TW202206502A - 聚醯亞胺系膜及包含其的撓性顯示面板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種聚醯亞胺系膜、窗覆蓋膜、及包含該聚醯亞胺系膜的顯示面板。更具體地,本發明提供一種具有優異可見度的聚醯亞胺系膜、使用該聚醯亞胺系膜的窗覆蓋膜、以及包含該聚醯亞胺系膜的顯示面板。
Description
本發明涉及一種聚醯亞胺系膜、窗覆蓋膜、及包含該聚醯亞胺系膜的顯示面板。
更具體地,本發明涉及一種具有優異可見度的聚醯亞胺系膜、使用該聚醯亞胺系膜的窗覆蓋膜、以及包含該聚醯亞胺系膜的顯示面板。
薄型顯示器以觸控式螢幕面板的形式實現,並用於各種智慧型設備,包括智慧型電話、平板電腦和各種可穿戴設備。
使用觸控式螢幕面板的顯示裝置在顯示面板上設置有包括回火玻璃或塑膠膜的窗覆蓋物,以用於保護顯示面板免受刮傷或外部衝擊。
由於窗覆蓋物是形成在顯示裝置的最外部分中的元件,因此應該滿足耐熱性、機械性能和光學性能,並且尤其重要的是,窗覆蓋物具有高顯示品質且不會導致光失真,例如斑紋(Mura)現象、螢幕在特定角度看起來是黑色的黑屏現象(blackout phenomenon)、或帶有彩虹斑紋(iridescent stain)的彩虹現象(rainbow phenomenon)。
特別地,窗覆蓋物為了賦予各種物理性能而在基板層上層壓(laminate)塗層,因此導致光的漫反射、產生光學斑紋(optical stain)而使可見度劣化、以及應用於顯示器時具有引起眼疲勞的問題。
因此,仍然需要開發一種在保持機械物理性能、熱特性及各種光學特性的同時可解決光失真問題的窗覆蓋物,作為回火玻璃或傳統有機材料的替代品。
[相關技術文獻]
[專利文獻]
(專利文獻1)韓國公開專利第10-2015-0104282號(2015年9月15日)
本發明之一實施態樣旨在提供一種具有優異可見度的聚醯亞胺系膜,以及使用該聚醯亞胺系膜的窗覆蓋膜和顯示面板。
本發明之另一實施態樣旨在提供一種具有顯著改善的彩虹現象或光學斑紋現象的聚醯亞胺系膜、使用該聚醯亞胺系膜的窗覆蓋膜、以及使用該聚醯亞胺系膜的顯示面板。
本發明之又另一實施態樣旨在提供一種代替回火玻璃等的窗覆蓋膜,即提供一種新型窗覆蓋膜,其可滿足優異的機械物理性能和熱特性以及各種光學特性,且還可解決光失真問題。
作為實現該目的之研究結果,發現藉由提供具有滿足特定範圍的面內延遲(in-plane retardation)(Ro)之標準差的膜,可提供作為具有優異可見度和品質的光學膜的窗覆蓋膜。
在一一般性方案中,提供同時滿足以下二種物理性能的聚醯亞胺系膜:基於尺寸為100×100毫米的膜,每單位面積的面內延遲(Ro)的標準差小於5奈米,且輪廓線(contour line)的數量為50以下。在同時滿足這二種物理性能的範圍內,發現可提供具有優異可見度的透明膜,該透明膜具有較少的反射斑紋(reflection mura)和改善的外觀品質。
根據本發明的膜不特別受限於製備方法,只要可獲得所述物理性能即可,但是以獲得本發明上述物理性能的一種方法為例,可藉由將聚醯亞胺系樹脂溶液澆鑄,然後在乾燥期間調節乾燥溫度和風速來實現。更具體地,可以進行二個以上的乾燥步驟,並在初次乾燥期間可將乾燥溫度和風速設置得較低,更具體地,可將乾燥溫度設置為80℃至150℃,並將風速設置為1公尺/秒至5公尺/秒。可根據膜的厚度來調節溫度和風速,但不限於該範圍。
根據以下詳細描述、附圖及申請專利範圍,其他特徵及方案將變得顯而易見。
在下文中,將詳細描述本發明。然而,以下例示性實施態樣僅為用於詳細描述本發明的參考,本發明不限於此,且可以各種形式實現。
此外,除非另有定義,否則所有技術術語和科學術語具有與本發明所屬領域的技術人員通常理解的相同含義。
本文使用的術語僅僅是為了有效地描述某個特定的實例,而非旨在限制本發明。
此外,除非上下文中另有說明,否則說明書和所附申請專利範圍中使用的單數形式也可以旨在包括複數形式。
此外,除非另有特別相反地描述,「包括」任何元件將被理解為暗示進一步包括其他元件,而不是排除任何其他元件。
在本發明中,聚醯亞胺系樹脂係用作包括聚醯亞胺(polyimide)或聚醯胺醯亞胺(polyamide-imide)的術語。聚醯亞胺系膜係用作具有包含聚醯亞胺膜或聚醯胺醯亞胺膜的含義的術語。
在本發明中,「聚醯亞胺系樹脂溶液」與「用於形成聚醯亞胺系膜的組合物」和「聚醯胺醯亞胺溶液」具有相同的含義。此外,為了形成聚醯亞胺系膜,可包括聚醯亞胺系樹脂和溶劑。
在本發明中,「膜」是藉由將「聚醯亞胺系樹脂溶液」塗布在基板上、乾燥並進行剝離而獲得,其可以是拉伸或未拉伸的。
本發明的發明人進行了許多研究來解決上述問題,結果發現,作為顯示器中使用的窗覆蓋膜的物理性能,在同時滿足以下物理性能的範圍內,可提供外觀品質改善的透明且可見度優異的膜:每單位面積的面內延遲(Ro)的標準差小於5奈米,且輪廓線的數量為50以下,從而完成本發明。面內延遲(Ro)的標準差和輪廓線的數量是指藉由在下文描述的實施例中描述的測量方法測得者。
已經發現,透過滿足該範圍,可提供具有優異光學物理性能的窗覆蓋膜,該窗覆蓋膜具有優異的可見度,且幾乎不產生彩虹斑紋(由表現出不均勻的顏色和色斑的顏色不均勻而造成)。
在大於5奈米的標準差的範圍內,輪廓線的數量也大於50,在該範圍內,大量出現反射斑紋,使可見度變差,出現例如彩虹紋等光學斑紋。
在下文中,將描述滿足本發明所有物理性能的聚醯亞胺系膜和製備具有本發明特性的膜的方法。
<聚醯亞胺系膜>
在本發明之一例示性實施態樣中,當在550奈米的波長下測量時,聚醯亞胺系膜可具有300奈米以下的面內延遲(in-plane retardation),更佳地,可具有0奈米至300奈米的面內延遲。在該範圍內,在膜的法線方向上較少出現類似輪廓線的反射斑紋,且可提供適合用作撓性顯示器等的窗覆蓋膜的光學性能。
此外,當膜具有上述範圍內的延遲時,可提供允許我們即使戴著偏光太陽眼鏡也能從所有角度觀看顯示器的太陽眼鏡自由功能(sunglass free function)。當我們在戴著偏光太陽眼鏡的狀態下觀看顯示器時,有時螢幕可能會在某個視角下被遮擋,這是由於顯示器中使用的偏振片(polarizing plate)和偏光太陽眼鏡的光軸相互垂直,因此光線被阻擋。當膜具有上述延遲範圍時,從偏振片發出的光的偏振狀態從線性形狀變為橢圓形形狀,因此可提供允許我們即使戴著偏光太陽眼鏡也能從所有角度觀看顯示器的功能。
面內延遲是定義為膜上二個正交軸的折射率的異向性(△Nxy =|Nx-Ny|)與膜厚度d(奈米)的乘積(△Nxy×d)的參數,面內延遲(in-plane retardation)是顯示光學等向性和異向性的量度。面內延遲(Ro)是在550奈米波長下的面內延遲值,並由以下數學式1表示:
[數學式1]
Ro=(nx-ny)×d
其中,nx為膜平面中之一單軸(x軸)方向上的折射率,ny為與膜平面中的x軸正交的單軸方向上的折射率,d為膜厚度(奈米)。
在本發明例示性實施態樣中,聚醯亞胺系膜的厚度可為10微米至500微米、20微米至250微米、或30微米至110微米。
此外,本發明的聚醯亞胺系膜可具有根據ASTM D882的3 Gpa以上、4 Gpa以上、5 Gpa以上、6 GPa以上、或7 GPa以上的模量,8%以上、12%以上、或15%以上的斷裂點伸長率,根據ASTM D1746在388奈米處測得的80%以下、75%以下、或5至80%的透光率,在400奈米至700奈米處測得的87%以上、88%以上、或89%以上的總透光率,根據ASTM D1003的2.0%以下、1.5%以下、或1.0%以下的霧度(haze),根據ASTM E313的5.0以下、3.0以下、或0.4至3.0的黃色指數(yellow index),以及2.0以下、1.3以下、或0.4至1.3的b*值。在該範圍內,該膜具有優異的物理性能以替代傳統回火玻璃或傳統聚醯亞胺系膜作為窗膜。
在本發明例示性實施態樣中,聚醯亞胺系膜是聚醯亞胺系樹脂,特別地,是具有聚醯胺醯亞胺結構的聚醯亞胺系樹脂。
較佳地,聚醯亞胺系膜可以是包含氟原子和脂肪族環狀結構的聚醯胺醯亞胺系樹脂。
在本發明例示性實施態樣中,包含氟原子和脂肪族環狀結構的聚醯胺醯亞胺系樹脂可包括衍生自氟系芳香族二胺的單元、衍生自芳香族二酐的單元、及衍生自芳香族二醯二氯(diacid dichloride)的單元。
更佳地,在本發明例示性實施態樣中,作為包含氟原子和脂肪族環狀結構的聚醯胺醯亞胺系樹脂,較佳使用包含衍生自氟系芳香族二胺的單元、衍生自芳香族二酐的單元、衍生自環脂族二酐的單元、及衍生自芳香族二醯二氯的單元的四元共聚物(quaternary copolymer),因為它更適於表現所需的物理性能。
在本發明例示性實施態樣中,作為包含氟原子和脂肪族環狀結構的聚醯胺醯亞胺系樹脂的實例,較佳為聚醯胺醯亞胺聚合物,其係藉由製備衍生自第一氟系芳香族二胺和芳香族二酸二酐的胺封端的聚醯胺寡聚物,並將該胺封端的聚醯胺寡聚物與衍生自第二氟系芳香族二胺、芳香族二酐、及環脂族二酐的單體聚合來製備,因為其更好地實現本發明的目的。
第一氟系芳香族二胺和第二氟系芳香族二胺可以是使用相同或不同的種類。更具體地,聚醯亞胺系樹脂的例示性實施態樣可包括由衍生自第一氟系芳香族二胺和芳香族二醯二氯的胺封端的聚醯胺寡聚物組成的嵌段、以及二端的聚醯亞胺單元,且基於質量,嵌段的含量可以是50%以上。
在本發明例示性實施態樣中,當包含由芳香族二醯二氯在聚合物鏈中形成醯胺結構的胺封端的寡聚物作為二胺的單體時,不僅光學物理性能可被提高,而且特別地,包括模量在內的機械強度可被改善,且動態彎曲性能(bending property)也可被進一步改善。
在本發明例示性實施態樣中,當包含聚醯胺寡聚物嵌段時,包含胺封端的寡聚物(polyoligomer)和第二氟系芳香族二胺的二胺單體與本發明之包含芳香族二酐和環脂族二酐的二酐單體之間的莫耳比可以是1: (0.9至1.1),較佳1:1。
此外,胺封端的聚醯胺寡聚物相對於整個二胺單體的含量沒有特別限制,但是為了滿足本發明的機械物理性能、黃色指數和光學特性,較佳包含30莫耳%以上、較佳50莫耳%以上、更佳70莫耳%以上的胺封端的聚醯胺寡聚物。
此外,芳香族二酐和環脂族二酐的組成比沒有特別限制,但是考慮到本發明的透明性、黃色指數和機械物理性能,較佳為30莫耳%至80莫耳%:70莫耳%至20莫耳%的比例,但是本發明不必局限於此。
此外,本發明可為包含氟原子和脂肪族環狀結構的聚醯胺醯亞胺系樹脂,其係藉由將氟系芳香族二胺、芳香族二酐、環脂族二酐、及芳香族二醯二氯混合、聚合和醯亞胺化而獲得。
該樹脂具有無規共聚物結構,其中相對於100莫耳的二胺,可使用40莫耳以上,較佳50莫耳至80莫耳的芳香族二醯二氯,芳香族二酐的含量可以是10莫耳至50莫耳,且環狀脂肪族二酐的含量可以是10莫耳至60莫耳,且可藉由以二胺單體與二醯氯和二酐的總和的莫耳比為1:(0.9至1.1)進行聚合來製備。較佳地,可以1:1進行聚合。
與嵌段型聚醯胺醯亞胺樹脂相比,本發明的無規聚醯胺醯亞胺在如透明度之光學性能、機械物理性能和延遲範圍方面有所不同,但可屬於本發明的範圍。
在本發明例示性實施態樣中,作為氟系芳香族二胺組分,可以使用2,2’-雙(三氟甲基)-聯苯胺和另一種已知的芳香族二胺組分的混合物,或者可單獨使用2,2’-雙(三氟甲基)-聯苯胺。藉由使用氟系芳香族二胺,作為聚醯胺醯亞胺系膜,基於本發明所需的機械物理性能,可進一步提高光學性能,且可改善黃色指數。此外,可提高聚醯胺醯亞胺系膜的拉伸模量(tensile modulus),以進一步提高硬塗膜的機械強度並進一步提高硬塗膜的動態彎曲性能。
作為芳香族二酐,可使用以下的至少一種或二種以上:4,4’-六氟亞異丙基二鄰苯二甲酸酐(6FDA)和聯苯四甲酸二酐(BPDA)、氧雙鄰苯二甲酸酐(oxydiphthalic dianhydride,ODPA)、磺醯基二鄰苯二甲酸酐(SO2DPA)、(亞異丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)(6HDBA)、4-(2,5-二氧四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸二酐(TDA)、1,2,4,5-苯四甲酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、雙(羧基苯基)二甲基矽烷二酐(SiDA)、及雙(二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐(BDSDA),但是本發明並不受限於此。
作為環脂族二酐的實例,可使用選自以下的任意一種或二種以上的混合物:1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐(CBDA)、5-(2,5-二氧四氫呋喃基)-3-甲基環己烯-1,2-二甲酸二酐(DOCDA)、雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BTA)、雙環辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BODA)、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐(CPDA)、1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐(CHDA)、1,2,4-三羧基-3-羧甲基環戊烷二酐(TMDA)、1,2,3,4-四羧基環戊烷二酐(TCDA)、及其衍生物,但是本發明並不受限於此。
在本發明例示性實施態樣中,當由芳香族二醯二氯在聚合物鏈中形成醯胺結構時,不僅可改善光學物理性能,還可大幅改善特別是包括模量在內的機械強度,且也可以進一步提高動態彎曲性能,因此這是較佳的。
作為芳香族二醯氯,可使用選自以下的任意一種或二種以上的混合物:間苯二醯二氯(isophthaloyl dichloride,IPC)、對苯二醯二氯(terephthaloyl dichloride,TPC)、[1,1’-聯苯]-4,4’-二甲醯二氯(1,1’-biphenyl]-4,4’-dicarbonyl dichloride,BPC)、1,4-萘二甲醯二氯(1,4-naphthalene dicarboxylic dichloride,NPC)、2,6-萘二甲醯二氯(2,6-naphthalene dicarboxylic dichloride,NTC)、1,5-萘二甲醯二氯(1,5-naphthalene dicarboxylic dichloride,NEC)、及其衍生物,但是本發明不受限於此。
本發明中的聚醯亞胺樹脂的重均分子量沒有特別限制,但是可為200,000克/莫耳以上,較佳可為300,000克/莫耳以上,更佳可為200,000克/莫耳至500,000克/莫耳。此外,玻璃化轉變溫度沒有限制,但是可為300℃至400℃,更具體可為330℃至380℃。在該範圍內,由於可提供具有更高模量、更佳機械強度和更佳光學物理性能且翹曲(curled)更少的膜,這是更佳的,但是本發明不必受限於此。
<生產聚醯亞胺系膜的方法>
在下文中,將說明生產具有本發明的性能的聚醯亞胺系膜的方法。
在本發明例示性實施態樣中,可藉由將包括聚醯亞胺系樹脂和溶劑的「聚醯亞胺系樹脂溶液」塗布到基板上,然後進行乾燥或進行乾燥/拉伸來製備聚醯亞胺系膜。即,可藉由溶液澆鑄法製備基板層。
例如,該方法可包括以下步驟:使氟系芳香族二胺和芳香族二醯二氯反應以製備寡聚物的胺封端的寡聚物製備步驟;使如此製備的寡聚物與氟系芳香族二胺、芳香族二酐、及環脂族二酐反應以製備聚醯胺酸溶液的步驟;將聚醯胺酸溶液醯亞胺化以製備聚醯胺醯亞胺樹脂的步驟;以及將聚醯胺醯亞胺樹脂溶解於有機溶劑中而形成的聚醯胺醯亞胺溶液塗布以形成膜的步驟。
在下文中,將以生產嵌段型聚醯胺醯亞胺膜的情況為例,更詳細地描述各步驟。
製備寡聚物的步驟可包括使氟系芳香族二胺和芳香族二醯二氯反應,並純化和乾燥所得的寡聚物。在這種情況下,可以相對於芳香族二醯二氯為1.01至2的莫耳比引入氟系芳香族二胺以製備胺封端的聚醯胺寡聚物單體。寡聚物單體的分子量沒有特別限制,但是例如,當重均分子量在1000克/莫耳至3000克/莫耳的範圍內時,可獲得更好的物理性能。
此外,較佳使用例如對苯二甲醯氯或間苯二甲醯氯的芳香族羰基鹵化物單體,而不是對苯二甲酸酯或對苯二甲酸本身來用於引入醯胺結構,儘管並未明確,但認為氯元素對膜的物理性能有影響。
接下來,製備聚醯胺酸的步驟可藉由溶液聚合反應來進行,其中在有機溶劑中使如此製備的胺封端的氟系聚醯胺寡聚物與氟系芳香族二胺、芳香族二酐、及環脂族二酐反應。此時,作為例子,用於聚合反應的有機溶劑可以是選自以下的任意一種或二種以上的極性溶劑:二甲基乙醯胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基亞碸(DMSO)、乙基溶纖劑、甲基溶纖劑、丙酮、乙酸二乙酯、間甲酚等。
接下來,進行醯亞胺化以製備聚醯胺醯亞胺樹脂的步驟可藉由化學醯亞胺化來進行,且更佳地,使用吡啶和乙酸酐對聚醯胺酸溶液進行化學醯亞胺化。隨後,在150℃以下,較佳100℃以下,更具體在50至150℃的低溫下,可使用醯亞胺化催化劑和脫水劑進行醯亞胺化。
藉由此種方法,與在高溫下藉由熱進行醯亞胺化反應的情況相比,可賦予整個膜均勻的機械物理性能。
作為醯亞胺化催化劑,可使用選自吡啶、異喹啉、及β-喹啉的任意一種或二種以上。此外,作為脫水劑,可使用選自乙酸酐、鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐等的任意一種或二種以上,但是本發明不必受限於此。
此外,可將添加劑例如阻燃劑、黏合性改進劑(adhesion improver)、無機顆粒、抗氧化劑、UV抑制劑、及塑化劑與聚醯胺酸溶液混合以製備聚醯胺醯亞胺樹脂。
此外,在醯亞胺化之後,使用溶劑純化樹脂以獲得固形物,並可將其溶解於溶劑中以獲得聚醯胺醯亞胺溶液。溶劑可包括N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)等,但不受限於此。
由聚醯胺醯亞胺溶液形成膜的步驟是藉由將聚醯胺醯亞胺溶液塗布於基板上,然後在劃分為乾燥區域的乾燥步驟中乾燥該溶液來進行。此外,拉伸可在乾燥之前或之後進行,且可在乾燥或拉伸步驟之後進一步進行熱處理步驟。作為基板,可使用例如玻璃、不銹鋼、膜等,但是本發明不受限於此。塗布可藉由模頭塗布機、氣刀塗布、反向輥、噴塗、刮塗、澆鑄塗布、凹版塗布、旋塗等進行。
在下文中,將描述藉由將聚醯亞胺系溶液形成膜來生產具有小於5奈米的延遲標準差的聚醯亞胺系膜的方法。
在本發明中,製備方法沒有特別限制,只要獲得所需物理性能即可,但是以獲得本發明物理性能的一種方法為例,可藉由如下來實現:將聚醯亞胺系樹脂溶液澆鑄,然後調節乾燥溫度、乾燥風量等以調節乾燥速度,同時調節澆鑄期間在澆鑄模中的流速,從而調節膜厚度。
更具體地,聚醯胺醯亞胺溶液被澆鑄在如聚對苯二甲酸乙二醇酯膜或聚醯亞胺膜的承載膜上或不銹鋼帶(SUS帶)上,然後調節乾燥速度以調節膜的物理性能。在此,可根據膜的厚度來調節乾燥速度,更具體地,可進行二個以上乾燥步驟。在此,第一次乾燥期間的乾燥溫度和風速被設置為低於第二次乾燥期間的乾燥溫度和風速,使得膜可在開始時緩慢乾燥,更具體地,膜可在80至150℃下以1公尺/秒至5公尺/秒的風速乾燥。此外,第二次乾燥期間的乾燥溫度和風速可高於第一次乾燥期間的乾燥溫度和風速,具體地,例如,第二次乾燥可在200℃至300℃下以3公尺/秒至20公尺/秒的風速進行。溫度和風速可根據膜的厚度來調節,但是它們不限於此範圍。
<窗覆蓋膜>
本發明之另一例示性實施態樣提供一種窗覆蓋膜,其包括:上述聚醯亞胺系膜;以及形成在該聚醯亞胺系膜上的塗層。
塗層是用於賦予窗覆蓋膜的功能性,且可根據目的進行各種應用。具體地,例如,塗層可包括選自以下的任意一個或多個塗層:硬塗層、防靜電層(antistatic layer)、修復層(restoration layer)、衝擊擴散層(shock diffusion layer)、自清潔層、防指紋層、防汙層、防刮層、低折射層、防反射層、衝擊吸收層等,但不限於此。
塗層可不加限制地使用,只要它是本領域常用的即可。
<顯示裝置>
本發明之另一例示性實施態樣提供一種顯示裝置,其包括:顯示面板和形成在顯示面板上的上述窗覆蓋膜。
在本發明例示性實施態樣中,顯示裝置不受特別限制,只要它屬於需要優異光學性能的領域即可,且可藉由選擇適合於此的顯示面板來提供。較佳地,窗覆蓋膜可應用於撓性顯示裝置,且具體地,例如,可被包括並應用於選自各種圖像顯示器的任何一種或多種圖像顯示器,例如液晶顯示器、電致發光顯示器(electroluminescence display)、電漿顯示器(plasma display)、及場發射顯示裝置(field emission display device),但不受限於此。
在下文中,將參考實施例和比較例更詳細地描述本發明。然而,以下實施例和比較例僅是用於更詳細地描述本發明的實例,而不以任何方式限制本發明。
(1)模量/斷裂點伸長率
根據ASTM D882,在25℃以50毫米/分鐘拉伸厚度為50微米、長度為50毫米、且寬度為10毫米的聚醯胺醯亞胺膜的條件下,使用可從Instron公司購得的UTM 3365進行測量。模量的單位是GPa,斷裂點伸長率的單位是%。
(2)透光率
根據ASTM D1003的標準,在厚度為50微米的膜上,使用分光光度計(日本電色工業股份公司(Nippon Denshoku),COH-400)在400奈米至700奈米的整個波長區域測量總透光率。此外,根據ASTM D1746,使用UV/Vis(紫外/可見光)(島津,UV3600)在388奈米處測量單一波長的透光率。單位是%。
(3)霧度(haze)
根據ASTM D1003的標準,使用分光光度計(購自日本電色工業股份公司,COH-400)在厚度為50微米的膜上測量霧度。單位是%。
(4)黃色指數(Yellow index,YI)和b*值
根據ASTM E313的標準,使用比色計(colorimeter)(購自亨特立(HunterLab)公司,ColorQuest XE)在厚度為50微米的膜上測量黃色指數和b*值。
(5)重均分子量(Mw)和多分散指數(PDI)
所生產的膜的重均分子量和多分散指數測量如下。
首先,將膜樣品溶解在含有0.05 M LiBr的DMAc洗脫液中,並用作樣品。
藉由使用GPC(Waters GPC系統,Waters 1515等度HPLC泵,Waters 2414折射率檢測器)、連接Olexis柱、polypore柱、及混合-D柱以作為GPC柱,使用DMAc溶液作為溶劑,並使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA STD)作為標準物進行測量,並在35℃下以1毫升/分鐘的流速進行分析。
(6)鉛筆硬度
對於在實施例和比較例中製備的膜,根據JIS K5400,使用750克的載荷以50毫米/秒的速率在膜上繪製20毫米的線,重複該操作5次以上,並基於劃痕發生一次以下的情況測量鉛筆硬度。
(7)殘留溶劑含量的測量
對於殘留溶劑含量,使用熱重分析儀(Discovery,購自TA公司)從150℃下的重量中減去370℃下的重量而獲得的值被確定為膜中的殘留溶劑含量。在此,測量條件為以10℃/分鐘的加熱速率加熱到400℃,且測量在150℃至370℃的區間的重量變化。
(8)延遲標準差
使用Axoscan(OPMF,Axometrics公司)測量延遲特性。將具有合適尺寸的樣品放置在平臺上,並測量550奈米下的面內延遲(Ro)。使用1毫米光束尺寸的光源,在100×100平方毫米的面積(area)使用自動XY平臺,以1毫米的間隔移動樣品,並測量整個表面的延遲。使用以下等式,由如此測得的延遲值計算標準差:
其中σ:標準差,n:測量數量,:測量值的平均值,以及:測量資料(1-n)。
(9)斑紋現象(可見度)的觀測
使用I-Phone X(蘋果公司)打開白光,並在將所生產的聚醯亞胺膜層疊在其上的狀態下觀察每個視角的斑紋。為了進行斑紋觀測,選擇5個人,並指示他們在同一個暗室中觀測。5人判定為良好時,評價為良好(O),不足4人判定為良好時,評價為稍差(Δ),以及不足3人判定為良好時,評價為差(×)。
(10)彩虹紋的觀測
將薄膜的一個表面燻黑,然後在暗室中的三波長燈下目視觀測是否產生彩虹紋(rainbow)。
好:看不到彩虹紋,顯示均勻的顏色
差:看到強烈的彩虹紋,顯示強烈的顏色
(11)輪廓線的數量
輪廓線的數量是使用在面積為100×100毫米的膜上用Axoscan(OPMF,Axometrics公司)測量的延遲映射(retardation mapping)結果來測量。所述延遲映射結果是與上述8)中的延遲特性相同的方法測量。
如圖7所示,在延遲映射結果上分別以水平和垂直繪製9個間隔為10毫米的格線(grid),因此總共繪製18個格線。對於總共18條線,輪廓線和格線相交的點的數量被設置為輪廓線的數量。由根據18條格線中具有最多數量之輪廓線的格線的值進行如下判斷。
好:50條以下的輪廓線,亮部與暗部之間的亮度差很小
差:輪廓線的數量超過50條,亮部與暗部的亮度差異很大
[實施例1]
將對苯二甲醯氯(TPC)和2,2’-雙(三氟甲基)-聯苯胺(TFMB)添加到反應器中的二氯甲烷和吡啶的混合溶液中,並在氮氣氣氛下在25℃下進行攪拌2小時。此時,TPC:TFMB的莫耳比為300:400,固體含量被調節為15重量%。其後,將反應物在過量的甲醇中沉澱並過濾以獲得固形物,將該固形物在50℃下真空乾燥4小時以上以獲得寡聚物,所製得的寡聚物具有1720克/莫耳的式量(formula weight,FW)。
向反應器中加入N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、100莫耳的寡聚物、及28.6莫耳的2,2’-雙(三氟甲基)-聯苯胺(TFMB),並進行充分攪拌。在確認固體原料完全溶解後,以相對於固體含量為1000 ppm的含量將發煙二氧化矽(fumed silica)(表面積為95平方公尺/克,<1微米)添加到DMAc,並在使用超聲波分散後添加到反應器中。隨後加入64.3莫耳的環丁烷四甲酸二酐(CBDA)和64.3莫耳的4,4’-六氟亞異丙基二鄰苯二甲酸酐(6FDA)進行充分攪拌,在40℃下聚合10小時。此時,固體含量為15重量%。隨後,以相對於二酐總含量的2.5倍依次各個加入吡啶和乙酸酐,並在60℃下攪拌12小時。
聚合完成後,將聚合溶液在過量的甲醇中進行沉澱,並過濾以得到固形物,將該固形物在50℃真空乾燥6小時以上,得到聚醯胺醯亞胺粉末。將粉末以20重量%稀釋並溶解在DMAc中,以製備聚醯亞胺系樹脂溶液。
使用狹縫模具(slot die)將如此製備的聚醯亞胺系樹脂溶液塗布在寬度為300毫米的不銹鋼板上,並在加熱至90℃的空氣迴圈烘箱(air-circulated dry oven)中停留90分鐘來進行第一次乾燥。在第一次乾燥期間,烘箱中對流空氣的風速為2公尺/秒。為了完全除去殘留在薄膜中的溶劑,使薄膜在加熱至280℃的烘箱中停留以完成第二次乾燥。在第二次乾燥期間,同時進行N2
吹掃以防止膜的劣化,風速為4公尺/秒。將完成乾燥的膜冷卻至室溫,並從不銹鋼板上分離以製備膜。
所製備的膜的殘留溶劑含量為1.1重量%。由此製備的聚醯胺醯亞胺膜的厚度為50微米,在388奈米處的透光率為72%,總透光率為90%,霧度為0.3%,黃色指數(YI)為1.5,b*值為1.0,模量為7 GPa,斷裂點伸長率為22%,重均分子量為312,000克/莫耳,多分散指數(PDI)為2.2,鉛筆硬度為H/750克。
此外,作為評估反射斑紋的結果,輪廓線的數量是27,且沒有觀測到彩虹紋從而確認可見度優異。
此外,延遲映射結果示出於圖1,延遲分佈示出於圖2。
[實施例2和實施例3]
除了如表1所示調節膜的厚度和乾燥條件之外,以與實施例1相同的方式製備膜。
作為評估實施例2和實施例3的反射斑紋的結果,輪廓線的數量分別為35和37,且沒有觀察到彩虹紋,從而確認可見度優異。
此外,實施例2的延遲映射結果示出於圖3,且延遲分佈示出於圖4。
[比較例1至比較例3]
除了如表1所示調節乾燥條件之外,以與實施例1相同的方式製備膜。
作為評估比較例1的反射斑紋的結果,證實了輪廓線的數量大於實施例1和實施例2的輪廓線的數量,輪廓線形成得非常密集,輪廓線的數量為50個以上,且輪廓線看起來清晰而強烈。
此外,延遲映射的結果示出於圖5,且延遲分佈示出於圖6。
與實施例1和實施例2相比,發現在輪廓線的數量較大且輪廓線密集形成的比較例1中可見度差且出現彩虹紋。此外,考慮到延遲的映射結果與觀察反射斑紋的結果匹配良好,確定延遲的標準差對反射斑紋性能有影響。
[表1]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | |
膜厚(微米) | 50 | 80 | 50 | 50 | 50 | 50 |
第一次乾燥溫度(℃) | 90 | 110 | 90 | 100 | 110 | 90 |
乾燥風速 (公尺/秒) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 4.0 |
反射斑紋 | 好 | 好 | 好 | 差 | 差 | 差 |
延遲標準差(奈米) | 1.9 | 2.1 | 2.8 | 5.0 | 5.7 | 6.4 |
輪廓線數量 | 27 | 35 | 37 | 65 | 71 | 83 |
面內延遲 (奈米) | 200 | 135 | 155 | 213 | 235 | 251 |
彩虹紋 | 好 | 好 | 好 | 差 | 差 | 差 |
可見度 | Ο | Ο | Ο | × | × | × |
根據本發明的聚醯亞胺系膜可具有優異的可見度並顯著改善彩虹現象。
根據本發明的窗覆蓋膜即使在聚醯亞胺系膜上形成塗層時也可以具有優異的顯示品質,可減少在顯示裝置等上出現彩虹色斑的彩虹現象等,並具有改善的外觀品質。
此外,根據本發明的聚醯亞胺系膜和包含該聚醯亞胺系膜的窗覆蓋膜可以優異的光學性能和可見度應用於各種顯示領域。
此外,本發明的窗覆蓋膜可滿足優異的機械性能、熱性能和各種光學物理性能,例如透明度和黃色指數,且還可以提供優異的可見度性能,從而可應用於各種顯示器中。
本申請主張於2020年7月30日向韓國智慧財產權局提交的第10-2020-0095316號韓國專利申請的優先權,其全部揭露內容透過引用併入本文。
在上文中,儘管已經藉由具體的內容、有限的例示性實施態樣和附圖描述本發明,但它們僅僅是為了幫助整體理解本發明而提供,且本發明不限於例示性實施態樣,且本發明所屬領域的技術人員可根據描述進行各種修改和改變。
因此,本發明的精神不應限於上述例示性實施態樣,且所附申請專利範圍以及與申請專利範圍同等或等效地修改的所有內容均旨在落入本發明的範圍和精神內。
無
圖1示出根據本發明實施例1的膜的延遲。
圖2示出根據本發明實施例1的膜的延遲分佈(retardation distribution)。
圖3示出根據本發明實施例2的膜的延遲。
圖4示出根據本發明實施例2的膜的延遲分佈。
圖5示出根據本發明比較例1的膜的延遲。
圖6示出根據本發明比較例1的膜的延遲分佈。
圖7示出用於觀察反射斑紋的實例。
Claims (11)
- 一種聚醯亞胺系膜,基於尺寸為100×100毫米的膜,其每單位面積的面內延遲(in-plane retardation)(Ro)的標準差小於5奈米,且輪廓線的數量為50以下。
- 如請求項1所述的聚醯亞胺系膜,其中該聚醯亞胺系膜具有在550奈米波長下測得的300奈米以下的面內延遲。
- 如請求項2所述的聚醯亞胺系膜,其中該聚醯亞胺系膜具有在550奈米波長下測得的0奈米至300奈米的面內延遲。
- 如請求項1所述的聚醯亞胺系膜,其中該聚醯亞胺系膜具有根據ASTM D882的3 Gpa以上的模量、8%以上的斷裂點伸長率、根據ASTM D1746在388奈米處測得的80%以下的透光率、在400奈米至700奈米處測得的87%以上的總透光率、2.0%以下的霧度、5.0以下的黃色指數、以及2.0以下的b*值。
- 如請求項1所述的聚醯亞胺系膜,其中該聚醯亞胺系膜係由聚醯胺醯亞胺系樹脂形成。
- 如請求項5所述的聚醯亞胺系膜,其中該聚醯亞胺系膜包含衍生自氟系芳香族二胺的單元、衍生自芳香族二酐的單元、以及衍生自芳香族二醯二氯(diacid dichloride)的單元。
- 如請求項6所述的聚醯亞胺系膜,其中該聚醯亞胺系膜進一步包含衍生自環脂族二酐的單元。
- 如請求項1所述的聚醯亞胺系膜,其中該聚醯亞胺系膜的厚度為30微米至110微米。
- 一種窗覆蓋膜,其包含如請求項1至8中任一項所述的聚醯亞胺系膜。
- 如請求項9所述的窗覆蓋膜,其中該窗覆蓋膜在該聚醯亞胺系膜的至少一個表面上具有選自以下的任意一個或多個塗層:硬塗層、防靜電層、修復層、衝擊擴散層、自清潔層、防指紋層、防汙層、防刮層、低折射層、防反射層、及衝擊吸收層中。
- 一種撓性顯示面板,其包含如請求項1至8中任一項所述的聚醯亞胺系膜。
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