TW201727274A - 聚醯亞胺基版及包含該聚醯亞胺基版的顯示基板模組 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種包含聚醯亞胺層以及在該聚醯亞胺層下方之光學底漆層的聚醯亞胺基板，以及包含該聚醯亞胺基板的顯示基板模組，其中，該光學底漆層包含矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物、降冰片烯樹脂化合物及丙烯酸類化合物。

Description

聚醯亞胺基板及包含該聚醯亞胺基板的顯示基板模組
本發明係關於一種聚醯亞胺基板及包含該聚醯亞胺基板的顯示基板模組，更具體地，係關於一種彎曲特性和抗衝擊性優異而能夠有效用作可撓性電子設備的蓋板基板的聚醯亞胺基板及包含該聚醯亞胺基板的顯示基板模組。
近來，作為新一代顯示器中之一種能夠彎折的電子儀器正受到青睞，包括以可撓性(Flexible)有機發光二極體為代表的可撓性光電元件、輕量型顯示器、可撓性封裝材料、彩色電子紙顯示幕(Color EPD)、塑膠顯示幕(Plastic LCD)、TSP及OPV等可撓性電子儀器。這種能夠彎折之可撓性類型顯示裝置不僅需要能夠顯示，而且為了保護底部元件，還需要一種能夠替代現有玻璃覆蓋基板的新型可撓性覆蓋基板。並且，為了保護包含在顯示裝置內的元件，這種基板需要維持高硬度、低透濕性、耐化學性及透光率。作為這種可撓性顯示器覆蓋基板的材料，各已有多種高硬度的塑膠基板被作為候選材料進行研究。但是，透明塑膠基板與玻璃相比具有較低的表面硬度，因此在耐磨性方面受到限制。因此，用於提高高分子薄膜表面硬度的高硬度塗層，即，硬質塗層技術正成為重要的課題。
為了提高塑膠基板表面硬度，韓國公開專利第2010-0041992號揭露一種含有紫外線固化聚氨酯丙烯酸酯類低聚物的高硬度硬質塗層薄膜組合 物；PCT公開專利公報WO2013-187699揭露一種脂環族環氧基的高硬度矽氧烷樹脂組合物及其製備方法以及包含其固化物的光學薄膜。
如上所述，為了提高作為可撓性電子設備覆蓋基板材料的薄膜的硬度，可利用在透明薄膜表面直接形成丙烯酸類或環氧類有機固化膜的方法，但是在塑膠基板上直接形成與塑膠基板的硬度差大的硬質塗層時，不僅阻礙塑膠基板的可撓性，且塗覆層不具有可撓性，從而在彎曲特性或抗衝擊性等的評價方面，存在著表面裂開的問題。
因此，本發明的目的在於提供一種在聚醯亞胺薄膜上直接形成硬質塗層的基板，使在維持彎曲特性、表面硬度的同時，能夠提高光學特性和水分阻斷性，且由於光學底漆層按照一定方向取向而無需偏光板層的聚醯亞胺基板。
為了解決上述課題，本發明的一較佳具體實施例提供一種如下的聚醯亞胺基板，該基板包含聚醯亞胺層及在所述聚醯亞胺層的至少一面形成的光學底漆層，所述光學底漆層包含：含有下列化學式1-1所示之重複單元及下列化學式1-2所示之重複單元的矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物；及含有下列化學式2所示之重複單元的降冰片烯樹脂化合物。
所述化學式1-1和1-2中，R1為氨基甲酸酯基；R2為氰基；R3為選自羥基、乙烯基、丙烯酸基、環氧基和胺基所組成的群組；m和n為1至10的整數。
該矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物的重均分子量為500~500,000g/mol。
該降冰片烯化合物的重均分子量為500~150,000g/mol。
該矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物和該降冰片烯樹脂化合物的重量比為1：0.1~1.0。
該光學底漆層進一步包含丙烯酸類化合物。
該丙烯酸類化合物相對於該降冰片烯樹脂化合物100重量份，包含10~200重量份。
該丙烯酸類化合物為選自3官能團丙烯酸酯單體季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerytritol triacrylate,PETA)、2官能團丙烯酸酯單體己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate,HDDA)及6官能團丙烯酸酯單體二季戊四醇六丙烯酸酯(DIPENTAERYTHRITOL HEXAACRYLATE,DPEHA)所組成的組群中的一種以上。
該光學底漆層的厚度為0.1~3μm。
該光學底漆層可利用以下方法製備，該方法包括：使用包含含有化學式1-1所示的重複單元和化學式1-2所示的重複單元的該矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物以及化學式2所示的重複單元的該降冰片烯樹脂化合物的光學底漆樹脂溶液形成薄膜後，在200~300℃下的溫度進行熱處理。
該聚醯亞胺基板以KONICA MINOLTA公司CM-3700D測定的黃度指數為2.5以下，在550nm處的透光率為85~93%。
該聚醯亞胺基板可進一步包含一硬質塗層。
該硬質塗層是由包含下列化學式3所示之烷氧基矽烷及下列化學式4所示之烷氧基金屬化合物的混合物或化學反應物的矽氧烷樹脂形成。
上述化學式3至4中，R1為含有環氧基、丙烯基、異氰酸酯基的線型、支鏈型、脂環族、芳香族的有機化合物；R2和R3為含有氧或氮等雜原子的線型、支鏈型、脂環族的C1~C8烷基；n為1~3的整數。此外，M為包括過渡金屬的金屬元素，m為1~10的整數。
該硬質塗層的厚度為10~50μm。
該聚醯亞胺基板以JIS K56000標準測定，表面硬度為5H~9H。
該聚醯亞胺基板於ASTM E96BW標準測定，水份透過率為0.001~10g/m2*day。
此外，根據本發明的另一較佳具體實施例，提供一種包括透明黏接層、黑遮光層和上述聚醯亞胺基板的顯示基板模組。
根據本發明，能夠提供一種具有優異彎曲特性和抗衝擊性的同時，還具有耐溶劑性、光學特性、水分阻斷特性和耐刮性的透明聚醯亞胺基板。根據本發明的透明聚醯亞胺基板，能夠有效用作可撓性電子設備的覆蓋基板，藉此，能夠提供一種彎曲特性和抗衝擊性優異的可撓性顯示基板模組。
此外，根據本發明聚醯亞胺基板包含的光學底漆層所具有的光官能性基團，於該光學底漆層的製備過程中加入UV偏光照射，可使塗覆的光學底 漆層按照一定方向取向，因而具有折射率和光透過的偏光性，適用於顯示元件時能夠提高清晰度。
10‧‧‧聚醯亞胺層
20‧‧‧光學底漆層
30‧‧‧硬質塗層
40‧‧‧透明黏接層
50‧‧‧黑遮光層
60‧‧‧光學底漆層
圖1係根據本發明一具體實施例之包括聚醯亞胺基板的顯示基板模組的結構剖視圖。
根據本發明的一具體實施例，提供一種如下的聚醯亞胺基板，該基板包含聚醯亞胺層及在所述聚醯亞胺層的至少一面形成的光學底漆層，其中，所述光學底漆層包含：含有下列化學式1-1所示的重複單元及下列化學式1-2所示的重複單元的矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物；以及含有下列化學式2所示的重複單元的降冰片烯樹脂化合物。
上述化學式1-1和1-2中，R1為氨基甲酸酯基；R2為氰基；R3為選自羥基、乙烯基、丙烯酸基、環氧基和胺基所組成的群組；m及n為1至10的整數。
本發明中，所述聚醯亞胺層是由聚醯亞胺薄膜形成，此時聚醯亞胺薄膜通常可以二胺和二酸酐聚合後進行醯亞胺化來獲得。本發明的聚醯亞胺層只要是具有聚醯亞胺類樹脂固有的耐熱性，同時不具有黃色的無色透明聚醯亞胺薄膜就可不受限制地使用。較佳使用的聚醯亞胺薄膜，以薄膜厚度10~100μm為基準，於UV分光光度計350~700nm處測定的平均透光率為85%以上，黃度指數為5以下，而根據熱變機械分析法(TMA)，在50~250℃測定的平均熱膨脹係數(CTE)為50.0ppm/℃以下。
上述透光率在85%以上，越高越好，可以具有89%、90%、91%的透光率。
上述黃度指數在5以下，越低越好，可以具有2.0、1.9、1.5的黃度指數。
上述平均熱膨脹係數(CTE)在50.0ppm/℃以下，越低越好，可以具有2.0ppm/℃以下的平均熱膨脹係數(CTE)。
上述透光率、黃度指數、平均熱膨脹係數(CTE)等物性在其測定時可以使用薄膜厚度為10~100μm範圍內的薄膜，例如：11μm、12μm、13μm、...、100μm等厚度的薄膜測定，在上述厚度內的薄膜分別在測定時均能滿足上述物性的範圍。此時，上述薄膜厚度範圍是適用於測定上述物性的測定方法，在沒有特別說明的情況下不表示對薄膜的厚度進行限定。
如果，聚醯亞胺薄膜厚度於10~100μm基準下的平均透光率不足85%或黃度指數超過5時，其透明度降低而存在無法適用於顯示器或光學元件的問題；而當平均熱膨脹係數(CTE)超過50.0ppm/℃時，由於與塑膠基板的熱膨脹係數差大，可能存在發生元件過熱或高溫時短路的隱患。
本發明中，所述矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物是包含下列化學式1-1所示的重複單元及下列化學式1-2所示的重複單元，其以凝膠滲透層析儀(gel permeation chromatography,GPC)測定的重均分子量為500~500,000g/mol。
<化學式1-1>
上述化學式1-1和1-2中，R1為氨基甲酸酯基；R2為氰基；R3為選自羥基、乙烯基、丙烯酸基、環氧基和胺基所組成的群組；m和n為1至10的整數。
所述矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物的重均分子量不足500g/mol時，其耐溶劑性、耐熱性和水分阻斷性提高效果甚微；而超過50,000g/mol時，因疏水特性提高而使其與其他化合物的黏接性不足。如上所述的矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物由於具有高密度結構，因而可提高基板的耐化學性，且與基材相比具有較低折射率，因此藉由與基材層的結構干涉(constructive interference)可進一步提高聚醯亞胺薄膜的光學特性。
考慮本發明的目的和效果獲得方面，所述矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物和所述降冰片烯樹脂化合物的重量比較佳為1：0.1~1.0。
所述降冰片烯樹脂化合物為具有肉桂酸基的化合物，照射UV時在沒有熱源的情況下也能夠向一方向進行交聯從而使膜具有取向性，且具有能夠進行低溫處理的優點。
在本發明中可將所述降冰片烯樹脂化合物與底漆(Primer)混合而導入，藉此獲得取向(偏光)效果。
所述降冰片烯化合物的重均分子量較佳為500~150,000g/mol。
根據本發明的光學底漆層可進一步包含丙烯酸類化合物。
從獲得本發明的目的和效果方面而言，考慮到提高光學底漆層和硬質塗層間的黏接力的同時，能夠改善可撓性基板的彎曲裂紋(Bending Crack)，此時，所述丙烯酸類化合物的含量，相對於所述降冰片烯樹脂化合物100重量份，可包含10~200重量份；較佳為50~100重量份；更佳為60~100重量份。
所述丙烯酸類化合物包含選自3官能團丙烯酸酯單體季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerytritol triacrylate，PETA)、2官能團丙烯酸酯單體己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate，HDDA)及6官能團丙烯酸酯單體二季戊四醇六丙烯酸酯(DIPENTAERYTHRITOL HEXAACRYLATE，DPEHA)所組成的群組中的一種以上。
所述矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物係溶於有機溶劑而塗覆，此時，適用的有機溶劑有異丙醇(IPA)、丙二醇單甲醚(Propylene glycol monomethyl ether,PGME)、丙二醇單甲醚醋酸酯(Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate,PGMEA)、正丁醇、戊醇、甲基乙基酮(MEK)、丙酮、甲醇、乙醇等，但不僅限於此。相對於底漆樹脂的總重量，適當的有機溶劑的量為0.5~90重量%，不足0.5%重量時，因無法形成均勻的塗層，將導致基材表面厚度的偏差；而超過90%重量時，由於高黏度而難以塗覆到基材上。
此外，為了確保耐溶劑性和光學特性的同時提高水分阻斷特性，本發明中包含矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物的光學底漆層，其厚度較佳為0.1μm以上；為了防止聚醯亞胺覆蓋基板的光學特性降低和捲曲(curl)發生，較佳厚度為3μm以下。所述光學底漆層可以形成在聚醯亞胺薄膜的一側面，但也可以在兩側均形成。根據本發明的包含光學底漆層的聚醯亞胺基板以CM-3700D測定的黃度指數為2.5以下，較佳為2.0以下，且在350~700nm處的透光率為85~93%，較佳則具有91~93%透光率的優異光學特性。
所述光學底漆層可利用以下方法製備，該方法包括：使用包含含有所述化學式1-1所示的重複單元和所述化學式1-2所示的重複單元的矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物以及化學式2所示的重複單元的降冰片烯樹脂化合物的光學底漆樹脂溶液形成薄膜後，在200~300℃溫度下進行熱處理。
在本發明中，所述光學底漆層可以是在基材上塗覆所述光學底漆樹脂溶液後，乾燥而形成薄膜。所述塗覆方法可以從噴塗(spray coating)、棒塗(bar coating)、旋塗(Spin coating)、浸塗(Dip coating)等多種方法中選擇適當的方法進行，塗覆方式和乾燥方式只要是通常適用的方法皆可使用，並未有特別的限制。
所述光學底漆層以200~300℃溫度進行熱處理，有利於形成分子內網狀結構，使得薄膜更具有剛性，使耐化學性和耐熱性更加優異。
此外，在所述熱處理步驟後可以進一步實施UV偏光照射步驟，藉由所述UV偏光照射，使光學底漆層的表面按照一定方向取向。
根據本發明的較佳具體實施例，所述聚醯亞胺基板可進一步包含硬質塗層，而能確保耐化學性及抗衝擊性。以JIS K56000標準測定，其可具有5H~10H的表面硬度。尤其將上述硬質塗層形成在光學底漆層的上部，相較於僅將硬質塗層直接層積在聚醯亞胺薄膜的情況，不但能維持透光率和黃度指數等光學特性，其於ASTM E96BW標準下所測定的水分透過率並可達0.001~10g/m2*day，較佳為顯著地降低至0.001~3.1g/m2*day。由於本發明的聚醯亞胺基板具有上述之低水份透過率，有利於保護TFT和OLED元件避免外部潮濕環境的損傷。
此時，根據本發明更佳的具體實施例，所述硬質塗層可由下列化學式3所示的烷氧基矽烷及下列化學式4所示的烷氧基金屬化合物的混合物或化學反應物的矽氧烷樹脂所形成。
上述化學式3至4中，R1為含有環氧基、丙烯基、異氰酸酯基的線型、支鏈型、脂環族、芳香族的有機化合物；R2和R3為含有氧或氮等雜原子的線型、支鏈型、脂環族的C1~C8烷基；n為1~3的整數。此外，M為包括過渡金屬的金屬元素，m為1~10的整數。
在本發明中所述矽氧烷樹脂可以由上述化學式3的烷氧基矽烷單獨聚合反應製造，也可以在聚合反應時投入上述化學式4的烷氧基金屬，從而製 造為具有金屬元素化學鍵的矽氧烷樹脂。上述矽氧烷樹脂的形成反應可以在常溫下進行，為了促進反應則可在50~120℃下攪拌1小時至120小時。
此外，在上述反應時用以進行水解和縮合反應的催化劑，可以使用例如：鹽酸、醋酸、氟化氫、硝酸、硫酸、碘酸等酸催化劑；氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋇、咪唑等鹼催化劑；以及灰黃琥珀(Amberite)等離子交換樹脂。這些催化劑可以單獨使用也可以組合使用。催化劑的量不受特別的限制，可以以矽氧烷樹脂100重量份為基準，添加0.001~約10重量份。
上述水解反應和縮合反應進行時會產生副產物醇，去除副產物可以減少逆反應而加速正反應進行，因此可藉此調節反應速度。此外，反應結束後，所述副產物可以減壓加熱方式去除。
如上所述，由縮合反應合成的所述矽氧烷樹脂，可於反應時利用所添加的單體調節黏度和固化速度，藉此能夠提供符合用途的最佳樹脂組合物。此外，通過上述反應而獲得的矽氧烷樹脂在交聯時能夠確保分子間的空間，因此能夠防止固化收縮引起的捲曲現象，並且可透過交聯鍵和金屬元素實現高的表面硬度。
另外，根據本發明的較佳實施例，為了矽氧烷樹脂的聚合，所述硬質塗層用的樹脂組合物可以進一步包含聚合引發劑，例如，可以使用有機金屬鹽等光聚合引發劑和胺、咪唑等熱聚合引發劑。此時，聚合引發劑的添加量不受特別限制，相對於矽氧烷樹脂約100重量份，可以添加0.01~10重量份。
此外，為了控制所述矽氧烷樹脂的黏度而使加工容易進行，同時為了調節塗覆膜的厚度，本發明的所述硬質塗層用樹脂組合物可進一步添加有機溶劑。有機溶劑的添加量不受特別限制，可使用的有機溶劑有丙酮、甲基乙基酮、甲基丁基酮、環己酮等酮類；甲氧基乙醇、丁氧基乙醇等纖維素溶劑類；乙醚、二氧六環等醚類；異丁醇、異丙醇、丁醇、甲醇等醇類；二氯甲烷、氯仿、三氯乙烯等鹵化烴類；或正己烷、苯、甲苯等烴類等組成的溶劑中選擇的一種以上。
根據本發明的一具體實施例，為了抑制聚合反應引起的氧化反應，所述矽氧烷樹脂可以進一步包含抗氧化劑，還可以包含均化劑或塗覆助劑，但不限於此。
本發明的硬質塗層用的樹脂組合物，在經過塗覆、鑄造、模塑等成型後，可以光聚合、熱聚合方式來製備為高硬度塗覆固化物。光聚合時，在光照射之前可以經由熱處理獲得均勻的表面，所述熱處理可以在40℃以上約300℃以下的溫度下實施，照射光量可以於50mJ/cm2以上20000mJ/cm2以下的條件實施，但不限於此。此外，在熱聚合的情況下，可以在40℃以上300℃以下的溫度實施，但不限於此。
在本發明中，為了獲得優異的表面硬度、抗衝擊性及耐化學性，上述形成的硬質塗層的較佳乾燥厚度為10μm以上，為了防止彎曲發生及過度的剛性，較佳為形成小於50μm的厚度。
進一步地，本發明可以提供一種包括透明黏接層、黑遮光層和前述特性的聚醯亞胺基板的顯示基板模組。作為本發明顯示基板模組的一例，如圖1所示，可以在有光學底漆層20、聚醯亞胺層10、光學底漆層20和硬質塗層30依次層積的聚醯亞胺基板中之下方的光學底漆層60上形成透明黏接層40和黑遮光層50，但不限於此。
實施例
下面通過實施例進一步詳細說明本發明。此些實施例僅係更加具體地說明本發明，本發明並不限於此。
製備例1：聚醯亞胺薄膜的製備
反應器使用安裝有攪拌器、氮氣注入裝置、滴定管、溫度調節器和冷凝器的1L反應器，使氮氣通過該反應器的同時，加入832g的N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)後，將反應器的溫度設置為25℃，然後，在其中溶解64.046g(0.2mol)的三氟甲基二氨基聯苯(TFDB)，並使該溶液維持在25℃。在其中，加入31.09g(0.07mol)的2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)和8.83g(0.03mol)的聯苯四甲酸二酐，攪拌一定時間而進行溶解及反應。此時，溶液的溫度維持 在25℃。然後，加入20.302g(0.1mol)對苯二甲醯氯(TPC)，最終獲得固體成分濃度為13重量%的聚醯胺酸溶液。
在上述聚醯胺酸溶液中加入25.6g的吡啶、33.1g的乙酸酐攪拌30分鐘後，再次在70℃下攪拌1小時，然後冷卻至常溫，再以20L的甲醇進行沉澱。將沉澱的固體成分進行過濾並進行粉碎後，在100℃下，進行6小時真空乾燥，最終獲得111g固體成分粉末的聚醯亞胺。
1-2：聚醯亞胺薄膜的製備
將0.03g(0.03重量%)表面結合了OH基的非晶型二氧化矽顆粒投入N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)中使分散濃度為0.1%，並以超音波處理至溶液變為透明，然後取100g所獲得的固體成分粉末聚醯亞胺，溶解於670g的N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)中，最終獲得13重量%的溶液。由此獲得的溶液塗敷於鋼板後，澆鑄340μm，並以130℃熱風乾燥30分鐘後，將薄膜從鋼板剝離，並用針固定於框上。
將固定薄膜的框放入真空烘箱，緩慢由100℃加熱至300℃2小時後，緩慢冷卻，並從框上分離獲得聚醯亞胺薄膜。此後，於300℃下進行30分鐘的熱處理，此為最終熱處理程序。此時製造的聚醯亞胺薄膜厚度為80μm，平均透光率為87%，黃度指數為4.5，按照TMA-Method在50~250℃測定的平均熱膨脹係數(CTE)為20ppm/℃。
製備例2：硬質塗層組合物製備
將KBM-303(Shinetsu公司)、鈦酸異丙酯(Sigma-Aldrich公司)、水以227.96ml：1.94ml：21.61ml的比例混合放入到500ml的燒杯中，添加0.2g的氫氧化鈉為催化劑，在60℃攪拌24小時。然後，利用特氟龍濾紙進行過濾，最終獲得數均分子量為7245、重均分子量為20146及多分散指數(PDI,Mw/Mn)為2.78的矽氧烷樹脂(所述分子量利用GPC測定)。在此，相對於所述樹脂100重量份，加入3重量份的光聚合引發劑IRGACURE 250(BASF公司)，最終獲得硬質塗層用組合物。
實施例1
以1：0.6重量比的量添加重均分子量為2,000g/mol的矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物(DCT公司)和重均分子量為150,000g/mol的具有肉桂酸基的降冰片烯樹脂化合物，相對於具有肉桂酸基的降冰片烯樹脂化合物100重量份，添加60重量份的丙烯酸類化合物(CNP公司的商品名為HIK-2000)至環己酮中溶解，從而製備了光學底漆樹脂溶液。
將上述製備的光學底漆樹脂溶液塗覆於通過上述製備例製備的無色透明聚醯亞胺薄膜的一面後，在80℃溫度下乾燥，形成厚度為0.1μm的薄膜。之後，在常溫下放置約5分鐘，然後經約250℃的熱處理後，照射UV直線偏光的紫外線(300mW/cm2)，使光取向膜取向。此時，所述直線偏光的紫外線的偏光方向係以如下方式進行控制，即在薄膜的進程路徑上設置格子狀圖案的光罩，使得其與薄膜邊界成60°角照射UV偏光。
上述取向處理後，形成厚度為0.1μm的光學底漆層，由此製備了聚醯亞胺基板。
實施例2
按照上述實施例1的方法製備形成光學底漆層的聚醯亞胺基板，在光學底漆層的背面塗覆上述製備例2的矽氧烷樹脂40μm後，在315nm波長的紫外燈下曝光30秒，以進一步形成硬質塗層。
比較例1
製備例1製備的聚醯亞胺薄膜直接使用作為比較例1。
比較例2
上述製備例1的聚醯亞胺薄膜上按照實施例2相同方法只形成硬質塗層而省略了光學底漆層，由此製備聚醯亞胺基板。
測定例
按照下列方法測定物性，其結果如表1所示。
(1)平均透光率(%)
按照標準ASTM E313，利用分光光度計(CM-3700D,KONICA MINOLTA)，測定在350~700nm處的光學透光率。
(2)黃度指數
按照標準ASTM E313，利用分光光度計(CM-3700D,KONICA MINOLTA)，測定黃度指數。
(3)水分透過率(g/m2*day)
按照標準ASTM E69BW，利用水分透過率測試儀(MOCON/US/Aquatran-model-1)，測定水份透過率(WVTR)。
(4)鉛筆硬度
按照標準ASTM D3363，利用電動式鉛筆硬度測定儀(如形成塗層的情況時，按照塗層形成的方向)，將三菱測試用鉛筆(UNI)以1kg的荷重、180mm/分鐘的速度劃5次50mm後，測定表面沒有留下任何劃痕的鉛筆的硬度。
(5)黏接性(進行劃格法(Cross Cut)，使膠帶黏著後撕離)
按照標準ASTM D3359，在劃格後以膠帶撕離而測定。
(6)彎曲特性
放置於直徑為2mm的圓形工具的中央，使基板捲繞並展開200,000次，用肉眼及顯微鏡判斷膜有沒有裂開，只要有一點裂開就表示為「失敗」，如果沒有裂開，則表示為「OK」。
(7)對比度
與常溫下暗室內，在影像顯示裝置中顯示白色圖像和黑色圖像後，利用PR-705(Photo Research公司)測定螢幕正面方向(極角0’)和傾斜方向(方位角45~60’)的XYZ顯示系統的Yrkatdmf。在傾斜方向上對比度「YW/YB」從白色圖像的Y值(YW)和黑色圖像的Y值(YB)計算。上述製備的薄膜的偏光效率越好其對比度也越高。
(8)熱膨脹係數(CTE)測定
利用TMA(TA Instrument公司，Q400)，按照TMA-方法測定50~250℃下的線性熱膨脹係數2次。試片的大小為4mm×24mm，荷重為0.02N，升溫速度為10℃/min。
由於熱處理後的薄膜內部可能會殘留應力，因此藉由第一次測量完全去除殘餘應力後，以第二次測量的值作為實際測量值。
由上述表1的結果可知，在聚醯亞胺薄膜的表面形成光學底漆層的實施例1和2的情況下，相較於沒有做任何表面處理的比較例1，透光率和黃度指數均有提高。此外，經過硬質塗層處理的比較例2，其耐化學性和鉛筆硬度雖然顯示較為優異，但是黃度指數和透光率反而較低而使光學特性不佳。相反地，在實施例2於硬質塗層形成之前形成光學底漆層的情況下，則彌補了耐化學性，更重要的是光學特性和水份透過率相較於比較例2皆有提高。此外，經由光學底漆層所包含的偏光功能，在正面的對比度相較於基材薄膜和底漆薄膜皆有提高。前述對比度越高，畫面(影像)的鮮明度則可增加而能夠改善清晰度。
通過上述結果可以知道，根據本發明的聚醯亞胺基板不僅在光學特性上優異，且表面硬度、耐化學性、彎曲特性也優異，並且能夠實現高對比，因此，適合用於可撓性及顯示電子設備的顯示基板模組。特別的是，由於水份透過率低，對保護TFT及OLED元件免受外部濕氣環境的損傷方面更為有利。
10‧‧‧聚醯亞胺層
20‧‧‧光學底漆層
30‧‧‧硬質塗層
40‧‧‧透明黏接層
50‧‧‧黑遮光層
60‧‧‧光學底漆層

Claims (16)

  1. 一種聚醯亞胺基板，該聚醯亞胺基板包含聚醯亞胺層及在該聚醯亞胺層的至少一面形成的一光學底漆層，該光學底漆層包含：含有下列化學式1-1所示之重複單元及下列化學式1-2所示之重複單元的矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物；以及含有下列化學式2所示之重複單元的降冰片烯樹脂化合物： 所述化學式1-1和1-2中，R1為氨基甲酸酯基；R2為氰基；R3為選自羥基、乙烯基、丙烯酸基、環氧基和胺基所組成的群組；m和n為1至10的整數； 其中，該矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物的重均分子量為500~500,000g/mol。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物的重均分子量為500~500,000g/mol。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該降冰片烯樹脂化合物的重均分子量為500~150,000g/mol。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物和該降冰片烯樹脂化合物的重量比為1：0.1~1.0。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該光學底漆層進一步包含丙烯酸類化合物。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之聚醯亞胺基板，其中，相對於該降冰片烯樹脂化合物100重量份，該丙烯酸類化合物為10~200重量份。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之聚醯亞胺基板，其中，該丙烯酸類化合物為選自3官能團丙烯酸酯單體季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerytritol triacrylate,PETA)、2官能團丙烯酸酯單體己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate,HDDA)及6官能團丙烯酸酯單體二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate,DPEHA)所組成的群組中的一種以上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該光學底漆層的厚度為0.1~3μm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該光學底漆層係利用以下方法製備，該方法包括：使用包含含有該化學式1-1所示之重複單元和該化學式1-2所示之重複單元的該矽氮烷-矽氧烷樹脂化合物以及化學式2所示之重複單元的該降冰片烯樹脂化合物的光學底漆樹脂溶液形成薄膜後，在200~300℃的溫度下進行熱處理。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該聚醯亞胺基板以KONICA MINOLTA公司CM-3700D測定的黃度指數為2.5以下，在550nm處的透光率為85~93%。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之聚醯亞胺基板，其中，該聚醯亞胺基板進一步包含一硬質塗層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之聚醯亞胺基板，其中，該硬質塗層是由下列化學式3所示之烷氧基矽烷及下列化學式4所示之烷氧基金屬化合物的混合物或化學反應物的矽氧烷樹脂所形成， 所述化學式3至4中，R1為含有環氧基、丙烯基、異氰酸酯基的線型、支鏈型、脂環族、芳香族的有機化合物；R2和R3為含有氧或氮等雜原子的線型、支鏈型、脂環族的C1~C8烷基；n為1~3的整數，M為包括過渡金屬的金屬元素，m為1~10的整數。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之聚醯亞胺基板，其中，該硬質塗層的厚度為10~50μm。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之聚醯亞胺基板，其中，該聚醯亞胺基板以JIS K56000標準測定，表面硬度為5H~9H。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之聚醯亞胺基板，其中，該聚醯亞胺基板以ASTM E96BW標準測定，水份透過率為0.001~10g/m2*day。
  16. 一種顯示基板模組，包含一透明黏接層、一黑遮光層及根據上述申請專利範圍第1項至第15項中任意一項所述的聚醯亞胺基板。
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