CN114316587B - 聚酰胺膜、其制备方法、以及包含其的覆盖窗和显示装置 - Google Patents

聚酰胺膜、其制备方法、以及包含其的覆盖窗和显示装置 Download PDF

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Abstract

实施方式涉及一种光学性能如透光率、雾度和黄色指数以及机械性能如模量和厚度均匀度均优异的聚酰胺膜、其制备方法、以及包含其的覆盖窗和显示装置。所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物并且具有第一个峰的最高点位于2θ为14°至16°部分的XRD图谱。

Description

聚酰胺膜、其制备方法、以及包含其的覆盖窗和显示装置
技术领域
本实施方式涉及一种光学性能和机械性能优异的聚酰胺膜、其制备方法、以及包含其的覆盖窗和显示装置。
背景技术
聚酰胺类聚合物具有优异的耐摩擦性、耐热性和耐化学品性。因此,它们被用于初级电绝缘、涂料、粘合剂、挤出树脂、耐热涂料、耐热板、耐热粘合剂、耐热纤维和耐热薄膜等应用中。
聚酰胺被用于各领域中。例如,将聚酰胺制成粉末形式,用作金属或磁线的涂层。根据其应用将其与其他添加剂混合。此外,聚酰胺与含氟聚合物一起被用作装饰和防腐涂料。它还起到将含氟聚合物粘合到金属基材上的作用。此外,聚酰胺还被用来涂覆厨具,凭借其耐热性和耐化学性被用作气体分离膜,并被用于天然气井以过滤二氧化碳、硫化氢和杂质等污染物。
近年来,聚酰胺被开发成膜形式,这种膜价格低廉,并且具有优异的光学、机械和热特性。这种聚酰胺膜可应用于有机发光二极管(OLED)或液晶显示器(LCD)等的显示材料,并且如果实现延迟特性,则可应用于抗反射膜、补偿膜和延迟膜中。
当这种聚酰胺膜应用于可折叠显示器、柔性显示器等时,需要具有如透明性和无色性的光学性能以及如柔性和硬度的机械性能。然而,一般而言,由于光学性能和机械性能处于折衷关系,机械性能的改善会损害光学性能。
因此,不断需要研究具有改进的机械性能和光学性能的聚酰胺膜。
发明内容
技术问题
本实施方式的目的是提供一种光学性能和机械性能优异的聚酰胺膜、其制备方法、以及包含其的覆盖窗和显示装置。
技术问题的解决方案
根据一实施方式中的聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物,并且具有第一个峰的最高点位于2θ为14°至16°部分的XRD图谱。
根据一实施方式中的用于显示装置的覆盖窗包括聚酰胺膜和功能层,其中所述聚酰胺膜具有第一个峰的最高点位于2θ为14°至16°部分的XRD图谱。
根据一实施方式中的显示装置包括显示单元;以及设置在所述显示单元上的覆盖窗,其中所述覆盖窗包括聚酰胺膜和功能层,并且所述聚酰胺膜具有第一个峰的最高点位于2θ为14°至16°部分的XRD图谱。
根据一实施方式中的聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物并且具有包括组合峰的XRD图谱,其中组合了在2θ值为10°以上至小于20°的部分中具有最大值的第一个峰和在2θ值为20°至25°部分中具有最大值的第二个峰,其中由下式1定义的窄距晶型的比例大于67。
[式1]
窄距晶型的比例=第二个峰的面积/组合峰的面积×100
根据一实施方式中的用于显示装置的覆盖窗包括聚酰胺膜和功能层,其中所述聚酰胺膜具有包含组合峰的XRD图谱,其中组合了在2θ值为10°以上至小于20°的部分中具有最大值的第一个峰和在2θ值为20°至25°部分中具有最大值的第二个峰,其中由式1定义的窄距晶型的比例大于67。
根据一实施方式中的显示装置包括显示单元;以及设置在所述显示单元上的覆盖窗,其中所述覆盖窗包括聚酰胺膜和功能层,所述聚酰胺膜具有包括组合峰的XRD图谱,其中组合了在2θ值为10°以上至小于20°的部分中具有最大值的第一个峰和在2θ值为20°至25°部分中具有最大值的第二个峰,其中由式1定义的窄距晶型晶型的比例大于67。
根据一实施方式中的聚酰胺膜的制备方法包括在有机溶剂中,将二胺化合物和二羰基化合物聚合,以制备包含聚酰胺类聚合物的溶液;浇注所述聚合物溶液以制备凝胶片;并对所述凝胶片进行热处理。
本发明的有益效果
在根据一实施方式的聚酰胺膜中,控制XRD图谱上第一个峰的位置和/或晶面间距,从而在具有优异的光学性能(低黄色指数、低雾度和高透光率)同时提高机械性能(模量、厚度均匀性等)。
例如,在各种晶型中,所述聚酰胺类聚合物具有晶面间距为的比例最高的晶型,因此可以提高透明度,降低雾度,并确保适当的粘度水平以促进形成具有均匀厚度的膜。
在根据一实施方式的聚酰胺膜中,在第一个峰和第二个峰的总面积中,第二个峰的百分比大于67%。由于其包含大量的窄距晶型,因此在具有优异的光学性能(低黄色指数、低雾度和高透光率)同时提高机械性能(模量、厚度均匀性等)。
例如,由于XRD图谱上第一个峰的面积相对于第二个峰的面积为48%以下,聚酰胺膜的透明度得到提高,雾度降低,并确保适当的粘度粘度以促进形成具有均匀厚度的膜。
此外,在根据一实施方式中的聚酰胺膜具有优异的机械性能和光学性能,因此可以较好地应用于显示装置和可折叠或柔性位移装置的覆盖窗。
附图说明
图1是根据一实施方式的显示装置的截面图。
图2是根据一实施方式中制备聚酰胺膜的流程示意图。
图3和图4分别是实施例3和对比例2的聚酰胺膜的XRD分析图(衍射图)。
图5是实施例6的聚酰胺膜的XRD分析图(衍射图)。
<附图标记的说明>
100:聚酰胺膜
101:第一面
102:第二面
200:功能层
300:覆盖窗
400:显示单元
500:粘合层
实施本发明的最佳方式
在下文中,将参考附图详细描述了各实施方式,以便本发明所属领域的技术人员可以容易的实施。然而,实施方式可以用许多不同的方式实施,并且不限于本文所描述的那些。
在本说明书中,当提到每个薄膜、窗口、面板、层等形成在另一个薄膜、窗口、面板、层等“上”或“下”时,这不仅意味着一个元件直接形成在另一元件之上或之下,而且意味着一个元件间接形成在另一元件之上或之下,而其他元件则插入它们之间。此外,关于每个元件上或下的术语可以参考附图。为便于说明,附图中个别元件的尺寸可能被夸大,并不代表实际尺寸。此外,在整个说明书中,相同的附图标记指代相同的元件。
在本说明书中,当部件被称为“包括”元件时,应理解可以包括其他元件,而不是排除其他元件,除非另有特别说明。
在本说明书中,除非另有说明,单数的表述方式被解释为涵盖上下文解释中的单数或复数。
此外,除非另有说明,否则本文使用的与组分数量、反应条件等有关的数字和表达方式应理解为被术语“约”修饰。
术语第一、第二等在本文中用于描述各种元件,并且元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一元件与另一元件区分开来。
此外,如本文所用,术语“取代”是指被至少一种选自以下的取代基取代:氘、-F、-Cl、-Br、-I、羟基、氰基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、酯基、酮基、羧基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的脂环族有机基团、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的杂芳基。上面列举的取代基可以相互连接形成环。
聚酰胺膜
本发明实施方式提供了一种聚酰胺膜,其不仅在高透光率、低雾度和低黄色指数方面具有优异的光学性能,而且还具有优异的模量和均匀的厚度。
根据一实施方式,所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物。
所述聚酰胺膜具有包括第一个峰的最高点位于2θ为14°至16°部分的XRD图谱。例如,所述第一个峰在2θ为14°至16°部分有最大值。
如本文所用,术语“峰”可以指XRD图谱上形成的凸起图案(一组强度值),在特定点(最高点)之前和之后的特定部分,强度值的变化量(斜率)从正值变为负值。
在一些实施方式中,对于包含结晶组分和无定形组分的样品,可以通过从总强度中排除所述无定形组分产生的强度(无定形强度)来推导出由所述结晶组分产生的强度(结晶强度)以及由所述结晶组分确定的峰。例如,可以将XRD图谱上出现结晶成分的部分(结晶部分)以外的部分(无定形部分)的强度定义为无定形强度。结晶部分中存在的所述无定形强度可以通过所述无定形部分中的所述无定形强度的趋势(例如,以指数函数的形式)分开。可以将所述结晶部分内外的所述无定形强度连接起来设置基线,可以将所述基线的法线与所述XRD图谱相交的长度(相对于基线的垂直高度)定义为修正强度。XRD图谱上的峰和最高点可以由修正后的强度确定。
如本文所用,术语“最大值”可以指当峰存在于XRD图谱上的2θ的特定部分时,在峰的最高点处的强度值(例如,最大(最高)强度)。
在这种情况下,可以增加含有具有特定晶面间距的晶型的所述聚酰胺类聚合物的比例。因此,可以增强所述聚酰胺膜的光学性能和机械性能。在一些实施方式中,第一个峰的最大值可以位于2θ为14°至16°的部分。
在一实施方式中,第一个峰可以在XRD图谱上2θ为10°至30°的部分具有最大值。例如,在XRD图谱上2θ为10°至30°的部分中,包括最高强度的部分可以定义为第一个峰。
在一实施方式中,对应于所述第一个峰的所述晶面间距可以为例如,所述晶面间距可以对应于所述第一个峰的最高点和/或包含最高点的特定部分的2θ。在一些实施方式中,对应于所述第一个峰的所述晶面间距可以是
在一实施方式中,所述聚酰胺类聚合物可包含多种晶面间距不同的晶型。在所述聚酰胺类聚合物中,在多种晶型中,晶面间距在上述范围内的所述晶型的比例可以是最高的。
根据示例性实施方式,由于晶面间距满足上述范围,具有相对长晶面间距的晶型的聚酰胺类聚合物的比例更高,因此由所述聚酰胺类聚合物形成的膜在如黄色指数、透光率和雾度等光学性能方面以及如模量和厚度均匀性等机械性能方面有所提升。
在一实施方式中,所述XRD图谱还可以包括2θ为20°至25°部分的第二个峰。第一个峰的最大值(Pa)与第二个峰的最大值(Pb)的比率(Pa/Pb)可以是1.03至1.15。例如,所述最大值可以是XRD图谱上从强度为0的点到峰的最高点的高度(绝对强度值)。所述最高点可以源自修正后的强度。
在示例性实施方式中,如果所述第一个峰的最大值相对于所述第二个峰的最大值满足上述范围,则由所述聚酰胺类聚合物形成的膜在雾度、透光率、黄色指数、模量、厚度均匀性等方面有所提高。优选地,Pa/Pb可为1.03至1.13、1.08至1.15、1.08至1.13或1.10至1.12。
在一实施方式中,所述聚酰胺膜的XRD图谱上包括第一个峰和第二个峰的至少两个峰。在一实施方式中,所述组合峰可以由所述第一个峰和所述第二个峰的组合组成。
所述第一个峰在2θ值为10°以上至小于20°的部分具有最大值,所述第二个峰在2θ值为20°至25°的部分具有最大值。例如,所述第一个峰的最大值或最高点可以位于2θ值为10°以上至小于20°的部分,而所述第二个峰的最大值或最高点可以位于2θ值为20°到25°的部分。
此外,将所述第一个峰和所述第二个峰组合以形成组合峰。在一些实施方式中,所述组合峰可以位于2θ值为2°至40°的部分,优选地5°至35°的部分。
如本文所用,术语“峰”可以指当XRD图谱上峰所在部分之外的XRD图谱具有偏离趋势(例如,表示为函数的特定趋势)或其形状的XRD图谱。
所述函数可以是,例如,表示为y=aex+b的指数函数。这里,a和b可以是常数。
可以将所述特定趋势定义为所述XRD图谱上的基线。
例如,所述基线可以对应于聚酰胺类聚合物或膜中的无定形组分的XRD图谱,所述峰可以对应于结晶组分的XRD图谱。
在这种情况下,所述峰可以定义为强度值大于基线的部分(存在于基线之上的部分)。所述基线可以作为峰的底部。
例如,所述第一个峰和所述第二个峰可以对应于具有不同晶面间距的各种晶型。
在XRD图谱上出现的晶面间距不同的晶型中,晶面间距相对较宽的晶型可以定义为宽距晶型,晶面间距相对较窄的晶型可以定义为窄距晶型。
在一些实施方式中,对应于所述第一个峰的结晶组分可以包括宽距晶型,所述宽距晶型在具有不同晶面间距的晶型中,具有较高比例的相对宽的晶面间距,并且对应于所述第二个峰的结晶组分可以包括窄距晶型,所述窄距晶型在具有不同晶面间距的晶型中,具有较高比例的相对窄的晶面距离。
在一些实施方式中,可以测量峰的面积。
在一实施方式中的聚酰胺膜可具有比例大于67的窄距晶型。
窄距晶型的比例可以如下式1定义。
[式1]
窄距晶型比例=第二个峰的面积/组合峰的面积×100
例如,第二个峰的面积(第二面积)相对于组合峰的面积(组合面积)可以大于67%。在这种情况下,所述聚酰胺类聚合物或所述聚酰胺膜在其包含的具有各种晶面间距的晶型中,包含较高比例的窄距晶型,从而可以提高聚酰胺膜的机械性能,如模量和厚度均匀性,以及光学性能,如透光率、雾度和黄色指数。优选地,窄距晶型的比例可以是69以上、72以上、或75以上。此外,窄距晶型的比例可以是90以下、85以下、80以下或78以下。
在一实施方式中,组合峰的面积可以定义为第一个峰的面积和第二个峰的面积的组合。
在一些实施方式中,所述聚酰胺膜的XRD图谱可以满足下式2。
[式2]
第一个峰的面积/第二个峰的面积≤48%
例如,相对于第二面积,第一个峰的面积(第一面积)可以是48%以下。在这种情况下,相对于宽距晶型,窄距晶型以高比例(约两倍或更多)包含在内,从而可以改善聚酰胺膜的机械性能,如模量和厚度均匀性,以光学性能,如透光率、雾度和黄色指数。优选地,相对于第二面积,第一个峰的面积可以是45%以下、40%以下、35%以下、30%以下、或28%以下。此外,相对于第二面积,第一个峰的面积可以是10%以上、15%以上、20%以上、25%以上、或26%以上。
根据一实施方式,所述聚酰胺膜可具有1.60至1.70、1.61至1.69、1.62至1.68、1.64至1.68、1.64至1.66或1.64至1.65的x方向折射率(nx)。
此外,所述聚酰胺膜可具有1.60至1.70、1.61至1.69、1.62至1.68、1.63至1.68、1.63至1.66或1.63至1.64的y方向折射率(ny)。
进一步地,所述聚酰胺膜可具有1.50至1.60、1.51至1.59、1.52至1.58、1.53至1.58、1.54至1.58或1.54至1.56的z方向折射率(nz)。
如果所述聚酰胺膜的x方向折射率、y方向折射率和z方向折射率在上述范围内,则当该膜应用于显示装置时,其可见性不仅从正面看而且从侧面看都很优异,从而可以实现宽视角。
根据一实施方式,所述聚酰胺膜可以具有800nm以下的面内延迟(Ro)。具体地,所述聚酰胺膜的面内延迟(Ro)可为700nm以下、600nm以下、550nm以下、100nm至800nm、200nm至800nm、200nm至700nm、300nm至700nm、300nm至600nm或300nm至540nm。
此外,根据一实施方式,聚酰胺膜可以具有5,000nm以下的厚度方向延迟(Rth)。具体地,所述聚酰胺膜的厚度方向延迟(Rth)可为4,800nm以下、4,700nm以下、4,650nm以下、1,000nm至5,000nm、1,500nm至5,000nm、2,000nm至5,000nm 2,500nm至5,000nm,3,000nm至5,000nm,3,500nm至5,000nm,4,000nm至5,000nm,3,000nm至4,800nm,3,000nm至4,700nm,或4200nm至4650nm。
此处,所述面内延迟(Ro)是由膜上两个相互垂直轴的折射率的各向异性(Δnxy=|nx–ny|)与膜厚度(d)的乘积(Δnxy×d)定义的参数,这是光学各向同性和各向异性程度的量度。
此外,所述厚度方向延迟(Rth)是由膜厚度方向的截面上观察到的两个双折射Δnxz(=|nx–nz|)和Δnyz(=|ny–nz|)的平均值与膜厚度(d)的乘积定义的参数。
如果所述聚酰胺膜的面内延迟和厚度方向延迟在上述范围内,当膜应用于显示装置时,可以最大限度地减少光学畸变和颜色畸变,还可以最大限度地减少光从侧面泄漏。
除了所述聚酰胺类聚合物之外,所述聚酰胺膜还可包含填料。
所述填料可以具有60nm至180nm的平均粒径。具体地,第一填料的平均粒径可为80nm至180nm、100nm至180nm、110nm至160nm、120nm至160nm或130nm至150nm,但不限于此。
如果所述填料的平均粒径在上述范围内,与其他无机填料相比,即使使用相对大量的填料,光学性能也不会劣化。
所述填料可以具有1.55至1.75的折射率。具体地,所述填料的折射率可为1.60至1.75、1.60至1.70、1.60至1.68或1.62至1.65,但不限于此。
如果所述填料的折射率满足上述范围,则可以适当调整与nx、ny、nz相关的双折射值,提高膜在各个角度的亮度。
另一方面,如果所述填料的折射率在上述范围之外,则可能出现在视觉上明显观察到所述填料或由于所述填料导致雾度增加的问题。
基于所述聚酰胺类聚合物的固体含量的总重量,所述填料的含量可为100至3,000ppm。具体地,基于所述聚酰胺类聚合物的固体含量的总重量,所述填料的含量可为100ppm至2,500ppm、100ppm至2,200ppm、200ppm至2,500ppm、200ppm至2,200ppm、250ppm至2,100ppm,或300ppm至2,100ppm,或3000ppm至2,200ppm,但不限于此。
如果所述填料的含量超出上述范围,膜的雾度会急剧增加,并且所述填料可能会在膜表面相互聚集,从而可能会在视觉上观察到异物感,或者在制备过程中可能会导致滑动性能出现问题或降低卷绕性。
所述填料可包括,例如,二氧化硅和硫酸钡,但不限于此。
所述填料可以颗粒形式使用。另外,所述填料表面没有经过特殊的包覆处理,可以均匀地分散在整个膜中。
由于所述聚酰胺膜包含所述填料,因此该膜可以确保宽视角而不会使光学性能劣化。
所述聚酰胺膜中残留溶剂的含量可以为1,500ppm以下。例如,残留溶剂的含量可为1,200ppm以下、1,000ppm以下、800ppm以下、或500ppm以下,但不限于此。
所述残留溶剂是指在膜制备过程中未挥发而残留在最终制得膜中的溶剂。
如果所述聚酰胺膜中所述残留溶剂的含量超过上述范围,则膜的耐久性可能变差,并且可能对亮度产生影响。
根据一实施方式,当基于50μm厚度的聚酰胺膜折叠成具有3mm的曲率半径时,断裂前的折叠次数为200,000以上。
当膜折叠成曲率半径为3mm然后展开时,所述折叠次数计为1。
当所述聚酰胺膜的所述折叠次数满足上述范围时,有利于应用于可折叠显示装置或柔性显示装置。
根据一实施方式,膜具有0.01μm至0.07μm的表面粗糙度。具体地,所述表面粗糙度可为0.01μm至0.07μm或0.01μm至0.06μm,但不限于此。
如果所述聚酰胺膜的表面粗糙度满足上述范围,则即使与面光源的法线所成的角度变大,也有利于获得高亮度。
根据一实施方式,所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物,并且所述聚酰胺类聚合物包含酰胺重复单元,和,任选地,可包含酰亚胺重复单元。
在一些实施方式中,所述聚酰胺类聚合物可以仅包含酰胺重复单元而不含酰亚胺重复单元。在这种情况下,所述聚酰胺膜的模量增加,因此它可以有利于应用于可折叠/柔性位移装置。
所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物,并且所述聚酰胺类聚合物可以通过同时或依次使包含二胺化合物和二羰基化合物的反应物反应来制备。具体地,所述聚酰胺类聚合物可通过聚合二胺化合物和二羰基化合物制备。
或者,所述聚酰胺类聚合物通过聚合二胺化合物、二酐化合物和二羰基化合物来制备。此处,所述聚酰胺类聚合物可包含衍生自二胺化合物和二酐化合物聚合的酰亚胺重复单元和衍生自二胺化合物和二羰基化合物聚合的酰胺重复单元。
在一些实施方式中,所述聚酰胺类聚合物可以在没有二酐化合物的情况下聚合。在这种情况下,聚酰胺类聚合物可以不包含酰亚胺重复单元。
根据一实施方式,聚酰胺膜可包含聚酰胺类聚合物,其中,酰胺键通过二胺化合物和二羰基化合物的聚合形成所述聚酰胺膜可任选地包含聚酰胺-酰亚胺类聚合物,其中,酰亚胺键通过二酐化合物的进一步聚合形成。
在一些实施方式中,所述聚酰胺类聚合物可以不包含所述聚酰胺-酰亚胺类聚合物。在这种情况下,所述聚酰胺膜的模量增加,有利于应用于可折叠/柔性位移装置。
所述二胺化合物是能与所述二酐化合物形成酰亚胺键并与所述二羰基化合物形成酰胺键从而形成共聚物的化合物。
所述二胺化合物没有特别限定,例如可以是含有芳香结构的芳香二胺化合物。例如,所述二胺化合物可以是由下式1表示的化合物。
[式1]
H2N-(E)e-NH2
式1中,E可以选自取代或未取代的二价C6-C30脂肪环基团、取代或未取代的二价C4-C30脂肪杂环基团、取代或未取代的二价C6-C30芳香环基团、取代或未取代的二价C4-C30杂芳环基团、取代或未取代的C1-C30亚烷基、取代或未取代的C2-C30亚烯基、取代或未取代的C2-C30亚炔基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-C(CH3)2-和-C(CF3)2-。
e选自1至5的整数。当e为2以上时,E可以彼此相同或不同。
式1中的(E)e可以选自下式1-1a至1-14a表示的基团,但不限于此。
具体地,式1中的(E)e可以选自下式1-1b至1-13b表示的基团,但不限于此。
更具体地,式1中的(E)e可以是由上式1-6b表示的基团或由上式1-9b表示的基团。
在一实施方式中,所述二胺化合物可以包括具有含氟取代基的化合物或具有醚基(-O-)的化合物。
所述二胺化合物可以由具有含氟取代基的化合物组成。在这种情况下,所述含氟取代基可以是氟化烃基,具体可以是三氟甲基。但不限于此。
在另一实施方式中,可以使用一种二胺化合物作为二胺化合物。即,所述二胺化合物可以由单一成分组成。
例如,所述二胺化合物可包括由下式表示的2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB),但不限于此。
所述二羰基化合物没有特别限制,但它可以是,例如,由下式3表示的化合物。
[式3]
在式3中,J可以选自取代或未取代的二价C6-C30脂肪环基团、取代或未取代的二价C4-C30脂肪杂环基团、取代或未取代的二价C6-C30芳香环基团、取代或未取代的二价C4-C30杂芳环基团、取代或未取代的C1-C30亚烷基、取代或未取代的C2-C30亚烯基、取代或未取代的C2-C30亚炔基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-C(CH3)2-和-C(CF3)2-。
j选自1至5的整数。当j为2以上时,J可以彼此相同或不同。
X是卤素原子。具体地,X可以是F、Cl、Br、I等。更具体地,X可以是Cl,但不限于此。
上式3中的(J)j可以选自下式3-1a至3-14a表示的基团,但不限于此。
具体地,上式3中的(J)j可以选自下式3-1b至3-8b所表示的基团,但不限于此。
更具体地,式3中的(J)j可以是上式3-1b表示的基团、上式3-2b表示的基团、上式3-3b表示的基团或上式3-8b表示的基团。
在一实施方式中,可以使用至少两种彼此不同的二羰基化合物的混合物作为所述二羰基化合物。如果使用两种以上二羰基化合物,至少可以使用两种二羰基化合物,其中上式2中的(J)j选自上式3-1b至3-8b表示的基团,作为所述二羰基化合物。
在另一实施方式中,所述二羰基化合物可以是包含芳香结构的芳香二羰基化合物。
所述二羰基化合物可包括如下式所示的对苯二甲酰氯(TPC)、1,1'-联苯-4,4'-二羰基二氯(BPDC)、间苯二甲酰氯(IPC),或它们的组合。但不限于此。
在一实施方式中,所述聚酰胺类聚合物可以包含两种以上的酰胺重复单元。
例如,所述两种以上的酰胺重复单元可以包括第一酰胺重复单元和第二酰胺重复单元。所述第一酰胺重复单元可以通过使第一二羰基化合物与二胺化合物反应形成。所述第二酰胺基重复单元可以通过第二二羰基化合物与二胺化合物反应形成。
所述第一二羰基化合物和所述第二二羰基化合物可以是彼此不同的化合物。
所述第一二羰基化合物和所述第二二羰基化合物可分别包含两个羰基。包含在第一二羰基化合物中的两个羰基之间的角度可以大于包含在第二二羰基化合物中的两个羰基之间的角度。
在示例性实例中,所述第一二羰基化合物和所述第二二羰基化合物可以是彼此的结构异构体。由于使用具有结构异构关系的两种二羰基化合物,可以形成满足上述晶面间距的聚酰胺类聚合物,从而提高聚酰胺类聚合物的光学性能和机械性能。
所述第一二羰基化合物和所述第二二羰基化合物可以分别是芳香族二羰基化合物。
例如,所述第一二羰基化合物和所述第二二羰基化合物可以是彼此不同的芳香族二羰基化合物,但不限于此。
如果所述第一二羰基化合物和所述第二二羰基化合物分别是芳香族二羰基化合物,则它们包含苯环。因此,它们可有助于改进包含由此制得的包含所述聚酰胺类聚合物的膜的机械性能,例如表面硬度和拉伸强度。
例如,所述第一二羰基化合物中包含的两个羰基之间的角度可以为160°至180°,所述第二二羰基化合物中包含的两个羰基之间的角度可以为80°至140°。
例如,所述二羰基化合物可包括所述第一二羰基化合物和/或所述第二二羰基化合物。
例如,所述第一二羰基化合物可以包括TPC,所述第二二羰基化合物可以包括IPC,但不限于此。
如果在一个组合中,用TPC作为所述第一二羰基化合物并且用IPC作为所述第二二羰基化合物,则包含由此制得的聚酰胺基树脂的膜可具有高抗氧化性、生产率、透光率、透明度和模量,并且它可能有低雾度。
所述二胺化合物和所述二羰基化合物可以聚合以形成由下式B表示的重复单元。
[式B]
在式B中,E、J、e和j如上所述。
例如,所述二胺化合物和所述二羰基化合物可以聚合以形成由下式B-1和B-2表示的酰胺重复单元。
[式B-1]
在式B-1中,x是1至400的整数。
[式B-2]
在式B-2中,y是1至400的整数。
在一些实施方式中,所述第一酰胺重复单元与所述第二酰胺重复单元的摩尔比可为10:90至79:21。由于所述第一酰胺重复单元和所述第二酰胺重复单元的摩尔比设置在上述范围内,因此可以将所述聚酰胺类聚合物的晶面间距调节到上述范围。由此,可以改善所述聚酰胺膜的物理性质,例如雾度、透光率、黄色指数和模量。优选地,所述第一酰胺重复单元与所述第二酰胺重复单元的摩尔比可为25:75至79:21、25:75至75:25或30:70至75:25。
在一些实施方式中,所述第一酰胺重复单元与所述第二酰胺重复单元的摩尔比可为10:90至90:10。由于所述第一酰胺重复单元和所述第二酰胺重复单元的摩尔比设置在上述范围内,因此可以将所述聚酰胺类聚合物的晶面间距调节到上述范围。因此,可以改善所述聚酰胺膜的物理性质,例如雾度、透光率、黄色指数和模量。优选地,所述第一酰胺重复单元与所述第二酰胺重复单元的摩尔比可为25:75至79:21、25:75至75:25或30:70至75:25。
在一些实施方式中,基于50μm的厚度,所述聚酰胺膜具有4μm以下的厚度偏差。所述厚度偏差可以指在膜的10个随机位置处测量的厚度的平均值与最大值或最小值之间的偏差。在这种情况下,由于所述聚酰胺膜具有均匀的厚度,因此其在每一点的光学性能和机械性能可以均匀地呈现。
所述聚酰胺膜可具有1%以下的雾度。例如,所述雾度可以为0.5%以下或0.4%以下,但不限于此。
所述聚酰胺膜可具有80%以上的透光率。例如,所述透光率可以是82%以上、85%以上、88%以上、89%以上、80%至99%、88%至99%或89%至99%,但不是仅限于此。
所述聚酰胺膜可具有3以下的黄色指数。例如,所述黄色指数可以为2.5以下或2以下,但不限于此。
所述聚酰胺膜可具有5.0Gpa以上的模量。具体地,所述模量可以是5.5Gpa以上或6.0Gpa以上,但不限于此。
所述聚酰胺膜可具有0.4kgf/μm以上的抗压强度。具体地,所述抗压强度可以是0.45kgf/μm以上,或0.46kgf/μm以上,但不限于此。
当在UTM压缩模式下使用2.5-mm球形尖端以10mm/min的速度对所述聚酰胺膜穿孔时,包括裂缝的穿孔的最大直径(mm)可为60mm以下。具体而言,穿孔的最大直径可以是5毫米至60毫米、10毫米至60毫米、15毫米至60毫米、20毫米至60毫米、25毫米至60毫米或25毫米至58毫米,但不仅限于此。
所述聚酰胺膜的表面硬度可为HB或更高。具体地,所述表面硬度可以是H或更高,或者2H或更高,但不限于此。
所述聚酰胺膜的拉伸强度可为15kgf/mm2或更高。具体地,所述拉伸强度可以为18kgf/mm2以上、20kgf/mm2以上、21kgf/mm2以上、或22kgf/mm2以上,但不限于此。
所述聚酰胺膜的伸长率为15%以上。具体地,所述伸长率可以是16%以上、17%以上、或17.5%以上,但不限于此。
在一实施方式中的所述聚酰胺膜在低雾度、低黄色指数和高透光率方面具有优异的光学性能,以及均匀的厚度,从而可以在整个区域具有均匀和优异的光学和机械性能。
如上所述的所述聚酰胺膜的物理性能基于40μm至60μm的厚度。例如,所述聚酰胺膜的物理性能基于50μm的厚度。
如上所述的关于所述聚酰胺膜的组分和特性上的特征可以相互组合。
例如,所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物并且具有80%以上的透光率、1%以下的雾度以及3以上的黄色指数。
此外,上述聚酰胺膜的性质以及XRD图谱上的特征是由构成所述聚酰胺膜的组分的化学和物理性质,以及如下所述的制备所述聚酰胺膜的方法的各个步骤中的条件组合实现的结果。
例如,构成所述聚酰胺膜的组分的组成和含量,膜制备方法中的聚合条件和热处理条件等,综合起来以在XRD图谱上达到所需的特征。
显示装置的覆盖窗
根据一实施方式,用于显示装置的覆盖窗包括聚酰胺膜和功能层。
所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物并且具有包含第一个峰的XRD图谱,其最高点位于2θ为14°至16°的部分。
在一些实施方式中,所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物,并且具有包含组合峰的XRD图谱,其中第一个峰在2θ值为10°以上至小于20°的部分中具有最大值和第二个峰在2θ值为20°至25°的部分具有最大值,其中由上述式1定义的窄距晶型的比例大于67。
关于聚酰胺膜的细节如上所述。
用于显示装置的覆盖窗可以有利地应用于显示装置。
由于所述聚酰胺膜在XRD分析图上的峰、晶面间距、和/或面积比方面具有上述特征,因此它可以具有优异的光学和机械性能。
显示装置
根据一实施方式,显示装置包括显示单元;以及设置在所述显示单元上的覆盖窗,其中所述覆盖窗包括聚酰胺膜和功能层。
所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物,并且具有包含第一个峰的XRD图,其最高点位于2θ为14°至16°的部分。
在一些实施方式中,所述聚酰胺膜包含聚酰胺类聚合物,并且具有包含组合峰的XRD图谱,其中组合了在2θ值为10°以上至小于20°的部分中具有最大值的第一个峰和在2θ值为20°至25°的部分中具有最大值的第二个峰,其中由上述式1定义的窄距晶型的比例大于67。
所述聚酰胺膜和所述覆盖窗的细节如上所述。
图1是一实施方式中的显示装置的截面图。
具体地,图1示出了一种显示装置,其包括显示单元(400)和设置在显示单元(400)上的覆盖窗(300),其中所述覆盖窗包含具有第一面(101)和第二面(102)的聚酰胺膜(100)以及功能层(200),并且在所述显示单元(400)和所述覆盖窗(300)之间插有粘合层(500)。
所述显示单元(400)用于显示图像,它可以具有柔性特征。
所述显示单元(400)可以是用于显示图像的显示面板。例如,它可以是液晶显示面板或有机电致发光显示面板。所述有机电致发光显示面板可以包括前偏光板和有机EL面板。
所述前偏光板可以设置在所述有机EL面板的前侧。具体地,所述前偏光板可以附接到所述有机EL面板中显示图像的一侧。
所述有机EL面板通过像素单元的自发光显示图像。所述有机EL面板可以包括有机EL基板和驱动基板。所述有机EL基板可以包括多个有机电致发光单元,每个有机电致发光单元对应一个像素。具体地,它可以包括阴极、电子传输层、发光层、空穴传输层和阳极。所述驱动基板可操作地耦合到所述有机EL基板。即,所述驱动基板可以耦接至所述有机EL基板以施加驱动信号例如驱动电流,使得所述驱动基板可以通过向各个有机电致发光单元施加电流来驱动所述有机EL基板。
此外,在所述显示单元(400)和所述覆盖窗(300)之间可插入粘合层(500)。所述粘合层可以是光学透明的粘合层,但没有特别限制。
所述覆盖窗(300)可设置在所述显示单元(400)上。所述覆盖窗位于所述显示装置的最外侧位置,从而保护所述显示单元。
所述覆盖窗(300)可以包括聚酰胺膜和功能层。所述功能层可以是选自硬涂层、反射降低层、防污层和防眩层中的至少一种。所述功能层可以涂覆在所述聚酰胺膜的至少一侧上。
根据一实施方式,所述聚酰胺膜可以以膜的形式应用于显示装置的外侧,而不改变显示驱动方法、面板内部的滤色器或层压结构,从而提供具有均匀厚度、低雾度、高透光率、和高透明度的显示装置。由于不需要大幅改变工艺和增加成本,因此可以有利于降低生产成本。
根据一实施方式,所述聚酰胺膜不仅具有优异的光学性能,例如高透光率、低雾度和低黄色指数,而且具有均匀的厚度。
此外,根据一实施方式,所述聚酰胺膜可以最小化光学畸变,因为它最多具有一定水平的面内延迟和厚度方向延迟,并且还可以从侧面减少光渗漏。
特别地,随着显示设备的屏幕尺寸的增加,屏幕的每个区域的图像质量可能不同。然而,根据一实施方式,所述聚酰胺类膜具有均匀的厚度和光学性能,由此可以在整个屏幕区域上实现均匀的图像质量。
聚酰胺膜的制备方法
一实施方式提供了一种聚酰胺膜的制备方法。
根据一实施方式,聚酰胺膜的制备方法包括在有机溶剂中,将二胺化合物和二羰基化合物聚合以制备包含聚酰胺类聚合物的溶液;将聚合物溶液浇注,然后将其干燥以制备凝胶片;并对所述凝胶片进行热处理。
根据一实施方式,聚酰胺膜的制备方法包括在有机溶剂中,将二胺化合物和二羰基化合物聚合以制备包含聚酰胺类聚合物的溶液;将聚合物溶液装入罐中;将所述溶液在罐内挤出浇注,然后干燥制成凝胶片;并对所述凝胶片进行热处理。
参见图2,根据一实施方式,聚酰胺膜的制备方法包括在有机溶剂中,将二胺化合物和二羰基化合物聚合以制备包含聚酰胺类聚合物的溶液(S100);将聚合物溶液浇注以制备凝胶片(S200);热处理所述凝胶片(S300)。
根据一实施方式,聚酰胺膜的制备方法可以进一步包括调节聚酰胺类聚合物溶液(S110)的粘度、老化聚酰胺类聚合物溶液(S120),和/或对聚酰胺类聚合物溶液(S130)脱气。
所述聚酰胺膜是以聚酰胺类聚合物为主要成分的膜。所述聚酰胺类聚合物是包含酰胺重复单元作为结构单元的树脂。任选地,所述聚酰胺类聚合物可包含酰亚胺重复单元。
在聚酰胺膜的制备方法中,用于制备聚酰胺类聚合物的聚合物溶液可以通过在反 应器中,同时或依次地将二胺化合物和二羰基化合物在有机溶剂中混合,并使混合物反应 来制备(S100)。
在一实施方式中,所述聚合物溶液可以通过在有机溶剂中同时将二胺化合物和二羰基化合物混合并反应来制备。
在另一实施方式中,制备所述聚合物溶液的步骤可以包括将二胺化合物和二羰基化合物在溶剂中混合并反应以产生聚酰胺(PA)溶液。所述聚酰胺溶液是包含具有酰胺重复单元的聚合物的溶液。
在一实施方式中,制备所述聚合物溶液的步骤可以通过使用彼此不同的两种二羰基化合物作为所述二羰基化合物来进行。在这种情况下,所述两种二羰基化合物可以同时或依次混合并反应。优选地,所述第一二羰基化合物和所述二胺化合物可以反应形成预聚物,并且所述预聚物和所述第二二羰基化合物可以反应形成所述聚酰胺类聚合物。在这种情况下,所述聚酰胺类聚合物和薄膜的XRD图谱可以容易地调整到如上所述的峰位置、高度和/或面积。
所述聚合物溶液中所含的聚合物包含衍生自所述二胺化合物和所述二羰基化合物聚合的酰胺重复单元。
或者,所述聚合物溶液中所含的聚合物可以包含衍生自所述二胺化合物和所述二酐化合物聚合的酰亚胺重复单元和通过所述二胺化合物和所述二羰基化合物聚合的酰胺重复单元。
在一实施方式中,制备包含聚酰胺类聚合物的溶液的步骤可以在-10℃至25℃的温度下进行。例如,所述溶剂、所述二胺化合物和所述二羰基化合物的混合和反应可以在-10℃至25℃的温度下进行。如果所述温度在上述温度范围之外,则形成的聚合核过少或过多,从而难以形成具有所需性质的聚酰胺类聚合物。结果,XRD图谱上第一个峰的最高点的位置可能在2θ为14°至16°的部分之外,或者第二面积与组合面积的比例可能在上述范围之外。因此,所述聚酰胺膜的性能,诸如模量或黄色指数,会劣化。此外,所述聚合物溶液的粘度可能小于特定范围,从而增加由其形成的膜的厚度偏差。优选地,制备包含聚酰胺类聚合物的溶液的步骤可以在-20℃至20℃、-20℃至15℃、-20℃至10℃、-15℃至20℃、-15℃至20℃、-15℃至15℃、-15℃至10℃、-10℃至20℃、-10℃至15℃、-10℃至10℃、-8℃至20℃、-8℃至15℃、-8℃至10℃,-5℃至20℃,-5℃至15℃,或-5℃至10℃下进行。
所述聚合物溶液中所含的固体含量可为10重量%至30重量%,但不限于此。
如果所述聚合物溶液中所含的固体含量在上述范围内,则可以在挤出和/或浇注步骤中有效地制造聚酰胺膜。此外,由此制得的所述聚酰胺膜可具有改进的模量等机械性能和低黄色指数等光学性能。
在又一实施方式中,制备所述聚合物溶液的步骤还可以包括调节聚合物溶液的pH值。在这一步骤中,可以将所述聚合物溶液的pH值调整为4至7,例如4.5至7。
所述聚合物溶液的pH可以通过添加pH调节剂来调节。所述pH调节剂没有特别限制,例如,可以包括胺类化合物,如烷氧基胺、烷基胺和烷醇胺。
由于将所述聚合物溶液的pH值调节到上述范围,可以防止由所述聚合物溶液制成的膜中出现缺陷,并在黄色指数和模量方面获得所需的光学性能和机械性能。
基于所述聚合物溶液中单体的总摩尔数,所述pH调节剂的使用量可以为0.1摩尔%至10摩尔%。
用于制备所述聚合物溶液的所述第一二羰基化合物与所述第二二羰基化合物的摩尔比可为10:90至90:10或10:90至79:21,优选25:75至79:21、25:75到75:25,或30:70到75:25。
由于所述第一二羰基化合物和所述第二二羰基化合物以这样的比例使用,可以制备具有上述XRD图谱的聚酰胺类聚合物和膜,并提高所述聚酰胺膜的厚度均匀性、模量、雾度、透射率和黄色指数等。
如果不满足上述范围,则诸如亮度和雾度之类的光学性能可能劣化。
所述二胺化合物和所述二羰基化合物的细节如上所述。
在一实施方式中,所述有机溶剂可以是选自二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、间甲酚、四氢呋喃(THF)和氯仿中的至少一种。所述聚合物溶液中使用的所述有机溶剂可以是二甲基乙酰胺(DMAc),但不限于此。
所述聚合物溶液可在-20℃至20℃、-20℃至10℃、-20℃至5℃、-20℃至0℃或0℃至10℃下储存。
如果在上述温度下储存,则可以防止所述聚合物溶液的降解并降低水分含量,从而防止由此制备的膜的缺陷。
在一实施方式中,该方法还可以包括在制备所述聚合物溶液的步骤之后调节所述聚合物溶液的粘度(S110)。在室温下,所述聚合物溶液的粘度可为200,000cps至350,000cps。在这种情况下,可以提高聚酰胺膜的成膜能力,从而提高厚度均匀性。
具体地,制备所述聚合物溶液的步骤可以包括在有机溶剂中,将二胺化合物和二羰基化合物同时或依次混合反应制备第一聚合物溶液;再加入二羰基化合物,制备具有目标粘度的第二聚合物溶液。
在制备所述第一聚合物溶液和所述第二聚合物溶液的步骤中,所述聚合物溶液之间的粘度彼此不同。例如,所述第二聚合物溶液的粘度可以高于所述第一聚合物溶液的粘度。
在制备所述第一聚合物溶液和所述第二聚合物溶液的步骤中,搅拌速度可以彼此不同。例如,制备所述第一聚合物溶液时的搅拌速度可以比制备所述第二聚合物溶液时的搅拌速度快。
在一些实施方式中,可将所述聚合物溶液或其已经调节粘度的所述聚合物溶液进行老化(S120)。
可以通过将所述聚合物溶液在-10℃至10℃的温度下放置24小时或更长时间进行老化。在这种情况下,例如,所述聚合物溶液中所含的所述聚酰胺类聚合物或未反应的材料,可以完成反应或达到化学平衡,从而可以使聚合物溶液均质化。由其形成的聚酰胺膜的机械/光学性能在膜的整个区域上可以是基本均匀的。优选地,所述老化可以在-5℃至10℃、-5℃至5℃或-3℃至5℃的温度下进行。
在一实施方式中,所述方法可以进一步包括对所述聚酰胺类聚合物溶液进行脱气(S130)。所述脱气步骤可以去除所述聚合物溶液中的水分并减少杂质,从而提高反应产率并使最终制备的膜具有优异的表面外观和机械性能。
所述脱气可包括真空脱气或用惰性气体吹扫。
可以在将包含所述聚合物溶液的罐的内部压力减压至0.1bar至0.7bar之后,进行所述真空脱气30分钟至3小时。在这些条件下进行真空脱气可以减少所述聚合物溶液中的气泡。因此,可以防止由其制成的膜的表面缺陷并实现优异的光学性能,如雾度。
具体地,通过用惰性气体吹扫内部压力为1atm至2atm的罐来进行所述吹扫。在这些条件下吹扫可以去除聚合物溶液中的水分,减少杂质,从而提高反应产率,并获得优异的光学性能,例如雾度,和机械性能。
所述惰性气体可以是选自氮气、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)和氡气(Rn)中的至少一种,但不限于此。具体地,所述惰性气体可以是氮气。
所述真空脱气和所述用惰性气体吹扫分别在单独的步骤中进行。
例如,可以先进行所述真空脱气步骤,然后是所述用惰性气体吹扫的步骤,但不限于此。
所述真空脱气和/或所述用惰性气体吹扫可以改善由此制得的聚酰胺膜表面的物理性能。
一旦如上所述制备了包含在有机溶剂中的聚酰胺类聚合物的溶液,将填料添加到所述溶液中。
所述填料的平均粒径为60nm至180nm和折射率为1.55至1.75。基于所述聚酰胺类聚合物的固体含量的总重量,其含量为100ppm至3,000ppm。此外,所述填料可以是硫酸钡。
所述填料的细节如上所述。
可以浇注所述聚合物溶液以制备凝胶片(S200)。
例如,所述聚合物溶液可以在载体上挤出、涂覆和/或干燥以形成凝胶片。
此外,所述聚合物溶液的浇注厚度可以为200μm至700μm。由于所述聚合物溶液被浇注到上述范围内的厚度,干燥和热处理后产生的最终薄膜可具有适当且均匀的厚度。
如上所述,所述聚合物溶液在室温下的粘度可为200,000cps至350,000cps。当所述粘度满足上述范围时,所述聚合物溶液可以浇注至均匀的厚度而没有缺陷,并且可以形成具有基本均匀厚度的聚酰胺膜,而在干燥过程中没有局部/部分厚度变化。
浇注所述聚合物溶液,然后在60℃至150℃的温度下干燥5分钟至60分钟以制备凝胶片。具体地,将所述聚合物溶液在70℃至90℃的温度下干燥15分钟至40分钟以制备凝胶片。
所述聚合物溶液的溶剂可以在干燥过程中部分或全部挥发以制备凝胶片。
可以将干燥的所述凝胶片进行热处理以形成聚酰胺膜(S300)。
进行所述凝胶片的热处理,例如可以通过热固性装置进行。
所述热固性装置可以通过热空气对所述凝胶片进行热处理。
如果用热空气进行所述热处理,则可以均匀地供应热量。如果热量供应不均匀,则无法获得令人满意的表面粗糙度,这可能会使表面张力升高或降低很多。
所述凝胶片的热处理可以在60℃至500℃的温度范围内进行5分钟至200分钟。具体地,所述凝胶片的热处理可以在80℃至300℃的温度范围内以1.5℃/min至20℃/min的升温速率进行10分钟至150分钟。
在这种情况下,所述凝胶片的热处理的初始温度可以是60℃或更高。具体地,所述凝胶片的热处理的初始温度可以为80℃至180℃。
另外,所述热处理的最高温度可以是300℃到500℃。例如,所述热处理的最高温度可以是350℃至500℃、380℃至500℃、400℃至500℃、410℃至480℃、410℃至470℃或410℃至450℃。
在一实施方式中,所述凝胶片的热处理可以在两个或多个步骤中进行。
具体地,所述热处理可以包括在60℃至120℃的范围内进行5分钟至30分钟的第一热空气处理步骤;在120℃至350℃的范围内进行10分钟至120分钟的第二热空气处理步骤。
在这些条件下的所述热处理可以固化所述凝胶片,以使其具有适当的表面硬度和模量,并且可以同时确保固化薄膜的高透光率、低雾度和适当水平的光泽度。
在一实施方式中,所述热处理可以包括使其通过IR加热器。通过IR加热器的热处理可以在300℃以上的温度范围内进行1分钟至30分钟。具体地,通过IR加热器的热处理可以在300℃至500℃的温度范围内进行1分钟至20分钟。
通过所述制备方法制备的所述聚酰胺膜具有优异的光学性能和机械性能。所述聚酰胺膜可适用于需要柔韧性、透明度和一定亮度水平的各种用途。例如,所述聚酰胺膜可应用于太阳能电池、显示器、半导体器件、传感器等。
特别地,由于所述聚酰胺膜具有优异的厚度均匀性和光学性能,因此有利于应用于显示装置的覆盖窗和显示装置。由于其具有优异的折叠特性,因此有利于应用于可折叠显示装置或柔性显示装置。
通过所述聚酰胺膜的制备方法制备的所述聚酰胺膜的细节如上所述。
具体实施方式
在下文中,将通过参考示例来详细描述本发明。但下面的示例是为了说明本发明,而本发明的范围并不仅仅限于此。
实施例1
在10℃、氮气氛下,将567g二甲基乙酰胺(DMAc)作为有机溶剂装入1升装有可控温双夹套的玻璃反应器中。然后,向其中缓慢加入作为芳族二胺的64.0g(0.200摩尔)2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB)并溶解。
随后,缓慢加入作为第一二羰基化合物的对苯二甲酰氯(TPC),然后搅拌混合物1小时。然后,基于总引入量的94%的量,添加作为第二二羰基化合物的间苯二甲酰氯(IPC),随后搅拌混合物1小时,从而制备第一聚合物溶液。
制备在DMAc有机溶剂中10%(重量)的IPC溶液。
将1ml IPC溶液加入到第一聚合物溶液中,然后将混合物搅拌30分钟,重复该过程。通过此反应,将基于总引入量的约6%的IPC反应以制备具有约230,000cps的粘度的第二聚合物溶液。此处,将反应温度调节至约10℃。
将第二聚合物溶液在约0℃下放置约一天,然后将其涂覆在玻璃板上并干燥。将干燥的聚酰胺聚合物从玻璃板上剥离并进行热处理,由此获得厚度为50μm的聚酰胺膜。
关于二胺化合物(TFMB)和二羰基化合物(IPC和TPC)的含量,基于100摩尔二胺化合物的二羰基化合物的摩尔数如表1所示。
实施例2-4和对比例1-4
以与实施例1相同的方式制备薄膜,不同之处在于,如下表1所示,改变各反应物的含量、聚合温度和调节的粘度。
【评价例】
分别测量和评价实施例和对比例制备的薄膜的以下性能。结果如下表1所示。
评价例1:薄膜厚度和均匀度的测定
使用日本Mitutoyo Corporation制造的数字千分尺547-401在膜上的10个点测量厚度。获取它们的平均值。
在10个点测量时,将最大值与最小值的差值定义为厚度偏差。当厚度偏差为4μm以下时,厚度均匀性被评价为“优”,当厚度偏差大于4μm时被评价为“差”。
评价例2:模量的测定
将样品在垂直于与膜的主收缩方向上切下至少10cm,并且在主收缩方向上切下10cm。在Instron的万能试验机UTM 5566A中,通过间隔10cm设置的夹子将其固定。在室温下以12.5mm/min的速率拉伸样品,直至样品断裂,获得应力-应变曲线。应力-应变曲线上载荷相对于初始应变的斜率作为模量(GPa)。
评价例3:透光率和雾度的测量
根据JIS K 7105、JIS K 7136和JIS K 7161标准,使用由Nippon Denshoku Kogyo制造的雾度计NDH-5000W测量透光率和雾度。
评价例4:黄色指数的测定
根据ASTM-E313标准,在d65和10°的条件下,用分光光度计(UltraScan PRO,Hunter Associates Laboratory)测量黄色指数(YI)。
评价例5:粘度的测定
聚合物溶液(清漆)的温度保持在10℃,使用TOKI SANGYO的BH-II型粘度计进行测量。将rpm设置为4,并使用7号锭子检查是否达到目标粘度。
评价例6:XRD(X射线衍射晶体学)的分析
对根据实施例和对比例的聚酰胺膜各自进行XRD分析。此处,使用Rigaku的UltimaIV,分析条件设定如下。
-扫描源:Cu(40kV,30mA)
-扫描范围(2-Theta):5°至45°
-扫描尺寸:0.02°
-扫描速度:0.24°/秒
图3和图4分别是实施例3和对比例2的聚酰胺膜的XRD分析图(衍射图)。
参见图3和图4,在分析的XRD图谱的2θ值为10°以上且小于20°的部分(第一部分)中出现第一个峰,在2θ值为20°至25°(第二部分)中出现第二个峰。
参见图3,在实施例3的XRD图谱中,在第一部分中2θ为14°至16°的部分观察到第一个峰的最高点。另一方面,参见图4,在对比例2的XRD图谱中,在2θ为14°至16°的部分外的16.7°处观察到峰的最高点。
【表1】
由表1可知,实施例中,XRD图谱上的峰的最大值(最高值)出现在2θ为14°~16°的部分,与对比例相比,模量、成膜能力、透光率、雾度和黄色指数都很优异。
与此相对,对比例中,在XRD图谱上的峰的最大值出现在2θ为14°~16°部分外,调整聚合物溶液的粘度后,粘度没有增加。因此,实际上不可能形成具有均匀厚度的膜,或者机械性能,尤其是光学性能会显著劣化。
具体而言,在对比例1的聚酰胺膜中,XRD图谱上的峰的最大值位于2θ值为14°~16°的范围外,TPC:IPC的摩尔比为5:95,聚合物溶液的粘度显著降低。因此,成膜过程不稳定,由此制得的膜的厚度均匀性变差。对比例4的聚酰胺膜中,TFMB、TPC、IPC在30℃下聚合,聚合物溶液的粘度显著降低,出现与对比例1相同的问题。
在对比例2和3的聚酰胺膜中,TPC:IPC的摩尔比分别为80:20和95:5的,包括透光率、雾度和黄色指数等光学性能显著劣化。
实施例5
将1ml在DMAc溶剂中10%(重量)的IPC溶液加入到实施例1的第一聚合物溶液中,然后将混合物搅拌30分钟,重复该步骤,将基于总引入量约4%的IPC进行反应以制备第二聚合物溶液。此处,将第二聚合物溶液的粘度调节至约230,000cps,聚合过程中的温度保持在10℃。
将第二聚合物溶液涂覆到玻璃板上,然后干燥。将干燥的聚酰胺聚合物从玻璃板上剥离并进行热处理,由此获得厚度为50μm的实施例5的聚酰胺膜。
关于二胺化合物(TFMB)和二羰基化合物(IPC和TPC)的含量,基于100摩尔二胺化合物的二羰基化合物的摩尔数如表2所示。
实施例6-9和对比例5-7
以与实施例5相同的方式制备膜,不同之处在于,如下表2所示,改变各反应物的含量和反应温度。
图5是实施例6的聚酰胺膜的XRD分析图(衍射图)。
参见图5,在2θ值为约5~35°的部分观察到2个峰组合而成的组合峰(10)。
该组合峰(10)被分成第一个峰(11)和第二个峰(12)。第一个峰(11)的最大值位于2θ值为10到小于20°的部分(第一部分),第二个峰(12)的最大值位于2θ值为20到25°的部分(第二部分)。组合峰(10)被分开,使得第一个峰(11)和第二个峰(12)具有相对于基线(18)的高斯分布形式。
组合峰(10)的起点(14;2θ值约为5°的点)和终点(15;2θ值约为35°的点)与具有指数函数(例如,y=aex+b,其中a和b是常数)的任意的线连接。基线(18)是通过与不包括组合峰部分的XRD图谱连接来设置的。
在组合峰(10)、第一个峰(11)和第二个峰(12)中,使用分析程序分析强度值大于基线(18)的部分的面积。
然后,根据以下式1计算窄距晶型的比例并在下表2中示出。第一个峰的面积(第一面积)与第二个峰(12)的面积(第二面积)的百分比也示于下表2中。
[式1]
窄距晶型的比例=第二个峰的面积/组合峰的面积×100
[表2]
从表2可以看出,实施例中,在XRD图谱上窄距晶型的比例超过67,与对比例相比,模量、透光率、雾度和黄色指数优异。
相比之下,对比例中,在XRD图谱中窄距晶型的比例为67以下,窄距晶型的比例降低,并且黄色指数、模量、透光率和雾度劣化。
具体地,对比例5中,聚酰胺类聚合物在30℃下聚合,聚合物溶液的粘度降低,难以形成厚度均匀的膜,窄距晶型的比例为65,并且黄色指数增加。
在对比例6中,TPC的聚合摩尔比为5%,由于聚合物溶液的粘度没有达到合适的粘度,实际上难以均匀地成膜,窄距晶型的比例降低,黄色指数增加,模量降低。
另外,在对比例7中,TPC的聚合摩尔比为95%,窄距晶型的比例为67,透光率、雾度、黄色指数等光学性能显著劣化。

Claims (7)

1.一种聚酰胺膜,其包含聚酰胺类聚合物,并包含XRD图谱,所述XRD图谱包括XRD图谱上的第一个峰,其中第一个峰的最高点位于2θ为14°至16°部分,对应于所述第一个峰的晶面间距为所述聚酰胺膜包含多种晶面间距不同的晶型,在多种晶型中,晶面间距为的晶型的比例是最高的,
其中,所述聚酰胺类聚合物包含两种以上的酰胺重复单元,
所述两种以上的酰胺重复单元包含衍生自第一二羰基化合物的第一酰胺重复单元和衍生自第二二羰基化合物的第二酰胺重复单元,
所述第一酰胺重复单元与所述第二酰胺重复单元的摩尔比为10:90至90:10,和
所述第一二羰基化合物中包含的两个羰基之间的角度大于所述第二二羰基化合物中包含的两个羰基之间的角度。
2.如权利要求1所述的聚酰胺膜,其特征在于,所述XRD图谱进一步包含2θ为20°至25°部分的第二个峰,所述第一个峰的最大值(Pa)与所述第二个峰的最大值(Pb)的比率(Pa/Pb)是1.03至1.15。
3.一种聚酰胺膜,其包含一种聚酰胺类聚合物,并包含在XRD图谱上的组合峰,其中组合了在2θ值为10°以上至小于20°的部分中具有最大值的第一个峰和在2θ值为20°至25°部分中具有最大值的第二个峰,
其中由式1定义的窄距晶型的比例大于67:
[式1]
窄距晶型的比例=第二个峰的面积/组合峰的面积×100,
其满足下式2:
[式2]
第一个峰的面积/第二个峰的面积≤48%,
其中,所述聚酰胺类聚合物包含两种以上的酰胺重复单元,
所述两种以上的酰胺重复单元包含衍生自第一二羰基化合物的第一酰胺重复单元和衍生自第二二羰基化合物的第二酰胺重复单元,
所述第一酰胺重复单元与所述第二酰胺重复单元的摩尔比为10:90至90:10,和
所述第一二羰基化合物中包含的两个羰基之间的角度大于所述第二二羰基化合物中包含的两个羰基之间的角度。
4.一种用于显示装置的覆盖窗,其包含如权利要求1或3所述的聚酰胺膜;和功能层。
5.一种显示装置,其包括显示单元;以及设置在所述显示单元上的覆盖窗,其中所述覆盖窗包括如权利要求1或3所述的聚酰胺膜,和功能层。
6.如权利要求1或3所述的聚酰胺膜的制备方法,其包含在有机溶剂中,将二胺化合物和二羰基化合物聚合以制备包含聚酰胺类聚合物的溶液;将所述聚合物的溶液浇注以制备凝胶片;并对所述凝胶片进行热处理;
其中,制备包含所述聚酰胺类聚合物的溶液的步骤在-10℃至25℃的温度下进行,
所述制备方法进一步包括在制备包含所述聚酰胺类聚合物的溶液的步骤之后,调节所述溶液的粘度为200,000cps至350,000cps。
7.如权利要求6所述的聚酰胺膜的制备方法,其特征在于,
所述制备方法进一步包括将包含所述聚酰胺类聚合物的溶液在-10℃至10℃下进行老化。
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