CN115151601A - 基于聚酰亚胺的聚合物膜、使用其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置 - Google Patents
基于聚酰亚胺的聚合物膜、使用其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115151601A CN115151601A CN202180016571.2A CN202180016571A CN115151601A CN 115151601 A CN115151601 A CN 115151601A CN 202180016571 A CN202180016571 A CN 202180016571A CN 115151601 A CN115151601 A CN 115151601A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyimide
- chemical formula
- based polymer
- functional group
- polymer film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1003—Preparatory processes
- C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
- C08G73/1028—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines characterised by the process itself, e.g. steps, continuous
- C08G73/1032—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines characterised by the process itself, e.g. steps, continuous characterised by the solvent(s) used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1039—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors comprising halogen-containing substituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1042—Copolyimides derived from at least two different tetracarboxylic compounds or two different diamino compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1067—Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
- G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
- H05K1/032—Organic insulating material consisting of one material
- H05K1/0346—Organic insulating material consisting of one material containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1218—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition or structure of the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0274—Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/01—Dielectrics
- H05K2201/0137—Materials
- H05K2201/0154—Polyimide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
本公开内容涉及包含基于聚酰亚胺的聚合物的基于聚酰亚胺的聚合物膜以及使用其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置,所述基于聚酰亚胺的聚合物包含通过具有特定结构的酸酐化合物和二胺化合物的反应合成的聚酰亚胺重复单元,其中在380nm或更大且780nm或更小的波长下的平均透射率为60%或更大,以及在10μm的厚度下的厚度方向延迟值为150nm或更小。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0154029号的权益,其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开内容涉及具有高的透明度并因此可以实现优异的光学特性和低的厚度方向延迟(Rth)的基于聚酰亚胺的聚合物膜以及使用其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置。
背景技术
基于容易大面积制造并且可以减小厚度和重量的平板显示器(flat paneldisplay,FPD)的显示装置市场正在迅速变化。这样的平板显示器包括液晶显示器(liquidcrystal display,LCD)、有机发光显示器(organic light emitting display,OLED)或电泳显示器(electrophoretic display,EPD)。
根据进一步扩展平板显示器的应用和用途的近来努力,特别关注集中于其中将柔性基底应用于平板显示器的所谓的柔性显示装置。特别地基于移动设备例如智能手机来考察这样的柔性显示装置的应用,并且其应用领域逐渐扩展。
通常,在柔性显示装置和照明装置的生产中,在固化的聚酰亚胺上形成多层无机膜例如缓冲层、有源层和栅极绝缘体以生产TFT装置。
然而,当光发射至聚酰亚胺层(基底层)时,由于无机多层膜的上层的折射率与聚酰亚胺层的折射率之间的差异,发射效率可能降低。
此外,聚酰亚胺聚合物由于高的芳族环密度而被着色棕色或黄色,因此具有在可见光区域内的低透射率,表现出基于黄色的颜色,这降低透光率并具有大的双折射,使得对使用其作为光学元件存在限制。
发明内容
技术问题
本公开内容的一个目的是提供具有高的透明度并因此可以实现优异的光学特性和低的厚度方向延迟(Rth)的基于聚酰亚胺的聚合物膜。
本公开内容的另一个目的是提供包括上述基于聚酰亚胺的聚合物膜的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置。
技术方案
为了实现以上目的,根据一个方面,提供了包含基于聚酰亚胺的聚合物的基于聚酰亚胺的聚合物膜,所述基于聚酰亚胺的聚合物包含由以下化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由以下化学式2表示的聚酰亚胺重复单元,其中基于所述基于聚酰亚胺的聚合物的重复单元的总摩尔数,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元以大于10mol%且为99mol%或更小的量包含在内,在380nm或更大且780nm或更小的波长下的平均透射率为60%或更大,以及在10μm的厚度下的厚度方向延迟值为150nm或更小:
[化学式1]
其中,在化学式1中,X1为包含多环的四价官能团,以及Y1为其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团,
[化学式2]
其中,在化学式2中,X2为由以下化学式3表示的四价官能团中的一者,以及Y2为其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团,
[化学式3]
其中,在化学式3中,R1至R6各自独立地为氢或具有1至6个碳原子的烷基,L1为选自单键、-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR7R8-、-(CH2)t-、-O(CH2)tO-、-COO(CH2)tOCO-、-CONH-、亚苯基、或其组合的任一者,其中R7和R8各自独立地为氢、具有1至10个碳原子的烷基、或具有1至10个碳原子的卤代烷基中的一者,以及t为1至10的整数。
根据另一个方面,提供了包括基于聚酰亚胺的聚合物膜的显示装置用基底。
根据另一个方面,提供了包括基于聚酰亚胺的聚合物膜的电路板。
根据又一个方面,提供了包括基于聚酰亚胺的聚合物膜的光学装置。
根据再一个方面,提供了包括基于聚酰亚胺的聚合物膜的电子装置。
在下文中,将更详细地描述根据本公开内容的具体实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜以及包括其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置。
除非在整个本说明书中另外说明,否则本文中使用的技术术语仅用于提及具体实施方案并且不旨在限制本公开内容。
除非上下文另外明确规定,否则本文中使用的单数形式包括复数引用。
本文中使用的术语“包括”或“包含”指定特定特征、区域、整数、步骤、动作、要素和/或组分,但不排除存在或添加不同的特定特征、区域、整数、步骤、动作、要素、组分和/或组。
包括序数例如“第一”、“第二”等的术语仅用于将一种组分与另一种组分区分开的目的,并且不受序数限制。例如,在不脱离本公开内容的范围的情况下,第一组分可以被称为第二组分,或者类似地,第二组分可以被称为第一组分。
在本公开内容中,(共聚)聚合物意指包括聚合物和共聚物二者,聚合物意指由单一重复单元组成的均聚物,共聚物意指包含两种或更多种重复单元的复合聚合物。
在本公开内容中,取代基的实例在以下描述,但不限于此。
在本公开内容中,术语“经取代的”意指键合有另外的官能团代替化合物中的氢原子,并且待取代的位置没有限制,只要该位置是氢原子被取代的位置,即取代基可以取代的位置即可,并且当两个或更多个取代时,两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。
在本公开内容中,术语“经取代或未经取代的”意指未经取代或者经选自以下的一个或更多个取代基取代:氘;卤素基团;氰基;硝基;羟基;羰基;酯基;酰亚胺基;酰胺基;伯氨基;羧基;磺酸基;磺胺基;氧化膦基;烷氧基;芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;烷基磺酰基;芳基磺酰基;甲硅烷基;硼基;烷基;环烷基;烯基;芳基;芳烷基;芳烯基;烷基芳基;烷氧基甲硅烷基烷基;芳基膦基;或包含N、O和S原子中的至少一者的杂环基,或者未经取代或者经以上例示的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代。例如,“两个或更多个取代基连接的取代基”可以为联苯基。即,联苯基可以为芳基,并且也可以被解释为两个苯基连接的取代基。
在本公开内容中,芳族是满足休克尔规则(Huckel’s Rule)的特性,如果根据休克尔规则满足所有以下三个条件,则化合物可以被定义为芳族。
1)必须存在由空的p轨道、不饱和键、孤电子对等完全共轭的4n+2个电子。
2)4n+2个电子必须形成平面异构体并形成环结构。
3)环的所有原子必须能够参与共轭。
在本公开内容中,烷基是衍生自烷烃的一价官能团,并且可以是直链或支链。直链烷基的碳原子数没有特别限制,但优选为1至20。此外,支链烷基的碳原子数为3至20。烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基、2,6-二甲基庚烷-4-基等,但不限于此。烷基可以为经取代或未经取代的,并且当为经取代的时,取代基的实例与以上描述的相同。
在本公开内容中,卤代烷基意指其中上述烷基经卤素基团取代的官能团,并且卤素基团的实例为氟、氯、溴或碘。卤代烷基可以为经取代或未经取代的,并且当为经取代的时,取代基的实例与以上描述的相同。
在本公开内容中,多价官能团是其中与任意化合物键合的复数个氢原子被除去的残基,例如,其可以为二价官能团、三价官能团和四价官能团。作为实例,衍生自环丁烷的四价官能团意指其中与环丁烷键合的任意四个氢原子被除去的残基。
在本公开内容中,吸电子基团可以包括选自卤代烷基、卤素基团、氰基、硝基、磺酸基、羰基和磺酰基的一者或更多者,优选地,其可以为卤代烷基例如三氟甲基(-CF3)。
在本说明书中,直接键或单键意指与键合线连接,其中在相应位置处不存在原子或原子团。具体地,其意指其中在化学式中表示为L1或L2的部分中不存在其他原子的情况。
在本说明书中,重均分子量意指通过GPC法测量的依据聚苯乙烯的重均分子量。在确定通过GPC法测量的依据聚苯乙烯的重均分子量的过程中,可以使用公知的分析装置、检测器例如折射率检测器和分析柱。可以使用通常应用的温度、溶剂和流量条件。测量条件的具体实例如下:使用Waters PL-GPC220仪器并使用Polymer Laboratories PLgel MIX-B300mm长度柱。评估温度为160℃,对于溶剂,以1mL/分钟的流量使用1,2,4-三氯苯。以10mg/10mL的浓度制备样品,然后将其以200μL的量供应,Mw的值可以使用利用聚苯乙烯标准物形成的校准曲线来确定。使用具有以下分子量的9种聚苯乙烯标准物:2,000/10,000/30,000/70,000/200,000/700,000/2,000,000/4,000,000/10,000,000。
以下,将更详细地描述本公开内容。
1.基于聚酰亚胺的聚合物膜
根据本公开内容的一个实施方案,可以提供包含基于聚酰亚胺的聚合物的基于聚酰亚胺的聚合物膜,所述基于聚酰亚胺的聚合物包含由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由化学式2表示的聚酰亚胺重复单元,其中基于所述基于聚酰亚胺的聚合物的重复单元的总摩尔数,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元以大于10mol%且为99mol%或更小的量包含在内,在380nm或更大且780nm或更小的波长下的平均透射率为60%或更大,以及在10μm的厚度下的厚度方向延迟值为150nm或更小。
本发明人通过实验发现,当如在一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜中满足其中在380nm或更大且780nm或更小的波长下的平均透射率为60%或更大,以及在10μm的厚度下的厚度方向延迟值为150nm或更小的特征时,即使在400℃或更高的高温下固化的聚酰亚胺聚合物膜也表现出无色和透明的光学特性以及低的厚度方向延迟(Rth)特性,由此光学各向同性增加,其中应用有聚酰亚胺聚合物膜的显示器的对角线视角得以确保,并因此可以实现优异的可视性。基于这样的发现完成了本公开内容。
由于基于聚酰亚胺的聚合物具有这样的结构:其中在由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元中,二胺衍生的Y1官能团包括其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团,因此引入可以赋予吸电子效应的吸电子官能团例如三氟甲基(-CF3)作为取代基,使得其抑制酰亚胺链中存在的π电子的电荷转移配合物(charge transfer complex,CTC)的形成,从而确保透明度并实现优异的光学特性,此外,不对称结构被引入到聚酰亚胺链结构中,由此减小了平面折射率值的平均值与厚度方向折射率之差,并因此可以实现低的厚度方向延迟(Rth)。
特别地,基于聚酰亚胺的聚合物包含含有含多环的芳族四价官能团的化学式1的重复单元,并且由于多环而具有增加的空间位阻的不对称结构被引入到聚酰亚胺链结构中,由此可以减轻由于热引起的变形以改善耐热性,并且优选地,可以通过减小平面方向和厚度方向上的折射率差来实现低延迟。
此外,基于聚酰亚胺的聚合物包含含有由化学式3表示的四价官能团中的一者的化学式2的重复单元,并因此可以实现向聚合物主链赋予柔性,降低相差并改善透光率的技术效果。
更优选地,确定基于所述基于聚酰亚胺的聚合物的重复单元的总摩尔数,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元以大于10mol%且为99mol%或更小的量包含在内,并因此,与常规情况相比,可以显著改善透明度和低延迟二者。
具体地,根据本公开内容的基于聚酰亚胺的聚合物膜可以增加折射率并且被用作柔性显示装置中的基底层,使得可以减小与构成装置的各层的折射率差,从而减少内部消散的光量,并有效增加底部发射效率。
基于聚酰亚胺的聚合物是指不仅包括聚酰亚胺,而且还包括为其前体聚合物的聚酰胺酸和聚酰胺酸酯。即,基于聚酰亚胺的聚合物可以包含选自聚酰胺酸重复单元、聚酰胺酸酯重复单元和聚酰亚胺重复单元的至少一者。即,基于聚酰亚胺的聚合物可以包含聚酰胺酸重复单元的一种类型、聚酰胺酸酯重复单元的一种类型、聚酰亚胺重复单元的一种类型、或者其中混合有这些重复单元中的两种类型或更多种类型的共聚物。
选自聚酰胺酸重复单元、聚酰胺酸酯重复单元和聚酰亚胺重复单元的至少一种重复单元可以形成基于聚酰亚胺的聚合物的主链。
特别地,基于聚酰亚胺的聚合物可以包含由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由化学式2表示的聚酰亚胺重复单元。
在化学式1中,X1为任意四价官能团,并且X1为衍生自用于合成基于聚酰亚胺的聚合物的四羧酸二酐化合物的官能团。
具体地,X1的四价官能团可以包括包含多环的芳族四价官能团。当X1中包括包含多环的芳族四价官能团时,由于多环而具有增加的空间位阻的结构被引入到聚酰亚胺链结构中,这增加了厚度方向上的取向从而引起各向同性,并表现出厚度方向延迟(Rth)特性,确保显示器的对角线视角,实现优异的可视性,通过减轻由热引起的变形来改善耐热性,并且减轻在加热过程之后在冷却过程期间发生的膜的收缩。
更具体地,X1的四价官能团可以包括由以下化学式5表示的官能团。
[化学式5]
其中,在化学式5中,Ar为多环芳族二价官能团。多环芳族二价官能团是衍生自多环芳族烃化合物或其衍生物化合物的二价官能团,并且可以包括亚芴基。衍生物化合物包括其中引入有一个或更多个取代基或者用杂原子代替碳原子的所有化合物。
更具体地,在化学式5的Ar中,多环芳族二价官能团可以包括包含至少两个或更多个芳族环化合物的稠合环状二价官能团。即,多环芳族二价官能团不仅在官能团结构中包含至少两个或更多个芳族环化合物,而且还可以具有稠环结构。
芳族环化合物可以包括包含至少一个苯环的芳烃化合物、或者其中用杂原子代替芳烃化合物中的碳原子的杂芳烃化合物。
多环芳族二价官能团内可以包含至少两个或更多个芳族环化合物,并且两个或更多个芳族环化合物各自可以直接形成稠环或者可以经由另外的环结构形成稠环。在一个实例中,当两个苯环各自与环烷基环结构稠合时,这可以定义成两个苯环经由环烷基环形成稠环。
包含至少两个或更多个芳族环化合物的稠合环状二价官能团是衍生自包含至少两个或更多个芳族环化合物的稠合环状化合物或其衍生物化合物的二价官能团,衍生物化合物包括其中引入有一个或更多个取代基或者用杂原子代替碳原子的所有化合物。
多环芳族二价官能团的实例没有特别限制,但作为实例,由化学式5表示的四价官能团可以包括由以下化学式5-1表示的官能团。
[化学式5-1]
同时,在化学式2中,X2为与X1的四价官能团不同的四价官能团,并且X2可以为由以下化学式3表示的四价官能团中的一者。
[化学式3]
其中,在化学式3中,R1至R6各自独立地为氢或具有1至6个碳原子的烷基,L1为选自单键、-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR7R8-、-(CH2)t-、-O(CH2)tO-、-COO(CH2)tOCO-、-CONH-、亚苯基、或其组合的任一者,其中R7和R8各自独立地为氢、具有1至10个碳原子的烷基、或具有1至10个碳原子的卤代烷基中的一者,以及t为1至10的整数。
由化学式3表示的官能团的具体实例可以包括由以下化学式3-1表示的官能团、由以下化学式3-2表示的官能团或由以下化学式3-3表示的官能团。
[化学式3-1]
[化学式3-2]
[化学式3-3]
即,基于聚酰亚胺的聚合物可以包含其中衍生自四羧酸二酐的重复单元为由化学式5表示的官能团的由化学式2表示的重复单元;和其中衍生自四羧酸二酐的重复单元为由化学式3表示的官能团的由化学式2表示的重复单元。在基于聚酰亚胺的聚合物中,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由化学式2表示的聚酰亚胺重复单元无规排列以形成无规共聚物,或者可以通过形成各嵌段来形成嵌段共聚物。
包含由化学式1表示的重复单元和由化学式2表示的重复单元的基于聚酰亚胺的聚合物可以通过使两种或更多种不同类型的四羧酸二酐化合物与二胺化合物反应来制备,无规共聚物可以通过同时添加两种类型的四羧酸二酐来合成,或者嵌段共聚物可以通过顺序地添加两种类型的四羧酸二酐来合成。
基于所述基于聚酰亚胺的聚合物的重复单元的总摩尔数,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元可以以大于10mol%且不大于99mol%或更小、或大于10mol%且为80mol%或更小、或11mol%或更大且99mol%或更小、或11mol%或更大且80mol%或更小、或15mol%或更大且80mol%或更小、或65mol%或更大且99mol%或更小、或70mol%或更大且99mol%或更小、或70mol%或更大且80mol%或更小的量包含在内。此外,相对于基于聚酰亚胺的聚合物中包含的总重复单元,由化学式2表示的聚酰亚胺重复单元可以以1mol%或更大且小于90mol%、或20mol%或更大且小于90mol%、或1mol%或更大且89mol%或更小、或20mol%或更大且89mol%或更小、或20mol%或更大且85mol%或更小、或1mol%或更大且35mol%或更小、或1mol%或更大且30mol%或更小、或20mol%或更大且30mol%或更小的量包含在内。因此,可以通过低的黄变程度来实现优异的无色和透明的光学特性,同时,通过低的厚度方向延迟(Rth)特性来增加光学各向同性,从而确保其中应用有基于聚酰亚胺的聚合物膜的显示器的对角线视角,并防止由于光失真(light distortion)现象引起的可视性的劣化。
另一方面,当基于所述基于聚酰亚胺的聚合物的总重复单元的摩尔数,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元以过小的量包含在内时,厚度方向延迟Rth值增加至大于300nm,存在可视性由于根据延迟的增加引起的光失真现象而劣化的问题。
此外,当基于所述基于聚酰亚胺的聚合物的总重复单元的摩尔数,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元以过量包含在内时,难以充分实现通过由化学式2表示的重复单元实现的向聚合物主链赋予柔性以减少延迟并改善透光率的技术效果。
同时,在化学式1中,Y1和Y2为其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个碳原子且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团,并且Y1和Y2可以为衍生自用于合成聚酰亚胺的二胺化合物、聚酰胺酸、或聚酰胺酸酯的官能团。
在Y1和Y2中,具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团可以包含2个或更多个且3个或更少个芳族环化合物。由于以这种方式包含2个或更多个且3个或更少个芳族环化合物,因此与常规情况相比,可以显著改善透明度和低延迟二者。
当Y1中的芳族二价官能团的碳数减少至小于13时,在芳族环化合物的数目减少至3个或更少的同时芳香性降低,由此聚合物链之间的电荷转移配合物(CTC)效应以及聚酰亚胺分子之间的有序性和取向特性变得相对弱,这引起在通过高温固化获得的聚酰亚胺膜中,耐热性和过程效率显著差的问题。
同时,当Y1和Y2中的芳族二价官能团的碳数增加至大于20时,其由于芳族环密度的急剧增加而被着色棕色或黄色,具有在可见光区域内的低透射率,表现出基于黄色的颜色,这降低透光率并具有大的双折射,因此,可能难以将其用作光学元件。
具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团可以包括选自亚联苯基和亚三联苯基的至少一者。具体地,具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团可以衍生自最大光吸收波长为240nm或更大且260nm或更小的芳族化合物。
例如,在具有12个碳原子的亚联苯基的情况下,最大光吸收波长为247nm,而在具有24个碳原子的亚四联苯基的情况下,最大光吸收波长可以为292nm。最大光吸收波长可以使用CH2Cl2溶剂并没有限制地应用常规已知的光吸收波长测量方法和设备来测量。
吸电子官能团可以包括选自卤代烷基、卤素基团、氰基、硝基、磺酸基、羰基和磺酰基的至少一者。
由于取代有具有高的电负性的吸电子取代基例如三氟甲基(-CF3),因此抑制聚酰亚胺聚合物链中存在的π电子的电荷转移配合物(CTC)的形成的效果增加,从而确保改善的透明度。即,可以减少聚酰亚胺结构内或链之间的堆积,并且空间位阻和电效应可以使显色源之间的电相互作用变弱,并因此在可见光区域中表现出高的透明度。
更具体地,在Y1和Y2中,其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团可以包括由以下化学式4表示的官能团。
[化学式4]
其中,在化学式4中,Q1和Q2彼此相同或不同,并且各自独立地为吸电子官能团,n和m彼此相同或不同,并且各自独立地为1或更大且4或更小的整数。
在一个实例中,由化学式4表示的二价官能团可以包括衍生自2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯基二胺的由以下化学式4-1表示的官能团。
[化学式4-1]
当Y1和Y2中包括由化学式4-1表示的官能团时,不对称结构被引入到聚酰亚胺链结构中,使得可以通过减小平面方向与厚度方向之间的折射率差来实现低延迟。
基于聚酰亚胺的聚合物可以包括由以下化学式6表示的四羧酸二酐和其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二胺的组合。
[化学式6]
其中,在化学式6中,Ar'为多环芳族二价官能团。多环芳族二价官能团是衍生自多环芳族烃化合物的二价官能团,以及是衍生自亚芴基或其衍生物化合物的二价官能团,并且可以包括亚芴基。衍生物化合物包括其中引入有一个或更多个取代基或者用杂原子代替碳原子的所有化合物。
由化学式6表示的四羧酸二酐的具体实例可以包括9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酐(BPAF)。
其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二胺是其中氨基(-NH2)与其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团的两个末端键合的化合物,关于其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团的细节与以上描述的那些相同。
其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二胺的具体实例可以包括由以下化学式7表示的二胺。
[化学式7]
更具体地,在基于聚酰亚胺的聚合物中,氨基的氮原子与酸酐基团的碳原子之间的键可以通过由化学式6表示的四羧酸二酐的末端酸酐基团(-OC-O-CO-)与其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二胺的末端氨基(-NH2)之间的反应来形成。
相对于基于聚酰亚胺的聚合物中包含的总重复单元,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由化学式2表示的聚酰亚胺重复单元可以以70mol%或更大、或80mol%或更大、或90mol%或更大、或70mol%或更大且100mol%或更小、80mol%或更大且100mol%或更小、70mol%或更大且90mol%或更小、70mol%或更大且99mol%或更小、80mol%或更大且99mol%或更小、90mol%或更大且99mol%或更小的量包含在内。
即,基于聚酰亚胺的聚合物仅由由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由化学式2表示的聚酰亚胺重复单元构成,或者其大部分可以由由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由化学式2表示的聚酰亚胺重复单元构成。
更具体地,基于聚酰亚胺的聚合物不与除能够引入取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团的二胺之外的另外的二胺混合,或者可以以小于1mol%的少量混合。
基于聚酰亚胺的聚合物的重均分子量(通过GPC测量)没有特别限制,但例如,其可以为1000g/mol或更大且200000g/mol或更小、或者10000g/mol或更大且200000g/mol或更小。
根据本公开内容的基于聚酰亚胺的聚合物可以在由于因为其为刚性结构而保持诸如耐热性和机械强度的特性的同时表现出优异的无色和透明的特性,并因此可以用于各种领域例如装置用基底、显示器用覆盖基底、光学膜、IC(integrated circuit,集成电路)封装、粘合剂膜、多层柔性印刷电路(flexible printed circuit,FRC)、带、触摸面板、光盘用保护膜等,特别地,其可以适用于显示器用覆盖基底。
同时,一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜可以包含其中基于聚酰亚胺的聚合物在400℃或更高的温度下固化的固化产物。固化产物意指通过包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物的固化过程获得的材料,并且固化过程可以在400℃或更高、或者400℃或更高且500℃或更低的温度下进行。
更具体地,用于合成基于聚酰亚胺的聚合物的方法的实例没有特别限制,例如,可以使用包括以下步骤的生产膜的方法:将包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物涂覆到基底上以形成涂覆膜的步骤(步骤1);对涂覆膜进行干燥的步骤(步骤2);以及对干燥的涂覆膜进行热处理和固化的步骤(步骤3)。
步骤1是将包含以上基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物涂覆到基底上以形成涂覆膜的步骤。将包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物涂覆到基底上的方法没有特别限制,例如,可以使用诸如丝网印刷、胶版印刷、柔版印刷、喷墨等的方法。
此外,包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物可以呈溶解或分散在有机溶剂中的形式。在具有这样的形式的情况下,例如,当在有机溶剂中合成基于聚酰亚胺的聚合物时,溶液可以为其本身由此获得的反应溶液或者可以为通过用另外的溶剂稀释反应溶液而获得的溶液。此外,当作为粉末获得基于聚酰亚胺的聚合物时,溶液可以为通过将粉末溶解在有机溶剂中而获得的溶液。
有机溶剂的具体实例包括甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基脲、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、1,3-二甲基-咪唑啉酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、环己酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甘醇二甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丙醚、乙二醇单丙醚乙酸酯、乙二醇单异丙醚、乙二醇单异丙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚乙酸酯等。它们可以单独使用或者以两者或更多者的组合使用。
考虑到膜形成过程期间的可加工性例如可应用性,包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物可以以使得具有适当粘度的量包含固体内容物。例如,可以调节组合物的含量使得总聚合物的含量为5重量%或更多且25重量%或更少,或者替代地,其可以被调节至5重量%或更多且20重量%或更少、或者5重量%或更多且15重量%或更少。
此外,除有机溶剂之外,包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物还可以包含其他组分。作为非限制性实例,当施加包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物时,还可以包含这样的添加剂:其能够改善膜厚度均匀性或表面平滑度,改善对基底的粘合性,改变介电常数或电导率,或者增加致密性。这样的添加剂的实例包括表面活性剂、基于硅烷的化合物、电介质、或可交联化合物等。
步骤2是对通过将包含基于聚酰亚胺的聚合物的聚合物组合物涂覆到基底上而形成的涂覆膜进行干燥的步骤。
对涂覆膜进行干燥的步骤可以通过加热装置例如热板、热空气循环炉、红外线炉等来进行,并且干燥可以在50℃或更高且150℃或更低、或者50℃或更高且100℃或更低的温度下进行。
步骤3是对干燥的涂覆膜进行热处理和固化的步骤。在这种情况下,热处理可以通过加热装置例如热板、热空气循环炉、红外线炉等来进行,并且热处理可以在400℃或更高、或者400℃或更高且500℃或更低的温度下进行。
基于聚酰亚胺的聚合物膜的厚度没有特别限制,但例如,其可以在0.01μm或更大且1000μm或更小的范围内自由调节。如果基于聚酰亚胺的聚合物膜的厚度增加或减小特定值,则在基于聚酰亚胺的聚合物膜中测量的物理特性也可能改变特定值。
基于聚酰亚胺的聚合物膜的在10μm的厚度下的厚度方向延迟值可以为150nm或更小、0.1nm或更大且150nm或更小、或者10nm或更大且150nm或更小。通过低的厚度方向延迟(Rth)特性,光学各向同性增加,从而能够确保其中应用有基于聚酰亚胺的聚合物膜的显示器的对角线视角,并实现优异的可视性。
此外,当实现透明显示器时,当在其中聚酰亚胺存在于上部上的结构中使光透射时,失真现象相对减少,从而能够确保其中不需要另外使用用于校正透射光的折射的补偿膜的过程效率和经济效率。
厚度方向上的延迟可以对于550nm的波长来测量,并且测量方法和仪器的实例没有特别限制,并且可以没有限制地应用常规用于测量厚度方向延迟的各种方法。
具体地,厚度方向延迟Rth可以根据以下等式来计算。
[等式]
Rth(nm)=|[(nx+ny)/2]-nz|×d
(其中,nx为用波长为550nm的光测量的聚酰亚胺聚合物膜的面内折射率中的最大折射率;ny为用波长为550nm的光测量的聚酰亚胺聚合物膜的面内折射率中的垂直于nx的折射率;nz为用波长为550nm的光测量的聚酰亚胺聚合物膜的厚度方向上的折射率;以及d为基于聚酰亚胺的聚合物膜的厚度。)
即,厚度方向延迟Rth是通过将膜厚度乘以厚度方向折射率值(nz)与平面折射率值的平均值[(nx+ny)/2]之差的绝对值而获得的值。由于厚度方向折射率值(nz)与平面折射率值的平均值[(nx+ny)/2]之差较小,因此该值可以较小。
由于基于聚酰亚胺的聚合物膜满足150nm或更小的在10μm的厚度下的厚度方向延迟值,因此对于其中应用有基于聚酰亚胺的聚合物膜的显示器,厚度方向折射率值(nz)与平面折射率值的平均值[(nx+ny)/2]之差减小,从而能够实现优异的可视性。
当基于聚酰亚胺的聚合物膜的在10μm的厚度下的厚度方向延迟值过度增加至大于150nm时,在实现透明显示器时,当在其中聚酰亚胺存在于上部上的结构中使光透射时,发生失真现象。为了校正透射光的折射,必须使用另外的补偿膜的过程效率和经济效率可能降低。
同时,基于聚酰亚胺的聚合物膜的玻璃化转变温度可以为350℃或更高、或者350℃或更高且500℃或更低。因此,即使当应用于使用接近500℃的低温聚硅烷(lowtemperature polysilane,LTPS)工艺的有机发光二极管(OLED)装置时,也可以实现优异的热稳定性而没有热分解。
此外,由于基于聚酰亚胺的聚合物膜具有在350℃或更高、或者350℃或更高且500℃或更低的温度下的玻璃化转变温度,因此即使用通过高温固化获得的基于聚酰亚胺的聚合物膜,也可以确保足够的耐热性。当使用其作为塑料基底时,可以在对形成在塑料基底上的金属层进行热处理时,防止塑料基底被热损坏。
用于测量玻璃化转变温度的方法的实例没有特别限制。例如,使用热机械分析仪(TMA(来自TA Instruments的Q400)),将膜的拉力设定为0.02N,在100℃至350℃的温度范围内以5℃/分钟的加热速率进行第一升温过程,然后在350℃至100℃的温度范围内以4℃/分钟的速率进行冷却,以5℃/分钟的加热速率在100℃至450℃的温度范围内进行第二升温过程,并且可以获得在第二升温过程时在加热部分中看到的拐点作为Tg。
当基于聚酰亚胺的聚合物膜的玻璃化转变温度过度降低至低于350℃时,耐热性不足并且尺寸稳定性不足,因此,存在无法承受TFT过程的限制。
具体地,基于聚酰亚胺的聚合物膜的雾度值可以为1.5%或更小、或者0.1%或更大且1.5%或更小。此外,基于聚酰亚胺的聚合物膜的黄度指数值可以为15或更小、或者1或更大且15或更小。
雾度可以由厚度为10μm±2μm的基于聚酰亚胺的聚合物膜样品测量。当基于聚酰亚胺的聚合物膜的厚度增加或减小特定值时,由基于聚酰亚胺的聚合物膜测量的物理特性也可能改变特定值。
此外,基于聚酰亚胺的聚合物膜在380nm或更大且780nm或更小的波长带中的平均透射率可以为60%或更大、或者60%或更大且99%或更小。透射率可以由厚度为10μm±2μm的基于聚酰亚胺的聚合物膜样品测量。当基于聚酰亚胺的聚合物膜的厚度增加或减小特定值时,由基于聚酰亚胺的聚合物膜测量的物理特性也可能改变特定值。以这种方式,一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜在380nm或更大且780nm或更小的波长带中的平均透射率为60%或更大,从而表现出显著改善的透明度和光学特性。当基于聚酰亚胺的聚合物膜在380nm或更大且780nm或更小的波长带中的平均透射率过度减小至小于60%时,存在难以生产无色和透明的膜的限制。
同时,基于聚酰亚胺的聚合物膜的黄度指数YI可以为15或更小、或者0.1或更大且15或更小。以这种方式,一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜的黄度指数YI为15或更小,从而表现出显著改善的透明度和光学特性。当基于聚酰亚胺的聚合物膜的黄度指数YI过度增加至大于15时,存在黄色变色的程度增加,使得难以生产无色和透明的膜的限制。
2.显示装置用基底
同时,根据本公开内容的一个实施方案,可以提供另一些实施方案的包括基于聚酰亚胺的聚合物膜的显示装置用基底。关于基于聚酰亚胺的聚合物膜的细节可以包括一个实施方案中的所有上述内容。
包括基底的显示装置可以包括液晶显示装置(LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、或者可卷曲显示器或可折叠显示器等,但不限于此。
根据应用领域、具体形状等,显示装置可以具有各种结构。例如,其可以具有包括覆盖塑料窗、触摸面板、偏光板、阻挡膜、发光器件(OLED器件等)、透明基底等的结构。
上述一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜可以用于各种用途例如这些各种显示装置中的基底、外部保护层或覆盖窗,更具体地,其可以被应用为基底。
例如,显示装置用基底可以具有其中顺序地堆叠有装置保护层、透明电极层、硅氧化物层、基于聚酰亚胺的聚合物膜、硅氧化物层和硬涂层的结构。
在改善耐溶剂性、透湿性和光学特性方面,透明聚酰亚胺基底可以包括形成在透明的基于聚酰亚胺的聚合物膜与固化层之间的硅氧化物层,并且硅氧化物层可以通过使聚硅氮烷固化来生产。
具体地,在透明的聚酰亚胺聚合物膜的至少一个表面上形成涂层的步骤之前,硅氧化物层可以通过涂覆包含聚硅氮烷的溶液并干燥,然后使涂覆的聚硅氮烷固化而形成。
根据本公开内容的显示装置用基底包括上述装置保护层,从而能够提供具有优异的翘曲特性和耐冲击性、耐溶剂性、光学特性、透湿性和耐刮擦性的透明聚酰亚胺覆盖基底。
3.电路板
另一方面,根据本公开内容的另一个实施方案,可以提供包括一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜的电路板。关于基于聚酰亚胺的聚合物膜的细节可以包括一个实施方案中的所有上述内容。
上述一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜可以用于各种应用,例如各种电子装置中的基底、外部保护膜或覆盖窗,更具体地,可以被应用为基底。
例如,一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜可以没有限制地被应用为绝缘材料例如电路板用保护膜、电路板的基底膜、电路板中的电路板的层间绝缘膜等。
对于电路板的配置和生产方法,可以使用本领域已知的技术,不同之处在于在上述应用中使用基于聚酰亚胺的聚合物膜。
4.光学装置
同时,根据本公开内容的另一个实施方案,可以提供另一些实施方案的包括基于聚酰亚胺的聚合物膜的光学装置。关于基于聚酰亚胺的聚合物膜的细节可以包括一个实施方案中的所有上述内容。
光学装置可以包括利用通过光实现的特性的所有种类的装置,例如,可以提及显示装置。显示装置的具体实例包括液晶显示装置(LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、或者可卷曲显示器或可折叠显示器等,但不限于此。
根据应用领域、具体形状等,光学装置可以具有各种结构。例如,其可以具有包括覆盖塑料窗、触摸面板、偏光板、阻挡膜、发光器件(OLED器件等)、透明基底等的结构。
上述另一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜可以用于各种应用,例如这些各种光学装置中的基底、外部保护膜或覆盖窗,更具体地,其可以应用于基底。
5.电子装置
同时,根据本公开内容的又一个实施方案,可以提供包括一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜的电子装置。关于基于聚酰亚胺的聚合物膜的细节可以包括一个实施方案中的所有上述内容。
电子装置可以包括利用通过电信号实现的特性的所有种类的装置。例如,可以提及半导体装置、通信装置例如移动电话、照明装置等。特别地,电子装置的优选实例是能够实现高频和高速通信的高速电子装置。高速电子装置的具体实例可以包括5G天线。
在电子装置中,一个实施方案的基于聚酰亚胺的聚合物膜可以用于各种应用,例如基底、层间绝缘膜、阻焊剂、外部保护膜或覆盖窗。对于电子装置的配置和生产方法,可以使用本领域已知的技术,不同之处在于在上述应用中使用基于聚酰亚胺的聚合物膜。
有益效果
根据本公开内容,可以提供具有高的透明度并因此可以实现优异的光学特性和低的厚度方向延迟(Rth)的基于聚酰亚胺的聚合物膜以及使用其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置。
具体实施方式
将通过实施例更详细地描述本公开内容。然而,以下实施例仅出于说明性目的,并且本公开内容的内容不限于这些实施例。
<实施例:基于聚酰亚胺的聚合物膜的制造>
实施例1
(1)聚酰亚胺前体组合物的制备
在氮气流下在反应器中装入有机溶剂DEAc,然后在将反应器的温度保持至25℃的同时,添加0.735mol 2,2'-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)并在相同温度下溶解。在相同温度下向其中添加有2,2'-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)的溶液中添加0.5145mol由以下化学式a表示的9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酐(BPAF)和0.2205mol 3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐(BPDA)作为酸二酐,将混合物搅拌24小时以获得聚酰亚胺前体组合物。此时,TFMB:BPAF:BPDA的摩尔比为100mol:70mol:30mol。
[化学式a]
(2)聚酰亚胺膜的生产
将聚酰亚胺前体组合物旋涂到玻璃基底上。将涂覆有聚酰亚胺前体组合物的玻璃基底放入烘箱中并以5℃/分钟的速率加热,通过在80℃下保持30分钟并在400℃下保持30分钟来进行固化过程。
在固化过程完成之后,将玻璃基底浸入水中,将形成在玻璃基底上的膜除去并在100℃的烘箱中干燥以生产厚度为10μm的基于聚酰亚胺的聚合物膜。
实施例2
以与实施例1中相同的方式生产基于聚酰亚胺的聚合物膜,不同之处在于使用0.588mol 9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酐(BPAF)和0.147mol3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐(BPDA)。此时,TFMB:BPAF:BPDA的摩尔比为100mol:80mol:20mol。
实施例3
以与实施例1中相同的方式生产基于聚酰亚胺的聚合物膜,不同之处在于使用0.11025mol 9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酐(BPAF)和0.62475mol 3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐(BPDA)。此时,TFMB:BPAF:BPDA的摩尔比为100mol:15mol:85mol。
<比较例:聚酰亚胺膜的生产>
比较例1
以与实施例1中相同的方式生产基于聚酰亚胺的聚合物膜,不同之处在于使用对苯二胺(p-PDA)作为二胺代替2,2'-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)。
比较例2
以与实施例1中相同的方式生产基于聚酰亚胺的聚合物膜,不同之处在于使用联苯胺作为二胺代替2,2'-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)。
比较例3
以与实施例1中相同的方式生产基于聚酰亚胺的聚合物膜,不同之处在于使用0.03675mol 9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酐(BPAF)和0.69825mol 3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐(BPDA)。此时,TFMB:BPAF:BPDA的摩尔比为100mol:5mol:95mol。
<实验例:实施例和比较例中获得的基于聚酰亚胺的聚合物膜的物理特性的测量>
通过以下方法测量实施例和比较例中获得的基于聚酰亚胺的聚合物膜的物理特性,结果示于下表1中。
1.厚度方向延迟(Rth)
使用由AXOMETRICS生产的商品名“AxoScan”作为测量装置,输入实施例和比较例中生产的聚酰亚胺膜对于550nm的光的折射率值,并在温度:25℃和湿度:40%的条件下使用波长为550nm的光测量厚度方向延迟。然后,通过将获得的厚度方向上的延迟测量值(通过测量装置的自动测量的测量值)转化成每10μm的膜厚度的延迟值来获得延迟,并根据以下标准来评估。
具体地,厚度方向延迟Rth根据以下等式来计算。
[等式]
Rth(nm)=|[(nx+ny)/2]-nz|×d
(其中,nx为用波长为550nm的光测量的聚酰亚胺聚合物膜的面内折射率中的最大折射率;ny为用波长为550nm的光测量的聚酰亚胺聚合物膜的面内折射率中垂直于nx的折射率;nz为用波长为550nm的光测量的聚酰亚胺聚合物膜的厚度方向上的折射率;以及d为基于聚酰亚胺的聚合物膜的厚度。)
⊙:150nm或更小
○:大于150nm且小于200nm
X:200nm或更大
2.玻璃化转变温度(Tg)
将实施例和比较例中生产的基于聚酰亚胺的聚合物膜制备成5mm×20mm的尺寸,然后使用附件装载样品。将实际测量的膜的长度设定为等于16mm。将膜的拉力设定为0.02N,在100℃至350℃的温度范围内以5℃/分钟的加热速率进行第一升温过程,然后在350℃至100℃的温度范围内以4℃/分钟的速率进行冷却,以5℃/分钟的加热速率在100℃至450℃的温度范围内进行第二升温过程,并通过TMA(由TA生产的Q400)测量热膨胀变化的方式。此时,获得在第二升温过程时在加热部分中看到的拐点作为Tg,并根据以下标准来评估。
⊙:350℃或更高
○:高于300℃且低于350℃
X:低于300℃
3.黄度指数(YI)
使用色度计(GRETAGMACBETH的Color-Eye 7000A)测量基于聚酰亚胺的聚合物膜的黄度指数,并根据以下标准来评估。
⊙:15或更小
○:大于15且小于20
X:20或更大
4.雾度
使用雾度计(NDH-5000)测量基于聚酰亚胺的聚合物膜的雾度值,并根据以下标准来评估。
⊙:1.5%或更小
○:大于1.5%且小于3%
X:3%或更大
5.透射率
根据JIS K 7105,用透射率计(型号名称HR-100,由Murakami Color ResearchLaboratory生产)测量380nm或更大且780nm或更小的波长带中的平均透射率,并根据以下标准来评估。
⊙:60%或更大
○:大于50%且小于60%
X:50%或更小
[表1]
实施例和比较例的实验例测量结果
如上表1所示出的,确定实施例中获得的基于聚酰亚胺的聚合物膜不仅表现出比具有200nm或更大的延迟的比较例更低的150nm或更小的延迟Rth值,并因此可以在厚度方向上的延迟范围内表现出适用于显示器的可视性,而且玻璃化转变温度高至350℃或更高,因此其可以具有优异的耐热性。此外,确定与具有20或更大的黄度指数和50%或更小的平均透射率的比较例相比,实施例中获得的基于聚酰亚胺的聚合物膜具有15或更小的黄度指数、60%或更大的平均透射率,并且具有优异的光学特性以及改善的透明度。
Claims (19)
1.一种基于聚酰亚胺的聚合物膜,包含:
基于聚酰亚胺的聚合物,所述基于聚酰亚胺的聚合物包含由以下化学式1表示的聚酰亚胺重复单元和由以下化学式2表示的聚酰亚胺重复单元,
其中基于所述基于聚酰亚胺的聚合物的重复单元的总摩尔数,由化学式1表示的聚酰亚胺重复单元以大于10mol%且为99mol%或更小的量包含在内,
在380nm或更大且780nm或更小的波长下的平均透射率为60%或更大,以及
在10μm的厚度下的厚度方向延迟值为150nm或更小:
[化学式1]
其中,在化学式1中,
X1为包含多环的四价官能团,以及
Y1为其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团,
[化学式2]
其中,在化学式2中,
X2为由以下化学式3表示的四价官能团中的一者,以及
Y2为其中取代有至少一个吸电子官能团的具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团,
[化学式3]
其中,在化学式3中,R1至R6各自独立地为氢或具有1至6个碳原子的烷基,L1为选自单键、-O-、-CO-、-COO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR7R8-、-(CH2)t-、-O(CH2)tO-、-COO(CH2)tOCO-、-CONH-、亚苯基、或其组合的任一者,其中R7和R8各自独立地为氢、具有1至10个碳原子的烷基、或具有1至10个碳原子的卤代烷基中的一者,以及t为1至10的整数。
2.根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
雾度值为1.5%或更小。
3.根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
黄度指数值为15或更小。
4.根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
玻璃化转变温度为350℃或更高。
5.根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
在Y1和Y2中,所述具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团包含2个或3个芳族环化合物。
6.根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
所述具有13个或更多个且20个或更少个碳原子的芳族二价官能团衍生自最大光吸收波长为240nm或更大且260nm或更小的芳族化合物。
7.根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
所述吸电子官能团包括选自卤代烷基、卤素基团、氰基、硝基、磺酸基、羰基和磺酰基的至少一者。
11.根据权利要求10所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
在化学式5的Ar中,所述多环芳族二价官能团包括包含至少两个芳族环化合物的稠合环状二价官能团。
12.根据权利要求10所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜,其中:
在化学式5的Ar中,所述多环芳族二价官能团包括亚芴基。
16.一种显示装置用基底,包括根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜。
17.一种电路板,包括根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜。
18.一种光学装置,包括根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜。
19.一种电子装置,包括根据权利要求1所述的基于聚酰亚胺的聚合物膜。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2020-0154029 | 2020-11-17 | ||
KR1020200154029A KR20220067390A (ko) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | 폴리이미드계 수지 필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 기판, 회로 기판, 광학 장치 및 전자 장치 |
PCT/KR2021/012047 WO2022108063A1 (ko) | 2020-11-17 | 2021-09-06 | 폴리이미드계 수지 필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 기판, 회로 기판, 광학 장치 및 전자 장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115151601A true CN115151601A (zh) | 2022-10-04 |
Family
ID=81709324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180016571.2A Pending CN115151601A (zh) | 2020-11-17 | 2021-09-06 | 基于聚酰亚胺的聚合物膜、使用其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230132166A1 (zh) |
JP (1) | JP2023513789A (zh) |
KR (1) | KR20220067390A (zh) |
CN (1) | CN115151601A (zh) |
TW (1) | TWI789914B (zh) |
WO (1) | WO2022108063A1 (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103319714A (zh) * | 2013-02-08 | 2013-09-25 | 长兴化学工业股份有限公司 | 聚酰亚胺及由此形成的涂料组合物 |
CN108431090A (zh) * | 2016-04-26 | 2018-08-21 | 株式会社Lg化学 | 高强度透明聚酰胺-酰亚胺及其制造方法 |
CN108699242A (zh) * | 2016-09-23 | 2018-10-23 | 株式会社Lg化学 | 聚酰亚胺前体溶液及其制造方法 |
CN110114388A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-08-09 | 株式会社Lg化学 | 聚酰亚胺共聚物和使用其的聚酰亚胺膜 |
CN111902457A (zh) * | 2018-03-28 | 2020-11-06 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺清漆及聚酰亚胺薄膜 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5321193B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-10-23 | デクセリアルズ株式会社 | ポリアミック酸溶液、ポリイミド及び光学装置 |
JP5712811B2 (ja) * | 2011-06-22 | 2015-05-07 | Jsr株式会社 | 可溶性ポリイミドおよびその製造方法、ワニス並びにポリイミドフィルム |
KR102430647B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2022-08-09 | 주식회사 두산 | 신규 구조의 디아민 모노머를 적용한 폴리아믹산 용액 및 이를 포함하는 폴리이미드 필름 |
KR101966737B1 (ko) * | 2017-06-23 | 2019-04-09 | 주식회사 엘지화학 | 폴리이미드 전구체 조성물 및 이를 이용한 폴리이미드 필름 |
CN112204086B (zh) * | 2019-02-01 | 2023-04-14 | 株式会社Lg化学 | 基于聚酰亚胺的聚合物膜、使用其的显示装置用基底和光学装置 |
-
2020
- 2020-11-17 KR KR1020200154029A patent/KR20220067390A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-09-06 US US17/912,345 patent/US20230132166A1/en active Pending
- 2021-09-06 WO PCT/KR2021/012047 patent/WO2022108063A1/ko active Application Filing
- 2021-09-06 JP JP2022549083A patent/JP2023513789A/ja active Pending
- 2021-09-06 CN CN202180016571.2A patent/CN115151601A/zh active Pending
- 2021-09-17 TW TW110134840A patent/TWI789914B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103319714A (zh) * | 2013-02-08 | 2013-09-25 | 长兴化学工业股份有限公司 | 聚酰亚胺及由此形成的涂料组合物 |
CN108431090A (zh) * | 2016-04-26 | 2018-08-21 | 株式会社Lg化学 | 高强度透明聚酰胺-酰亚胺及其制造方法 |
CN108699242A (zh) * | 2016-09-23 | 2018-10-23 | 株式会社Lg化学 | 聚酰亚胺前体溶液及其制造方法 |
CN110114388A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-08-09 | 株式会社Lg化学 | 聚酰亚胺共聚物和使用其的聚酰亚胺膜 |
CN111902457A (zh) * | 2018-03-28 | 2020-11-06 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺清漆及聚酰亚胺薄膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022108063A1 (ko) | 2022-05-27 |
KR20220067390A (ko) | 2022-05-24 |
US20230132166A1 (en) | 2023-04-27 |
JP2023513789A (ja) | 2023-04-03 |
TWI789914B (zh) | 2023-01-11 |
TW202221061A (zh) | 2022-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2021102770A (ja) | 接着力が向上したポリアミック酸組成物及びこれを含むポリイミドフィルム | |
JP2019500487A (ja) | 脂環族モノマーが適用されたポリアミック酸組成物及びこれを用いた透明ポリイミドフィルム | |
CN112204084B (zh) | 基于聚酰亚胺的聚合物膜、使用其的显示装置用基底和光学装置 | |
JP7414010B2 (ja) | ポリイミド系樹脂フィルム、およびこれを利用したディスプレイ装置用基板ならびに光学装置 | |
CN115175955B (zh) | 基于聚酰亚胺的聚合物膜、使用其的显示装置用基底和光学装置 | |
CN115151601A (zh) | 基于聚酰亚胺的聚合物膜、使用其的显示装置用基底、电路板、光学装置和电子装置 | |
KR102427760B1 (ko) | 폴리이미드계 수지 필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 기판, 및 광학 장치 | |
CN114149583B (zh) | 基于聚酰亚胺的聚合物膜、显示装置用基底和光学装置 | |
TWI792536B (zh) | 聚醯亞胺聚合物膜、可撓顯示裝置基板以及使用其之可撓顯示裝置 | |
TWI836262B (zh) | 聚醯亞胺類聚合物膜、用於顯示裝置的基板以及光學裝置 | |
KR102427759B1 (ko) | 폴리이미드계 수지 필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 기판, 및 광학 장치 | |
TWI825772B (zh) | 聚醯亞胺類樹脂膜、顯示元件基底以及使用其之光學元件 | |
KR20220033036A (ko) | 폴리이미드계 수지 필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치용 기판, 및 광학 장치 | |
KR20220068127A (ko) | 폴리이미드 수지 필름, 이를 이용한 플렉서블 디스플레이 장치용 기판, 및 플렉서블 디스플레이 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |