CN116413946A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的一个方面，本公开涉及一种显示装置，所述显示装置包括：显示面板；设置在所述显示面板下方的第一偏振器；设置在所述显示面板上的第二偏振器；和设置在所述显示面板与第二偏振器之间的抗静电膜，其中所述抗静电膜包括基于硅的基质、以及分散在所述基于硅的基质中的基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂，并且所述基于硅的基质包括四烷氧基硅烷、缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和氨基烷基三烷氧基硅烷，其中所述基于硅的基质是经固化的或待固化的。因此，所述显示装置包括包含廉价的基于聚噻吩的化合物作为导电材料的抗静电膜，从而提供优异的高温和高湿度稳定性以及优异的静电放电效果。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年12月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0193463号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种显示装置，且更具体地，涉及一种显示装置，其包括具有优异的高温和高湿度可靠性的抗静电膜，以提高显示装置的可靠性、降低成本、并简化形成抗静电膜的方法。
背景技术
近来，随着信息时代的到来，以视觉方式表达电信息信号的显示领域已得到了快速发展，与此相应地，具有诸如厚度薄、重量轻和功耗低的优异性能的各种显示装置应运而生。这样的显示装置的具体实例包括液晶显示装置(LCD)、等离子体显示面板装置(PDP)、场发射显示装置(FED)和有机发光显示装置(OLED)。
通常，在液晶显示装置中，设置两个基板，所述两个基板各自具有其上形成有电极的一个表面，使得其上形成有电极的表面彼此相对。在两个基板之间插入液晶材料后，液晶分子通过电场而移动以显示图像，其中电场通过向形成于每个基板上的电极施加电压而产生，显示图像通过随电场变化的光的透射来实现。此时，在制造液晶显示装置的每个基板时，在进行单元工艺的过程中产生大量的静电。
因此，为了静电放电并有效释放在形成成品时所充的电荷，将作为透明导电材料的氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)提供在待用作抗静电膜的上基板的外表面上。然而，氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)是非常昂贵的透明导电金属材料，这增加了制造成本。
近年来，具有内置式触摸传感器以通过触摸屏幕来操作的产品，诸如可单独携带的手机、平板电脑、笔记本电脑，已经上市并引起了使用者的广泛关注。顺应这一趋势，近来人们进行了各种尝试以赋予用作各种应用产品中的显示元件的液晶显示装置以触摸功能。例如，在附加式(add-on)液晶显示装置中，将其内形成有单独的触摸元件的基板或面板贴附在液晶面板上。作为另一个实例，在嵌入式(in-cell)液晶显示装置中，在显示面板单元中形成触摸电极使得在其中装上触摸功能，而无需将单独的触摸面板贴附在显示装置上。其中，嵌入式液晶显示装置具有薄型化、低成本化、轻重量化的优点，使得近来对其的需求不断增加。
发明内容
在嵌入式液晶显示装置中，当抗静电膜由透明导电金属材料诸如ITO形成时，即使提供了触摸传感器，抗静电膜的电导率也大于由触摸引起的电容的量级，从而引起放电。因此，触摸灵敏度显著降低。因此，为了同时确保触摸灵敏度和静电放电效果，抗静电膜需要由在特定频带内具有阻抗的材料形成。因此，提出了将偏振器放置在显示面板上的方法，所述偏振器具有形成在上表面上的导电层，所述导电层在特定频带内具有阻抗。然而，在这种情况下，会引起其他问题，诸如复杂的处理步骤和增加的成本。
因此，已提出一种通过涂布溶液来形成抗静电膜的方法，其中将导电材料，诸如碳纳米管或基于聚噻吩的聚合物(例如，PEDOT:PSS)，分散在上偏振器(即，第二偏振器)与显示面板之间。碳纳米管具有优异的高温稳定性，但存在由于材料昂贵而成本降低受限的问题。此外，基于聚噻吩的聚合物比碳纳米管便宜，但高温和高湿度稳定性差。
因此，本公开要实现的一个目的是提供一种包括抗静电膜的显示装置，所述抗静电膜使用廉价的基于聚噻吩的聚合物，以提供优异的静电放电效果和优异的高温和高湿度可靠性。
本公开要实现的另一个目的是提供一种显示装置，其具有优异的静电放电效果而不会降低触摸灵敏度。
本公开的目的不限于上述目的，本领域技术人员可以通过以下描述清楚地理解上文未提及的其他目的。
根据本公开的一个方面，一种显示装置包括显示面板；设置在显示面板下方的第一偏振器；设置在显示面板上的第二偏振器；和设置在显示面板与第二偏振器之间的抗静电膜，其中所述抗静电膜包括基于硅的基质、以及分散在所述基于硅的基质中的基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂，并且所述基于硅的基质包括四烷氧基硅烷、缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和氨基烷基三烷氧基硅烷，其中所述基于硅的基质是经固化的或待固化的。
根据本公开的另一方面，所述基于硅的基质可以优选是经固化的，并且还包括(全)氟烷基烷氧基硅烷和由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在化学式1中，R1选自氢、具有1至10个碳原子的烷基、和具有3至10个碳原子的支化烷基，n是1至100的整数，且m是1至10的整数。
示例性实施方案的其他详细内容包括在具体描述和附图中。
根据本公开，显示装置包括抗静电膜，所述抗静电膜包含廉价的基于聚噻吩的化合物作为导电材料，从而提供优异的高温和高湿度稳定性以及优异的静电放电效果。
此外，根据本公开，静电放电效果优异而不会降低触摸灵敏度。
此外，根据本公开，在显示装置中，通过简单工艺在显示面板与上偏振器(即，第二偏振器)之间形成抗静电膜，以简化工艺并且有助于降低成本和提高生产率。
根据本公开的效果不限于以上例举的内容，在本说明书中包括更多的各种效果。
附图说明
将结合附图，从以下详细描述中更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和其他优点，其中：
图1是根据本公开的一个示例性实施方案的显示装置的示意性平面图；
图2是沿图1的线I-I′截取的示意性截面图；
图3图示了取决于缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和/或氨基烷基三烷氧基硅烷的存在，抗静电膜的表面电阻随时间的变化；
图4图示了根据比较例1和参考例1至3中的每一个，抗静电膜的表面电阻随时间的变化。
图5图示了根据实施例1至3、比较例1和参考例2中的每一个，抗静电膜的表面电阻随时间的变化。
具体实施方式
本公开的优点和特性、以及实现这些优点和特性的方法，将通过参考下面详细描述的示例性实施方案并结合附图而变得清楚。然而，本公开不限于本文公开的示例性实施方案，而是将以各种形式实施。这些示例性实施方案仅以举例的方式提供，从而本领域技术人员能够充分理解本公开的公开内容和本公开的范围。因此，本公开将仅由所附权利要求的范围所限定。
在附图中示出的用于描述本公开的示例性实施方案的形状、尺寸、比率、角度、数目等仅仅是示例，并且本公开不限于此。在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在本公开的以下描述中，可能省略了对已知相关技术的详细解释以避免不必要地混淆本公开的主题。本文使用的诸如“包括”、“具有”和“由……组成”之类的术语通常旨在允许添加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。除非另有明确说明，否则对单数的任何提及都可以包括复数。
即使没有明确说明，组分也被解释为包括普通误差范围。
当使用诸如“上”、“上方”、“下方”和“邻近(next)”的术语来描述两个零件之间的位置关系时，一个或多个零件可以位于这两个零件之间，除非使用了这些术语与术语“紧邻”或“直接”一起使用。
当第二元件或层设置在第一元件或层“上”时，第三层或第三元件可以直接插入在第二元件上或它们之间。
尽管术语“第一”、“第二”等用于描述各种部件，但是这些部件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与其他部件区分开来。因此，在技术概念上，以下待提及的第一部件可以是本公开的第二部件。
在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。
为了便于描述，示出了在附图中示出的每个部件的尺寸和厚度，并且本公开不限于所示出的部件的尺寸和厚度。
可以将本公开的各种实施方案的特征部分地或全部地彼此联系或组合，并且可以在技术上以各种方式相互关联和操作，并且实施方案可以彼此独立地执行或彼此关联地执行。
在下文中，将参考附图，详细描述根据本公开的示例性实施方案的显示装置。
图1是根据本公开的一个示例性实施方案的显示装置的示意性平面图。图2是沿图1的线I-I′截取的示意性截面图。参考图1和图2，根据本公开的一个示例性实施方案的显示装置100包括显示面板PNL(图中未示出)、第一偏振器121、第二偏振器122、抗静电膜150、接地垫GND和导电构件AGP，显示面板PNL包括下基板110、液晶层130和上基板140。
显示面板PNL是显示图像的面板。例如，显示面板PNL可以为包括液晶层并调节液晶的透光率以显示图像的液晶显示面板。在下文中，将通过假设显示面板PNL为液晶显示面板来详细描述根据本公开的示例性实施方案的显示装置100，但是显示面板PNL不限于液晶显示面板。
显示面板PNL包括被定义为显示区域和非显示区域的区域。显示区域是设置多个像素以实质上显示图像的区域。在显示区域中，设置像素和驱动元件，像素包括用于显示图像的发射区域，驱动元件用于驱动该像素，诸如驱动式薄膜晶体管。非显示区域是被遮光构件阻挡从而实际上不显示图像的区域。在非显示区域中，设置用于驱动像素的各种布线和印刷电路板以及设置在显示区域中的驱动元件。
可以将背光单元设置在显示面板PNL的后表面上。背光单元是为液晶显示面板提供光的光源。例如，背光单元可以是侧光型(edge type)背光单元或直下型(direct-type)背光单元。
显示面板PNL可以是具有嵌入的触摸传感器的嵌入式触摸型显示面板。为了描述方便，在下文中假设显示面板PNL是嵌入式触摸型显示面板。然而，这只是示例，本公开的显示面板PNL不限于嵌入式触摸型显示面板。
下基板110是薄膜晶体管阵列基板，其配备有多个像素和用于驱动每个像素的薄膜晶体管。多条栅极线和多条数据线形成在下基板110上以便交叉，以限定多个像素区域。用于驱动像素的薄膜晶体管可以提供在所述多条栅极线和所述多条数据线的每个交叉点处。
将每个薄膜晶体管连接至形成在每个像素中的像素电极，以向每个像素供应数据电压，该数据电压响应于通过栅极线施加的扫描信号并通过数据线供应。
公共电极与像素电极一起形成电场以控制液晶。根据通过数据线施加的数据电压和公共电压形成电场以控制液晶的排列，以驱动液晶层130。
公共电极和像素电极中的每一个可以由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明导电材料形成。
下基板110包括触摸传感器，用于根据使用者的触摸来感知电容，以检测该触摸。例如，触摸传感器可以包括多个驱动电极和多个感应电极，向所述多个驱动电极供应触摸驱动信号，所述多个感应电极感应该触摸信号。将触摸驱动器设置在相应于非显示区域的下基板110上。触摸驱动器可以包括触摸驱动IC和触摸感应IC。触摸驱动IC通过驱动电极线将触摸驱动信号供应至多个触摸驱动电极。触摸感应IC通过触摸感应电极线与所述多个感应电极连接，以感应触摸信号。
在嵌入式触摸型显示面板中，将公共电极图案化以用作驱动电极和感应电极，其中形成公共电极以便向像素提供公共电压。
可以将接地垫GND设置在下基板110上，相应于非显示区域，以将由静电形成的电荷接地。接地垫GND释放由静电积累的电荷。接地垫GND通过将在下文描述的导电构件AGP电连接至抗静电膜150。
上基板140是包括滤色器和黑色矩阵的滤色器阵列基板。滤色器选择性地透射具有特定波长的光。因此，在穿过下基板110与上基板140之间的液晶层130和滤色器的同时，从背光单元发出的光被转化成各种颜色的光。例如，滤色器包括红色、绿色和蓝色滤色器，设置所述红色、绿色和蓝色滤色器，使得相应于由每个像素所显示的颜色。形成黑色矩阵以便相应于像素的边界，以划分每个像素并抑制颜色混合。此外，黑色矩阵可以隐藏设置在下基板110上的栅极线、数据线或薄膜晶体管，以便不被看见。
液晶层130设置在下基板110与上基板140之间。液晶层130可以设置在提供在下基板110上的薄膜晶体管和触摸传感器上。液晶层130包含诸如液晶分子或液晶聚合物的液晶材料。液晶材料的排列由施加于液晶层130的电场来控制，以调节由背光单元产生的光的透射率。
第一偏振器121设置在显示面板PNL下方。第一偏振器121贴附在下基板110的下表面上，以便与显示区域重叠。第二偏振器122设置在显示面板PNL上。第二偏振器122设置在上基板140上，以便与显示区域重叠。具体而言，第二偏振器122可以贴附在下面待描述的抗静电膜150上。
例如，第一偏振器121和第二偏振器122中的每一个可以通过拉伸用碘(I)染色的聚乙烯醇来形成，但不限于此。在第一偏振器121和第二偏振器122中的每一个中，在拉伸方向上形成吸收轴，以吸收在平行于吸收轴的方向上波动的光，并且仅选择性地透射在垂直于吸收轴的方向上波动的光。因此，可以进一步改善显示装置100的光学特性和显示质量。
抗静电膜150设置在显示面板PNL上方。抗静电膜150将由以下原因造成的损坏和触摸感应误差最小化：由显示装置100的制造和使用期间产生的静电累积的电荷。抗静电膜150设置在上基板140的上表面上。抗静电膜150形成为与上基板140的上表面直接接触。当抗静电膜150形成为与上基板140的上表面直接接触时，与现有技术中抗静电膜形成在第二偏振器的上表面上的结构相比，简化了工艺，提高了生产率并节省了制造成本。
具体而言，当抗静电膜形成在第二偏振器的上表面上时，将其中形成有抗静电膜的第二偏振器贴附于显示面板上，并且贴附连接构件，诸如导电胶带，以便将抗静电膜的一端与接地垫连接。之后，在连接构件的一端与抗静电膜的接触区域以及连接构件的另一端与接地垫的接触区域中的每一个中，点布导电构件以待电连接。相比之下，如图2所示，当抗静电膜150直接设置在上基板140上时，不需要用于连接抗静电膜150和接地垫GND的连接构件。此外，通过单一工艺仅点布导电构件AGP就可以允许抗静电膜150与接地垫GND之间的电连接，而不需要在连接构件的两端均点布导电构件。结果是，可以提高工艺效率并且可以节省成本。
在下文中，将详细描述根据本公开的该示例性实施方案的显示装置100中的抗静电膜150与接地垫GND之间的连接结构。
下基板110和上基板140中的每一个可以进一步延伸到第一偏振器121和第二偏振器122的外部。下基板110和上基板140的一端从第一偏振器121和第二偏振器122的一端进一步向外延伸。
下基板110的一端可以从上基板140的一端进一步延伸到外部。接地垫GND未被上基板140覆盖，而是设置在暴露的下基板110上。
如上所述，抗静电膜150直接设置在上基板140上。因此，抗静电膜150的一端可以从第二偏振器122的一端进一步延伸到外部，以便相应于上基板140。
设置导电构件AGP，以便将抗静电膜150的暴露的且未被第二偏振器122覆盖的上表面与接地垫GND电连接。导电构件AGP从第二偏振器122的一端延伸到外部但是不与第二偏振器122的该端接触，以与抗静电膜150的未被第二偏振器122覆盖的暴露的上表面、抗静电膜150的侧表面、上基板140的侧表面以及接地垫GND的上表面直接接触。如上所述，抗静电膜150通过导电构件AGP连接至接地垫GND，使得可以将由显示装置100中产生的静电累积的电荷释放到外部。
例如，导电构件AGP可以由选自金、银和铜的金属材料形成。例如，导电构件AGP可以通过点布包含粘合剂粘结树脂和银(Ag)的导电糊膏来形成，但不限于此。
在下文中，将详细描述抗静电膜150。抗静电膜150包含基于硅的基质、基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂。基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂分散在基于硅的基质中。
基于聚噻吩的化合物是有效地静电放电的导电聚合物，并且不会降低触摸灵敏度(保持高灵敏度)。诸如ITO的材料是现有技术中用作抗静电膜的透明导电金属材料，这些材料对由触摸而累积的放电电荷具有非常低的表面电阻，因此无法准确地感知由触摸产生的电容变化，从而降低了触摸灵敏度。此外，与用作现有技术的导电材料的碳纳米管相比，基于聚噻吩的化合物具有透光率优异且成本低得多的优点。因此，当使用基于聚噻吩的化合物作为抗静电膜150的导电材料时，将提高抗静电膜150的透光率，从而使显示装置100的光学特性优异并可节省制造成本。
例如，基于聚噻吩的化合物可以是聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)(poly(3,4-ethylene dioxythiophene):poly(styrenesulfonate))[PEDOT:PSS]。这是有利的，原因是导电性优异，从而有效地抑制了静电。如果需要，导电材料还可以任选地包括选自聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩和聚氮化硫的导电聚合物。
例如，基于聚噻吩的化合物的平均粒径可以是30nm至70nm或50±10nm。在该范围内，高温下颗粒间的聚集得到抑制，以抑制因聚集而引起的电子的局部化，从而表现出在高温下稳定的电阻特性。通常，在基于聚噻吩的化合物中，颗粒间的聚集由热引起，使得颗粒分布的均匀性降低，并且在这种情况下，存在接触电阻增大的问题。当平均粒径为约50±10nm且粒径分布均匀时，颗粒间的聚集得到抑制，使得即使在高温下也可以稳定地保持电特性。
具有高沸点的掺杂剂干扰了基于聚噻吩的化合物之间的相互作用，使得基于聚噻吩的化合物可以均匀地分散在基于硅的基质中。因此，可以提高抗静电膜150的电特性和高温稳定性。由于链之间的相互作用，基于聚噻吩的化合物具有变得彼此缠结的高倾向。因此，以PEDOT:PSS的形式使用基于聚噻吩的化合物，其中聚(苯乙烯磺酸)掺杂在聚噻吩上。然而，即使以PEDOT:PSS的形式引入基于聚噻吩的化合物，在高温下链也会缠结，从而存在高温可靠性降低的问题。具有高沸点的掺杂剂进一步削弱了PEDOT:PSS链之间的相互作用并抑制了聚集，从而改善了电特性和高温稳定性。
例如，具有高沸点的掺杂剂可以是具有190℃至260℃的沸点和0.100mmHg或更低的蒸气压(25℃)的化合物。在这种情况下，抗静电膜150的高温可靠性更加优异。具体而言，例如，具有高沸点的掺杂剂可以是选自乙二醇和二乙二醇中的一种或多种。这些材料容易渗透到聚噻吩链之间并与聚噻吩和聚(苯乙烯磺酸)链中的每一个相互作用，使得聚合物链不会聚集而是保持线性结构。因此，可以提高抗静电膜150的电特性和高温稳定性。
基于硅的基质均匀地分散基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂，并赋予抗静电膜150耐热性和抗湿性。基于硅的基质可以通过包含以下物质的溶液的溶胶-凝胶反应来形成：四烷氧基硅烷、缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷、氨基烷基三烷氧基硅烷、(全)氟烷基烷氧基硅烷和由化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在化学式1中，R1选自氢、具有1至10个碳原子的烷基和具有3至10个碳原子的支化烷基，n是1至100或1至10的整数，且m是1至10的整数。
基于硅的基质可由硅烷溶胶溶液形成，所述硅烷溶胶溶液包含酸催化剂、基于醇的溶剂、水、四烷氧基硅烷、缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷、氨基烷基三烷氧基硅烷、(全)氟烷基烷氧基硅烷和由化学式1表示的化合物。
添加水以使基于烷氧基硅烷的化合物水解。添加酸催化剂以促进水与基于烷氧基硅烷的化合物的水解以及交联。例如，酸催化剂可以选自盐酸、硫酸、磷酸、硝酸和乙酸，但不限于此。基于醇的溶剂是反应介质，例如，可以选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇或环己醇。
基于烷氧基硅烷的化合物在水、酸催化剂和基于醇的溶剂中水解以形成硅烷溶胶，硅烷溶胶通过缩合反应聚合并交联以形成基于硅的基质。将基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂添加到硅烷溶胶溶液中以均匀分散在基于硅的基质中。
在下文中，将描述包含在硅烷溶胶溶液中的基于烷氧基硅烷的化合物和由化学式1表示的化合物中的每一种。
包含四烷氧基硅烷作为粘结剂。四烷氧基硅烷的优点是与作为基础材料的上基板140的粘附性优异。例如，四烷氧基硅烷可以选自四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷和四正丙氧基硅烷。
与常规碳纳米管相比，作为导电材料的基于聚噻吩的化合物虽然具有透明且廉价的优点，但是具有耐热性和抗湿性相对较弱的缺点。因此，虽然碳纳米管价格昂贵，碳纳米管仍主要用作抗静电膜材料。因此，根据本公开的示例性实施方案，为了增补基于聚噻吩的化合物的耐热性，添加缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和氨基烷基三烷氧基硅烷，以补充基于聚噻吩的化合物的耐热性。
首先，缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷是用于提高基于聚噻吩的化合物的耐热性的固化添加剂。例如，当基于聚噻吩的化合物是PEDOT:PSS时，缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷的缩水甘油基
可以在固化期间与PSS的磺酸根基团(-SO3 -)键合。因此，PEDOT:PSS并不是简单地分散在基于硅的基质中，而是与基于硅的基质形成化学键以改善电特性和耐热性。此外，缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷通过抑制基于聚噻吩的化合物的氧化来提高抗静电膜150的可靠性。
例如，缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷可以为选自(3-缩水甘油氧基丙基)三乙氧基硅烷和(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷中的至少一种。
氨基烷基三烷氧基硅烷提高了抗静电膜150的耐热性，从而提高高温可靠性。此外，氨基烷基三烷氧基硅烷提高了与上基板140的粘附性。例如，氨基烷基三烷氧基硅烷可以是选自(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和(2-氨基乙基-3-氨基丙基)三甲氧基硅烷中的一种或多种。
当将缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和氨基烷基三烷氧基硅烷一起添加时，与仅添加它们中的一种时相比，因为协同效应，耐热性可以显著提高。这将参考图3来详细描述。图3图示了抗静电膜的表面电阻随时间的变化，取决于缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和/或氨基烷基三烷氧基硅烷的存在。在图3中，样品A是一种抗静电膜，其中PEDOT:PSS分散在不含(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷(GOPS)和氨基烷基三烷氧基硅烷(ATS)二者的基于硅的基质中。样品B是一种抗静电膜，其中PEDOT:PSS分散在包含GOPS的基于硅的基质中。样品C是一种抗静电膜，其中PEDOT:PSS分散在包含GOPS和ATS二者的基于硅的基质中。在制造根据样品A、样品B和样品C中的每一个的抗静电膜后立即测量表面电阻，在105℃温度的条件下储存抗静电膜，并且每当经过预定时间时测量表面电阻。使用日本SYMCO的ST-4表面电阻计测量表面电阻。
参考图3，可以确认，在不含GOPS和ATS的样品A中，从高温可靠性评价开始起，表面电阻就急剧增加，且表面电阻持续增加1000小时而未稳定。同时，在包含GOPS的样品B的情况下，即使与样品A相比电阻的波动范围显著变小，但可以确认电阻持续增加而未稳定。此外，在包含GOPS和ATS二者的样品C的情况下，可以确认在1000小时内电阻几乎没有变化，从而在高温下稳定地保持电特性。由此可知，当将缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和氨基烷基三烷氧基硅烷一起添加时，在高温下稳定地保持电特性，从而高温可靠性显著提高。
在包含基于聚噻吩的化合物的抗静电膜中，当在高湿度条件下评价可靠性时，从一开始直到200小时时，由水分形成水膜，使得电阻迅速降低。然而，聚合物在临界时间后由于水分而溶胀和分解，使得电阻持续增加，从而降低了电特性。因此，在本公开的该示例性实施方案中，为了增补基于聚噻吩的化合物的弱抗湿性，添加由化学式1表示的化合物和(全)氟烷基烷氧基硅烷。
首先，由化学式1表示的化合物是其中构成聚丙烯酸酯侧链的一些原子(基团)被硅烷醇基团取代的化合物。该化合物包含在硅烷溶胶溶液中以进行反应，并且使硅烷醇基团缩聚以形成有机-无机复合物，其中聚丙烯酸酯键合至二氧化硅颗粒。此外，也可以使硅烷醇基团与硅烷溶胶溶液中包含的另外的基于烷氧基硅烷的化合物缩聚。
[化学式1]
在化学式1中，Rl选自氢、具有1至10个碳原子的烷基和具有3至10个碳原子的支化烷基，n是1至100或1至10的整数，且m是1至10的整数。
通过由化学式1表示的化合物的硅烷醇基团缩聚形成的二氧化硅颗粒具有多孔结构，并且吸收水分以抑制基于聚噻吩的化合物被水分分解。因此，可以提高抗静电膜150的高湿度可靠性。
由化学式1表示的化合物具有相对亲水性以吸收水分，从而抑制抗静电膜150的降解，但是(全)氟烷基烷氧基硅烷具有斥水性以抑制水分的渗透。(全)氟烷基烷氧基硅烷的(全)氟烷基具有强疏水性以抑制水分的渗透。此外，(全)氟烷基是具有优异耐热性的官能团，以有助于耐热性的提高。
例如，(全)氟烷基烷氧基硅烷可以是由以下化学式2表示的化合物。
[化学式2]
在化学式2中，R2、R3和R4独立地选自具有1至10个碳原子的烷基和具有3至10个碳原子的支化烷基，a是1至10的整数，且b是1至10的整数。
(全)氟烷基烷氧基硅烷的烷氧基硅烷基团与包含在硅烷溶胶溶液中的另一种基于烷氧基硅烷的化合物相互作用并化学键合。因此，即使包含疏水性官能团，烷氧基硅烷基团也可以很好地分散在硅烷溶胶溶液中而不会引起相分离。
当由化学式1表示的化合物和(全)氟烷基烷氧基硅烷一起添加时，与仅添加它们中的一种以提供高湿度可靠性的优点使相比，因为协同效应，抗湿性可以显著提高。
可以形成基于硅的基质以便还包括无规型硅倍半氧烷化合物、笼型硅倍半氧烷化合物或它们二者。当还包含无规型硅倍半氧烷化合物和/或笼型硅倍半氧烷化合物时，具有进一步提高抗静电膜150的密度和硬度使得可靠性优异的优点。
将无规型硅倍半氧烷化合物和/或笼型硅倍半氧烷化合物添加至硅烷溶胶溶液。基于烷氧基硅烷的化合物通过水和酸催化剂水解以形成硅烷醇，并且所述硅烷醇可以与待键合的硅倍半氧烷化合物的-OH基团反应。
可以通过在上基板140上施加抗静电膜涂布溶液并固化来形成抗静电膜150，其中将基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂添加至上述包含酸催化剂、醇溶剂、水、四烷氧基硅烷、缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷、氨基烷基三烷氧基硅烷、(全)氟烷基烷氧基硅烷和由化学式1表示的化合物的硅烷溶胶溶液。例如，可以通过已知方法将抗静电膜涂布溶液施用于上基板140上，所述已知方法诸如狭缝涂布法、刮刀涂布法、旋涂法、流延法、微凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、胶印法、喷墨涂布法、分配器印刷法、喷嘴涂布法和毛细管涂布法。施用后，将抗静电膜涂布溶液在预定温度下加热以固化，以形成抗静电膜150。
如果需要，还可以任选地将添加剂诸如流平剂、硅烷偶联剂、分散剂和表面活性剂添加至抗静电膜涂布溶液。
例如，抗静电膜150的表面电阻可以为107Ω/□(Ω/sq)至109Ω/□。因此，根据本公开的示例性实施方案的显示装置100提供了优异的触摸灵敏度和优异的静电放电性能的优点。当抗静电膜150的表面电阻过低时，使用者触摸显示装置100时产生的电压会被抗静电膜150放电，从而导致触摸灵敏度显著降低。当抗静电膜150的表面电阻过高时，触摸灵敏度优异，但可能会出现的问题是，在显示装置100的制造期间或当使用显示装置100时，产生的静电的放电速度太慢或未静电放电。
根据本公开的示例性实施方案的抗静电膜150包含比现有技术的透明导电材料诸如ITO或碳纳米管更便宜的基于聚噻吩的化合物，使得可能显著节省显示装置的制造成本。此外，根据本公开，为了增补基于聚噻吩的化合物的弱耐热性和抗湿性，使用具有高沸点的掺杂剂和具有特定组成的基于硅的基质。通过这样做，当评价高温和高湿度可靠性时，可以长时间保持高的电特性。
例如，在60℃的温度、90％的相对湿度的条件下历时1000小时测得的表面电阻的最大值与最小值之差为0.5x 107Ω/□或更低，使得在高温和高湿度条件下也可稳定地保持表面电阻。
在下文中，将参考实施例更详细地描述本公开的效果。然而，给出以下实施例以说明本公开，但本公开的范围不限于此。
[参考例1]
在回流反应器中，添加如表1中所述重量份的四乙氧基硅烷(TEOS)和乙醇并混合，加水后搅拌，然后缓慢滴加3.5％的盐酸水溶液。接下来添加如表1中所述重量份的(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷(GOPS)、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(ATS)、PEDOT:PSS、乙二醇(EG)和流平剂，以制备抗静电膜涂布溶液。将抗静电膜涂布液旋涂在玻璃基板上(400rpm，15秒)，在140℃加热10分钟，并用热风干燥机干燥30分钟以形成抗静电膜。
[参考例2]、[参考例3]和[对比例1]
通过与参考例1相同的方法形成抗静电膜，不同之处在于如表1中所述添加抗静电膜涂布溶液材料。
[表1]
| 对比例1 | 参考例1 | 参考例2 | 参考例3 | |
| PEDOT:PSS | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| TEOS | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 乙醇 | 96.1 | 96.0 | 95.9 | 95.8 |
| EG | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| GOPS | - | 0.1 | 0.1 | 0.2 |
| ATS | - | - | 0.1 | 0.1 |
| 流平剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
[实验例1]
为了评价根据对比例1和参考例1至3中的每一个的抗静电膜的高温可靠性，在制备样品后立即测量表面电阻，在温度为105℃的高温条件下储存并且每当经过预定时间时测量表面电阻。使用日本SYMCO的ST-4表面电阻计测量表面电阻。其结果见述于表2和图4。图4图示了根据对比例1和参考例1至3中的每一个，抗静电膜的表面电阻随时间的变化。
[表2]
| 对比例1 | 参考例1 | 参考例2 | 参考例3 | |
| 0小时 | 6.2x107 | 6.2x107 | 6.2x107 | 6.2x107 |
| 240小时 | 7.5x107 | 6.4x107 | 6.3x107 | 6.3x107 |
| 480小时 | 9.0x107 | 6.6x107 | 6.3x107 | 6.5x107 |
| 720小时 | 9.7x107 | 6.9x107 | 6.3x107 | 6.7x107 |
| 1000小时 | 10.5x107 | 7.0x107 | 6.4x107 | 6.8x107 |
(表面电阻的单位：Ω/□)
将表2和图4一起参考，确认了在不含GOPS和ATS二者的对比例1中，与参考例1至3相比，从开始评价高温可靠性起，表面电阻迅速增加。此外，在1000小时内表面电阻不稳定，而是持续增加。
根据包含GOPS和ATS中的至少一种的参考例1至3，确认了与对比例1相比电阻变化范围小且稳定。进一步确认了包含GOPS和ATS二者的参考例1和2的高温可靠性更优异。具体而言，在包含相同含量的GOPS和ATS的参考例2的情况下，确认了电阻变化范围最小，从而高温可靠性最优异。
为了不仅了解高温可靠性而且了解高湿度可靠性的改善效果，还包含由化学式1和/或化学式2表示的化合物以制造抗静电膜，并进行高温和高湿度可靠性评价。作为参考，为了比较取决于特定化合物的存在的高温和高湿度可靠性提高效果，对根据对比例1和参考例2的抗静电膜也进行了高温和高湿度可靠性评价。
[实施例1]
在回流反应器中，添加如表1中所述重量份的四乙氧基硅烷(TEOS)和乙醇并混合，加水后搅拌，然后缓慢滴加3.5％的盐酸水溶液。接下来，添加如表1中所述重量份的(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷(GOPS)、(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(ATS)、由化学式1表示的化合物、PEDOT:PSS、乙二醇(EG)和流平剂，以制备抗静电膜涂布溶液。将抗静电膜涂布溶液旋涂在玻璃基板上(400rpm，15秒)，在140℃加热10分钟，并用热风干燥机干燥30分钟以形成抗静电膜。
[实施例2]和[实施例3]
通过与实施例1相同的方法形成抗静电膜，不同之处在于如表3中所述添加抗静电膜涂布溶液材料。
[表3]
| 对比例1 | 参考例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| PEDOT:PSS | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| TEOS | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 乙醇 | 96.1 | 95.9 | 95.4 | 95.4 | 94.9 |
| EG | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| GOPS | - | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| ATS | - | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 化学式1 | - | - | 0.5 | - | 0.5 |
| 化学式2 | - | - | - | 0.5 | 0.5 |
| 流平剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
(在表3中，各组分的含量单位是重量份并且基于100重量份，100重量份是全部组分的总重量。)
[实验例2]
为了评价根据实施例1至3、对比例1和参考例2中的每一个的抗静电膜的高温和高湿度可靠性，在制备样品后立即测量表面电阻，在温度为60℃的高温和相对湿度为90％的条件下储存并且每当经过预定时间时测量表面电阻。使用日本SYMCO的ST-4表面电阻计测量表面电阻。其结果见述于表4和图5。图5图示了根据实施例1至3、对比例1和参考例2中的每一个，抗静电膜的表面电阻随时间的变化。
[表4]
| 对比例1 | 参考例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 0小时 | 6.2*107 | 6.2*107 | 6.2*107 | 6.2*107 | 6.2*107 |
| 240小时 | 5.2*107 | 5.2*107 | 5.9*107 | 5.6*107 | 6.2*107 |
| 480小时 | 5.5*107 | 5.3*107 | 5.8*107 | 5.9*107 | 6.3*107 |
| 720小时 | 5.9*107 | 5.7*107 | 6.3*107 | 6.4*107 | 6.3*107 |
| 1000小时 | 6.6*107 | 6.3*107 | 6.5*107 | 6.6*107 | 6.4*107 |
(表面电阻的单位：Ω/□)
将表4一起参考，确认了在制造根据实施例1至3、参考例2和对比例1中的每一个的抗静电膜后立即测得的表面电阻是相等的。将图5一起参考，可以确认实施例3的抗静电膜在高温和高湿度条件下历时1000小时表面电阻几乎没有变化，从而稳定地保持电特性。也就是说，当包含GOPS、ATS、化学式1的化合物和化学式2的化合物中的所有物质时，高温和高湿度特性同时得到改善。
相比之下，在不含GOPS、ATS、化学式1的化合物和化学式2的化合物的情况下制造的对比例1的抗静电膜中，表面电阻在可靠性评价开始时急剧下降，240小时后，表面电阻急剧增加。因此，可以确认在高温和高湿度条件下电特性不稳定。
此外，在包含GOPS和ATS的参考例2中，与实施例1至3相比，高温和高湿度性能劣化，但与对比例1相比，稳定性略有提高。
此外，在包含GOPS、ATS和化学式1的化合物的实施例1中，可以确认与对比例1和参考例2相比，初始电阻变化范围有所变缓。此外，在包含GOPS、ATS和化学式2的化合物的实施例2中，也可以确认初始电阻变化范围小于对比例1和参考例2的初始电阻变化范围。
从实验例可以确认，GOPS、ATS、化学式1的化合物和化学式2的化合物增补了PEDOT:PSS的耐热性和抗湿性，从而显著改善了抗静电膜的高温和高湿度可靠性。
本公开的示例性实施方案还可以描述如下：
根据本公开的一个方面，一种显示装置包括显示面板；设置在所述显示面板下方的第一偏振器；设置在所述显示面板上的第二偏振器；和设置在所述显示面板与第二偏振器之间的抗静电膜，其中所述抗静电膜包括基于硅的基质、以及分散在所述基于硅的基质中的基于聚噻吩的化合物以及具有高沸点的掺杂剂，并且所述基于硅的基质包括四烷氧基硅烷、缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和氨基烷基三烷氧基硅烷，其中所述基于硅的基质是经固化的或待固化的。
所述基于硅的基质可以优选是经固化的，并且还包括一种或多种(全)氟烷基烷氧基硅烷和由以下化学式1表示的化合物：
[化学式1]
在化学式1中，R1可以选自氢、具有1至10个碳原子的烷基和具有3至10个碳原子的支化烷基，n是1至10的整数，且m可以是1至10的整数。
所述基于聚噻吩的化合物可以是聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)[PEDOT:PSS]。
所述具有高沸点的掺杂剂可以是具有190℃至260℃的沸点和0.100mmHg或更低的蒸气压(25℃)的化合物。
所述具有高沸点的掺杂剂可以是选自乙二醇和二乙二醇中的一种或多种。
所述缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷可以是选自(3-缩水甘油氧基丙基)三乙氧基硅烷和(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷中的一种或多种。
所述氨基烷基三烷氧基硅烷可以是选自(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和(2-氨基乙基-3-氨基丙基)三甲氧基硅烷中的一种或多种。
所述(全)氟烷基烷氧基硅烷可以是由以下化学式2表示的化合物。
[化学式2]
在化学式2中，R2、R3和R4可以独立地选自具有1至10个碳原子的烷基和具有3至10个碳原子的支化烷基，a可以是1至10的整数，且b可以是1至10的整数。
所述基于硅的基质可以优选是经固化的，并且还包括无规型硅倍半氧烷化合物、笼型硅倍半氧烷化合物或它们二者。
所述显示面板可以包括设置在第一偏振器上的下基板；设置在下基板上的液晶层；和设置在液晶层上的上基板，其中抗静电膜和上基板的一端可以从第二偏振器的一端进一步延伸到外部，且下基板的一端可以从上基板和抗静电膜的一端进一步延伸到外部。
所述显示装置还可以包括设置在下基板上的接地垫，下基板从上基板和抗静电膜进一步延伸到外部；和连接抗静电膜和接地垫的导电构件。
所述导电构件可以与所述抗静电膜的延伸超过第二偏振器的上表面以及所述接地垫直接接触，并且所述导电构件设置为覆盖抗静电膜的侧表面和上基板的侧表面。
所述显示面板可以是具有嵌入的触摸传感器的嵌入式触摸型显示面板。
在60℃的温度、90％的相对湿度的条件下历时1000小时测得的抗静电膜的表面电阻的最大值与最小值之差可以为0.5x107Ω/□或更低。
尽管已经参照附图详细描述了本公开的示例性实施方案，但是本公开不限于此并且在不背离本公开的技术构思的情况下可以许多不同的形式体现。因此，提供本公开的示例性实施方案仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的技术构思。本公开的技术构思的范围不限于此。因此，应当理解的是，上述示例性实施方案在所有方面都是示例性的，并不限制本公开。本公开的保护范围应基于以下权利要求来解释，在其等同范围内的所有技术构思均应解释为落入本公开的范围内。
Claims (14)
1.显示装置，其包括：
显示面板；
设置在所述显示面板下方的第一偏振器；
设置在所述显示面板上的第二偏振器；和
设置在所述显示面板与第二偏振器之间的抗静电膜，
其中所述抗静电膜包括基于硅的基质、以及分散在所述基于硅的基质中的基于聚噻吩的化合物和具有高沸点的掺杂剂，并且所述基于硅的基质包括四烷氧基硅烷、缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷和氨基烷基三烷氧基硅烷，其中所述基于硅的基质是经固化的或待固化的。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述基于硅的基质优选是经固化的，并且还包括(全)氟烷基烷氧基硅烷和由以下化学式1表示的化合物中的一种或多种：
[化学式1]
在化学式1中，R1选自氢、具有1至10个碳原子的烷基、和具有3至10个碳原子的支化烷基，n是1至10的整数，且m是1至10的整数。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述基于聚噻吩的化合物是聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)[PEDOT:PSS]。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述具有高沸点的掺杂剂是具有190℃至260℃的沸点和0.100mmHg或更低的蒸气压(25℃)的化合物。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述具有高沸点的掺杂剂是选自乙二醇和二乙二醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷是选自(3-缩水甘油氧基丙基)三乙氧基硅烷和(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述氨基烷基三烷氧基硅烷是选自(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和(2-氨基乙基-3-氨基丙基)三甲氧基硅烷中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述(全)氟烷基烷氧基硅烷是由以下化学式2表示的化合物：
[化学式2]
在化学式2中，R2、R3和R4独立地选自具有1至10个碳原子的烷基和具有3至10个碳原子的支化烷基，a是1至10的整数，且b是1至10的整数。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述基于硅的基质优选是经固化的，并且还包括无规型硅倍半氧烷化合物、笼型硅倍半氧烷化合物或它们二者。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述显示面板包括：
设置在第一偏振器上的下基板；
设置在下基板上的液晶层；和
设置在液晶层上的上基板，
其中所述抗静电膜和上基板的一端从第二偏振器的一端进一步延伸到外部，且下基板的一端从上基板和所述抗静电膜的一端进一步延伸到外部。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其还包括：
设置在下基板上的接地垫，下基板从上基板和抗静电膜进一步延伸到外部；和
连接所述抗静电膜和所述接地垫的导电构件。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中所述导电构件与所述抗静电膜的延伸超过第二偏振器的上表面以及所述接地垫直接接触，并且所述导电构件设置为覆盖所述抗静电膜的侧表面和上基板的侧表面。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述显示面板是具有嵌入的触摸传感器的嵌入式触摸型显示面板。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其中在60℃的温度、90％的相对湿度的条件下历时1000小时测得的抗静电膜的表面电阻的最大值与最小值之差为0.5x 107Ω/□或更低。
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