CN112543964A - 用于柔性显示装置的覆盖窗和柔性显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开内容提供了用于柔性显示装置的覆盖窗和包括覆盖窗的柔性显示装置，所述用于柔性显示装置的覆盖窗包括层合体，所述层合体包括透光基底或聚合物基底；以及各自形成在透光基底或聚合物基底的两个表面上的第一硬涂层和第二硬涂层，其中第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比为1.5至2.0，以及其中从第一硬涂层侧测量的基于750g的表面铅笔硬度为5H或更大。

Description

用于柔性显示装置的覆盖窗和柔性显示装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年5月20日提交的韩国专利申请第10-2019-0059000号和于2020年5月14日提交的韩国专利申请第10-2020-0057914号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开内容涉及用于柔性显示装置的覆盖窗和柔性显示装置。
背景技术
近来，随着移动设备例如智能手机和平板PC的发展，需要使显示器的基底纤薄化。在移动设备的显示器的窗或前板上通常使用玻璃或钢化玻璃作为具有优异的机械特性的材料。然而，玻璃由于其自身的重量导致移动设备的重量增加，并且具有由于外部冲击而破裂的问题。
因此，正在积极进行对作为可以代替玻璃的材料的塑料树脂的研究。塑料树脂膜是轻量的并且不那么易碎，因此适合于追求更轻的移动设备的趋势。特别地，为了实现具有高硬度和耐磨特性的膜，已提出了将由塑料树脂制成的硬涂层涂覆到支撑基底上的膜。
作为增加硬涂层的表面硬度的方法，可以考虑增加硬涂层的厚度的方法。为了确保足以代替玻璃的表面硬度，需要实现一定厚度的硬涂层。然而，随着硬涂层的厚度增加，表面硬度可以增加，但是由于硬涂层的固化收缩，褶皱和卷曲的出现增加，同时容易发生涂层的开裂和剥离。因此，该方法的实际应用并不容易。
同时，其中显示装置的一部分出于美学和功能原因而弯曲或柔性卷绕的显示器近来已引起关注，并且这种趋势在诸如智能手机和平板PC的移动设备中特别显著。然而，由于玻璃不适合用作用于保护这样的柔性显示器的覆盖板，因此需要用塑料树脂等代替玻璃。然而，为此目的，生产具有足够的柔性同时表现出玻璃水平的高硬度的薄膜并不容易。
发明内容
技术问题
本公开内容的一个目的是提供用于柔性显示装置的覆盖窗，其在表现出高硬度的同时，同时满足柔性与高硬度之间的物理特性平衡，特别地，即使经重复弯曲或折叠操作也几乎没有损坏膜的风险，因此可以容易地应用于可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠的移动设备、显示装置等。
本公开内容的另一个目的是提供柔性显示装置，其包括上述用于柔性显示装置的覆盖窗。
技术方案
在一个方面中，提供了用于柔性显示装置的覆盖窗，其包括层合体，所述层合体包括透光基底或聚合物基底；以及各自形成在透光基底或聚合物基底的两个表面上的第一硬涂层和第二硬涂层，其中第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比为1.5至2.0，以及其中从第一硬涂层侧测量的基于750g的表面铅笔硬度为5H或更大。
在另一个方面中，提供了柔性显示装置，其包括用于柔性显示装置的覆盖窗。
在下文中，将更详细地描述根据本公开内容的具体实施方案的用于柔性显示装置的覆盖窗和柔性显示装置。
如本文所用，术语“柔性”意指具有这样的程度的柔性的状态：当卷绕在直径为3mm的圆柱形芯轴上时不出现长度为3mm或更大的裂纹。因此，本公开内容的柔性塑料膜可以应用于可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠的显示器等的覆盖膜。
如本文所用，(甲基)丙烯酸酯意指包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯二者。
透光基底在300nm或更大的波长下或者在400nm至800nm的波长下可以具有50％或更大的透射率或50％至99.9％的透射率。
根据本公开内容的一个实施方案，可以提供用于柔性显示装置的覆盖窗，其包括层合体，所述层合体包括透光基底或聚合物基底；以及各自形成在透光基底或聚合物基底的两个表面上的第一硬涂层和第二硬涂层，其中第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比为1.5至2.0，以及其中从第一硬涂层侧测量的基于750g的表面铅笔硬度为5H或更大。
本发明人对适用于具有较薄厚度的柔性显示装置的光学层合体进行了研究，并发现当第一硬涂层的模量与其中预定的第一硬涂层和第二硬涂层形成在透光基底的两侧上的层合结构的总模量之比为1.5至2.0时，其表现出高硬度并且当卷绕在直径为3mm的芯轴周围时，也不产生裂纹，因此，其可以用作用于柔性显示装置的覆盖窗，并完成了本公开内容。
此外，本发明人通过实验发现，用于柔性显示装置的覆盖窗在表现出高硬度的同时，同时满足柔性与高硬度之间的物理特性平衡，特别地，即使在重复弯曲或折叠操作中也几乎没有损坏膜的风险，因此可以容易地应用于可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠的移动设备、显示装置等，并完成了本公开内容。
由于用于柔性显示装置的覆盖窗可以具有可以代替钢化玻璃等的物理特性，因此光学层合体可以具有达到其可以不被外部施加的压力或力破坏并且还可以充分地卷绕和折叠的程度的特性。
层合体的总模量可以为根据ISO 527-3通过施加12.5mm/分钟的应变速率测量的结果。层合体的总模量可以使用诸如Universal Testing System(
Figure BDA0002938159560000031
3360)的装置来测量。
第一硬涂层的模量可以为根据ISO 14577-1通过施加45mN的目标载荷以及从第一硬涂层侧施加400μm的目标深度以0.05/秒的应变速率测量的结果。第一硬涂层的模量可以使用诸如Nano Indentation(MTS Nanoindenter XP)的装置来测量。
如上所述，用于柔性显示装置的覆盖窗的物理特性例如弯曲耐久性和表面硬度归因于指定第一硬涂层与包括透光基底或聚合物基底以及第一硬涂层和第二硬涂层的层合体的模量之比。
此外，第一硬涂层的模量与层合体的模量之比可以归因于包含在透光基底或聚合物基底、第一硬涂层和第二硬涂层中的组分，以及组分和与其相关的物理特性的调节。
此外，具有不同特性的第一硬涂层和第二硬涂层可以分别形成在用于柔性显示装置的覆盖窗中包括的透光基底或聚合物基底的两个表面上，由此用于柔性显示装置的覆盖窗可以在保持高硬度的同时具有优异的卷曲和优异的弯曲耐久性。
此外，根据这样的结构，可以同时满足柔性与高硬度之间的物理特性平衡，并且即使经重复弯曲或折叠操作也防止内部结构的损坏，另外，其可以具有光学特性例如高透明度以及优异的机械特性和耐热性。
更具体地，第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比可以为1.5至2.0、或1.750至1.950、或1.700至1.900。
当第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比满足以上范围时，用于柔性显示装置的覆盖窗在表现出与玻璃的高硬度相当的高硬度的同时，表现出高硬度以及足够的柔性。特别地，所述膜即使经重复弯曲或折叠操作也几乎不损坏，因此可以容易地应用于可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠的移动设备或显示装置。
相比之下，第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比太低，用于柔性显示装置的覆盖窗可以具有一定程度的柔性，但表面硬度可能降低。
如果第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比太高，则可能无法确保对重复弯曲或折叠操作的耐久性，或者可能无法确保足以应用于柔性显示装置的柔性或弯曲特性。
同时，层合体和第一硬涂层中的每一者的模量的范围没有特别限制，但为了使实施方案的用于柔性显示装置的覆盖窗具有上述效果，层合体的总模量可以为5.5Mpa至6.5MPa、或5.7Mpa至6.3MPa，第一硬涂层的模量可以为10.0Mpa至12.0MPa、或10.5Mpa至11.8MPa。
透光基底的通过向厚度为50μm±2μm的样品施加12.5mm/分钟的应变速率测量的弹性模量可以为5Gpa或更大、或5Gpa至10GPa，从而可以具有优异的机械特性、高弹性和耐折性。
透光基底的种类没有特别限制，只要其满足上述特性即可，但例如，可以使用玻璃基底，或者可以使用包含聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、或其混合物、或其共聚物的聚合物基底。
与其他先前已知的光学层合体相比，用于柔性显示装置的覆盖窗即使在较薄的厚度范围内也同时满足柔性与高硬度之间的物理特性平衡，即使经重复弯曲或折叠操作也可以防止内部结构的损坏，并且可以具有光学特性例如高透明度以及高机械特性和耐热性。此外，第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比可能与透光基底以及第一硬涂层和第二硬涂层的厚度有关。
更具体地，透光基底可以具有5μm至100μm的厚度、10μm至80μm的厚度、或20μm至60μm的厚度。如果基底的厚度小于5μm，则在形成涂层的过程期间，存在破裂或卷曲的风险，并且可能难以实现高硬度。另一方面，如果厚度超过10μm，则柔性可能降低并因此可能难以形成柔性膜。
第一硬涂层和第二硬涂层中的每一者的厚度可以为1μm至20μm、或3μm至15μm。当硬涂层的厚度过大时，用于柔性显示装置的覆盖窗的柔性或者对重复弯曲或折叠操作的耐久性可能劣化。
另一方面，用于柔性显示装置的覆盖窗的从第一硬涂层侧测量的基于750g的表面铅笔硬度可以为5H或更大，并且可以具有这样的特征：当在750g的载荷下一起应用铅笔硬度为5H或更大的硬涂层并卷绕在直径为3mm的芯轴周围时，可以不出现裂纹。
此外，由于上述用于柔性显示装置的覆盖窗的结构，其对在低温条件下施加的重复弯曲或折叠操作具有优异的耐久性，并且对在高温和高湿度条件下的重复弯曲或折叠操作的耐久性也是优异的。
此外，对于用于柔性显示装置的覆盖窗，可以防止在60℃的温度和90H％下围绕直径为5mm的棒进行的100000次弯曲耐久性测试中出现裂纹。
此外，用于柔性显示装置的覆盖窗在具有高表面硬度的同时即使在室温下也具有高的对重复弯曲操作的耐久性。具体地，用于柔性显示装置的覆盖窗的从第一硬涂层侧测量的基于750g的表面铅笔硬度可以为5H或更大，并且对于用于柔性显示装置的覆盖窗，在25℃的温度下围绕直径为2mm的棒进行的100000次弯曲耐久性测试中可以不出现裂纹。
同时，根据实施方案的用于柔性显示装置的覆盖窗的透光率可以为90.0％或更大，以及雾度可以为1.0％或更小、或者0.7％或更小、或者0.5％或更小。
同时，为了实现上述特性，优选地，用于柔性显示装置的覆盖窗包括这样的透光基底：其可以同时满足柔性与高硬度特性之间的物理特性平衡，并且即使经重复弯曲或折叠操作也可以防止发生内部结构的损坏。
更具体地，透光基底的基于ASTM D1925的标准测量的黄度指数可以为4.5或更小、或者3.8或更小，以及透光基底的基于ASTM D1003测量的雾度可以为1.1％或更小、或0.4％至0.8％，因此可以具有无色和透明的光学特性。
如上所述，通常，具有薄厚度的膜或光学层合体可以确保柔性，但其在确保高表面强度的同时无法容易地确保对重复弯曲或折叠操作的耐久性。
相比之下，实施方案的用于柔性显示装置的覆盖窗通过包括硬涂层以及具有上述特性的透光基底而可以具有上述特性，所述硬涂层在具有高硬度的同时能够确保对重复弯曲或折叠操作的耐久性。
具体地，第一硬涂层可以包含粘结剂树脂和分散在粘结剂树脂中的细无机颗粒，所述粘结剂树脂包含含有6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的单体混合物的固化产物。
在这种情况下，6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物与8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的重量比可以为1∶2至1∶10、或1∶3至1∶9。
单体混合物可以为除6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物之外的具有其他可光固化反应性基团的单体的聚合物或共聚物。具体地，其还可以包含基于(甲基)丙烯酸酯的单体或低聚物、基于乙烯基的单体或低聚物等。
6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物是1官能至6官能的基于丙烯酸酯的单体或低聚物，并且1官能至6官能的基于丙烯酸酯的单体或低聚物可以包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯(TMPEOTA)、甘油丙氧基化三丙烯酸酯(GPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)等。1官能至6官能的基于丙烯酸酯的单体或低聚物可以单独使用或者以不同类型的组合使用。
基于(甲基)丙烯酸酯的单体或低聚物、基于乙烯基的单体或低聚物的重均分子量(Mw)可以为约200g/mol至约2000g/mol、或约200g/mol至约1000g/mol、或约200g/mol至约500g/mol。
1官能至6官能的丙烯酸酯单体的丙烯酸酯当量重量可以在约50g/mol至约300g/mol、或约50g/mol至约200g/mol、或约50g/mol至约150g/mol的范围内。
8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物可以为8官能至20官能的基于氨基甲酸酯丙烯酸酯的单体或低聚物。8官能至20官能的基于丙烯酸酯的单体或低聚物与1官能至6官能的丙烯酸酯单体或低聚物交联并聚合以形成共聚物，并且可以赋予在固化之后形成的涂层以高硬度、柔性和耐冲击性。8官能至20官能的基于氨基甲酸酯丙烯酸酯的单体或低聚物可以单独使用或者以不同类型的组合使用。
如上所述，6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物：8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的重量比可以为1∶2至1∶10、或1∶3至1∶9。即使在相对薄的厚度的范围内，用于柔性显示装置的覆盖窗也可以在确保高柔性和高表面强度的同时，还确保对重复弯曲或折叠操作的耐久性。
8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的重均分子量可以在约2000g/mol至约8000g/mol、或约3000g/mol至约6000g/mol、或约3000g/mol至约5000g/mol的范围内，这对于优化涂层的物理特性可以是期望的。
包含在第一硬涂层中的粘结剂树脂还可以包含由重均分子量为10000至200000的(甲基)丙烯酸类聚合物和单体混合物形成的共聚物。
同时，第二硬涂层可以包含衍生自(甲基)丙烯酸酯化合物的粘结剂树脂和分散在粘结剂树脂中的细无机颗粒。此外，第二硬涂层的模量与层合体的总模量之比可以为1.400至1.800、或1.450至1.775。
第一硬涂层的模量与层合体的总模量之比(R1)可以比第二硬涂层的模量与层合体的总模量之比(R2)大0.1000或更多，或者可以大至0.1000至0.6000。
第二硬涂层的模量可以为根据ISO 14577-1通过施加45mN的目标载荷以及从第二硬涂层侧施加400μm的目标深度以0.05/秒的应变速率测量的结果。
即，第二硬涂层可以包含与包含在第一硬涂层中的粘结剂树脂不同类型的粘结剂树脂或者具有不同结构和不同特性的粘结剂树脂，由此第一硬涂层和第二硬涂层与层合体的总模量的模量比可以在上述范围内变化。
同时，包含在第一硬涂层中的粘结剂树脂还可以包含由重均分子量为10000至200000的(甲基)丙烯酸类聚合物和单体混合物形成的共聚物。
即，包含在第一硬涂层中的粘结剂树脂可以包含含有6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的单体混合物，以及通过使所述单体混合物与重均分子量为10000至200000的(甲基)丙烯酸类聚合物一起反应形成的共聚物。
重均分子量为10000至200000的(甲基)丙烯酸类聚合物可以用于赋予涂层以韧性和柔性。
更具体地，包含在第一硬涂层中的粘结剂树脂可以包含40重量％或更少、或5重量％至40重量％的重均分子量为10000至200000的(甲基)丙烯酸类聚合物。
此外，硬涂层可以包含分散在粘结剂树脂中的细无机颗粒。
无机颗粒可以为例如金属原子例如二氧化硅、铝、钛或锌，或者其氧化物或氮化物等，并且各自可以独立地为二氧化硅细颗粒、氧化铝颗粒、氧化钛颗粒或氧化锌颗粒等。
细无机颗粒的平均半径可以为100nm或更小、或5nm至100nm。
硬涂层可以包含具有与粘结剂树脂的平均半径不同的平均半径的两种或更多种细无机颗粒。在这种情况下，两种或更多种无机颗粒可以包括平均半径为20nm至35nm的第一无机颗粒和平均半径为40nm至130nm的第二无机颗粒。
第一无机颗粒和第二无机颗粒中的每一者的平均半径可以通过公知的方法来确定。例如，其可以通过测量硬涂层的电子显微照片(SEM、TEM等)中识别的各个颗粒的半径来计算并得出，或者其可以为通过X射线散射实验计算的无机颗粒的平均半径。
同时，包含在第一硬涂层和第二硬涂层中的每一者中的细无机颗粒的含量没有特别限制，但优选地，相对于100重量份的粘结剂树脂，第一硬涂层和第二硬涂层中的每一者可以包含30重量份至100重量份、或50重量份至80重量份的细无机颗粒。即，第一硬涂层可以包含相对于100重量份的粘结剂树脂的30重量份至100重量份的细无机颗粒，第二硬涂层可以包含相对于100重量份的粘结剂树脂的30重量份至100重量份的细无机颗粒。
当包含在硬涂层中的细无机颗粒的含量太小时，硬涂层的硬度可能降低。此外，当包含在硬涂层中的细无机颗粒的含量太高时，硬度可以增加，但覆盖窗的柔性可能大大降低，或者对重复弯曲或折叠操作的耐久性也可能降低。
同时，用于柔性显示装置的覆盖窗可以通过将用于形成硬涂层的涂覆组合物施加到透光基底的至少一个表面上并使其光固化来提供。
将涂覆组合物涂覆的方法没有特别限制，只要其可以用于本技术所属的技术领域即可，例如可以使用棒涂法、刀涂法、辊涂法、刮涂法、模涂法、微凹版涂覆法、逗号涂覆法、狭缝模涂覆法、唇涂法、溶液浇注法等。
在硬涂层的顶表面或基底膜与涂层之间还可以包括选自以下的至少一者：层、薄膜(membrane)、膜(film)等，例如塑料树脂膜、粘合膜、离型膜、导电膜、导电层、液晶层、涂层、固化树脂层、非导电膜、金属网层或图案化金属层。
例如，首先在基底上形成具有导电性的抗静电层，然后在其上形成涂层以提供抗静电功能，或者在涂层上引入低折射率层以实现低反射功能。
此外，层、薄膜、膜等可以为单层、双层或层合体型的任何形式。层、薄膜、膜等可以通过用粘合剂、粘合膜等层合独立膜来形成，或者可以通过诸如涂覆、气相沉积、溅射等的方法层合在涂层上，但本公开内容不限于此。
同时，除上述粘结剂树脂、无机细颗粒等之外，硬涂层还可以包含本领域常用的组分，例如光引发剂、有机溶剂、表面活性剂、UV吸收剂、UV稳定剂、抗黄变剂、流平剂、防污剂、用于改善色值的染料等。此外，由于其含量可以在不使硬涂层的物理特性劣化的范围内进行各种调节，因此没有特别限制。然而，例如，基于约100重量份的硬涂层，它们可以以约0.01重量份至约30重量份的量包含在内。
表面活性剂可以为单官能或双官能的基于氟的丙烯酸酯、基于氟的表面活性剂、或基于硅的表面活性剂。在这种情况下，表面活性剂可以以分散或交联的形式包含在交联共聚物中。
此外，添加剂可以包括UV吸收剂、或UV稳定剂，并且UV吸收剂可以包括基于二苯甲酮的化合物、基于苯并三唑的化合物、基于三嗪的化合物等。UV稳定剂可以包括四甲基哌啶等。
光引发剂可以包括1-羟基-环己基-苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、2-苯甲酰基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦、或双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等，但不限于此。此外，可商购产品包括Irgacure 184、Irgacure 500、Irgacure 651、Irgacure 369、Irgacure 907、Darocur 1173、Darocur MBF、Irgacure 819、Darocur TPO、Irgacure 907、Esacure KIP 100F等。这些光引发剂可以单独使用或者以两者或更多者的组合使用。
有机溶剂可以包括基于醇的溶剂，例如甲醇、乙醇、异丙醇和丁醇；基于烷氧基醇的溶剂，例如2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇和1-甲氧基-2-丙醇；基于酮的溶剂，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基丙基酮和环己酮；基于醚的溶剂，例如丙二醇单丙醚、丙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚和二乙二醇-2-乙基己基醚；芳族溶剂，例如苯、甲苯和二甲苯；等等。这些可以单独或组合使用。
同时，根据本发明的另一个实施方案，可以提供包括上述实施方案的用于柔性显示装置的覆盖窗的柔性显示装置。
柔性显示装置可以用作弯曲、可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠形状的移动通信终端、智能手机或平板PC的触摸面板、以及多种显示器的覆盖基底或元件基底。
显示装置的实例可以为柔性发光元件显示装置。
例如，在有机发光二极管(OLED)显示器中，包括聚合物膜的覆盖窗可以在发射光或图像的方向上设置在外部上，并且可以顺序形成有提供电子的阴极、电子传输层、发射层、空穴传输层、和提供空穴的阳极。
此外，有机发光二极管(OLED)显示器还可以包括空穴注入层(HIL)和电子注入层(EIL)。
为了使有机发光二极管(OLED)显示器充当和用作柔性显示器，除使用聚合物膜作为覆盖窗之外，还可以在负电极和正电极以及各组成部件中使用具有预定弹性的材料。
柔性显示装置的另一个实例可以为可卷曲显示器或可折叠显示装置。
根据应用领域、特定形状等，可卷曲显示器可以具有多种结构。例如，可卷曲显示装置可以具有包括覆盖塑料窗、触摸面板、偏光板、阻挡膜、发光元件(OLED元件等)、透明基底等的结构。
有益效果
根据本公开内容，可以提供用于柔性显示装置的覆盖窗和柔性显示装置以及包括上述光学层合体的显示装置，所述用于柔性显示装置的覆盖窗在表现出高硬度的同时，同时满足柔性与高硬度之间的物理特性平衡，特别地，即使在重复弯曲或折叠操作中也几乎没有损坏膜的风险，因此可以容易地应用于可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠的移动设备、显示装置等。
由于用于柔性显示装置的覆盖窗可以具有可以代替钢化玻璃等的物理特性，因此光学层合体可以具有达到其可以不被外部施加的压力或力破坏并且还可以充分地卷绕和折叠的程度的特性。此外，光学层合体表现出柔性、弯曲特性、高硬度、耐刮擦性和高透明度，并且即使在重复、连续弯曲或长时间折叠状态下也几乎没有损坏膜的风险。因此，光学层合体可以有益地应用于可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠的移动设备、显示装置、多种仪器面板的前板和显示单元等。
附图说明
图1是示意性地示出用于进行实验例6的弯曲耐久性测试的方法的图。
具体实施方式
在下文中，将通过具体实施例更详细地描述本发明的操作和效果。然而，这些实施例仅用于说明性目的而呈现，并且本发明的范围不由此确定。
[制备例：用于形成硬涂层的涂覆液体的制备]
制备例1-1
将20g作为三官能丙烯酸酯化合物的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA，由Cytec制造，Mw＝296g/mol，丙烯酸酯基团当量＝99g/mol)、30g作为9官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的MU9800(由Miwon制造，Mw＝3500g/mol，丙烯酸酯基团当量＝389g/mol)、50g作为10官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的MU9020(由Miwon制造，Mw＝4500g/mol，丙烯酸酯基团当量＝450g/mol)、1g作为光引发剂的Irgacure 184(由Ciba制造)和10g甲基乙基酮(MEK)混合以制备丙烯酸酯溶液。
在丙烯酸酯溶液中，将60g其中50重量％的二氧化硅颗粒S1(平均粒径为20nm，经甲基丙烯酸酯硅烷偶联剂表面改性)分散在乙酸正丁酯中的溶液和100g其中30重量％的二氧化硅颗粒S2(平均粒径为40nm，经丙烯酸酯硅烷偶联剂表面改性)分散在甲基乙基酮(MEK)中的溶液混合以制备用于形成硬涂层的涂覆溶液。
制备例1-2
将20g作为三官能丙烯酸酯化合物的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA，制造商：Cytec，Mw＝296g/mol，丙烯酸酯基团当量＝99g/mol)、30g作为9官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的MU9800(由Miwon制造，Mw＝3500g/mol，丙烯酸酯基团当量＝389g/mol)、30g作为10官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的MU9020(由Miwon制造，Mw＝4500g/mol，丙烯酸酯基团当量＝450g/mol)、40g其中50重量％的作为基于丙烯酸酯的聚合物化合物的SMP-250AP(丙烯酸类聚合物，由Kyoeisha Chemical制造，丙烯酸酯基团当量＝240g/mol至260g/mol，重均分子量：37000)溶解在丙二醇单甲醚中的粘结剂溶液、1g作为光引发剂的Irgacure 184(由Ciba制造)和20g甲基乙基酮(MEK)混合以制备丙烯酸酯溶液。
在丙烯酸酯溶液中，将60g其中50重量％的二氧化硅颗粒S1(平均粒径为20nm，经甲基丙烯酸酯硅烷偶联剂表面改性)分散在乙酸正丁酯中的溶液和100g其中30重量％的二氧化硅颗粒S2(平均粒径为40nm，经丙烯酸酯硅烷偶联剂表面改性)分散在甲基乙基酮(MEK)中的溶液混合以制备用于形成硬涂层的涂覆溶液。
制备例1-3至1-5
以与制备例1-1中相同的方式制备用于形成硬涂层的涂覆溶液，不同之处在于如下表1所示调节使用的成分的含量。
制备例2-1
将40g作为9官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的MU9800(由Miwon制造，Mw＝3500g/mol，丙烯酸酯基团当量＝389g/mol)、40g作为10官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的MU9020(由Miwon制造，Mw＝4500g/mol，丙烯酸酯基团当量＝450g/mol)、20g作为三官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的PU340(由Miwon制造，Mw＝2400g/mol，丙烯酸酯基团当量＝800g/mol)、1g作为光引发剂的Irgacure 184(由Ciba制造)和10g甲基乙基酮(MEK)混合以制备丙烯酸酯溶液。
在丙烯酸酯溶液中，将60g其中50重量％的二氧化硅颗粒S1(平均粒径为20nm，经甲基丙烯酸酯硅烷偶联剂表面改性)分散在乙酸正丁酯中的溶液和100g其中30重量％的二氧化硅颗粒S2(平均粒径为40nm，经丙烯酸酯硅烷偶联剂表面改性)分散在甲基乙基酮(MEK)中的溶液混合以制备用于形成硬涂层的涂覆溶液。
[表1]
Figure BDA0002938159560000131
*在表1中，根据分散在溶剂中的无机细颗粒的重量％，无机细颗粒的含量由排除溶剂的仅无机细颗粒的净重示出。
[实施例和比较例：用于柔性显示装置的覆盖窗]
将下表2中示出的用于形成硬涂层的涂覆溶液通过棒涂法涂覆到50μm厚的聚酰亚胺基底(弹性模量基于12.5mm/分钟的应变速率-在表2中列出)的两个表面上，在空气气氛下在90℃下干燥2分钟。通过用波长为290nm至320nm的金属卤化物灯(光量：200mJ/cm2)进行光固化来制造光学层合体。在固化完成之后，形成在两个表面上的涂层的厚度分别为10μm。
[实验例：用于柔性显示装置的覆盖窗的物理特性的测量]
实验例1：铅笔硬度
对于在各实施例和比较例的光学层合体的前面中形成的硬涂层，根据标准JISK5400-5-4，使用铅笔硬度测试仪在750g的载荷下以45度的角度往复移动铅笔3次之后确定无划痕的最大硬度。
实验例2：透射率和雾度
使用分光光度计(装置名称：COH-400)测量实施例和比较例的各覆盖窗的透射率和雾度。
实验例3：弯曲测试
根据JIS K5600-5-1的测试方法，将各实施例和比较例的覆盖窗卷绕在具有多种直径的圆柱形芯轴周围，然后测量没有出现裂纹的最小直径。
实验例4：涂层的粘合强度
使用切割刀刮擦在各实施例和比较例的覆盖窗的前表面中形成的硬涂层的前表面使得在1cm*1cm至2cm*2cm的尺寸内形成100个网格，并用Nichiban胶带(CT-24)附接，然后进行剥离测试。在同一表面上进行两次剥离测试，根据剥离水平(优异，高至5B)将粘合强度评估为5B(未剥离)至0B(前表面被剥离)。
-5B(未剥离)
-4B(1至5个网格包含剥离部分)
-3B(6至15个网格包含剥离部分)
-2B(16至35个网格包含剥离部分)
-1B(36至50个网格包含剥离部分)
-0B(51或更多个网格包含剥离部分)
实验例5：耐刮擦性的评估
对于形成在实施例和比较例的各覆盖窗的前表面上的硬涂层，将500gf的载荷施加至钢丝绒(#0000)，将硬涂层的表面以30rpm的速度往复摩擦500次，观察在表面上是否出现划痕。当观察到用肉眼观察的1个或更少个1cm或更小的划痕时，将其判断为优异。
实验例6：弯曲耐久性测试
图1是示意性地示出用于进行根据本公开内容的一个实施方案的膜的弯曲耐久性测试的方法的图。
切割实施例和比较例的各膜，并进行激光切割成80mm×140mm的尺寸，以使边缘部分处的细裂纹最小化。将激光切割的膜放置在测量仪器上并设置成使得折叠部分之间的间隔为4mm。然后，通过连续操作将以下过程重复100000次：在室温下将膜的两侧朝向底表面以90度折叠并铺展(折叠膜的速度为每1.5秒一次)。
在重复100000次之后，将膜剥离，观察是否出现长度为3mm或更大的裂纹(OK、NG)。当未出现裂纹时，将膜再次弯曲100000次并重复观察是否出现裂纹，从而测量不出现裂纹的最大重复次数。
实验例7：模量测量
(1)测量用于柔性显示装置的覆盖窗的模量
根据ISO 527-3，使用Universal Testing Systems(
Figure BDA0002938159560000151
3360)测量膜的模量。切割实施例和比较例的各膜，并进行激光切割成10mm×150mm的尺寸，以使边缘部分处的细裂纹最小化。将激光切割的膜的边缘固定至测量仪器(
Figure BDA0002938159560000161
3360)，以12.5mm/分钟的应变速率进行测量直至样品在拉伸方向上破裂。
(2)测量用于柔性显示装置的覆盖窗的第一硬涂层的模量
根据ISO 14577-1，使用Nano Indentation System(MTS Nanoindenter XP)测量第一硬涂层的模量。更具体地，使用50nm Berkovich Indenter Tip通过从第一硬涂层的表面施加45mN的载荷至400μm的深度以0.05/秒的应变速率来进行测量。
实施例和比较例的物理特性的测量结果示于下表2中。
[表2]
Figure BDA0002938159560000171
如表2所示，实施例的用于柔性显示装置的覆盖窗在被实施的同时表现出高硬度以在表现出玻璃水平的高硬度的同时，同时满足足够的柔性，特别地，即使经重复弯曲或折叠操作也几乎没有损坏膜的风险，因此，可以容易地应用于可弯曲、柔性、可卷曲或可折叠的移动设备、显示装置等。
相比之下，与实施例不同，比较例的覆盖窗不具有相对低的表面硬度，或者不表现出足以用作用于柔性显示装置的覆盖窗的弯曲耐久性。

Claims (15)

1.一种用于柔性显示装置的覆盖窗，包括层合体，所述层合体包括透光基底或聚合物基底；以及各自形成在所述透光基底或所述聚合物基底的两个表面上的第一硬涂层和第二硬涂层，
其中所述第一硬涂层的模量与所述层合体的总模量之比为1.5至2.0，以及
其中从所述第一硬涂层侧测量的基于750g的表面铅笔硬度为5H或更大。
2.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述层合体的总模量为根据ISO 527-3通过施加12.5mm/分钟的应变速率测量的结果，以及
所述第一硬涂层的模量为根据ISO 14577-1通过施加45mN的目标载荷以及从所述第一硬涂层侧施加400μm的目标深度以0.05/秒的应变速率测量的结果。
3.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述第一硬涂层的模量与所述层合体的总模量之比为1.750至1.950。
4.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述层合体的总模量为5.5Gpa至6.5Gpa，以及
所述第一硬涂层的模量为10.0Gpa至12.0Gpa。
5.根据权利要求1或4所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述透光基底的厚度为5μm至100μm，以及
所述第一硬涂层和所述第二硬涂层各自的厚度为1μm至20μm。
6.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述透光基底的通过施加12.5mm/分钟的应变速率测量的弹性模量为5Gpa或更大。
7.根据权利要求6所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述透光基底包含选自聚酰亚胺、聚酰胺和聚酰胺酰亚胺中的至少一种聚合物。
8.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
在25℃的温度下围绕直径为2mm的棒进行的100000次弯曲耐久性测试中不出现裂纹。
9.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述覆盖窗的对550nm的波长范围内的光的透射率为90.0％或更大，以及雾度值为1.00％或更小。
10.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述第一硬涂层包含粘结剂树脂和分散在所述粘结剂树脂中的细无机颗粒，所述粘结剂树脂包含含有6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的单体混合物的固化产物，以及
所述6官能或更小官能的(甲基)丙烯酸酯化合物与所述8官能或更大官能的(甲基)丙烯酸酯化合物的重量比为1∶2至1∶10。
11.根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述第二硬涂层包含衍生自(甲基)丙烯酸酯化合物的粘结剂树脂和分散在所述粘结剂树脂中的细无机颗粒，以及
所述第二硬涂层的模量与所述层合体的总模量之比为1.400至1.800。
12.根据权利要求11所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述第一硬涂层的模量与所述层合体的总模量之比(R1)比所述第二硬涂层的模量与所述层合体的总模量之比(R2)大0.1000或更多。
13.根据权利要求10所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
包含在所述第一硬涂层中的所述粘结剂树脂还包含由重均分子量为10000至200000的(甲基)丙烯酸类聚合物和单体混合物形成的共聚物。
14.根据权利要求10所述的用于柔性显示装置的覆盖窗，其中
所述第一硬涂层包含相对于100重量份的所述粘结剂树脂的50重量份至80重量份的所述细无机颗粒，以及
所述第二硬涂层包含相对于100重量份的所述粘结剂树脂的50重量份至80重量份的所述细无机颗粒。
15.一种柔性显示装置，包括根据权利要求1所述的用于柔性显示装置的覆盖窗。
CN202080004472.8A 2019-05-20 2020-05-15 用于柔性显示装置的覆盖窗和柔性显示装置 Active CN112543964B (zh)

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