CN105549128A - 功能性单层膜和具有该功能性单层膜的显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种功能性单层膜和包括该功能性单层膜的显示装置。该功能性单层膜置于显示装置的盖窗上。该功能性单层膜包括基体材料和在基体材料中所包含的含碳片状物。含碳片状物的含量从0.01wt％至0.1wt％。

Description

功能性单层膜和具有该功能性单层膜的显示装置
本申请要求享有于2014年10月22日提交的韩国专利申请第10-2014-0143141号的优先权和权益，为了所有目的，通过引用将该申请结合在此，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种功能性单层膜和一种具有该功能性单层膜的显示装置。
背景技术
很长一段时间以来，一种由sp2碳网形成的具有单个碳原子厚度的二维材料石墨烯(graphene)已受到许多科学工作者的关注。在2004年，AndreGeim博士和KonstantinNovoselov博士利用思高胶带(Scotchtape)以简单的方法从石墨中首次提取出石墨烯，并报道了石墨烯的优良电性能。从那时起，已对石墨烯类材料在包括晶体管、透明电极、储能材料(具有超高容量的电容器、二次电池、储氢材料等)、传感器、聚合物络合物等在内的一些领域中的应用进行了研究。
此外，随着信息社会的发展，对于能显示图像的各种类型显示装置存在着日益增长的需求。目前，已使用诸如液晶显示器(LCDs)、等离子体显示面板(PDPs)和有机发光二极管(OLED)显示装置之类的各种显示装置。
可在现有技术的显示装置中所使用的盖窗(coverwindow)上安置多层保护膜。在该保护膜中需要抗反射、防指纹、抗菌及高强度特性。
然而，现有技术的保护膜存在一些问题，因为不能同时实现所有的抗反射、防指纹、抗菌及高强度特性。此外，该保护膜的多层结构会导致由于界面反射所致的反射率增大的问题，以及增加了处理所需的时间和处理步骤的数量。而且，能实现抗菌特性的现有技术材料减少了透光率，降低了高强度特性，且削弱了该显示装置的可靠性，所有这些都是有问题的。
发明内容
本发明的各方面提供一种功能性单层膜和一种具有该功能性单层膜的显示装置，在该功能性单层膜中，抗反射、防指纹、抗菌和高强度特性得以同时实现，透光率、反射特性和可靠性以及抗反射、防指纹、抗菌和高强度特性得以改善，处理所需时间和制备成本得以减少。
在本发明的一个方面中，提供了一种置于显示装置的盖窗上的功能性单层膜。该功能性单层膜包括基体(matrix)材料和在该基体材料中所包含的含碳片状物。含碳片状物的含量按重量计占该功能性单层膜的0.01wt％至0.1wt％。
在本发明的另一个方面中，提供了一种包括显示面板、置于显示面板上的盖窗和置于盖窗上的功能性单层膜的显示装置。该功能性单层膜包括基体材料和在该基体材料中所包含的含碳片状物。含碳片状物的含量占该功能性单层膜的0.01wt％至0.1wt％。
在本发明的又一个方面中，提供了一种包括基础层和置于该基础层上的功能性单层膜的显示装置。该功能性单层膜包括基体材料和在该基体材料中所包含的含碳片状物。
根据本发明的功能性单层膜和具有该功能性单层膜的显示装置在抗反射、防指纹、抗菌、高强度、透光率和反射率特性及可靠性方面有所改善。
此外，本发明的功能性单层膜和具有该功能性单层膜的显示装置同时实现了抗反射、防指纹、抗菌和高强度特性，且减少了处理所需时间和制备成本。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，其中：
图1A至图1C是示出应用本发明的各种实施方式的显示装置的实例的结构示意图；
图2是示出显示装置的典型保护膜的截面示意图；
图3是示出根据本发明的一个示例性实施方式的显示装置的功能性单层膜的截面示意图；
图4A是示出制备石墨烯氧化物和被还原的石墨烯氧化物的方法的实例的图；
图4B是示出石墨烯氧化物的典型结构的图；
图5是示出根据本发明的另一个示例性实施方式的显示装置的功能性单层膜的截面示意图；
图6示出外部光在根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜中的散射；
图7示出水在根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜的表面上的接触角；
图8示出根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜中的抗菌功能；
图9A和图9B是呈现显示装置的典型保护膜的物理性质的表格；
图10是呈现根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜的物理性质的表格；
图11是呈现依照在根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜中所包含的石墨烯氧化物的厚度的抗菌功能的表格；
图12A和图12B是呈现从显示装置的典型保护膜和根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜所产生的活性氧物种(ROS)的量的曲线图和表格；及
图13是示出根据各种实施方式的显示装置的功能性单层膜的抗金黄色葡萄球菌(yellowStaphylococcusaureus)的效果的图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的一些实施方式。在下面的描述中，尽管显示在不同的附图中，但相同的元件仍将由相同的附图标记来表示。此外，在本发明下面的描述中，当已知功能和构造的详细描述会使本发明的主题模糊不清时，将省略在此引入的已知功能和构造的详细描述。
此外，当描述本发明的各部件时可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等这样的术语。这些术语每一个不是用来限定相应部件的本质、顺序或次序，而是仅用于区分该相应部件与其它部件。应当注意，如果说明书中描述一个部件与另一个部件“连接”、“耦接”或“接合”，那么尽管第一部件可与第二部件直接连接、耦接或接合，但第三部件可“连接”、“耦接”或“接合”在第一和第二部件之间。
图1A至图1C是示出应用各种实施方式的显示装置的实例的结构示意图。
参照图1A至图1C，显示装置100包括基础层105和设置在基础层105上的功能性单层膜160。功能性单层膜160包括基体材料(未示出)和在基体材料(未示出)中所包含的含碳片状物(未示出)。
在这种情况下，基础层105可以是显示装置100的显示面板110、显示装置100的触摸屏面板(TSP)120或显示装置的盖窗140。然而，基础层105的应用并不限于此。
尽管在下文中功能性单层膜160将被描述为置于盖窗140上，但是这仅仅是为了解释的缘故。应理解的是，在不存在盖窗140的情况下，根据各实施方式的功能性单层膜160可置于显示面板110或触摸屏面板120上。
含碳片状物(未示出)的含量可占功能性单层膜160的总重量的0.01wt％至0.1wt％。
显示装置100可以是液晶显示(LCD)装置、有机发光二极管(OLED)显示装置或等离子体显示面板(PDP)装置。显示面板110可以是LCD装置的LCD面板、OLED显示装置的OLED显示面板或PDP装置的PDP显示面板。然而，本发明并不限于此。
具体而言，显示装置100包括显示面板110、置于显示面板110上的盖窗140和置于盖窗140上的功能性单层膜160。功能性单层膜160包括基体材料(未示出)和在基体材料(未示出)中所包含的含碳片状物(未示出)。含碳片状物(未示出)的含量可占功能性单层膜160的总重量的0.01wt％至0.1wt％。
含碳片状物(未示出)可以是选自石墨烯片状物、石墨烯氧化物片状物和被还原的石墨烯氧化物片状物的至少一种类型的片状物。
此外，含碳片状物(未示出)的折射率大于基体材料(未示出)的折射率。这种特性使从外部进入的光得以被散射，借此实现抗反射特性并提高可见度(visibility)。
含碳片状物(未示出)均匀地分散于基体材料(未示出)中。因此，能在整个表面上均匀地实现功能性单层膜160的抗反射、防指纹和抗菌特性。
为此，基体材料(未示出)必须是一种具有卓越能力以分散含碳片状物(未示出)的材料，且可以是例如硅氧烷聚合物树脂或聚氨酯聚合物树脂。
基体材料(未示出)可进一步包括除含碳片状物(未示出)之外的疏水材料。因此，功能性单层膜160的防指纹特性得以进一步增强。
触摸屏面板120可以是置于显示面板110上的附加式(add-on)触摸屏面板(参见图1B)或设置在显示面板110内部的单元上(on-cell)或单元内(in-cell)触摸屏面板(参见图1C)。单元上触摸屏面板是在与LCD面板的液晶层或OLED显示面板的有机层相同的单元上形成，而单元内触摸屏面板是与该单元一起形成。
盖窗140置于显示面板110或触摸屏面板120上。盖窗140是保护显示面板110的显示表面的盖。盖窗140可由例如玻璃或高透光率塑料形成。然而，本发明并不限于此。
功能性单层膜160置于盖窗140上。根据这些实施方式，显示装置100的功能性单层膜160包括基体材料(未示出)和在该基体材料(未示出)中分散的含碳片状物(未示出)。
功能性单层膜160藉由减少从外部进入的光的反射来防止诸如亮度或对比度之类的可见度的降低，具有防指纹效果，且同时执行抗菌功能以杀死外部细菌等。此外，由于含碳片状物的刚性的缘故，功能性单层膜160具有高硬度特性。在下文涉及相应附图的部分中将给出这些效果的具体描述。
图2是示出显示装置的典型保护膜的截面示意图。
参照图2，一种有代表性的显示装置100包括置于基础层105上的盖窗240和在盖窗240上形成的保护膜260。
保护膜260包括第一保护膜262和第二保护膜264。第一保护膜262可以是抗菌层，而第二保护膜264可以是具有抗反射和防指纹特性的层。
具体而言，第一保护膜262可由例如银(Ag)、氧化锌(ZnO)或氧化钛(TiO2)形成。然而，由于这类材料具有相对弱的表面强度，故此类具有抗菌功能的材料只能被涂覆作为较下层的涂层膜。考虑到细菌或病菌一般来自外部且用户直接触摸的显示装置的部分是最外层，不能期望实质的抗菌功能。
尤其，当第一保护膜262由ZnO形成时，溶液处理是不可能的，洗涤会降低可靠性，并且从面板110内部所产生的光在穿过由ZnO所形成的第一保护膜262时具有淡黄色。此外，当第一保护膜262由Ag形成时，因为Ag相对昂贵，所以Ag的使用也是成问题的。
如图2的放大部分中所图示的，第二保护膜264包括第一聚合物266、第二聚合物268和纳米粒子270。
第一聚合物266用于形成第二保护膜264的骨架结构(skeletalstructure)，同时保持刚性。第二聚合物268可由疏水材料形成，执行防指纹功能。
纳米粒子270可由高折射率材料例如二氧化硅(SiO2)形成。纳米粒子起到散射从外部进入的光的作用。
保护膜260可由多种物质形成。然而，难以混合这些物质或达到在保护膜260的整个表面各处的均匀效果，且保护膜260的多层结构增加了处理所需的时间和处理步骤的数目。此外，多层结构可使外部光在层间界面处被反射，并且这种界面反射可降低可见度。
由于具有抗菌功能的第一保护膜262的弱的表面强度或硬度，显示装置100的可靠性被降低。因为第一保护膜262是下层，所以第一保护膜262可能无法提供实质的抗菌功能，这是成问题的。此外，藉由第一保护膜262的微粒透光率会减小，从而降低亮度或对比特性。而且，当抗菌材料是由氧化钛(TiO2)形成时，可能会产生有害的活性氧物种(ROS)。
为了避免当保护膜260形成为多层结构时可能发生的此类问题，通过将第一保护膜262的抗菌材料添加至第二保护膜264来形成单个层。然而，在这种情况下，相应材料不能均匀地混合，透光率、抗反射和抗菌特性被降低。换句话说，抗反射、透光率、防指纹和抗菌特性可为此消彼长的(trade-off)关系，即难以同时实现所有这些特性。
下文将参照附图给出能够克服上述问题的实施方式的具体描述。
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的显示装置的功能性单层膜的截面示意图。
参照图3，显示装置100包括置于诸如显示面板110或触摸屏面板120之类的基础层105上的盖窗340，和置于盖窗340上的功能性单层膜360。
功能性单层膜360包括基体材料366和在基体材料366中所包含的含碳片状物380。含碳片状物380的量可占功能性单层膜360的总质量的0.01wt％至0.1wt％。
通过用在室温下是液体的且包括含碳片状物380的基体材料366来涂覆盖窗340及随后借助施加紫外(UV)辐射或加热来固化基体材料366，形成功能性单层膜360，。
在此，基体材料366形成功能性单层膜360的骨架结构，保持功能性单层膜360的强度或硬度，且通过将含碳片状物380分散于其中而包括含碳片状物380。基体材料366可由聚合物树脂形成，该聚合物树脂例如是选自硅氧烷、聚氨酯、三乙酰基纤维素(TAC)、聚酯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、定向聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸树脂(acryls)、环氧树脂、三聚氰胺和硅酮的光固化或热固化聚合物树脂。然而，本发明并不限于此，而是基体材料366可以是具有高硬度特性及能将含碳片状物380分散于其中的任何材料。尤其，因为聚氨酯聚合物树脂具有优良的机械柔韧性，所以能被用于柔性显示装置100中。
含碳片状物380可以是选自石墨烯片状物、石墨烯氧化物片状物和被还原的石墨烯氧化物片状物的至少一种类型的片状物。
含碳片状物380实现功能性单层膜360的抗反射、防指纹和抗菌特性。
具体而言，含碳片状物380的折射率(RI)可大于基体材料366的折射率。例如，由石墨烯形成的含碳片状物的折射率可从2.3至2.6，而由硅氧烷聚合物材料形成的基体材料366的折射率可从1.2至1.4。该折射率差异借助散射从外部进入的光来实现抗反射特性，借此防止了由外部光的反射所致的用户可见度的降低。
根据一实施方式，水在功能性单层膜360的表面上的接触角是100°或更大，这是由含碳片状物380引起的。当材料的接触角是90°或更大时，这种材料可被定义为疏水材料。因为包含含碳片状物380的功能性单层膜360也是疏水的，所以实现了能够去除亲水材料或亲水污染物的防指纹特性。
为了增强疏水特性，功能性单层膜360可进一步包括疏水的氟聚合物。
例如，当含碳片状物380是石墨烯片状物时，包括由石墨烯形成的含碳片状物380的功能性单层膜360具有抗菌特性。具体而言，由石墨烯形成的含碳片状物380例如不仅通过刺入并切开病菌(细菌)的膜而且还通过提取这些膜上的大量磷脂分子来杀死病菌(细菌)。
含碳片状物380还能提高功能性单层膜360的透光率、硬度和可靠性。例如，每个由石墨烯形成的含碳片状物380的厚度是2nm或更小，且包括由呈超薄膜形状的石墨烯所形成的含碳片状物380的功能性单层膜360的透光率可以是90％或更高。此外，在功能性单层膜360中，因为含碳片状物380具有高硬度特性，所以由石墨烯形成的含碳片状物380提高了功能性单层膜360的硬度或强度。而且，当把功能性单层膜360应用于柔性显示设备100时，能实现优良的可靠性。也就是说，实现了可经受连续重复折叠和弯曲的能力。
含碳片状物380可均匀地分散或分布于基体材料360中。因此，能在功能性单层膜360的整个表面上均匀地实现抗反射、防指纹、抗菌、高透射率、高硬度和高可靠度特性。
尽管现有技术的保护膜260不能同时实现所有的抗反射、防指纹和抗菌特性，但是根据本发明的各实施方式的功能性单层膜360和包括该功能性单层膜360的显示装置100同时实现了这些特性。
当含碳片状物380的含量占显示装置100的功能性单层膜360的总质量的0.01wt％至0.1wt％时，能够将此类由于含碳片状物380所致的效果最大化。
当含碳片状物380的含量小于0.01wt％时，抗反射、防指纹、抗菌、高透射率、高硬度和高可靠度特性是微乎其微或不能期望的。另一方面，含碳片状物380的含量大于0.1wt％可增强对外部光的反射，降低透光率，且因而增大雾度(雾化)。因此，根据实施方式的功能性单层膜360可包含0.01wt％至0.1wt％的含碳片状物380。
图4A是示出制备石墨烯氧化物和被还原的石墨烯氧化物的方法的实例的图，而图4B是示出石墨烯氧化物的典型结构的图。
如上文所述，含碳片状物380可以是选自例如石墨烯片状物、石墨烯氧化物片状物和被还原的石墨烯氧化物片状物的一种类型的片状物。然而，应理解的是，这仅仅是为了解释的缘故，含碳片状物380可由任何其它材料形成。
图4A所示的制备石墨烯氧化物和被还原的石墨烯氧化物的方法是以例证的方式进行描述的，以便于解释，但是可通过不限于此的多种制备方法来制备石墨烯氧化物和被还原的石墨烯氧化物。
参照图4A，如(1)所示，通过Hummer法将石墨转化成石墨氧化物。
具体而言，可利用高锰酸钾(KMnO4)和硫酸(H2SO4)将石墨氧化成石墨氧化物。除了Hummer法以外，还可利用氯酸钾(KClO3)和硝酸(HNO3)制备石墨氧化物。
之后，如(2)所示，通过超声分散或超声处理将石墨氧化物分散于水和醇中，从而形成石墨烯氧化物(GO)。在此，单层分散的石墨氧化物被分开，从而转变成石墨烯氧化物。
然后，如(3)所示，通过旋涂或类似方法将被分散的石墨烯氧化物转换成薄膜，且随后被肼还原剂还原，借此合成了被还原的石墨烯氧化物(rGO)。
石墨烯氧化物的结构图示于图4B中。因为石墨烯氧化物包括一些醇基团和一些羧基基团，所以通过使这些基团与不同化合物的功能基团发生反应能进行各种应用。
尽管未示于图4A中，但是可用各种方法来制备石墨烯。例如，可从石墨机械剥离石墨烯，可通过化学气相沉积形成石墨烯于金属催化剂上，或可通过加热来分解碳化硅(SiC)而形成石墨烯于碳化硅(SiC)的表面上。此外，可能通过氧化以此方式产生的石墨烯来制备石墨烯氧化物，或通过还原石墨烯氧化物来形成被还原的石墨烯氧化物。
图5是示出根据本发明的另一个示例性实施方式的显示装置的功能性单层膜的截面示意图。
参照图5，在显示装置100的功能性单层膜360中，基体材料366进一步包含除含碳片状物380以外的疏水材料368。
例如，疏水材料可以是选自氟聚合物、硅聚合物和氟-硅聚合物的一种，但不限于这些材料。氟和硅成分增大复合物的硬度，并通过与别的材料结合而降低复合物的表面能。这能因此提高保护膜的疏水特性，从而提高从功能性单层膜360去除污染物的效果。
下文将参照附图给出根据本发明各种实施方式的功能性单层膜360和显示装置100的效果的具体描述。
图6示出外部光在根据本发明各实施方式的显示装置的功能性单层膜中的散射，图7示出水在根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜的表面上的接触角，图8示出根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜中的抗菌功能。
参照图6，在功能性单层膜360中，含碳片状物380的折射率(RI)可大于基体材料366的折射率。例如，由石墨烯形成的含碳片状物380的折射率可从2.3至2.6，而由硅氧烷聚合物材料形成的基体材料366的折射率可从1.2至1.4。
该折射率差异引起外部光的散射，即外部光撞向石墨烯微粒且因此向若干个方向反射。随着折射率差异的增大，散射更加显著。因为含碳片状物380是高折射率材料，所以实现了防止用户可见度被外部光的反射降低的效果。
参照图7，由于含碳片状物380的原因，水(H2O)382在功能性单层膜360的表面上的接触角大于90°。换句话说，功能性单层膜360的表面是疏水的，其表面能低。
因此可能防止亲水性污染物或指纹附着于功能性单层膜360的表面。这种性能被称为防指纹特性，这能保护功能性单层膜360之下的盖窗340、显示面板110和触摸屏面板120免受外部环境污染。
参照图8，含碳片状物380具有抗菌功能，以便杀死触及盖窗340上的功能性单层膜360的细菌384。换句话说，功能性单层膜360上的细菌384变成死亡细胞384′。
当含碳片状物380由石墨烯、石墨烯氧化物或被还原的石墨烯氧化物形成时，石墨烯独特的二维结构引起石墨烯与细菌细胞上的磷脂分子之间的强相互作用。因此，大量的磷脂分子离开细胞膜并附于石墨烯表面，由此细菌即被杀死。因此，包括功能性单层膜360的显示装置和用户能够得以被保护免受有害成分侵害。
如上所述显示装置的典型保护膜260不能同时具有所有的抗反射、防指纹和抗菌特性，而根据本发明的各种实施方式的功能性单层膜360能同时具有所有这些效果。
图9A和图9B是呈现显示装置的典型保护膜的物理性质的表格。
以下，在说明书和附图中，“AR”指的是抗反射、“AF”指的是防指纹，而“AB”指的是抗菌的。
参照图2和图9A，该表格呈现了该保护膜的物理性质。在由AF表示的列中，保护膜260由包含疏水第二聚合物268的单个层(AF)形成。在由AF+AB(ZnO)表示的列中，保护膜260形成为包括含有第二聚合物268的第二保护膜264和含有作为抗菌材料的氧化锌(ZnO)的第一保护膜262。在由AF+AB(Ag+)表示的列中，保护膜260形成为包括含有第二聚合物268的第二保护膜264和含有作为抗菌材料的银离子(Ag+)的第一保护膜262。
在该表格中，“硬度”指的是坚硬的品质，其以相对值表征。这个值越大，硬度越大。此外，“雾度”指的是显示装置100屏幕上的模糊区域的大小，其以相对值表征。
在该表格中，“AB-活性”指的是在抗菌测试中测得的抗大肠杆菌(Escherichiacoli)和葡萄球菌(Staphylococcusaureus)的抗菌活性。这些抗菌测试是根据JISZ2801:2006(抗菌产品：用于抗菌活性和功效的测试)来进行的。AB-活性(R)的值是根据以下公式1来计算的。术语AB-活性在整个下面的附图中有相同的意思。
[公式1]
AB-活性＝抗菌活性(R)＝[log(B/A)/log(C/A)]＝[log(B/C)]
在公式1中，A是刚接种以后的未经处理的样品中的活细胞数的平均值，B是24小时以后未经处理的样品中的活细胞数的平均值，C是抗菌处理后24小时样品中的活细胞数的平均值。
在未经处理的样品中，保护膜260仅由第一聚合物266形成。在抗菌处理样品中，保护膜260的组成包括个别成分所需的材料。
参照图9A中图示的表格，在包括抗菌第一保护膜262的保护膜260中，硬度降低，雾度(雾化)即屏幕模糊的状态增加。这些特性是由氧化锌(ZnO)和银(Ag)的弱的硬度或强度以及被ZnO和Ag粒子反射或散射的光所引起的。
尽管在表格中并未呈现，但是当保护膜260具有双层结构时，存在着一些问题，因为处理步骤的数目增加了，且处理所需时间增加了，因此增加了制备成本。
参照图2和图9B，该表格呈现了该保护膜的物理性质。在由AFAR表示的列中，保护膜260由包括第二聚合物268和作为抗反射纳米粒子270的氧化硅(SiO2)的单个层来形成。在由AF+AB(Ag+)表示的列中，保护膜260由包括第二聚合物268、作为抗反射纳米粒子270的氧化硅(SiO2)和作为抗菌材料的银离子(Ag+)的单个层来形成。
在该表格中，“氟-聚合物基”表示线性排列的含氟的第二聚合物268，“氟M/R基”表示锥状排列的含氟的第二聚合物268。这两种类型之间的物理性质差异是非常微不足道的。
参照该表格，当作为抗菌材料的银离子(Ag+)增加时，硬度会显著降低。
图10是呈现用于根据本发明各实施方式的显示装置中的功能性单层膜的物理性质的表格，图11是呈现依照在根据本发明各实施方式的显示装置的功能性单层膜中所包含的石墨烯氧化物的厚度的抗菌功能的表格。
参照图3和图10，图10所示表格呈现了根据由石墨烯氧化物形成的含碳片状物380含量的物理性质。基体材料366实现为硅氧烷聚合物树脂。
与仅由基体材料366形成的功能性单层膜380相比，当包含由石墨烯氧化物形成的含碳片状物380时，水的接触角显著增大(超过100°)，光反射率显著减小(1.3％至2.0％)，透光率显著增大(93％至94％)，且雾度(雾化)减小(0.15至0.23)。显而易见的是硬度没有显著降低。
这些结果表明，功能性单层膜380能够同时提高抗反射、防指纹、透光率和可见度特性。
参照图11，无论由石墨烯氧化物形成的含碳片状物380的厚度如何，都能观测到约99.9％或更大的抗菌功能，所述含碳片状物380是包含于或含浸(impregnate)于由硅氧烷聚合物树脂形成的基体聚合物366中。
如从图10和图11可显而易见的，根据本发明的实施方式的功能性单层膜360能够同时提高抗反射、防指纹、抗菌、透光率和可见度特性。
此外，当将图10和图11与图9A和图9B进行比较时，与显示装置的典型保护膜260相比，根据本发明的实施方式的功能性单层膜360具有高硬度特性(7H至9H)、更大的接触角(102°至110°)、更高的透光率(91.89％至94.37％)、更低的光反射率(1.3％至2.0％)、优良的抗菌功能和减小的雾度(雾化)(0.15至0.23)。
当由石墨烯形成的含碳片状物380的含量小于0.01％时，由于含量不足，所以不能充分地获得硬度、透射率、防指纹和抗菌特性。当含碳片状物380的含量大于0.1％时，透光率降低，反射率增加。
图12A和图12B是呈现从显示装置的典型保护膜和根据本发明的实施方式的显示装置的功能性单层膜所产生的活性氧物种(ROS)的量的曲线图和表格。
首先，活性氧物种(ROS)指的是含氧自由基。ROS是一种有害剂，其具有由自由基所致的强活性，通过氧化细胞内的分子来破坏细胞内平衡，且对细胞组织造成不可修复的损害。
参照图12A和图12B，当抗菌材料由如在显示装置的典型保护膜260中的氧化钛(TiO2)形成时，产生有害的ROS。当TiO2正藉由光解作用杀死细菌时，可产生ROS。
相比之下，根据本发明的由石墨烯氧化物所形成的含碳片状物380不产生ROS或产生可忽略量的ROS。因此，功能性单层膜360能够有利地执行抗菌功能而不产生ROS。
图13是图示根据本发明的各种实施方式的显示装置的功能性单层膜抵抗金黄色葡萄球菌的效果的图。
当功能性单层膜360包括由石墨烯氧化物形成的含碳片状物380时，功能性单层膜表现出60％或更大的抗金黄色葡萄球菌的抗菌效率。相比之下，当不包括由石墨烯氧化物形成的含碳片状物380时，观测不到抗菌特性。这表明由石墨烯氧化物形成的含碳片状物380是抗菌的因素。
如上所述，置于显示装置的盖窗340上的功能性单层膜360包括基体材料366和在基体材料366中所包含的含碳片状物380。功能性单层膜360同时实现抗反射、防指纹、抗菌、透射率、反射率、可见度和可靠度特性，并改善了这些特性。因为功能性单层膜360由单个层形成，所以减少了处理步骤的数目、处理所需时间，并降低了制备成本。
尽管到目前为止已经参照附图描述了多种实施方式，但是本发明不限于此。
此外，因为除非具体描述了相反含义，否则诸如“包括”、“包含”和“具有”之类的术语意味着可存在一个或多个相应部件，所以应当解释为能够包括一个或多个其它部件。除非有相反定义，否则所有技术术语、科技术语或其它术语与本领域技术人员理解的含义一致。如字典中定义的通常使用的术语应当解释为具有与相关说明书的上下文相同的含义，不应解释为理想的或过度形式化的含义，除非在本说明书中进行了清楚定义。
尽管为了举例说明的目的描述了本发明的实施方式，但本领域技术人员将理解到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增加和替换是可能的。因此，本发明中公开的实施方式意图是举例说明本发明的技术思想的范围，且本发明的范围不受实施方式限制。应当根据所附权利要求以下述方式解释本发明的范围，即包含在与权利要求等同的范围内的所有技术思想均属于本发明。

Claims (15)

1.一种功能性单层膜，所述功能性单层膜包括：
基体材料；和
在所述基体材料中所包含的含碳片状物，
其中所述含碳片状物的含量从0.01wt％至0.1wt％。
2.如权利要求1的功能性单层膜，
其中所述含碳片状物包括选自由石墨烯片状物、石墨烯氧化物片状物和被还原的石墨烯氧化物片状物所组成的群组的至少一种类型的片状物。
3.如权利要求1的功能性单层膜，
其中所述含碳片状物的折射率大于所述基体材料的折射率。
4.如权利要求1的功能性单层膜，
其中所述含碳片状物散射从外部进入的光。
5.如权利要求1的功能性单层膜，
其中所述基体材料包括聚合物树脂。
6.如权利要求1的功能性单层膜，
其中所述含碳片状物均匀分散于所述基体材料中。
7.如权利要求1的功能性单层膜，
其中所述基体材料进一步包括疏水材料。
8.一种显示装置，包括：
显示面板；
置于所述显示面板上的盖窗；和
置于所述盖窗上的功能性单层膜，其中所述功能性单层膜包括基体材料和在所述基体材料中所包含的含碳片状物，所述含碳片状物的含量占所述功能性单层膜的0.01wt％至0.1wt％。
9.如权利要求8的显示装置，
其中所述含碳片状物包括选自由石墨烯片状物、石墨烯氧化物片状物和被还原的石墨烯氧化物片状物所组成的群组的至少一种类型的片状物。
10.如权利要求8的显示装置，进一步包括置于所述显示面板与所述盖窗之间的触摸屏面板。
11.如权利要求8的显示装置，进一步包括置于所述显示面板内部的触摸屏面板。
12.一种显示装置，包括：
基础层；和
置于所述基础层上的功能性单层膜，
其中所述功能性单层膜包括基体材料和在所述基体材料中所包含的含碳片状物。
13.如权利要求12的显示装置，
其中所述含碳片状物的含量占所述功能性单层膜的0.01wt％至0.1wt％。
14.如权利要求12的显示装置，
其中所述含碳片状物包括选自由石墨烯片状物、石墨烯氧化物片状物和被还原的石墨烯氧化物片状物所组成的群组的至少一种类型的片状物。
15.如权利要求12的显示装置，
其中所述基础层包括选自由显示面板、触摸屏显示面板和盖窗所组成的群组的一种。
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