TW202122463A - 光學膜 - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於一種可撓性顯示裝置之材料等所使用之光學膜及聚醯亞胺系樹脂、以及具備該光學膜之可撓性顯示裝置。
液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等顯示裝置廣泛用於行動電話或智慧型手錶等各種用途。先前一直使用玻璃作為此種顯示裝置之前面板,但玻璃之剛性非常高,容易破裂,因此難以用作可撓性顯示裝置之前面板材料。作為一種代替玻璃之材料,正在研究使用聚醯亞胺系樹脂等聚合物之耐熱性等較高之光學膜。
於專利文獻1中揭示有具有聯苯-4,4'二醇類與2個偏苯三甲酸類酯化所形成之酯型四羧酸二酐作為單體成分之聚醯亞胺樹脂,及由該聚醯亞胺樹脂形成之聚醯亞胺膜。由此種聚醯亞胺樹脂形成之聚醯亞胺膜就具有高耐熱性及低線熱膨脹係數之方面而言有利。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2014/046180號
[發明所欲解決之問題]
作為可撓性顯示裝置之材料之前面板用膜亦發揮保護可撓性顯示裝置內部構件之作用,為了緩和來自外部之衝擊等,要求增大其厚度。但是,可知如專利文獻1之聚醯亞胺樹脂包含源自酯型四羧酸二酐之剛性結構,因此所獲得之聚醯亞胺膜之透明性不充分,尤其是若厚度變大,則霧度明顯增加且透過率明顯降低,無法確保可撓性顯示裝置之材料等所需之透明性。又,可撓性顯示裝置之材料等所使用之光學膜亦要求優異之耐折性。
因此,本發明之目的在於提供一種透明性及耐折性優異之光學膜及聚醯亞胺系樹脂、以及具備該光學膜之可撓性顯示裝置。
[解決問題之技術手段]
本發明人為了解決上述問題而銳意研究,結果發現若於包含聚醯亞胺系樹脂之光學膜中,作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之結構,且調整聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量,則可解決上述問題,從而完成了本發明。即,本發明包含以下之適宜形態。
[1]一種光學膜,其係包含聚醯亞胺系樹脂者,且
該聚醯亞胺系樹脂包含式(1)所表示之結構單元:
[化1]
[式(1)中,X表示二價有機基,
Y表示四價有機基,
*表示鍵結鍵],
作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之結構:
[化2]
[式(3)中,R1
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基,
R2
~R5
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之一價烴基,
m相互獨立地表示0~3之整數,
n表示1~4之整數,
*表示鍵結鍵,其中,於具有R2
~R5
之至少1個苯環中,R2
~R5
中之至少1個為可具有鹵素原子之一價烴基],
且上述聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量為160,000以上。
[2]如[1]所記載之光學膜,其中作為式(1)中之X,包含二價芳香族基、二價脂環族基及二價脂肪族基之至少1種。
[3]如[1]或[2]所記載之光學膜,其中作為式(1)中之X,包含式(4)所表示之結構:
[化3]
[式(4)中,A表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、可具有鹵素原子之二價烴基、-SO2
-、-S-、-CO-、-PO-、-PO2
-、-N(RA1
)-或-Si(RA2
)2
-,
RA1
及RA2
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之烷基,R6
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基,
s相互獨立地表示0~4之整數,
*表示鍵結鍵]。
[4]如[1]至[3]中任一項所記載之光學膜,其厚度為35 μm以上。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載之光學膜,其全光線透過率為85%以上。
[6]如[1]至[5]中任一項所記載之光學膜,其黃度為3.0以下。
[7]如[1]至[6]中任一項所記載之光學膜,其彈性模數為3.5 GPa以上。
[8]如[1]至[7]中任一項所記載之光學膜,其係可撓性顯示裝置之前面板用膜。
[9]一種可撓性顯示裝置,其具備如[1]至[8]中任一項所記載之光學膜。
[10]如[9]所記載之可撓性顯示裝置,其進而具備觸控感測器。
[11]如[9]或[10]所記載之可撓性顯示裝置,其進而具備偏光板。
[12]一種聚醯亞胺系樹脂,其包含式(1)所表示之結構單元:
[化4]
[式(1)中,X表示二價有機基,
Y表示四價有機基,
*表示鍵結鍵],
且作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之結構:
[化5]
[式(3)中,R1
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基,
R2
~R5
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之一價烴基,
m相互獨立地表示0~3之整數,
n表示1~4之整數,
*表示鍵結鍵,其中,於具有R2
~R5
之至少1個苯環中,R2
~R5
中之至少1個為可具有鹵素原子之一價烴基],
且上述聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量為160,000以上。
[發明之效果]
本發明之光學膜之透明性及耐折性優異。因此,適宜用於可撓性顯示裝置之材料等。
[光學膜]
本發明之光學膜包含聚醯亞胺系樹脂。
<聚醯亞胺系樹脂>
本發明之光學膜所包含之聚醯亞胺系樹脂包含式(1)所表示之結構單元:
[化6]
[式(1)中,X表示二價有機基,
Y表示四價有機基,
*表示鍵結鍵]。
於式(1)中,Y相互獨立地表示四價有機基,較佳為表示碳數4~80之四價有機基,更佳為表示具有環狀結構之碳數4~60之四價有機基。作為環狀結構,可列舉:脂環、芳香環、雜環結構。上述有機基係有機基中之氫原子可經取代基取代之有機基,該取代基較佳為鹵素原子、可具有鹵素原子之烴基(例如烷基、芳基等)、烷氧基或芳氧基,於此情形時,可具有鹵素原子之烴基、烷氧基或芳氧基之碳數較佳為1~8。作為本發明之一實施方式之聚醯亞胺系樹脂可包含複數種Y,複數種Y相互可相同,亦可不同。
本發明中之聚醯亞胺系樹脂之特徵在於:作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之結構:
[化7]
[式(3)中,R1
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基,
R2
~R5
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之一價烴基,
m相互獨立地表示0~3之整數,
n表示1~4之整數,
*表示鍵結鍵,其中,於具有R2
~R5
之至少1個苯環中,R2
~R5
中之至少1個為可具有鹵素原子之一價烴基],
且上述聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量為160,000以上。
根據本發明人,可知於如專利文獻1所記載之式(1)中之Y包含式(3)所表示之結構的聚醯亞胺系樹脂中,尤其是若所獲得之光學膜之厚度變大,則該膜之透明性不充分。進而,亦可知使具有此種結構之聚醯亞胺系樹脂聚合之反應溶液之黏度較高,難以進行聚合,因此難以提高聚醯亞胺系樹脂之分子量。
本發明人藉由使樹脂之製造條件最佳化,成功使該聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量增加至160,000以上,結果意外發現包含該聚醯亞胺系樹脂之光學膜之透明性明顯提昇。進而,亦發現光學膜之耐折性提昇。
因此,包含本發明之聚醯亞胺系樹脂之光學膜可具有優異之透明性及耐折性。另一方面,若光學膜所包含之聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量未達160,000,則有無法獲得具有充分之透明性及耐折性之光學膜之傾向。
本發明中之聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量(以下,有時簡稱為Mw)為160,000以上,較佳為180,000以上,更佳為200,000以上,進而較佳為250,000以上,進而更佳為300,000以上,尤佳為350,000以上,且較佳為1,000,000以下,更佳為800,000以下,進而較佳為700,000以下,尤佳為600,000以下。若聚醯亞胺系樹脂之Mw為上述下限以上,則容易進一步提昇所獲得之光學膜之透明性、彈性模數及耐折性,若Mw為上述上限以下,則容易抑制樹脂清漆之凝膠化,容易提昇所獲得之光學膜之光學特性。再者,重量平均分子量例如可進行凝膠滲透層析法(以下,有時稱為GPC)測定,藉由標準聚苯乙烯換算來求出,例如可藉由實施例所記載之方法求出。
於式(3)中,R1
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基。作為鹵素原子,例如可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。作為烷基,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基丙基、正己基等。作為烷氧基,例如可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、環己氧基等。作為芳基,例如可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等。作為芳氧基,例如可列舉:苯氧基、萘氧基、聯苯氧基等。R1
相互獨立地較佳為表示鹵素原子、可具有鹵素原子之碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基、碳數6~12之芳基或碳數6~12之芳氧基。就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,R1
相互獨立地較佳為可具有鹵素原子之烷基或烷氧基,更佳為可具有鹵素原子之碳數1~6之烷基或碳數1~6之烷氧基。
於式(3)中,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,m相互獨立地表示0~3之整數,較佳為0~2之整數,更佳為0或1,進而較佳為0。
於式(3)中,R2
、R3
、R4
及R5
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之一價烴基,於具有R2
~R5
之至少1個苯環中,R2
~R5
中之至少1個為可具有鹵素原子之一價烴基。作為烴基,可列舉:芳香族烴基、脂環族烴基、脂肪族烴基。作為芳香族烴基,例如可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等芳基等。作為脂環族烴基,可列舉:環戊基、環己基等環烷基等。作為脂肪族烴基,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基丙基、正己基、正庚基、正辛基、第三辛基、正壬基、正癸基等烷基等。作為鹵素原子,可列舉上文所記載者。R2
~R5
相互獨立地較佳為表示氫原子,或可具有鹵素原子之碳數6~12之芳基、碳數4~8之環烷基或碳數1~6之烷基。就容易提高樹脂對溶劑之溶解性以及光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,R2
~R5
相互獨立地較佳為氫原子或可具有鹵素原子之烷基,更佳為氫原子或可具有鹵素原子之1~6之烷基,進而較佳為氫原子或可具有鹵素原子之1~3之烷基。又,就容易提高樹脂對溶劑之溶解性以及光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,於具有R2
~R5
之至少1個苯環中,較佳為R2
~R5
中之至少2個為可具有鹵素原子之一價烴基,更佳為R2
~R5
中之至少3個為可具有鹵素原子之一價烴基。
於式(3)中,n表示1~4之整數,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,n較佳為1~3之整數,更佳為2或3,進而較佳為2。再者,式(1)所表示之結構單元可包含一種或複數種式(3)所表示之結構作為Y。
於本發明之較佳實施方式中,式(3)係由式(3')表示。
[化8]
[式(3')中,*表示鍵結鍵]
即,式(1)中之複數個Y之至少一部分由式(3')表示。若為此種形態,則容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。
於本發明之一實施方式中,相對於式(1)所表示之結構單元之總莫耳量(100莫耳%),式(1)所表示之結構單元中Y由式(3)表示之結構單元之比率較佳為30莫耳%以上,更佳為50莫耳%以上,進而較佳為70莫耳%以上。若Y由式(3)表示之結構單元之比率為上述下限以上,則容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。Y由式(3)表示之結構單元之比率之上限為100莫耳%以下。Y由式(3)表示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比算出。
本發明之聚醯亞胺系樹脂中,作為式(1)中之Y,亦可進而包含式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)所表示之結構。
[化9]
於式(20)~式(29)中,*表示鍵結鍵,W1
表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、可具有鹵素原子之二價烴基、例如-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-Ar-、-SO2
-、-S-、-CO-、-PO-、-PO2
-、-N(RW1
)-或-Si(RW2
)2
-、-O-Ar-O-、-Ar-O-Ar-、-Ar-CH2
-Ar-、-Ar-C(CH3
)2
-Ar-或Ar-SO2
-Ar-。Ar表示可具有氟原子之碳數6~20之伸芳基,作為具體例,可列舉伸苯基。RW1
及RW2
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之烷基。再者,可為式(20)~式(29)所表示之基中之氫原子被取代為甲基、氟基、氯基或三氟甲基而成之基;以及碳數6以下之四價鏈式烴基。再者,式(20)~(29)中之環上之氫原子可被取代為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基。作為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基及碳數6~12之芳基,分別可列舉上文中作為式(3)之R1
所例示者。
於式(20)~式(29)所表示之基中,就容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,較佳為式(26)、式(28)或式(29)所表示之基,更佳為式(26)所表示之基。又,就容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,W1
較佳為表示單鍵、-O-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或C(CF3
)2
-,更佳為表示單鍵、-O-、-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或C(CF3
)2
-,進而較佳為表示單鍵、-C(CH3
)2
-或C(CF3
)2
-,尤佳為表示單鍵或C(CF3
)2
-,最佳為表示-C(CF3
)2
-。
於本發明之較佳實施方式中,式(26)由式(5)表示。
[化10]
[式(5)中,B表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、可具有鹵素原子之二價烴基、-SO2
-、-S-、-CO-、-COO-、-PO-、-PO2
-、-N(RB1
)-或-Si(RB2
)2
-,
RB1
及RB2
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之烷基,
R7
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基,
t相互獨立地表示0~3之整數,
*表示鍵結鍵]
若聚醯亞胺系樹脂中,作為式(1)中之Y,進而包含式(5)所表示之結構,則容易提高樹脂對溶劑之溶解性、以及光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。
於式(5)中,R7
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基。作為鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基及芳氧基,分別可列舉上文中作為式(3)之R1
所例示者。就光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,R7
相互獨立地較佳為表示可具有鹵素原子之碳數1~6之烷基,更佳為表示可具有鹵素原子之碳數1~3之烷基。
於式(5)中,t表示0~3之整數,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,較佳為表示0~2之整數,更佳為表示0或1,進而較佳為0。
式(5)中之B相互獨立地表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、可具有鹵素原子之二價烴基、-SO2
-、-S-、-CO-、-COO-、-PO-、-PO2
-、-N(RB1
)-或-Si(RB2
)2
-,RB1
及RB2
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之烷基。
作為可具有鹵素原子之二價烴基,可列舉式(3)中之R2
~R5
中之可具有鹵素原子之一價烴基中進而去除1個氫原子而成的二價基。可具有鹵素原子之二價烴基可代替該基所包含之氫原子中之2個氫原子而形成環以,即,可用鍵結鍵取代該2個氫原子,使該2個鍵結鍵連結而形成環,作為該環,例如可列舉碳數3~12之環烷烴環等。又,作為式(5)中之B所包含之-N(RB1
)-及-Si(RB2
)2
-中之RB1
及RB2
中可具有鹵素原子之烷基,可列舉上文中作為式(3)中之R1
中可具有鹵素原子之烷基所例示者。
作為式(5)中之B,就容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,較佳為單鍵、或可具有鹵素原子之二價烴基,更佳為單鍵、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,進而較佳為單鍵、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,進而更佳為單鍵或-C(CF3
)2
-,尤佳為-C(CF3
)2
-。
於本發明之較佳實施方式中,式(5)由式(5')表示。
[化11]
[式(5')中,*表示鍵結鍵]
即,式(1)中之複數個Y之至少一部分由式(5')表示。若為此種形態,則容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。
於本發明之一實施方式中,於作為式(1)中之Y,包含式(5)所表示之結構之情形時,相對於式(1)所表示之結構單元之總莫耳量,Y由式(5)表示之結構單元之比率較佳為5莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上,進而較佳為15莫耳%以上,進而更佳為20莫耳%以上,尤佳為25莫耳%以上,尤其更佳為30莫耳%,且較佳為80莫耳%以下,更佳為70莫耳%以下,進而較佳為60莫耳%以下。若Y由式(5)表示之結構單元之比率處於上述範圍內,則容易提昇光學膜之透明性、彈性模數、耐折性。再者,Y由式(5)表示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比算出。
於本發明之一實施方式中,於作為式(1)中之Y,包含式(5)所表示之結構之情形時,相對於式(1)所表示之結構單元之總莫耳量,Y由式(3)表示之結構單元與Y由式(5)表示之結構單元之合計比率較佳為50莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上,進而較佳為90莫耳%以上,且較佳為100莫耳%以下。若該合計比率處於上述範圍內,則容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。再者,該合計比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比算出。
於式(1)中,X表示二價有機基,較佳為表示碳數4~40之二價有機基。
本發明中之聚醯亞胺系樹脂中,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,作為式(1)中之X,較佳為包含二價芳香族基、二價脂環族基及二價脂肪族基之至少1種,更佳為包含二價芳香族基。作為二價芳香族基,例如可列舉:上文中作為式(3)中之R2
~R5
所例示之芳香族烴基中之氫原子中1個氫原子被取代為鍵結鍵而成的二價芳香族烴基;使該二價芳香族烴基中之至少1個以上藉由連結基、例如下述V1
等連結基進行鍵結而成之基。作為二價脂環族基,例如可列舉:上文中作為式(3)中之R2
~R5
所例示之脂環族烴基中之氫原子中1個氫原子被取代為鍵結鍵而成的二價脂環族烴基;使該二價脂環族烴基中之至少1個以上藉由連結基、例如下述V1
等連結基進行鍵結而成之基。作為二價脂肪族基,例如可列舉:上文中作為式(3)中之R2
~R5
所例示之脂肪族烴基中之氫原子中1個氫原子被取代為鍵結鍵而成的二價脂肪族烴基;使該二價脂肪族烴基中之至少1個以上藉由連結基、例如下述V1
等連結基進行鍵結而成之基。
式(1)中之X較佳為表示具有脂環、芳香環、雜環結構等環狀結構之碳數4~40之二價有機基,更佳為表示碳數4~40之二價芳香族基及碳數4~40之二價脂環族基,進而較佳為表示4~40之二價芳香族基。關於該有機基,有機基中之氫原子可被取代為烴基或經氟取代之烴基,於此情形時,烴基及經氟取代之烴基之碳數較佳為1~8。於本發明之一實施方式中,本發明之聚醯亞胺系樹脂可包含複數種X,複數種X相互可相同,亦可不同。作為X,可例示:式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及式(18)所表示之基;該等式(10)~式(18)所表示之基中之氫原子被取代為甲基、氟基、氯基或三氟甲基而成之基;以及碳數6以下之鏈式烴基。
於式(10)~式(18)中,
*表示鍵結鍵,
V1
、V2
及V3
相互獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-、-CO-或-N(Q)-。此處,Q表示可具有鹵素原子之碳數1~12之一價烴基。作為可具有鹵素原子之碳數1~12之一價烴基,可列舉上文中作為式(3)之R2
~R5
中可具有鹵素原子之一價烴基所例示者。
一例為V1
及V3
為單鍵、-O-或-S-,且V2
為-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-或-SO2
-。V1
與V2
於各環之鍵結位置、及V2
與V3
於各環之鍵結位置相互獨立地相對於各環,較佳為間位或對位,更佳為對位。再者,式(10)~式(18)中之環上之氫原子可被取代為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基或碳數6~12之芳基。作為碳數1~6之烷基、碳數1~6之烷氧基及碳數6~12之芳基,分別可列舉上文中作為式(3)之R1
所例示者。
於本發明之較佳實施方式中,本發明中之聚醯亞胺系樹脂中,作為式(1)中之X,可進而包含式(4)所表示之結構。
[化13]
[式(4)中,A表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、可具有鹵素原子之二價烴基、-SO2
-、-S-、-CO-、-PO-、-PO2
-、-N(RA1
)-或-Si(RA2
)2
-,
RA1
及RA2
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之烷基,
R6
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基,
s相互獨立地表示0~4之整數,
*表示鍵結鍵]
若為此種形態,則容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。又,式(1)所表示之結構單元可包含一種或複數種式(4)所表示之結構作為X。
R6
相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基。作為鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基及芳氧基,分別可列舉上文中作為式(3)之R1
所例示者。
其中,就容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,R6
相互獨立地較佳為碳數1~6之烷基或碳數1~6之鹵代烷基,更佳為碳數1~6之烷基或碳數1~6之氟烷基,進而較佳為全氟烷基。於適宜形態中,R6
相互獨立地為甲基、氯基或三氟甲基。s相互獨立地表示0~4之整數,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,較佳為表示1~3之整數,更佳為表示1或2,進而較佳為1。
於本發明之較佳實施方式中,較佳為於各苯環中,s為1,R6
於以-A-為基準之鄰位上進行取代,且R6
為甲基、氟基、氯基或三氟甲基。
於式(4)中,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,鍵結鍵之位置以-A-為基準,相互獨立地較佳為間位或對位,更佳為對位。
式(4)中之A相互獨立地表示單鍵、-O-、二苯基亞甲基、可具有鹵素原子之二價烴基、-SO2
-、-S-、-CO-、-PO-、-PO2
-、-N(RA1
)-或-Si(RA2
)2
-,RA1
及RA2
相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之烷基。
作為可具有鹵素原子之二價烴基,可列舉式(3)之R2
~R5
中之可具有鹵素原子之一價烴基中進而去除1個氫原子而成的二價基。可具有鹵素原子之二價烴基可代替該基所包含之氫原子中之2個氫原子而形成環,即,可用鍵結鍵取代該2個氫原子,使該2個鍵結鍵連結而形成環,作為該環,例如可列舉碳數3~12之環烷烴環等。又,作為式(4)中之A所包含之-N(RA1
)-及-Si(RA2
)2
-之RA1
及RA2
中之可具有鹵素原子之烷基,可列舉上文中作為式(3)中之R1
中之可具有鹵素原子之烷基所例示者。
就容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,式(3)中之A較佳為單鍵、-CH2
-、-CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,更佳為單鍵、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-,進而較佳為單鍵或-C(CF3
)2
-,尤佳為單鍵。
於本發明之適宜實施方式中,就容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,於式(4)中,R6
相互獨立地表示碳數1~6之鹵代烷基,s表示1或2,A表示單鍵、-C(CH3
)2
-或-C(CF3
)2
-。
於本發明之適宜形態中,式(4)由式(4')表示。
[化14]
即,式(1)中之複數個X之至少一部分由式(4')表示。若為此種形態,則容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。再者,式(1)所表示之結構單元中,作為X,可包含一種或複數種式(4')所表示之結構。
於本發明之一實施方式中,於作為式(1)中之X,包含式(4)所表示之結構之情形時,相對於式(1)所表示之結構單元之總莫耳量,X由式(4)表示之結構單元之比率較佳為30莫耳%以上,更佳為50莫耳%以上,進而較佳為70莫耳%以上,且較佳為100莫耳%以下。若X由式(4)表示之結構單元之比率處於上述範圍內,則容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性。X由式(4)表示之結構單元之比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比算出。
於式(30)中,Y1
為四價有機基,較佳為有機基中之氫原子可被取代為烴基或經氟取代之烴基之有機基。作為Y1
,可例示:式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)所表示之基;該式(20)~式(29)所表示之基中之氫原子被取代為甲基、氟基、氯基或三氟甲基而成之基;以及碳數6以下之四價鏈式烴基。於本發明之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂可包含複數種Y1
,複數種Y1
相互可相同,亦可不同。
於式(31)中,Y2
為三價有機基,較佳為有機基中之氫原子可被取代為烴基或經氟取代之烴基之有機基。作為Y2
,可例示:上述式(20)、式(21)、式(22)、式(23)、式(24)、式(25)、式(26)、式(27)、式(28)及式(29)所表示之基之任一個鍵結鍵被取代為氫原子而成之基;及碳數6以下之三價鏈式烴基。於本發明之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂可包含複數種Y2
,複數種Y2
相互可相同,亦可不同。
於式(30)及式(31)中,X1
及X2
相互獨立地為二價有機基,較佳為有機基中之氫原子可被取代為烴基或經氟取代之烴基之有機基。作為X1
及X2
,可例示:上述式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、式(15)、式(16)、式(17)及式(18)所表示之基;該式(10)~式(18)所表示之基中之氫原子經甲基、氟基、氯基或三氟甲基取代之基;以及碳數6以下之鏈式烴基。
於本發明之一實施方式中,聚醯亞胺系樹脂包含式(1)所表示之結構單元、以及選自視情形包含之式(30)所表示之結構單元及式(31)所表示之結構單元的至少1個結構單元。又,就容易提昇光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,於上述聚醯亞胺系樹脂中,相對於聚醯亞胺系樹脂所包含之所有結構單元,例如式(1)所表示之結構單元、以及選自視情形包含之式(30)所表示之結構單元及式(31)所表示之結構單元之至少1個結構單元的總莫耳量,式(1)所表示之結構單元之比率較佳為80莫耳%以上,更佳為90莫耳%以上,進而較佳為95莫耳%以上。再者,聚醯亞胺系樹脂中式(1)所表示之結構單元之比率之上限為100莫耳%以下。再者,上述比率例如可使用1
H-NMR進行測定,或者亦可根據原料之添加比算出。又,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,本發明中之聚醯亞胺系樹脂較佳為聚醯亞胺樹脂。
於本發明之一個較佳實施方式中,本發明之聚醯亞胺系樹脂例如可包含氟原子等鹵素原子,該鹵素原子可藉由上述含氟取代基等導入。於聚醯亞胺系樹脂包含鹵素原子之情形時,容易降低光學膜之黃度(以下,有時記為YI值),且容易提高彈性模數及耐折性。又,若光學膜之彈性模數較高,則容易抑制產生損傷及皺褶等。又,若光學膜之YI值較低,則容易提昇該膜之透明性及視認性。鹵素原子較佳為氟原子。作為就使聚醯亞胺系樹脂中含有氟原子而言較佳之含氟取代基,例如可列舉氟基及三氟甲基。
以聚醯亞胺系樹脂之質量為基準,聚醯亞胺系樹脂中之鹵素原子之含量分別較佳為1~40質量%,更佳為5~40質量%,進而較佳為5~30質量%。若鹵素原子之含量為上述下限以上,則容易降低光學膜之YI值,且容易提高彈性模數及耐折性。若鹵素原子之含量為上述上限以下,則容易合成。
聚醯亞胺系樹脂之醯亞胺化率較佳為90%以上,更佳為93%以上,進而較佳為96%以上。就容易提高光學膜之光學特性之觀點而言,醯亞胺化率較佳為上述下限以上。又,醯亞胺化率之上限為100%以下。醯亞胺化率表示聚醯亞胺系樹脂中之醯亞胺鍵之莫耳量相對於聚醯亞胺系樹脂中之源自四羧酸化合物之結構單元之莫耳量之2倍之值的比率。再者,於聚醯亞胺系樹脂包含三羧酸化合物之情形時,醯亞胺化率表示聚醯亞胺系樹脂中之醯亞胺鍵之莫耳量相對於聚醯亞胺系樹脂中之源自四羧酸化合物之結構單元之莫耳量之2倍之值與源自三羧酸化合物之結構單元之莫耳量之合計的比率。又,醯亞胺化率可藉由IR(Infra-red Ray,紅外線)法、NMR(nuclear magnetic resonance,核磁共振)法等求出。
於本發明之一實施方式中,相對於光學膜之質量100質量%,光學膜所包含之聚醯亞胺系樹脂較佳為40質量%以上,更佳為50質量%以上,進而較佳為60質量%,尤佳為80質量%以上,且較佳為100質量%以下。
<聚醯亞胺系樹脂之製造方法>
本發明之光學膜所包含之聚醯亞胺系樹脂之製造方法並無特別限定。於本發明之一實施方式中,包含式(1)所表示之結構單元之聚醯亞胺系樹脂可藉由包括如下步驟之方法製造,即,使二胺化合物與四羧酸化合物反應而獲得聚醯胺酸之步驟;及將該聚醯胺酸醯亞胺化之步驟。再者,除四羧酸化合物以外,亦可與三羧酸化合物反應。
用於製造聚醯亞胺系樹脂之四羧酸化合物較佳為至少包含式(X)所表示之化合物。
[化16]
[式(X)中,R1
~R5
、n及m分別與式(3)中之R1
~R5
、n及m相同]
又,式(X)中之R1
~R5
、n及m之適宜形態亦與式(3)中之R1
~R5
、n及m相同。
式(X)所表示之化合物可藉由慣用方法,例如藉由使偏苯三甲酸酐或其衍生物與芳香族二醇反應而獲得,亦可使用市售品。
式(1)及式(30)所表示之結構單元通常衍生自二胺化合物與四羧酸化合物。式(31)所表示之結構單元通常衍生自二胺化合物與三羧酸化合物。
作為用於合成聚醯亞胺系樹脂之四羧酸化合物,可列舉:芳香族四羧酸二酐等芳香族四羧酸化合物;及脂肪族四羧酸二酐等脂肪族四羧酸化合物等。四羧酸化合物可單獨使用,亦可將2種以上組合使用。四羧酸化合物除二酐以外,亦可為醯氯化合物等四羧酸化合物類似物。
作為芳香族四羧酸二酐之具體例,可列舉:非縮合多環式芳香族四羧酸二酐、單環式芳香族四羧酸二酐及縮合多環式芳香族四羧酸二酐。作為非縮合多環式芳香族四羧酸二酐,例如可列舉:偏苯三甲酸酐與2,2',3,3',5,5'-六甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物(以下,有時記為TAHMBP)、偏苯三甲酸酐與2,2',3,3'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與3,3',5,5'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(以下,有時記為BPDA)、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐(以下,有時記為6FDA)、1,2-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4'-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐、4,4'-(間苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐。又,作為單環式芳香族四羧酸二酐,例如可列舉1,2,4,5-苯四羧酸二酐(亦表示為均苯四甲酸二酐,以下,有時記為PMDA),作為縮合多環式芳香族四羧酸二酐,例如可列舉2,3,6,7-萘四羧酸二酐。
其中,較佳為可列舉:偏苯三甲酸酐與2,2',3,3',5,5'-六甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與2,2',3,3'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與3,3',5,5'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、PMDA、4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)丙烷二酐、6FDA;1,2-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4'-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐及4,4'-(間苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐,更佳為可列舉:偏苯三甲酸酐與2,2',3,3',5,5'-六甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與2,2',3,3'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與3,3',5,5'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、BPDA、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、6FDA、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐及4,4'-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐。其等可單獨使用或將2種以上組合使用。
作為脂肪族四羧酸二酐,可列舉環式或非環式脂肪族四羧酸二酐。環式脂肪族四羧酸二酐係具有脂環式烴結構之四羧酸二酐,作為其具體例,可列舉:1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐等環烷烴四羧酸二酐;雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、二環己基-3,3',4,4'-四羧酸二酐;及其等之位置異構物。其等可單獨使用或將2種以上組合使用。作為非環式脂肪族四羧酸二酐之具體例,可列舉:1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐及1,2,3,4-戊烷四羧酸二酐等,其等可單獨使用或將2種以上組合使用。又,亦可組合使用環式脂肪族四羧酸二酐及非環式脂肪族四羧酸二酐。
於上述四羧酸二酐中,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,較佳為偏苯三甲酸酐與2,2',3,3',5,5'-六甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與2,2',3,3'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與3,3',5,5'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、PMDA、4,4'-氧二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基碸四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、6FDA以及其等之混合物,更佳為偏苯三甲酸酐與2,2',3,3',5,5'-六甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與2,2',3,3'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與3,3',5,5'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、6FDA以及其等之混合物,進而較佳為偏苯三甲酸酐與2,2',3,3',5,5'-六甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與2,2',3,3'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物、偏苯三甲酸酐與3,3',5,5'-四甲基-4,4'-聯苯酚之酯化物。
作為用於合成聚醯亞胺系樹脂之二胺化合物,例如可列舉:脂肪族二胺、芳香族二胺及其等之混合物。再者,於本實施方式中,「芳香族二胺」表示胺基與芳香環直接鍵結之二胺,其結構之一部分可包含脂肪族基或其他取代基。該芳香環可為單環,亦可為縮合環,可例示:苯環、萘環、蒽環及茀環等,但不限定於其等。其中,較佳為苯環。又,「脂肪族二胺」表示胺基與脂肪族基直接鍵結之二胺,其結構之一部分可包含芳香環或其他取代基。
作為脂肪族二胺,例如可列舉:六亞甲基二胺等非環式脂肪族二胺;以及1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、降𦯉烷二胺及4,4'-二胺基二環己基甲烷等環式脂肪族二胺等。其等可單獨使用或將2種以上組合使用。
作為芳香族二胺,例如可列舉:對苯二胺、間苯二胺、2,4-甲苯二胺、間苯二甲胺、對苯二甲胺、1,5-二胺基萘、2,6-二胺基萘等具有1個芳香環之芳香族二胺;4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、3,3'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯基碸、3,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯基碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-二甲基聯苯胺、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯(以下,有時記為TFMB)、4,4'-(六氟亞丙基)二苯胺(以下,有時記為6FDAM)、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氯苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氟苯基)茀等具有2個以上之芳香環之芳香族二胺。其等可單獨使用或將2種以上組合使用。
作為芳香族二胺,較佳為4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯醚、3,3'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯基碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-二甲基聯苯胺、TFMB、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯,更佳為4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基丙烷、4,4'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯基碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2'-二甲基聯苯胺、TFMB、6FDAM、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯。其等可單獨使用或將2種以上組合使用。
於上述二胺化合物中,就容易提高光學膜之透明性、彈性模數及耐折性之觀點而言,更佳為使用選自由2,2'-二甲基聯苯胺、TFMB、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、6FDAM及4,4'-二胺基二苯醚所組成之群中之1種以上,進而較佳為使用TFMB及/或6FDAM。
再者,上述聚醯亞胺系樹脂亦可於無損光學膜之各種物性之範圍內,除上述樹脂合成所使用之四羧酸化合物以外,進而與其他四羧酸及三羧酸以及其等之酐及衍生物反應而成。
作為其他四羧酸,可列舉上述四羧酸化合物之酐之水加成物。
作為三羧酸化合物,可列舉:芳香族三羧酸、脂肪族三羧酸,及其等之類似醯氯化合物、酸酐等,可將2種以上組合使用。作為具體例,可列舉:1,2,4-苯三羧酸之酐;2,3,6-萘三羧酸-2,3-酐;鄰苯二甲酸酐與苯甲酸以單鍵、-O-、-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-SO2
-或伸苯基連結而成之化合物。
於製造聚醯亞胺系樹脂時,二胺化合物及四羧酸化合物之使用量可根據樹脂之各結構單元之所需比率適當選擇。
於本發明之適宜實施方式中,相對於四羧酸化合物1莫耳,二胺化合物之使用量較佳為0.94莫耳以上,更佳為0.96莫耳以上,進而較佳為0.98莫耳以上,尤佳為0.99莫耳以上,且較佳為1.20莫耳以下,更佳為1.10莫耳以下,進而較佳為1.05莫耳以下,尤佳為1.02莫耳以下。若二胺化合物相對於四羧酸化合物之使用量處於上述範圍內,則容易將聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量調整為160,000以上。
二胺化合物與四羧酸化合物之反應溫度並無特別限定,例如可為5~200℃,反應時間亦無特別限定,例如可為30分鐘~72小時左右。於本發明之適宜實施方式中,就容易將聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量調整為160,000以上之觀點而言,反應溫度較佳為5~50℃,更佳為5~40℃,進而較佳為5~25℃,反應時間較佳為3~24小時,更佳為5~20小時。
二胺化合物與四羧酸化合物之反應較佳為於溶劑中進行。溶劑只要不會對反應造成影響即可,並無特別限定,例如可列舉:水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇、丙二醇單甲醚等醇系溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯等酯系溶劑;丙酮、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、2-庚酮、甲基異丁基酮等酮系溶劑;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烴溶劑;乙基環己烷等脂環式烴溶劑;甲苯、二甲苯等芳香族烴溶劑;乙腈等腈系溶劑;四氫呋喃及二甲氧基乙烷等醚系溶劑;氯仿及氯苯等含氯溶劑;N,N-二甲基乙醯胺(以下,有時記為DMAc)、N,N-二甲基甲醯胺(以下,有時記為DMF)等醯胺系溶劑;二甲基碸、二甲基亞碸、環丁碸等含硫系溶劑;碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等碳酸酯系溶劑;及其等之組合等。其中,就溶解性之觀點而言,可適宜使用醯胺系溶劑。
於本發明之適宜實施方式中,就容易將聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量調整為160,000以上之觀點而言,用於反應之溶劑較佳為嚴格脫水至水分量為700 ppm以下之溶劑。
二胺化合物與四羧酸化合物之反應可視需要於氮氣氛圍或氬氣氛圍等惰性氛圍,或減壓之條件下進行,就容易將聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量調整為160,000以上之觀點而言,較佳為於上述惰性氛圍下,於經嚴格控制之脫水溶劑中攪拌而進行。
作為醯亞胺化步驟所使用之醯亞胺化觸媒,例如可列舉:三丙胺、二丁基丙胺、乙基二丁胺等脂肪族胺;N-乙基哌啶、N-丙基哌啶、N-丁基吡咯啶、N-丁基哌啶及N-丙基六氫氮呯等脂環式胺(單環式);氮雜雙環[2.2.1]庚烷、氮雜雙環[3.2.1]辛烷、氮雜雙環[2.2.2]辛烷及氮雜雙環[3.2.2]壬烷等脂環式胺(多環式);以及吡啶、2-甲基吡啶(2-甲基吡啶)、3-甲基吡啶(3-甲基吡啶)、4-甲基吡啶(4-甲基吡啶)、2-乙基吡啶、3-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2,4-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、3,4-環戊烯并吡啶、5,6,7,8-四氫異喹啉及異喹啉等芳香族胺。又,就容易促進醯亞胺化反應之觀點而言,較佳為與醯亞胺化觸媒一起使用酸酐。酸酐可列舉用於醯亞胺化反應之慣用酸酐等,作為其具體例,可列舉:乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐等脂肪族酸酐;鄰苯二甲酸等芳香族酸酐等。
於本發明之適宜實施方式中,較佳為階段性進行醯亞胺化步驟,升溫至最佳反應溫度。藉由階段性醯亞胺化,容易抑制樹脂之分解,將所獲得之聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量調整為160,000以上。階段性進行之醯亞胺化步驟進行升溫之反應溫度較佳為40~85℃,更佳為45~80℃。若反應溫度處於上述範圍內,則有充分進行醯亞胺化反應之傾向,又,有於醯亞胺化步驟中醯胺酸之醯亞胺化中分子量不易降低之傾向。其反應時間較佳為30分鐘~10小時,更佳為30分鐘~5小時。若反應時間處於上述範圍內,則有如下傾向:不會引起樹脂之分解而導致分子量降低,又,不會使醯亞胺化率變低,於其後之步驟中使其分子量降低。如此,除上述合成條件以外,亦控制醯亞胺化步驟,藉此可獲得具有較大之重量平均分子量之樹脂。
聚醯亞胺系樹脂可藉由利用慣用方法、例如過濾、濃縮、萃取、晶析、再結晶、管柱層析法等分離方法或組合其等之分離方法進行分離精製而單離,於較佳形態中,可藉由於包含樹脂之反應液中加入大量甲醇等醇,使樹脂析出,進行濃縮、過濾、乾燥等而單離。
<添加劑>
本發明之光學膜除包含聚醯亞胺系樹脂以外,還可包含至少1種填料。作為填料,例如可列舉有機粒子、無機粒子等,較佳為可列舉無機粒子。作為無機粒子,可列舉:二氧化矽、氧化鋯、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化鍺、氧化銦、氧化錫、銦錫氧化物(ITO)、氧化銻、氧化鈰等金屬氧化物粒子;氟化鎂、氟化鈉等金屬氟化物粒子等,其中,就容易兼具光學膜之彈性模數與透明性之觀點而言,較佳為可列舉二氧化矽粒子、氧化鋯粒子、氧化鋁粒子,更佳為可列舉二氧化矽粒子。該等填料可單獨使用或將2種以上組合使用。
填料、較佳為二氧化矽粒子之平均一次粒徑通常為1 nm以上,較佳為5 nm以上,更佳為10 nm以上,進而較佳為15 nm以上,尤佳為20 nm以上,且較佳為100 nm以下,更佳為90 nm以下,進而較佳為80 nm以下,進而更佳為70 nm以下,尤佳為60 nm以下,最佳為50 nm以下,最佳為40 nm以下。若填料、較佳為二氧化矽粒子之平均一次粒徑處於上述範圍內,則容易兼具光學膜之彈性模數與透明性。又,容易抑制填料、較佳為二氧化矽粒子之凝集,提昇所獲得之光學膜之透明性。填料之平均一次粒徑可藉由BET法測定。再者,亦可藉由穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡之圖像解析來測定平均一次粒徑。
於本發明之光學膜含有填料、較佳為二氧化矽粒子之情形時,相對於光學膜之質量,填料之含量通常為0.1質量%以上,較佳為1質量%以上,更佳為5質量%以上,進而較佳為10質量%以上,進而更佳為20質量%以上,尤佳為30質量%以上,且較佳為60質量%以下。若填料之含量為上述下限以上,則容易兼具所獲得之光學膜之彈性模數與透明性。又,若填料之含量為上述上限以下,則容易提昇光學膜之光學特性。
本發明之光學膜可進而含有紫外線吸收劑。紫外線吸收劑可自樹脂材料之領域中通常用作紫外線吸收劑者中適當選擇。紫外線吸收劑可包含吸收400 nm以下之波長之光之化合物。作為紫外線吸收劑,例如可列舉選自由二苯甲酮系化合物、水楊酸酯系化合物、苯并***系化合物及三𠯤系化合物所組成之群中之至少1種化合物。紫外線吸收劑可單獨使用或將兩種以上組合使用。藉由光學膜含有紫外線吸收劑,樹脂之劣化得到抑制,因此於將光學膜應用於圖像顯示裝置等之情形時可提高視認性。於本說明書中,「系化合物」係指該「系化合物」所隨附之化合物之衍生物。例如,「二苯甲酮系化合物」係指具有作為母骨架之二苯甲酮、及與二苯甲酮鍵結之取代基的化合物。
於光學膜含有紫外線吸收劑之情形時,相對於光學膜之質量,紫外線吸收劑之含量較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,進而較佳為3質量%以上,且較佳為10質量%以下,更佳為8質量%以下,進而較佳為6質量%以下。根據所使用之紫外線吸收劑而適宜含量不同,若以400 nm之光線透過率成為20~60%左右之方式調節紫外線吸收劑之含量,則容易提高光學膜之耐光性,並且容易提高透明性。
本發明之光學膜亦可進而含有填料及紫外線吸收劑以外之其他添加劑。作為其他添加劑,例如可列舉:抗氧化劑、脫模劑、穩定劑、上藍劑、阻燃劑、pH調整劑、二氧化矽分散劑、潤滑劑、增黏劑及調平劑等。於含有其他添加劑之情形時,相對於光學膜之質量,其含量較佳為可為0.001~20質量%,更佳為可為0.01~15質量%,進而較佳為可為0.1~10質量%。
<光學膜>
本發明之光學膜中,作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之構成,且聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量被調整為160,000以上,因此可兼具優異之透明性與優異之耐折性。進而,本發明之光學膜之彈性模數亦優異。因此,本發明之光學膜可適宜用於可撓性顯示裝置之材料等。再者,於本說明書中,透明性可藉由全光線透過率及霧度等進行評價,透明性提高或提昇意味著全光線透過率變高,且霧度變低。
於本發明之適宜實施方式中,本發明之光學膜之全光線透過率、較佳為厚度50 μm下之全光線透過率較佳為85%以上,更佳為88%以上,進而較佳為89%以上,尤佳為90%以上,最佳為91%以上。若全光線透過率為上述下限以上,則可提昇光學膜之透明性,例如於用於顯示裝置之前面板等之情形時,可表現較高之視認性。全光線透過率之上限通常為100%以下。又,全光線透過率可依據JIS K 7105:1981,使用霧度計進行測定,例如可藉由實施例所記載之方法進行測定。又,於本說明書中,全光線透過率亦可設為本發明之光學膜之厚度範圍內之全光線透過率。
於本發明之適宜實施方式中,本發明之光學膜之霧度、較佳為厚度50 μm下之霧度較佳為2.0%以下,更佳為1.5%以下,進而較佳為1.0%以下,進而更佳為0.8%以下,尤佳為0.5%以下,最佳為0.3%以下。若光學膜之霧度為上述上限以下,則可提昇光學膜之透明性,例如於用於顯示裝置之前面板等之情形時,可表現較高之視認性。又,光學膜之霧度之下限通常為0%以上。再者,霧度可依據JIS K 7136:2000,使用霧度計等進行測定,例如可藉由實施例所記載之方法進行測定。又,於本說明書中,霧度亦可設為本發明之光學膜之厚度範圍內之霧度。
於本發明之適宜實施方式中,本發明之光學膜之YI值較佳為3.0以下,更佳為2.8以下,進而較佳為2.5以下,且通常為-5以上,較佳為-2以上。若光學膜之YI值為上述上限以下,則可提昇光學膜之透明性,於用於顯示裝置之前面板等之情形時,可表現較高之視認性。再者,YI值可使用紫外可見近紅外分光光度計,測定對300~800 nm之光之透過率,求出三刺激值(X、Y、Z),基於YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y之式算出。例如可藉由實施例所記載之方法算出。
於本發明之適宜實施方式中,本發明之光學膜之透明性及耐折性優異,此外彈性模數亦優異。本發明之光學膜之彈性模數較佳為3.5 GPa以上,更佳為4.0 GPa以上,進而較佳為4.5 GPa以上。若彈性模數為上述下限以上,則容易抑制光學膜之變形,且容易提昇耐久性。又,彈性模數之上限並無特別限定,通常為15 GPa以下。彈性模數可使用拉力試驗機進行測定。更詳細而言,彈性模數可使用拉力試驗機,於夾頭間距離50 mm及拉伸速度10 mm/分鐘之條件下測定應力-應變曲線(S-S曲線),設為其斜率,例如可藉由實施例所記載之方法進行測定。再者,彈性模數係25℃下之值。
於本發明之較佳實施方式中,本發明之光學膜之耐折性優異。本發明之光學膜於依據ASTM標準D2176-16進行之MIT耐折疲勞試驗中之耐折次數較佳為350,000次以上,更佳為400,000次以上,進而較佳為450,000次以上。若耐折次數為上述下限以上,則即便反覆彎曲亦可有效抑制龜裂或破裂等之產生。再者,MIT耐折疲勞試驗可使用MIT耐折疲勞試驗機進行測定,例如可藉由實施例所記載之方法進行測定。
全光線透過率及霧度根據光學膜之厚度發生變化,厚度越大,則全光線透過率越低,霧度越高。即,於厚度較大之膜中,難以製作全光線透過率較高且霧度較低之光學膜。
另一方面,本發明之光學膜具有高水準之透明性,因此即便厚度相對較大,亦可表現較高之全光線透過率及較低之霧度。因此,本發明之光學膜可將其厚度設為較佳為35 μm以上、更佳為40 μm以上、進而較佳為45 μm以上。又,本發明之光學膜之厚度之上限較佳為100 μm以下,更佳為80 μm以下,進而較佳為60 μm以下。光學膜之厚度可藉由膜厚計等進行測定,例如可藉由實施例所記載之方法進行測定。
本發明之光學膜之用途並無特別限定,可用於各種用途。如上所述,本發明之光學膜可為單層,亦可為積層體,可將本發明之光學膜直接使用,亦可進而與其他膜積層而使用。再者,於光學膜為積層體之情形時,將積層於光學膜之單面或兩面之所有層統稱為光學膜。
於本發明之光學膜為積層體之情形時,較佳為光學膜之至少一面具有1層以上之功能層。作為功能層,例如可列舉:硬塗層、底塗層、阻氣層、紫外線吸收層、黏著層、色相調整層、折射率調整層等。功能層可單獨使用或將兩種以上組合使用。
硬塗層之厚度並無特別限定,例如可為2~100 μm。若上述硬塗層之厚度處於上述範圍內,則有如下傾向:可提高耐衝擊性,並且不易使耐折性降低,不易產生因硬化收縮而發生捲曲之問題。硬塗層可使包含藉由活性能量線照射或熱能賦予而可形成交聯結構之反應性材料之硬塗組合物硬化來形成,較佳為藉由活性能量線照射而形成。活性能量線定義為可將產生活性種之化合物分解而產生活性種之能量線,可列舉:可見光、紫外線、紅外線、X射線、α射線、β射線、γ射線及電子束等,較佳為可列舉紫外線。上述硬塗組合物含有自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種聚合物。
上述自由基聚合性化合物係具有自由基聚合性基之化合物。作為上述自由基聚合性化合物所具有之自由基聚合性基,只要為可產生自由基聚合反應之官能基即可,可列舉包含碳-碳不飽和雙鍵之基等,具體而言,可列舉:乙烯基、(甲基)丙烯醯基等。再者,於上述自由基聚合性化合物具有2個以上之自由基聚合性基之情形時,該等自由基聚合性基分別可相同,亦可不同。就提昇硬塗層之硬度之方面而言,上述自由基聚合性化合物1分子中具有之自由基聚合性基之數量較佳為2以上。作為上述自由基聚合性化合物,就反應性較高之方面而言,較佳為可列舉具有(甲基)丙烯醯基之化合物,具體而言,可列舉:1分子中具有2~6個(甲基)丙烯醯基、被稱為多官能丙烯酸酯單體之化合物;或被稱為環氧(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、(甲基)丙烯酸聚酯之分子內具有數個(甲基)丙烯醯基且分子量為數百至數千的低聚物,較佳為可列舉選自環氧(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯及(甲基)丙烯酸聚酯之1種以上。
上述陽離子聚合性化合物係具有環氧基、氧雜環丁基、乙烯氧基等陽離子聚合性基之化合物。就提昇硬塗層之硬度之方面而言,上述陽離子聚合性化合物1分子中具有之陽離子聚合性基之數量較佳為2以上,更佳為3以上。
又,作為上述陽離子聚合性化合物,其中較佳為具有環氧基及氧雜環丁基之至少1種作為陽離子聚合性基之化合物。環氧基、氧雜環丁基等環狀醚基就伴隨聚合反應之收縮較小之方面而言較佳。又,具有環狀醚基中之環氧基之化合物有如下優點:容易獲取多樣化結構之化合物,不會對所獲得之硬塗層之耐久性造成不良影響,亦容易控制與自由基聚合性化合物之相溶性。又,環狀醚基中之氧雜環丁基與環氧基相比,有如下優點:聚合度容易變高,毒性較低,加快由所獲得之硬塗層之陽離子聚合性化合物獲得之網絡之形成速度,即便於與自由基聚合性化合物混合存在之區域,亦不會使未反應之單體殘留於膜中,形成獨立之網絡等。
作為具有環氧基之陽離子聚合性化合物,例如可列舉:藉由利用過氧化氫、過酸等適當氧化劑將具有脂環族環之多元醇之聚縮水甘油醚、或含有環己烯環、環戊烯環之化合物環氧化而獲得之脂環族環氧樹脂;脂肪族多元醇、或其環氧烷加成物之聚縮水甘油醚、脂肪族長鏈多元酸之聚縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯之均聚物、共聚物等脂肪族環氧樹脂;藉由雙酚A、雙酚F或氫化雙酚A等雙酚類、或其等之環氧烷加成物、己內酯加成物等衍生物與表氯醇之反應而製造之縮水甘油醚,及為酚醛清漆環氧樹脂等且自雙酚類衍生之縮水甘油醚型環氧樹脂等。
上述硬塗組合物可進而包含聚合起始劑。作為聚合起始劑,可列舉:自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、自由基及陽離子聚合起始劑等,可適當選擇使用。該等聚合起始劑藉由活性能量線照射及加熱之至少一種而分解,產生自由基或陽離子而進行自由基聚合與陽離子聚合。
自由基聚合起始劑只要可釋出藉由活性能量線照射及加熱之至少任一者而開始自由基聚合之物質即可。例如,作為熱自由基聚合起始劑,可列舉:過氧化氫、過苯甲酸等有機過氧化物;偶氮二丁腈等偶氮化合物等。
作為活性能量線自由基聚合起始劑,有:藉由分子之分解而生成自由基之Type1型自由基聚合起始劑;及與三級胺共存,藉由奪氫型反應而生成自由基之Type2型自由基聚合起始劑,其等可單獨使用或併用。
陽離子聚合起始劑只要可釋出藉由活性能量線照射及加熱之至少任一者而開始陽離子聚合之物質即可。作為陽離子聚合起始劑,可使用芳香族錪塩、芳香族鋶塩、環戊二烯基鐵(II)錯合物等。其等可根據結構之不同,藉由活性能量線照射或加熱之任一者或兩者而開始陽離子聚合。
上述聚合起始劑可相對於上述硬塗組合物整體100質量%較佳為包含0.1~10質量%。若上述聚合起始劑之含量處於上述範圍內,則有如下傾向:可充分進行硬化,可使最終獲得之塗膜之機械物性或密接力處於良好之範圍內,又,不易產生由硬化收縮所引起之接著力不良或破裂現象及捲曲現象。
上述硬塗組合物可進而包含選自由溶劑及添加劑所組成之群中之一者以上。
上述溶劑只要可使上述聚合性化合物及聚合起始劑溶解或分散,且作為本技術領域之硬塗組合物之溶劑而廣為人知即可,可於不阻礙本發明之效果之範圍內使用。
上述添加劑可進而包含無機粒子、調平劑、穩定劑、界面活性劑、抗靜電劑、潤滑劑、防污劑等。
紫外線吸收層係具有吸收紫外線之功能之層,例如包含:選自紫外線硬化型透明樹脂、電子束硬化型透明樹脂及熱硬化型透明樹脂之主材;及分散於該主材之紫外線吸收劑。
黏著層係具有黏著性之功能之層,具有將光學膜與其他構件接著之功能。作為黏著層之形成材料,可使用通常已知者。例如可使用熱硬化性樹脂組合物或光硬化性樹脂組合物。於此情形時,可藉由事後供給能量而提高熱硬化性樹脂組合物或光硬化性樹脂組合物之分子量並硬化。
黏著層可為被稱為感壓型接著劑(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)之藉由按壓貼合於對象物之層。感壓型接著劑可為如下黏著劑,該黏著劑為「於常溫下具有黏著性,以較輕之壓力接著於被接著材之物質」(JIS K 6800),亦可為膠囊型接著劑,該膠囊型接著劑為「使保護覆膜(微膠囊)包含特定成分,於藉由適當方法(壓力、熱等)破壞覆膜之前可保持穩定性之接著劑」(JIS K 6800)。
色相調整層係具有調整色相之功能之層,為可將光學膜調整為目標色相之層。色相調整層例如為含有樹脂及著色劑之層。作為該著色劑,例如可列舉:氧化鈦、氧化鋅、紅丹、氧鈦系焙燒顏料、群青、鋁酸鈷及碳黑等無機顏料;偶氮系化合物、喹吖啶酮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、異吲哚啉酮系化合物、酞菁系化合物、喹酞酮系化合物、蒽系化合物及吡咯并吡咯二酮系化合物等有機顏料;硫酸鋇及碳酸鈣等體質顏料;以及鹼性染料、酸性染料及媒染染料等染料。
折射率調整層係具有調整折射率之功能之層,例如為具有不同於單層光學膜之折射率,可對光學膜賦予特定折射率之層。折射率調整層例如可為含有適當選擇之樹脂,且視情形進而含有顏料之樹脂層,亦可為金屬之薄膜。作為調整折射率之顏料,例如可列舉:氧化矽、氧化鋁、氧化銻、氧化錫、氧化鈦、氧化鋯及氧化鉭。該顏料之平均一次粒徑可為0.1 μm以下。藉由將顏料之平均一次粒徑設為0.1 μm以下,可防止透過折射率調整層之光之漫反射,防止透明度之降低。作為折射率調整層所使用之金屬,例如可列舉:氧化鈦、氧化鉭、氧化鋯、氧化鋅、氧化錫、氧化矽、氧化銦、氮氧化鈦、氮化鈦、氮氧化矽、氮化矽等金屬氧化物或金屬氮化物。
於本發明之一實施方式中,光學膜可於至少一面,即單面或兩面具有保護膜。例如於光學膜之單面具有功能層之情形時,保護膜可積層於光學膜側之表面或功能層側之表面,亦可積層於光學膜側與功能層側兩側。於光學膜之兩面具有功能層之情形時,保護膜可積層於一側功能層側之表面,亦可積層於兩側功能層側之表面。保護膜係用於暫時保護光學膜或功能層之表面之膜,只要為能夠保護光學膜或功能層之表面之可剝離膜即可,並無特別限定。作為保護膜,例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂膜;聚乙烯、聚丙烯膜等聚烯烴系樹脂膜;丙烯酸系樹脂膜等,較佳為選自由聚烯烴系樹脂膜、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂膜及丙烯酸系樹脂膜所組成之群。於光學膜具有2層保護膜之情形時,各保護膜可相同或不同。
保護膜之厚度並無特別限定,通常為10~120 μm,較佳為15~110 μm,更佳為20~100 μm。於光學膜具有2層保護膜之情形時,各保護膜之厚度可相同,亦可不同。
[光學膜之製造方法]
本發明之光學膜並無特別限定,例如可藉由包括以下步驟之方法製造:
(a)製備包含上述聚醯亞胺系樹脂之液體(有時稱為樹脂清漆)之步驟(清漆製備步驟);
(b)將樹脂清漆塗佈於基材而形成塗膜之步驟(塗佈步驟);及
(c)使塗佈之液體(塗膜)乾燥而形成光學膜之步驟(光學膜形成步驟)。
於清漆製備步驟中,將上述聚醯亞胺系樹脂溶解於溶劑中,視需要添加上述添加劑,進行攪拌混合,藉此製備樹脂清漆。
用於製備樹脂清漆之溶劑只要可溶解上述樹脂,則無特別限定。作為該溶劑,例如可列舉:DMAc、DMF等醯胺系溶劑;γ-丁內酯(以下,有時記為GBL)、γ-戊內酯等內酯系溶劑;二甲基碸、二甲基亞碸、環丁碸等含硫系溶劑;碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等碳酸酯系溶劑;及其等之組合。其中,較佳為醯胺系溶劑或內酯系溶劑。該等溶劑可單獨使用或將兩種以上組合使用。又,於樹脂清漆中亦可包含水、醇系溶劑、酮系溶劑、非環狀酯系溶劑、醚系溶劑等。清漆之固形物成分濃度較佳為1~25質量%,更佳為5~15質量%。再者,於本說明書中,清漆之固形物成分表示自清漆去除溶劑後之成分之合計量。
於塗佈步驟中,藉由公知之塗佈方法將清漆塗佈於基材上而形成塗膜。作為公知之塗佈方法,例如可列舉:線棒塗佈法、反向塗佈、凹版塗佈等輥式塗佈法、模嘴塗佈法、卡馬(comma)塗佈法、模唇塗佈法、旋轉塗佈法、網版塗佈法、噴注式塗佈法、浸漬法、噴霧法、流鑄成形法等。
於光學膜形成步驟中,可藉由使塗膜乾燥並自基材剝離,而形成光學膜。剝離後可進而進行使光學膜乾燥之乾燥步驟。塗膜之乾燥可於通常為50~350℃、較佳為50~230℃之溫度下進行。於本發明之適宜實施方式中,較佳為階段性進行乾燥。有如下情況:包含高分子量樹脂之清漆之黏度容易變高,一般難以獲得均勻膜,無法獲得透明性優異之膜。因此,藉由階段性進行乾燥,可使包含高分子量樹脂之清漆均勻乾燥,可提昇透明性。可視需要於惰性氛圍條件下進行塗膜之乾燥。又,若於真空條件下進行光學膜之乾燥,則有膜中產生、殘存微小氣泡之情況,導致透明性降低,因此較佳為於大氣壓下進行。
作為基材之例,可列舉:PET(polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)膜、PEN(polyethylene naphthalate,聚萘二甲酸乙二酯)膜、其他聚醯亞胺系樹脂或聚醯胺系樹脂膜等。其中,就耐熱性優異之觀點而言,較佳為PET膜、PEN膜等,進而,就與光學膜之密接性及成本之觀點而言,更佳為PET膜。
本發明之光學膜適宜用作顯示裝置、尤其是可撓性顯示裝置之前面板(有時稱為視窗膜)、尤其是卷軸顯示器或可摺疊顯示器之前面板。即,本發明之光學膜較佳為可撓性顯示裝置之前面板用膜。該前面板具有保護可撓性顯示裝置之顯示元件之功能。再者,可撓性顯示裝置係伴隨反覆彎曲、反覆捲起圖像顯示裝置等操作來使用之顯示裝置。此種伴隨反覆彎曲操作等來使用之可撓性顯示裝置之前面板要求高耐折性。又,前面板亦要求高視認性。與圖像顯示裝置之內部所使用之圖像顯示裝置之基板用膜相比,圖像顯示裝置之前面板,尤其是可撓性顯示裝置之前面板用膜要求高視認性,並且要求高耐折性。例如,關於本發明之膜,就容易提高用於可撓性顯示裝置之前面板之情形時之視認性的觀點而言,較佳為具有如上所述之全光線透過率、霧度及/或YI值,又,就容易提高用作可撓性顯示裝置之前面板之情形時之耐折性的觀點而言,較佳為滿足如上所述之耐折疲勞試驗中之耐折次數。
作為顯示裝置,可列舉:電視、智慧型手機、行動電話、汽車導航、平板PC(personal computer,個人電腦)、攜帶型遊戲機、電子紙、指示器、佈告欄、鐘錶及智慧型手錶等可穿戴器件等。作為可撓性顯示器,可列舉具有可撓性特性之顯示裝置,例如電視、智慧型手機、行動電話、智慧型手錶等。作為可撓性顯示裝置,可列舉具有可撓性特性之所有圖像顯示裝置,例如可列舉如上所述之卷軸顯示器或可摺疊顯示器。卷軸顯示器係如下圖像顯示裝置,即,將包含前面板之圖像顯示部分捲取為輥狀,拉出該圖像顯示部分,於平面或曲面狀態下使用,且該卷軸顯示器在每次使用時均進行輥狀地捲取等操作。又,可摺疊顯示器係如下圖像顯示裝置,即,彎曲包含前面板之圖像顯示部分,打開該圖像顯示部分,於平面或曲面狀態下使用,且該可摺疊顯示器於每次使用時均進行彎曲等操作。將此種反覆進行捲取、彎曲等操作之圖像顯示裝置稱為可撓性顯示裝置。
[可撓性顯示裝置]
本發明包含具備本發明之光學膜之可撓性顯示裝置。本發明之光學膜較佳為於可撓性顯示裝置中用作前面板,該前面板有時被稱為視窗膜。該可撓性顯示裝置包含可撓性顯示裝置用積層體及有機EL顯示面板,於相對於有機EL顯示面板為視認側配置有可撓性顯示裝置用積層體,且構成為能夠彎曲。作為可撓性顯示裝置用積層體,亦可進而含有偏光板、觸控感測器,其等之積層順序任意,較佳為自視認側起依序積層視窗膜、偏光板、觸控感測器或視窗膜、觸控感測器、偏光板。若偏光板較觸控感測器更靠視認側存在,則觸控感測器之圖案不易被視認,而顯示圖像之視認性變得變好,故而較佳。各構件可使用接著劑、黏著劑等積層。又,可具備形成於上述視窗膜、偏光板、觸控感測器之任一層之至少一面之遮光圖案。
[偏光板]
如上所述,本發明之可撓性顯示裝置較佳為進而具備偏光板、尤其是圓偏光板。圓偏光板係具有藉由於直線偏光板積層λ/4相位差板而僅使右旋或左旋圓偏振光成分透過之功能的功能層。例如用於遮斷將外界光轉換為右旋圓偏振光後於有機EL面板反射而成為左旋圓偏振光之外界光,僅使有機EL之發光成分透過,藉此抑制反射光之影響而使圖像容易看見。為了達成圓偏振光功能,直線偏光板之吸收軸與λ/4相位差板之遲相軸理論上必須為45°,但實用上為45±10°。直線偏光板與λ/4相位差板未必必須鄰接地積層,只要吸收軸與遲相軸之關係滿足上述範圍即可。較佳為於全波長下達成完全圓偏振光,但實用上未必必須如此,因此本發明中之圓偏光板亦包含橢圓偏光板。亦較佳為於直線偏光板之視認側進而積層λ/4相位差膜,使出射光成為圓偏振光,藉此提昇配戴偏光太陽眼鏡之狀態下之視認性。
直線偏光板係具有使於透過軸方向上振動之光通過,但遮斷與其垂直之振動成分之偏光之功能的功能層。上述直線偏光板可為單獨具備直線偏光元件或具備直線偏光元件及貼附於其至少一面之保護膜的構成。上述直線偏光板之厚度可為200 μm以下,較佳為0.5~100 μm。若直線偏光板之厚度處於上述範圍內,則有直線偏光板之柔軟性不易降低之傾向。
上述直線偏光元件可為藉由對聚乙烯醇(以下,有時簡稱為PVA)系膜進行染色、延伸而製造之膜型偏光元件。使碘等二色性色素吸附於藉由延伸而配向之PVA系膜或者於吸附於PVA之狀態下延伸,藉此使二色性色素配向而發揮偏光性能。於上述膜型偏光元件之製造中,除上述以外還可具有膨潤、藉由硼酸進行之交聯、藉由水溶液之洗淨、乾燥等步驟。延伸或染色步驟可單獨於PVA系膜中進行,亦可於PVA系膜與聚對苯二甲酸乙二酯之類之其他膜積層之狀態下進行。所使用之PVA系膜之厚度較佳為10~100 μm,上述延伸倍率較佳為2~10倍。
進而,作為上述偏光元件之另一例,可列舉塗佈液晶偏光組合物所形成之液晶塗佈型偏光元件。上述液晶偏光組合物可包含液晶性化合物及二色性色素化合物。上述液晶性化合物只要具有顯示液晶狀態之性質即可,尤其是若具有層列相等高次之配向狀態,則可發揮出較高之偏光性能,故而較佳。又,液晶性化合物較佳為具有聚合性官能基。
上述二色性色素化合物係與上述液晶化合物一起配向而顯示二色性之色素,可具有聚合性官能基,又,二色性色素本身亦可具有液晶性。
液晶偏光組合物所包含之化合物之任一種具有聚合性官能基。上述液晶偏光組合物可進而包含起始劑、溶劑、分散劑、調平劑、穩定劑、界面活性劑、交聯劑、矽烷偶合劑等。
上述液晶偏光層係藉由於配向膜上塗佈液晶偏光組合物,形成液晶偏光層而製造。液晶偏光層與膜型偏光元件相比,可形成為較薄之厚度,其厚度較佳為0.5~10 μm,更佳為1~5 μm。
上述配向膜例如係藉由於基材上塗佈配向膜形成組合物,並藉由摩擦、偏光照射等賦予配向性而製造。上述配向膜形成組合物包含配向劑,還可進而包含溶劑、交聯劑、起始劑、分散劑、調平劑、矽烷偶合劑等。作為上述配向劑,例如可列舉:聚乙烯醇類、聚丙烯酸酯類、聚醯胺酸類、聚醯亞胺類。於使用藉由偏光照射來賦予配向性之配向劑之情形時,較佳為使用包含肉桂酸酯基之配向劑。用作上述配向劑之高分子之重量平均分子量例如為10,000~1,000,000左右。上述配向膜之厚度較佳為5~10,000 nm,就充分地表現出配向限制力之方面而言,更佳為10~500 nm。
上述液晶偏光層可自基材剝離後轉印並積層,亦可直接積層上述基材。亦較佳為上述基材發揮作為保護膜、相位差板、視窗膜之透明基材之作用。
上述保護膜只要為透明高分子膜即可,可使用與上述視窗膜之透明基材所使用之材料或添加劑相同者。又,可為塗佈環氧樹脂等陽離子硬化組合物或丙烯酸酯等自由基硬化組合物並進行硬化所獲得之塗佈型保護膜。該保護膜亦可視需要包含塑化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、顏料或染料之類之著色劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等。該保護膜之厚度較佳為200 μm以下,更佳為1~100 μm。若保護膜之厚度處於上述範圍內,則有該膜之柔軟性不易降低之傾向。
上述λ/4相位差板係在與入射光之行進方向正交之方向,即膜之面內方向上賦予λ/4之相位差之膜。上述λ/4相位差板可為藉由使纖維素系膜、烯烴系膜、聚碳酸酯系膜等高分子膜延伸而製造之延伸型相位差板。上述λ/4相位差板亦可視需要包含相位差調整劑、塑化劑、紫外線吸收劑、紅外線吸收劑、顏料或染料之類之著色劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、抗靜電劑、抗氧化劑、潤滑劑、溶劑等。
上述延伸型相位差板之厚度較佳為200 μm以下,更佳為1~100 μm。若延伸型相位差板之厚度處於上述範圍內,則有該延伸型相位差板之柔軟性不易降低之傾向。
進而,作為上述λ/4相位差板之另一例,可列舉塗佈液晶組合物所形成之液晶塗佈型相位差板。
上述液晶組合物包含顯示向列、膽固醇狀、層列等液晶狀態之液晶性化合物。上述液晶性化合物具有聚合性官能基。
上述液晶組合物可進而包含起始劑、溶劑、分散劑、調平劑、穩定劑、界面活性劑、交聯劑、矽烷偶合劑等。
上述液晶塗佈型相位差板與上述液晶偏光層同樣地,可藉由將液晶組合物塗佈於基底上並進行硬化,形成液晶相位差層而製造。液晶塗佈型相位差板與延伸型相位差板相比,可形成為較薄之厚度。上述液晶偏光層之厚度較佳為0.5~10 μm,更佳為1~5 μm。
上述液晶塗佈型相位差板可自基材剝離後轉印並積層,亦可直接積層上述基材。亦較佳為上述基材發揮作為保護膜、相位差板、視窗膜之透明基材之作用。
一般而言,材料大多顯示出波長越短則雙折射越大,波長越長則雙折射越小之傾向。於此情形時,無法於全可見光區域達成λ/4之相位差,因此,面內相位差係以成為較佳為100~180 nm、更佳為130~150 nm之方式設計以使得相對於視感度較高之560 nm附近成為λ/4。使用具有與通常相反之雙折射率波長分散特性之材料之逆色散λ/4相位差板就視認性良好之方面而言較佳。作為此種材料,例如延伸型相位差板可使用日本專利特開2007-232873號公報等所記載者,液晶塗佈型相位差板可使用日本專利特開2010-30979號公報等所記載者。
又,作為其他方法,亦已知有藉由與λ/2相位差板進行組合而獲得寬頻帶λ/4相位差板之技術(例如日本專利特開平10-90521號公報等)。λ/2相位差板亦藉由與λ/4相位差板相同之材料方法製造。延伸型相位差板與液晶塗佈型相位差板之組合為任意,均可藉由使用液晶塗佈型相位差板而使厚度變薄。
已知有於上述圓偏光板積層正C板以提高斜方向視認性之方法(例如日本專利特開2014-224837號公報等)。正C板可為液晶塗佈型相位差板,亦可為延伸型相位差板。該相位差板之厚度方向之相位差較佳為-200~-20 nm,更佳為-140~-40 nm。
[觸控感測器]
如上所述,本發明之可撓性顯示裝置較佳為進而具備觸控感測器。觸控感測器用作輸入機構。作為觸控感測器,可列舉各種形式,例如電阻膜方式、表面聲波方式、紅外線方式、電磁感應方式、靜電電容方式,較佳為可列舉靜電電容方式。
靜電電容方式觸控感測器分為活性區域、及位於上述活性區域之外廓部之非活性區域。活性區域係對應於顯示面板中作為顯示畫面之顯示部之區域,且感知使用者之觸控的區域,非活性區域係對應於顯示裝置中作為不顯示畫面之顯示部之區域的區域。觸控感測器可包含:具有可撓性特性之基板;形成於上述基板之活性區域之感知圖案;及形成於上述基板之非活性區域,用於經由上述感知圖案及墊部與外部驅動電路連接之各感測線。關於具有可撓性特性之基板,可使用與上述視窗膜之透明基板相同之材料。
上述感知圖案可具備形成於第1方向之第1圖案、及形成於第2方向之第2圖案。第1圖案與第2圖案配置於相互不同之方向。第1圖案及第2圖案形成於同一層,為了感知觸控部位,各圖案必須電性連接。第1圖案為複數個單元圖案經由接頭相互連接之形態,但第2圖案為複數個單元圖案相互分離為島嶼形態之構造,因此為了電性連接第2圖案,必需另外之橋接電極。作為用於連接第2圖案之電極,可應用周知之透明電極。作為該透明電極之材料,例如可列舉:銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅氧化物(ZnO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、鎘錫氧化物(CTO)、PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),聚(3,4-伸乙二氧基噻吩))、奈米碳管(CNT)、石墨烯及金屬線等,較佳為可列舉ITO。其等可單獨使用或將2種以上混合使用。金屬線所使用之金屬並無特別限定,例如可列舉:銀、金、鋁、銅、鐵、鎳、鈦、硒及鉻等,其等可單獨使用或將2種以上混合使用。
橋接電極可經由位於感知圖案上部之絕緣層形成於上述絕緣層上部,於基板上形成有橋接電極,可於其上形成絕緣層及感知圖案。上述橋接電極可由與感知圖案相同之材料形成,亦可由鉬、銀、鋁、銅、鈀、金、鉑、鋅、錫、鈦或其等中之2種以上之合金形成。
第1圖案與第2圖案必須電性絕緣,因此於感知圖案與橋接電極之間形成絕緣層。該絕緣層可僅形成於第1圖案之接頭與橋接電極之間,亦可形成為覆蓋感知圖案整體之層。於覆蓋感知圖案整體之層之情形時,橋接電極可經由形成於絕緣層之接觸孔連接第2圖案。
上述觸控感測器可於基板與電極之間進而包含光學調節層,來作為用於適當補償形成有感知圖案之圖案區域與未形成有感知圖案之非圖案區域之間之透過率之差,具體為由該等區域之折射率之差所致之透光率之差的機構。該光學調節層可包含無機絕緣物質或有機絕緣物質。光學調節層可將包含光硬化性有機黏合劑及溶劑之光硬化組合物塗佈於基板上而形成。上述光硬化組合物可進而包含無機粒子。藉由上述無機粒子,可提高光學調節層之折射率。
上述光硬化性有機黏合劑可於無損本發明之效果之範圍內,例如包含丙烯酸酯系單體、苯乙烯系單體、羧酸系單體等各單體之共聚物。上述光硬化性有機黏合劑例如可為包含含環氧基重複單元、丙烯酸酯重複單元、羧酸重複單元等相互不同之各重複單元之共聚物。
作為上述無機粒子,例如可列舉:氧化鋯粒子、氧化鈦粒子、氧化鋁粒子等。
上述光硬化組合物亦可進而包含光聚合起始劑、聚合性單體、硬化助劑等各添加劑。
[接著層]
形成上述可撓性顯示裝置用積層體之視窗膜、圓偏光板、觸控感測器等層,以及構成各層之直線偏光板、λ/4相位差板等膜構件可藉由接著劑接合。作為該接著劑,可使用通常使用之接著劑等,即水系接著劑、有機溶劑系、無溶劑系接著劑、固體接著劑、溶劑昇華型接著劑、水系溶劑昇華型接著劑、濕氣硬化型接著劑、加熱硬化型接著劑、厭氧硬化型、活性能量線硬化型接著劑、硬化劑混合型接著劑、熱熔融型接著劑、感壓型接著劑、感壓型黏著劑、再濕型接著劑等,較佳為可使用水系溶劑昇華型接著劑、活性能量線硬化型接著劑、黏著劑。接著劑層之厚度可根據所需之接著力等適當調節,較佳為0.01~500 μm,更佳為0.1~300 μm。上述可撓性顯示裝置用積層體存在複數個接著層,各層之厚度及種類可相同,亦可不同。
關於上述水系溶劑昇華型接著劑,可使用聚乙烯醇系聚合物、澱粉等水溶性聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯系乳液、苯乙烯-丁二烯系乳液等水分散狀態之聚合物作為主劑聚合物。除上述主劑聚合物及水以外,亦可調配交聯劑、矽烷系化合物、離子性化合物、交聯觸媒、抗氧化劑、染料、顏料、無機填料、有機溶劑等。於藉由上述水系溶劑昇華型接著劑接著之情形時,可將上述水系溶劑昇華型接著劑注入至被接著層間並貼合被接著層後,進行乾燥,藉此賦予接著性。於使用上述水系溶劑昇華型接著劑之情形時,該接著層之厚度較佳為0.01~10 μm,更佳為0.1~1 μm。於使用複數層上述水系溶劑昇華型接著劑之情形時,各層之厚度及種類可相同,亦可不同。
上述活性能量線硬化型接著劑可藉由使包含照射活性能量線而形成接著劑層之反應性材料之活性能量線硬化組合物硬化而形成。上述活性能量線硬化組合物可含有與硬塗組合物所包含者相同之自由基聚合性化合物及陽離子聚合性化合物之至少1種聚合物。上述自由基聚合性化合物可使用與硬塗組合物中之自由基聚合性化合物相同之化合物。
上述陽離子聚合性化合物可使用與硬塗組合物中之陽離子聚合性化合物相同之化合物。
作為活性能量線硬化組合物所使用之陽離子聚合性化合物,尤佳為環氧化合物。為了降低接著劑組合物之黏度,亦較佳為包含單官能化合物作為反應性稀釋劑。
活性能量線組合物可包含單官能化合物以降低黏度。作為該單官能化合物,可列舉:1分子中具有1個(甲基)丙烯醯基之丙烯酸酯系單體;或1分子中具有1個環氧基或氧雜環丁基之化合物,例如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等。
活性能量線組合物可進而包含聚合起始劑。作為該聚合起始劑,可列舉:自由基聚合起始劑、陽離子聚合起始劑、自由基及陽離子聚合起始劑等,其等可適當選擇使用。該等聚合起始劑藉由活性能量線照射及加熱之至少一種而分解,產生自由基或陽離子,進行自由基聚合與陽離子聚合。可使用硬塗組合物之記載中藉由活性能量線照射可開始自由基聚合或陽離子聚合中之至少任一者的起始劑。
上述活性能量線硬化組合物可進而包含離子捕捉劑、抗氧化劑、鏈轉移劑、密接賦予劑、熱塑性樹脂、填充劑、流動黏度調整劑、塑化劑、溶劑型消泡劑、添加劑、溶劑。於藉由上述活性能量線硬化型接著劑將2個被接著層接著之情形時,可藉由如下方式接著,即,將上述活性能量線硬化組合物塗佈於任一被接著層或兩個被接著層後,進行貼合,對任一被接著層或兩個被接著層照射活性能量線進行硬化。於使用上述活性能量線硬化型接著劑之情形時,該接著層之厚度較佳為0.01~20 μm,更佳為0.1~10 μm。於使用上述活性能量線硬化型接著劑形成複數個接著層之情形時,各層之厚度及種類可相同,亦可不同。
作為上述黏著劑,根據主劑聚合物,分為丙烯酸系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑、橡膠系黏著劑、聚矽氧系黏著劑等,可使用任一種。於黏著劑中,除主劑聚合物以外,亦可調配交聯劑、矽烷系化合物、離子性化合物、交聯觸媒、抗氧化劑、黏著賦予劑、塑化劑、染料、顏料、無機填料等。使構成上述黏著劑之各成分溶解、分散於溶劑中而獲得黏著劑組合物,將該黏著劑組合物塗佈於基材上後進行乾燥,藉此形成黏著劑層接著層。黏著層可直接形成,亦可另外轉印形成於基材者。為了覆蓋接著前之黏著面,亦較佳為使用脫模膜。於使用上述活性能量線硬化型接著劑之情形時,該接著層之厚度較佳為0.1~500 μm,更佳為1~300 μm。於使用複數層上述黏著劑之情形時,各層之厚度及種類可相同,亦可不同。
[遮光圖案]
上述遮光圖案可用作上述可撓性顯示裝置之邊框或外殼之至少一部分。配置於上述可撓性顯示裝置之邊緣部之配線被遮光圖案遮蔽而不易視認,從而圖像之視認性提昇。上述遮光圖案可為單層或複層之形態。遮光圖案之顏色並無特別限制,可為黑色、白色、金屬色等多樣化顏色。遮光圖案可由用於實現顏色之顏料,及丙烯酸系樹脂、酯系樹脂、環氧系樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽氧等高分子形成。其等亦可單獨使用或以2種以上之混合物使用。上述遮光圖案可藉由印刷、微影、噴墨等各種方法形成。遮光圖案之厚度較佳為1~100 μm,更佳為2~50 μm。又,亦較佳為於遮光圖案之厚度方向上賦予傾斜等形狀。
[聚醯亞胺系樹脂]
本發明包含一種聚醯亞胺系樹脂,其包含式(1)所表示之結構單元,作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之結構,且上述聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量為160,000以上。本發明之聚醯亞胺系樹脂中,作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之構成,且上述聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量為160,000以上,因此包含該聚醯亞胺系樹脂之光學膜之透明性及耐折性優異。進而,包含本發明之聚醯亞胺系樹脂之光學膜可具有優異之彈性模數。因此,包含本發明之聚醯亞胺系樹脂之光學膜可適宜用於可撓性顯示裝置之材料等。本發明之聚醯亞胺系樹脂較佳為與上述<聚醯亞胺系樹脂>之項所記載之聚醯亞胺系樹脂相同。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例更具體地說明本發明,但本發明並不限定於以下之實施例。首先,對測定及評價方法進行說明。
<全光線透過率>
依據JIS K 7105:1981,藉由須賀試驗機股份有限公司製造之全自動直讀霧度計HGM-2DP,測定實施例及比較例中所獲得之光學膜之全光線透過率(Tt)。
<霧度(Haze)>
依據JIS K 7136:2000,將實施例及比較例中所獲得之光學膜切割為30 mm×30 mm之大小,使用霧度計(須賀試驗機股份有限公司製造,「HGM-2DP」)測定霧度(%)。
<YI值>
對實施例及比較例中所獲得之光學膜,使用紫外可見近紅外分光光度計(日本分光股份有限公司製造之V-670),求出三刺激值(X、Y、Z),代入至下述計算式,藉此算出YI值。
YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y
<耐折性之評價>
依據ASTM標準D2176-16,以如下方式求出實施例及比較例中之光學膜之彎曲次數。使用啞鈴切割機,將該光學膜切割為15 mm×100 mm之短條狀。將經切割之光學膜安裝於MIT耐折疲勞試驗機(「型號0530」,東洋精機製作所股份有限公司製造)本體,於試驗速度175 cpm、彎曲角度135°、負載0.75 kgf、彎曲夾之半徑R=1 mm之條件下,測定光學膜斷裂為止於正反方向上之往復彎曲次數,將其設為彎曲次數(亦稱為耐折次數)。
<彈性模數>
使用島津製作所股份有限公司製造之「Autograph AG-IS」,測定實施例及比較例中所獲得之光學膜之彈性模數。製作縱橫10 mm之膜,於夾頭間距離50 mm、拉伸速度10 mm/分鐘之條件下測定應力-應變曲線(S-S曲線),根據其斜率算出彈性模數。
<重量平均分子量之測定>
GPC測定
(1)預處理方法
將DMF溶離液(添加有10 mmol/L之溴化鋰之溶液)以濃度成為2 mg/mL之方式加入至實施例及比較例中所獲得之聚醯亞胺樹脂中,一面於80℃下攪拌30分鐘一面進行加熱,冷卻後,藉由0.45 μm膜濾器進行過濾,將所得者作為測定溶液。
(2)測定條件
管柱:東曹股份有限公司製造之TSKgel α-2500((7)直徑7.8 mm×300 mm)×1根,α-M((13)直徑7.8 mm×300 mm)×2根
溶離液:DMF(添加有10 mmol/L之溴化鋰)
流量:1.0 mL/分鐘
檢測器:RI(Refractive Index,折射率)檢測器
管柱溫度:40℃
注入量:100 μL
分子量標準:標準聚苯乙烯
<光學膜之厚度>
使用ABS數顯千分錶(三豐股份有限公司製造,「ID-C112BS」),測定實施例及比較例中所獲得之光學膜之厚度。
<實施例1>
[聚醯亞胺樹脂(1)之製備]
於氮氣氛圍下,將TFMB及將水分量嚴格脫水至700 ppm以下之DMAc以TFMB之固形物成分成為7.81質量%之方式加入至具備攪拌葉之可分離式燒瓶中,一面於室溫下攪拌一面使TFMB溶解於DMAc中。其次,將TAHMBP以相對於TFMB成為101.01 mol%之方式添加至燒瓶中,於室溫下攪拌16小時。其後,相對於TFMB加入60.61 mol%之4-甲基吡啶,相對於TFMB加入707.07 mol%之乙酸酐,攪拌30分鐘後,將內溫耗時20分鐘升溫至50℃,耗時20分鐘升溫至60℃,耗時20分鐘升溫至70℃,進而攪拌3小時,獲得反應液。
將所獲得之反應液冷卻至室溫,線狀投入至大量甲醇中,取出析出之沈澱物,浸漬於甲醇中6小時後,藉由甲醇洗淨。其次,於60℃下進行沈澱物之減壓乾燥,獲得聚醯亞胺樹脂(1)。重量平均分子量為484,000。
[光學膜(1)之製造]
以固形物成分濃度成為10質量%之方式將DMAc加入至所獲得之聚醯亞胺樹脂(1)中,製作聚醯亞胺清漆(1)。以自支持膜之厚度成為55 μm之方式,使用敷料器,將所獲得之聚醯亞胺清漆(1)塗敷於聚酯基材(東洋紡股份有限公司製造,商品名「A4100」)之平滑面上,於50℃下乾燥30分鐘,繼而於140℃下乾燥15分鐘,獲得自支持膜。將自支持膜固定於金屬框,進而於200℃下乾燥60分鐘,獲得厚度50 μm之光學膜(1)。
<比較例1>
[聚醯亞胺樹脂(2)之製備]
於氮氣氛圍下,將TFMB及將水分量嚴格脫水至700 ppm以下之DMAc以TFMB之固形物成分成為9.43質量%之方式加入至具備攪拌葉之可分離式燒瓶中,一面於室溫下攪拌一面使TFMB溶解於DMAc中。其次,將6FDA以相對於TFMB成為101.01 mol%之方式添加至燒瓶中,於室溫下攪拌16小時。其後,相對於TFMB加入60.61 mol%之4-甲基吡啶,相對於TFMB加入707.07 mol%之乙酸酐,攪拌30分鐘後,將內溫升溫至70℃,進而攪拌3小時,獲得反應液。
將所獲得之反應液冷卻至室溫,線狀投入至大量甲醇中,取出析出之沈澱物,浸漬於甲醇中6小時後,藉由甲醇洗淨。其次,於60℃下進行沈澱物之減壓乾燥,獲得聚醯亞胺樹脂(2)。重量平均分子量為255,000。
[光學膜(2)之製造]
以固形物成分濃度成為10質量%之方式將DMAc加入至所獲得之聚醯亞胺樹脂(2)中,製作聚醯亞胺清漆(2)。以自支持膜之厚度成為55 μm之方式,使用敷料器,將所獲得之聚醯亞胺清漆(2)塗敷於聚酯基材(東洋紡股份有限公司製造,商品名「A4100」)之平滑面上,於50℃下乾燥30分鐘,繼而於140℃下乾燥15分鐘,獲得自支持膜。將自支持膜固定於金屬框,進而於200℃下乾燥60分鐘,獲得厚度50 μm之光學膜(2)。
<比較例2>
[聚醯亞胺樹脂(3)之製備]
於氮氣氛圍下,將TFMB及將水分量嚴格脫水至700 ppm以下之DMAc以TFMB之固形物成分成為11.48質量%之方式加入至具備攪拌葉之可分離式燒瓶中,一面於室溫下攪拌一面使TFMB溶解於DMAc中。其次,將BPDA以相對於TFMB成為101.01 mol%之方式添加至燒瓶中,於室溫下實施攪拌,但隨著時間經過,黏度增大,16小時後成為固體狀態,攪拌不良,因此放棄製備。
<比較例3>
[聚醯亞胺樹脂(4)之製備]
於氮氣氛圍下,將TFMB及將水分量嚴格脫水至700 ppm以下之DMAc以TFMB之固形物成分成為8.52質量%之方式加入至具備攪拌葉之可分離式燒瓶中,一面於室溫下攪拌一面使TFMB溶解於DMAc中。其次,將偏苯三甲酸酐與4,4'-聯苯酚之酯化物以相對於TFMB成為101.01 mol%之方式添加至燒瓶中,於室溫下實施攪拌,但隨著時間經過,黏度增大,16小時後成為固體狀態,攪拌不良,因此放棄製備。
對實施例1及比較例1中所獲得之光學膜,測定全光線透過率、霧度、YI值及彈性模數,且進行耐折性評價,將所得之結果示於表1。再者,關於比較例2及3,如上所述,於聚醯亞胺樹脂之合成中不保持溶液狀態,無法取出聚醯亞胺樹脂,因此無法進行光學膜之評價。
[表1]
全光線透過率 (%) | 霧度(%) | YI | 彈性模數 (GPa) | 耐折次數(次) | |
實施例1 | 91.4 | 0.2 | 2.42 | 4.98 | 463,130 |
比較例1 | 92.7 | 0.1 | 1.66 | 3.44 | 319,956 |
如表1所示,可知實施例1之光學膜之耐折次數較高,全光線透過率較高且霧度較低。
因此,可知本發明之光學膜之透明性及耐折性優異。
Claims (12)
- 一種光學膜,其係包含聚醯亞胺系樹脂者,且 該聚醯亞胺系樹脂包含式(1)所表示之結構單元: [化1] [式(1)中,X表示二價有機基, Y表示四價有機基, *表示鍵結鍵], 作為式(1)中之Y,包含式(3)所表示之結構: [化2] [式(3)中,R1 相互獨立地表示鹵素原子、可具有鹵素原子之烷基、烷氧基、芳基或芳氧基, R2 ~R5 相互獨立地表示氫原子或可具有鹵素原子之一價烴基,m相互獨立地表示0~3之整數, n表示1~4之整數, *表示鍵結鍵,其中,於具有R2 ~R5 之至少1個苯環中,R2 ~R5 中之至少1個為可具有鹵素原子之一價烴基], 且上述聚醯亞胺系樹脂之重量平均分子量為160,000以上。
- 如請求項1之光學膜,其中作為式(1)中之X,包含二價芳香族基、二價脂環族基及二價脂肪族基之至少1種。
- 如請求項1至3中任一項之光學膜,其厚度為35 μm以上。
- 如請求項1至4中任一項之光學膜,其全光線透過率為85%以上。
- 如請求項1至5中任一項之光學膜,其黃度為3.0以下。
- 如請求項1至6中任一項之光學膜,其彈性模數為3.5 GPa以上。
- 如請求項1至7中任一項之光學膜,其係可撓性顯示裝置之前面板用膜。
- 一種可撓性顯示裝置,其具備如請求項1至8中任一項之光學膜。
- 如請求項9之可撓性顯示裝置,其進而具備觸控感測器。
- 如請求項9或10之可撓性顯示裝置,其進而具備偏光板。
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