TWI811915B - 包括改良聚合程度的聚合物樹脂之光學膜以及包括其之顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

揭露包含聚合物樹脂的光學膜以及包括其的顯示元件，聚合物樹脂包括第一重複單元、第二重複單元、第三重複單元及第四重複單元，其中第一重複單元為衍生自第一二胺系化合物及二酐系化合物的醯亞胺重複單元，第二重複單元為衍生自第二二胺系化合物及所述二酐系化合物的醯亞胺重複單元，第三重複單元為衍生自第一二胺系化合物及二羰基系化合物的醯胺重複單元，且第四重複單元為衍生自第二二胺系化合物及所述二羰基系化合物的醯胺重複單元，其中第一二胺系化合物為2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺（TFDB），且第二二胺系化合物包括芳族二胺系化合物。

Description

包括改良聚合程度的聚合物樹脂之光學膜以及包括其之顯示裝置
本揭露是有關於一種具有高聚合程度的聚合物樹脂的光學膜以及包括其之顯示元件。
最近，為減小顯示元件的厚度及重量並增加顯示元件的可撓性，已經考慮使用光學膜代替玻璃作為顯示元件的覆蓋窗。為使光學膜可用作顯示元件的覆蓋窗，光學膜需要具有優異的光學性質及機械性質。
因此，需要開發表現出優異的光學性質以及卓越的機械性質（例如，不溶性、耐化學性、耐熱性、耐輻射性及低溫特性）的膜。
在光學膜中，聚醯亞胺（polyimide，PI）系樹脂具有優異的不溶性、耐化學性、耐熱性、耐輻射性及低溫特性，且被用作汽車材料、航空材料、航天器材料、絕緣塗層、絕緣膜、保護膜等。
最近，已經開發具有將醯胺重複單元添加至聚醯亞胺系樹脂的聚醯胺-醯亞胺系樹脂，且使用聚醯胺-醯亞胺系樹脂製備的膜具有卓越的光學性質以及優異的機械性質（例如，優異的不溶性、耐化學性、耐熱性、耐輻射性及低溫特性）。聚醯胺-醯亞胺系樹脂可使用二胺系化合物、二酐系化合物及二羰基系化合物作為單體來製備。
然而，舉例而言當將2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺（2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine，TFDB）用作二胺時引起的問題在於，在TFDB與大量二羰基系化合物的聚合期間，由於TFDB的剛性結構二羰基系化合物膠化，因此聚合反應不充分。
因此，需要開發一種即使在添加大量二羰基系化合物時亦具有高聚合程度的聚醯胺-醯亞胺系樹脂。
[技術問題]
本揭露的一態樣是提供一種包含即使在添加大量二羰基系化合物時亦具有高聚合程度的聚合物樹脂的光學膜。
本揭露的另一態樣是提供一種表現出優異的光學性質以及機械性質的光學膜。 [技術解決方案]
根據本揭露，以上及其他目的可藉由提供一種包含聚合物樹脂的光學膜來完成，所述聚合物樹脂包含第一重複單元、第二重複單元、第三重複單元及第四重複單元，其中所述第一重複單元為衍生自第一二胺系化合物及二酐系化合物的醯亞胺重複單元，所述第二重複單元為衍生自第二二胺系化合物及所述二酐系化合物的醯亞胺重複單元，所述第三重複單元為衍生自所述第一二胺系化合物及二羰基系化合物的醯胺重複單元，且所述第四重複單元為衍生自所述第二二胺系化合物及所述二羰基系化合物的醯胺重複單元，其中所述第一二胺系化合物為2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺（TFDB），且所述第二二胺系化合物包括芳族二胺系化合物，且包括所述第三重複單元及所述第四重複單元的所述醯胺重複單元的數目之和為包括所述第一重複單元至所述第四重複單元的重複單元的總數的80%或大於80%。
所述第二二胺系化合物的所述芳族二胺系化合物具有7.35電子伏（eV）至7.75電子伏的電離能（ionization energy）。
所述第二二胺系化合物的所述芳族二胺系化合物可包含選自由磺醯基、羰基、亞甲基、伸丙基及鹵素組成的群組中的至少一種官能基。
所述第二二胺系化合物的所述芳族二胺系化合物可包括選自由以下組成的群組中的至少一者：雙(3-胺基苯基)碸（3DDS）、雙(4-胺基苯基)碸（4DDS）、2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷（3,3'-6F）、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷（4,4'-6F）、4,4'-亞甲基二苯胺（MDA）、3,3'-(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-(二甲基胺基)二苯甲酮及四氯化聯苯胺（CIBZ）。
衍生自所述第一二胺系化合物的重複單元的數目對衍生自所述第二二胺系化合物的重複單元的數目之比可為95:5至65:35。
所述聚合物樹脂可具有200,000至500,000的重量平均分子量（weight average molecular weight，Mw）。
基於50微米的厚度，所述光學膜可具有3或小於3的黃度指數（yellowness index，Y.I.）。
基於50微米的厚度，所述光學膜可具有88%或大於88%的光透射率。
基於50微米的厚度，所述光學膜可具有0.5%或小於0.5%的霧度。
根據本揭露的另一態樣，提供一種顯示元件，所述顯示元件包括：顯示面板；以及所述光學膜，設置於所述顯示面板上。 [有利效果]
在本揭露的實施例中，藉由對二胺系化合物與二羰基系化合物的聚合反應進行控制，可提供一種包含即使在添加大量二羰基系化合物時亦具有高聚合程度的聚合物樹脂的光學膜。
本揭露的實施例提供一種具有優異光學性質的光學膜。
根據本揭露的另一實施例的光學膜表現出優異的光學性質及機械性質，且因此當用作顯示元件的覆蓋窗時，能夠有效地保護顯示元件的顯示表面。
在下文中，將參照附圖詳細地闡述本揭露的實施例。然而，例示性地提供以下實施例僅是為清楚地理解本揭露，且並不限制本揭露的範圍。
在附圖中揭露的用於闡述本揭露的實施例的形狀、大小、比率、角度及數目僅為實例，且本揭露不限於所示細節。在本說明書通篇中，相同的參考編號指代相同的部件。在以下說明中，當確定對相關眾所習知功能或配置的詳細說明不必要地使本揭露的要點模糊不清時，將省略所述詳細說明。
在本說明書中使用例如「包括」、「具有」或「包含」等用語的情況下，亦可存在另一部分，除非使用表述「僅」。單數形式的用語可包括複數含義，除非另有相反表述。此外，在解釋部件時，即使不存在對其的明確說明，所述部件亦應被解釋為包括誤差範圍。
在位置關係的闡述中，舉例而言，當位置關係被闡述為「在…上」、「上方」、「下方」或「靠近」時，可包括其間並無接觸的情況，除非使用「恰好（just）」或「直接」。
例如「下方」、「之下」、「下部」、「上方」及「上部」等空間相對用語在本文中可用於闡述如圖中所示的元件或部件與另一元件或部件的關係。應理解，除圖中繪示的定向之外，空間相對用語還旨在包括在元件的使用或操作期間元件的不同定向。舉例而言，若其中一個圖中的元件上下顛倒，則被闡述為在其他部件「下方」或在其他部件「之下」的元件此時將被定位成位於其他部件「上方」。因此，示例性用語「下方」或「之下」可涵蓋「下方」及「上方」兩種含義。同樣地，示例性用語「上方」或「上部」可涵蓋「上方」及「下方」兩種含義。
在闡述時間關係時，舉例而言，當使用「之後」、「隨後」、「接下來」或「之前」闡述時間順序時，除非使用「恰好」或「直接」，否則可包括非連續關係的情況。
應理解，儘管在本文中可能使用用語「第一」、「第二」等來闡述各種部件，但該些部件不受該些用語限制。該些用語僅用於區分一個部件與另一部件。因此，在本揭露的技術思想內，第一部件可被稱為第二部件。
應理解，用語「至少一者」包括與一或多個項目相關的所有組合。舉例而言，「第一部件、第二部件及第三部件中的至少一者」可包括自第一部件、第二部件及第三部件中選擇的二或更多個部件、以及第一部件、第二部件及第三部件中的每一部件的所有組合。
本揭露的各種實施例的特徵可部分地或完全地彼此耦合或組合，並且可以不同方式彼此相互操作及在技術上驅動。本揭露的實施例可彼此獨立地實行，或者可以相互關聯的方式一起實行。
本揭露的實施例提供一種光學膜。根據本揭露實施例的光學膜包含聚合物樹脂。
聚合物樹脂可以各種形狀及形式（例如以作為固體粉末溶解於溶液中或者作為溶解於溶液中後固化的基質的狀態）中的任一種包含在膜中。只要是包含與本揭露中相同的重複單元的樹脂，則任何樹脂可被認為與本揭露的聚合物樹脂相同，無論其形狀及形式如何。一般而言，聚合物樹脂可以基質的形式存在於膜中，藉由施加聚合物樹脂溶液並對其進行乾燥以形成固體而獲得。
根據本揭露實施例的光學膜可包括醯亞胺重複單元及醯胺重複單元中的至少一種。舉例而言，根據本揭露實施例的光學膜可包含聚醯亞胺系聚合物、聚醯胺系聚合物及聚醯胺-醯亞胺系聚合物中的至少一種。
根據本揭露實施例的光學膜可包括由二胺系化合物及二酐系化合物形成的醯亞胺重複單元。
根據本揭露實施例的光學膜可包括由二胺系化合物及二羰基系化合物形成的醯胺重複單元。
根據本揭露實施例的光學膜可包括由二胺系化合物、二酐系化合物及二羰基系化合物形成的醯胺重複單元及醯亞胺重複單元兩者。
舉例而言，根據本揭露實施例的光學膜可包含聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺系樹脂及聚醯胺-醯亞胺系樹脂中的至少一種。
根據本揭露的實施例，光學膜可為聚醯亞胺系膜、聚醯胺系膜及聚醯胺-醯亞胺系膜中的任一種，但是本揭露的實施例不限於此。根據本揭露的實施例，具有光透射率的任何膜均可用作光學膜。
根據本揭露實施例的聚合物樹脂包括第一重複單元、第二重複單元、第三重複單元及第四重複單元。
第一重複單元為衍生自第一二胺系化合物及二酐系化合物的醯亞胺重複單元，第二重複單元為衍生自第二二胺系化合物及二酐系化合物的醯亞胺重複單元，第三重複單元為衍生自第一二胺系化合物及二羰基系化合物的醯胺重複單元，且第四重複單元為衍生自第二二胺系化合物及二羰基系化合物的醯胺重複單元。
包括第三重複單元及第四重複單元的醯胺重複單元的數目之和為包括第一重複單元至第四重複單元的重複單元的總數的80%或大於80%。
本文中所用的用語「衍生自……的重複單元」意指用於形成聚合物的多種單體相互連接並在所述聚合物中重複排列。該用語廣泛用於本揭露內容所屬的領域中。舉例而言，聚乙烯是一種具有衍生自乙烯的重複單元的聚合物，具有其中多個乙烯單體相互連接並在聚乙烯聚合物中重複排列的結構。
在本揭露中，聚合物樹脂的醯亞胺重複單元可由包括二胺系化合物及二酐系化合物的單體組分來製備。具體而言，二胺系化合物及二酐系化合物聚合形成醯胺酸，且醯胺酸被醯亞胺化以形成醯亞胺重複單元。另外，醯胺重複單元亦可藉由包括二胺系化合物及二羰基系化合物的單體組分的聚合來製備。醯亞胺重複單元及醯胺重複單元的具體結構可依據用於反應的單體而變化。
然而，根據本揭露實施例的聚合物樹脂不限於此。根據本揭露實施例的聚合物樹脂可由除二胺系化合物、二酐系化合物及二羰基系化合物之外更包括其他化合物的單體組分來製備。因此，除醯亞胺重複單元及醯胺重複單元之外，根據本揭露實施例的聚合物樹脂可更包括其他重複單元。
根據本揭露的實施例，包括第三重複單元及第四重複單元的醯胺重複單元的數目之和對應於包括第一重複單元至第四重複單元的重複單元的總數的80%或大於80%。較佳為，包括第三重複單元及第四重複單元的醯胺重複單元的數目之和對應於包括第一重複單元至第四重複單元的重複單元的總數的95%或大於95%，更佳為總數的98%或大於98%。
當包括第三重複單元及第四重複單元的醯胺重複單元的數目之和為包括第一重複單元至第四重複單元的重複單元的總數的80%或大於80%時，可維持所生成膜的光學性質，同時可改良其機械性質。即，藉由包含較醯亞胺重複單元更多的醯胺重複單元，生成無色且透明並具有改良的不溶性、耐化學性、耐熱性、耐輻射性、低溫特性、拉伸強度、伸長率等的光學膜。
當為了形成大量的醯胺重複單元而添加大量的二羰基系化合物時，存在的問題是二羰基系化合物膠化，且因此聚合反應不能充分執行。
在本揭露中，可藉由使用二或更多種不同類型的二胺系化合物執行聚合來防止或抑制二羰基系化合物的凝膠化。藉此，本揭露的聚合物樹脂包括衍生自包括第一二胺系化合物及第二二胺系化合物的二胺系化合物的至少兩種類型的重複單元。
具體而言，根據本揭露的實施例，第一二胺系化合物為2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺（TFDB），且第二二胺系化合物包括除TFDB之外的芳族二胺系化合物。本揭露的醯亞胺重複單元及醯胺重複單元可衍生自TFDB及除TFDB之外的芳族二胺系化合物。
由於第一二胺系化合物的2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺（TFDB）具有特定的線性及剛性結構，因此包括衍生自TFDB的重複單元的膜可被賦予大幅改良的機械性質（例如不溶性、耐化學性、耐熱性、耐輻射性及低溫特性）。
然而，由於TFDB的剛性結構，TFDB與二羰基系化合物之間的聚合被加速。此種快速聚合可能僅使得一部分二羰基系化合物與二胺系化合物反應，且剩餘的二羰基系化合物可能膠化而並非被聚合。二羰基系化合物的凝膠化可能降低樹脂的聚合程度，並使膜的光學性質劣化。因此，僅藉由添加TFDB難以製備包含大量醯胺重複單元的聚合物樹脂。根據本揭露，具有預定電離能的第二二胺系化合物可防止二羰基系化合物的凝膠化，並改良聚合物的聚合程度。
根據本揭露的實施例，第二二胺系化合物包括芳族二胺系化合物。
在本揭露的實施例中，用語「芳族二胺系化合物」是指其中胺基直接鍵結至芳環的二胺系化合物，且可包括脂族基團或其他取代基作為其結構的一部分。芳環可為單環、包括藉由雜原子直接連接至其的單環的稠環或縮合環。芳環的實例可包括但不限於苯環、聯苯環、萘環、蒽環及芴環。
根據本揭露的實施例，第二二胺系化合物可由以下式1表示： [式1] H 2N-A 1-NH 2其中A 1代表二價芳族有機基團。芳族有機基團是指其中π電子離域的有機基團，藉此單鍵與雙鍵交替地彼此連接以形成環。舉例而言，A 1可包括具有4至40個碳原子的二價芳族有機基團。式1中的芳族有機基團中的氫原子可經鹵族元素、烴基或經鹵族元素取代的烴基取代。此處，烴基或經鹵族元素取代的烴基可具有1至8個碳原子。舉例而言，A 1中的氫可經-F、-CH 3、-CF 3等取代。
使用其中氫原子經由氟取代的烴基取代的二胺系化合物產生的光學膜可被賦予優異的光透射率及優異的可加工性。
式1中的A 1可例如包括由以下式中的任一者表示的結構。
在以上式中，*代表鍵結位置。在以上式中，X可為單鍵、O、S、SO 2、CO、CH 2、C(CH 3) 2及C(CF 3) 2中的任一者。儘管X在每一環上的鍵結位置沒有特別限制，但是X的鍵結位置可為例如每一環上的間位或對位。
根據本揭露的實施例，第二二胺系化合物包括具有7.35電子伏至7.75電子伏的電離能的芳族二胺系化合物。
由於第二二胺系化合物除作為第二二胺系化合物的TFDB之外，更包括具有7.35電子伏至7.75電子伏的電離能的芳族二胺系化合物，因此可以高聚合程度與大量的二羰基系化合物聚合。當芳族二胺系化合物的電離能為7.35電子伏至7.75電子伏時，可對二胺系化合物與二羰基系化合物的聚合反應速率進行控制，即使包含大量的二羰基系化合物，聚合反應亦可平穩地進行，且可改良樹脂的聚合程度。
當第二二胺系化合物的芳族二胺系化合物的電離能小於7.35電子伏時，二胺系化合物的電子供給效應（electron donation effect）提高，且其電荷轉移複合效應增加，藉此導致光學性質劣化。另外，高反應性增加反應速率，因此二羰基化合物可能膠化。
另一方面，當第二二胺系化合物的芳族二胺系化合物的電離能超過7.55電子伏時，由於低反應性而聚合程度降低。藉此，形成相對短的聚合物鏈，且聚合物鏈的端基數目增加。當聚合物鏈的端基數目增加時，樹脂的物理性質劣化。
根據本揭露的實施例，第二二胺系化合物的芳族二胺系化合物可包括選自由磺醯基、羰基、亞甲基、伸丙基及鹵素組成的群組中的至少一種官能基。
磺醯基、羰基、亞甲基、伸丙基及鹵素取代基用於對化合物中電子的移動進行控制。藉此，第二二胺系化合物藉由包括磺醯基、羰基、亞甲基、伸丙基及鹵素中的至少一個取代基可被賦予7.35電子伏至7.75電子伏的電離能。因此，可適當地對與二羰基化合物的聚合反應的反應性及反應速率進行調節。
根據本揭露的實施例，第二二胺系化合物可包括選自由以下組成的群組中的至少一者：雙(3-胺基苯基)碸(3DDS)、雙(4-胺基苯基)碸(4DDS)、2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷(3,3'-6F)、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷(4,4'-6F)、4,4'-亞甲基二苯胺(MDA)、3,3'-(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-(二甲基胺基)二苯甲酮及四氯化聯苯胺(CIBZ)。以上列出的所有芳族二胺系化合物均為具有7.35電子伏至7.75電子伏的電離能的二胺系化合物。
根據本揭露的實施例，衍生自第一二胺系化合物的重複單元的數目對衍生自第二二胺系化合物的重複單元的數目之比(衍生自第一二胺系化合物的重複單元：衍生自第二二胺系化合物的重複單元）可處於95:5至65:35的範圍內。此處，用語「衍生自第一二胺系化合物（或第二二胺系化合物）的重複單元」意指包括衍生自第一二胺系化合物（或第二二胺系化合物）的醯亞胺重複單元及醯胺重複單元兩者。
當關於「衍生自第一二胺系化合物的重複單元:衍生自第二二胺系化合物的重複單元」時，衍生自第一二胺系化合物的重複單元的分數增加至95:5以上，衍生自TFDB及二羰基系化合物的重複單元的分數增加，且霧度增加。另一方面，當衍生自第二二胺系化合物的重複單元的分數增加至65:35以上時，膜的耐熱性及強度可能降低。
在本揭露的實施例中，二酐系化合物可由以下式2表示： [式2] 其中A 2代表四價有機基團。舉例而言，A 2可包括具有4至40個碳原子的四價有機基團。式2中的有機基團中的氫原子可經鹵族元素、烴基或經鹵族元素取代的烴基取代。此處，烴基或經鹵族元素取代的烴基可具有1至8個碳原子。
式2中的A 2可例如包括由以下式中的任一者表示的結構。
在以上式中，*代表鍵結位置。在以上式中，Z可獨立地為單鍵、O、S、SO 2、CO、(CH 2) n、(C(CH 3) 2) n及(C(CF 3) 2) n中的任一者，且n可為1至5的整數。儘管Z在每一環上的鍵結位置沒有特別限制，但是Z的鍵結位置可為例如每一環上的間位或對位。
在本揭露的實施例中，二酐系化合物可包括選自由以下組成的群組中的一或多者：2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐（6FDA）、聯苯基四羧酸二酐（BPDA）、萘四羧酸二酐（NTDA）、二苯基碸四羧酸二酐（DSDA）、4-(2,5-氧代四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸酐（TDA）、均苯四羧酸二酐（PMDA）、二苯甲酮四羧酸二酐（BTDA）、氧雙鄰苯二甲酸酐（ODPA）、雙(羧基苯基)二甲基矽烷二酐（SiDA）、雙(二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐（BDSDA）、磺醯基二鄰苯二甲酸酐（SO 2DPA）、異伸丙基二苯氧基雙(鄰苯二甲酸酐)（BPADA）、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐（CBDA）、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐（CPDA）、1,2,3,4-環己烷四羧酸二酐（CHDA）、1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、二環己基-3,4,3'',4''-四羧酸二酐、四氫呋喃-2,3,4,5-四羧酸二酐及二環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸2,3:5,6-二酐），但本揭露不限於此。
用於製造根據本揭露實施例的光學膜的單體可包括例如多種二酐系化合物。
使用其中氫原子經由氟取代的烴基取代的二酐系化合物生成的光學膜可被賦予優異的光透射率及優異的可加工性。
根據本揭露的實施例，二羰基系化合物可由以下式3表示： [式3] 其中A 3代表二價有機基團。舉例而言，A 3可包括具有4至40個碳原子的二價有機基團。式3中的有機基團中的氫原子可經鹵族元素、烴基或經氟取代的烴基取代。此處，烴基或經氟取代的烴基可具有1至8個碳原子。舉例而言，A 3中的氫可經-F、-CH 3、-CF 3等取代。
式3中的A 3可例如包括由以下式中的任一者表示的結構。
在以上式中，*代表鍵結位置。在以上式中，Y可獨立地為單鍵、O、S、SO 2、CO、CH 2、C(CH 3) 2及C(CF 3) 2中的任一者。儘管Y在每一環上的鍵結位置沒有特別限制，但是Y的鍵結位置可為例如每一環上的間位或對位。
根據本揭露的實施例，二羰基系化合物可包括選自由以下組成的群組中的至少一者：對苯二甲醯氯（TPC）、間苯二甲醯氯（IPC）、聯苯基二羰基氯化物（biphenyl dicarbonyl chloride，BPDC）、4,4'-氧雙苯甲醯氯（OBBC）及萘二甲醯二氯（NTDC）。
根據本揭露實施例的聚合物樹脂可包括由以下式4表示的第一重複單元及由以下式5表示的第二重複單元： [式4] 其中A 2如上所述，且 [式5] 其中A 1及A 2如上所述。
根據本揭露實施例的聚合物樹脂可包括由以下式6表示的第三重複單元及由以下式7表示的第四重複單元。 [式6] 其中A 3如上所述，且 [式7] 其中A 1及A 3如上所述。
根據本揭露的實施例，本揭露的聚合物樹脂的重量平均分子量（Mw）可為200,000至500,000。
聚合物樹脂的重量平均分子量可使用凝膠滲透層析儀（gel permeation chromatography，GPC）（聯盟（Alliance）e2695/2414示差折光檢測器（differential refractive index detector，RID），沃特世（Waters））在以下條件下量測。 檢測器：2414 RID，沃特世 流動相：DMAc中10 mM LiBr 樣品濃度：DMAc中0.25（w/w）% 柱及檢測器溫度：50℃ 流速：1.0毫升/分鐘
由於與二胺系化合物、特別是TFDB的高反應速率，二羰基系化合物的凝膠化降低包括大量醯胺重複單元的聚合物樹脂的聚合程度。重量平均分子量與聚合程度成正比。即，隨著聚合程度降低，聚合物樹脂的重量平均分子量亦降低。
當聚合物樹脂的重量平均分子量小於200,000時，聚合程度降低，聚合物鏈的端基數目增加，且聚合物樹脂的物理性質劣化。另一方面，在該制程期間難以製備具有大於500,000的重量平均分子量的聚合物樹脂。藉由在聚合期間控制聚合黏度來對聚合物樹脂的重量平均分子量進行調節。具有超過500,000的重量平均分子量的樹脂對於處理而言是不利的，其原因在於非常高的聚合黏度及隨之而來的反應溶液的流動性降低，此使得難以進行控制及應對，且為了再次溶解聚合物樹脂需要大量的溶劑。
根據本揭露的實施例，光學膜是透光的。另外，光學膜是可撓性的。舉例而言，根據本揭露實施例的光學膜是可彎曲的、可折疊的及可捲曲的。所述光學膜可具有優異的機械性質及光學性質。
根據本揭露的實施例，光學膜可具有足以使光學膜保護顯示面板的厚度。舉例而言，光學膜可具有10微米至100微米的厚度。
根據本揭露的實施例，基於50微米的厚度，光學膜可在可見光區中具有使用紫外（ultraviolet，UV）分光光度計量測的為88%或大於88%的平均光透射率。
光學膜的平均光透射率可使用分光光度計（CM-3700D，柯尼卡美能達（KONICA MINOLTA））在360奈米至740奈米的波長範圍內量測。
根據本揭露的實施例，基於50微米的厚度，光學膜可具有3或小於3的黃度指數。
光學膜的黃度指數可根據ASTM E313標準使用分光光度計（CM-3700D，柯尼卡美能達）量測。
根據本揭露的實施例，基於50微米的厚度，光學膜可具有0.5%或小於0.5%的霧度。
光學膜的霧度可藉由以下方式來確定：將生成的光學膜切割成具有50毫米×50毫米大小的樣品，根據ASTM D1003使用霧度計（型號名稱：HM-150，由村上色彩研究實驗室（Murakami Color Research Laboratory）生產）執行五次量測，並取五個值的平均值作為光學膜的霧度。
圖1是示出根據另一實施例的顯示元件200的一部分的剖視圖，且圖2是圖1中「P」的放大剖視圖。
參照圖1，根據本揭露另一實施例的顯示元件200包括顯示面板501及位於顯示面板501上的光學膜100。
參照圖1及圖2，顯示面板501包括基板510、位於基板510上的薄膜電晶體TFT、以及連接至薄膜電晶體TFT的有機發光元件570。有機發光元件570包括第一電極571、位於第一電極571上的有機發光層572及位於有機發光層572上的第二電極573。圖1及圖2中所示的顯示元件200是有機發光顯示元件。
基板510可由玻璃或塑膠形成。具體而言，基板510可由塑膠（例如，聚合物樹脂或光學膜）形成。儘管未示出，但可於基板510上設置緩衝層。
薄膜電晶體TFT設置於基板510上。薄膜電晶體TFT包括半導體層520、與半導體層520絕緣並與半導體層520至少部分交疊的閘極電極530、連接至半導體層520的源極電極541、以及與源極電極541間隔開並連接至半導體層520的汲極電極542。
參照圖2，在閘極電極530與半導體層520之間設置閘極絕緣層535。可在閘極電極530上設置層間絕緣層551，且源極電極541及汲極電極542可設置於層間絕緣層551上。
在薄膜電晶體TFT上設置平坦化層552，以將薄膜電晶體TFT的頂部平坦化。
第一電極571設置於平坦化層552上。第一電極571藉由設置於平坦化層552中的接觸孔連接至薄膜電晶體TFT。
在平坦化層552上在第一電極571的一部分中設置堤層（bank layer）580，以界定畫素區域或發光區域。舉例而言，堤層580以矩陣的形式設置於多個畫素之間的邊界處，以界定相應的畫素區。
有機發光層572設置於第一電極571上。有機發光層572亦可設置於堤層580上。有機發光層572可包括一個發光層或在垂直方向上堆疊的兩個發光層。可自有機發光層572發射具有紅色、綠色及藍色中的任一種顏色的光，且可自有機發光層572發射白光。
第二電極573設置於有機發光層572上。
可將第一電極571、有機發光層572及第二電極573堆疊以構成有機發光元件570。
儘管未示出，但當有機發光層572發射白光時，每一畫素可包括濾色器，用於基於特定波長過濾自有機發光層572發射的白光。濾色器形成於光路徑中。
可在第二電極573上設置薄膜包封層590。薄膜包封層590可包括至少一個有機層及至少一個無機層，且所述至少一個有機層及所述至少一個無機層可交替設置。
光學膜100設置於具有上述堆疊結構的顯示面板501上。
在下文中，將簡要對根據本揭露的另一實施例的製造光學膜的方法進行闡述。
根據本揭露實施例的製造光學膜的方法包括：製備聚合物樹脂；將聚合物樹脂溶解於溶劑中以製備聚合物樹脂溶液；以及使用聚合物樹脂溶液生成光學膜。
製備聚合物樹脂可藉由對用於形成聚合物樹脂的單體進行聚合、隨後醯亞胺化來執行。聚合物樹脂可由包括第一二胺系化合物、第二二胺系化合物、二酐系化合物及二羰基系化合物的單體組分製備。在本揭露中，對於添加單體的順序或方法沒有限制。舉例而言，可將二酐系化合物及二胺系化合物依序添加至其中溶解有二胺系化合物的溶液，且可對所得混合物進行聚合。作為另一選擇，為了避免隨機性，可按順序添加第一二胺系化合物、二酐系化合物、第二二胺系化合物及二羰基系化合物，或者可按順序添加第二二胺系化合物、二酐系化合物、第一二胺系化合物及二羰基系化合物，隨後進行聚合。
更具體而言，聚合物樹脂可藉由對包括第一二胺系化合物、第二二胺系化合物、二酐系化合物及二羰基系化合物的單體進行聚合及醯亞胺化來製備。醯亞胺重複單元可藉由對包括第一二胺系化合物及第二二胺系化合物以及二酐系化合物的單體進行聚合及醯亞胺化來製備。另外，醯胺重複單元可藉由對包括第一二胺系化合物及第二二胺系化合物以及二羰基系化合物的單體進行聚合來製備。
藉此，根據本揭露的另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。
醯亞胺重複單元及醯胺重複單元可單獨製備，且然後共聚。作為另一選擇，可首先製備醯亞胺重複單元，且然後可進一步添加二羰基系化合物來製備醯胺重複單元，或者可首先製備醯胺重複單元，且然後可進一步添加二酐系化合物來製備醯亞胺重複單元。本揭露的聚合物樹脂不限於重複單元的形成順序（添加單體的順序）。
根據本揭露的另一實施例，基於二酐系化合物及二羰基系化合物的總莫耳量，二羰基系化合物可以80莫耳%或大於80莫耳%的量添加。藉此，本揭露的聚合物樹脂包括80%或大於80%的量的醯胺重複單元。較佳為，基於二酐系化合物及二羰基系化合物的總莫耳量，二羰基系化合物可以95莫耳%或大於95莫耳%的量、更佳為以98莫耳%或大於98莫耳%的量添加。
根據本揭露的另一實施例，第一二胺系化合物為2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺（TFDB）。
根據本揭露的另一實施例，第二二胺系化合物包括芳族二胺系化合物。在下文中，省略對上述配置的闡釋，以避免重複說明。
2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺（TFDB）可用作第一二胺系化合物，上述式1的芳族二胺系化合物可用作第二二胺系化合物，且上述式2的化合物可用作二酐系化合物。上述式3的化合物可用作二羰基系化合物。
根據本揭露的另一實施例，第二二胺系化合物的芳族二胺系化合物可具有7.35電子伏至7.75電子伏的電離能。
根據本揭露的另一實施例，第二二胺系化合物的芳族二胺系化合物可包括選自由磺醯基、羰基、亞甲基、伸丙基及鹵素組成的群組中的至少一種官能基。
根據本揭露的另一實施例，第二二胺系化合物的芳族二胺系化合物可包括選自由以下組成的群組中的至少一種：雙(3-胺基苯基)碸（3DDS）、雙(4-胺基苯基)碸（4DDS）、2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷（3,3'-6F）、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷（4,4'-6F）、4,4'-亞甲基二苯胺（MDA）、3,3'-(二甲基胺基)二苯甲酮（3,3'-CO）、4,4'-(二甲基胺基)二苯甲酮（4,4'-CO）及四氯化聯苯胺（CIBZ）。
根據本揭露的另一實施例，添加的第一二胺系化合物的量對添加的第二二胺系化合物的量的比率可為95:5至65:35。
根據本揭露的另一實施例，用於製備聚合物樹脂溶液的溶劑可為例如極性非質子有機溶劑，例如N,N-二甲基乙醯胺（DMAc）、N,N-二甲基甲醯胺（DMF）、1-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）、間甲酚、四氫呋喃（THF）、氯仿、甲基乙基酮（MEK）或其混合物。然而，根據本揭露實施例的溶劑不限於此，且可使用其他溶劑。
在下文中，將參照示例性實例更詳細地闡述本揭露。然而，以下製備例及實例不應被解釋為限制本揭露的範圍。 ＜實例1＞
在氮氣經過反應器的同時，將313.34克N,N-二甲基乙醯胺（DMAc）裝入配備有攪拌器、氮氣注射器、滴液漏斗、溫度控制器及冷卻器的500毫升反應器中。然後，將反應器的溫度調節至25℃，將24.02克（0.075莫耳）的TFDB作為第一二胺系化合物溶解於其中，將6.21克（0.025莫耳）的雙(3-胺基苯基)碸（3DDS）作為第二二胺系化合物進一步溶解於其中，並將所得溶液維持在25℃。將0.89克（0.002莫耳）的6FDA添加至所得的二胺系化合物溶液，並藉由攪拌2小時使其完全溶解於其中。將反應器溫度降至10℃，向其中添加19.90克（0.098莫耳）的對苯二甲醯氯（TPC），完全溶解並反應1小時，且然後將溫度升高至25℃。向所得反應溶液添加0.35克吡啶及0.45克乙酸酐，並在80℃下攪拌30分鐘，且逐滴添加過量甲醇，以獲得聚醯胺-醯亞胺粉末。在減壓下對粉末進行過濾、乾燥，並再次溶解在DMAc中，以製備具有14重量%的固體濃度的聚合物樹脂溶液。
對獲得的聚合物樹脂溶液進行鑄製。鑄製基板用於進行鑄製。對於鑄製基板的類型沒有特別限制。作為鑄製基板，可使用玻璃基板、不銹鋼（SUS）基板、特氟隆基板等。根據本揭露的實施例，可使用有機基板作為鑄製基板。
具體而言，將獲得的聚合物樹脂溶液施加至玻璃基板上、進行鑄製，並使用熱空氣在80℃下乾燥20分鐘，並在120℃下乾燥20分鐘，以生成膜。然後，將生成的膜自玻璃基板剝離，並用針固定至框架。
將固定有膜的框架置於烘箱中，且然後在270℃的恆溫下用熱空氣乾燥10分鐘。因此，完成具有50微米的厚度的光學膜。 ＜實例2至實例12＞
除改變第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量、二酐系化合物的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量之外，以與實例1中相同的方式製造實例2至實例12的光學膜。
實例1至實例12的第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量、二酐系化合物的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量的細節示於以下表1中。 ＜實例13＞
除改變第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量、二酐系化合物的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量之外，以與實例1中相同的方式生成膜。然後，將生成的膜自玻璃基板剝離，並用針固定至框架。將固定有膜的框架置於烘箱中，且然後在250℃的恆溫下用熱空氣乾燥10分鐘。因此，完成實例13的具有50微米的厚度的光學膜。
實例13的第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量、二酐系化合物的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量的細節示於以下表1中。 ＜比較例1至比較例3＞
除改變第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量、二酐系化合物的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量之外，以與實例1中相同的方式製造比較例1至比較例3的光學膜。
比較例1至比較例3的第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量、二酐系化合物的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量的細節示於以下表1中。 ＜比較例4及比較例5＞
除改變第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量之外，以與實例1中相同的方式製造比較例4及比較例5的光學膜。在比較例4及比較例5中，沒有使用二酐系化合物，且因此省略對化學固化劑及甲醇提純的步驟。
比較例4及比較例5的第一二胺（TFDB）的添加量、第二二胺的類型及添加量以及二羰基系化合物的類型及添加量的細節示於以下表1中。 [表1]
項目 第一二胺系化合物的類型及添加量（莫耳%） 第二二胺系化合物的類型及添加量（莫耳%）    第二二胺系化合物的電離能（eV） 二酐系化合物的類型及添加量 （莫耳%） 二羰基系化合物的類型及添加量（莫耳%） 膜厚度 （μm）
實例1 TFDB: 75 3DDS: 25 7.68 6FDA: 2 TPC: 98 50
實例2 TFDB: 80 3DDS: 20 7.68 6FDA: 5 TPC: 95 50
實例3 TFDB: 75 3DDS: 25 7.68 6FDA: 5 TPC: 95 50
實例4 TFDB: 75 3DDS: 25 7.68 6FDA: 5 BPDC: 95 50
實例5 TFDB: 90 4DDS: 10 7.50 6FDA: 5 TPC: 95 50
實例6 TFDB: 85 4DDS: 15 7.50 6FDA: 5 TPC: 95 50
實例7 TFDB: 85 4DDS: 15 7.50 6FDA: 2 TPC: 98 50
實例8 TFDB: 90 4DDS: 10 7.50 6FDA: 10 TPC: 90 50
實例9 TFDB: 80 4DDS: 20 7.50 6FDA: 20 TPC: 80 50
實例10 TFDB: 75 3,3’-6F: 25 7.36 6FDA: 2 TPC: 98 50
實例11 TFDB: 90 4,4’-6F: 10 7.41 6FDA: 5 TPC: 95 50
實例12 TFDB: 65 3DDS: 35 7.68 BPDA: 5 TPC: 95 50
實例13 TFDB: 70 3DDS: 30 7.68 CBDA: 15 TPC: 85 50
比較例1 TFDB: 75 pPDA: 25 7.03 6FDA: 2 TPC: 98 （不可聚合）
比較例2 TFDB: 90 8FODA: 10 8.04 6FDA: 5 TPC: 95 50
比較例3 TFDB: 100 - - 6FDA: 5 TPC: 95 50
比較例4 TFDB: 100 - - - TPC: 100 （不可聚合）
比較例5 TFDB: 40 3DDS: 60 7.68 - TPC: 100 50
3DDS：雙(3-胺基苯基)碸 4DDS：雙(4-胺基苯基)碸 3,3'-6F：2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷 4,4'-6F：2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷 pPDA：對苯二胺 8FODA：氧基-4,4'-雙(2,3,5,6-四氟苯胺) TPC：對苯二甲醯氯 BPDC：4,4'-聯苯基二羰基氯化物 CBDA：1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐 ＜量測實例＞
對實例1至實例13及比較例1至比較例5中生成的聚合物樹脂及膜執行以下量測。 1）聚合物樹脂的重量平均分子量：使用GPC（聯盟e2695/2414 RID，沃特世）在以下條件下量測聚合物樹脂的重量平均分子量。 檢測器：2414 RID，沃特世 流動相：DMAc中10 mM LiBr 樣品濃度：DMAc中0.25（w/w）% 柱及檢測器溫度：50℃ 流速：1.0毫升/分鐘 2）黃度指數（Y.I.）：根據ASTM E313標準使用分光光度計（CM-3700D，柯尼卡美能達）量測黃度指數。 3）光透射率（%）：使用分光光度計（CM-3700D，柯尼卡美能達）量測在360奈米至740奈米的波長下的平均光學透射率。 4）霧度：霧度藉由以下方式確定：將生成的光學膜切割成具有50毫米×50毫米大小的樣品，根據ASTM D1003使用霧度計（型號名稱：HM-150，由村上色彩研究實驗室生產）執行五次量測，並取五個值的平均值作為光學膜的霧度。 量測結果示於以下表2中。 [表2]
項目 樹脂的重量平均分子量 黃度指數（Y.I.） 光透射率 （%） 霧度 （%）
實例1 330,000 1.92 88.83 0.4
實例2 350,000 1.88 88.99 0.3
實例3 320,000 1.79 89.04 0.3
實例4 310,000 1.83 89.01 0.3
實例5 300,000 1.93 89.02 0.3
實例6 280,000 1.73 89.17 0.2
實例7 310,000 1.81 89.09 0.3
實例8 290,000 1.67 89.21 0.2
實例9 290,000 1.55 89.27 0.2
實例10 330,000 1.89 88.89 0.3
實例11 310,000 1.90 89.15 0.2
實例12 250,000 2.07 88.70 0.3
實例13 300,000 2.15 89.06 0.2
比較例1 不可量測 （不可聚合） （不可聚合） （不可聚合）
比較例2 120,000 6.54 88.22 0.8
比較例3 440,000 27.9 58.4 49.6
比較例4 不可量測 （不可聚合） （不可聚合） （不可聚合）
比較例5 240,000 4.68 87.78 0.3
自表2的量測結果可看出，本揭露的實例1至實例13具有高重量平均分子量及優異的黃度、光透射率及霧度。
然而，在比較例1及比較例4中，由於二羰基系化合物的凝膠化不可能生成膜。在比較例2中，樹脂具有低重量平均分子量，黃度指數及霧度高，光透射率低，且因此可見性差。在比較例3中，樹脂具有高重量平均分子量，但是黃度指數及霧度非常高，且光透射率非常低。在比較例5中，樹脂具有高重量平均分子量，但是黃度指數高且光透射率低。
100:光學膜 200:顯示元件 501:顯示面板 510:基板 520:半導體層 530:閘極電極 535:閘極絕緣層 541:源極電極 542:汲極電極 551:層間絕緣層 552:平坦化層 570:有機發光元件 571:第一電極 572:有機發光層 573:第二電極 580:堤層 590:薄膜包封層 P:部分 TFT:薄膜電晶體
圖1是示出根據本揭露實施例的顯示元件的一部分的剖視圖。 圖2是示出圖1的「P」的放大剖視圖。
100:光學膜
200:顯示元件
501:顯示面板
P:部分

Claims (10)

  1. 一種光學膜，包含聚合物樹脂，所述聚合物樹脂包含第一重複單元、第二重複單元、第三重複單元及第四重複單元，其中所述第一重複單元為衍生自第一二胺系化合物及二酐系化合物的醯亞胺重複單元，所述第二重複單元為衍生自第二二胺系化合物及所述二酐系化合物的醯亞胺重複單元，所述第三重複單元為衍生自所述第一二胺系化合物及二羰基系化合物的醯胺重複單元，且所述第四重複單元為衍生自所述第二二胺系化合物及所述二羰基系化合物的醯胺重複單元，其中所述第一二胺系化合物為2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFDB)，且所述第二二胺系化合物包括芳族二胺系化合物，且包括所述第三重複單元的所述醯胺重複單元及所述第四重複單元的所述醯胺重複單元的數目之和為包括所述第一重複單元至所述第四重複單元的重複單元的總數的大於80%。
  2. 如請求項1所述的光學膜，其中所述第二二胺系化合物的所述芳族二胺系化合物具有7.35電子伏至7.75電子伏的電離能。
  3. 如請求項1所述的光學膜，其中所述第二二胺系化合物的所述芳族二胺系化合物包含選自由磺醯基、羰基、亞甲基、伸丙基及鹵素組成的群組中的至少一種官能基。
  4. 如請求項1所述的光學膜，其中所述第二二胺系化合物的所述芳族二胺系化合物包括選自由以下組成的群組中的至少一者：雙(3-胺基苯基)碸(3DDS)、雙(4-胺基苯基)碸(4DDS)、2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷(3,3'-6F)、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷(4,4'-6F)、4,4'-亞甲基二苯胺(MDA)、3,3'-(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-(二甲基胺基)二苯甲酮及四氯化聯苯胺(CIBZ)。
  5. 如請求項1所述的光學膜，其中衍生自所述第一二胺系化合物的重複單元的數目對衍生自所述第二二胺系化合物的重複單元的數目之比為95：5至65：35。
  6. 如請求項1所述的光學膜，其中所述聚合物樹脂具有200,000至500,000的重量平均分子量(Mw)。
  7. 如請求項1所述的光學膜，其中基於50微米的厚度，所述光學膜具有3或小於3的黃度指數(Y.I.)。
  8. 如請求項1所述的光學膜，其中基於50微米的厚度，所述光學膜具有88%或大於88%的光透射率。
  9. 如請求項1所述的光學膜，其中基於50微米的厚度，所述光學膜具有0.5%或小於0.5%的霧度。
  10. 一種顯示元件，包括：顯示面板；以及如請求項1至9中任一項所述的光學膜，設置於所述顯示面板上。
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