专利名称：透明层压体、显示装置用视窗面板及包括它的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透明层压体、显示装置用视窗面板及包括它的显示装置。
背景技术：
移动电话或平板电脑等移动设备随着安装触摸面板而大型化，而且作为保护显示器表面的视窗面板可使用强化玻璃。然而，强化玻璃容易在外部冲击下破碎，因此在适用于移动电话等便携式设备时易产生破损。而且，当强化玻璃破损时，压缩层会立即被释放，由此会产生爆炸性的飞散，因此也有时使用防飞散膜等。进一步地，强化玻璃的比重为2.5左右，是一般塑料材料的两倍以上，不适合在轻薄型移动设备中使用。为此，最近正在研发由塑料材质取代玻璃而制造的视窗面板。
发明内容
在本发明的一实施方式中，提供一种解决强化玻璃所带来的问题的透明层压体。在本发明的另一实施方式中，提供一种实现轻量及高强度的显示装置用视窗面板。在本发明的又一实施方式中，提供一种包括所述显示装置用视窗面板的显示装置。在本发明的一实施方式中，提供一种透明层压体，包括:透明衬底层；透明高弹性层，层压于所述透明衬底层的两面，具有约IOMPa以下的杨氏模量(Young’s modulus);以及透明高硬度层，依次层压于在所述透明衬底层的两面层压的透明高弹性层上，所述透明高硬度层的表面硬度实现为以铅笔硬度计约6H以上。所述透明层压体可作为汽车用或者窗户用来使用。在本发明的另一实施方式中，提供一种显示装置用视窗面板，包括:透明衬底层；透明高弹性层，层压于所述透明衬底层的两面，具有约IOMPa以下的杨氏模量(Young’smodulus);以及透明高硬度层，依次层压于在所述透明衬底层的两面层压的透明高弹性层上，所述透明高硬度层的表面硬度实现为以铅笔硬度计约6H以上。所述透明衬底层可为有机材料层或无机材料层的单层结构；或者多个有机材料层、多个无机材料层、或有机材料层和无机材料层的组合层压而成的层压结构。所述透明衬底层可具有约IGPa以上的杨氏模量(Young’s modulus)。所述透明衬底层的厚度可为约10 μ m至约2mm。所述透明高弹性层可为胶黏材料层。所述透明高弹性层的厚度可为约I μ m至约100 μ m。层压于所述透明衬底层的两面的各所述透明高弹性层的厚度可相同或不同。所述透明高硬度层可为硅倍半氧烷层单层结构；包括塑料衬底及硅倍半氧烷层的层压结构；或者在一面或两面层压有硬涂层的塑料衬底的层压结构。所述娃倍半氧烧层及所述硬涂层可具有约5 μ m至约250 μ m的厚度。
所述塑料衬底可具有约25 μ m至约100 μ m的厚度。所述硬涂层可包括丙烯酸类化合物、环氧类化合物、有机无机复合化合物或者它们的组合。可进一步包括所述透明衬底层的一面或两面经印刷处理而形成的印刷部。可进一步包括在所述透明高硬度层中与所述透明衬底层相对的内侧面上经印刷处理而形成的印刷部。在本发明的又一实施方式中，提供一种包括所述显示装置用视窗面板的显示装置。所述显示装置用视窗面板既轻薄，又具有高耐冲击性的表面硬度。
图1为表示本发明的一实施方式的透明层压体的剖视图。图2为表示本发明的另一实施方式的显示装置用视窗面板的剖视图。图3为表示本发明的又一实施方式的显示装置用视窗面板的剖视图。图4为表示本发明的又一实施方式的显示装置用视窗面板的剖视图。符号说明10，110，210，310:透明衬底层20，120，220，320:透明高弹性层30, 130, 230, 330:透明高硬度层100:层压体131，231，331:塑料衬底132，232，332:硅倍半氧烷层或硬涂层200,300,400:显示装置用视窗面板240,340:印刷部311:偏振板或玻璃312:塑料薄膜
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式，以便本发明所属技术领域的技术人员能够易于实施。但本发明可以以各种不同的形式来实现，并不局限于在此说明的实施方式。为了清楚地表示各层及区域，在附图中放大表示了厚度。并在通篇说明书中对相似的部分使用相同的附图标记。当层、膜、区域、板等部分位于另一部分“之上”时，这一情况不仅包括该部分“直接”位于另一部分“之上”的情况，还包括两个部分之间还有另一部分的情况。反之，当某一部分“直接”位于另一部分“之上”时，表示中间没有其他部分。图1为表示本发明的一实施方式的透明层压体100的剖视图。上述透明层压体100包括:透明衬底层10 ;透明高弹性层20，层压于上述透明衬底层10的两面,具有约IOMPa以下的杨氏模量(Young’s modulus);以及透明高硬度层30,依次层压于在上述透明衬底层10的两面层压的透明高弹性层20上，上述透明高硬度层30的表面硬度实现为以铅笔硬度计约6H以上。如图1所示，上述透明层压体100形成为以透明衬底层10为中心，依次对称层压有透明高弹性层20及透明高硬度层30的结构，即使是相等的厚度，也能实现更轻且高强度的特性，显著地提高耐冲击性。如此，由于上述透明层压体100为对称结构，不会产生弯曲(Curl)，即使在单独使用时，使用的是耐冲击性弱的透明衬底层10的材料的情况下也能大幅提闻耐冲击性。上述透明层压体100例如可在需要强化玻璃的用途上有效地使用，具体来说，不仅适于汽车用、窗户用等用途，尤其在轻薄型且需要保持高的耐冲击性的表面硬度的显示装置用视窗面板上能够有效地适用。显示装置有液晶显示装置(liquid crystal display:1XD)、等离子显示装置(plasma display panel:PDP)、有机发光显示装置(organic light emittingdisplay:0LED)、场效应显示装置(field effect display:FED)、电泳显示装置(eletrophoretic display device)等。这些显示装置包括用于显示图像的显示模块和用于保护上述显示模块的视窗面板，可将上述透明层压体100作为上述视窗面板来使用。能够适用上述显示装置的手机或平板电脑等移动设备由于触摸面板的安装而逐渐被大型化，上述透明层压体100取代用于保护这些显示装置表面的强化玻璃，设置在显示装置的前面，从而能够在外部冲击中更加有效地保护显示装置，或者更加有效地防止在触摸面板上输入时容易产生的表面损伤。在本发明的另一实施方式中，提供一种显示装置用视窗面板200，包括:透明衬底层110 ;透明高弹性层120，层压于上述透明衬底层110的两面，具有约IOMPa以下的杨氏模量(Young’s modulus);以及透明高硬度层130,依次层压于在上述透明衬底层110的两面层压的透明高弹性层120上，上述透明高硬度层130的表面硬度实现为以铅笔硬度计约6H以上。图2为表示本发明的另一实施方式的显示装置用视窗面板200的剖视图。上述透明衬底层110可为具有约IGPa以上的杨氏模量的低弹性层，例如可以包括具有约IGPa至约20GPa的杨氏模量的材料，但并不限于此，可根据整体显示装置用视窗面板200的结构和所需要的物理性质而进行选择。具体来说，上述透明衬底层110可使用聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)或它们的共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、烯丙基(allyl)树脂等热塑性或热固性树脂。此外，也可以使用玻璃等无机衬底。上述透明衬底层110可为有机材料层或无机材料层的单层结构；或者可为多个有机材料层、多个无机材料层或有机材料层和无机材料层的组合层压而成的层压结构。当上述透明衬底层110为层压结构时，可为由压敏胶黏剂等层压的复合层。例如，可以使用由树脂浸溃玻璃纤维衬底的结构或者在聚乙烯醇(PVA)偏振器上层压有塑料薄膜的结构等。上述透明衬底层的厚度可为约10 μ m至约2mm。上述透明高弹性层120为具有约IOMPa以下的杨氏模量的高弹性层，具体来说可具有约IkPa至约IOMPa的杨氏模量。上述透明高弹性层120可由胶黏剂层形成，可以使用所谓压敏胶黏材料(PSA, Pressure-Sensitive-Adhesive)。具体来说,上述透明高弹性层120可通过将丙烯酸类树脂、α -烯烃类树脂或聚氨酯类树脂；乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)类树脂、水性环氧树脂、氰基丙烯酸酯类树脂、有机硅树脂等、或者它们的改性高分子溶液涂覆于衬底后使之干燥，或者进行无溶剂UV固化而制造。上述透明高弹性层120不限于上述所列举的材料，可根据整体显示装置用视窗面板200的结构及所需要的物理性质而进行选择。通过夹设有上述透明高弹性层120，能够吸收由于各层之间的热膨胀系数(CTE)之差而引起的应力。如此，上述透明高弹性层120的厚度可根据整体显示装置用视窗面板200的结构、构成面板的各层材料的热膨胀系数、使用温度范围、上述透明高硬度层130的硬度、所需要的物理性质等而确定。例如，上述透明高弹性层120的厚度可为约Iym至约100 μ m0在一实施方式中，也可以以不同的厚度构成层压在上述透明衬底层110的两面的各上述透明高弹性层120的厚度。一般来说，以上述透明衬底层110为中心上下对称的结构(sy_etric)能够防止弯曲，但根据实际使用状态，可以是非对称结构，例如为在最上层进一步包括抗反射层(Ant1-Reflective layer, AR)和防污层(Ant1-Fingerprintlayer, AF),在下层则制作光学透明胶黏剂(Optical Clear Adhesive, OCA)等的触摸面板层等的情况，为了对这种非对称结构时的整体结构提供弯曲应对方案，可以将各上述透明高弹性层120的厚度设为不同的厚度。此外，由于上述透明高弹性层120吸收上下弯曲应力，因此可将上层的透明高弹性层120的厚度构成为主要以确保硬度为目的的厚度，将下层的透明高弹性层120的厚度构成为主要以提供弯曲应对方案为目的的厚度。上述透明高硬度层130可为具有高表面硬度的材料即硅倍半氧烷层的单层结构，或者可为包括塑料衬底131及硅倍半氧烷层132的层压结构，或者可为在塑料衬底131的一面或两面层压有硬涂层132而实现高硬度的层压结构。如此构成的上述透明高硬度层130具有以铅笔硬度计约6H以上的表面硬度，例如可使上述透明高硬度层130具有以铅笔硬度计约6H至以铅笔硬度计约8H的表面硬度。构成上述硅倍半氧烷层132的硅倍半氧烷化合物有笼型、梯型、无规型等，优选为笼型，但并不限于此，可根据所需要的物理性质混合使用笼型、梯型和无规型等。在一实施方式中，上述透明高硬度层130可通过将规定的硅倍半氧烷按一定的膜厚涂覆于塑料衬底131上并通过红外线照射进行固化而制造，并且为了表面特性或成膜稳定以及固化反应的稳定化，可以夹入透明基板或薄膜以作为阻氧层。例如，在塑料衬底131上面涂覆笼型硅倍半氧烷单体和光反应引发剂。在塑料衬底131的表面可根据需要施以底涂(primer)处理以提高附着力。在使娃倍半氧烧固化时,能够提高与上述塑料衬底131薄膜之间的附着力，从而能够改善硅倍半氧烷层132及塑料衬底131层压而成结构的透明高硬度层130整体的弯曲强度，并实现上述透明高硬度层130整体的强度的加强。上述塑料衬底131可使用PET、PC、PMMA、PEN等透明薄膜。上述塑料衬底131可被要求当反应温度高时能够承受该温度的耐热性。上述塑料衬底131的厚度可为约25 μ m至约100 μ m。以上述塑料衬底131与上述透明高弹性层120相对的方式进行层压。此外，当需要阻氧层时，可在所涂覆的硅倍半氧烷上面覆盖透明薄膜(未图示)。上述透明薄膜可作为保护已固化的硅倍半氧烷的薄膜来使用。通常，这种处理可在卷状(roll)状态下进行，从而能够确保高生产率。上述透明薄膜可使用PET、PMMA、PC或PEN等。上述硅倍半氧烷层132及上述硬涂层132可具有约5 μ m至约250 μ m的厚度。如前所述，具有上述厚度范围的硅倍半氧烷层可以以单层作为透明高硬度层(相当于图1的30所示结构)使用。也可从上述塑料衬底131薄膜中剥离而仅将硅倍半氧烷层作为上述透明高硬度层130使用。在图2中示出上述透明高硬度层130为上述硅倍半氧烷层132在塑料衬底131的一面作为硬涂层132层压的层压结构，但如前所述，也可为上述硅倍半氧烷层132在塑料衬底131的两面作为硬涂层132层压的结构或硅倍半氧烷层单层(相当于图1的30所示结构)结构。上述硬涂层132可包括有机化合物或者有机无机复合化合物，其中有机化合物例如可包括丙烯酸类化合物、环氧类化合物或它们的组合，有机无机复合化合物例如可包括聚硅倍半氧烷等硅化合物。图3为表不本发明的又一实施方式的显不装置用视窗面板300的剖视图。上述显示装置用视窗面板300进一步包括上述透明衬底层210的一面或两面经印刷处理而形成的印刷部240。上述印刷部240可通过对上述透明衬底层210的单面进行设计性的印刷而形成，例如可印刷周边的黑色标志(BM)或标志等而形成。在这种情况下，印刷部240的高度约为10 μ m至约30 μ m左右，因此要求透明高弹性层220具有能够吸收印刷部240的高度的厚度。由于上述显示装置用视窗面板300为由透明材质层压而成的，因此上述印刷部240的位置可以是不受限制的任意位置。在另一实施方式中，上述显示装置用视窗面板可进一步包括在上述透明高硬度层中与上述透明衬底层相对的内侧面在内侧面经过印刷处理而形成的印刷部。图4为表不本发明的又一实施方式的显不装置用视窗面板400的剖视图。上述显示装置用视窗面板400包括由层压结构的复合衬底形成的透明衬底层310。上述透明衬底层310为将上述玻璃纤维衬底浸溃在树脂而形成的结构，可以为在玻璃纤维衬底311的两面层压有塑料薄膜312的结构。或者，透明衬底层310可为在偏振板311的两面层压有塑料薄膜312的结构。可在上述塑料薄膜312上进行印刷处理而形成印刷部340。上述透明高弹性层及上述透明高硬度层便于制成卷(roll)状，可与透明衬底层进行基于卷对卷(roll to roll)或卷对片(roll to sheet)的制造,相比由玻璃或强化玻璃制成的盖窗(cover window),能够大幅提高生产率。具体来说，在所完成的透明高硬度层的塑料衬底的表面上准备透明高弹性层例如胶黏剂等具有粘性的材料。在经过可剥离处理的薄膜上面按规定的膜厚涂覆最终性质柔和且具有粘性的材料以作为上述透明高弹性层材料，并通过卷对卷方式粘合于上述透明高硬度层的塑料衬底。为了再将透明衬底层粘合在上述透明高弹性层的表面，可使用如下方法:准备两张卷状的透明高硬度层-透明高弹性层层压品，并在两张上述层压品之间通过卷对卷或卷对片方式将片状或卷状的透明衬底层的两面同时粘合在上述两张层压品。上述方法的生产率非常高，进而能够最大限度地减小层间应力。当然，也可以依次进行粘合，或者将各材料切割后粘合在薄片上。上述视窗面板可适用于各种显示装置。上述显示装置包括用于显示图像的显示模块和用于保护上述显示模块的视窗面板。视窗面板可配置在显示模块上，其中，显示模块可为液晶显示模块、有机发光显示模块、等离子显示模块、场效应显示模块或电泳显示模块
坐寸O下面，通过比较例及实施例详细说明本发明，但本发明并不局限于以下比较例及实施例。
实施例实施例1按照图2所示的结构制造显示装置用视窗面板。在由硅倍半氧烷层(产品名称:Silplus，NSCC公司制造)(IOOym)及PET (50 μ m)的层压体构成的透明高硬度层(新日铁化学制)粘合丙烯酸类透明胶黏剂(透明高弹性层，10 μ m)，并对该透明高弹性层层压作为透明衬底层的PC (200 μ m)o利用二氧化碳激光器切割为150mmX 70mm而制作出试样。实施例2除了将烯丙基树脂(200μπι)作为透明衬底层使用之外，通过与上述实施例1相同的方法制作出试样。比较例I用PMMA制作出500 μ m厚度的单层试样。比较例2
用烯丙基树脂制作出500 μ m厚度的单层试样。[评价]每次增高5cm测量使130g的钢球自由落下到在上述实施例1、2及比较例1、2中制作的试样的中心部分时试样被破坏的高度。其结果示在下表I中。[表 I]
I比较例I I实施例1 I比较例2 I实施例2破坏局度(cm) 10651555从上述结果可知，即使在比较例I及比较例2的单层结构时耐冲击性较低，但通过层压结构的实施例1及实施例2大幅提高耐冲击性。由此可知，即使将耐冲击性低于玻璃的树脂作为透明衬底层使用，通过上述层压结构能够获得玻璃水平的刚性。如上通过优选实施例说明了本发明，但本发明并不局限于上述内容，本发明所属技术领域的技术人员能够易于理解在不脱离权利要求书所要求保护的概念及范围的限度内，可进行多种修改及变形。
权利要求
1.一种透明层压体，包括: 透明衬底层； 透明高弹性层，层压于所述透明衬底层的两面，具有IOMPa以下的杨氏模量；以及透明高硬度层，依次层压于在所述透明衬底层的两面层压的透明高弹性层上，所述透明高硬度层的表面硬度实现为以铅笔硬度计6H以上。
2.根据权利要求1所述的透明层压体，作为汽车用或者窗户用来使用。
3.—种显示装置用视窗面板，包括: 透明衬底层； 透明高弹性层，层压于所述透明衬底层的两面，具有IOMPa以下的杨氏模量；以及透明高硬度层，依次层压于在所述透明衬底层的两面层压的透明高弹性层上，所述透明高硬度层的表面硬度实现为以铅笔硬度计6H以上。
4.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 所述透明衬底层为有机材料层或无机材料层的单层结构；或者多个有机材料层、多个无机材料层、或有机材料层和无机材料层的组合层压而成的层压结构。
5.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 所述透明衬底层具有IGPa以上的杨氏模量。
6.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 所述透明衬底层的厚 度为10 μ m至2mm。
7.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 所述透明高弹性层为胶黏材料层。
8.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 所述透明高弹性层的厚度为14!11至10(^1]1。
9.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 层压于所述透明衬底层的两面的各所述透明高弹性层的厚度相同或不同。
10.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 所述透明高硬度层为硅倍半氧烷层单层结构；包括塑料衬底及硅倍半氧烷层的层压结构；或者在一面或两面层压有硬涂层的塑料衬底的层压结构。
11.根据权利要求10所述的显示装置用视窗面板， 所述娃倍半氧烧层及所述硬涂层具有5 μ m至250 μ m的厚度。
12.根据权利要求10所述的显示装置用视窗面板， 所述塑料衬底具有25 μ m至100 μ m的厚度。
13.根据权利要求10所述的显示装置用视窗面板， 所述硬涂层包括丙烯酸类化合物、环氧类化合物、有机无机复合化合物或者它们的组入口 ο
14.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 进一步包括所述透明衬底层的一面或两面经印刷处理而形成的印刷部。
15.根据权利要求3所述的显示装置用视窗面板， 进一步包括在所述透明高硬度层中与所述透明衬底层相对的内侧面上经印刷处理而形成的印刷部。
16.一种显示装 置，包括权利要求3到14中的任一项所述的显示装置用视窗面板。
全文摘要
本发明涉及一种透明层压体，包括透明衬底层；透明高弹性层，层压于所述透明衬底层的两面，具有10MPa以下的杨氏模量(Young's modulus)；以及透明高硬度层，依次层压于在所述透明衬底层的两面层压的透明高弹性层上，所述透明高硬度层的表面硬度实现为以铅笔硬度计6H以上。此外，所述透明层压体可作为显示装置用视窗面板来使用，因此本发明提供一种包括所述显示装置用视窗面板的显示装置。
文档编号B32B7/12GK103192558SQ20121039519
公开日2013年7月10日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年1月9日
发明者平井彰, 李东昊, 李揆宅, 韩尚佑, 金相九 申请人:三星显示有限公司