一种光学膜及其透明基板、图像显示装置、太阳能电池制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种光学膜及其透明基板、图像显示装置、太阳能电池，其光学膜具有高耐热、低膨胀、高透明的性能优点，因此可以应用到对耐热性和低线性热膨胀系数要求高的光学元件和电子元件中。

【技术实现步骤摘要】
一种光学膜及其透明基板、图像显示装置、太阳能电池
本专利技术涉及光学材料
，尤其涉及一种光学膜及其透明基板、图像显示装置、太阳能电池。
技术介绍
近年来，由于电子设备的迅速发展，尤其是可穿戴设备、柔性显示器、液晶电子设备、可折叠设备等的需求日益增长，装置的薄型化、小型化以及柔韧性的要求越来越高。传统的在玻璃板上形成各种电子元件，已经凸显出难以满足现有的要求等问题。前期作为替代玻璃材料的薄膜材料一度展现了较好的性能，随着多元化发展，这些薄膜材料应用在电子元件上时在热加工过程中又显现出耐热性差、易吸水等缺点，限制了这类薄膜材料在这一领域的应用。现大多数聚酰亚胺因分子内和分子间的电荷转移CTC而颜色偏深，因此难以将聚酰亚胺薄膜用于要求高透明性的元器件上。同时由于加工工艺的限制，在与无机材料同时使用时，形成无机元件时，由于热膨胀系数的不同，聚酰亚胺薄膜会产生翘曲，导致元件失效。以上种种可以表明现阶段聚酰亚胺光学材料很难达到高耐热、低膨胀、高透明等优点的统一。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种光学膜及其透明基板、图像显示装置、太阳能电池，该光学膜具有高耐热、低膨胀、高透明的性能优点，因此可以应用到对耐热性和低线性热膨胀系数要求高的光学元件和电子元件中。本专利技术提出的一种聚酰亚胺，其结构式如下所示：其中，Af为含有氟原子和芳香环的2价有机基团，R1为含氟取代的二胺单体除去二个氨基后的残基，m为大于零的整数；Af为如下基团中的一种：<br>优选地，所述聚酰亚胺的重均分子量大于30000。R1为如下基团中的至少一种：本专利技术还提出一种高耐热低热膨胀系数的透明光学膜，所述光学膜包含上述的聚酰亚胺。优选地，所述光学膜的总光线透射率为85％以上，400nm光透射率为35％以上。上述高耐热低热膨胀系数的透明光学膜的制备方法，包括如下步骤：S1、将含酰胺基的四羧酸二酐单体和含氟取代的二胺单体进行酰胺化反应，得到聚酰胺酸；S2、将步骤S1中得到的聚酰胺酸进行亚胺化反应，成膜后即得到所述光学膜；其中所述含酰胺基的四羧酸二酐单体的结构式如下任一所示：优选地，所述含酰胺基的四羧酸二酐单体和含氟取代的二胺单体的摩尔比为1:0.995-1.005。优选地，所述亚胺化反应具体包括：将步骤S1中得到的聚酰胺酸中加入脱水剂和催化剂进行亚胺化反应，得到聚酰亚胺；优选地，所述脱水剂为三氟乙酸酐、乙酸酐、丙酸酐中的至少一种，所述催化剂为吡啶、p-吡咯啉、二甲基吡啶、三甲基吡啶、喹啉中的至少一种；优选地，所述成膜具体包括：将聚酰亚胺稀释后涂覆成膜，加热干燥，得到所述聚酰亚胺薄膜；优选地，所述稀释的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、环戊酮和γ-丁内酯中的至少一种。本专利技术提出一种透明基板，其是由上述光学膜制成。本专利技术提出一种图像显示装置，其包含上述光学膜。本专利技术还提出一种太阳能电池，其包含上述光学膜。本专利技术中，通过在聚酰亚胺高分子链重复单元中引入酰胺基和酰亚胺基，同时引入含氟原子的基团，因而能有效降低分子间或分子内的电荷转移，提高光学膜的透明性，耐热性以及在有机溶剂中的可溶性和低热膨胀系数。附图说明图1为实施例1所述含酰胺基的二酐单体的氢谱图。具体实施方式本专利技术中所提出的高耐热低热膨胀系数的透明光学膜中，包含聚酰亚胺，聚酰亚胺包括下述重复结构单元：其中，Af为含有氟原子和芳香环的2价有机基团，R1为含氟取代的二胺单体除去二个氨基后的残基，m为大于零的整数；Af为如下基团中的一种：上述结构式的聚酰亚胺可采用含酰胺基的四羧酸二酐单体和含氟取代的二胺单体缩聚生成。所述含酰胺基的四羧酸二酐单体可以用如下方法获得：本专利技术中，制备所述光学膜时，先需制备聚酰亚胺，这里可以使用现有公知的方法获得聚酰胺酸，此后在聚酰胺酸中加入脱水剂和催化剂进行酰亚胺化，再投入不良溶剂中，即可分离得到聚酰亚胺固体物。例如，由含酰胺基的四羧酸二酐单体与二胺单体获得聚酰胺酸的反应，可在自以往就已知的条件下进行，其中四羧酸二酐与二胺单体的添加顺序或添加方法并无特别限定。关于反应温度，只要是可使反应进行的温度，则并无特别限制，通常为0℃以上，优选为20℃以上；关于反应时间，通常为1小时以上，优选为2小时以上；关于反应环境，可以是空气下，也可以是惰性气体环境下；关于反应用的有机溶剂，并无特别限定，只要它可溶解聚酰胺酸即可，例如可以为二甲基亚砜、二苯基砜、四甲基砜等亚砜或砜类溶剂；四甲基脲、N，N-二甲基乙基脲等脲类溶剂；N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯等酰胺类溶剂；四氢呋喃、甲醚、乙醚、对甲酚甲醚等醚类溶剂。这些溶剂可以单独使用，也可以根据需要组合使用。在实际的使用中发现酰胺类溶剂对聚酰胺酸有较好的溶解性且可以提高聚酰胺酸的反应性和储存稳定性，优先使用酰胺类溶剂。此外，通过使上述得到的聚酰胺酸进行亚胺化而制备聚酰亚胺时，则是在聚酰胺酸中加入脱水剂和催化剂，完成酰亚胺化后，在反应溶液中投入不良溶剂，即可分离得到聚酰亚胺固体物。例如，在分离得到聚酰亚胺固体物时可使用如下方法：将同时含有聚酰亚胺、催化剂和脱水剂的反应溶液投入到不良溶剂中，可以使聚酰亚胺以固体状态析出，最终分离出聚酰亚胺。其中关于脱水剂，可以为乙酸酐、丙酸酐、正丁酸酐、苯甲酸酐、三氟乙酸酐、磷酸酐等；关于催化剂，可以为吡啶、甲基吡啶、喹啉、异喹啉、三乙胺等；关于不良溶剂可以为任意对聚酰亚胺不溶的不良溶剂，也可以是该不良溶剂和可溶解聚酰亚胺的有机溶剂相混合后的溶剂，例如不良溶剂可以为水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、2-丁醇、环戊醇、环己醇、苯酚等。在实际使用中发现异丙醇、2-丁醇、苯酚、环戊醇、环己醇等提高了分离后的聚酰亚胺树脂的稳定性和酰亚胺化率，可以优先使用。实际制备过程中，合成的聚酰亚胺固体粉末析出后，优先用大量的醇类溶剂(异丙醇、甲醇)清洗，之后需要进行干燥，通常使用真空干燥或热风干燥，优选在100℃真空下干燥。通常化学亚胺化会存在亚胺化不完全，在实际使用中，为了去尽溶剂，化学酰亚胺化的产品也需要在最后经过高温处理，本专利技术在将聚酰亚胺溶液涂布在基板上后，进行如下热处理：将基板放置于80℃的干燥箱中0.5h，升温至150℃，干燥0.5h，升温至200℃，干燥0.5h，升温至250℃，干燥0.5h，升温至300℃，干燥0.5h，待温度降至25℃后取出基板。本专利技术中，制备所述光学膜时，通过将上述得到聚酰亚胺固体物溶解到有机溶剂中，再涂布到载体上制膜即可得到。例如，具体可以使用如下方法：将聚酰亚胺用有机溶剂配置成溶液，用流延法将溶液均匀涂覆在洁净的基板上，干燥后剥离，得到所述聚酰亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺，其特征在于，该聚酰亚胺的结构式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺，其特征在于，该聚酰亚胺的结构式如下所示：



其中，Af为含有氟原子和芳香环的2价有机基团，R1为含氟取代的二胺单体除去二个氨基后的残基，m为大于零的整数；
Af为如下基团中的一种：





2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺，其特征在于，所述聚酰亚胺的重均分子量大于30000。


3.根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺，其特征在于，R1为如下基团中的至少一种：




。


4.一种高耐热低热膨胀系数的透明光学膜，其特征在于，所述光学膜包含权利要求1-3任一项所述的聚酰亚胺。


5.根据权利要求4所述的高耐热低热膨胀系数的透明光学膜，其特征在于，所述光学膜的总光线透射率为85％以上，400nm光透射率为35％以上。


6.一种根据权利要求4或5所述的高耐热低热膨胀系数的透明光学膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含酰胺基的四羧酸二酐单体和含氟取代的二胺单体进行酰胺化反应，得到聚酰胺酸；
S2、将步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南文，许辉，张群，
申请(专利权)人：浙江中科玖源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33