CN112251021B - 聚酰亚胺类薄膜、用于覆盖窗的薄膜及包括该用于覆盖窗的薄膜的显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可视性优异的聚酰亚胺类薄膜、用于覆盖窗的薄膜和包括该用于覆盖窗的薄膜的显示装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酰亚胺类薄膜、用于覆盖窗的薄膜和包括该用于覆盖窗的薄膜的显示装置。更具体地，本发明涉及一种可视性等光学特性优异的用于覆盖窗的薄膜和包括该用于覆盖窗的薄膜的显示装置。
背景技术
为了保护显示面板免受刮擦或外部冲击，显示装置的显示面板上具备透明的覆盖窗，以使用户可以在显示面板的前方看到显示部。
正在逐渐实现显示装置的轻量化、薄膜化和柔性化，因此正在对由具有高硬度、高刚性和柔韧特性的高分子薄膜制造的覆盖窗来代替钢化玻璃进行大量的研究。
这种覆盖窗是形成在显示装置的最外部的构造，因此重要的是显示质量高，并且不发生Mura现象、在特定角度下画面呈黑色的黑变现象或者具有彩虹纹的彩虹现象等由光引起的畸变。
特别地，为了赋予各种物理性能，覆盖窗的基材层上层压涂层，但存在以下问题，即引发光的漫反射等，并产生光学斑纹，导致可视性变差，并且应用于显示器时引起眼睛的疲劳。
即，已开发了各种代替高价的钢化玻璃的高分子覆盖窗材料，但是目前需要开发可以解决覆盖窗的由光引起的畸变问题的覆盖窗。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国公开专利第10-2015-0104282号
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种可视性优异的显示装置。
本发明的目的在于提供一种显著改善彩虹现象的聚酰亚胺类薄膜。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的聚酰亚胺类薄膜的如下定义的表面硬度变化率为6-35％。
其中，H0是浸渍在2-甲氧基乙醇中之前测量的聚酰亚胺类薄膜的表面硬度(GPa)，H1是在25℃的2-甲氧基乙醇中浸渍5分钟后测量的聚酰亚胺类薄膜的表面硬度(GPa)。
本发明的一个实施方案的所述聚酰亚胺类薄膜可以具有10％-30％的表面硬度变化率。
本发明的一个实施方案的所述表面硬度变化率中的H0可以为0.1-0.2GPa。
本发明的一个实施方案的所述聚酰亚胺类薄膜在25℃的甲基乙基酮中浸渍5分钟后测量雾度时，与浸渍前测量的雾度相比，增长率可以为100％以下。
本发明的一个实施方案的所述聚酰亚胺类薄膜的浸渍前测量的雾度可以为1.5％以下。
本发明的另一个实施方案提供一种用于覆盖窗的薄膜，所述用于覆盖窗的薄膜包括上述聚酰亚胺类薄膜；以及形成在所述聚酰亚胺类薄膜上的涂层。
本发明的一个实施方案的所述涂层可以是选自硬涂层、修复层、冲击扩散层、自洁层、防指纹层、防刮擦层、低折射层和冲击吸收层中的任一种以上。
本发明的一个实施方案中，相对于聚酰亚胺类薄膜的总面积，所述涂层的固含量可以为0.01-200g/m2。
本发明的另一个实施方案提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板和形成在所述显示面板上的上述用于覆盖窗的薄膜。
有益效果
本发明的聚酰亚胺类薄膜的优点在于，可以显著改善彩虹现象。
本发明的用于覆盖窗的薄膜的优点在于，即使在所述聚酰亚胺类薄膜上形成涂层，显示质量也优异，并且可以减少在显示部上产生彩虹纹的彩虹现象等。
此外，由于本发明的聚酰亚胺类薄膜和包括该聚酰亚胺类薄膜的用于覆盖窗的薄膜具有优异的光学特性和可视性，因此可以适用于各种显示装置领域。
附图说明
图1是对本发明的聚酰亚胺类薄膜测量浸渍在2-甲氧基乙醇中前后的表面硬度的方法中的载荷-位移曲线的示例。
图2是对本发明的聚酰亚胺类薄膜测量浸渍在2-甲氧基乙醇中前后的表面硬度的方法中的用于计算接触面积(A)的示例。
具体实施方式
以下，通过包括附图在内的具体实施方案或实施例对本发明进行更详细的说明。但是，下述具体实施方案或实施例仅仅是用于详细说明本发明的一个参考，本发明并不限定于此，本发明可以通过各种实施方案实现。
此外，除非另有定义，否则所有技术术语和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。本发明的说明书中使用的术语仅用于有效地描述特定具体实施方案，并不用于限制本发明。
在描述本发明的说明书全文中，除非有相反的特别说明，否则在说明书全文中描述某部分“包含”或“包括”某构成要素时，表示还可以包含其它构成要素，而不是排除其他构成要素。
此外，除非另有说明，说明书和权利要求书中使用的单数形式还包括复数形式。
在作为形成在显示装置的最外侧的构造的覆盖窗薄膜中，由光引起的现象是直接可见的，因此重要的是不发生由光引起的畸变。以往，所述覆盖窗薄膜使用钢化玻璃，但如上所述目前需要开发可以解决由光引起的畸变的高分子材料。因此，本发明人发现通过使用具有特定范围的表面硬度变化率的聚酰亚胺类薄膜可以实现优异的可视性，而且发现将涂层层压在所述聚酰亚胺类薄膜上时，可以提供显著改善彩虹现象的用于覆盖窗的薄膜，从而完成了本发明。
为了实现上述目的，本发明的聚酰亚胺类薄膜的如下定义的表面硬度变化率为6-35％。
其中，H0是浸渍在2-甲氧基乙醇中之前测量的聚酰亚胺类薄膜的表面硬度(GPa)，H1是在25℃的2-甲氧基乙醇中浸渍5分钟后测量的聚酰亚胺类薄膜的表面硬度(GPa)。
具体地，所述表面硬度(H)是由在纳米压痕试验中从压入载荷去除载荷时的压入载荷(P)-位移(h)曲线的斜率(S＝dP/dh)和压痕面积(A)测量的。
就本发明的聚酰亚胺类薄膜而言，即使在实现如上所述的浸渍在2-甲氧基乙醇中前后的表面硬度变化率的聚酰亚胺类薄膜上包括各种涂层，从各种角度看时，也可以显著减少形成彩虹纹的彩虹现象，因此非常适用于智能手机、显示器、笔记本电脑、TV等显示装置。
当浸渍在2-甲氧基乙醇中前后的表面硬度变化率小于6％时，在聚酰亚胺类薄膜上形成涂层时仍然无法改善产生彩虹纹的彩虹现象。当所述表面硬度变化率超过35％时，由于高雾度，不能用作光学薄膜。
根据本发明的一个实施方案，为了防止由光引起的图像畸变以进一步提高可视性，所述聚酰亚胺类薄膜的表面硬度变化率优选可以满足10-30％，更优选地，可以满足15-25％。
根据本发明的一个实施方案，具体地，所述表面硬度变化率中的H0可以为0.1-0.2GPa，优选可以为0.1-0.18GPa。
根据本发明的一个实施方案，为了满足上述表面硬度变化率，聚酰亚胺类薄膜的薄膜两面可以进行表面处理。具体地，表面处理可以是在溶剂蒸气气氛下进行热处理，例如，可以在极性溶剂蒸气气氛下进行热处理，并且热处理可以在260-300℃的温度下进行10-60分钟。优选地，热处理可以在270-290℃的温度下进行10-30分钟。
根据本发明的一个实施方案，所述表面处理时使用的极性溶剂蒸气可以衍生自选自二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、乙酸乙酯、丙二醇甲醚、间甲酚、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、2-甲氧基乙醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、甲基苯基酮、二乙基酮、二丙基酮、环己酮、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯和二甲苯等中的任一种以上的溶剂。具体地，可以与形成在聚酰亚胺类薄膜上的涂层的涂布溶剂相同或不同。当表面处理溶剂蒸气与涂布溶剂不同时，可以是甲基乙基酮或甲基苯基酮。如上所述的聚酰亚胺类薄膜可以满足上述表面硬度变化率，并且在聚酰亚胺类薄膜上形成涂层后可以抑制产生彩虹纹的彩虹现象，因此可以防止雾度的急剧增加，并且可视性优异。
根据本发明的一个实施方案，将所述聚酰亚胺类薄膜在25℃的甲基乙基酮中浸渍5分钟后测量雾度时，与浸渍在甲基乙基酮中之前测量的雾度相比，增长率可以为100％以下，优选可以为90％以下，更优选可以为70％以下，最优选可以为60％以下。通过具有如上所述的浸渍在甲基乙基酮中前后的低雾度增长率，在高温高湿环境中也可以保持透明性。
根据本发明的一个实施方案，所述聚酰亚胺类薄膜的浸渍在甲基乙基酮中之前测量的雾度可以为1.5％以下，优选可以为1.2％以下，更优选可以为1.0％以下。具体地，所述聚酰亚胺类薄膜的浸渍在甲基乙基酮中之前测量的雾度可以为0.01-1.5％，优选可以为0.01-1.2％，更优选可以为0.01-1.0％。通过具有如上所述的雾度，可以防止变色并提供透明的光学薄膜。
如上所述的聚酰亚胺类薄膜具有对上述2-甲氧基乙醇的表面硬度变化率，因此即使所述聚酰亚胺类薄膜上形成各种功能性涂层，也不会发生光的畸变现象，特别是可以抑制产生彩虹纹的彩虹现象，因此可以提供可视性优异的用于覆盖窗的薄膜。
根据本发明的一个实施方案，所述聚酰亚胺类薄膜可以提供为包含聚酰亚胺树脂的聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺树脂是由包含二酐和二胺的单体混合物通过聚合得到的。所述二酐和二胺只要是通常使用的公知的物质，则没有特别限制。
根据本发明的一个实施方案，例如，所述二胺可以是选自脂肪族二胺和芳香族二胺等中的任一种以上。
更具体地，所述芳香族二胺不受特别限制，例如，所述芳香族二胺可以是选自双三氟甲基联苯胺(TFDB)、双(3-氨基苯基)砜(3DDS)、双(4-氨基苯基)砜(4DDS)、二氨基苯基醚、邻苯二胺(o-PDA)、对苯二胺(p-PDA)、间苯二胺(m-PDA)、对二氨基二苯醚(ODA)、二氨基二苯甲烷(MDA)、双氨基苯基六氟丙烷(HFDA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPE-R)等中的任一种以上。
所述脂肪族二胺不受特别限制，例如，所述脂肪族二胺可以是选自1,4-二氨基环己烷、1,4-环己烷双(甲基胺)、4,4'-二氨基二环己基甲烷(MCA)、4,4'-亚甲基双(2-甲基环己胺)(MMCA)、乙二胺(EN)、1,3-二氨基丙烷(13DAP)、四亚甲基二胺、1,6-六亚甲基二胺(16DAH)和1,12-二氨基十二烷(112DAD)等中的任一种以上。
根据本发明的一个实施方案，所述二酐可以是选自脂肪族二酐和芳香族二酐等中的任一种以上。
更具体地，根据本发明的一个实施方案，所述芳香族二酐不受特别限制，例如，所述芳香族二酐可以是选自4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)、1,2,4,5-苯四甲酸二酐(PMDA)、联苯四甲酸二酐(BPDA)、二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、4,4'-氧双邻苯二甲酸二酐(ODPA)和双(二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐(BDSDA)等中的任一种以上，但并不受限于此。
所述脂肪族二酐不受特别限制，例如，所述脂肪族二酐可以使用选自1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基环己烯-1,2-二羧酸二酐(DOCDA)、双环辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BODA)、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐(CPDA)、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐(CHDA)、1,2,4-三羧基-3-甲基羧基环戊烷二酐和1,2,3,4-四羧基环戊烷二酐等中的任一种以上。
根据本发明的一个实施方案，相对于100摩尔的二胺，可以包含5-80摩尔的所述二酐，优选可以包含10-70摩尔的所述二酐并进行共聚。
以如上所述的范围包含二酐时，可以提供可视性和光学特性优异的聚酰亚胺薄膜。
就根据如上所述的组成制备的聚酰亚胺薄膜而言，将涂层层压在聚酰亚胺薄膜上时，可以显著提高可视性。
根据本发明的一个实施方案，为了提高机械物理性能，所述聚酰亚胺类薄膜可以提供为包含聚酰胺酰亚胺树脂的聚酰胺酰亚胺薄膜，所述聚酰胺酰亚胺树脂是单体混合物中进一步包含芳香族二酰氯。
所述芳香族二酰氯不受特别限制，例如，所述芳香族二酰氯可以包含选自对苯二甲酰氯(TPC)、间苯二甲酰氯(IPC)、1,1'-联苯-4,4'-二酰氯(BPC)、1,4-萘二甲酰氯(1,4-NaDC)、2,6-萘二甲酰氯(2,6-NaDC)、1,5-萘二甲酰氯(1,5-NaDC)等中的任一种以上。优选地，所述芳香族二酰氯包含选自对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯等中的任一种以上。
此外，所述芳香族二酰氯并不受限于上述实例的化合物，可以进一步地与其它酰卤化合物混合并使用，但优选单独使用芳香族二酰氯。
根据本发明的一个实施方案，相对于100摩尔的二胺，可以包含20-95摩尔的所述芳香族二酰氯，优选可以包含30-90摩尔的所述芳香族二酰氯并进行共聚。
根据本发明的一个实施方案，可以以5:95-80:20的摩尔比包含所述二酐和芳香族二酰氯，优选可以以10:90-70:30的摩尔比包含所述二酐和芳香族二酰氯。
根据如上所述的组成制备的聚酰胺酰亚胺薄膜具有优异的机械特性，并可以防止由光引起的畸变现象，而且可以提高低雾度和黄度等光学特性。
根据本发明的一个实施方案，所述聚酰亚胺类薄膜可以由聚酰亚胺树脂或作为聚酰胺酰亚胺树脂的前体的聚酰胺酸树脂组合物制备，所述聚酰亚胺树脂衍生自上述单体混合物。在具体的实例中，上述聚酰胺酸树脂组合物是上述单体的溶液，并且包含聚合溶剂以进行溶液的聚合反应。所述聚合溶剂的种类不受特别限制，例如，所述聚合溶剂可以是极性溶剂，具体可以包含选自二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、乙酸乙酯和间甲酚等中的任一种以上的溶剂。
根据本发明的一个实施方案，所述聚酰亚胺类薄膜的厚度可以为20-200μm，优选可以为20-100μm，更优选可以为25-90μm。当具有如上所述的范围的厚度时，透明性优异，并且可以确保优异的可视性。而且，当涂层形成在聚酰亚胺类薄膜上时，几乎不发生彩虹现象，因此作为光学薄膜是优异的。
根据本发明的一个实施方案，所述聚酰亚胺类薄膜可以由用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物制备。所述用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物可以包含所述聚酰亚胺树脂和有机溶剂，或者可以包含所述聚酰胺酰亚胺树脂和有机溶剂。所述有机溶剂只要可以溶解聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂，则没有特别限制，例如，所述有机溶剂可以是选自二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、乙酸乙酯和间甲酚等中的任一种以上，但并不受限于此。
根据本发明的一个实施方案，所述用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物形成薄膜的方法没有特别限制，例如，可以通过将所述用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物涂布在基板上并干燥来形成薄膜。所述基板可以使用例如玻璃、陶瓷或高分子薄膜等，但并不受限于此。所述涂布可以使用选自旋涂法、浸渍法、喷涂法、模具涂布法、棒涂法、辊涂法、弯月面涂布法、柔版印刷法、丝网印刷法、珠粒涂布法、气刀涂布法、逆转辊涂布法、刮涂法、铸型涂布法和凹版涂布法等中的任一种以上的方法，但并不受限于此。
本发明的另一个实施方案提供一种用于覆盖窗的薄膜，所述用于覆盖窗的薄膜包括上述聚酰亚胺类薄膜；以及形成在所述聚酰亚胺类薄膜上的涂层。
将涂层层压在具有特定范围的表面硬度变化率的聚酰亚胺类薄膜上时，可以提供一种显著提高可视性的用于覆盖窗的薄膜。
根据本发明的一个实施方案，所述涂层是向用于覆盖窗的薄膜赋予功能性的层，根据目的可以进行各种应用。
在具体的实例中，所述涂层可以包括选自硬涂层、修复层、冲击扩散层、自洁层、防指纹层、防刮擦层、低折射层和冲击吸收层等中的任一种以上的层，但并不受限于此。
即使如上所述的各种涂层形成在聚酰亚胺类薄膜上，也可以提供一种如下的用于覆盖窗的薄膜，所述用于覆盖窗的薄膜的显示质量优异，并具有高光学特性，特别是显著减少彩虹现象。
根据本发明的一个实施方案，具体地，所述涂层可以形成在聚酰亚胺类薄膜的一面或两面。例如，所述涂层可以配置在聚酰亚胺类薄膜的上面，并且可以分别配置在聚酰亚胺类薄膜的上面和下面。所述涂层可以保护具有优异的光学特性和机械特性的聚酰亚胺类薄膜免受外部的物理损伤或化学损伤。
根据本发明的一个实施方案，当所述涂层形成在聚酰亚胺类薄膜上时，可以在如上所述的表面处理后形成，以使聚酰亚胺类薄膜满足特定表面硬度变化率。具体地，可以对所述聚酰亚胺类薄膜进行表面处理，然后涂布用于形成涂层的组合物以形成涂层。如上所述制备的用于覆盖窗的薄膜可以具有优异的光学特性，并且显著减少彩虹现象，因此具有优异的可视性。
根据本发明的一个实施方案，相对于聚酰亚胺类薄膜的总面积，所形成的所述涂层的固含量可以为0.01-200g/m2。优选地，相对于聚酰亚胺类薄膜的总面积，所形成的所述涂层的固含量可以为20-150g/m2。通过以上述基重提供，可以保持功能性，并且令人惊奇地不会发生彩虹现象，因此可以实现优异的可视性。
根据本发明的一个实施方案，具体地，所述涂层可以通过在聚酰亚胺类薄膜上以包含涂布溶剂的用于形成涂层的组合物的形式进行涂布来形成。对所述涂布溶剂不作特别限制，但优选可以是极性溶剂。例如，所述极性溶剂可以是选自醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、亚砜类溶剂和芳香烃类溶剂等中的任一种以上的溶剂。具体地，所述极性溶剂可以是选自二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮、乙酸乙酯、丙二醇甲醚、间甲酚、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、2-甲氧基乙醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、甲基苯基酮、二乙基酮、二丙基酮、环己酮、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯和二甲苯等中的任一种以上的溶剂。
根据本发明的一个实施方案，作为通过将用于形成涂层的组合物涂布在所述聚酰亚胺类薄膜上形成所述涂层的方法，例如，可以使用选自旋涂法、浸渍法、喷涂法、模具涂布法、棒涂法、辊涂法、弯月面涂布法、柔版印刷法、丝网印刷法、珠粒涂布法、气刀涂布法、逆转辊涂布法、刮涂法、铸型涂布法和凹版涂布法等中的任一种以上的方法，但并不受限于此。
优选地，根据本发明的一个实施方案，所述涂层可以是硬涂层。所述硬涂层可以包含选自有机物和无机物等中的任一种以上。例如，所述有机物包含碳，并且可以以碳为中心包含选自氢、氧和氮等非金属元素中的任一种以上。所述无机物表示有机物以外的物质，并且可以包含选自碱土金属、碱金属、过渡金属、后过渡金属和准金属等金属元素中的任一种以上。作为一个实例，所述无机物可以例外地包含二氧化碳、一氧化碳、金刚石、碳酸盐等。
根据本发明的一个实施方案，所述硬涂层可以是单层的有机物层或无机物层，或者可以是有机物和无机物的混合层，并不受特别限制，但优选可以包含10-90重量％的有机物和10-90重量％的无机物，更优选可以包含40-80重量％的有机物和20-60重量％的无机物。即使形成如上所述的包含有机物和无机物的硬涂层，也具有与聚酰亚胺类薄膜的优异的结合，并且不会发生光的畸变，特别是改善彩虹现象的效果优异。
根据本发明的一个实施方案，对所述硬涂层不作特别限制，例如，所述硬涂层可以是包含选自丙烯酸类聚合物、硅类聚合物、环氧类聚合物和氨基甲酸乙酯类聚合物等中的任一种以上的聚合物的层。
具体地，当所述硬涂层形成在聚酰亚胺类薄膜上时，防止光学特性的降低，并且为了提高表面硬度，所述硬涂层可以由包含环氧硅烷(Epoxysilane)树脂的用于形成涂层的组合物形成。具体地，所述环氧硅氧烷树脂可以是包含环氧基的硅氧烷(Siloxane)树脂。所述环氧基可以是环状环氧基、脂肪族环氧基、芳香族环氧基或它们的混合。所述硅氧烷树脂可以是硅原子与氧原子形成共价键的高分子化合物。
优选地，例如，所述环氧硅氧烷树脂可以是倍半硅氧烷(Silsesquioxane)树脂。具体地，所述环氧硅氧烷树脂可以是所述倍半硅氧烷化合物的硅原子直接被环氧基取代或者取代所述硅原子的取代基被环氧基取代的化合物。作为非限制性实例，所述环氧硅氧烷树脂可以是被2-(3,4-环氧环己基)或3-环氧丙氧基(Glycidoxy)取代的倍半硅氧烷树脂。
所述环氧硅氧烷树脂可以在水的存在下通过单独的具有环氧基的烷氧基硅烷或者通过具有环氧基的烷氧基硅烷与不同种类的烷氧基硅烷之间的水解和缩合反应来制备。此外，所述环氧硅烷树脂可以通过包含环氧环己基的硅烷化合物的聚合而形成。
例如，所述具有环氧基的烷氧基硅烷化合物可以是选自2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷和3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等中的任一种以上。
根据本发明的一个实施方案，所述环氧硅氧烷树脂的重均分子量可以为1000-20000g/mol，但并不受限于此。具有上述范围的重均分子量时，具有适当的粘度，从而可以提高用于形成涂层的组合物的流动性、涂布性、固化反应性等，并且可以提高硬涂层的表面硬度。
根据本发明的一个实施方案，相对于用于形成涂层的组合物的总重量，可以包含20-65重量％的所述环氧硅氧烷树脂，优选可以包含20-60重量％的所述环氧硅氧烷树脂。以上述范围包含所述环氧硅氧烷树脂时，可以提高硬涂层的表面硬度，并诱导均匀的固化，因此可以防止由部分过度固化导致的裂纹等物理缺陷。
根据本发明的一个实施方案，所述用于形成涂层的组合物还可以包含交联剂和引发剂。
具体地，所述交联剂只要可以与环氧硅氧烷树脂形成交联键而使得用于形成涂层的组合物固化并提高硬涂层的硬度，则不作特别限制，但是例如，所述交联剂可以是选自(3,4-环氧环己基)甲基3',4'-环氧环己烷羧酸酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己烷-间二氧六环、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧-6-甲基环己基)己二酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基甲基-3',4'-环氧-6'-甲基环己烷羧酸酯、1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷羧酸酯)、亚乙基双(3,4-环氧环己烷羧酸酯)、3,4-环氧环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、4-乙烯基环己烯二氧化物、一氧化乙烯基环己烯、1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚和2,2'-[(1-甲基亚乙基)双(4,1-环亚己基氧基亚甲基)]双环氧乙烷等中的任一种以上，优选可以是包含连接有两个3,4-环氧环己基的化合物的选自(3,4-环氧环己基)甲基3',4'-环氧环己烷羧酸酯和双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯等中的任一种以上。
根据本发明的一个实施方案，对所述交联剂的含量不作特别限制，例如，相对于100重量份的环氧硅氧烷树脂，可以包含5-150重量份的所述交联剂。此外，根据本发明的一个实施方案，相对于用于形成涂层的组合物的总重量，可以包含3-30重量％的所述交联剂，优选可以包含5-20重量％的所述交联剂。当所述交联剂的含量为上述范围时，可以改善用于形成涂层的组合物的涂布性和固化反应性。
根据本发明的一个实施方案，所述引发剂可以是光引发剂或热引发剂。优选地，所述引发剂可以是光引发剂，例如，所述光引发剂可以包含阳离子光引发剂。所述阳离子光引发剂可以引发所述环氧硅氧烷树脂和环氧类单体的聚合。
具体地，所述阳离子光引发剂可以是选自鎓盐和有机金属盐等中的任一种以上，但并不受限于此。例如，所述阳离子光引发剂可以是选自二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐、芳基重氮盐和铁-芳烃络合物等中的任一种以上，但并不受限于此。
根据本发明的一个实施方案，对所述光引发剂的含量不作特别限定，例如，相对于100重量份的环氧硅氧烷树脂，可以包含1-15重量份的所述光引发剂。此外，根据本发明的一个实施方案，相对于用于形成涂层的组合物的总重量，可以包含0.1-10重量％的所述光引发剂，优选可以包含0.3-5重量％的所述光引发剂。所述光引发剂的含量为上述范围时，硬涂层的固化效率优异，并且固化后可以防止由残留成分导致的物理性能的降低。
根据本发明的一个实施方案，所述用于形成涂层的组合物还可以包含选自填充剂、滑剂、光稳定剂、热聚合抑制剂、流平剂、润滑剂、防污剂、增稠剂、表面活性剂、消泡剂、抗静电剂、分散剂、引发剂、偶联剂、抗氧化剂、紫外线(UV)稳定剂和着色剂等中的任一种以上的添加剂，但并不受限于此。
更具体地，所述硬涂层还可以包含无机颗粒以赋予硬度。
所述无机颗粒优选可以是二氧化硅，更优选可以是经表面处理的二氧化硅，但并不受限于此。此时，表面处理可以包括可与上述交联剂反应的官能团。
根据一个实施方案，所述无机颗粒的平均直径可以为1-500nm，优选可以为10-300nm，但并不受限于此。
在现有的聚酰亚胺类薄膜上形成如上所述的硬涂层时，由于光的畸变，无法克服彩虹现象。但是，就本发明的聚酰亚胺类薄膜而言，即使形成如上所述的硬涂层，也几乎不发生彩虹现象，并且可以实现优异的可视性。
根据本发明的一个实施方案，所述用于覆盖窗的薄膜还可以包括基材层。所述基材层可以形成在未形成涂层的聚酰亚胺类薄膜的另一面。
根据本发明的一个实施方案，所述聚酰亚胺类薄膜在制成薄膜后可以层压在基材层上，并且可以涂布作为所述聚酰亚胺类薄膜的前体的聚酰胺酸树脂组合物后进行层压，但只要可以形成上述层压结构，则不作特别限制。
根据本发明的一个实施方案，所述基材层只要是通常使用的用于覆盖窗的薄膜的基材薄膜，则不作特别限制，例如，所述基材层可以包含选自酯类聚合物、碳酸酯类聚合物、苯乙烯类聚合物和丙烯酸类聚合物等中的任一种以上。在具体的实例中，所述基材层可以包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等中的任一种以上，但并不受限于此。
根据本发明的一个实施方案，所述基材层可以是单层，也可以是层压两层以上的多层。具体地，所述基材层可以是在两个以上的基材薄膜的界面上包括光学粘合层而层压的。
根据本发明的一个实施方案，所述基材层的厚度可以为50-300μm，优选可以为100-300μm，更优选可以为150-250μm。通过具有如上所述的厚度，满足机械物理性能，而且在层压聚酰亚胺类薄膜时，可以显著减少光的畸变现象。
根据本发明的一个实施方案，在具体的实例中，所述光学粘合层可以包含选自光学透明粘合剂(Optical clear adhesive，OCA)、光学透明树脂(Optical clear resin，OCR)和压敏粘合剂(Pressure sensitive adhesive，PSA)等中的任一种以上，但并不受限于此。
根据本发明的一个实施方案，所述用于覆盖窗的薄膜的基材层与聚酰亚胺类薄膜的界面上还可以包括第二光学粘合层。
具体地，形成在所述基材层与聚酰亚胺类薄膜的界面上的第二光学粘合层可以是与上述基材层内的光学粘合层相同或不同的物质，例如，所述第二光学粘合层可以形成为20-120μm的厚度，优选可以形成为20-50μm的厚度。当形成为上述范围的厚度时，用于覆盖窗的薄膜整体上可以实现优异的光学特性和改善光畸变的效果。
根据本发明的一个实施方案，所述用于覆盖窗的薄膜的表面硬度高且具有优异的柔韧性，并且与钢化玻璃相比轻且对变形的耐久性优异，因此作为柔性显示面板的最外面的窗口基板是优异的。
本发明的另一个实施方案提供一种包括显示面板和形成在所述显示面板上的上述用于覆盖窗的薄膜的显示装置。
根据本发明的一个实施方案，就所述显示装置而言，只要是需要优异的光学特性的领域，则不作特别限制，可以选择并提供适合所述显示装置的显示面板。优选地，所述用于覆盖窗的薄膜可以应用于柔性显示装置，在具体的实例中，可以应用于选自液晶显示装置、电致发光显示装置、等离子体显示装置、场发射显示装置等各种图像显示装置等中的任一种以上的图像显示装置，但并不受限于此。
包括上述本发明的用于覆盖窗的薄膜的显示装置显示出的显示质量优异，而且显著减少由光引起的畸变现象，特别是显著改善产生彩虹纹的彩虹现象，并且具有优异的可视性，因此可以最小化用户的眼睛的疲劳感。
通过实施例对本发明的聚酰亚胺类薄膜、用于覆盖窗的薄膜和包括该用于覆盖窗的薄膜的显示装置进行更详细的说明。但是，下述实施例仅仅是用于详细说明本发明的一个参考，本发明并不限定于此，本发明可以通过各种实施方案实现。
此外，除非另有定义，否则所有技术术语和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。本发明的说明书中使用的术语仅用于有效地描述特定实施例，并不用于限制本发明。
此外，说明书中没有特别描述的添加剂的单位可以是重量％。
如下测量本发明的物理性能。
(1)表面硬度(H)
聚酰亚胺类薄膜的表面硬度(H)是利用纳米压痕(Nanoindentation)法进行测量，并且通过式H＝W/A(W：载荷，A：接触面积)计算。利用纳米压痕法评价变形时，发生变形的接触面积(A)无法直接通过施加非常低的载荷时的压痕计算。取而代之地，纳米压痕法中利用尖端半径为μm以下尺寸的金刚石压头，在样品表面上施加mN以下的低载荷并测量产生的压入深度，以此计算接触面积。利用通过该测量获得的载荷-位移曲线图，可以对材料的弹塑性变形进行定量评价。图1中示出典型的载荷-位移曲线的一个实例。其中，图1中的斜率(S)表示载荷-位移的梯度(dP/dh)，一般采用最大载荷(Pmax)下的曲线梯度。
所述接触面积(A)通过下述式计算。
A＝K·hc2，K＝3×31/2tan2α
此时，参考图2，在hc＝ht-ε·W/S中，ε是压头的固有常数，S是载荷-位移的梯度。α是根据hc和ht的金刚石压头与样品的接触状态的表面轮廓测量的值，并且是根据所使用的压头的角度。hc表示从样品的自由表面到接触点的深度，ht表示通过压头施加载荷时的最大压入深度。
在图2中，1是样品的初始表面，2是通过压头施加载荷时的样品表面的轮廓，3是去除压头后的样品表面的轮廓。
在本发明中，表面硬度是利用MTS***公司制造的纳米压痕仪(Nano IndenterTMXP/DCM)进行测量。使用的压头是三棱锥压头(ε＝0.726，α＝45°)。测量硬度时，载荷为10-100μN，计算在2cm×2cm的样品中在五个位置处测量的数值的平均值。就测试样品而言，在25℃下将实施例和比较例中制备的聚酰亚胺类薄膜在2-甲氧基乙醇中浸渍5分钟，然后利用无尘布去除表面的2-甲氧基乙醇后进行测量。
表面硬度变化率＝(浸渍在2-甲氧基乙醇中之前的表面硬度-浸渍在2-甲氧基乙醇中之后的表面硬度)/浸渍在2-甲氧基乙醇中之前的硬度×100
(2)雾度(％)
对于实施例和比较例中制备的聚酰亚胺类薄膜，利用雾度计(HAZEMETER，NipponDenshoku，NDH 5000A)并根据ASTM D1003的规定进行测量。雾度增长率是测量在甲基乙基酮中浸渍5分钟前后的雾度并如下计算。
雾度增长率＝(浸渍在甲基乙基酮中之前的雾度-浸渍在甲基乙基酮中之后的雾度)/浸渍在甲基乙基酮中之前的雾度×100
(3)彩虹评价
通过目视确认是否存在由光干涉引起的可见光区域的彩虹(rainbow)现象。此时，为了清楚地确认彩虹现象，对用于覆盖窗的薄膜涂层的另一面进行处理以使其变黑，然后在暗室中在三波长灯下进行评价。根据产生彩虹的程度，分为不良、普通、优异来评价，并且评价基准如下。
○：优异(未看到彩虹，并且显示均匀的色彩)
△：普通(看到弱的彩虹现象，并且显示均匀的色彩)
X：不良(看到强烈的彩虹，并且显示强烈的色彩)
[制备例1]
在氮气气氛下，在反应器中加入100重量份的二甲基乙酰胺(DMAc)和2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺(TFMB)并充分搅拌，然后加入10重量份的4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)并充分搅拌至溶解。之后，加入10重量份的环丁烷四甲酸二酐(CBDA)并充分搅拌至溶解。之后，加入80重量份的对苯二甲酰氯(TPC)并搅拌6小时使其溶解并反应，制得聚酰胺酸树脂组合物。调整各单体的含量，以使聚酰胺酸树脂组合物的固含量为6.5重量％。在所述组合物中加入总二酐摩尔数的2.5倍的吡啶(Pyridine)和乙酸酐(Acetic Anhydride)，并在60℃下搅拌1小时。之后，使溶液在过量的甲醇中沉淀后进行过滤，将获得的固体在50℃下真空干燥6小时以上，获得聚酰胺酰亚胺粉末。将所述粉末在DMAc中稀释并溶解至20重量％，制得用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物。
利用涂布器(applicator)和棒涂法，将获得的用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物在玻璃基板上进行溶液浇铸。之后，在真空烘箱中在270℃下热处理1小时，然后在常温下冷却，并将形成在玻璃基板上的薄膜与基板分离，获得厚度为45μm的聚酰胺酰亚胺薄膜。
[制备例2]
在氮气气氛下，在反应器中加入二甲基乙酰胺(DMAc)和2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺(TFMB)并充分搅拌，然后加入对苯二甲酰氯(TPC)并搅拌6小时使其溶解并反应。之后，利用过量的甲醇沉淀并进行过滤而获得反应产物，将所述反应产物在50℃下真空干燥6小时以上，并再次在氮气气氛下与DMAc一起加入到反应器中并使其溶解，并加入4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)并充分搅拌至溶解。接着，在溶液中加入总二酐的添加量的2.5倍摩尔的吡啶(Pyridine)和乙酸酐(Acetic Anhydride)，并在60℃下搅拌1小时。此时，将各单体的量调节为TFMB:6FDA:TPC的摩尔比为100:14:86，并将溶液的固含量调节为12重量％。在25℃下利用布鲁克菲尔德(Brookfield)粘度计进行测量时，最终获得的聚酰胺酰亚胺的粘度为33000cps。
利用涂布器(applicator)和棒涂法，将获得的用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物在玻璃基板上进行溶液浇铸。之后，在真空烘箱中在270℃下热处理1小时，然后在常温下冷却，并将形成在玻璃基板上的薄膜与基板分离，获得厚度为52μm的聚酰胺酰亚胺薄膜。
[制备例3]
在氮气气氛下，在反应器中加入二甲基乙酰胺(DMAc)和2,2'-双(三氟甲基)-联苯胺(TFMB)并充分搅拌，然后加入对苯二甲酰氯(TPC)并搅拌6小时使其溶解并反应。之后，利用过量的甲醇沉淀并进行过滤而获得反应产物，将所述反应产物在50℃下真空干燥6小时以上，并再次在氮气气氛下与DMAc一起加入到反应器中并使其溶解，并加入4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)并充分搅拌至溶解。接着，在溶液中加入总二酐的添加量的2.5倍摩尔的吡啶(Pyridine)和乙酸酐(Acetic Anhydride)，并在60℃下搅拌1小时。此时，将各单体的量调节为TFMB:6FDA:TPC的摩尔比为100:14:86，并将溶液的固含量调节为12重量％。在25℃下利用布鲁克菲尔德(Brookfield)粘度计进行测量时，最终获得的聚酰胺酰亚胺的粘度为33000cps。
利用狭缝式涂布模具(Slot-die)，将获得的用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物在黄色(Yellow)PI(Ube公司的Upilex-S125)薄膜上进行溶液浇铸。之后，在真空烘箱中在270℃下热处理1小时，然后在常温下冷却，并分离形成在黄色PI薄膜上的薄膜，获得厚度为58μm的聚酰胺酰亚胺薄膜。
[制备例4至制备例10]
将2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(ECTMS，TCI公司)和水以24.64g:2.70g(0.1mol:0.15mol)的比例混合制备反应溶液，并加入到250ml的两口(2-neck)烧瓶中。在所述混合物中加入0.1ml的四甲基氢氧化铵(Aldrich公司)催化剂和100ml的四氢呋喃(Aldrich公司)，并在25℃下搅拌36小时。之后，进行层分离，并用二氯甲烷(Aldrich公司)提取产物层，用硫酸镁(Aldrich公司)去除提取物的水分，并在真空下干燥溶剂，获得环氧硅氧烷树脂。利用凝胶渗透色谱(Gel permeation chromatography，GPC)测量的结果，所述环氧硅氧烷树脂的重均分子量为2500g/mol。
将所述环氧硅氧烷树脂、交联剂、光引发剂和有机溶剂以下表1的重量比混合，准备用于形成涂层的组合物。
[表1]
[实施例1至实施例7和比较例1至比较例4]
如下表2所示，实施例1至实施例7和比较例1至比较例4中制备的是利用制备例4至制备例10的用于形成涂层的组合物在制备例1至制备例3中制备的聚酰亚胺类薄膜的一面上形成涂层的用于覆盖窗的薄膜。
即，对制备例1至制备例3中制备的聚酰亚胺类薄膜的两面进行表面处理。此时，如表2所示，表面处理分别通过在溶剂蒸气气氛下进行热处理或在氮气气氛下进行热处理的方法进行，当在溶剂蒸气气氛下进行时，在280℃下进行热处理，当在氮气(N2)气氛下进行时，在聚酰亚胺类薄膜的Tg+10℃的温度下进行热处理。
在如上所述的经表面处理的聚酰亚胺类薄膜上形成涂层，然后利用狭缝式涂布模具(Slot-die)，将制备例4至制备例10的用于形成涂层的组合物进行溶液浇铸，以使固含量为150g/m2。
浇铸后，使用干燥机在60℃下干燥3分钟，并以1000mJ/cm2的紫外线灯的光量进行照射，制得在聚酰亚胺类薄膜上形成涂层的用于覆盖窗的薄膜。
[表2]
-空气(Air)面：与形成聚酰亚胺类薄膜时使用的支撑体(玻璃或黄色PI薄膜面)相反的一面。
-带(Belt)面：与空气面相反的一面。
对形成涂层前的所述经表面处理的聚酰亚胺类薄膜的浸渍在2-甲氧基乙醇中之前的表面硬度进行测量并示于下表3中，之后，将形成涂层前的所述经表面处理的聚酰亚胺类薄膜在25℃的2-甲氧基乙醇中浸渍5分钟后利用无尘布去除表面的2-甲氧基乙醇，然后测量表面硬度变化率并示于表3中。
[表3]
对制备所述实施例1至实施例7和比较例1至比较例4的用于覆盖窗的薄膜时使用的经表面处理的聚酰亚胺薄膜，测量浸渍在甲基乙基酮中之前的雾度并示于表4中，之后，将所述经表面处理的聚酰亚胺薄膜在25℃的甲基乙基酮中浸渍5分钟后利用无尘布去除表面的甲基乙基酮，然后测量雾度变化率并示于表4中。此外，对实施例1至实施例7和比较例1至比较例4中制备的用于覆盖窗的薄膜进行彩虹评价，并示于表4中。
[表4]
如所述表3所示，本发明的表面硬度变化率满足6-35％的实施例的情况下，可以确认也可以减少恶劣环境中的雾度增长率，特别是可以抑制产生彩虹纹的彩虹现象，因此可视性优异。而且，这可以通过将所述聚酰亚胺类薄膜在溶剂蒸气气氛下进行热处理后形成涂层来实现。特别地，将所述聚酰亚胺类薄膜在极性溶剂蒸气气氛下在260-300℃的温度下进行10-60分钟时，确认了具有满足6-35％的表面硬度变化率，并且在满足该表面硬度变化率的聚酰亚胺类薄膜上形成涂层，从而可以实现期望的物理性能。
因此，就本发明的用于覆盖窗的薄膜而言，即使在所述聚酰亚胺类薄膜上形成涂层，显示质量也优异，并且显著减少由光引起的畸变现象。因此，可以提供一种显示装置，所述显示装置的产生彩虹纹的彩虹现象得到显著改善，并且具有优异的可视性，因此可以最小化用户的眼睛的疲劳感。
如上所述通过特定的内容和限定的实施例对本发明进行了说明，但这仅仅是为了有助于更全面地理解本发明而提供，本发明并不限定于上述实施例，本发明所属领域中具有通常知识者可以通过这种记载进行各种修改和变形。
因此，本发明的思想不应限定于说明的实施例，本发明的权利要求和与权利要求等同或具有等价变形的所有内容都属于本发明思想的范畴。
Claims (9)
1.一种聚酰亚胺类薄膜，所述聚酰亚胺类薄膜的如下定义的表面硬度变化率为6-35％，
其中，H0是浸渍在2-甲氧基乙醇中之前测量的聚酰亚胺类薄膜的表面硬度，H1是在25℃的2-甲氧基乙醇中浸渍5分钟后测量的聚酰亚胺类薄膜的表面硬度，所述表面硬度的单位是GPa，
所述聚酰亚胺类薄膜由用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物制备，所述用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物包含聚酰胺酰亚胺树脂和有机溶剂；所述聚酰胺酰亚胺树脂是由包含二酐、二胺和芳香族二酰氯的单体混合物通过聚合得到的，
所述聚酰亚胺类薄膜通过以下方法制备：通过将所述用于形成聚酰亚胺类薄膜的组合物涂布在基板上并干燥来形成薄膜，将形成的薄膜的两面在极性溶剂蒸气气氛下在260-300℃的温度下进行热处理10-60分钟，获得所述聚酰亚胺类薄膜。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺类薄膜，其中，所述聚酰亚胺类薄膜具有10％-30％的表面硬度变化率。
3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺类薄膜，其中，H0为0.1-0.2GPa。
4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺类薄膜，其中，将所述聚酰亚胺类薄膜在25℃的甲基乙基酮中浸渍5分钟后测量雾度时，与浸渍前测量的雾度相比，增长率为100％以下。
5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺类薄膜，其中，所述聚酰亚胺类薄膜的浸渍前测量的雾度为1.5％以下。
6.一种用于覆盖窗的薄膜，其包括：
权利要求1至5中任一项所述的聚酰亚胺类薄膜；以及
形成在所述聚酰亚胺类薄膜上的涂层。
7.根据权利要求6所述的用于覆盖窗的薄膜，其中，所述涂层是选自硬涂层、修复层、冲击扩散层、自洁层、防指纹层、防刮擦层、低折射层和冲击吸收层中的任一种以上。
8.根据权利要求6所述的用于覆盖窗的薄膜，其中，相对于聚酰亚胺类薄膜的总面积，所述涂层的固含量为0.01-200g/m2。
9.一种显示装置，其包括显示面板和形成在所述显示面板上的权利要求6所述的用于覆盖窗的薄膜。
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