CN107611157A - 塑料基板、其制造方法及包括该塑料基板的显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了塑料基板、其制造方法及包括该塑料基板的显示装置，该塑料基板包括具有透光性的塑料支撑构件和位于塑料支撑构件上的第一有机‑无机混合层。第一有机‑无机混合层包括第一有机‑无机混合基质和在与邻近于塑料支撑构件的侧部相对的侧部处植入到第一有机‑无机混合基质中的离子。每单位面积的离子的量的范围为约2x1013/cm2至约2x1014/cm2。

Description

塑料基板、其制造方法及包括该塑料基板的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月11日在韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2016-0087605号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本发明的实施方式涉及具有改进硬度的塑料基板、制造具有改进硬度的塑料基板的方法和包括具有改进硬度的塑料基板的显示装置。
背景技术
随着近年来移动装置(诸如，智能手机和平板PC)的发展，需要更薄且更纤薄的显示装置。
显示装置包括用于保护显示表面的窗部件。一般而言，窗部件可包括具有良好机械性质的玻璃或钢化玻璃。然而，由于玻璃重且容易受到冲击而破损，所以正在研究可替代玻璃的材料。
塑料材料可以是玻璃的合适代用品。塑料材料具有轻便且不易破损的特性。然而，塑料材料一般具有比玻璃低的硬度和低的耐磨性。
将理解的是，技术部分的该背景旨在为理解本文中所公开的技术提供有用的背景信息。因而，本文中所公开的技术背景部分可能包括在本文中所公开的主题的有效提交日期之前不被相关技术领域的技术人员所已知或了解的部分的观点、构思或认识。
发明内容
本发明的一个或多个实施方式涉及具有良好的硬度和耐磨性的塑料基板及制造该塑料基板的方法。
此外，本发明的一个或多个实施方式涉及包括具有良好的硬度和耐磨性的塑料基板的显示装置。
根据示例性实施方式，塑料基板包括具有透光性的塑料支撑构件和位于塑料支撑构件上的第一有机-无机混合层。第一有机-无机混合层包括第一有机-无机混合基质和在与邻近于塑料支撑构件的侧部相对的侧部处植入到第一有机-无机混合基质中的离子。每单位面积的离子的量(离子量)的范围为约2x1013/cm2至约2x1014/cm2。
离子的植入深度可在约300nm至约400nm的范围内。
离子可在范围为约60keV至约80keV的能量下植入。
离子可包括硼(B)离子和氮(N)离子中的至少之一。
第一有机-无机混合基质可包括硅酮树脂和聚合物树脂。
第一有机-无机混合层可具有范围为约2μm至约20μm的厚度。
塑料支撑构件可包括从由以下所组成的组选择的至少之一：聚碳酸酯(PC)膜、聚丙烯酸膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜、聚酰亚胺(PI)膜、聚乙烯(PET)膜、聚丙烯(PP)膜、聚苯乙烯(PS)膜、聚酰胺(PA)膜、聚缩醛(POM)膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、纤维素膜和丙烯酸-聚碳酸酯共聚物合金膜。
塑料基板还可包括位于塑料支撑构件与第一有机-无机混合层之间的第一无机层。
塑料基板还可包括位于塑料支撑构件与第一无机层之间的第二有机-无机混合层。
塑料基板还可包括位于塑料支撑构件与第一有机-无机混合层之间的第一有机层。
根据另一示例性实施方式，制造塑料基板的方法包括：在塑料支撑构件上形成第一有机-无机混合基质，所述塑料支撑构件具有透光性；以及将离子植入到第一有机-无机混合基质中。每单位面积的离子的量(离子量)的范围为约2x1013/cm2至约2x1014/cm2。
离子的植入深度可在约300nm至约400nm的范围内。
可在范围为约60keV至约80keV的能量下植入离子。
离子可包括硼(B)离子和氮(N)离子中的至少之一。
根据另一示例性实施方式，显示装置包括显示面板和位于显示面板上的窗部件。窗部件包括具有透光性的塑料支撑构件和位于塑料支撑构件上的第一有机-无机混合层，所述第一有机-无机混合层包括在与邻近于塑料支撑构件的侧部相对的侧部处植入的离子。每单位面积的离子的量(离子量)的范围为约2x1013/cm2至约2x1014/cm2。
以上仅为说明性的，且并非旨在以任何方式进行限制。除以上描述的说明性方面、示例性实施方式和特征之外，另外的方面、示例性实施方式和特征将通过参考附图和以下详细描述而变得显而易见。
附图说明
通过参考附图详细描述示例性实施方式，对本发明的更完整了解将变得更加显而易见，在附图中：
图1是示出根据第一示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图2是示出根据第二示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图3是示出根据第三示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图4是示出根据第四示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图5是示出根据第五示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图6是示出根据第六示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图7是示出根据第七示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图8是示出根据第八示例性实施方式的塑料基板的剖视图；
图9是示出耐划伤性评估的结果的图表；
图10是示出振动耐磨性评估的结果的图表；
图11A至图11F是示出根据离子植入深度的离子强度的曲线图；
图12是示出根据第九示例性实施方式的有机发光二极管(“OLED”)显示装置的平面图；
图13是沿图12的线I-I'截取的剖视图；
图14是示出根据第十示例性实施方式的OLED显示装置的剖视图；
图15是示出根据第十一示例性实施方式的液晶显示(“LCD”)装置的平面图；以及
图16是沿图15的线II-II'截取的剖视图。
具体实施方式
下文参考附图来更全面地描述示例性实施方式。虽然本发明可以以各种方式进行修改且具有若干示例性实施方式，但一些示例性实施方式在附图中示出且将主要在说明书中主要描述。将这些实施方式提供为示例使得本公开将为透彻和完整的，且将向本领域技术人员完整地传达本发明的方面和特征。因此，可不描述本领域普通技术人员完整地理解本发明的方面和特征所非必需的过程、元件和技术。
在附图中，为了清晰和便于描述，可以以放大的方式示出层、元件、区和区域的相对尺寸、厚度等。当层、区域或板被称为在另一层、区域或板“上”时，其可直接在该另一层、区域或板上，或其间可存在介入的层、区域或板。反之，当层、区域或板被称为“直接在另一层、区域或板上”时，其间可不存在介入的层、区域或板。此外，当层、区域或板被称为在另一层、区域或板“下方”时，其可直接在该另一层、区域或板下方，或其间可存在介入的层、区域或板。反之，当层、区域或板被称为“直接在另一层、区域或板下方”时，其间可不存在介入的层、区域或板。
为便于描述，本文中可使用空间相对术语“在……下方”、“在……以下”、“在……之下”、“在……上方”、“在……以上”等来描述如附图中所示出的一个元件或部件与另一元件或部件之间的关系。将理解，除附图中所描绘的定向之外，空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同定向。例如，在附图中所示出的装置被翻转的情况下，定位在另一装置“下方”或“以下”的装置可定位在另一装置“上方”。因此，说明性术语“在……下方”可包括在……之下和在……以上两个位置。装置也可定向在其它方向上，并且因此空间相对术语可依赖于定向而以不同方式解释。
在全部说明书中，当元件被称为“连接”到另一元件时，该元件“直接连接”到该另一元件，或者“电连接”到该另一元件且一个或多个介入的元件插入于其间。
本文中所使用的术语是出于描述特定实施方式的目的而非旨在限制本发明。如本文中所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”和“一个”也旨在包括复数形式。还将理解，当用于本说明书中时，术语包括“包含”、“包含有”、“包括”和“包括有”指示所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项中的任何和全部组合。当诸如“……中的至少之一”的表述在元件列表之前时，修饰整个元件列表而非修饰列表中的单个元件。
将理解，虽然本文中可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不背离本文中的教导的情况下，可将下文所论述的“第一元件”称为“第二元件”或“第三元件”，并且“第二元件”和“第三元件”可被类似地称呼。
如本文中所使用的，考虑到测量问题和与特定量的测量相关联的误差(即，测量系统的局限性)，“约”或“近似”包括所陈述的值且意指在如由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可意指在一个或多个标准偏差内，或在所陈述的值的±30％、±20％、±10％、±5％等内。
除非另有限定，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还将理解，除非本说明书中另有明确规定，否则诸如常用词典中所定义的那些术语应解释为具有与其在相关技术的上下文的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的含义上解释。
此外，当描述本发明的实施方式时，“可”的使用是指“本发明的一个或多个实施方式”。另外，当描述本发明的实施方式时，替代语言(诸如，“或”)的使用是指针对所列举的每个对应项的“本发明的一个或多个实施方式”。如本文中所使用，术语“使用(use)”、“使用(using)”和“使用(used)”可认为分别与术语“利用(utilize)”、“利用(utilizing)”和“利用(utilized)”同义。此外，术语“示例性”旨在表示示例或例示。
此外，本文中所公开和/或叙述的任何数值范围旨在包括归入所叙述范围内的具有相同数值精度的所有子范围。例如，“1.0至10.0”的范围旨在包括在所叙述的最小值1.0与所叙述的最大值10.0之间(及包括1.0和10.0)的所有子范围，即，具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值(诸如，2.4至7.6)。本文中所叙述的任何最大数值界限旨在包括归入在其中的所有更低数值界限，以及此说明书中所叙述的任何最小数值界限旨在包括归入在其中的所有更高数值界限。因此，申请人保留修改此说明书(包括权利要求)的权利，以明确叙述归入在本文中所明确叙述的范围内的任何子范围。
为具体地描述本发明的实施方式，可不提供与描述无关联的一些部分，且在全部说明书中相似的附图标记指代相似的元件。
下文中，参考图1描述第一示例性实施方式。
图1是示出根据第一示例性实施方式的塑料基板101的剖视图。
根据第一示例性实施方式的塑料基板101包括具有透光性的塑料支撑构件110和位于塑料支撑构件110上的第一有机-无机混合层121。
可将具有透光性的塑料膜用作塑料支撑构件110。例如，可将聚碳酸酯(PC)膜、聚丙烯酸膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜、聚酰亚胺(PI)膜、聚乙烯(PET)膜、聚丙烯(PP)膜、聚苯乙烯(PS)膜、聚酰胺(PA)膜、聚缩醛(POM)膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、纤维素膜和/或丙烯酸-聚碳酸酯共聚物合金膜用作塑料支撑构件110。
例如，可将包括PC和PMMA的共聚物的膜用作塑料支撑构件110。PC和PMMA的共聚物可包括范围为按重量计约50％(wt％)至约70wt％的量的PC和范围为约30wt％至约50wt％的量的PMMA。例如，可将包括重量比为6:4的PC和PMMA的共聚物的膜用作塑料支撑构件110。
塑料支撑构件110可具有范围为约400μm至约1000μm的厚度。当塑料支撑构件110的厚度小于约400μm时，支撑强度可能相对弱(或被弱化)，以及当厚度大于约1000μm时，不利于使装置纤薄(或者装置可能相对厚)。
第一有机-无机混合层121可包括第一有机-无机混合基质120和植入到第一有机-无机混合基质120中的离子150。
第一有机-无机混合基质120可包括聚合物树脂和硅酮树脂。
聚合物树脂可包括丙烯酸树脂、氨基甲酸乙酯树脂和/或氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯树脂中的至少之一。例如，可将氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯共聚物树脂用作聚合物树脂。然而，聚合物树脂不限于此。
硅酮树脂可包括由以下化学式1表示的单体和由以下化学式2表示的单体中的至少之一。例如，可通过包括由以下化学式1表示的单体和由以下化学式2表示的单体中的至少之一的组合物的聚合作用来形成硅酮树脂。
化学式1
在化学式1中，R21、R22、R23和R24中的每个是氨基、环氧基、苯基、丙烯基和/或乙烯基中的之一，且R25和R26中的每个是氢(H)和/或具有1至6个碳原子的烃基。
化学式2
例如，可通过包括形成聚合物树脂的单体和/或形成硅酮树脂的单体的可聚合组合物的聚合作用来形成第一有机-无机混合基质120。
第一有机-无机混合层121具有范围为约2μm至约20μm的厚度。
当第一有机-无机混合层121的厚度小于约2μm时，第一有机-无机混合层121可能不具有足够的强度以及离子植入可能难以(或可能不容易)进行。另外，当第一有机-无机混合层121的厚度大于约20μm时，不利于使装置纤薄(或装置可能相对较厚)。
可在第一有机-无机混合基质120的与塑料支撑构件110相对的侧部处(或上)植入离子150。例如，可在与塑料支撑构件110相对的侧部处(或上)经过第一有机-无机混合基质120的表面120a植入离子150。
植入到第一有机-无机混合基质120中的离子150的量(或数量)的范围可为约2x1013/cm2至约2x1014/cm2。离子150的量用每单位面积(cm2)的离子数来表达。下文中，将每单位面积的离子150的量称为“离子量”。
当离子量小于约2x1013/cm2时，第一有机-无机混合层121的硬度和强度可能相对低(或低于期望的)。另外，当离子量超过约2x1014/cm2时，可能出现黄色偏移(即，朝黄色的色偏移)。
植入到第一有机-无机混合基质120中的离子150可包括硼(B)离子和氮(N)离子中的至少之一。硼(B)离子植入的条件和氮(N)离子植入的条件可彼此不同。
离子150的植入深度可在约300nm至约400nm的范围内。离子150的植入深度由距表面120a的距离d1表示。
根据第一示例性实施方式，从第一有机-无机混合基质120的表面120a到约300nm至约400nm的深度(或使得距离d1为约300nm至约400nm)，维持约2x1013/cm2或更大的离子量。
当离子150的植入深度小于约300nm时，第一有机-无机混合层121的强度可能不足(或相对低)。此外，当以高能量(或相对高能量)来植入离子150而使得离子150植入在大于约400nm的植入深度处时，第一有机-无机混合层121可能被损坏。
根据第一示例性实施方式，在范围为约60keV至约80keV的能量下植入离子150。当离子植入能量小于约60keV时，离子植入效率降低。另外，当离子植入能量大于约80keV时，第一有机-无机混合层121可能在离子植入过程期间被损坏。
第一有机-无机混合层121还可包括相对于第一有机-无机混合层121的总重量而言范围为约0.001wt％至约0.2wt％的量的氟(F)。另外，第一有机-无机混合层121上可设置防指纹层。
以下参考图2描述第二示例性实施方式。下文中，为了避免重复，可省略对与以上描述的部件相同或基本上相同的部件的描述。
图2是示出根据第二示例性实施方式的塑料基板102的剖视图。
根据第二示例性实施方式的塑料基板102包括塑料支撑构件110、位于塑料支撑构件110上的第一无机层131和位于第一无机层131上的第一有机-无机混合层121。
第一无机层131的种类没有特别限制。例如，第一无机层131可包括包括无机材料的层。
第一无机层131可包括例如硅酮树脂。另外，第一无机层131可包括聚合物树脂和分散在聚合物树脂中的无机粒子。例如，第一无机层131可包括聚合物树脂和分散在聚合物树脂中的硅氧化物(SiOx)。
当第一无机层131包括聚合物连接基团时，塑料支撑构件110和第一无机层131可具有强的结合力。
第一无机层131可具有范围为约3μm至约10μm的厚度。当第一无机层131的厚度小于约3μm时，塑料基板102的强度可能相对弱(或被弱化)。另外，当第一无机层131的厚度大于约10μm时，可能不利于使装置纤薄(或装置可能相对较厚)。
下文中，参考图3描述第三示例性实施方式。
图3是示出根据第三示例性实施方式的塑料基板103的剖视图。
根据第三示例性实施方式的塑料基板103包括塑料支撑构件110、位于塑料支撑构件110上的第一有机层141和位于第一有机层141上的第一有机-无机混合层121。
第一有机层141的种类没有特别限制。例如，第一有机层141可包括丙烯酸树脂、氨基甲酸乙酯树脂和氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯树脂中的至少之一。可通过使用于形成有机层的涂覆溶液固化来形成第一有机层141。
第一有机层141可用作用于层之间产生的应力的缓冲物。
第一有机层141可具有范围为约5μm至约10μm的厚度。当第一有机层141的厚度小于约5μm时，可能降低中间层缓冲效应。当厚度大于约10μm时，可能不利于使装置纤薄(或装置可能相对较厚)。
下文中，参考图4描述第四示例性实施方式。
图4是示出根据第四示例性实施方式的塑料基板104的剖视图。
根据第四示例性实施方式的塑料基板104包括塑料支撑构件110、位于塑料支撑构件110上的第二有机-无机混合层122、位于第二有机-无机混合层122上的第一无机层131和位于第一无机层131上的第一有机-无机混合层121。
根据第四示例性实施方式，离子150未植入到第二有机-无机混合层122中。第二有机-无机混合层122可具有与第一有机-无机混合基质120(例如，见图1)的组合物基本上相同的组合物。
下文中，参考图5描述第五示例性实施方式。
图5是示出根据第五示例性实施方式的塑料基板105的剖视图。
根据第五示例性实施方式的塑料基板105包括塑料支撑构件110、位于塑料支撑构件110上的第一有机-无机混合层121和位于塑料支撑构件110的与第一有机-无机混合层121相对的表面(或相对的侧部)上的第三有机-无机混合层123。
例如，第一有机-无机混合层121可位于塑料支撑构件110的第一表面上(或处)，以及第三有机-无机混合层123可位于塑料支撑构件110的第二表面上(或处)。塑料支撑构件110的第一表面可与塑料支撑构件110的第二表面相对。
根据第五示例性实施方式，离子150未植入到第三有机-无机混合层123中。第三有机-无机混合层123可具有与第一有机-无机混合基质120的组合物基本上相同的组合物。
下文中，参考图6描述第六示例性实施方式。
图6是示出根据第六示例性实施方式的塑料基板106的剖视图。
根据第六示例性实施方式的塑料基板106包括塑料支撑构件110、位于塑料支撑构件110的表面(或第一表面)上(或处)的第一无机层131、位于第一无机层131上的第一有机-无机混合层121、位于塑料支撑构件110的另一表面(或第二表面)上(或处)的第二无机层132和位于第二无机层132上的第三有机-无机混合层123。
第二无机层132可具有与第一无机层131的组合物基本上相同的组合物。
下文中，将参考图7描述第七示例性实施方式。
图7是示出根据第七示例性实施方式的塑料基板107的剖视图。
根据第七示例性实施方式的塑料基板107包括塑料支撑构件110、位于塑料支撑构件110的表面(或第一表面)上(或处)的第一有机层141、位于第一有机层141上的第一有机-无机混合层121、位于塑料支撑构件110的另一表面(或与第一表面相对的第二表面)上(或处)的第二有机层142和位于第二有机层142上的第三有机-无机混合层123。
第二有机层142可具有与第一有机层141的组合物基本上相同的组合物。
下文中，以下参考图8描述第八示例性实施方式。
图8是示出根据第八示例性实施方式的塑料基板108的剖视图。
根据第八示例性实施方式的塑料基板108包括塑料支撑构件110、位于塑料支撑构件110的表面(或第一表面)上(或处)的第二有机-无机混合层122、位于第二有机-无机混合层122上的第一无机层131、位于第一无机层131上的第一有机-无机混合层121、位于塑料支撑构件110的另一表面(或与第一表面相对的第二表面)上(或处)的第四有机-无机混合层124、位于第四有机-无机混合层124上的第二无机层132和位于第二无机层132上的第三有机-无机混合层123。
第二有机-无机混合层122、第三有机-无机混合层123和第四有机-无机混合层124可各自具有基本上相同的组合物。
根据示例性实施方式的制造塑料基板的方法包括：在具有透光特性的塑料支撑构件110上形成第一有机-无机混合基质120；以及将离子150植入到第一有机-无机混合基质120中。
下文中，描述通过浸涂方法制造根据第五示例性实施方式的塑料基板105的方法。
根据一些实施方式，为了制造塑料基板105，首先，将塑料支撑构件110沉浸于用于形成有机-无机混合基质的涂覆溶液中，使得在塑料支撑构件110的相对侧部中的每个上(例如，在塑料支撑构件110的第一表面上和在塑料支撑构件110的第二表面上)形成涂层。
使形成在塑料支撑构件110的第一表面上的涂层固化并将离子150植入其中以形成第一有机-无机混合层121。另外，使形成在塑料支撑构件110的第二表面上的涂层固化以形成第三有机-无机混合层123。
用于形成有机-无机混合基质的涂覆溶液可包括有机粘结剂组分和硅酮单体。
硅酮单体包括由以下化学式1表示的单体和由以下化学式2表示的单体中的至少之一。
化学式1
在化学式1中，R21、R22、R23和R24中的每个是氨基、环氧基、苯基、丙烯基和/或乙烯基中的之一，以及R25和R26中的每个是氢(H)和/或具有1至6个碳原子的烃基。
化学式2
有机粘结剂组分包括单体、低聚物和/或光引发剂。有机粘结剂组分可包括相对于有机粘结剂组分的总重量而言范围为约20wt％至约60wt％的量的单体、范围为约20wt％至约60wt％的量的低聚物、范围为约10wt％至约50wt％的量的基于橡胶的柔性组分以及范围为约1wt％至约10wt％的量的光引发剂。
单体可包括例如丙烯酸单体、氨基甲酸乙酯单体和氨基甲酸乙酯-丙烯酸单体中的至少之一。
低聚物可使用具有范围为约5,000至约50,000的重均分子量(Mw)的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯。
当低聚物的重均分子量(Mw)大于约50,000时，在高温和高湿度环境下的不透明度可能是不适合的。当低聚物的重均分子量(Mw)小于约5,000时，用于形成有机-无机混合层的涂覆溶液在室温下可能不会维持于固体状态。
作为示例，在将第一无机层131和第二无机层132形成在塑料支撑构件110的相对侧部上之后，可在其上形成第一有机-无机混合层121和第三有机-无机混合层123(例如，见图6)。
作为另一示例，在将第一有机层141和第二有机层142形成在塑料支撑构件110的相对侧部上之后，可在其上形成第一有机-无机混合层121和第三有机-无机混合层123(例如，见图7)。
作为另一示例，在将第二有机-无机混合层122和第四有机-无机混合层124形成在塑料支撑构件110的相对侧部上之后，在其上形成第一无机层131和第二无机层132，然后可在其上形成第一有机-无机混合层121和第三有机-无机混合层123(例如，见图8)。
为评估离子植入特性，制造具有与上文参考第一示例性实施方式描述的塑料基板101的结构基本上相同的结构。
例如，将具有约550μm厚度的聚碳酸酯膜用作塑料支撑构件110。将第一有机-无机混合基质120设置在塑料支撑构件110上以形成每个样本，该第一有机-无机混合基质120包括约60wt％的量的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯树脂(聚合物树脂)和约40％的量的硅酮树脂。
接下来，根据以下的表1中示出的离子植入条件将硼(B)离子植入到每个样本的第一有机-无机混合基质120中，以产生塑料基板。表1中示出了物理性质的评估结果。
表1
在表1中，参考示例1是其中未进行离子植入的样本。
图1中所示出的物理性质的评估方法如下。
根据JIS K 5600-5-4中所规定的铅笔硬度试验来评估铅笔硬度。例如，相对于1kg的重量在样本上测量5次铅笔硬度，且将最小值选为该样本的铅笔硬度。
在铅笔硬度中，参考标记“H”、“F”和“B”(分别为“硬”、“坚”和“黑”的首字母)表示硬度和浓度。当“H”铅芯或“B”铅芯的标号增大时，“H”铅芯变得更硬，而“B”铅芯变得更软。也就是说，“9H”表示最高硬度，且硬度按以下次序减小：8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、B、2B、3B、4B、5B、6B、7B、8B和9B。
为评估光学特性，使用分光光度计(示例性装置名称：“COH-400”)来测量透射率和反射率。
为进行外观评估，在视觉上识别样本的变色。例如，评估在样本中是否观察到黄色偏移。
参考标记“YI”表示黄色指数。YI值越大，黄色偏移越大。
色度(b*)表示根据CIE1976(L*、a*、b*)色坐标的黄色偏移。本文中，1b*的正值对应于黄色偏移的程度，且1b*的负值对应于蓝色偏移的程度。
参考表1，特别地，样本1、样本6和样本7被评估为具有良好的物理性质。
另外，根据以下的表2中所示出的离子植入条件将氮(N)离子植入到每个样本的第一有机-无机混合基质120中，以产生塑料基板。表2中示出了物理性质的评估结果。
表2
参考表2，样本12、样本16、样本17和样本18被评估为具有良好的物理性质。
图9示出了耐划伤性评估的结果。
为进行耐划伤性评估，使用钢丝绒来执行耐划伤性评估。使用钢丝绒的耐划伤性评估方法如下。使用塑料基板制造具有200mm x 200mm的尺寸的样本。另外，预备具有约25mm的直径和平坦表面的圆筒状物，该平坦表面具有均匀地附接到其的钢丝绒#0000。随后，用约1.0kg的重量以约100mm/秒的速度用圆筒状物的其上具有钢丝绒#0000的平坦表面来回摩擦样本的表面600次，并测量在样本的表面上产生的划痕的深度和宽度。图9中示出了参考示例1以及样本1、样本6和样本9的耐划伤性评估结果。
参考图9，样本6和9具有特别良好的耐划伤性。
图10示出了振动耐磨性评估的结果。
为评估振动耐磨性，利用商购的振动磨损试验机(例如，振动磨损试验机)。通过使用振动磨损试验机对样本施加振动和磨损。通过随着时间的推移样本与玻璃的耐磨性的比率来评估耐磨性。图10示出了样本1、样本4、样本6和样本9的振动耐磨性评估的结果。
参考图10，样本1和9具有良好的耐磨性。
参考表1和表2以及图9和图10，当离子量的范围为约2x1013/cm2至约2x1014/cm2以及离子植入能量的范围为约60keV至约80keV时，样本被评估为具有良好的物理性质。
图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F是示出依赖于离子植入深度的离子强度的曲线图。
例如，图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F示出了当离子150植入到第一有机-无机混合基质120中时依赖于离子植入深度(nm)的离子强度(c/s)。
图11A示出了当以约80keV的能量植入约1.0x1014/cm2的离子150时依赖于离子植入深度的离子强度，图11B示出了当以约80keV的能量植入约5.0x1014/cm2的离子150时依赖于离子植入深度的离子强度，图11C示出了当以约80keV的能量植入约1.0x1015/cm2的离子150时依赖于离子植入深度的离子强度，图11D示出了当以约60keV的能量植入约1.0x1014/cm2的离子150时依赖于离子植入深度的离子强度，图11E示出了当以约60keV的能量植入约5.0x1014/cm2的离子150时依赖于离子植入深度的离子强度，以及图11F示出了当以约60keV的能量植入约1.0x1015/cm2的离子150时依赖于离子植入深度的离子强度。
将根据图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F的样本分别称为测试示例1、测试示例2、测试示例3、测试示例4、测试示例5和测试示例6。对于每个测试示例，测量2次依赖于离子植入深度的离子强度。
图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F中所示出的箭头表示离子强度的临界点。将离子强度的临界点处的深度称为离子植入深度。
图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F的结果可概述在以下的表3中。
表3
参考图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F，当在范围为约60keV至约80keV的能量下植入离子150时，离子150植入到范围为约300nm至约400nm的深度。
下文中，参考图12和图13描述根据第九示例性实施方式的有机发光二极管(“OLED”)显示装置109。图12是示出根据第九示例性实施方式的OLED显示装置109的平面图，以及图13是沿图12的线I-I'截取的剖视图。
根据第九示例性实施方式的OLED显示装置109包括显示面板210和位于显示面板210上的窗部件100。
根据第九示例性实施方式的OLED显示装置109的显示面板210包括第一基板211、驱动电路单元230和OLED 310。
第一基板211可包括绝缘材料，诸如玻璃、石英、陶瓷、塑料等。此外，可将聚合物膜用于第一基板211。
缓冲层221设置在第一基板211上。缓冲层221可包括从各种无机层和有机层选择的一个或多个层。可省略缓冲层221。
驱动电路单元230设置在缓冲层221上。驱动电路单元230包括多个薄膜晶体管(“TFT”)(例如，开关TFT 10和驱动TFT 20)并驱动OLED 310。例如，OLED 310根据从驱动电路单元230接收的驱动信号来发射光以显示图像。
图12和图13示出了具有2Tr-1Cap结构的有源矩阵型有机发光二极管(AMOLED)显示装置109。例如，2Tr-1Cap结构可在每个像素中包括两个TFT(例如，开关TFT 10和驱动TFT20)和一个电容器80，但示例性实施方式不限于此。例如，OLED显示装置109可在每个像素中包括三个或更多个TFT以及两个或更多个电容器，以及OLED显示装置109还可包括附加的布线。本文中，术语“像素”是指用于显示图像的最小单元，以及OLED显示装置109使用多个像素来显示图像。
每个像素包括开关TFT 10、驱动TFT 20、电容器80和OLED 310。另外，在驱动电路单元230处还设置有沿一个方向(或第一方向)延伸的栅极线251、与栅极线251绝缘并相交的数据线271和公共电力线272。可由作为边界的栅极线251、数据线271和公共电力线272来限定每个像素，但示例性实施方式不限于此。可由像素限定层和/或黑矩阵来限定像素。
OLED 310包括第一电极311、位于第一电极311上的光发射层312和位于光发射层312上的第二电极313。光发射层312包括低分子有机材料或高分子有机材料。空穴和电子分别从第一电极311和第二电极313注入到光发射层312中，并在其中结合以形成激子。OLED310在激子从激发态回到基态时发射光。
电容器80包括一对电容器板(即，电容器板258和电容器板278)，且其间插入有绝缘中间层245。在一些实施方式中，绝缘中间层245可以是介电元件。电容器80的电容由积累在电容器80中的电荷以及跨过一对电容器板(即，电容器板258和电容器板278)的电压来确定。
开关TFT 10包括开关半导体层231、开关栅电极252、开关源电极273和开关漏电极274。驱动TFT 20包括驱动半导体层232、驱动栅电极255、驱动源电极276和驱动漏电极277。还设置栅极绝缘层241以使开关半导体层231与开关栅电极252绝缘以及使驱动半导体层232与驱动栅电极255绝缘。
开关TFT 10可用作选择像素以执行光发射的开关元件。开关栅电极252连接到栅极线251，以及开关源电极273连接到数据线271。开关漏电极274连接到电容器板中的一个(例如，电容器板258)，并与开关源电极273间隔开。
驱动TFT 20将驱动电力施加到作为像素电极的第一电极311，所述驱动电力允许所选像素中的OLED 310的光发射层312发射光。驱动栅电极255连接到电容器板258，电容器板258连接到开关漏电极274。驱动源电极276和电容器板中的另一个(例如，电容器板278)中的每个连接到公共电力线272。驱动漏电极277通过限定在平坦化层246中的接触孔(或接触开口)连接到OLED 310的第一电极311。
就上述结构而言，开关TFT 10基于施加到栅极线251的栅极电压而驱动，且用于将施加到数据线271的数据电压传送到驱动TFT 20。将与从公共电力线272施加到驱动TFT 20的公共电压和由(或从)开关TFT 10传送的数据电压之间的差异等效的电压存储在电容器80中，以及与存储在电容器80中的电压对应的电流通过驱动TFT 20流到OLED 310，使得OLED 310可发射光。
根据第九示例性实施方式，第一电极311是反射电极，以及第二电极313是半透射电极。因此，通过第二电极313来发射在光发射层312中产生的光。
例如，第一电极311可包括反射层和位于反射层上的透明导电层，反射层包括从镁(Mg)、银(Ag)、金(Au)、钙(Ca)、锂(Li)、铬(Cr)、铜(Cu)和铝(Al)选择的一种或多种金属。透明导电层可包括透明导电氧化物(TCO)。TCO的示例可包括：氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铝锌(AZO)和/或氧化铟(In2O3)。
另外，第一电极311可具有三层结构，该三层结构中顺序地堆叠有透明导电层、反射层和透明导电层。
第二电极313可包括半透射层，半透射层包括从镁(Mg)、银(Ag)、金(Au)、钙(Ca)、锂(Li)、铬(Cr)、铜(Cu)和铝(Al)选择的一种或多种金属。
在一些实施方式中，还可在第一电极311与光发射层312之间设置空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL)中的至少之一，以及还可在光发射层312与第二电极313之间设置电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)中的至少之一。光发射层312、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)可包括有机材料，并且因此可被称为有机层。
像素限定层290设置在驱动电路单元230上，并且具有开口。第一电极311、光发射层312和第二电极313顺序地堆叠在像素限定层290的开口中。第二电极313形成在像素限定层290以及光发射层312上。在示例性实施方式中，空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)还可设置在像素限定层290与第二电极313之间。OLED310从定位在像素限定层290的开口中的光发射层312产生光。例如，像素限定层290可限定光发射区域。
盖层可设置在第二电极313上，其保护OLED 310不受外部环境的影响。
第二基板212设置在第二电极313上。第二基板212与第一基板211一起密封OLED310。与第一基板211类似，第二基板212可包括绝缘材料，诸如玻璃、石英、陶瓷、塑料等。
缓冲材料302可设置在OLED 310与第二基板212之间。缓冲材料302保护OLED 310等免受可能在外部施加到OLED显示装置109的冲击。缓冲材料302可包括例如基于氨基甲酸乙酯的树脂、基于环氧树脂的树脂、丙烯酸树脂和硅酮(其为无机密封剂)中的至少之一。
粘合层295设置在显示面板210上，以及窗部件100设置在粘合层295上。可将根据第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八示例性实施方式的塑料基板101、102、103、104、105、106、107和108中的一个用作窗部件100。根据第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八示例性实施方式的塑料基板101、102、103、104、105、106、107和108的第一有机-无机混合层121定位在与显示面板210相对的侧部上。
下文中，参考图14描述第十示例性实施方式。
图14是示出根据第十示例性实施方式的OLED显示装置1010的剖视图。根据第十示例性实施方式的OLED显示装置1010包括设置在第二电极313上以保护OLED 310的薄膜封装层350。
薄膜封装层350包括一个或多个无机层以及一个或多个有机层，并基本上防止外部空气(诸如，水分或氧)渗入OLED 310中，或者降低其可能性。
薄膜封装层350可具有其中无机层351、353和355以及有机层352和354交替地堆叠的结构。在图14中，薄膜封装层350包括三个无机层(即，无机层351、353和355)以及两个有机层(即，有机层352和354)，但根据第十示例性实施方式的薄膜封装层350的结构不限于此。
无机层351、353和355中的每个可包括一种或多种无机材料，诸如Al2O3、TiO2、ZrO、SiO2、AlON、AlN、SiON、Si3N4、ZnO和Ta2O5。可通过诸如化学气相沉积(CVD)方法或原子层沉积(ALD)方法的方法来形成无机层351、353和355。然而，示例性实施方式不限于此，并且可使用本领域技术人员所已知的各种方法来形成无机层351、353和355。
有机层352和354可包括基于聚合物的材料。基于聚合物的材料的示例可包括例如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和/或聚乙烯。另外，可通过热沉积工艺来形成有机层352和354。可在可不损坏OLED 310的温度范围下执行用于形成有机层352和354的热沉积工艺。然而，第十示例性实施方式不限于此，并且可使用相关领域的技术人员所已知的各种方法来形成有机层352和354。
具有高密度薄层的无机层351、353和355可防止或有效地减少水分和/或氧的渗透。可通过无机层351、353和355大大地防止水分和氧渗入OLED 310中，或者可降低其可能性。
除减少(或防止)水分渗透之外，有机层352和354还可用作缓冲层以减小在无机层351、353和355中的各者中的应力。此外，由于有机层352和354具有平坦化特性，因此可使薄膜封装层350的顶表面平坦化。
薄膜封装层350可具有约10μm或更小的相对小的厚度。因此，OLED显示装置1010也可具有相对小的厚度。
当薄膜封装层350设置在OLED 310上时，可省略第二基板212。当省略第二基板212时，改进了OLED显示装置1010的柔性特性。
粘合层295设置在薄膜封装层350上，以及窗部件100设置在粘合层295上。
图15是示出根据第十一示例性实施方式的液晶显示(“LCD”)装置1011的平面图，以及图16是沿图15的线II-II'截取的剖视图。
根据第十一示例性实施方式的LCD装置1011包括LCD面板400和位于LCD面板400上的窗部件100。
LCD面板400包括显示基板410、相对基板420和位于显示基板410与相对基板420之间的液晶层LC。
显示基板410包括第一基板401和位于第一基板401上的栅极线GL、数据线DL、薄膜晶体管TFT、栅极绝缘层421、绝缘中间层431、第一滤色器451、第二滤色器452、平坦化层491、像素电极PE和光阻挡部476。
栅极线GL和从栅极线GL延伸的栅电极GE设置在第一基板401上。
栅极绝缘层421设置在栅极线GL和栅电极GE上。在一些示例性实施方式中，栅极绝缘层421可设置在包括栅极线GL和栅电极GE的第一基板401的整个表面上方。栅极绝缘层421可包括硅氮化物(SiNx)、硅氧化物(SiOx)等。栅极绝缘层421可具有多层结构，该多层结构包括具有不同物理性质的至少两个绝缘层。
半导体层SM设置在栅极绝缘层421上。半导体层SM与栅电极GE、源电极SE和漏电极DE重叠。半导体层SM可包括非晶硅、多晶硅等。半导体层SM可包括氧化物半导体材料。欧姆接触层可设置在半导体层SM上。
源电极SE设置成与半导体层SM部分地重叠。源电极SE从数据线DL延伸。
漏电极DE与源电极SE间隔开，并与半导体层SM部分地重叠。漏电极DE连接到像素电极PE。漏电极DE和源电极SE可在基本上相同的工艺中同时(或基本上同时)形成。
薄膜晶体管TFT由栅电极GE、半导体层SM、源电极SE和漏电极DE限定。
薄膜晶体管TFT的沟道区域定位在半导体层SM的位于源电极SE与漏电极DE之间的部分处。
数据线DL设置在栅极绝缘层421上并与栅极线GL交叉。数据线DL和源电极SE可在基本上相同的工艺中基本上同时形成。
半导体层SM还可设置在栅极绝缘层421与源电极SE之间，并且可设置在栅极绝缘层421与漏电极DE之间。另外，半导体层SM还可设置在栅极绝缘层421与数据线DL之间。
绝缘中间层431设置在数据线DL、源电极SE、漏电极DE、半导体层SM和栅极绝缘层421上。在一些示例性实施方式中，绝缘中间层431可设置在包括数据线DL、源电极SE、漏电极DE和栅极绝缘层421的第一基板401的整个表面上方。参考图15和图16，绝缘中间层431具有漏极接触孔(或漏极接触开口)432。
绝缘中间层431可包括无机绝缘材料(诸如，硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(SiOx))，或者可包括有机层。另外，绝缘中间层431可具有包括下无机层和上有机层的双层结构。
第一滤色器451和第二滤色器452设置在绝缘中间层431上。第一滤色器451和第二滤色器452的边缘可定位在栅极线GL、薄膜晶体管TFT和数据线DL上。第一滤色器451和第二滤色器452中的相邻滤色器的边缘可彼此重叠。第一滤色器451和第二滤色器452中的每个具有被限定成与漏电极DE对应的开口。第一滤色器451和第二滤色器452中的每个可包括光敏有机材料。
第一滤色器451和第二滤色器452具有不同的颜色，并且可各自为红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、蓝绿色滤色器、品红色滤色器、黄色滤色器和白色滤色器中的之一。
根据第十一示例性实施方式的LCD装置1011还可包括第三滤色器。第三滤色器具有与第一滤色器451和第二滤色器452的颜色不同的颜色，并且可以是红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器、蓝绿色滤色器、品红色滤色器和黄色滤色器中的之一。
然而，第十一示例性实施方式不限于此，并且第一滤色器451和第二滤色器452可设置在例如第二基板402上。
平坦化层491设置在第一滤色器451和第二滤色器452上。在一些示例性实施方式中，平坦化层491可设置在包括第一滤色器451和第二滤色器452以及绝缘中间层431的第一基板401的整个表面上方。然而，参考图15和图16，平坦化层491可具有限定成与漏极接触孔432对应的开口。
平坦化层491用作保护层且使在像素电极PE下方的部分平坦化。可将平坦化层491称为保护层。平坦化层491可包括有机材料，例如，光敏有机材料和/或光敏树脂组合物。在一些示例性实施方式中，也可将平坦化层491称为有机层。
像素电极PE通过漏极接触孔432连接到漏电极DE。像素电极PE设置在平坦化层491上。像素电极PE的边缘的一部分可与光阻挡部476重叠。
光阻挡部476设置在像素电极PE和平坦化层491上。例如，光阻挡部476与TFT、栅极线GL和数据线DL重叠以防止漏光。
如图16中所示，柱状间隔物472可定位在光阻挡部476上。柱状间隔物472具有从光阻挡部476朝相对基板420突出至预定高度的形状。柱状间隔物472维持显示基板410与相对基板420之间的液晶间隙。
柱状间隔物472和光阻挡部476可以是一体的(例如，呈整体结构)。在一些示例性实施方式中，可使用基本上相同的材料来同时(或基本上同时)制造柱状间隔物472和光阻挡部476。柱状间隔物472和光阻挡部476可统称为黑色柱状间隔物(BCS)。
相对基板420包括第二基板402和位于第二基板402上的公共电极CE。
液晶层LC设置在显示基板410与相对基板420之间。
粘合层295设置在包括显示基板410、液晶层LC和相对基板420的LCD面板400上，以及窗部件100设置在粘合层295上。
可将根据第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八示例性实施方式的塑料基板101、102、103、104、105、106、107和108中的一个用作窗部件100。根据第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八示例性实施方式的塑料基板101、102、103、104、105、106、107和108的第一有机-无机混合层121定位在与LCD面板400相对的侧部上。
如上文所陈述的，根据一个或多个示例性实施方式，塑料基板具有良好的硬度和耐磨性。因此，可将塑料基板用作显示装置的窗部件。
虽然已示出和描述了本发明的某些实施方式，但本领域普通技术人员应理解，在不背离由所附权利要求及其等同所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施方式作出一定修改和改变。

Claims (15)

1.塑料基板，包括：
塑料支撑构件，具有透光性；以及
第一有机-无机混合层，位于所述塑料支撑构件上，所述第一有机-无机混合层包括：
第一有机-无机混合基质；以及
离子，在与邻近于所述塑料支撑构件的侧部相对的侧部处植入到所述第一有机-无机混合基质中，
其中每单位面积的所述离子的量的范围为2x1013/cm2至2x1014/cm2。
2.根据权利要求1所述的塑料基板，其中，所述离子的植入深度的范围为300nm至400nm。
3.根据权利要求1所述的塑料基板，其中，所述离子在范围为60keV至80keV的能量下植入。
4.根据权利要求1所述的塑料基板，其中，所述离子包括硼离子和氮离子中的至少之一。
5.根据权利要求1所述的塑料基板，其中，所述第一有机-无机混合基质包括硅酮树脂和聚合物树脂。
6.根据权利要求1所述的塑料基板，其中，所述第一有机-无机混合层具有范围为2μm至20μm的厚度。
7.根据权利要求1所述的塑料基板，其中，所述塑料支撑构件包括从由以下所组成的组中选择的至少之一：聚碳酸酯膜、聚丙烯酸膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚酰亚胺膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯膜、聚酰胺膜、聚缩醛膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜、纤维素膜和丙烯酸-聚碳酸酯共聚物合金膜。
8.根据权利要求1所述的塑料基板，还包括：
第一无机层，位于所述塑料支撑构件与所述第一有机-无机混合层之间。
9.根据权利要求8所述的塑料基板，还包括：
第二有机-无机混合层，位于所述塑料支撑构件与所述第一无机层之间。
10.根据权利要求1所述的塑料基板，还包括：
第一有机层，位于所述塑料支撑构件与所述第一有机-无机混合层之间。
11.制造塑料基板的方法，所述方法包括：
在塑料支撑构件上形成第一有机-无机混合基质，所述塑料支撑构件具有透光性；以及
将离子植入到所述第一有机-无机混合基质中，
其中，每单位面积的所述离子的量的范围为2x1013/cm2至2x1014/cm2。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述离子的植入深度的范围为300nm至400nm。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述离子在范围为60keV至80keV的能量下植入。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述离子包括硼离子和氮离子中的至少之一。
15.显示装置，包括：
显示面板；以及
窗部件，位于所述显示面板上，所述窗部件包括：
塑料支撑构件，具有透光性；以及
第一有机-无机混合层，位于所述塑料支撑构件上，所述第一有机-无机混合层包括在与邻近于所述塑料支撑构件的侧部相对的侧部处植入的离子，
其中，每单位面积的所述离子的量的范围为2x1013/cm2至2x1014/cm2。
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