CN112646504B - 一种保护盖板及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明属于移动终端保护盖板结构的技术领域，涉及一种保护盖板及移动终端，包括依次层叠设置的第一软胶层、超薄玻璃、第二软胶层、聚酯层和硬化层，第一软胶层的厚度介于25μm～50μm；超薄玻璃的厚度介于50μm～200μm；第二软胶层的厚度介于100μm～175μm；聚酯层的厚度介于25μm～50μm；所述聚酯层是弹性模量为5000MPa～8000MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；硬化层的厚度为1μm～7μm；所述硬化层采用含有有机聚硅氮烷的硬化液照射紫外线固化而成；且硬化层纯水接触角大于105°、铅笔硬度介于3H～5H。本申请的保护盖板具有优良的弯折性能，且具有强的表面硬度。

Description

一种保护盖板及移动终端
技术领域
本发明属于移动终端保护盖板结构的技术领域，涉及一种保护盖板及移动终端。
背景技术
随着OLED屏幕在移动终端，尤其是手机上的应用越来越广泛，可折叠的手机成为各个厂家的研究热点。华为、OPPO、VIVO、小米都在该领域进行深入的研究。
当下已经面市的可折叠手机无论是U形、楔形，还是水滴形折叠，都不可避免地会面临屏幕的折痕问题，哪怕它是静置一段时间后可恢复的。因为超薄、可弯曲等特性，表面硬度、透光率也可达到智能设备的一般要求，CPI(Colorless Polyimide，无色PI膜)成为了目前主流的折叠盖板应用材料。CPI具有良好的弯折性能，但是反复折叠容易产生折痕，且耐刮性能一般，若接触硬物顶压或刮擦，很容易造成盖板表面划痕甚至导致OLED出现坏点。
现有技术，如中国专利CN 110014707 A公开的一种可折叠超薄玻璃盖板及其制备方法，对超薄玻璃进行预处理；在超薄玻璃表面以界面改性方式进行有机高分子溶液的涂布，固化成膜后形成高粘附力柔性层；在所述高粘附力柔性层上涂布陶瓷薄膜，固化后形成具有陶瓷层和高粘附力柔性层的超薄玻璃复合材料；在所述超薄玻璃复合材料的陶瓷层上贴附顶层保护膜，并在超薄玻璃复合材料的另一面涂布OCA/OCR胶并贴附底层保护膜，形成所述可折叠超薄玻璃盖板。但申请人在实际应用过程中发现中国专利CN 110014707 A在使用过程中由于陶瓷薄膜是涂布在柔性层上，容易出现表面划伤的技术问题。并且陶瓷薄膜划伤后，需要更换整个盖板，经济性差。
也有中国专利CN 111171742 A，一种折叠屏用可弯折保护膜，其特征在于，包括依次层叠设置的第一柔性HC处理层、可弯折基材层、第二柔性HC处理层、抗反弹OCA光学胶层和离型隔离层；所述抗反弹OCA光学胶层通过在所述第二柔性HC处理层表面涂布抗反弹OCA光学胶再固化后得到。但申请人在实际应用过程中发现中国专利CN 111171742 A在使用过程中，由于使用了柔性HC处理层，硬度不高，容易出现划伤的技术问题。
因此，需要重新设计一种保护盖板，以满足表面高硬度、抗划伤的性能。
发明内容
本申请提供一种保护盖板及移动终端，其具有优良的弯折性能，且具有强的表面硬度。
为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为：一种保护盖板，包括依次层叠设置的第一软胶层、超薄玻璃、第二软胶层、聚酯层和硬化层，
第一软胶层的厚度介于25μm～50μm；
超薄玻璃的厚度介于50μm～200μm；
第二软胶层的厚度介于100μm～175μm；
聚酯层的厚度介于25μm～50μm；所述聚酯层是弹性模量为5000MPa～8000MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；
硬化层的厚度为1μm～7μm；所述硬化层采用含有有机聚硅氮烷的硬化液照射紫外线固化而成；且硬化层纯水接触角大于105°、铅笔硬度介于3H～5H。
作为本申请改进的技术方案，所述硬化液中包括如下重量份的各物质：
Figure BDA0002836208990000031
其中，聚氨酯丙烯酸酯为6～10官能度的聚氨酯丙烯酸酯。
作为本申请改进的技术方案，所述溶剂包括丙二醇单甲醚、丁酮、乙醇、甲基异丁基酯和乙酸乙酯中的一种或任意比的多种。
作为本申请改进的技术方案，所述硬化液照射紫外线时，分两段照射，第一段采用172nm的紫外线，第二段采用280nm～360nm的紫外线。
作为本申请改进的技术方案，所述第一软胶层和第二软胶层是无基材的OCA胶。
本申请的另一目的在于提供一种移动终端，其结构中含有前述的一种保护盖板。
有益效果
相对于现有技术，本申请重新设计保护盖板的结构：包括依次层叠设置的第一软胶层、超薄玻璃、第二软胶层、聚酯层和硬化层，采用双层软胶层其目的在于贴合聚酯层、超薄玻璃以及屏幕；且第一软胶层和第二软胶层均采用OCA胶(为现有技术的胶)，目的在于实现高的透光率，以及保护超薄玻璃和屏幕不会在受到撞击时碎裂。
本申请采用聚酯层和硬化层，约束了聚酯层是弹性模量为5000MPa～8000MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，硬化层中约束了聚氨酯丙烯酸酯为6～10官能度，同时添加有机聚硅氮烷，它们的协同作用，实现了在保证可弯折的同时，具有3H～5H的硬度。
综上，本申请中的保护盖板使用了超薄玻璃作为盖板的支持体，具有弯折性能的同时，没有现有技术中使用CPI薄膜会出现的“记忆效应”，长时间弯折使用，不会产生裂纹、白印等痕迹；本发明中使用了耐弯折聚酯层，保护了超薄玻璃不会在受到冲击时碎裂，同时耐弯折聚酯层的材料是弹性模量为5000MPa～8000MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯，具有耐弯折性，并且价格比现有技术的CPI薄膜低很多；本发明的硬化层中含有有机聚硅氮烷，具有3H～5H高硬度的同时，还具有耐弯折性。
附图说明
图1是本发明中保护盖板的结构示意图。
图中：1：第一软胶层；2：超薄玻璃；3：第二软胶层；4：聚酯层；5：硬化层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，一种保护盖板，包括依次层叠设置的第一软胶层1、超薄玻璃2、第二软胶层3、聚酯层4和硬化层5。
本发明中，所述第一软胶层1和第二软胶层3选自市售的无基材的OCA胶，OCA胶选自丙烯酸酯型或聚氨酯型。OCA胶具有很高的透光率，并且黏着力强，可以有力的将聚酯层4、超薄玻璃2和OLED屏幕贴合在一起。
第一软胶层1贴合超薄玻璃2和OLED屏幕，若第一软胶层1的厚度低于25μm，超薄玻璃2和OLED屏幕贴合不牢；厚度高于50μm，盖板的厚度太厚，不利于盖板的超薄的设计。所以，第一软胶层1的厚度选自25μm～50μm。
第二软胶层3贴合超薄玻璃2和聚酯层4，厚度选自100μm～175μm。若厚度低于100μm，受到撞击时，超薄玻璃容易碎裂；若厚度高于175μm，不利于盖板的超薄设计。
本发明中，所述超薄玻璃UTG，全称Ultra-Thin Glass。其厚度通常在1200μm到100μm之间，其中厚度大于1000μm的超薄玻璃通常为平面玻璃，厚度在200μm～1000μm之间的超薄玻璃可以实现弯曲，而厚度小于200μm的则可以拥有可折叠的特性。考虑到适用范围、良品率与成本，选用厚度在50μm～200μm的超薄玻璃。
聚酯层的厚度介于25μm～50μm；若厚度低于25μm，硬化层无法在上面达到3H～5H的硬度；若厚度高于50μm，则盖板的弯折性差。所述聚酯层是改性聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，其弹性模量为5000MPa～8000MPa。若弹性模量小于5000MPa，盖板弯折时易产生裂纹；若弹性模量大于8000MPa，硬化层无法在上面达到3H～5H的硬度。
硬化层的厚度为1μm～7μm；所述硬化层采用含有有机聚硅氮烷的硬化液照射紫外线固化而成；且硬化层纯水接触角大于105°、铅笔硬度介于3H～5H。
其中，含有有机聚硅氮烷的硬化液照射紫外线时，分两段照射，第一段采用172nm的紫外线，固化有机硅氮烷，形成网状结构；第二段采用280nm～360nm的紫外线，固化聚氨酯丙烯酸酯，形成更致密的硬化层。
其中，所述硬化液中包括如下重量份的各物质：
Figure BDA0002836208990000061
其中，聚氨酯丙烯酸酯为6～10官能度的聚氨酯丙烯酸酯。所述聚氨酯丙烯酸酯选用市售的官能度在6～10的聚氨酯(甲基)丙烯酸树脂。具体涉及有：脂肪族聚氨酯六(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯九(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十二(甲基)丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯十五(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯六(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯九(甲基)丙烯酸酯、芳香族聚氨酯十(甲基)丙烯酸酯等。聚氨酯丙烯酸酯的固化条件选用280nm～360nm的紫外线作为成膜的固化条件。为了使硬化层兼具高的硬度和耐弯折性，有机聚硅氮烷与聚氨酯丙烯酸酯的比例选为7:3～4:6。
本发明中，所述有机聚硅氮烷选择市售的含碳原子有机取代基的Si-N-H聚合物，其经过高温或者短波长紫外线照射后，可固化成SiOx涂层。有机聚硅氮烷的反应条件是500℃以上的高温或者172nm波长的紫外线照射，而500℃的高温是大部分薄膜不能承受的，所以本发明选用172nm波长的紫外线作为成膜的固化条件。
其中，为了满足溶解有机聚硅氮烷和聚氨酯丙烯酸酯，所述溶剂包括丙二醇单甲醚、丁酮、乙醇、甲基异丁基酯和乙酸乙酯中的一种或任意比的多种。
本发明中，为了提高硬化层的平整度，硬化液中含有流平剂，适合本发明的流平剂可以选自市售的有机硅氧烷或丙烯酸流平剂，如：BYK-307、BYK-377、BYK-354、BYK-306、BYK-333、Levaslip 407、Levaslip410、TEGO Rad 2100、TEGO Rad 2200N等。
本发明中，所述光引发剂是本领域常用的原料，适合本发明的光引发剂有自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂两大类。例举的光引发剂有：自由基聚合光引发剂：2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)、1-羟基环已基苯基酮(184)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(907)、安息香双甲醚(651)、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)、二甲苯酮(BP)、2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)等；阳离子聚合光引发剂：二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐等。本发明优选自由基聚合光引发剂，如2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)和1-羟基环已基苯基酮(184)。
为了提高硬化层的爽滑性和防污性，本发明中的防污剂选自市售的全氟聚醚。全氟聚醚可以明显降低硬涂层的表面能，使涂层具有疏水疏油的效果。本发明的全氟聚醚优选含有双键改性的全氟聚醚，通过双键可以参与UV丙烯酸树脂成膜的交联反应，由氟提供的低表面能效果才能长久。
本发明中，所述硬化层是由所述硬化液涂布到耐弯折聚酯层上形成的。涂布方式优选微凹版辊或条缝涂布。第一软胶层、超薄玻璃、第二软胶层以及耐弯折聚酯层是通过贴合方式组装在一起的。
本申请的另一目的在于提供一种移动终端，其结构中含有前述的一种保护盖板。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述，但本发明的保护并不局限于以下实施例。
实施例1
1、硬化层涂布
把49重量份的有机聚硅氮烷1500RC[DURAZANE]和21重量份的聚氨酯丙烯酸酯6197H[长兴化学；官能度6]溶解到30重量份的丙二醇单甲醚溶剂中，添加0.05重量份流平剂BYK-377[BYK]，并添加3重量份光引发剂184[巴斯夫]和0.2重量份的全氟聚醚AF-01[乐凯]，得到硬化液，备用。
将上述硬化液施加至厚度为25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜[乐凯；弹性模量5000MPa]的一个面上，在150℃对形成的涂层干燥2min之后，用172nm紫外线照射1min，然后用280nm的紫外线照射1min，得到厚度为1μm的硬化层。
2、保护盖板的贴合
用100μm的OCA胶[三菱]将50μm的超薄玻璃[Schott]与上述涂布好硬化层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜贴合在一起。最后，在超薄玻璃的另一个面贴合25μm的OCA胶[LG]，得到一种保护盖板。测试性能，结果见表1。
实施例2
1、硬化层涂布
把42重量份的有机聚硅氮烷1500SC[DURAZANE]和28重量份的聚氨酯丙烯酸酯UA9050[巴斯夫；官能度8]溶解到30重量份的丁酮溶剂中，添加0.05重量份流平剂BYK-307[BYK]，并添加3重量份光引发剂1173[巴斯夫]和0.2重量份的全氟聚醚DAC-HP[日本大金]，得到硬化液，备用。
将上述硬化液施加至厚度为28μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜[乐凯；弹性模量为5873MPa]的一个面上，在150℃对形成的涂层干燥2min之后，用172nm紫外线照射1min，然后用295nm的紫外线照射1min，得到厚度为2.5μm的硬化层。
2、保护盖板的贴合
用125μm的OCA胶[三菱]将80μm的超薄玻璃[Nippon Electric Glass]与上述涂布好硬化层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜贴合在一起。最后，在超薄玻璃的另一个面贴合30μm的OCA胶[日东电工]，得到一种保护盖板。测试性能，结果见表1。
实施例3
1、硬化层涂布
把35重量份的有机聚硅氮烷1800[DURAZANE]和35重量份的聚氨酯丙烯酸酯CN9013NS[沙多玛；官能度9]溶解到30重量份的乙醇溶剂中，添加0.05重量份流平剂TEGORad 2100[TEGO]，并添加3重量份光引发剂TPO[巴斯夫]和0.2重量份的全氟聚醚CoatFilmUVF-103[柯纽新材料]，得到硬化液，备用。
将上述硬化液施加至厚度为36μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜[乐凯；弹性模量为6645MPa]的一个面上，在150℃对形成的涂层干燥2min之后，用172nm紫外线照射1min，然后用320nm的紫外线照射1min，得到厚度为4μm的硬化层。
2、保护盖板的贴合
用150μm的OCA胶[富印集团]将125μm的超薄玻璃[Corning]与上述涂布好硬化层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜贴合在一起。最后，在超薄玻璃的另一个面贴合40μm的OCA胶[日东电工]，得到一种保护盖板。测试性能，结果见表1。
实施例4
1、硬化层涂布
把32重量份的有机聚硅氮烷HN-Si-01[shin-A T&C]和38重量份的聚氨酯丙烯酸酯6195-100[长兴化学；官能度10]溶解到30重量份的甲基异丁基酮溶剂中，添加0.05重量份流平剂TEGO Rad 2200N[TEGO]，并添加3重量份光引发剂651[巴斯夫]和0.2重量份的全氟聚醚RS-90[DIC]，得到硬化液，备用。
将上述硬化液施加至厚度为45μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜[乐凯；弹性模量为7332MPa]的一个面上，在150℃对形成的涂层干燥2min之后，用172nm紫外线照射1min，然后用340nm的紫外线照射1min，得到厚度为5.5μm的硬化层。
2、保护盖板的贴合
用60μm的OCA胶[太湖金张]将150μm的超薄玻璃[Corning]与上述涂布好硬化层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜贴合在一起。最后，在超薄玻璃的另一个面贴合45m的OCA胶[日东电工]，得到一种保护盖板。测试性能，结果见表1。
实施例5
1、硬化层涂布
把28重量份的有机聚硅氮烷[上海比阳实业有限公司]和42重量份的聚氨酯丙烯酸酯KJ-9502[致德化学；官能度10]溶解到30重量份的乙酸乙酯溶剂中，添加0.05重量份流平剂Levaslip 407[Levaslip]，并添加3重量份光引发剂907[巴斯夫]和0.2重量份的全氟聚醚RS-75[DIC]，得到硬化液，备用。
将上述硬化液施加至厚度为50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜[乐凯；弹性模量为8000MPa]的一个面上，在150℃对形成的涂层干燥2min之后，用172nm紫外线照射1min，然后用360nm的紫外线照射1min，得到厚度为7μm的硬化层。
2、保护盖板的贴合
用175μm的OCA胶[太仓皇冠]将200μm的超薄玻璃[中国建材集团蚌埠院功能玻璃研究所]与上述涂布好硬化层的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜贴合在一起。最后，在超薄玻璃的另一个面贴合50μm的OCA胶[日东电工]，得到一种保护盖板。测试性能，结果见表1。
对比例1
采用与实施例1相同的步骤，将50μm的超薄玻璃换成300μm的超薄玻璃，测试其性能。
对比例2
采用与实施例1相同的步骤，将厚度1μm的硬化层换成厚度15μm的硬化层，测试其性能。
各项性能的测试方法如下：
(1)硬化面的铅笔硬度
涂膜硬度测试仪[BY，海普申化工机械有限公司]，GB/T6739－1996标准，利用铅笔刮擦涂膜的方式测量铅笔硬度，负重750g。
(2)硬化面的纯水接触角
按GB/T 30693标准中规定方法的测定。
(3)折叠角度
使用符合GB/T 1731标准的漆膜柔韧性测试仪。将盖板(本文中的保护盖板)分别以硬化面向外和向内折叠在直径4mm的钢棒上，测试刚好盖板出现裂纹时，盖板折叠的夹角，记为“折叠角度”。
(4)弯折寿命
使用柔性屏寿命测试弯折机[SG-WZ01，苏州市金戈检测设备有限公司]。测试次数为10万次，测试完，盖板没有出现裂纹、白道、涂层脱落等问题，标记为“合格”，否则标记为“不合格”。
表1：各实施例测试数据表
Figure BDA0002836208990000131
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种保护盖板，包括依次层叠设置的第一软胶层、超薄玻璃、第二软胶层、聚酯层和硬化层，其特征在于，
第一软胶层的厚度介于25μm～50μm；
超薄玻璃的厚度介于50μm～200μm；
第二软胶层的厚度介于100μm～175μm；
聚酯层的厚度介于25μm～50μm；
所述聚酯层是弹性模量为5000MPa～8000MPa的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；硬化层的厚度为1μm～7μm；所述硬化层采用含有有机聚硅氮烷的硬化液照射紫外线固化而成；且硬化层纯水接触角大于105°、铅笔硬度介于3H～5H；所述含有有机聚硅氮烷的硬化液包含有机聚硅氮烷与聚氨酯丙烯酸酯，有机聚硅氮烷与聚氨酯丙烯酸酯的比例选为7:3～4:6，且所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为6～10。
2.根据权利要求1所述的一种保护盖板，其特征在于，所述硬化液中包括如下重量份的各物质：
Figure FDA0003513916200000011
其中，聚氨酯丙烯酸酯为6～10官能度的聚氨酯丙烯酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种保护盖板，其特征在于，所述溶剂包括丙二醇单甲醚、丁酮、乙醇、甲基异丁基酯和乙酸乙酯中的一种或任意比的多种。
4.根据权利要求1所述的一种保护盖板，其特征在于，所述硬化液照射紫外线时，分两段照射，第一段采用172nm的紫外线，第二段采用280nm～360nm的紫外线。
5.根据权利要求1所述的一种保护盖板，其特征在于，所述第一软胶层和第二软胶层是无基材的OCA胶。
6.一种移动终端，其结构中含有权利要求1-5任一所述的一种保护盖板。
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