CN114341675A - 用于柔性显示设备的聚酯保护膜 - Google Patents

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金建旭
李世哲
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Abstract

一种保护膜，根据一实施例，该保护膜通过折射率受到控制的多层结构实现了非常低的反射率，并且即使在其频繁弯曲或折叠的情况下也不会导致发生泛白和裂纹。因此，保护膜应用于柔性显示设备，尤其是可折叠显示设备的盖，从而显示出优异的光学和机械特性。

Description

用于柔性显示设备的聚酯保护膜
技术领域
本发明涉及一种用于柔性显示设备的聚酯保护膜。更具体地，本发明涉及一种保护膜，其中其在室温下的模量是受控的，以及包括该保护膜的层压体和柔性显示设备。
背景技术
随着信息技术设备的发展，显示技术在需求的驱动下不断发展。曲面显示器和弯曲显示器的技术已经商业化。近年来，在同时要求大屏幕和便携性的移动设备领域中，可以响应外力柔性弯曲或折叠的柔性显示设备受到青睐。特别地，可折叠显示设备具有很大的优点：即当不使用时，它被折叠成小尺寸以增强其便携性，并且当使用时，它被展开以形成大屏幕。
参考图4和图5，这种可折叠显示设备被开发为向内折叠型(1)和向外折叠型(2)，在向内折叠型(1)中，屏幕位于折叠方向的内部，在向外折叠型(2)中，屏幕位于折叠方向的外部。作为用于这些可折叠显示设备的盖窗的透明基板(200)，例如，在向内折叠型中使用聚酰亚胺基膜，在向外折叠型中使用超薄玻璃(UTG)。此外，透明基板(200)的表面还贴有保护膜(100)，以达到减震、防散射、防划伤的目的。最近，已经尝试使用聚酯树脂制备用于柔性显示设备的保护膜。
此外，近年来，已经开发了各种表面处理技术以最小化附在显示设备的盖上的膜的反射率，以防止由于来自显示设备正面的外部光的反射而降低可见度。
发明内容
技术问题
在应用于柔性显示设备的材料中，尽管经常弯曲或折叠，但原始特性不会劣化，这一点与柔性一样重要。当传统材料完全折叠然后展开时，会留下痕迹，几乎不可能恢复到原始状态。因此，应用于柔性显示设备的材料的发展应该伴随着克服这种限制的研究。
具体地，由于如图4所示的向内折叠型(1)中施加到向内折叠小的点(a)的压缩应力引起的变形，以及由于如图5所示的向外折叠型(2)中施加到向外折叠大的点(b)的拉伸应力引起的变形，在保护膜(100)等中产生泛白或裂纹，其中，这恶化了其特性。当保护膜的模量在室温下很小时，这种泛白和裂纹通常可以解决。聚酯树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)通常在室温下具有大的模量，因此它们的问题在于当应用于柔性显示设备时容易产生泛白和裂纹。
同时，已知一种在保护膜的表面上形成各种功能层的技术，以便降低显示设备中采用的保护膜的反射率。然而，新形成的功能层与现有的膜层产生光学干涉，这使得难以控制反射率或损害光学特性。此外，由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的聚酯膜具有非常大的双折射。因此，偏振片和液晶之间的偏振状态发生扭曲，导致引起彩虹斑点等，这严重损害了可见度。
本发明人为解决这些问题进行研究，结果发现可以结合折射率设计多层结构，并且调整膜的模量，以提高其光学和机械性能。
因此，本发明旨在提供一种即使频繁弯曲或折叠也不会引起泛白和裂纹，同时通过具有受控折射率的多层结构实现非常低反射率的保护膜，以及包括该保护膜的层压体和柔性显示设备。
问题的解决方案
根据一个实施例，提供了一种保护膜，其包括:包含聚酯树脂的基层；和设置在基层上的底漆层，其中保护膜对于波长为550nm的光具有5％或更小的反射率，直到基层中发生泛白的应变为10％或更大，并且满足以下关系式(1)。
0.7≤n2/n1≤1.0 (1)
在上述关系中，n1和n2分别是指基层和底漆层的折射率。
根据另一个实施例，提供了一种层压体，其包括用于柔性显示设备的透明盖；和保护膜，该保护膜包括设置在透明盖上并包含聚酯树脂的基层；以及设置在基层上的底漆层，其中保护膜对于波长为550nm的光具有5％或更小的反射率，直到透明盖和基层中发生泛白的应变为10％或更大，并且满足以下关系式(1)。
0.7≤n2/n1≤1.0 (1)
在上述关系中，n1和n2分别是指基层和底漆层的折射率。
发明的有益效果
根据实施例的保护膜，其中组成层之间的折射率被组合，具有非常低的反射率，使得其可见度不会受到外部光的损害。
此外，在根据该实施例的保护膜中，室温下的模量受到控制，使得尽管频繁弯曲或折叠，泛白和裂纹也能被显著抑制。
凭借这些特征，保护膜可应用于柔性显示设备，尤其是可折叠显示设备的盖，以展示优异的光学和机械性能。
附图说明
图1示出了具有基层和底漆层的保护膜的横截面图。
图2示出了具有基层、底漆层、硬涂层、第一折射层和第二折射层的保护膜的横截面图。
图3示出了具有用于柔性显示设备的透明盖和保护膜的层压体的横截面图。
图4示出了向内折叠型柔性显示设备的横截面图。
图5示出了向外折叠型柔性显示设备的横截面图。
附图标记说明
1：向内折叠型柔性显示设备
2：向外折叠型柔性显示设备
10：层压体 100：保护膜
110：基层 102：底漆层
130：硬涂层 140：第一折射层
150：第二折射层 200：透明盖
300：柔性显示设备的主体 a、b：折叠点
具体实施方式
在整个实施例的描述中，在提到每个膜、面板或层形成在另一膜、面板或层“上”或“下”的情况下，这不仅意味着一个元件直接形成在另一个元件之上或之下，而且一个元件间接地形成在另一个元件之上或之下，并且在它们之间插入有其他元件。
此外，为了描述的目的，附图中各个元件的尺寸可能被夸大地描绘，并且不指示实际尺寸。
此外，除非另有说明，否则本文中使用的表示部件的物理性质、尺寸等的所有数字都应理解为由术语“大约”修饰。
【保护膜】
图1是根据实施例的保护膜(100)的横截面图，并且示出了包括基层(110)和底漆层(120)的保护膜。
保护膜可以进一步包括除了基层(110)上的底漆层(120)之外的一个或多个附加涂层。
例如，保护膜可以进一步包括用于硬度增强、抗静电、防散射、折射率调节、表面保护等的功能涂层。
参考图2，保护膜(100)可以进一步包括设置在底漆层(120)上的硬涂层(130)、第一折射层(140)和第二折射层(150)。
此外，保护膜(100)还可以包括设置在底漆层(120)上的具有抗静电或防闪光功能的涂层。
【各层的折射率和厚度】
根据实施方式的聚酯膜满足以下关系(1)。
0.7≤n2/n1≤1.0 (1)
在上述关系中，n1和n2分别是指基层和底漆层的折射率。
具体地，n2/n1的比率可以是0.8到1.0、0.9到1.0、0.7到0.9、0.7到0.8或0.8到0.9。或者，n2/n1的比率可以是0.7或更大至小于1.0、0.8或更大至小于1.0、或0.9至小于1.0。
根据另一实施例，保护膜可以进一步满足以下关系(2)。
0≤n1–n2≤0.10 (2)
在上述关系中，n1和n2分别是指基层和底漆层的折射率。
根据又一实施方式，保护膜可以进一步包括设置在底漆层上的硬涂层并且进一步满足以下关系式(3)至(5)。
n3<n2<n1 (3)
0.05≤n1–n3≤0.20 (4)
0<n2–n3≤0.13 (5)
上述关系式中，n1、n2、n3分别为基层、底漆层和硬涂层的折射率。
基层的折射率(n1)可以是1.61至1.69。或者，基层的折射率(n1)可以是1.63至1.68、1.63至1.67或1.63至1.66。
底漆层的折射率(n2)可为1.50至1.68。或者，底层的折射率(n2)可以是1.54至1.63、1.54至1.58、1.54至1.62、1.55至1.61或1.58至1.63。
硬涂层的折射率(n3)可以是1.40至1.67。或者，硬涂层的折射率(n3)可以是1.45至1.60或1.50至1.53。
基层可以具有10μm至100μm的厚度。或者，基层的厚度可以是10μm至80μm、20μm至60μm或40μm至60μm。
底漆层可以具有10nm至200nm的厚度。或者，底漆层的厚度可为50nm至120nm、80nm至95nm、80nm至90nm或80nm至85nm。
硬涂层可以具有0.5μm至100μm的厚度。或者，硬涂层的厚度可以为1μm至10μm、1μm至8μm、1μm至5μm或1.5μm至3.5μm。
根据具体实例，基层可具有1.61至1.69的折射率(n1)和20μm至60μm的厚度，底漆层可具有1.54至1.63的折射率(n2)和20nm至120nm的厚度，并且硬涂层可以具有1.50至1.53的折射率(n3)和1μm至5μm的厚度。
在上述优选范围内，当将其应用于显示设备等的光学部件时，对于抑制彩虹斑点的出现和增强可见度可能更有利。
根据又一实施例，保护膜还可以包括设置在硬涂层上的第一折射层和设置在第一折射层上的第二折射层，并且还满足以下关系式(6)和(7)。
n5<n3<n2<n1<n4 (6)
0.25≤n4–n5≤0.60 (7)
上述关系式中，n1、n2、n3、n4、n5分别表示基层、底漆层、硬涂层、第一折射层和第二折射层的折射率。
第一折射层的折射率(n4)可以是1.60至1.80、1.60至1.75、1.70至1.80或1.70至1.75。
此外，第二折射层的折射率(n5)可以为1.10至1.40或1.25至1.35。
此外，基层和硬涂层之间的折射率差(n1-n3)可以是0.05至0.20、0.09至0.16、0.05至0.15或0.10至0.20。
此外，第一折射层和第二折射层之间的折射率差(n4-n5)可以是0.30至0.60、0.40至0.50、0.30至0.50或0.40至0.60。
第一折射层的厚度可为5nm至800nm、60nm至800nm、30nm至500nm、50nm至300nm、50nm至200nm、5nm至150nm、10nm至130nm或20nm至100nm。
第二折射层的厚度可为10nm至1μm、80nm至120nm、80nm至100nm、90nm至110nm或100nm至120nm。
根据更具体的实例，基层可具有1.61至1.69的折射率(n1)和20μm至60μm的厚度，底漆层可具有1.54至1.63的折射率(n2)和20nm至120nm的厚度，硬涂层可具有1.50至1.53的折射率(n3)和1μm至5μm的厚度，第一折射层可具有1.60至1.75的折射率(n4)和60nm到800nm的厚度，并且第二折射层可以具有1.25到1.35的折射率(n5)和80nm到120nm的厚度。
在上述优选范围内，当应用于显示设备等的光学部件时，反射率可以很低，并且可以增强其他光学特性。
基层的属性
基层可以具有10％或更多、12％或更多、15％或更多、或20％或更多的应变，直到泛白发生。在上述范围内，它可以有利地应用于柔性显示设备，因为尽管膜在频繁折叠时会变形，但不会发生泛白。应变是指膜的变化的尺寸与初始尺寸的比值。此处，变化的尺寸可能是增大的尺寸或减小的尺寸。
基层可承受100次或更多、1000次或更多、10000次或更多、50000次或更多、100000次或更多、150000次或更多，或200000次或更多以135°角重复折叠，直至其断裂。在上述优选范围内，它可以有利地应用于柔性显示设备，因为它即使在频繁折叠时也不会断裂。
此外，当在1.2atm和120℃下处理72小时时，基层可具有80％或更多、85％或更多或90％或更多的伸长保持率。
此外，基层可具有10g/m2天至100g/m2天、10g/m2天至50g/m2天或10g/m2天至30g/m2天的透湿性。
此外，基层在380nm的波长下可具有10％或更小、5％或更小、3％或更小的透射率。
基层可具有35％至55％的结晶度。在上述优选范围内，可以防止过度结晶，同时优异机械性能在拉伸强度等方面也是优异的。
此外，基层可以具有5B或更高、1H或更高、2H或更高或3H或更高的表面硬度，其可以是2μm至4μm的厚度的硬涂层处理时的表面硬度。
在85℃和24小时的条件下，基层可以具有1至10的第二方向上的热收缩率(s2)与第一方向上的热收缩率(s1)的比率(s2/s1)。具体而言，热收缩率的比率(s2/s1)可为1.4至9、1.5至8或1.6至7。
此外，s1可为1％或更小、0.8％或更小、0.6％或更小、0.4％或更小、或0.2％或更小。例如，s1可以是0％到1.0％、0％到0.8％、0％到0.6％、0％到0.4％或0％到0.2％。
此外，s2可为3％或更小、2％或更小、1.5％或更小、1.2％或更小、1％或更小、0.8％或更小、或0.7％或更小。例如，s2可以是0.2％到3％、0.3％到2％、0.4％到1％或0.5％到0.8％。
由于基层具有上述热收缩特性，因此在高温条件下可能不会发生收缩引起的升降。因此，可以预先防止斑点、闪光、层间分层、裂纹等。
基层的模量
基层在25℃下的平面内相互垂直的第一方向和第二方向上都具有低水平的模量(m1，m2)。
特别是，基层在25℃下，膜的m1和m2之间的差异很小(|m1–m2|)。也就是说，m2/m1比率在25℃时可能接近1。
这样，保护膜可以有利地应用于柔性显示设备，因为尽管频繁弯曲或折叠，也不会出现泛白。
在25℃条件下，m1和m2可为5GPa或更小、4.5GPa或更小、4GPa或更小、3.5GPa或更小或3GPa或更小。具体而言，在25℃下，m1和m2可能为2GPa至5GPa、2.5GPa至5GPa、2GPa至4.5GPa或2GPa至4GPa。
此外，在25℃时，m1和m2之间的差值(|m1–m2|)可能为1.0GPa或更小。具体而言，在25℃时，m1和m2之间的差值(|m1–m2|)可能为0.7GPa或更小、0.5GPa或更小、0.3GPa或更小、0.2GPa或更小或0.1GPa或更小。
此外，在25℃时，m2/m1的比率可能为0.7至1.3、0.8至1.2或0.9至1.1。
例如，第一方向可以是膜的横向(TD)，而第二方向可以是膜的纵向(MD)。
在这种情况下，在25℃下，m2/m1的比率可能为0.7至1.0、0.8至1.0、0.9至1.0、0.7至0.9、0.7至0.8或0.8至0.9。
或者，在25℃时，m2/m1的比率可以是1.0到1.3、1.0到1.2、1.0到1.1、1.1到1.3、1.2到1.3或1.1到1.2。
由于这些特性，保护膜可应用于柔性显示设备，尤其是可折叠显示设备的盖。可以防止在向内折叠型中在小的向内折叠点处发生的变形以及在向外折叠型中在大的向外折叠点处发生的变形导致的特性恶化。
此外，在85℃时，m1和m2可能为3.5GPa或更小、3.0GPa或更小、2.5GPa或更小、2.0GPa或更小或1.5GPa或更小。
此外，在25℃和85℃时，m1之间的差值可能为1GPa至4GPa，2GPa至4GPa，或1GPa至3GPa。
此外，在25℃和85℃时，m2之间的差值可能为1GPa至4GPa，2GPa至4GPa，或1GPa至3GPa。
作为一个具体示例，当定义平面内相互垂直的第一方向和第二方向时，基层在25℃时，第二方向上的模量(m2)与第一方向上的模量(m1)的比率(m2/m1)为0.7至1.3。此时，在25℃时，m1和m2可能为4.5GPa或更小。此外，在85℃时，m1和m2都可以是2.5GPa或更小。
基层的位相差
基层可以具有600nm或更小、500nm或更小、400nm或更小、300nm或更小或200nm或更小的面内位相差(Ro)。在上述优选范围内，可以最大限度地减少彩虹斑点的发生。
同时，基层的面内位相差的下限可以是0nm。或者，为了平衡光学特性和机械特性，面内位相差(Ro)的下限可以是10nm或更大、30nm或更大、或50nm或更大。
此外，基层可以具有4,000nm或更大、5,000nm或更大、或5,500nm或更大的厚度方向位相差(Rth)。
厚度方向位相差可以是基于40μm至50μm的厚度测量的值。在上述优选范围内，分子取向度高，这促进了结晶，并且从机械性能的观点来看是优选的。此外，随着厚度方向位相差(Rth)变大，厚度方向位相差(Rth)与面内位相差(Ro)的比率(Rth/Ro)变大，从而有效地抑制彩虹斑点。
同时，考虑到用于消除基层中的彩虹斑点的成本和厚度限制，厚度方向位相差(Rth)的上限可以为16,000nm或更小、15,000nm或更小或14,000nm或更小。
其中，面内位相差(Ro)是由膜上两个相互垂直轴的折射率的各向异性(Δ是由膜上两个相互垂直轴)与薄膜厚度(d)的乘积(Δ的乘积(Δ的乘积(Δ)定义的参数，这是光学各向同性和各向异性程度的量度。
此外，厚度方向位相差是由在膜厚度方向的横截面上观察到的两个双折射Δ外，厚(|nx厚度方向)和Δ和Δ向(|ny向度方向)的平均值与膜厚度(d)的乘积定义的参数。
此外，基层的厚度方向位相差(Rth)与面内位相差(Ro)的比率(Rth/Ro)可以为10或更大、15或更大、或20或更大。面内位相差(Ro)越小，厚度方向位相差(Rth)越大，越有利于防止彩虹斑点。因此，优选两个值的比率(Rth/Ro)保持较大。
基层的组成
基层包含聚酯树脂。
聚酯树脂可以是二羧酸和二醇缩聚的均聚树脂或共聚物树脂。此外，聚酯树脂可以是混合均聚物树脂或共聚物树脂的混合树脂。
二羧酸的实例包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、二苯甲酸、二苯氧基乙烷二羧酸、二苯磺酸、蒽二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、六氢对苯二甲酸、六氢间苯二甲酸、丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3,3-二乙基琥珀酸、戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸、十二二羧酸等。
此外，二醇的实例包括乙二醇、丙二醇、己二醇、新戊二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、十二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜等。
优选地，聚酯树脂可以是具有优异结晶度的芳香族聚酯树脂。例如，它可能具有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂作为主要成分。
作为示例，基层可以包含聚酯树脂，具体地，PET树脂，其量为至少约85％重量，更具体地，至少90％重量，至少95％重量，或至少99％的重量。作为另一示例，基层可进一步包括除PET树脂之外的聚酯树脂。具体地，基层可进一步包含最多约15％重量的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂。更具体地说，基层可进一步包含PEN树脂，其量为约0.1％重量至10％重量或约0.1％重量至5％重量。
由于其高结晶度和优异的机械性能，基层优选为拉伸膜。具体地说，基层可以是双向拉伸的聚酯膜。例如，它可以是分别在纵向(MD)和横向(TD)上以2.0到5.0的拉伸比拉伸的膜。
此外，由于基层包含聚酯作为主要成分，因此在通过加热、拉伸等制备基层的过程中，基层可具有增加的结晶度和增强的拉伸强度等机械性能。
底漆层
底漆层用于增强基层和其他功能涂层之间的粘附力。
底漆层可由包含热固性树脂的涂料组合物形成。例如，涂料组合物可包含聚酯基树脂、聚氨酯基树脂或它们的混合物。
底漆层可以由通过在溶剂中混合和分散原料树脂以及根据需要的光引发剂和其他添加剂而获得的组合物形成。水可优选用作溶剂。因此，用于底漆涂层的组合物可以以水性涂布液例如水溶液、水性分散体或乳液的形式制备。此外，可以少量使用有机溶剂。
例如，用于底漆层的组合物优选具有3％重量至20％重量或4％重量至10％重量的固体含量。
硬涂层
硬涂层用于增强保护膜表面的硬度。
作为示例，一个或多个涂层可包括厚度为2μm至4μm的硬涂层，且保护膜可具有2H或更高的表面硬度。
硬涂层可包含光固化树脂。可光固化树脂的例子包括具有一个或两个或多个不饱和键的化合物，例如丙烯酸酯基化合物。
此外，用于硬涂层的组合物可包含热固性树脂。热固性树脂的实例包括酚醛树脂、尿素树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基醇酸树脂、三聚氰胺-尿素共聚树脂、聚硅氧烷树脂等。
第一折射层和第二折射层
第一折射层和第二折射层用于通过折射率与下涂层的组合来降低反射率。
第一折射层可以包括含有折射率为1.70至2.80的金属氧化物微粒的树脂。
金属氧化物微粒可以是选自例如氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铈(CeO2)、氧化锡(SnO2)、氧化锑(Sb2O5)、锑酸锌(ZnSb2O6)、氧化锑锡(ATO)、氧化铟锡(ITO)、氧化磷锡(PTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化镓锌(GZO)及其组合。
第二折射层可以包括以下中的任一种，例如，(i)含有低折射率无机微粒的树脂，例如二氧化硅或氟化镁，(ii)作为低折射率树脂氟基树脂，(iii)含有低折射率的无机微粒如二氧化硅、氟化镁的氟基树脂，以及(iv)低折射率的无机材料如二氧化硅、氟化镁。二氧化硅优选为中空二氧化硅微粒。
氟基树脂可以是至少在其分子中含有氟原子的可聚合化合物或其聚合物。在这种情况下，可聚合化合物没有特别限制，但是它优选具有可固化的反应性基团，例如可光固化官能团、热固性极性基团等。
具有可光固化官能团和热固性极性基团的可聚合化合物的例子包括部分或完全氟化的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯、烯基酯和芳基酯、完全或部分氟化的乙烯基醚、完全或部分氟化的乙烯基酯、完全或部分氟化的乙烯基酮等。
作为具体示例，基层可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，底漆层可包含热固性聚氨酯树脂，硬涂层可包含基于光固化丙烯酸酯的树脂，第一折射层可包含氧化钛(TiO2)或氧化锆(ZrO2)，第二折射层可包含二氧化硅微粒。
保护膜的性能
根据实施例的保护膜，其中组成层之间的折射率被组合，对可见光具有非常低的反射率，使得其可见度不会受到外部光的损害。
也就是说，对于波长为550nm的光，保护膜可以具有5％或更小、4％或更小、3％或更小、或2％或更小的反射率，更具体地，0％至5％、3％至5％、或0％至3％的反射率。因此，保护膜几乎没有外部光的反射，由此可以提高可见度。
保护膜的制备方法
保护膜可以通过以下方法制备，该方法包括挤出包含聚酯树脂的组合物以获得未拉伸的膜；沿纵向和横向拉伸未拉伸的膜；热定型拉伸膜以制备基层；以及在基层上形成一个或多个涂层。
更具体地，保护膜可以通过包括挤出聚酯树脂以获得未拉伸片材的方法制备；将未拉伸的片材在70℃至90℃下预热，然后以2.0至5.0的纵向拉伸比和2.0至5.0的横向拉伸比拉伸；将拉伸后的片材在150℃至250℃下热定形以制备基层；以及在基层上依次形成底漆层、硬涂层、第一折射层和第二折射层。
此外，保护膜还可以包括设置在底漆层上的具有抗静电或防闪光功能的涂层作为附加的功能层。
【层压体】
图3示出了具有用于柔性显示设备的透明盖和保护膜的层压体的横截面图。
参照图3，根据实施例的层压体(10)包括用于柔性显示设备的透明盖(200)；以及保护膜(100)，包括设置在透明盖(200)上的基层，并包括聚酯树脂和设置在基层上的底漆层。
层压体中的保护膜具有与根据上述实施例的保护膜基本相同的构造和性能。
透明盖
透明盖可以是柔性显示设备的盖窗。
透明盖可以是聚合物膜或玻璃基板。具体地，透明盖可以是聚酰亚胺基膜或超薄玻璃(UTG)。
例如，透明盖可以包括聚酰亚胺树脂。
透明盖可以具有HB或更高的表面硬度和在550nm波长下的80％或更高的光透射率。此外，基于50μm的厚度，透明盖可具有5或更小的黄色指数和2％或更小的雾度。
透明盖可具有10％或更多、12％或更多、15％或更多、或20％或更多的应变，直到发生泛白。在上述范围内，它可以有利地应用于柔性显示设备，因为尽管频繁折叠时会变形，但不会发生泛白。应变是指膜变化的尺寸与初始尺寸的比值。此处，变化的尺寸可能是增大的尺寸或减小的尺寸。具体而言，保护膜和透明盖在发生泛白之前的应变可分别为10％或更大。
透明盖可承受100次或更多、1000次或更多、10000次或更多、50000次或更多、100000次或更多、150000次或更多，或200000次或更多以135°角重复折叠，直至其断裂。在上述范围内，它可以有利地应用于柔性显示设备，因为它即使在频繁折叠时也不会断裂。
当定义平面内相互垂直的第一方向和第二方向时，层压体在25℃下可满足以下关系式(11)至(13)。
0.7≤m2/m1≤1.3(11)
0.5≤m1/m3≤0.9(12)
0.4≤m2/m4≤0.9(13)
上述关系式中，m1和m2分别为基层在第一方向和第二方向的模量，m3和m4分别为透明盖在第一方向和第二方向的模量。
此外，在25℃的平面中，透明盖在相互垂直的第一方向和第二方向上具有低水平的模量(m3，m4)。
特别是，在25℃时，透明盖在膜的m3和m4之间有很小的差异(|m3–m4|)。也就是说，在25℃时m4/m3比可能接近1。
因此，透明盖可有利地应用于柔性显示设备，因为即使频繁弯曲或折叠，也不会出现泛白或裂纹。
在25℃下，m3和m4可能为10GPa或更小、9.5GPa或更小、9GPa或更小、8.5GPa或更小或8GPa或更小。具体而言，在25℃下，m3和m4可能为5GPa至10GPa、5GPa至9.5GPa、5GPa至8.5GPa或5GPa至8GPa。
此外，在25℃时，m3和m4之间的差值(|m3–m4|)可能为2.0GPa或更小。具体而言，m3和m4之间的差值(|m3–m4|)在25℃时可能为1.5GPa或更小、1.0GPa或更小、0.5GPa或更小、0.2GPa或更小或0.1GPa或更小。
此外，在25℃时，m4/m3的比率可能为0.7至1.3、0.8至1.2或0.9至1.1。
例如，第一方向可以是膜的横向(TD)，而第二方向可以是膜的纵向(MD)。
在这种情况下，m4/m3的比率在25℃时可能为0.7至1.0、0.8至1.0、0.9至1.0、0.7至0.9、0.7至0.8或0.8至0.9。
或者，在25℃时，m4/m3的比率可以为1.0至1.3、1.0至1.2、1.0至1.1、1.1至1.3、1.2至1.3或1.1至1.2。
此外，保护膜在第一方向和第二方向上的模量(m1，m2)以及透明盖在第一方向和第二方向上的模量(m3，m4)满足上述关系(12)和(13)。
具体而言，m1/m3的比率可能为0.5至0.9、0.5至0.8、0.5至0.7、0.6至0.9、0.7至0.9或0.6至0.8。
此外，m2/m4的比率可为0.4至0.9、0.4至0.8、0.4至0.7、0.5至0.9、0.6至0.9或0.5至0.8。
此外，m1和m2在25℃下可以分别为2.5GPa至5GPa，m3和m4在25℃下可以分别为5GPa至10GPa。
由于这些特性，该层压体可应用于柔性显示设备，尤其是可折叠显示设备的盖。可以防止在向内折叠型中在小的向内折叠点处发生的变形以及在向外折叠型中在大的向外折叠点处发生的变形导致的特性恶化。
附加功能层
层压体(20)可以进一步包括形成在保护膜(100)和透明盖(200)之间的一个或多个功能涂层。
例如，一个或多个功能涂层可以是用于增强保护膜和透明盖之间的粘附力的层。
【显示设备】
根据实施例的显示设备包括显示面板；和根据实施例设置在显示面板一侧的保护膜。
根据另一实施例的显示设备包括显示面板；以及根据实施例设置在显示面板的一侧的层压体。
显示设备可以是柔性位移设备，特别是可折叠显示设备。
具体而言，根据折叠方向，可折叠显示设备可以是向内折叠型或向外折叠型。
位移设备中的保护膜或层压体具有与根据上述实施例的保护膜或层压体基本相同的构造和性质。
具体而言，由于保护膜或层压体在平面内相互垂直的两个方向上的模量之间具有小的差异，所以即使在频繁折叠时也可以显著抑制泛白现象。此外，由于保护膜或层压体在其他机械性能、热性能和耐久性方面优异，所以它可以用作保护膜以减轻冲击、防止散射和防止划痕。
本发明的方式
在下文中，将参考实施例详细描述本发明。但是以下实施例旨在说明本发明，并且本发明的范围不限于此。
聚酯膜的制备及评估(实施例A1～A4、对比实施例A1、A2)
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂(SKC)通过挤出机挤出并浇铸到浇铸辊上，以制备未拉伸的片材。未拉伸片在纵向(MD)和横向(TD)上拉伸。此后，将拉伸的片材热定形、退火并冷却以制备聚酯膜。其中，在降低退火步骤中的温度的同时分两个阶段进行松弛。
具体工艺条件总结在下表1中。
【表1】
Figure BDA0003533220270000171
Figure BDA0003533220270000181
对以上获得的聚酯膜进行如下测试。结果示于下表2中。
(1)模量的测量
在25℃和85℃下，分别在膜样品的纵向和横向方向上测量了杨氏模量。结果示于下表2中。具体而言，将膜样品切成1.5cm宽，安装在通用试验机(UTM，5566A，Instron)上，一边增加长度一边测量应力，以得到模量。
(2)MIT折叠测试
根据ASTMD2176和TAPPIT511，使用耐折叠测试仪(MIT-DA，Toyoseiki)对膜样品进行MIT折叠测试。具体在折叠角度135°、样品宽度10mm、载荷500gf、曲率半径0.38R、折叠速度175次/分钟的条件下进行MIT折叠测试。根据以下标准对结果进行分类，并显示在下表2中。
-○：重复折叠的次数为100,000次或更多，直到出现裂纹或断裂。
-×：重复折叠次数小于100,000次，直至出现裂纹或断裂。
(3)裂纹应变测试
在拉伸1％时，使用通用试验机(UTM，5566A，Instron)测量每个膜样品的最小延伸率，直到出现泛白。根据以下标准对结果进行分类，并显示在下表2中。
-○：即使在10％或更高的伸长率下，也不会出现泛白。
-×：伸长率小于10％时会出现泛白。
【表2】
Figure BDA0003533220270000182
Figure BDA0003533220270000191
如上表2所示，由于实施例A1至A4的聚酯膜(其中纵向模量和横向模量被调节至优选范围)通过了折叠测试和泛白测试，因此它们适合作为柔性显示设备的盖的保护膜。
相反，由于比较例A1和A2的聚酯膜(其中纵向模量和横向模量在优选范围之外)没有通过折叠测试和泛白测试，因此它们不适合作为柔性显示设备的盖的保护膜。
保护膜的制备及评估(实施例B1～B6、对比实施例B1、B2)
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂(SKC)通过挤出机挤出并浇铸到浇铸辊上，以制备未拉伸的片材。将未拉伸片材沿纵向(MD)拉伸，并在未拉伸片材上形成底漆层。这里，使用迈耶棒涂覆热固性聚氨酯树脂组合物，并干燥以形成底漆层。
此后，将其在横向(TD)上拉伸，并将拉伸的片材热定形、退火并冷却以制备聚酯膜。这里，在降低退火步骤中的温度的同时分两个阶段进行松弛。
具体工艺条件总结在下表3中。
【表3】
Figure BDA0003533220270000192
Figure BDA0003533220270000201
如下测试由此制备的保护膜。
(1)折射率和面内位相差
测量了膜样品在有效宽度范围内的折射率((nx+ny)/2)、面内位相差(Ro)、厚度方向位相差(Rth)和面内位相差(|ΔRo|/|Δx|)。
首先，用两个偏振片获得膜样品的定向轴方向。将样品切成4cm，用cm的矩形，使定向轴方向正交。使用相位差计在宽度中心测量平面内位相差(Ro)和厚度方向位相差(Rth)(轴扫、轴测、测量波长：550nm)。此外，作为位相差计的基本数据的折射率是通过阿贝折射计(NAR-4T，AtagoCo.，Ltd.，测量波长：589.3nm)在室温下；并且厚度d(μm)用电子千分尺(Millitron1245D，FeinprufGmbH)测量。
(2)总透射率
使用雾度测量仪(NDH-5000W，Nippon Denkoku Kogyo)测量总透射率和雾度。
(3)干涉斑点
将黑色胶带贴在膜样品的背面，然后用肉眼观察，以检查是否出现干涉斑点。
-无:在任何方向上均未观察到彩虹斑点和颜色。
-轻微可见：在某些方向上观察到轻微的干涉斑点。
-强烈可见：观察到强干涉斑点。
【表4】
Figure BDA0003533220270000202
Figure BDA0003533220270000211
如上表4所示，根据实施例的保护膜具有优异的透射率，并且没有观察到干涉斑点。相反，根据对比实施例的保护膜显示出干涉斑点。
保护膜的制备和评估(实施例C1)
第(1)步：底漆层的形成
在实施例B3的工艺条件下，在实施例A1的聚酯基层上形成底漆层。
第(2)步：硬涂层的形成
将季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)以30％重量的浓度溶解在甲基异丁基酮(MIBK)溶剂中，随后向其中加入基于固体含量的5％重量浓度的光引发剂(Irg184，BASF)，从而制备用于硬涂层的组合物。通过棒式涂布机将用于硬涂层的组合物涂布在底漆层上以形成涂层，使得干燥后的层厚度为5μm。将由此形成的涂膜在80℃下干燥1分钟以除去溶剂，并通过约300mJ/cm2的紫外线照射固化以形成硬涂层。
步骤(3)：第一折射层的形成
由包含多官能丙烯酸酯树脂和二氧化钛(TiO2)的组合物在硬涂层上形成第一折射层。将组合物涂覆在硬质涂层上后，在80℃下干燥1分钟，并在氮气吹扫条件下用约650mJ/cm2的紫外线照射以形成第一折射层。其中，该组合物具有约40％重量的固体含量，并且在25℃的时具有约6.5mPa·s的粘度。
第(4)步：第二折射层的形成
第二折射层由含有二氧化硅微粒的树脂在第一折射层上形成。
如此制备的每层保护膜(实施例C1)的折射率和厚度总结在下表5中。
【表5】
区分 折射率 厚度
基层 1.66 40μm
底漆层 1.60 85nm
硬涂层 1.52 2.5μm
第一折射层 1.75 60nm
第二折射层 1.29 100nm
如下测试由此制备的保护膜。
(1)反射率的测量
测量实施例C1中制备的保护膜的反射率。
将黑色胶带(Nitto)附着在几乎没有光吸收的玻璃上，并将光学多层膜样品附着在其上。使用分光光度计(U-4100，Hitachi,Ltd.)测量反射率。
结果，测量波长为550nm的光的反射率为5％或更小。
层压体的制备和评估
以与上述相同的方式在实施例A1至A4和比较例A1和A2的聚酯膜上形成底漆层，以分别获得保护膜。
将由此制备的保护膜通过光学透明粘合剂(OCA8146-x，3M)与聚酰亚胺膜(TPI，SKC)层压以制备层压体。其中，在约25℃下，聚酰亚胺膜在纵向和横向上的模量分别为约6.5GPa。
此外，以与上述相同的方式对每个层压体进行折叠评估和泛白评估。结果，包含实施例A1至A4的每一个聚酯膜的层压体通过了折叠测试和泛白测试。相反，包含对比实施例A1和A2的聚酯膜的层压体没有通过折叠测试和泛白测试。

Claims (10)

1.一种保护膜，所述保护膜包括包含聚酯树脂的基层；以及设置在所述基层上的底漆层，
其特征在于，对于波长为550nm的光，所述保护膜具有5％或更小的反射率，直到在所述基层中发生泛白为止的应变为10％或更大，并且满足以下关系(1)：
0.7≤n2/n1≤1.0 (1)
上述关系式中，n1和n2分别为所述基层和所述底漆层的折射率。
2.根据权利要求1所述的保护膜，其特征在于，当定义平面中相互垂直的第一方向和第二方向时，在25℃下以135℃的角度重复折叠100次或更多直至断裂时，所述基层具有所述第二方向上的模量(m2)与所述第一方向的模量(m1)的比率(m2/m1)为0.7～1.3，且所述基层有600nm或更小的面内位相差(Ro)和4000nm或更大的厚度方向位相差(Rth)。
3.根据权利要求2所述的保护膜，其特征在于，所述m1和所述m2在25℃下均为4.5GPa或更低。
4.根据权利要求1所述的保护膜，其特征在于，所述保护膜还满足以下关系式(2)：
0≤n1–n2≤0.10 (2)
上述关系式中，n1和n2分别为所述基层和所述底漆层的折射率。
5.根据权利要求1所述的保护膜，其特征在于，所述保护膜还包括设置在所述底漆层上的硬涂层，并进一步满足以下关系式(3)～(5)：
n3<n2<n1 (3)
0.05≤n1–n3≤0.20 (4)
0<n2–n3≤0.13 (5)
上述关系式中，n1、n2、n3分别为所述基层、所述底漆层和所述硬涂层的折射率。
6.根据权利要求5所述的保护膜，其特征在于，所述基层的折射率(n1)为1.61至1.69且厚度为20μm至60μm，所述底漆层的折射率(n2)为1.54至1.63且厚度为20nm～120nm，所述硬涂层的折射率(n3)为1.50～1.53，厚度为1μm～5μm。
7.根据权利要求5所述的保护膜，其特征在于，所述保护膜还包括设置在所述硬涂层上的第一折射层和设置在所述第一折射层上的第二折射层，并进一步满足以下关系式(6)和(7)：
n5<n3<n2<n1<n4 (6)
0.25≤n4–n5≤0.60 (7)
上述关系式中，n1、n2、n3、n4、n5分别为所述基层、所述底漆层、所述硬涂层、所述第一折射层和所述第二折射层的折射率。
8.根据权利要求7所述的保护膜，其特征在于，所述基层的折射率(n1)为1.61～1.69，厚度为20μm～60μm，所述底漆层的折射率(n2)为1.54～1.63，厚度为20nm～120nm，所述硬涂层的折射率(n3)为1.50～1.53，厚度为1μm～5μm，所述第一折射层的折射率(n4)为1.60～1.75，厚度为60nm至800nm，并且所述第二折射层具有1.25至1.35的折射率(n5)和80nm至120nm的厚度。
9.一种层压体，所述层压体包括用于柔性显示设备的透明盖；以及保护膜，所述保护膜包括设置在所述透明盖上并包括聚酯树脂的基层；以及设置在所述基层上的底漆层，
其特征在于，对于波长为550nm的光，所述保护膜的反射率为5％或更小，直到在所述透明盖和所述基层中出现泛白为止的应变为10％或更大，并且满足以下关系(1)：
0.7≤n2/n1≤1.0 ((1)
上述关系式中，n1和n2分别为所述基层和所述底漆层的折射率。
10.根据权利要求9所述的层压体，其特征在于，当定义平面内相互垂直的第一方向和第二方向时，在25℃下满足以下关系式(11)至(13)：
0.7≤m2/m1≤1.3 (11)
0.5≤m1/m3≤0.9 (12)
0.4≤m2/m4≤0.9 (13)
上述关系式中，m1和m2分别为所述基层在所述第一方向和所述第二方向的模量，m3和m4分别为所述透明盖在所述第一方向和所述第二方向的模量。
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