使其余两个顶点与膜的TD方向一致。在25±3℃、55±5%的恒温恒湿条件下,将切割的膜放置12小时,然后相对于连接各顶点的平面,测量从膜的最低位置处(例如,中心)到连接顶点的平面的垂直高度(单位为mm),并将最大值作为翘曲量(mm)。

[实施例1]

在反应器中,在二氯甲烷和吡啶的混合溶液中加入对苯二甲酰氯(TPC)和2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺(TFMB),在氮气气氛下,在25℃下搅拌2小时。此时,将所述TPC:TFMB的摩尔比设为300:400,将固含量调节为10重量%。之后,使所述反应物在过量的甲醇中沉淀,然后进行过滤而获得固形物,将该固形物在50℃下真空干燥6小时以上,从而获得低聚物,所制备的低聚物的分子量(Formula Weight,FW)为1670g/mol。

向反应器中加入作为溶剂的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、100摩尔的所述低聚物和28.6摩尔的2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺(TFMB),并充分搅拌。确认固体原料完全溶解后,相对于所述固形物,将气相二氧化硅(表面积为95m2/g,<1μm)以1000ppm的含量添加到DMAc中,并利用超声波进行分散并加入。依次加入64.1摩尔的1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)和64.1摩尔的4,4'-六氟亚异丙基二邻苯二甲酸酐(6FDA)并充分搅拌,然后在40℃下聚合10小时。此时,固含量为20%。接着,相对于总二酐的含量,向溶液中依次加入分别为2.5倍摩尔的吡啶和乙酸酐,并在60℃下搅拌12小时,从而制备聚酰亚胺基树脂溶液。

利用所述聚酰亚胺基树脂溶液连续涂布在不锈钢带上,然后在设计成四个干燥区域的干燥区域中对其进行干燥。在干燥区域中,第一干燥区域在80℃下干燥5分钟,第二干燥区域在110℃下干燥2分钟,第三干燥区域在130℃下干燥2分钟,第四干燥区域在140℃下干燥2分钟。通过干燥区域的膜的溶剂含量为20重量%。

接着,将干燥的所述聚酰亚胺基膜从支撑体上剥离,并利用针板拉幅机(PinTenter)对基材膜进行拉伸。拉伸区域由两个拉伸区域和热处理区域组成,第一拉伸区域在220℃下拉伸至102%,接着在350℃下进行一次热处理10分钟,接着第二拉伸区域在160℃下以101%的拉伸比进行拉伸,接着在350℃下进行二次热处理10分钟。通过拉伸和热处理过程的最终膜的溶剂含量被调节为2重量%。

测量所制备的聚酰胺酰亚胺膜的物理性能的结果,厚度为50μm,全光线透光率为89.5%,雾度为0.32%,黄色指数(YI)为1.8,b*值为1.0,模量为7.2GPa,断裂伸长率为22.2%,重均分子量为310000g/mol,多分散指数(PDI)为2.1,并且铅笔硬度为HB/750g。此外,表1中记载了取向度和翘曲的发生。

[实施例2]

除了在所述实施例1中的拉伸步骤中,第一拉伸区域在250℃下拉伸至105%,接着在350℃下进行一次热处理10分钟,接着第二拉伸区域在180℃下以101%的拉伸比进行拉伸,接着在350℃下进行二次热处理10分钟之外,通过与实施例1相同的方法进行制备。

测量所制备的聚酰胺酰亚胺膜的物理性能,并示于下表1中。

[实施例3]

在反应器中,在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中混合100摩尔的2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺(TFMB)和39.6摩尔的1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA),并在40℃下聚合10小时。在反应物中混合30摩尔的对苯二甲酰氯和30摩尔的间苯二甲酰氯,以使总单体的固含量成为10重量%,并在40℃下聚合2小时。

接着,相对于总二酐的含量,向溶液中依次加入分别为2.5倍摩尔的吡啶和乙酸酐,并在60℃下搅拌12小时。

聚合结束后,使聚合溶液在过量的甲醇中沉淀,然后进行过滤而获得固形物,将该固形物在50℃下真空干燥6小时以上,从而获得聚酰胺酰亚胺粉末。使所述粉末在DMAc中稀释并溶解至20%,加入1000ppm的气相二氧化硅并分散,从而制备聚酰亚胺基树脂溶液。

制备聚酰亚胺基树脂溶液后,通过与所述实施例1相同的方法进行处理。

[实施例4]

除了在实施例3中不进行拉伸并制成80μm的厚度之外,通过与实施例3相同的方法进行制备。

[比较例1]

除了在实施例3中将对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯的摩尔数设为20摩尔和10摩尔之外,通过与实施例3相同的方法进行制备。

[比较例2]

除了在实施例3中使用30摩尔的对苯二甲酰氯并且不使用间苯二甲酰氯之外,通过与实施例3相同的方法制备80μm的膜。

测量所制备的聚酰胺酰亚胺膜的物理性能,并示于下表1中。

[表1]

如上所述,本发明中通过特定的内容和限定的实施例进行了说明,但这仅仅是为了有助于更全面地理解本发明而提供,本发明并不限定于上述实施例,本发明所属领域中的普通技术人员可以通过这种记载进行各种修改和变形。

因此,本发明的思想不应限于所描述的实施例,本发明的权利要求和与权利要求等同或具有等价变形的全部内容均属于本发明思想的范畴。

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