专利名称：用于平面显示屏的耐冲击薄膜,以及平面显示屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于平面显示屏的耐冲击薄膜和使用这种薄膜的平面显示屏，所述薄膜粘结在平面显示屏主体的前部玻璃上，用于防止前部玻璃因冲击而破裂，同时可以减轻重量以及降低厚度。
背景技术：
近年来，等离子体显示屏(下文简称为PDP)已经引起人们的注意，其优点为可以制造大显示屏，并且可以呈现清晰丰富的色彩。通过在大量孤立地形成于两块玻璃平板之间的放电室中选择性地使磷光体放电来发光的方式，PDP提供丰富的色彩显示。
图1是说明PDP结构的视图。在该图中，数字1表示的PDP具有如下的结构前部玻璃2和后部玻璃3相互面对面的放置，且在两块玻璃2和3之间的空间内，封入低压状态的稀有气体如氙。在前部玻璃2上，提供了放电电极4、绝缘膜5和保护膜6等，在后部玻璃3上，提供了隔墙7、磷光体8A、8B和8C，以及地址电极9等。
PDP1的前部玻璃2在形成或者层压电极或者由各种材料制得的薄膜时，要经受擦伤和应变，相比最初的玻璃平板其强度显著降低。而且，它和磷光体的奇点或者后部玻璃上形成的隔墙相接触，应力就很可能集中在这种接触的部位上。
因此，为了防止用于如PDP的平面显示屏的前部玻璃破裂，通常提供由丙烯酸树脂或强化玻璃制得的保护平板，它和所述前部玻璃之间存在几毫米的空间，以防止冲击作用于平面显示屏上。但是，这种保护结构存在如下的问题它不利于减轻平面显示屏的重量或者降低厚度；而且在保护平板和显示屏前部玻璃之间有空隙，存在可能反射外部光线如荧光灯光线的问题，降低图像质量，或者屏幕图像可能由于轻微振动而出现扭曲。
目前已经提出了各种技术来防止平面显示屏前部玻璃破裂。例如，JP-A-2000-123751提出了通过增大前部玻璃的厚度来提高其强度的技术。但是，在这种结构中，抗冲击的保护效果并不充分，并且增大了显示屏的重量，成为一个问题。
而且，JP-A-2000-156182、JP-A-11-119667、JP-A-11-119668和JP-A-11-119669提出了这样一种结构使用胶粘层将保护平板粘结在显示屏的前部玻璃上。但是，在这种结构中，冲击可能传递给所述前部玻璃，存在如下的问题不能获得充分防止前部玻璃破裂的效果。
作为另一个已有技术，JP-A-2001-266759提出使用减冲叠层(下文简称常规叠层)，其中通过透明胶粘层将两层由透明合成树脂制得的薄层即防裂层(减冲层)B和防散射层A层压在平面显示屏的前部玻璃上，且防散射层A的剪切模量至少为2×108Pa，防裂层B的剪切模量为1×104～2×108Pa之间。
但是这种常规叠层不足以为例如PDP的前部玻璃提供耐冲击性。在该出版物的实例中，使用所谓的不具有电极或者未层压由各种材料制得的薄膜的“未处理”玻璃平板作为所述的玻璃平板，且在其上依次层压胶粘层、减冲层和防散射层，并通过在其上坠落硬球的方法来测试其是否具有耐冲击性。但是，如上所述，对于真实的PDP前部玻璃，由于层压了电极或者由各种材料制得的薄膜，相比未处理的玻璃，其耐冲击性显著降低，并易于破裂。因此，对于这种常规叠层，当将其粘结到PDP的前部玻璃上时并不能证明获得了充分的耐冲击性，相比未处理的玻璃平板，其耐冲击性明显降低。
如下文实例中详细说明的，当将该出版物的实例中所揭示的三层材料和厚度相同的薄层层压在通过在玻璃平板上形成电极和绝缘层而假定为PDP前部玻璃的玻璃基底上，并通过由弹簧冲击施加规定的冲击作用力来测量耐冲击性，发现这种叠层不具有足够的耐冲击性(见下文实施例7)。
因此，所述常规叠层因耐冲击性降低而不足以作为耐冲击薄膜保护平面显示屏如PDP的前部玻璃。
发明内容
本发明的目的是提供用于平面显示屏的耐冲击薄膜(下文简称为耐冲击薄膜)，该薄膜可粘结在平面显示屏的前表面上，用于防止显示屏玻璃因经受冲击而破裂和散射，并由此可以减轻重量以及降低厚度，并且本发明提供了使用这种耐冲击薄膜的平面显示屏。
为了达到上述目的，本发明提供用于平面显示屏的耐冲击薄膜，该薄膜是要粘结在平面显示屏主体的前部玻璃上的耐冲击薄膜，它包括在平面显示屏的前部玻璃面上的厚度为0.1～4.0毫米的由透明热固性树脂制得的第一层和在所述第一层观察者一侧上的由其剪切模量大于第一层的透明合成树脂制得的第二层。
本发明的耐冲击薄膜是具有形成于前部玻璃和由硬合成树脂制得的第二层之间的由软的热固性树脂制得的第一层的薄膜，当经受冲击时，所述冲击将被形成于前部玻璃和硬的第二层之间的第一层吸收，由此，可以防止冲击作用力传递给前部玻璃。由此可以提供重量轻、厚度薄且耐冲击性优良的耐冲击薄膜。
本发明的耐冲击薄膜宜具有如下的结构在所述第一层的观察者一侧的表面上层压所述第二层。
而且，上述第一层宜由具有胶粘性能的聚氨酯树脂或有机硅树脂制得，并直接将其粘结在平面显示屏的前部玻璃上。
优选第一层的剪切模量小于1×108Pa，厚度为0.1～4.0毫米。
而且，优选第二层的剪切模量至少为1×108Pa，厚度为0.05～3.0毫米。
而且，本发明耐冲击薄膜可以具有如下结构在第二层的观察者一侧上层压选自红外线吸收层、电磁波屏蔽层和抗反射层中的至少一层和粘结这些层的胶粘层。
而且，本发明提供具有上述用于平面显示屏的耐冲击薄膜的平面显示屏，所述薄膜直接或者通过透明胶粘层粘结在其前部玻璃上。
图1是用于说明PDP结构的主体部分的透视图。
图2显示本发明耐冲击薄膜和平面显示屏的一个实施方式的横截视图。
图3显示本发明耐冲击薄膜和平面显示屏的另一个实施方式的横截视图。
具体实施例方式
现在，将参考优选实施方式详细说明本发明。
图2是说明本发明耐冲击薄膜的一个实施方式的视图。这一耐冲击薄膜10宜包括形成于平面显示屏主体11前部玻璃12面上由透明热固性树脂制得的第一层13，所述热固性树脂在动态粘弹性测量中的剪切模量G’(下文简称为剪切模量)小于1×108Pa，且厚度为0.1～4.0毫米；以及层压在第一层13的观察者一侧上由透明合成树脂制得的第二层14，所述合成树脂的剪切模量至少为1×108Pa即大于第一层的，且厚度为0.05～3.0毫米。
上述剪切模量(G’)是使用动态粘弹性测量仪DMS120(Seiko InstrumentsInc.制造)，以1赫兹的频率在25±3℃的温度下测得的剪切模量G’的值。而且通常，存在这样的关系拉伸模量E＝3G’(剪切模量)，因此，拉伸模量E约为上述剪切模量的3倍。
第一层形成于平面显示屏主体11前部玻璃12面上的第一层13由剪切模量小于1×108Pa、宜为1×103Pa～1×107Pa、特别好是4×103Pa～6×105Pa的透明热固性树脂制得。作为这种热固性树脂，可以随意选择性地单独使用或者以两种或多种不同树脂混合物或共聚物的形式使用例如聚氨酯树脂、有机硅树脂、酚树脂、尿素树脂、环氧树脂、蜜胺树脂、不饱和聚酯树脂或者醇酸树脂。但是，考虑到耐冲击性、防止破裂玻璃散射的性能、透明性、自恢复性能、耐热性、耐久性等的综合性能，最优选使用聚氨酯树脂和有机硅树脂。通过使用这种热固性树脂，甚至当将此耐冲击薄膜10用于PDP上，由此所述前部玻璃12暴露在相对高的温度下时，也能长时间保持优良的耐冲击性，同时不会出现和前部玻璃12接触的第一层13熔融和流动的问题。
所述第一层13的剪切模量宜小于1×108Pa，更好为1×103Pa～1×107Pa、特别好是4×103Pa～6×105Pa。通过在上述范围内调整剪切模量，可以有效地分散、吸收和降低从第二层14一侧传递到前部玻璃12上的冲击作用力，由此防止平面显示屏主体11前部玻璃12破裂，因此可以提高防止破裂的效果。而且，通过固化(setting)剪切模量处于上述范围内的材料，在层压第一层时将会比较容易操作，也有利于形成形状稳定的层。
而且，在剪切模量处于上述范围内的热固性树脂中，优选使用具有胶粘性能的树脂，例如GELTEC Co.，Ltd.制造的有机硅树脂，即已知商品名为α-GEL、θ-5、θ-6、θ-7或θ-8的树脂材料，这时因为可以通过将其置于前部玻璃12的观察者一侧的表面上、在其上再放置第二层12，接着借助例如橡胶辊进行加压处理，可以轻易地将它层压在前部玻璃12的观察者一侧的表面上，因此充分简化了制造过程。当所述第一层13的胶粘性能不够时，可以在第一层13的两面都提供透明胶粘层，将其粘结到前部玻璃12和第二层14上。由于它可以因此进一步提高耐冲击性，所以优选使用这种胶粘剂。
所述第一层13的厚度为0.1～4.0毫米，宜为1.0～4.0毫米，更好为1.5～3.0毫米。当第一层13至少为0.1毫米时，可以有效地分散和降低冲击作用力。而且，出于其加工性能优良以及经济利益的考虑，优选调节其厚度至多为4.0毫米。
所述第一层13还可以包含均化剂、消泡剂、调色色料、近红外吸收(反射)色料、抗静电剂、热稳定剂、抗氧化剂、分散剂、阻燃剂、润滑剂、增塑剂和紫外线吸收剂等。而且，在第一层13和第二层14之间，可以插入含有调色色料、近红外吸收(反射)色料、抗静电剂和紫外线吸收剂等的薄层。
当使用热固性树脂如聚氨酯树脂或有机硅树脂作为上述第一层13的材料时，可以使用涂覆方法如浸渍涂覆法、喷涂法、旋转涂覆法、滚珠涂覆法、金属条涂覆法、刮刀涂布法、辊涂法、幕涂法、缝模(slit die)涂布器法、凹板(gravure)涂布器法、狭缝反转(slit reverse)涂布器法、小型凹板涂布器法或逗顿涂布器(comma coater)法；挤出模塑法；砑光辊模塑法或者分批模塑法来形成厚度合适的第一层13。为了提高加工性能，可以用有机溶剂如甲苯、MEK、乙酸乙酯、二氯甲烷或醇稀释上述热固性树脂，然后进行涂覆。对于第一层13，可以使用通过在合适基底上涂覆上述热固性树脂而获得的薄膜。或者可以直接涂覆在前部玻璃12的观察者一侧表面上或者第二层14的前部玻璃侧的表面上。涂覆之后，对所述热固性树脂要进行除去有机溶剂以及进行热固的操作。
第二层所述第二层14由透明合成树脂制得，所述透明合成树脂的剪切模量大于上述第一层13用材料的剪切模量，宜至少为1×108Pa，更好为2×108Pa～1×1010Pa。在这一实施方式中，可以直接将它层压在第一层13的观察者一侧的表面上。所述第二层14可以由例如聚酯树脂如聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸(naphthalate)乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯；纤维素酯树脂如二乙酰纤维素、三乙酰纤维素、丙酰纤维素、丁酰纤维素或硝化纤维素；聚酰胺树脂；聚碳酸酯树脂；聚烯丙酯(polyallylate)树脂；聚苯乙烯树脂；乙烯/乙酸乙烯酯共聚物树脂；聚烯烃树脂如聚丙烯或聚甲基戊烯；丙烯酸类树脂；聚醚酮树脂；聚氨酯树脂或者聚醚酰亚胺树脂制得。尤其优选耐冲击性优良的聚酯树脂和聚碳酸酯树脂。
所述第二层14的厚度宜为0.05～3.0毫米，更好为0.1～2.0毫米，特别好为1.0～2.0毫米。通过在上述范围内调整第二层14的厚度，不仅可以提高其耐冲击性，而且也可以提高粘结时的操作效率。此外，通过调节第二层14的剪切模量至少为1×108Pa，宜为2×108Pa～1×1010Pa，可以获得具有足够耐冲击性的、和第一层13层压在一起的耐冲击薄膜。当在作为基底的第二层14的一面形成第一层13时，优选在第二层14的表面进行电晕处理或易于粘结的处理。所述第二层14可含有均化剂、消泡剂、调色色料、近红外吸收(反射)色料、抗静电剂、热稳定剂、抗氧化剂、分散剂、阻燃剂、润滑剂、增塑剂和紫外线吸收剂等。
本发明优选实施方式的耐冲击薄膜10具有如下结构在平面显示屏11的前部玻璃12面上和第一层13的观察者一侧上分别层压第一层13和第二层14，所述第一层13由剪切模量小于1×108Pa的透明热固性树脂制得，且其厚度为0.1～4.0毫米，所述第二层14由剪切模量至少为1×108Pa即大于第一层的透明合成树脂制成，使得所述软的第一层13夹在前部玻璃12和由硬树脂制得的厚度为0.05～3.0毫米的第二层14之间，此时所述第一层13粘结在平面显示屏主体11的前部玻璃12上。由此，通过第一层13分散、吸收和降低从第二层14通过第一层13传到前部玻璃12面上的任何冲击，因此可以提供能防止冲击作用力传递到前部玻璃12、并且重量轻、厚度薄以及耐冲击性优良的耐冲击薄膜10。
至于第一层和第二层，其厚度越大，耐冲击性就越好。因此，当第一层的厚度小时，第二层厚度可以做得较大，考虑所需的性能、操作效率和成本等可以采用合适的组合。例如，当第一层的厚度至少为0.1毫米但小于1.0毫米时，第二层的厚度宜至少为1.5毫米但至多为3.0毫米。而且，当第二层的厚度至少为0.03毫米但小于1.5毫米时，第一层的厚度宜至少为1.0毫米但至多为4.0毫米。
如图2所示，本发明的平面显示屏20是通过将上述耐冲击薄膜10粘结到平面显示屏主体11的前部玻璃12上来构成的。如上所述，耐冲击薄膜10可以直接层压在平面显示屏主体11的前部玻璃12上。但是，当第一层13的胶粘性能不够时，可以通过提供透明胶粘层将其轻易地粘结在平面显示屏主体11上。当使用胶粘剂时，可以使用市售胶粘剂。优选胶粘剂的特殊实例可以是如丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯、环氧树脂、聚氨酯、乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、苯乙烯/丁二烯共聚物橡胶、丁基橡胶或者有机硅树脂的胶粘剂。而且，当层压胶粘层时，从操作效率来看，优选将涂覆有有机硅树脂或者氟化树脂的剥离膜例如PET粘结到粘性表面上。对于这种胶粘剂，可以加入具有各种功能的添加剂如紫外线吸收剂、调色色料、近红外吸收(反射)色料、电磁波屏蔽剂等。至于将耐冲击薄膜10粘结到平面显示屏主体11上的方法，可以使用辊压法、真空层压法和高压釜方法等。
除了PDP以外，所述平面显示屏主体11可以是如等离子体选址(address)液晶(PALC)显示屏、场致发射显示(FED)屏、液晶(LC)显示屏、场致发光(EL)显示屏或阴极射线管显示屏(CRT)等平面显示屏。图3是说明本发明耐冲击薄膜的另一实施方式的视图。
本发明耐冲击薄膜可以通过将一层或多层具有各种功能的薄层层压在上述第二层14的观察者一侧上而构成。对于这些薄层，例如可以是紫外线吸收层、调色层、近红外吸收(反射)层、防污层、防反射层、电磁波屏蔽层、硬质涂层和提供抗划伤功能的薄层。
作为一个实例，图3所示的耐冲击薄膜30具有如下结构在第二层14的观察者一侧上通过胶粘层15依次层压电磁波屏蔽层16、具有近红外吸收功能和调色功能的近红外吸收层17和抗反射层18。这一实施方式显示了当平面显示屏主体11为PDP时的优选组合。当用于非PDP的平面显示屏或者当第一层13或第二层14已经具有电磁波屏蔽功能、近红外吸收功能和/或调色功能时，可以省去电磁波屏蔽层16和近红外吸收层17中的一个或者都省去。
以下将说明本实施方式中各层的细节。
电磁波屏蔽层电磁波屏蔽层16是屏蔽从PDP主体发射出的电磁波，由此防止电磁噪音对其它家用电器和设备等影响的薄层。至于PDP用电磁波屏蔽层16，可以使用由导电金属网制得的导电层或者借助薄成膜技术如溅射法由5～20纳米金属膜制成的透光导电层或者以多层结构的方式层压这种金属膜和氧化物的导电多层薄膜。对于由导电金属网制得的导电层，可以使用各种熟知为PDP用电磁波屏蔽网的网状材料。例如，在JP-A-11-212475、JP-A-2000-156182和JP-A-2000-286593中也揭示了这种网状材料。
至于用于透光导电层的金属层，优选由选自金、银和铜中至少一种金属制得的薄层或者含有这种金属作为主要组分的薄层。尤其优选使用含有银作为主要组分的金属层，这是因为其电阻率小且吸收小。而且，对于含有银作为主要组分的金属层，优选含有银作为主要组分并还含有钯、金和铜中至少一种的金属层，这是因为这样可以抑制银的漫射并且因此提高了防湿性。以银与钯、金和铜中至少一种的总含量计，钯、金和铜中至少一种的含量比例宜为0.3～10原子％。当它至少为0.3原子％时，可以获得稳定银的效果，同时当它至多为10原子％时，可以确保良好的成膜率和可见光的透光度，同时保持良好的防湿性。从这种观点来看，其比例更好至多为5.0原子％。而且，随着比例的提高，目标成本也会显著提高，考虑到通常所需的防湿性，其比例特别宜为0.5～2.0原子％。当以单层的方式形成透光导电层时，这种金属层的厚度通常为5～20纳米，宜为5～15纳米。对用于形成这种金属层的方法没有特殊限制，但是优选使用用于成膜的溅射法，在透明基底的一面上直接均匀地形成薄金属膜。
至于这种导电层，优选使用具有交替层压在合适透明基底如透明合成树脂薄膜上的氧化物薄层和金属层的多层导电薄膜，尤其是具有以氧化物薄层-金属层-氧化物薄层的顺序总共交替层压(2n+1)层(其中n是至少为1的整数)的多层导电薄膜，由此可以达到薄层电阻低、反射度低以及可见光透光度高等性能。所述氧化物薄层可以是含有主要组分为选自Bi、Zr、Al、Ti、Sn、In和Zn中至少一种金属氧化物的薄层。它宜为含有主要组分为选自Ti、Sn、In和Zn中至少一种金属氧化物的薄层。尤其优选含有ZnO作为主要组分的薄层，其吸收很小且折射指数约为2，或者含有TiO2作为主要组分的薄层，由此用少量的薄层获得优选的色调。所述氧化物薄层可以含有许多薄的氧化物薄层。例如，除了含有ZnO作为主要组分的氧化物薄层以外，它可以包含含SnO2作为主要组分的薄层和含有ZnO作为主要组分的薄层。所述含有ZnO作为主要组分的氧化物薄层宜为含有至少一种非Zn的金属的ZnO氧化物薄层。这种所含的至少一种金属在氧化物薄层中主要是以氧化物的形态存在。含至少一种金属的ZnO宜为含选自Sn、Al、Cr、Ti、Si、B、Mg和Ga中至少一种金属的ZnO。以Zn和全部这种金属的总量计，所述至少一种金属的含量比例宜为1～10原子％，由此可以提高所得导电膜的防湿性。当它至少为1原子％时，可以充分降低ZnO膜的内部应力，由此获得良好的防湿性。而且，当它至多为10原子％时，可以很好地保持ZnO的结晶性，同时不会破坏金属层的相容性。为了获得一直具有低内部应力和良好重现性的ZnO膜，并且考虑到ZnO的结晶性，这种金属的含量比例宜为2～6原子％。
所述氧化物薄层的几何厚度(下文简称为厚度)宜为如下最接近透明基底的氧化物薄层以及最远离透明基底的氧化物薄层的厚度为20～60纳米(尤其是30～50纳米)，其它氧化物薄层的厚度为40～120纳米(尤其是40～100纳米)。当所得导电层所需的电阻为2.5Ω/□时，金属层的总厚度宜为25～40纳米(尤其为25～35纳米)，或者当所需的电阻为1.5Ω/□时，宜为35～50纳米(尤其为35～45纳米)。当金属层的数目为2时氧化物薄层和金属层的总厚度宜为150～220纳米(尤其为160～200纳米)，当金属层数目为3时为230～330纳米(尤其为250～300纳米)，当金属层数目为4时为270～370纳米(尤其为310～350纳米)。
可以在第一金属层和第二氧化物薄层、第二金属层和第三氧化物薄层或者第三金属层和第四氧化物薄层之间，在形成氧化物薄层时提供用于防止金属层氧化的另一层(下文简称为氧化阻隔层)。至于这种氧化阻隔层，可以使用例如金属层、氧化物薄层或者氮化物薄层。特别地，它可以是选自Al、Ti、Si、Ga和Zn中的至少一种金属或者这种金属的氧化物或氮化物。宜使用含有Ti或Si的ZnO和Ga。氧化阻隔层的厚度宜为1～7纳米。若它比1纳米还薄，则不足以起到阻隔层的作用。若比7纳米还厚，则会破坏薄膜系统的透光度。
对于这种电磁波屏蔽层16，可以连接用于连接地线(未显示)的电极，可以将此层中由PDP主体发射出的电磁波产生的电流导向地线。对电极的形状或大小没有限制，但是从电磁波屏蔽的性能来看，其电阻越低就越好。为了确保透光导电膜的电磁波屏蔽效果，宜沿耐冲击薄膜30的整个周边放置电极。至于这种电极，适宜使用通过涂覆例如Ag糊浆(含有Ag和玻璃料)或者Cu糊浆(含有Cu和玻璃料)，然后进行烘焙制得的电极。而且，它可以是包括连接到这一电极上的长地线(未显示)的结构。
近红外吸收层所述近红外吸收层17由含具有近红外吸收能力、用于吸收从PDP主体发射出的近红外线的色料和具有调色能力的色料的透明合成树脂层制得。这些色料可以是染料或者颜料。此处，“具有近红外吸收能力的色料(下文称为近红外吸收剂)”可以是能吸收近红外区(波长780～1,300纳米)中至少一部分光的色料，且这种色料可以是具有用于其它波长区域如可见光的吸收能力的色料。而且，“具有调色能力的色料(下文简称为调色剂)”是能特别地吸收可见光区域(波长380～780纳米)中的光，宜为特定波长区域(或者许多区域)中的光。对结合有近红外吸收剂和调色剂的基体合成树脂没有限制，可以使用各种透明热塑性合成树脂或热固性合成树脂。而且，对该薄层的厚度也没有什么限制，但是宜为0.5～25微米。
例如，所述近红外吸收剂可以为例如聚次甲基型、酞菁型、萘菁(naphthalocyanine)型、金属配合物型、铵型、亚胺鎓(immonium)型、二亚胺鎓(diimmonium)型、蒽醌型、二巯基金属配合物型、萘醌型、吲哚酚型、偶氮型或三烯丙基甲烷型化合物，但是对此没有什么限制。为了吸收热辐射或者防止电子设备的噪音干扰，优选最大吸收波长为750～1,100纳米的近红外吸收剂，尤其优选金属配合物型、铵型、酞菁型、萘菁型或二亚胺鎓型。所述近红外吸收剂可以单独使用或者是它们中的两种或多种的混合物。
使用调色剂来吸收一部分特定波长区域的可见光，由此改进透过的可见光的颜色。可用于本发明的调色剂可以是我们熟知的有机颜料或有机染料例如偶氮型、缩合偶氮型、二亚胺鎓型、酞菁型、蒽醌型、靛蓝型、周酮(perinone)型、苝型、二噁嗪型、喹吖啶酮型、次甲基型、异吲哚啉酮型、喹喏酞酮(quinophthalone)型、吡咯型、硫靛蓝型或者金属配合物，或者无机颜料。但是优选使用耐候性优良而且和近红外吸收层17主剂的相容能力或者分散能力也优良的色料中的一种或者多种，如适当混和的二亚胺鎓型、酞菁型和蒽醌型色料。
当这种耐冲击薄膜30用于PDP时，由于这种近红外吸收剂，从PDP显示屏发射出的近红外线将被近红外吸收层17吸收，由此防止形成对电子设备的噪音干扰。而且，作为结合在近红外吸收层17中的调色剂，优选结合一种或以混合物的方式结合多种调色剂，选择性吸收和减弱来自密封在PDP主体中的放电气体如氖和氙两种组分气体额外发射出的颜色(主要是560～610纳米的波长区域)。通过这种色料结构，在从PDP显示屏发射出的可见光中，由放电气发光产生的额外的光将被吸收和减弱，结果，从PDP显示屏发射出的可见光的表现颜色能够比较接近所要显示的颜色，可以提供能显示自然色彩的PDP。如上所述，在选择性吸收和减弱从上述放电气体额外发射出的颜色的色料中，存在一些具有吸收和减弱近红外线功能的色料。
抗反射层所述抗反射层18可以是任何具有抗反射性能的薄层，而且可以使用任何已知的抗反射方法。例如，它可以是经过抗眩光处理的薄层或者具有低折射指数层的薄层。为防止高硬度透明基底本身意外破裂时碎片的散射，它宜为在树脂薄膜一面具有低折射指数层的薄层。尤其优选在聚氨酯型弹性树脂层的一面上具有由非结晶的含氟聚合物制得的低折射指数层的抗反射层，具体的说，例如可以是Asahi Glass Company，limited制造的ARCTOP(商品名)。而且，为了提供耐磨性，可以在抗反射层18的表面涂覆润滑剂作为最外层，其涂覆的程度以不损害抗反射性能为宜，或者可以将润滑剂结合于抗反射层18中。这种润滑剂可以例如是全氟聚醚如Du Pont制造的KRYTOX(商品名)、DaikinIndustries，Ltd.制造的DAIFLOIL(商品名)、Ausimont Inc.制造的FOMBLIN(商品名)或者Asahi Glass Company，limited制造的FLON LUBE(商品名)。
当像上述ARCTOP(商品名)的防散射和防反射树脂薄膜作为抗反射层18时，可以将近红外吸收剂结合在这种聚氨酯树脂层中，为抗反射层18提供近红外屏蔽的效果。而且，可以结合能吸收特定波长可见光的颜料和/或染料，提供调色的能力，以调节显示颜色的色彩平衡。
胶粘层在上述第二层14和电磁波屏蔽层16之间、电磁波屏蔽层16和近红外吸收层17之间以及近红外吸收层17和抗反射层18之间，可以插入用于粘结的透明胶粘层15。至于合适的胶粘剂，可以是热熔型胶粘剂如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，或者环氧或丙烯酸酯型中的紫外线固化型或者热固型胶粘剂。胶粘层15的厚度通常为0.1～1.0毫米，宜为0.2～0.5毫米。
这一实施方式中的耐冲击薄膜30具有如下的结构在前部玻璃12和由硬树脂制成的第二层14之间，插入软的第一层13，其中所述第一层13粘结在平面显示屏主体11的前部玻璃12上，由此可以获得和前一实施方式中耐冲击薄膜10相同的效果，通过所述第一层13可以分散、吸收和减轻从第二层14经过所述第一层13施加到前部玻璃12上的冲击，由此防止冲击作用力向所述前部玻璃13的传递，可以提供重量轻、厚度薄以及耐冲击性优良的耐冲击薄膜。而且，在第二层14的观察者一侧的表面上，可以层压电磁波屏蔽层16、具有近红外吸收层功能和调色功能的近红外吸收层17以及抗反射层18，因此它尤其适用于因电磁波或近红外线而产生噪音干扰的显示屏，并且像PDP一样的平面显示屏主体11需要调节显示颜色的色彩平衡。
现在，将详细说明本发明耐冲击薄膜的效果。实施例1～7代表本发明中能起作用的实施例，实施例8～10代表对比例。
实施例1玻璃基底的制备在厚度为2.8毫米的高应变玻璃(PD2000，商品名，AsahiGlass Company，limited制造)上，依次层压透明电极、总线电极、透明绝缘和保护膜，制备用于模拟950毫米×540毫米PDP前部玻璃的玻璃基底。上述各层按如下条件进行制备。
透明电极通过溅射法把ITO形成薄膜，然后通过光刻蚀法制备电极图形。
总线电极通过溅射法形成Cr-Cu-Cr三层，然后通过光刻蚀法制备电极图形。
透明绝缘层通过实印法(solid printing)，将糊状低熔点玻璃制成膜。
保护膜在透明绝缘层的表面上，通过丝网印刷法形成胶粘(密封)层，然后用蒸汽沉积法使MgO形成薄膜。
混和100质量份有机硅树脂溶液(SE1885A，商品名，Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.制造)和100质量份有机硅树脂固化剂(SE1885B，商品名，Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.制造)，然后使用刮涂覆器将其涂覆在由聚碳酸酯(LEXAN 8010，商品名，Asahi Glass Company，limited制造)制得的厚度为1.0毫米的薄膜表面上，使其厚度为1.0毫米，接着在100℃下退火30分钟。这样，在聚碳酸酯上形成了具有有机硅树脂的薄膜，获得含有有机硅树脂和聚碳酸酯的耐冲击薄膜。有机硅树脂和聚碳酸酯的剪切模量分别为4.0×104Pa和9.0×109Pa。这里，聚碳酸酯的剪切模量是从拉伸模量计算而得的。将这种耐冲击薄膜放置在上述玻璃基底上，使有机硅树脂层侧的表面和所述玻璃基底接触，并且在室温下用层压橡胶辊对聚碳酸酯层加压，制得具有耐冲击薄膜的玻璃基底(下文称为耐冲击玻璃基底)。
使用这种耐冲击玻璃基底(实施例1)，在以下条件下进行冲击试验和耐热试验。结果列于表1中。
评价方法剪切模量G’直接在频率为1赫兹、温度为25℃的条件下使用动态粘弹性测量装置ARES(Rheometric Scientific Co.制造)进行测量。但是，所述聚碳酸酯等的剪切模量通过使用上述装置在25℃的温度下测量拉伸模量(E)，再根据公式E＝3G’由拉伸模量来计算剪切模量的方式获得。除另有说明外，所述剪切模量均由上述方法直接测得。
冲击试验使用IEC标准(公布65.1985)所揭示的弹性冲击锤(型号F-22，德国PTL Co.制造)，以0.2J、0.35J、0.50J、0.70J和1.00J的冲击作用力进行评价。符号○表示试验样品未破裂的情况，符号×表示试验样品破裂的情况。当从约20.4厘米的高度下坠电气设备和材料控制规律中规定的聚酰胺制负重(半径10毫米，250克)时，冲击能量对应为0.50J。因此，如果在这一冲击试验中，试验样品具有至少0.50J的耐冲击性，就可以判断所述样品具有实用上足够的耐冲击性。
通过将耐冲击玻璃基底置于铝盘(10毫米厚度×1,000毫米长度×600毫米宽度)上，用台钳固定四边，并将这一组合件支撑在水泥墙上，进行冲击试验。
耐热试验将试验样品置于80℃的炉子中，经过1,000小时后取出，检查其外观。符号○表示它和放入炉子之前相比没有什么改变的情况，符号×表示耐冲击薄膜从玻璃基底上剥落，或在薄膜和玻璃基底之间形成了气泡，或者其表面出现歪曲的情况。
实施例2除了将实施例1中由有机硅树脂制成的薄膜的厚度改为3.0毫米以外，以和实施例1相同的方式制备耐冲击玻璃基底，并进行和实施例1相同的试验。结果列于表1中。
实施例3混和65质量份PREMINOL PML-3012(聚酯型多羟基化合物(polyol)的商品名，Asahi Glass Company，limited制造)、28质量份EXCENOL EL-1030(聚酯型多羟基化合物的商品名，Asahi Glass Company，limited制造)、100质量份PREMINOL PML-1003(聚酯型多羟基化合物的商品名，Asahi Glass Company，limited制造)、30质量份己二异氰酸酯、0.2质量份二月桂酸二丁基锡和2质量份抗氧化剂(IRGANOX 1010，商品名，Ciba Geigy制造)，并消除泡沫，然后浇铸在已经进行脱膜处理的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上，并在80℃下反应20分钟，获得厚度为2.0毫米的聚氨酯薄膜。这种聚氨酯薄膜的剪切模量为3.1×105Pa。
在这种聚氨酯薄膜的两面，用条形涂布器涂覆丙烯酸型胶粘剂(150质量份由Soken Chemical & Engineering co.，Ltd.制造的SK dyne 1604N(商品名)和2质量份由Soken Chemical & Engineering co.，Ltd.制造的L-45(商品名)的混合物)，在100℃下干燥10分钟，并进行退火处理，制得两面具有以0.015毫米厚度层压的丙烯酸型胶粘剂的聚氨酯薄膜。
除了将实施例1中由有机硅树脂制得的薄膜改为聚氨酯薄膜外，以和实施例1相同的方式制备耐冲击玻璃基底，并进行和实施例1相同的试验。结果列于表1中。
实施例4除了将实施例1中由有机硅树脂制得的薄膜的厚度改为0.6毫米并将聚碳酸酯的厚度改为1.5毫米以外，以和实施例1相同的方式制备耐冲击玻璃基底，并进行和实施例1中相同的试验。结果列于表1中。
实施例5除了将实施例1中由有机硅树脂制得的薄膜的厚度改为0.3毫米并将聚碳酸酯的厚度改为1.5毫米以外，以和实施例1相同的方式制备耐冲击玻璃基底，并进行和实施例1中相同的试验。结果列于表1中。
实施例6混和100质量份有机硅树脂溶液(SD4560，商品名，Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.制造)和0.9质量份有机硅树脂固化剂(SRX212，商品名，Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.制造)来制备有机硅胶粘剂。
将实施例1中形成的由有机硅树脂制得的薄膜从聚碳酸酯上剥离，并且在这种由有机硅树脂制得的薄膜的各面上，使用条形涂布器涂覆上述有机硅胶粘剂。在100℃干燥10分钟并进行退火处理，制得在各面具有以0.015毫米厚度层压了有机硅胶粘剂的有机硅树脂薄膜。
除了将实施例1中由有机硅树脂制得的薄膜(第一层)改为所述的有机硅树脂薄膜外，以和实施例1相同的方式制备耐冲击玻璃基底，并进行和实施例1中相同的试验。结果列于表1中。
实施例7混和100质量份有机硅树脂溶液(SE1885A，商品名，Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.制造)和100质量份有机硅树脂固化剂(SE1885B，商品名，Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.制造)，然后使用刮涂覆器将其涂覆在厚度为100微米并且进行了脱膜处理的聚乙烯薄膜的表面(下文称为PE1)上，使其厚度为0.3毫米，并在100℃下退火30分钟，制得在PE1上形成了由有机硅树脂制得的薄膜。在这种由有机硅树脂制得的薄膜的表面上，层压实施例1中所用的有机硅胶粘剂，使厚度为0.015毫米，并且还如上所述层压相同的聚乙烯薄膜(下文称为PE2)。将PE1剥离并在有机硅树脂薄膜的PE1一侧的表面上也层压有机硅胶粘剂，使其厚度和上述0.015毫米的厚度相同。由此制得各面层压了有机硅胶粘剂的有机硅树脂薄膜。
然后，依次放置实施例1中制备的玻璃基底、具有已剥离PE2和已层压有机硅胶粘剂的有机硅树脂薄膜和上述聚碳酸酯，并在室温下使用橡胶辊进行层压，制得具有包含聚碳酸酯和有机硅树脂薄膜的耐冲击薄膜的玻璃基底。使用这种玻璃基底，进行和实施例1相同的试验。结果列于表1中。
实施例8使用没有粘结耐冲击薄膜的玻璃基底，进行冲击试验。结果列于表1中。
实施例9在由聚碳酸酯(LEXAN 8010，商品名，Asahi Glass Company，limited制造)制得的厚度为2.0毫米的薄膜的一面上，以0.015毫米的厚度涂覆丙烯酸型胶粘剂(150质量份由Soken Chemical & Engineering co.，Ltd.制造的SKdyne 1604N(商品名)和2质量份由Soken Chemical & Engineering co.，Ltd.制造的L-45(商品名)的混合物)，并在室温下使用橡胶辊进行层压，使所述胶粘层和所述玻璃基底接触，制备具有耐冲击薄膜的玻璃基底，并进行和实施例1相同的试验。结果列于表1中。
实施例10在厚度为0.8毫米的聚丙烯/EVA/聚丙烯薄膜(POVIC-T，商品名，AchillesCorporation制造)的两面上，层压丙烯酸型胶粘剂(150质量份由SokenChemical & Engineering co.，Ltd.制造的SK dyne 1604N(商品名)和2质量份由Soken Chemical & Engineering co.，Ltd.制造的L-45(商品名)的混合物)，并且在其一面上，使用橡胶辊在室温下层压由聚对苯二甲酸乙二酯(COSMOSHINE A4300，商品名，Toyobo co.，Ltd.制造)制得的厚度为0.188毫米的薄膜。
如从拉伸模量计算而得的，聚丙烯/EVA/聚丙烯薄膜和聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的剪切模量分别为6.9×107Pa和2.0×109Pa。使用橡胶辊在室温下层压这种耐冲击薄膜和上述玻璃基底，使耐冲击薄膜的胶粘面和玻璃基底接触，制备具有吸收冲击的薄膜的玻璃基底，并进行和实施例1相同的试验。结果列于表1中。
表1
如表1中结果清楚显示的，本发明实施例1～7的各耐冲击薄膜粘结在模拟为PDP前部玻璃的玻璃基底上时具有足够的耐冲击性，形成耐冲击玻璃基底。
另一方面，实施例8中没有粘结耐冲击薄膜的玻璃基底具有低于0.2J的耐冲击性。
而且，实施例9中具有通过薄胶粘层粘结在这一玻璃基底上厚度为2.0毫米的聚碳酸酯层的耐冲击玻璃基底具有低于0.2J的耐冲击性。从这一点来看，很明显仅仅通过第二层不能提高耐冲击性，即使增大第二层的厚度。
而且，实施例10中粘结有用于模拟常规叠层的叠层的耐冲击玻璃基底具有低于0.2J的耐冲击性，且其耐冲击性明显劣于本发明实施例1～7的耐冲击玻璃基底。而且，在实施例10的耐冲击玻璃基底中，使用热固性树脂作为第一层，其耐热性就不够，不适于用作PDP用耐冲击薄膜。
本发明中，可以提供平面显示屏和用于平面显示屏的耐冲击薄膜，该薄膜粘结在平面显示屏的前部玻璃上，用于防止玻璃因冲击而破裂，并可以由此减轻重量以及降低厚度。
提交于2002年2月25日，日本专利申请No.2002-48153中包括说明书、权利要求书、附图和摘要的完整揭示作为整体参考引用于此。
权利要求
1.用于平面显示屏的耐冲击薄膜，该薄膜是粘结在平面显示屏主体的前部玻璃上的耐冲击薄膜，它包括平面显示屏前部玻璃面上厚度为0.1～4.0毫米的由透明热固性树脂制得的第一层和在所述第一层的观看者一侧上由其剪切模量大于所述第一层的透明合成树脂制得的第二层。
2. 权利要求1所述的用于平面显示屏的耐冲击薄膜，其特征在于所述第二层层压在所述第一层的观看者一侧的表面上。
3.权利要求1或2所述的用于平面显示屏的耐冲击薄膜，其特征在于所述第一层由具有胶粘性能的聚氨酯树脂或者有机硅树脂制得，并直接粘在平面显示屏前部玻璃上。
4.权利要求1～3任一项所述的用于平面显示屏的耐冲击薄膜，其特征在于所述第一层的剪切模量小于1×108Pa，厚度为0.1～4.0毫米。
5.权利要求1～4任一项所述的用于平面显示屏的耐冲击薄膜，其特征在于所述第二层的剪切模量至少为1×108Pa，厚度为0.05～3.0毫米。
6.权利要求1～5任一项所述的用于平面显示屏的耐冲击薄膜，其特征为在第二层的观看者一侧上层压选自红外吸收层、电磁波屏蔽层和抗反射层中的至少一层和粘结这些薄层的胶粘层。
7.平面显示屏，它具有直接或者通过透明胶粘层粘结在其前部玻璃上的，权利要求1～6任一项所述的用于平面显示屏的耐冲击薄膜。
全文摘要
一种用于平面显示屏的耐冲击薄膜，该薄膜是粘结在平面显示屏主体的前部玻璃上的耐冲击薄膜，它包括平面显示屏前部玻璃面上由透明热固性树脂制得的第一层和在所述第一层的观看者一侧上由其剪切模量大于第一层的透明合成树脂制得的第二层。
文档编号H01J17/16GK1441453SQ0310665
公开日2003年9月10日 申请日期2003年2月25日 优先权日2002年2月25日
发明者渡部宏, 隈本重实, 宫古强臣, 和知博, 森脇健 申请人:旭硝子株式会社, 松下电器产业株式会社