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一种聚酰胺-酰亚胺膜及柔性显示器的制作方法

2022-08-27 22:38:25 来源:中国专利 TAG:
1.本发明涉及光学材料
技术领域
:,尤其涉及一种聚酰胺-酰亚胺膜及柔性显示器。
背景技术
::2.液晶显示器(liquidcrystaldisplay)或有机发光二极管显示器(organiclightemittingdiodedisplay)等薄型显示器以触摸屏面板(touchscreenpanel)形式实现,不仅广泛用于智能电话(smartphone)和平板电脑(tabletpc),而且还用于各种可穿戴设备(wearabledevice)等以便携性为特征的各种智能设备(smartdevice)。3.柔性显示器的基本构造可以分为基板(substrate)、中间显示介质与封装(thinfilmencapsulation)等三层主要结构。这其中,柔性基板作为整个柔性显示器的支撑与保护组件,不仅对于显示器的显示品质有着重要的影响,而且会直接关系到器件的使用寿命。4.综合而言,聚酰亚胺膜具有较好的热稳定性和较低的线性热膨胀系数(cte),所以被认为是用于柔性显示器的首选基板材料。但是现有的聚酰亚胺膜由于高的芳香族环密度被着色成黄色或褐色,因而在可见光区域中的透过率低,并显示出黄色系的颜色,因此为了能够用于柔性显示器,研究人员正在研究将聚酰亚胺的黄色转化为无色透明的各种方法,但是一方面,现有的透明聚酰亚胺普遍具有较大的双折射,而较大的双折射会使光线发生延迟,从而降低显示器的黑白对比度,增加不同视角的色彩偏移;另一方面,聚酰亚胺膜的黄色指数依旧相对较高,不足以满足市场上柔性显示器所需的性能。技术实现要素:5.基于
背景技术
:中存在的技术问题,本发明提出了一种聚酰胺-酰亚胺膜及柔性显示器,所述聚酰胺酰-亚胺膜能够获得极低的黄度指数和双折射率,适用于柔性显示器的基板制作。6.本发明提出的一种聚酰胺-酰亚胺膜,所述聚酰胺-酰亚胺膜是将芳香族二酐和芳香族二羰基化合物与芳香族二胺共聚得到;7.其中,所述芳香族二羰基化合物包括氟化芳香族二羰基化合物和非氟化芳香族二羰基化合物。8.本发明中,芳香族二羰基化合物具体选择为包括氟化芳香族二羰基化合物和非氟化芳香族二羰基化合物,如此使所得聚酰胺-酰亚胺膜的分子链中同时具有氟取代的酰胺重复单元和非氟取代的酰胺重复单元,这两种重复单元的存在有助于破坏分子的规整度,提高分子链的自由度和增强柔韧性,实现了高透光率和低黄度指数的同时,还可以取得降低双折射率的协同效果。9.优选地,所述氟化芳香族二羰基化合物为四氟对苯二甲酰氯。10.优选地,所述非氟化芳香族二羰基化合物为对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或4,4'-联苯二甲酰氯中的至少一种。11.优选地,所述氟化芳香族二羰基化合物和非氟化芳香族二羰基化合物的摩尔比为1-1.5:1。12.本发明中,氟化芳香族二羰基化合物和非氟化芳香族二羰基化合物的摩尔比的限定,可以适当控制分子链中酰亚胺重复单元和酰胺重复单元的含量,从而进一步改善聚酰胺-酰亚胺膜的黄度指数和双折射率。13.优选地,所述芳香族二酐为均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐或4,4'-氧双邻苯二甲酸酐中的至少一种。14.优选地,所述芳香族二胺为对苯二胺、间苯二胺、4,4'-二氨基联苯、2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯或4,4'-二氨基二苯醚中的至少一种。15.优选地,所述芳香族二酐和芳香族二羰基化合物的摩尔比为1:1-4。16.本发明中,芳香族二酐与芳香族二羰基化合物的摩尔比的限定,可以在保证聚酰胺-酰亚胺膜的固有机械性能不被劣化情况下,进一步改善聚酰胺-酰亚胺膜的黄度指数和双折射率。17.优选地,所述聚酰胺-酰亚胺膜的制备方法包括:将芳香族二酐与芳香族二胺进行聚合后,再依次与非氟化芳香族二羰基化合物以及氟化芳香族二羰基化合物进行聚合,所得聚酰胺酸进行酰亚胺化后,再浇铸成膜,即得到所述聚酰胺-酰亚胺膜。18.优选地,所述酰亚胺化是在催化剂和脱水剂条件下进行;19.优选地,所述催化剂为吡啶、甲基吡啶、喹啉或异喹啉中的至少一种,所述脱水剂为乙酸酐、丙酸酐或三氟乙酸酐中的至少一种。20.本发明还提出一种柔性显示器,其包括上述的聚酰胺-酰亚胺膜。21.本发明提出的一种聚酰胺-酰亚胺膜及柔性显示器,其将氟化芳香族二羰基化合物和非氟化芳香族二羰基化合物作为芳香族二羰基化合物的起始原料来得到聚酰胺-酰亚胺膜,如此可以在保持无色透明的基础上,获得极低的双折射性能,因此可有效应用于柔性显示器。具体实施方式22.本发明中,所提出的一种聚酰胺-酰亚胺膜是由芳香族二酐和芳香族二羰基化合物与芳香族二胺共聚得到;当所述芳香族二羰基化合物为氟化芳香族二羰基化合物和非氟化芳香族二羰基化合物的混合物时,所得聚酰胺酰亚胺膜表现出对黄度指数和双折射率的有效改善,但是仅当芳香族二酐为氟化芳香族二酐和/或芳香族二胺为氟化芳香族二胺时,所得聚酰胺-酰亚胺膜却并不能表现出对黄度指数和双折射率的改善。23.本发明中,为了获得对黄度指数和双折射率协同改善的聚酰胺-酰亚胺膜,所述氟化芳香族二羰基化合物优选为四氟对苯二甲酰氯、单氟对苯二甲酰氯、2-氟-间苯二甲酰氯或4-氟-间苯二甲酰氯中的至少一种;所述非氟化芳香族二羰基化合物优选为对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或4,4'-联苯二甲酰氯中的至少一种。24.本发明中,为了保持聚酰胺-酰亚胺膜的固有机械性能,所述芳香族二酐优选为均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐或4,4'-氧双邻苯二甲酸酐中的至少一种;所述芳香族二胺优选为对苯二胺、间苯二胺、4,4'-二氨基联苯、2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯或4,4'-二氨基二苯醚中的至少一种。25.本发明中,所提出的聚酰胺-酰亚胺膜是将芳香族二酐和芳香族二羰基化合物与芳香族二胺进行聚合、酰亚胺化后浇铸成膜后得到;聚合过程中,优选为将芳香族二酐与芳香族二胺先进行聚合,再依次加入非氟化芳香族二羰基化合物和氟化芳香族二羰基化合物进行聚合,如此可以获得所需要的黄度指数和双折射率同时改善的聚酰胺-酰亚胺。26.本发明中,上述聚合反应优选为在惰性气氛下在0至60℃下进行1至24h反应;反应所用的溶剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基乙酰胺(dmac)或二甲基亚砜(dmso)。27.下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明,但是应该明确提出这些实施例用于举例说明,但是不解释为限制本发明的范围。28.实施例129.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:30.氮气保护下,将3.2023g(10mmol)2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfdb)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入1.3327g(3mmol)4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.6091g(3mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入1.0999g(4mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;31.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。32.实施例233.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:34.氮气保护下,将1.8423g(10mmol)4,4'-二氨基联苯(msds)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入0.8827g(3mmol)3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.6091g(3mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入1.0999g(4mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;35.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。36.实施例337.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:38.氮气保护下,将2.0024g(10mmol)4,4'-二氨基二苯醚(oda)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入0.9667g(3mmol)3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(btda)搅拌溶解反应,再加入0.6091g(3mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入1.0999g(4mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;39.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。40.实施例441.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:42.氮气保护下,将3.2023g(10mmol)2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfdb)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入1.3327g(3mmol)4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.6091g(3mmol)间苯二甲酰氯(ipc)搅拌溶解反应,接着加入1.0999g(4mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;43.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。44.实施例545.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:46.氮气保护下,将3.2023g(10mmol)2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfdb)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入2.2211g(5mmol)4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.4060g(2mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入0.8249g(3mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;47.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。48.实施例649.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:50.氮气保护下,将3.2023g(10mmol)2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfdb)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入0.8885g(2mmol)4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.8121g(4mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入1.0999g(4mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;51.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。52.对比例153.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:54.氮气保护下,将3.2023g(10mmol)2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfdb)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入1.3327g(3mmol)4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.6091g(3mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入0.8121g(4mmol)间苯二甲酰氯(ipc),室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;55.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。56.对比例257.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:58.氮气保护下,将3.2023g(10mmol)2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfdb)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入1.3327g(3mmol)4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.8121g(4mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入0.8249g(3mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;59.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。60.对比例361.一种聚酰胺-酰亚胺膜,其制备方法包括:62.氮气保护下,将3.2023g(10mmol)2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfdb)加入50mln,n-二甲基乙酰胺(dmac)中搅拌溶解完全,加入1.3327g(6mmol)4,4'-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6fda)搅拌溶解反应,再加入0.3451g(1.7mmol)对苯二甲酰氯(tpc)搅拌溶解反应,接着加入0.6324g(2.3mmol)四氟对苯二甲酰氯,室温下继续搅拌反应6h,得到聚酰胺酸溶液;向所述聚酰胺酸溶液中加入1.58g吡啶和2.04g乙酸酐,室温下搅拌反应30min,70℃下继续搅拌反应1h,冷却至室温后用过量甲醇将聚合物沉淀析出,过滤后用大量甲醇冲洗,干燥后得到聚酰胺酰亚胺树脂;63.将所述聚酰胺酰亚胺树脂加入到n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中重新溶解完全,得到固含量为10wt%的溶液,所得溶液浇铸在不锈钢板上,真空下升温至120℃干燥1h,继续升温至200℃,干燥1h,再升温至300℃,干燥0.5h,降至室温后分离出膜,得到所述聚酰胺-酰亚胺膜,控制该聚酰胺-酰亚胺膜的厚度为50μm。64.性能测试:65.光透射率(t550):使用紫外分光光度计(x-riteci7800)测量在550nm处的光透射率;66.黄度指数(yi):根据astme313标准,使用紫外分光光度计(x-riteci7800)测量在550nm处的黄度指数;67.双折射率:使用棱镜耦合器(metricon2010/m),在594nm测量波长下,采用te(横电波)模式和tm(横磁波)模式测量折射率,并将二者差值作为双折射率;68.弹性模量,按照astmd882标准,使用薄膜拉力试验机在室温25℃下测量其弹性模量。69.上述实施例和对比例所得聚酰胺-酰亚胺膜的性能测试结果如下表1所示:70.表1实施例和对比例所述聚酰胺-酰亚胺膜的性能测试结果71.[0072][0073]从上表1可知,本发明实施例所述聚酰胺-酰亚胺膜显示出高的透光率,并同时具有低的黄度指数和低双折射率。[0074]以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本
技术领域
:的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
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