TW202411304A - 光學膜以及包括其之顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種光學膜以及包含光學膜的顯示裝置，所述光學膜包含含有聚合物樹脂的光透射基質以及分散於光透射基質中的奈米線，其中聚合物樹脂包含醯亞胺重複單元及醯胺重複單元中的至少一者，且奈米線包含微晶，其中微晶為線性的。

Description

光學膜以及包括其之顯示裝置
本揭露內容是關於一種光學膜以及包含其的顯示裝置，且更特定言之，關於一種具有極佳機械特性的光學膜。
近年來，已考慮使用光學膜代替玻璃作為顯示裝置的覆蓋窗，其目的是減小顯示裝置的厚度及重量且增加顯示裝置的可撓性。為了使光學膜可用作顯示裝置的覆蓋窗，光學膜需要具有優異的光學特性及極佳的機械特性。舉例而言，光學膜需要具有諸如極佳強度、硬度、耐磨性以及可撓性的特性。
奈米線可作為填料添加以賦予需要多種物理特性的光學膜所需的物理特性。奈米線可視光學膜所需的物理特性而變化。
[技術問題] 因此，已考慮到以上問題而製得本揭露內容，且本揭露內容的一個態樣為提供一種光學膜，其包含分散於光透射基質中的纖維形狀或纖絲形狀奈米線。
本揭露內容的另一態樣為提供一種光學膜，其包含分散於光透射基質中的纖維形狀或纖絲形狀奈米線，其中所述纖維形狀或纖絲形狀奈米線接合構成光透射基質之聚合物鏈，以改良聚合物鏈的穩定性及排列特徵。
本揭露內容的另一態樣為提供一種光學膜，其包含分散於光透射基質中的纖維形狀或纖絲形狀奈米線以提供極佳伸長率及復原率。
本揭露內容的另一態樣為提供一種包含光學膜的顯示裝置。
[技術解決方案] 根據本揭露內容的一個態樣，提供一種光學膜，所述光學膜包含含有聚合物樹脂的光透射基質以及分散於光透射基質中的奈米線，其中聚合物樹脂包含醯亞胺重複單元及醯胺重複單元中的至少一者，且奈米線含有微晶，其中所述微晶為線性的且光學膜具有由以下式1、式2以及式3表示的結構中的至少一者。 [式1] [式2] [式3]
根據本揭露內容的另一態樣，提供一種顯示裝置，其包含顯示面板及安置於顯示面板上的光學膜。
[有利效應] 根據本揭露內容的一個實施例，包含於光學膜中的奈米線具有纖維形狀或纖絲形狀且可接合構成光透射基質的聚合物鏈。因此，可改良光學膜的機械強度。
根據本揭露內容的一個實施例，包含纖維形狀奈米線的光學膜可具有極佳機械特性以及極佳光學特性。根據本揭露內容的一實施例的光學膜具有極佳光學特性及機械特性，因此適用作顯示裝置的覆蓋窗。
在下文中，將參考隨附圖式詳細地描述本揭露內容的實施例。然而，僅為清楚地理解本揭露內容而例示性地提供以下實施例，且不限制本揭露內容的範疇。
在用於描述本揭露內容的實施例的圖式中所揭露的形狀、大小、比率、角度以及數目僅為例示性的且本揭露內容不限於所示出的細節。在整個本說明書中，相同圖式元件符號指代相同元件。在以下描述中，當判定相關已知功能或組態的詳細描述不必要地模糊本揭露內容的要點時，將省略所述詳細描述。
在本說明書中使用諸如「包括」、「具有」或「包含」的術語的情況下，除非亦使用「僅」，否則可存在另一部分。除非相反地指出，否則單數形式的術語可包含複數含義。此外，在構造元件時，即使沒有對元件的明確描述，所述元件亦應解釋為包含誤差範圍。
在描述位置關係時，例如當位置關係使用「在…上」、「在…上方」、「在…下方」或「靠近」描述時，除非使用「緊接」或「直接」，否則可包含其間無接觸的情況。
本文中可使用諸如「在…下方」、「在…之下」、「下部」、「在…上方」以及「上部」的空間相對術語來描述如圖式中所展示的裝置或元件與另一裝置或另一元件的關係。應理解，除圖式中所描繪的取向以外，空間相對術語意欲涵蓋在裝置的使用或操作期間裝置的不同取向。舉例而言，若倒置圖式中的一者中的裝置，則描述為在其他元件「下方」或「之下」的元件將位於其他元件「上方」。因此，例示性術語「在…下方」或「在…之下」可涵蓋「在…下方」及「在…上方」兩者的含義。以相同方式，例示性術語「在…上方」或「上部」可涵蓋「在…上方」及「在…下方」兩者的含義。
在描述時間關係時，例如當使用「在…之後」、「隨後」、「接下來」或「在…之前」描述時間順序時，除非使用「立即」或「即刻」，否則可包含非連續關係的情況。
應理解，儘管在本文中可使用術語「第一」、「第二」等來描述各種元件，但這些元件不受這些術語限制。這些術語僅用於區分一個元件與另一元件。因此，在本揭露內容的技術想法內，第一元件可稱為第二元件。
應理解，術語「至少一個」包含與一或多個項相關的所有組合。舉例而言，「第一元件、第二元件以及第三元件中的至少一者」可包含由第一元件、第二元件以及第三元件中選出的兩個元件或大於兩個元件的全部組合，以及第一元件、第二元件以及第三元件中的每一者。
本揭露內容的各種實施例的特徵可部分地或完全地彼此整合或組合，且可彼此不同地互操作且在技術上驅動。本揭露內容的實施例可彼此獨立地進行，或可以相關聯方式一起進行。
圖1為示出根據本揭露內容的一實施例的光學膜100的示意圖。根據本揭露內容的一個實施例，具有透光率的膜稱為「光學膜100」。
根據本揭露內容的一實施例的光學膜100包含光透射基質110及分散於光透射基質110中的奈米線120。
光透射基質110可為透光的。根據本揭露內容的一實施例，光透射基質110可為可撓性的。舉例而言，根據本揭露內容的一實施例的光學膜可為可彎曲、可摺疊或可捲起的。因此，根據本揭露內容的一實施例的光學膜100可為透光的且可為可彎曲、可摺疊或可捲起的。
根據本揭露內容的一實施例，光透射基質110可包含聚合物樹脂。光透射基質110中包含的聚合物樹脂可包含醯亞胺重複單元及醯胺重複單元中的至少一者。
根據本揭露內容的一實施例的聚合物樹脂可由包含二酐及二胺的單體成分製備。特定言之，聚合物樹脂可包含藉由二酐及二胺形成的醯亞胺重複單元。
然而，根據本揭露內容的一實施例的聚合物樹脂不限於此，且聚合物樹脂可由包含除二酐及二胺以外的二羰基化合物的單體成分產生。根據本揭露內容的一實施例的聚合物樹脂可具有醯亞胺重複單元及醯胺重複單元。舉例而言，具有醯亞胺重複單元及醯胺重複單元的聚合物樹脂可為聚醯胺-醯亞胺樹脂。
根據本揭露內容的一個實施例，聚合物樹脂可包含聚醯亞胺類聚合物。聚醯亞胺類聚合物的實例可包含聚醯亞胺聚合物、聚醯胺聚合物、聚醯胺-醯亞胺聚合物以及其類似物。根據本揭露內容的一實施例的聚合物樹脂可由例如聚醯亞胺類聚合物樹脂形成。
光透射基質110可具有足以使得光學膜100保護顯示面板的厚度。舉例而言，光透射基質110可具有10微米至100微米的厚度。光透射基質110的厚度可與光學膜100的厚度相同。
根據本揭露內容的一實施例的光學膜100包含奈米線120。光學膜100的光學特性可藉由由奈米線120引起的光散射來改良。
在下文中，將更詳細地描述光學膜100中所包含的奈米線120及奈米線120中所包含的微晶。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120可包含微晶。微晶亦稱為「晶粒」且意謂構成單晶體的多個細晶體單元中的每一者。根據本揭露內容的一個實施例，微晶可包含鋁。更特定言之，微晶可包含鋁、氧以及氫。
舉例而言，奈米線120中所包含的微晶可包含氧化鋁氫氧化物類微晶。氧化鋁氫氧化物類材料為例如水鋁石（Boehmite），且水鋁石可由γ-AlO(OH)表示。
根據本揭露內容的一個實施例，微晶可為線性的且具有由以下式1、式2以及式3表示的結構中的至少一者。 [式1]
式1中的括弧（[]）中所表示的單元結構可稱為「單晶」。 [式2]
式2中的括弧（[]）中表示的單元結構可稱為「單晶」。 [式3]
式3中的括弧（[]）中表示的單元結構可稱為「單晶」。
在本文中，式1中的n、式2中的m以及式3中的p表示重複單元的數目。為獲得具有適當長度的微晶及奈米線120，可調節式1中的n、式2中的m以及式3中的p。
根據本揭露內容的一個實施例，式1中的n在50至10,000範圍內，式2中的m在50至10,000範圍內，且式3中的p在100至20,000範圍內。當n、m以及p經確定在這些範圍內時，奈米線120可具有月200奈米至約4,000奈米的長度。
當n小於50時，微晶難以具有足夠長度。當微晶的長度不長時，難以獲得奈米線120的足夠長度。因此，可能無法充分獲得奈米線120接合（或鍵聯、或連接）光透射基質110內的聚合物鏈的功能。
當n大於10,000時，微晶的長度可能過量。因此，奈米線120的長度可能過長且奈米線120的分散性可能降低。因此，奈米線120的聚集可發生在光透射基質110內。
當m小於50時，難以賦予微晶足夠的長度。當微晶的長度不長時，難以增加奈米線120的長度。因此，可能無法充分獲得奈米線120接合光透射基質110中的聚合物鏈的功能。
當m大於10,000時，微晶的長度可能過長。因此，奈米線120的長度可能過長且奈米線120的分散性可能降低。因此，奈米線120的聚集可發生在光透射基質110內。
當p小於100時，難以賦予微晶足夠的長度。當微晶的長度不長時，難以增加奈米線120的長度。因此，可能無法充分獲得奈米線120接合光透射基質110內的聚合物鏈的功能。
當p大於20,000時，微晶的長度可能過長。因此，奈米線120的長度可能過長且奈米線120的分散性可能降低。因此，奈米線120的聚集可發生在光透射基質110內。
更特定言之，式1中的n可在2,000至8,000範圍內。在此範圍內，奈米線120具有約1,000奈米至4,000奈米的長度且因此可充分發揮接合聚合物鏈的功能且具有極佳分散性。因此，可製造具有均勻光學特性的光學膜100。
式2中的m可在2,000至8,000範圍內。在此範圍內，奈米線120具有約1,000奈米至4,000奈米的長度且因此可充分發揮接合聚合物鏈的功能且具有極佳分散性。因此，可製造具有均勻光學特性的光學膜100。
式3中的p可在4,000至16,000範圍內。在此範圍內，奈米線120具有約1,000奈米至4,000奈米的長度且因此可充分發揮接合聚合物鏈的功能且具有極佳分散性。因此，可製造具有均勻光學特性的光學膜100。
當微晶的結構經擴展以更佳的理解微晶的結構時，微晶可由式4、式5以及式6中的任一者表示。
式1的微晶可由例如下式4表示。下式4對應於式1的結構，其中n為5。 [式4]
式2的微晶可由例如下式5表示。下式5對應於式2的結構，其中m為4。 [式5]
式3的微晶可由例如下式6表示。下式6對應於式3的結構，其中p為3。 [式6]
在式4、式5以及式6中，「*」表示鍵結位點。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120可具有包含至少兩個或多於兩個微晶的積層體。
根據本揭露內容的一個實施例，多個微晶可在徑向方向上堆疊以形成積層體。根據本揭露內容的一個實施例，藉由在徑向方向上堆疊多個微晶所形成的結構稱為「積層體」。
根據本揭露內容的一個實施例，積層體中的兩個或多於兩個微晶可藉由氫鍵結而結合。
根據本揭露內容的一實施例，氫鍵可經由氧（O）得到。
根據本揭露內容的一個實施例，舉例而言，鍵結於一個微晶的鋁原子的-OH基團的H可與鍵結於另一微晶的鋁原子的O（氧）進行氫鍵結以形成積層體。
根據本揭露內容的一個實施例，積層體可包含2至40個微晶。
根據本揭露內容的一個實施例，可堆疊2至40個微晶。堆疊的微晶可包含在積層體中。
根據本揭露內容的一個實施例，當在2個至40個範圍內的微晶堆疊且包含於積層體中時，可獲得具有適當直徑的奈米線120。
當未堆疊微晶時，奈米線120的直徑過小且因此奈米線120的穩定性可能降低。當堆疊超過40個微晶時，奈米線120的直徑過大且可能難以賦予奈米線120纖維形狀。
根據本揭露內容的一個實施例，積層體可包含由以下式7、式8以及式9表示的結構中的至少一者。
根據本揭露內容的一個實施例，當堆疊包含由式4表示的結構的微晶時，積層體可包含例如由下式7表示的結構。 [式7]
根據本揭露內容的一個實施例，當經堆疊包含由式5表示的結構的微晶時，積層體可包含例如由下式8表示的結構。 [式8]
根據本揭露內容的一個實施例，當堆疊包含由式6表示的結構的微晶時，積層體可包含例如由下式9表示的結構。 [式9]
在式7、式8以及式9中，「*」指示鍵結位點且點線指示微晶之間的氫鍵。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120可具有纖維形狀。舉例而言，纖維可指長度比直徑長得多的材料。纖維可指薄且長的絲狀材料。纖維可指具有線性結構的材料。纖維亦可指長且可彎曲的材料。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120可具有纖維形狀，包含由式1、式2以及式3表示的微晶中的至少一者。根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120的長度可為直徑的兩倍或大於兩倍。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120平行於光透射基質110中包含的聚合物樹脂排列。舉例而言，奈米線120可經由諸如氫鍵或偶極矩類鍵的次級鍵鍵結於聚合物樹脂的主鏈，且可在主鏈方向上平行於聚合物樹脂排列。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120可起作用以接合光透射基質110中所包含的聚合物樹脂的聚合物鏈。因此，聚合物鏈的穩定性及排列特徵得以改良，使得光透射基質110的機械特性可改良且光學膜100亦可改良。
根據本揭露內容的一個實施例，當奈米線120的直徑定義為「A」且奈米線120的長度定義為「B」時，B/A比率可在10至500範圍內。
當奈米線120的長度與直徑的比率（B/A）小於10時，奈米線120並不足夠長且因此未充分發揮接合聚合物鏈的功能及改良聚合物鏈的穩定性及排列特徵的作用。
當奈米線120的長度與直徑的比率（B/A）高於500時，奈米線120過長，因此造成光透射基質110中的分散性及聚集劣化。因此，光學膜100可具有降低的透光率、增加的霧度以及劣化的光學特性。另外，光學膜100的機械強度可在其中出現奈米線120的聚集的部分中降低，因此導致光學膜100的機械特性劣化。 根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120的長度與直徑的比率（B/A）可例如在50至500範圍內。更特定言之，奈米線120的長度與直徑的比率（B/A）可例如在100至400範圍內，且可在200至400範圍內。奈米線120的長度與直徑的比率(B/A)可在300至400範圍內。根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120可具有2奈米至10奈米的直徑及200奈米至4,000奈米的長度。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120的直徑及長度可藉由穿透電子顯微術（TEM）量測。
當奈米線120的直徑小於2奈米時，奈米線120的穩定性可能降低，奈米線120可能被破裂或粉碎，且因此光學膜100可能被污染且霧度可能增加。當奈米線120的直徑高於10奈米時，奈米線120的一部分可自光學膜100的表面凸起且奈米線120接合聚合物鏈的功能可能降低。
當奈米線120的長度小於200奈米時，可能並未充分獲得奈米線120接合聚合物鏈的功能。當奈米線120的長度高於4,000奈米時，奈米線120的分散性可降低，因此造成奈米線120在光透射基質110中的聚集。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120的長度可藉由奈米線120的生長條件或奈米線120的後處理來控制。舉例而言，奈米線120的長度可在奈米線120的生長期間經由溫度控制來恰當地調節。另外，超音波或其他能量可施加於生長至預定長度的奈米線120，以使得奈米線120可切割成適當長度。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120可經表面處理。舉例而言，奈米線120可為經具有烷氧基的有機化合物表面處理的纖維。
根據本揭露內容的一個實施例，相對於光學膜100的總重量，奈米線120的含量可在1重量%至40重量%範圍內。
當奈米線120的含量相對於光學膜100的總重量小於1重量%時，可能由於奈米線120的不顯著光散射作用而不能獲得改良光學膜100的透光率的作用，且改良光學膜100的機械特性的作用可能由於並未充分獲得奈米線120接合聚合物鏈的功能而不顯著。
同時，當奈米線120的含量按光學膜100的總重量計高於40重量%時，奈米線120的分散性可降低且光學膜100的霧度可降低，可由於奈米線120過量而出現奈米線120的聚集，且聚集的奈米線120可阻擋光，因此降低光學膜100的透光率。
更特定言之，相對於光學膜100的總重量，奈米線120的含量可調節至3重量%至40重量%、5重量%至40重量%、5重量%至30重量%或5重量%至20重量%。
根據本揭露內容的一個實施例，可防止光學膜100的霧度增加及透光率降低，且光學膜100的機械強度可藉由控制奈米線120的直徑、長度以及含量及改良分散方法而改良。
根據本揭露內容的一實施例,光學膜100可具有縱向（MD）及橫向（TD）。
對膜進行機械處理的方向稱為「縱向（MD）」，且垂直於MD的方向稱為「橫向（TD）」。舉例而言，當拉伸膜時，平行於拉伸方向的方向可為縱向（MD），當澆鑄膜時，平行於澆鑄方向的方向可為縱向（MD），且當經由滾筒捲繞膜時，平行於捲繞方向的方向可為縱向（MD）。
根據本揭露內容的一個實施例，縱向（MD）為在製造製程中平行於光學膜100的澆鑄方向的方向。縱向（MD）亦可稱為軸向。TD為垂直於MD的方向。橫向（TD）亦可稱為「寬度方向」。
根據本揭露內容的一實施例的光學膜100可具有5%至40%的伸長率。
根據本揭露內容的一個實施例，光學膜100的伸長率（%）可藉由根據ASTM D885量測MD上的伸長率及TD上的伸長率且隨後計算其平均值來獲得。
當伸長率（%）小於5%時，光學膜100可能不適合用作用於可摺疊顯示器的基板材料或保護層。當伸長率（%）高於40%時，可能由於過度變形而難以復原。
按50微米的厚度計，根據本揭露內容的一實施例的光學膜100可具有66或大於66的復原率（nIT，%）。
根據本揭露內容的一實施例，光學膜100的復原率（nIT，%）可藉由在移除已用對角為136°的菱形四角錐壓製的光學膜100之後根據ISO 14577-1計算光學膜100的復原程度來獲得。
當復原率（nIT）小於66時，光學膜100的復原力不足且因此摺疊或壓製標記可能殘留於光學膜100上。
按50微米的厚度計，根據本揭露內容的一實施例的光學膜100可具有3,800兆帕或大於3,800兆帕的彈性模數（EIT）。
根據本揭露內容的一實施例，光學膜100的彈性模數（EIT，壓痕模數）使用奈米壓痕儀根據ISO 14577-1及12 mN/12s/Creep 5s/24℃、40 RH%條件來量測。本文中使用的奈米壓痕儀是來自費雪（Fischer）的HM-2000。
根據本揭露內容的一個實施例，光學膜100可包含纖維形狀奈米線120且可具有高彈性模數（EIT）。
根據本揭露內容的一個實施例，纖維形狀奈米線120接合構成光透射基質110，特定言之聚合物鏈的聚合物，使得光學膜100具有約5%至40%的伸長率及66或大於66的相對較大復原率（nIT）。
根據本揭露內容的一個實施例，光學膜100可具有3或小於3的黃度指數。
根據本揭露內容的一個實施例，即使光學膜100包含具有在10至500範圍內的長度與直徑比率（B/A）的奈米線120，奈米線120均勻地分散於光學膜100中且具有在某一範圍內的取向度，以使得光學膜100的黃度指數並未極大地增加且光學特性並未劣化。更特定言之，光學膜100可包含具有在100至400範圍內的長度與直徑比率（B/A）的奈米線120。即使在此情況下，光學膜100的黃度指數並未極大地增加且光學特性並未劣化。
根據本揭露內容的一個實施例，光學膜100可具有2%或小於2%的霧度，且更特定言之可具有1%或小於1%的霧度。儘管光透射基質110中包含的奈米線120相對較長，但奈米線120的直徑較小，使得可防止由奈米線120引起的霧度增加。特定言之，儘管使用纖維形狀奈米線120，但可藉由調節分散於光透射基質110中的奈米線120的直徑、長度及長度與直徑比率（B/A）以及含量比率，及改良奈米線120的分散性向光學膜100賦予2%或小於2%的霧度，例如1%或小於1%的霧度。
另外，根據本揭露內容的一實施例，光學膜100可具有88%或大於88%的透光率。儘管光透射基質110中包含的奈米線120的長度相對較大，但奈米線120的直徑較小，使得可防止由奈米線120引起的透光率降低。特定言之，儘管使用纖維形狀奈米線120，但可藉由調節分散於光透射基質110中的奈米線120的直徑、長度、長度與直徑比率（B/A）以及含量比率，及改良奈米線120的分散性向光學膜100賦予88%或大於88%的透光率。
圖2為示出根據本揭露內容的另一實施例的顯示裝置200的一部分的橫截面圖，且圖3為圖2中的「P」的放大橫截面圖。
參考圖2，根據本揭露內容的另一實施例的顯示裝置200包含顯示面板501及顯示面板501上的光學膜100。
參考圖2及圖3，顯示面板501包含基板510、基板510上的薄膜電晶體TFT以及連接至薄膜電晶體TFT的有機發光裝置570。有機發光裝置570包含第一電極571、第一電極571上的有機發光層572以及有機發光層572上的第二電極573。圖2及圖3中所繪示的顯示裝置200為有機發光顯示裝置。
基板510可由玻璃或塑膠形成。特定言之，基板510可由諸如聚醯亞胺類樹脂或光學膜的塑膠形成。儘管未繪示，但緩衝層可安置於基板510上。
薄膜電晶體TFT安置於基板510上。薄膜電晶體TFT包含半導體層520、與半導體層絕緣且與半導體層520至少部分地重疊的閘電極530、連接至半導體層520的源電極541以及與源電極541間隔開且連接至半導體層520的汲電極542。
參看圖3，閘極絕緣層535安置於柵電極530與半導體層520之間。層間絕緣層551可安置於閘電極530上，且源電極541及汲電極542可安置於層間絕緣層551上。
平坦化層552安置於薄膜電晶體TFT上以使薄膜電晶體TFT的頂部平坦化。
第一電極571安置於平坦化層552上。第一電極571經由設置於平坦化層552中的接觸孔連接至薄膜電晶體TFT。
組層（bank layer）580安置於第一電極571的一部分中的平坦化層552上以界定像素區域或發光區域。舉例而言，組層580以基質形式安置於多個像素之間的邊界處以界定各別像素區。
有機發光層572安置於第一電極571上。有機發光層572亦可安置於組層580上。有機發光層572可包含一個發光層或在豎直方向上堆疊的兩個或多於兩個發光層。可自有機發光層572發射具有紅色、綠色以及藍色當中的任一種顏色的光，且可自其發射白光。
第二電極573安置於有機發光層572上。
第一電極571、有機發光層572以及第二電極573可堆疊以構成有機發光裝置570。
儘管未繪示，但當有機發光層572發射白光時，各像素可包含用於基於特定波長過濾自有機發光層572發射的白光的彩色濾光片。彩色濾光片形成於光路中。
薄膜封裝層590可安置於第二電極573上。薄膜封裝層590可包含至少一個有機層及至少一個無機層，且至少一個有機層及至少一個無機層可交替安置。
光學膜100安置於具有上文所描述的堆疊結構的顯示面板501上。光學膜100包含光透射基質110及分散於光透射基質110中的奈米線120。
在下文中，將描述一種根據本揭露內容的另一實施例的製造光學膜100的方法。
根據本揭露內容的一實施例的製造光學膜100的方法包含首先將奈米線120分散於用於形成光透射基質110的樹脂溶液中以製得第一混合溶液，改良奈米線120在第一混合物溶液中的排列特徵，以及澆鑄第一混合物溶液以產生鑄膜。
根據本揭露內容的一個實施例，聚醯亞胺類樹脂溶液可用作用於形成光透射基質110的樹脂溶液。
更特定言之，根據本揭露內容的一實施例的製造光學膜100的方法包含製備聚醯亞胺類樹脂粉末，將聚醯亞胺類樹脂粉末溶解於第一溶劑中以獲得聚醯亞胺類樹脂溶液，將奈米線120分散於第二溶劑中以製得奈米線分散液，以及混合奈米線分散液及聚醯亞胺類樹脂溶液以製得第一混合溶液。
N,N-二甲基乙醯胺（DMAc）可用作第一溶劑。N,N-二甲基乙醯胺（DMAc）或甲基乙基酮（MEK）可用作第二溶劑，但本揭露內容的一個實施例不限於此，且可使用其他已知溶劑作為第一溶劑及第二溶劑。
纖維形狀奈米線120，例如具有高縱橫比的纖維形狀奈米線120具有相較於其直徑較長的長度，且因此可易於聚集或聚結於光透射基質110中。因此，奈米線120需要於第一混合溶液中的極佳分散性。
根據本揭露內容的一個實施例，為提高奈米線120的分散性，例如對甲苯磺酸（PTSA）可用作添加劑，但本揭露內容的一個實施例不限於此且可使用其他已知添加劑以改良奈米線120的分散性。
根據本揭露內容的一個實施例，為改良奈米線120的分散性，可調節第一混合溶液的pH。舉例而言，第一混合溶液的pH可調節至5至7的範圍。因此，可防止奈米線120的聚集或聚結。
接著，將第一混合溶液澆鑄、乾燥且熱處理以形成光學膜100。根據本揭露內容的一個實施例，藉由澆鑄第一混合溶液形成的膜可稱為「鑄膜」且藉由乾燥及熱處理鑄膜所產生的膜可稱為「光學膜100」。鑄膜可被稱為「未固化膜」。
為改良奈米線120的取向，可藉由棒塗執行澆鑄。
根據本揭露內容的一個實施例，奈米線120的取向方向及取向度可藉由調節施加於藉由澆鑄形成的鑄膜的壓力來改變。
另外，可在乾燥及熱處理藉由澆鑄形成的鑄膜期間防止對流，使得奈米線120可在某一方向上取向。
特定言之，當在使用加熱乾燥的鑄膜內部產生對流時，奈米線120的取向可降低。因此，可允許鑄膜緩慢乾燥以防止對流。舉例而言，在以1℃/1分鐘的速率使溫度自80℃升高至120℃的同時可進行鑄膜的乾燥。當在某一水平上進行乾燥時，可固定奈米線120的取向。
在下文中，將參考製備實例及實例更詳細地描述本揭露內容。然而，以下製備實例及實例不應解釋為限制本揭露內容的範疇。
＜製備實例1：製備聚合物醯亞胺類聚合物固體＞ 在用氮氣吹掃反應器的同時，將776.655公克N,N-二甲基乙醯胺（DMAc）裝入配備有攪拌器、氮氣注入器、滴液漏斗、溫度控制器以及冷卻器的1升反應器中。隨後，將反應器的溫度調節至25℃，將54.439公克（0.17莫耳）的雙(三氟甲基)聯苯胺（TFDB）溶解於其中且將溶液的溫度維持在25℃。進一步將15.005公克（0.051莫耳）的聯苯基-四羧酸二酐（BPDA）添加至其中且藉由攪拌3小時而完全地溶解於其中，且進一步將22.657公克（0.051莫耳）的4,4'-(六氟亞異丙基)雙鄰苯二甲酸酐（6FDA）添加至其中且完全地溶解於其中。使反應器溫度降至10℃，且進一步將13.805公克（0.068莫耳）的對苯二甲醯氯（TPC）添加至其中且使其在25℃反應12小時以獲得固體含量為12重量%的聚合物溶液。
添加17.75公克吡啶及22.92公克乙酸酐以獲得聚合物溶液，攪拌30分鐘，在70℃再攪拌1小時，且使其冷卻至室溫。將20升甲醇添加至所得聚合物溶液中以沈澱固體且將沈澱的固體過濾、粉碎、用2升甲醇洗滌，且在100℃下在真空下乾燥6小時以製得呈粉末狀的聚醯亞胺類聚合物固體。所製備的聚醯亞胺類聚合物固體為聚醯胺-醯亞胺聚合物固體。
＜實例1＞ 將850公克的DMAc（第一溶劑）添加至1升反應器中，且將反應器攪拌一定時間段，同時將反應器的溫度維持在10℃。隨後，將127公克製備實例1中製備呈固體粉末形式的聚醯胺-醯亞胺（聚醯亞胺類樹脂粉末）添加至反應器中，攪拌1小時，且加熱至25℃以製得液體聚醯亞胺類樹脂溶液。
使用氧化鋁纖維分散液作為添加至奈米線120中的分散液。特定言之，將具有約4奈米的平均粒徑及約1,600奈米的平均長度的奈米線120用於N,N-二甲基乙醯胺（DMAc，第二溶劑）溶液中。使用具有由式7表示的層狀結構的鋁基奈米線作為奈米線120。奈米線以分散液形式使用且奈米線的含量按固體含量的總重量（聚醯亞胺類樹脂組分+奈米線）計為10重量%。
特定言之，向另一1升反應器中裝入奈米線分散液，將反應器的溫度維持在25℃，且使用圓柱體泵將所製備的液體聚醯亞胺類樹脂溶液緩慢添加至其中持續1小時，以獲得含有奈米線分散液及聚醯亞胺類樹脂溶液的第一混合溶液。此處，奈米線120為具有由式7表示的層狀結構的鋁基奈米線。
當在製備第一混合溶液之後立即量測時，第一混合溶液的pH為8或高於8。為改良奈米線120的排列特徵，將諸如乙酸的弱酸添加至第一混合溶液中以將第一混合溶液的pH調節在5至7的範圍內。由此製備的第一混合溶液為纖維形狀奈米線120分散於其中的聚醯亞胺類樹脂溶液。
澆鑄所獲得的第一混合溶液。使用澆鑄基板進行澆鑄。此時，對於澆鑄基板的類型沒有特定限制。澆鑄基板可為玻璃基板、不鏽鋼（SUS）基板、鐵氟龍（Teflon）基板或類似物。根據本揭露內容的一個實施例，玻璃基板用作澆鑄基板。
特定言之，將所獲得的第一混合溶液塗覆至玻璃基板且澆鑄。為改良奈米線120的取向，將第一混合溶液塗覆至玻璃基板（澆鑄基板）且在垂直於玻璃基板的方向上施加30牛頓的力的同時進行澆鑄。由此，產生鑄膜。
特定言之，鑄膜藉由以1℃/分鐘的速率在80℃直至120℃下在熱空氣烘箱中緩慢乾燥約40分鐘以維持奈米線120的取向來產生。隨後，將所產生的膜自玻璃基板剝離且固定至具有銷釘的框架。
將固定光學膜的框架在真空烘箱中自100℃緩慢加熱至280℃持續2小時，緩慢冷卻且與框架分離以獲得光學膜。將光學膜在250℃再加熱5分鐘。
因此，完成厚度為50微米且包含光透射基質110及分散於光透射基質110中的奈米線120的光學膜100。
＜實例2至實例33＞ 光學膜100是以與實例1中相同的方式在表1的條件下產生且分別稱為「實例2至實例33」。在表1中，「式7」意謂具有由式7表示的層狀結構的鋁基奈米線。「式8」意謂具有由式8表示的層狀結構的鋁基奈米線。「式9」意謂具有由式9表示的層狀結構的鋁基奈米線。
＜比較例1至比較例10＞ 光學膜100是以與實例1中相同的方式在表1的條件下產生，且分別稱為「比較例1至比較例10」。 [表1]
項目 奈米線
類型 長度（奈米） 直徑（奈米） 長度/直徑 含量（重量%）
實例1 式7 1,600 4 400 10
實例2 式7 1,600 4 400 1
實例3 式7 1,600 4 400 5
實例4 式7 1,600 4 400 20
實例5 式7 1,600 4 400 30
實例6 式7 1,600 4 400 40
實例7 式8 1,600 4 400 1
實例8 式8 1,600 4 400 5
實例9 式8 1,600 4 400 10
實例10 式8 1,600 4 400 20
實例11 式8 1,600 4 400 30
實例12 式8 1,600 4 400 40
實例13 式9 1,600 4 400 1
實例14 式9 1,600 4 400 5
實例15 式9 1,600 4 400 10
實例16 式9 1,600 4 400 20
實例17 式9 1,600 4 400 30
實例18 式9 1,600 4 400 40
實例19 式7 200 4 50 10
實例20 式7 400 4 100 10
實例21 式7 800 4 200 10
實例22 式7 1,200 4 300 10
實例23 式7 2,000 4 500 10
實例24 式8 200 4 50 10
實例25 式8 400 4 100 10
實例26 式8 800 4 200 10
實例27 式8 1,200 4 300 10
實例28 式8 2,000 4 500 10
實例29 式9 200 4 50 10
實例30 式9 400 4 100 10
實例31 式9 800 4 200 10
實例32 式9 1,200 4 300 10
實例33 式9 2,000 4 500 10
比較例1 未添加 - - - -
比較例2 式7 1,600 4 400 50
比較例3 式8 1,600 4 400 50
比較例4 式9 1,600 4 400 50
比較例5 式7 20 4 5 10
比較例6 式8 20 4 5 10
比較例7 式9 20 4 5 10
比較例8 式7 4,800 8 600 10
比較例9 式8 4,800 8 600 10
比較例10 式9 4,800 8 600 10
＜量測實例＞ 對實例1至實例33及比較例1至比較例10中所產生的光學膜進行以下量測。
（1）伸長（模數）的量測 根據實例1至實例33及比較例1至比較例10中所產生的光學膜中的每一者的模數是根據ASTM D885使用來自英斯特朗公司（Instron Corporation）的通用張力試驗機（模型5967）來量測。 -在膜產生之後三小時內的量測準則 -測力計30千牛，抓握250牛頓。 -試樣大小：10毫米×100毫米，拉伸速度：25毫米/分鐘 -因為在塗覆方向上形成取向，所以塗覆方向稱為「MD」，與塗覆正交的方向稱為「TD」，且在兩個方向上進行量測。
（2）復原率（nIT）的量測 根據本揭露內容的一實施例，光學膜100的復原率（nIT，%）可藉由在移除已用對角為136°的菱形四角錐壓製的光學膜100之後根據ISO 14577-1計算光學膜100的復原程度來獲得。根據實例1至實例33及比較例1至比較例10所產生的光學膜中的每一者的復原率是使用來自費雪量測技術（Fischer Measurement Technologies）的HM-2000來量測。
（3）彈性模數（EIT）的量測 根據實例1至實例33及比較例1至比較例10所產生的光學膜中的每一者的彈性模數（EIT，壓痕模數）是使用來自費雪量測技術的HM-2000根據ISO 14577-1及12 mN/12s/Creep 5s/24℃、40 RH%條件來量測。
（4）黃度指數（Y.I.）的量測 根據實例1至實例33及比較例1至比較例10所產生的光學膜中的每一者的黃度指數是根據ASTM E313標準使用分光光度計（CM-3700D，柯尼卡美能達（KONICA MINOLTA））來量測。
（5）霧度的量測 根據實例1至實例33及比較例1至比較例10所產生的光學膜中的每一者的霧度藉由將光學膜切割成大小為50毫米×50毫米的試樣，根據ASTM D1003使用霧度計（例如來自村上色彩實驗室（Murakami Color Laboratories）的霧度計）（模型名稱：HM-150）量測各試樣的霧度5次，以及計算所量測的五個霧度值的平均值來量測。
（6）透光率（%）的量測 根據實例1至實例33及比較例1至比較例10所產生的光學膜中的每一者在360奈米至740奈米波長下的平均透光率是使用分光光度計（CM-3700D，柯尼卡美能達）來量測。
＜量測結果＞ 物理特性的量測結果展示於以下表2中。 [表2]
項目 伸長率（%） 復原率（nIT, %） 彈性模數（ EIT, MPa） 黃度指數 （Y.I.） 霧度 （%） 透光率 （%）
MD TD 平均值
實例1 29 30 29.5 66.3 4,563 2.65 0.5 89.1
實例2 30 30 30 67.4 3,920 2.59 0.2 89.2
實例3 30 31 30.5 66.5 4,255 2.62 0.2 89.2
實例4 29 32 30.5 66.4 4,782 2.71 0.3 88.9
實例5 28 25 26.5 66.1 4,911 2.88 0.6 88.6
實例6 21 18 19.5 66.2 5,050 2.92 0.8 88.2
實例7 31 30 30.5 67.2 3,811 2.62 0.2 89.2
實例8 30 28 29 67.5 4,172 2.62 0.2 89.2
實例9 29 30 29.5 66.3 4,373 2.68 0.3 89.2
實例10 25 22 23.5 66.5 4,681 2.77 0.6 88.8
實例11 17 15 16 66.2 4,877 2.91 0.8 88.6
實例12 12 11 11.5 66.2 4,953 2.92 0.8 88.5
實例13 28 27 27.5 67.3 3,805 2.62 0.2 89.2
實例14 25 25 25 67.3 4,002 2.65 0.4 89.1
實例15 24 26 25 66.8 4,231 2.71 0.7 88.8
實例16 13 12 12.5 66.8 4,551 2.87 1.2 88.6
實例17 11 9 10 66.5 4,802 2.85 1.1 88.3
實例18 8 7 7.5 66.3 4,921 2.93 1.4 88.2
實例19 29 29 29 66.9 4,122 2.71 0.6 89.2
實例20 30 29 29.5 66.8 4,210 2.72 0.4 89.1
實例21 28 27 27.5 66.2 4,421 2.67 0.4 89.2
實例22 29 29 29 66.3 4,487 2.65 0.4 89.1
實例23 29 29 29 66.3 4,650 2.66 0.5 89
實例24 28 28 28 66.5 4,099 2.71 0.4 89.1
實例25 28 29 28.5 66.4 4,175 2.73 0.4 89.1
實例26 29 29 29 66.2 4,150 2.72 0.3 89.2
實例27 28 28.5 28.3 66.2 4,227 2.68 0.5 89.2
實例28 29 29 29 66.3 4,402 2.81 0.6 89.1
實例29 25 27 26 66.9 3,928 2.78 0.8 88.8
實例30 27 27 27 66.8 3,981 2.72 0.7 88.9
實例31 28 27 27.5 66.7 4,092 2.66 0.7 88.9
實例32 26 29 27.5 66.5 4,117 2.81 0.6 88.9
實例33 30 27 28.5 66.6 4,417 2.81 0.7 88.8
比較例1 31 30 30.5 67.6 3,710 2.61 0.2 89.2
比較例2 13 15 14 65.5 5,204 3.18 1.2 87.9
比較例3 6 5 5.5 65.1 5,100 3.21 1.1 87.9
比較例4 3 3 3 65.1 5,024 3.19 2.5 87.3
比較例5 30 30 30 66.4 3,790 3.25 1.1 88.5
比較例6 25 22 23.5 66.3 3,751 3.32 1.5 88.4
比較例7 17 15 16 66.3 3,780 3.57 1.8 88.1
比較例8 25 20 22.5 65.9 4,111 3.71 2.2 88.3
比較例9 17 11 14 65.8 4,080 3.73 2.4 88.1
比較例10 13 13 13 65.8 4,092 3.93 2.4 87.5
如自表2的量測結果可見，根據本揭露內容的實施例的光學膜100具有極佳透光率、黃度指數以及霧度，且因此具有極佳光學特性。
另外，可見根據本揭露內容的一實施例的光學膜100具有極佳伸長率及復原率，以及極佳機械特性。
在另一方面，可見相較於根據實例的光學膜，根據比較例1的光學膜不包含奈米線且因此具有不良機械特性，特定言之低彈性模數（EIT）。
可見相較於根據實例的光學膜，根據比較例2至比較例4的光學膜包含以重量%計過量的奈米線且具有劣化的光學特性。特定言之，可見相較於根據實例的光學膜，根據比較例2至比較例4的光學膜具有較高黃度指數。
根據比較例5至比較例7的光學膜包含短奈米線。為了在光學膜中使用預定的重量比，例如10重量%的奈米線，相較於根據實例的光學膜，比較例5至比較例7的光學膜應使用相對較大量的奈米線。比較例5至比較例7的光學膜由於使用相對較大量的奈米線而被認為具有增加的霧度及增加的黃度。
根據比較例8至比較例10的光學膜包含極長奈米線。因此，認為比較例8至比較例10的光學膜具有低光學特性，特定言之高黃度指數。
100:光學膜 110:光透射基質 120:奈米線 200:顯示裝置 501:顯示面板 510:基板 520:半導體層 530:閘電極 535:閘極絕緣層 541:源電極 542:汲電極 551:層間絕緣層 552:平坦化層 570:有機發光裝置 571:第一電極 572:有機發光層 573:第二電極 580:組層 590:薄膜封裝層 TFT:薄膜電晶體
圖1為示出根據本揭露內容的一實施例的光學膜的示意圖。 圖2為示出根據本揭露內容的另一例示性實施例的顯示裝置的一部分的橫截面圖。 圖3為示出圖2的部分「P」的放大橫截面圖。
100:光學膜
110:光透射基質
120:奈米線

Claims (14)

  1. 一種光學膜，包括： 光透射基質，包括聚合物樹脂；以及 奈米線，分散於所述光透射基質中， 其中所述聚合物樹脂包括醯亞胺重複單元及醯胺重複單元中的至少一者，且 所述奈米線包括微晶， 其中所述微晶為線性的，且所述光學膜具有由以下式1、式2以及式3表示的結構中的至少一者： [式1] [式2] [式3] 其中n在50至10,000範圍內， m在50至10,000範圍內，且 p在100至20,000範圍內。
  2. 如請求項1所述的光學膜，其中所述奈米線具有2奈米至10奈米的直徑及200奈米至4,000奈米的長度。
  3. 如請求項1所述的光學膜，其中所述奈米線具有積層體，所述積層體包含至少兩個或多於兩個鍵結的微晶。
  4. 如請求項3所述的光學膜，其中所述積層體包括至少兩個或多於兩個微晶，且 所述微晶藉由氫鍵鍵結。
  5. 如請求項3所述的光學膜，其中所述積層體包括2個至40個微晶。
  6. 如請求項3所述的光學膜，其中所述積層體包括由以下式7、式8以及式9表示的結構中的至少一者： [式7] [式8] [式9]
  7. 如請求項1所述的光學膜，其中按所述光學膜的總重量計，所述奈米線以1重量%至40重量%的量存在。
  8. 如請求項1所述的光學膜，其中 n在2,000至8,000範圍內， m在2,000至8,000範圍內，且 p在4,000至16,000範圍內。
  9. 如請求項1所述的光學膜，其中所述光學膜具有5%至40%的伸長率。
  10. 如請求項1所述的光學膜，其中按50微米的厚度計，所述光學膜具有66或大於66的復原率（nIT，%）。
  11. 如請求項1所述的光學膜，其中所述光學膜具有3或小於3的黃度指數。
  12. 如請求項1所述的光學膜，其中所述光學膜具有2%或小於2%的霧度。
  13. 如請求項1所述的光學膜，其中所述光學膜具有88%或大於88%的透光率。
  14. 一種顯示裝置，包括： 顯示面板；以及 如請求項1至13中任一項所述的光學膜，安置於所述顯示面板上。
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