用于显示装置的视窗和包含该视窗的显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了用于显示装置的视窗以及包含该视窗的显示装置。所述用于显示装置的视窗包括含有第一聚合物树脂的聚合物树脂层和位于所述聚合物树脂层至少一侧之上的透光膜，所述透光膜包含硬涂层和位于所述硬涂层之下的辅助层，所述辅助层包含具有至少约2H的表面硬度和至少约85℃的玻璃化转变温度（Tg）的第二聚合物树脂。
【专利说明】用于显示装置的视窗和包含该视窗的显示装置
【技术领域】
[0001] 本发明公开了用于显示装置的视窗和包含该视窗的显示装置。
【背景技术】
[0002] 目前已知的显示装置包括液晶显示器（IXD)、等离子体显示面板（PDP)、有机发光 二极管显示器（0LED)、场效应显示器（FED)和电泳显示装置等。这样的显示装置包括显示 图像的显示模块和保护显示模块的视窗。视窗可由玻璃制造。然而，由于玻璃会易于被外 部冲击打碎，所以当应用于例如移动电话的便携装置时，视窗会易于损坏。因此，近来已经 研究了由塑料材料而非玻璃制成的用于该用途的视窗。然而，由于使用了具有触摸屏功能 的显示装置，所以手或例如笔的尖锐工具会频繁地接触视窗的一侧。随着这些频繁地接触， 由塑料制成的视窗会易于在表面划伤。此外，由塑料制成的视窗会遭受外观变形，例如卷曲 或波纹(waving)。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个方面提供了在提高抗冲强度和表面硬度的同时防止外观变形的用 于显示装置的视窗。
[0004] 另一个实施方式提供了包含所述用于显示装置的视窗的显示装置。
[0005] 根据一个实施方式，用于显示装置的视窗包括含有第一聚合物树脂的聚合物树脂 层和位于所述聚合物树脂层至少一侧之上的透光膜，所述透光膜包含硬涂层和位于所述硬 涂层之下的辅助层，所述辅助层包含具有大于或等于约2H的表面硬度和至少约85°C的玻 璃化转变温度（Tg)的第二聚合物树脂。
[0006] 所述辅助层可具有比所述硬涂层低的表面硬度。
[0007] 所述辅助层可具有约2H至约5H的表面硬度，所述硬涂层可具有约5H至约8H的 表面硬度。
[0008] 所述硬涂层可包含有机材料、无机材料和有机/无机复合化合物中的一种。
[0009] 所述硬涂层可包含聚倍半硅氧烷。
[0010] 所述硬涂层可具有约20 μ m至约100 μ m的厚度。
[0011] 所述第二聚合物树脂可具有约85°C至约160°C的玻璃化转变温度（Tg)。
[0012] 所述第二聚合物树脂可包括聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰类树 月旨、改性的氟代类树脂和它们的组合中的一种。
[0013] 所述第一聚合物树脂可包括聚碳酸酯（PC)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、环烯烃聚 合物（C0P )、这些聚合物的共聚物和它们的组合中的一种。
[0014] 所述透光膜可进一步包含位于所述聚合物树脂层和所述辅助层之间的粘结剂层。
[0015] 所述透光膜可进一步包含塑料基板。
[0016] 所述塑料基板可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)膜、聚碳酸酯（PC)膜、聚甲基 丙烯酸甲酯（PMMA)膜、聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯（PC/PMMA)膜和它们的组合中的一种。
[0017] 所述透光膜可进一步包含位于所述塑料基板和所述聚合物树脂层之间的粘结剂 层。
[0018] 所述塑料基板可具有约50μπι至约ΙΟΟμπι的厚度，所述粘结剂层可具有约5μπι 至约10 μ m的厚度。
[0019] 所述透光膜可包含MD (模内装饰）膜。
[0020] 所述用于显示装置的视窗可具有通过使用130g的球的落球测量装置确定的由至 少约40cm的坠落高度所表示的抗冲强度。
[0021] 所述用于显示装置的视窗可具有大于或等于约7H的表面硬度。
[0022] 所述用于显不装置的视窗可具有约1mm的最大厚度。
[0023] 所述用于显示装置的视窗可通过在膜嵌入注塑工艺中注塑所述透光膜和所述聚 合物树脂而得到。
[0024] 根据另一个实施方式，提供了包含所述用于显示装置的视窗的显示装置。
[0025] 所述用于显示装置的视窗在提高抗冲强度和表面硬度的同时防止了外观变形。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1为具有根据一个实施方式的用于显示装置的视窗的截面视图。
[0027] 〈附图标记说明〉
[0028] 100 :用于显示装置的视窗
[0029] 110:聚合物树脂层
[0030] 120 :透光膜
[0031] 121 :辅助层
[0032] 122 :粘结剂层
[0033] 123 :硬涂层
[0034] 定义
[0035] 落球测量装置：通过从渐增的高度，一般经过垂直的管，坠落130g的钢球到样品 的中心而测量目标样品的抗冲强度的装置。在样品中未留下裂纹的最大坠落高度为样品的 抗冲强度测量值。
[0036] 膜嵌入注塑：用于形成塑料件的注塑工艺，包括嵌入装饰的、成形的和修剪的膜产 品到|吴中。
[0037] 模内装饰膜：用在膜嵌入注塑工艺中的装饰膜。
[0038] 透光膜：覆盖显示装置表面的基本透明的膜，并可包含多个不同的层。
[0039] 铅笔硬度测试仪：用于测试塑料样品的划伤硬度的半自动装置，该测试包括样品 与压头的接触，该压头要被施加一系列可重复的力水平。
[0040] 基板：在其上建立显示装置的其余部分的基础层。
[0041] 表面硬度：样品对抗断裂或永久塑性形变的测量值。
[0042] 表面硬度等级：通过从最硬到最软的9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、 3B、4B、5B、6B、7B、8B、9B的标准铅笔级别表征表面硬度的方式。
【具体实施方式】
[0043] 下文将参照附图更全面地说明本发明的一些示例性实施方式。正如本领域技术人 员会认识到，所说明的实施方式可按各种不同方式修改而不背离本发明的精神或范围。
[0044] 附图中，为了清晰而放大了各个层、膜、面板、区域等的厚度。整个说明书中相同的 附图标记表示相同的元件。应理解，当例如层、膜、区域或基板的一个元件被称为在另一个 元件"之上"时，它可直接在另一个元件之上，或者也可存在介于中间的元件。相对地，当一 个元件被称为"直接"在另一个元件"之上"时，不存在介于中间的元件。
[0045] 参照图1将说明根据一个实施方式的用于显示装置的视窗。
[0046] 图1为显示根据一个实施方式的用于显示装置的视窗的截面视图。
[0047] 根据一个实施方式的用于显示装置的视窗100可包含位于聚合物树脂层110 -侧 之上的透光膜120。
[0048] 聚合物树脂层110可由可注塑的第一聚合物树脂制成。可注塑的第一聚合物树脂 可包括，例如，聚碳酸酯（PC)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、环烯烃聚合物（C0P)、这些聚合物 的共聚物和它们的组合中的一种。这里，所述"组合"可指至少两层混合或堆叠中的一种。
[0049] 聚合物树脂层110可具有例如约600 μ m至约900 μ m的厚度，在一些实施方式中 为约670 μ m至约820 μ m。
[0050] 当聚合物树脂层110具有所述范围内的厚度时，可确保所得树脂层的硬度并由此 可确定注入需要的条件，并且与具有所述范围外的厚度的聚合物树脂层相比，可减小上述 硬涂层的高温高湿形变。同样，在膜嵌入注塑工艺中的注塑步骤中可允许第一聚合物树脂 流入足够的空间，因此可确保第一聚合物树脂的抗冲强度和表面硬度特性，并可获得良好 的外观。
[0051] 透光膜120可包括硬涂层123、辅助层121和粘结剂层122。
[0052] 硬涂层123可位于用于显示装置的视窗100的最上层之上，并可确保视窗的表面 硬度。此处，硬涂层123位于用于显示装置的视窗100的最上层之上，因此直接具有对视窗 的表面硬度的影响，这并未排除在其上形成施加额外功能的额外层(例如抗反射膜）的可能 性。
[0053] 硬涂层123可包含，例如有机材料、无机材料和有机/无机复合化合物中的一种。 这里，有机材料可包括，例如丙烯酰类化合物、环氧类化合物和它们的组合中的一种，无机 材料可包括，例如氧化硅、氧化铝和它们的组合中的一种，有机/无机复合化合物可包括， 例如聚倍半硅氧烷。具体地，硬涂层123可包含聚倍半硅氧烷。
[0054] 硬涂层123可为单层或多层，并可具有，例如约20 μ m至约100 μ m的厚度。当硬 涂层123具有大于约100 μ m的厚度时，抗冲强度可显著地减小。
[0055] 硬涂层123可具有约5H至约8H的表面硬度，更具体地，可具有约7H至约8H的表 面硬度。表面硬度可用铅笔硬度测试仪（BMS Tech)通过施加 lkg的负荷而测量。具有该 范围内的表面硬度时，可防止表面划伤。
[0056] 辅助层121可位于硬涂层123之下，因此可与硬涂层123互补，进一步有助于其在 高温高湿条件下的耐用性，并提高用于显示装置的视窗100的抗冲强度。
[0057] 辅助层121可为膜嵌入形成工艺中使用的膜的形态或可为涂层的形态。
[0058] 辅助层121可具有约2H至约5H的表面硬度，可低于硬涂层123的表面硬度。因 此，辅助层121可在不影响硬涂层123的表面硬度的同时，提高用于显示装置的视窗的可靠 性和抗冲强度。当辅助层具有小于或等于Η的表面硬度时，硬涂层123应制造得足够厚以 便可确保充足的硬度。
[0059] 上述第二聚合物树脂可支撑硬涂层123,防止或减小其在高温高湿环境下的变形， 并且第二聚合物树脂层的使用可减小外观变形，例如聚合物层复合材料中的卷曲，因而提 高制造工艺的可靠性。这里，可靠性降低可指，例如，由于在膜嵌入注塑制造工艺中聚合物 注入温度下的卷曲，聚合物层中波纹的形成。第二聚合物树脂可为，例如聚酯、聚碳酸酯、聚 甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰类树脂、改性的氟代类树脂和它们的组合中的一种。
[0060] 粘结剂层122为插入聚合物树脂层110和辅助层121之间的层，并用于将上述两 层粘合到一起。粘结剂层122可包含，例如两组分可固化树脂和丙烯酰类粘结剂中的一种。 粘结剂层122可具有，例如约5μπι至约ΙΟμπι的厚度。
[0061] 上述透光膜可进一步包括塑料基板(未显示)。塑料基板可为用于膜嵌入形成工艺 的膜，并且可为，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)膜、聚碳酸酯（PC)膜、聚甲基丙烯酸甲 酯（PMMA)膜、聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯（PC/PMMA)膜和它们的组合中的一种。上述聚 碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯（PC/PMMA)膜可为包含PC和PMMA二者的混合物的膜或者通过 层压PC膜和PMMA膜而制成的膜。塑料基板可具有例如约50 μ m至约100 μ m的厚度。
[0062] 当进一步包括上述塑料基板时，粘结剂层122可位于，例如塑料基板和聚合物树 脂层110之间。
[0063] 透光膜120可为，例如MD膜(模内装饰膜)。
[0064] 透光膜120可在聚合物树脂层110的一侧形成，但不限于此，并且可在聚合物树脂 层110的两侧形成。
[0065] 用于显示装置的视窗100可根据膜嵌入注塑工艺通过注塑透光膜120和上述聚合 物树脂而得到。该聚合物树脂可为第一聚合物树脂。
[0066] 用于显示装置的视窗100可具有约1mm的最大厚度。
[0067] 如上所述，用于显示装置的视窗100可同时呈现有利的抗冲强度和表面硬度特 性。例如，用于显示装置的视窗100可具有通过使用落球测量装置坠落130g的负荷而测量 的至少40cm的抗冲强度，并且同时可具有用铅笔硬度测试仪（BMS Tech)通过施加 lkg的 负荷测量的至少约7H的表面硬度。
[0068] 上述用于显示装置的视窗可在各种显示装置中获得应用。显示装置可为液晶显示 器（IXD)、有机发光二极管（0LED)显示器、等离子体显示器、场效应显示装置、电泳显示装 置等的一种，但不限于此。
[0069] 上述用于显示装置的视窗可设置在显示模块之上，可有效地与本发明的用于显示 装置的视窗配对的显示模块包括液晶显示模块、有机发光显示模块、等离子体显示模块、场 效应显示模块、电泳显示模块等。
[0070] 下文，参照实施例更详细地说明了本公开。然而，这些实施例为示例性的，本公开 不限于此。
[0071] 制诰用于显示裝置的视窗
[0072] 实施例1
[0073] 将包含第二聚合物树脂的聚甲基丙烯酸甲酯溶液（Tg=90°C) (OPSTER KZ6445A， JSR Co.)涂布在PET膜（PET100A4300, Τ0Υ0Β0 Co.，Ltd.)的一侧，并在高压水银灯和 300mJ/cm2剂量的条件下固化，形成具有3H铅笔硬度的辅助层。接着，通过涂布聚倍半硅氧 烧溶液（BS-907, Arakawa Inc.)到固化的第二聚合物树脂层之上而形成硬涂层，在8(TC干 燥硬涂层1分钟，并通过用紫外（UV)光（300mJ/cm 2)照射而固化。然后，将两组分可固化树 脂（IMB00002，Teikoku Printing Inks Mfg. Co.，Ltd.)涂布到 PET 膜的另一侧之上，并在 100°C干燥10分钟。接着，将干燥后的两组分可固化树脂在100°C预固化，形成粘结剂层。 然后，将上述PET膜放入注塑机中以注塑聚碳酸酯（PC)树脂（HFD-1810, Sabic Co.)，制造 包含聚碳酸酯（PC)树脂层的1mm厚的用于显示装置的视窗。每层具有如下的厚度。
[0074] 硬涂层：0· 〇25mm
[0075] 辅助层：0· 2mm
[0076] 两组分可固化树脂(粘结剂）层：0· 01mm
[0077] 聚碳酸酯（PC)树脂层：0· 765mm
[0078] 实施例2
[0079] 将聚倍半硅氧烷溶液（BS_907，Arakawa Inc.)涂布到聚酯类膜（Tg=153°C，铅笔硬 度=3H)的一侧，该聚酯类膜事先用第二聚合物树脂（DX-01，Nichigo Orga)涂布。然后，将 聚倍半硅氧烷溶液在80°C干燥1分钟，并通过用紫外（UV)光（300mJ/cm2)照射而固化。然 后，将两组分可固化树脂（IMB00002，Teikoku Printing Inks Mfg. Co. Ltd.)涂布到聚酯类 膜的另一侧之上，并在l〇〇°C干燥10分钟。然后，将涂布后的聚酯类膜在100°C预固化。然 后，将上述聚酯类膜放入注塑机中以注塑聚碳酸酯（PC)材料（HFD-1810, Sabic Co.)，制造 包含聚碳酸酯（PC)树脂层的1mm厚的用于显示装置的视窗。每层具有如下的厚度。
[0080] 硬涂层：0· 〇25mm
[0081] 辅助层：0.2mm
[0082] 两组分可固化树脂(粘结剂）层：0. 01mm
[0083] 聚碳酸酯（PC)树脂层：0· 765mm
[0084] 实施例3
[0085] 除了使用聚酯类膜（Tg=155°C，铅笔硬度5H) (TA-01，Nichigo Orga)代替上述聚 酯类膜（Tg=153°C，铅笔硬度=3H) (DX-01，Nichigo Orga)以外，根据与实施例2中使用的 相同的方法制造包含聚碳酸酯（PC)树脂层的1mm厚的用于显示装置的视窗。每层具有如 下的厚度。
[0086] 硬涂层：0· 〇25mm
[0087] 辅助层：0· 2mm
[0088] 两组分可固化树脂(粘结剂）层：〇. 01mm
[0089] 聚碳酸酯（PC)树脂层：0· 765mm
[0090] 对比例1
[0091] 除了未使用聚甲基丙烯酸甲酯溶液（0PSTER KZ6445A，JSR Co.)以外，根据实施例 1的方法制造包含聚碳酸酯（PC)树脂层的1_厚的用于显示装置的视窗。每层具有如下的 厚度。
[0092] 硬涂层：0· l25mm
[0093] PET 膜：0· 1mm
[0094] 两组分可固化树脂(粘结剂）层：0. 01mm
[0095] 聚碳酸酯（PC)树脂层：0· 765mm
[0096] 对比例2
[0097] 除了使用聚苯乙烯溶液（Tg=47°C，铅笔硬度H) (ef_36，Soken Co. Ltd.)代替聚甲 基丙烯酸甲酯溶液（OPSTER KZ6445A，JSR Co.)以外，根据实施例1的方法制造包含聚碳酸 酯（PC)树脂层的1mm厚的用于显示装置的视窗。每层具有如下的厚度。
[0098] 硬涂层：0· 〇25mm
[0099] 辅助层：0· 2mm
[0100] 两组分可固化树脂(粘结剂）层：0. 01mm
[0101] 聚碳酸酯（PC)树脂层：0· 765mm
[0102] 对比例3
[0103] 除了使用改性的聚甲基丙烯酸甲酯溶液（Tg=94°C，铅笔硬度=6B) (VRL40， Mitsubishi rayon Co. Ltd )代替聚甲基丙烯酸甲酯溶液（OPSTER KZ6445A，JSR Co.)以 夕卜，根据实施例1的方法制造包含聚碳酸酯（PC)树脂层的1mm厚的用于显示装置的视窗。 每层具有如下的厚度。
[0104] 硬涂层：0· 025_
[0105] 辅助层：0· 2_
[0106] 两组分可固化树脂(粘结剂）层：0. 01mm
[0107] 聚碳酸酯（PC)树脂层：0· 765mm
[0108] Mi
[0109] 评估根据实施例1至4和对比例1至3的用于显示装置的视窗的抗冲强度、表面 硬度和外观。
[0110] 当用落球测量装置使具有130g负荷的金属重量坠落以冲击上述用于显示装置的 视窗中心时，通过测量使用于显示装置的视窗不具有裂纹的最大高度而评估抗冲强度。
[0111] 通过用铅笔硬度测试仪（BMS Tech)施加1kg的负荷而测量表面硬度。
[0112] 通过检查用于显示装置的视窗在85°C和85%的湿度下老化120小时是否卷曲而评 估外观，记录卷曲的用于显示装置的视窗从支撑它的平面起的最高高度。
[0113] 结果列于表1中。
[0114] (表 1)
[0115] 硬涂层的性质 辅助层的性质 结果 (mm) 厚度|错笔硬度（在玻玻璃化转变|备 ΓΤΓΓ7~ __(_璃之上70_)温度（Tg)销毛硬度抗冲强度表面硬度外观 实施例 1 1.0 25 8H__90V__3H 55cm 裂纹 7H 0.5mm 实施例 2 1.0 _25 8H - 153°C - 3H Ucm 裂纹 7H 0.7mm 实施例 3 1.0 -25 8H ~ 15S°C ~ 5H 裂纹 8H 1mm 对比例 1 _ 1.0 - 125 8H . - - 5cm 裂纹. 7H 6mm 对比例 2 1.0 -25 8H - 47°C _ H 裂纹 5H 4mm 对比例 3 1.0 25__8H__9￡C__6B 50cm 裂纹 2H 1mm
[0116] 参照表1，根据实施例1至3的用于显示装置的视窗显示了高的抗冲强度和表面 硬度，及令人满意的外观。相反，根据对比例1的不使用辅助层的用于显示装置的视窗显示 了非常低的抗冲强度和令人不满的外观，根据对比例2的使用具有小于85°C的玻璃化转变 温度的辅助层的用于显示装置的视窗显示了低的抗冲强度和令人不满的外观，根据对比例 3的使用具有低表面硬度的辅助层的用于显示装置的视窗显示了令人不满的表面硬度。基 于上述结果，包含具有至少2H的表面硬度和至少85°C的玻璃化转变温度（Tg)的辅助层的 用于显示装置的视窗具有令人满意的抗冲强度、硬度和外观。
[0117] 尽管已结合当前认为是可行的示例性实施方式说明了本公开，但是应理解的是本 发明不限于所公开的实施方式，而是相反，本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内 包括的各种修改和等效方案。
【权利要求】
1. 一种用于显示装置的视窗，包括： 含有第一聚合物树脂的聚合物树脂层；和 位于所述聚合物树脂层至少一侧之上的透光膜，所述透光膜包含 硬涂层；和 位于所述硬涂层之下的辅助层， 所述辅助层包含具有大于或等于2H的表面硬度和至少85°C的玻璃化转变温度的第二 聚合物树脂。
2. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述辅助层具有比所述硬涂层低的表 面硬度。
3. 根据权利要求2所述的用于显示装置的视窗，所述辅助层具有2H至5H的表面硬度， 所述硬涂层具有5H至8H的表面硬度。
4. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述硬涂层包含有机材料、无机材料 和有机/无机复合化合物中的一种。
5. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述硬涂层包含聚倍半硅氧烷。
6. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述硬涂层具有20 μ m至100 μ m的厚 度。
7. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述第二聚合物树脂具有85°C至 160°C的玻璃化转变温度。
8. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述第二聚合物树脂包括聚酯、聚碳 酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰类树脂、改性的氟代类树脂和它们的组合中的一种。
9. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述第一聚合物树脂包括聚碳酸酯、 聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃聚合物、这些聚合物的共聚物和它们的组合中的一种。
10. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述透光膜进一步包含位于所述聚 合物树脂层和所述辅助层之间的粘结剂层。
11. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述透光膜进一步包含塑料基板。
12. 根据权利要求11所述的用于显示装置的视窗，所述塑料基板包括聚对苯二甲酸乙 二醇酯膜、聚碳酸酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯膜和它们的组 合中的一种。
13. 根据权利要求11或12所述的用于显示装置的视窗，所述透光膜进一步包含位于所 述塑料基板和所述聚合物树脂层之间的粘结剂层。
14. 根据权利要求13所述的用于显示装置的视窗，所述塑料基板具有50 μ m至100 μ m 的厚度，所述粘结剂层具有5 μ m至10 μ m的厚度。
15. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述透光膜包含模内装饰膜。
16. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述用于显示装置的视窗具有通过 使用130g的球的落球测量装置确定的由至少40cm的坠落高度所表示的抗冲强度。
17. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述用于显示装置的视窗具有大于 或等于7H的表面硬度。
18. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述用于显示装置的视窗具有1_的 最大厚度。
19. 根据权利要求1所述的用于显示装置的视窗，所述用于显示装置的视窗通过在膜 嵌入注塑工艺中注塑所述透光膜和所述聚合物树脂而得到。
20. -种包含根据权利要求1-19中任一项所述的用于显示装置的视窗的显示装置。
【文档编号】B32B27/06GK104108213SQ201310511737
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年4月22日
【发明者】吴柱锡, 本乡有记, 金勳敎 申请人:三星显示有限公司