DE102017112910A1 - Polymerhartbeschichtung und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Polymerhartbeschichtung und Verfahren zur Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102017112910A1
DE102017112910A1 DE102017112910.3A DE102017112910A DE102017112910A1 DE 102017112910 A1 DE102017112910 A1 DE 102017112910A1 DE 102017112910 A DE102017112910 A DE 102017112910A DE 102017112910 A1 DE102017112910 A1 DE 102017112910A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dispersion
hard layer
additive particles
solsperse
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102017112910.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017112910B4 (de
Inventor
Richard W. BROTZMAN
Ernest Sirois
Daniel Thorstenson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Mobility LLC
Original Assignee
Motorola Mobility LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Mobility LLC filed Critical Motorola Mobility LLC
Publication of DE102017112910A1 publication Critical patent/DE102017112910A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017112910B4 publication Critical patent/DE102017112910B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C09D133/12Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844Encapsulations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F120/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F120/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F120/10Esters
    • C08F120/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F120/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F120/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/0427Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/044Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/046Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/24Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C09D133/26Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/20Diluents or solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/45Anti-settling agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/66Additives characterised by particle size
    • C09D7/67Particle size smaller than 100 nm
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/66Additives characterised by particle size
    • C09D7/68Particle size between 100-1000 nm
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/873Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10Substrates, e.g. flexible substrates
    • H10K77/111Flexible substrates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/141Organic polymers or oligomers comprising aliphatic or olefinic chains, e.g. poly N-vinylcarbazol, PVC or PTFE
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/06Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2333/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08J2333/12Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2345/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having no unsaturated aliphatic radicals in side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic or in a heterocyclic ring system; Derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2365/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/04Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/04Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2433/06Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C08J2433/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/24Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08J2433/26Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301Details of OLEDs
    • H10K2102/311Flexible OLED
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

Eine Dispersion, aus mindestens 49 Gew.-% Additivpartikeln, einem polymerisierbaren Monomer, einem Dispergiermittel und einem Lösemittel zusammengesetzt ist. Durch Polymerisation bildet die Dispersion eine Hartschicht mit einer Trübung von höchstens 0,5% und einer Transmission von mindestens 90%. Eine Hartschicht weist mindestens 49 Gew.-% Additivpartikel auf, die in einem Polymer dispergiert sind. Ein Verfahren zum Herstellen einer Hartschicht umfasst das Erzeugen einer Dispersion, das Auftragen der Dispersion auf eine Seite eines Trägers und das Polymerisieren der Dispersion. Die Hartschicht hat eine Trübung von höchstens 0,5% und eine Transmission von mindestens 90%.

Description

  • HINTERGRUND
  • Flexible organische lichtemittierende Dioden (OLEDs), wie Plastik-organische-lichtemittierende Dioden (POLEDs), schließen einen elektrolumineszierenden organischen Halbleiter ein, der auf einem flexiblen Träger abgeschieden ist. Flexible OLEDS sind biegsam und leichtgewichtig, was es den Herstellern elektronischer Geräte ermöglicht, eine Vielzahl von Gestaltungen und Anordnungen zu erforschen, die mit herkömmlichen OLEDs, die auf steifen Trägern abgeschieden sind, nicht möglich wären. Flexible OLEDs können beispielsweise in aufrollbare Fernseher, flexible Lampen und faltbare mobile elektronische Geräte, wie Mobiltelefone und Tablet-Computer, integriert werden.
  • Die Verwendung von Plastik oder Kunststoff in Geräten, in die flexible OLEDs integriert sind, ist für leichte, flexible Geräte notwendig. Kunststoffkomponenten sind aber anfällig für eine Beschädigung und Abnutzung. Kunststoffgegenstände und Kunststoffteilbereiche in Nichtkunststoff-Gegenständen neigen zu einer physikalischen Beschädigung, wie Verkratzen, Eintrüben, Ausfugen und Brechen unter milden Anwendungsbedingungen. Kunststoffgegenstände können beispielsweise durch den Kontakt mit anderen Gegenständen, während sie in einer Tasche oder einer Handtasche eines Verwenders getragen werden, beschädigt werden.
  • Kunststoffe (Plastikmaterialien) können durch das Aufbringen einer schützenden Polymerbeschichtung, die oft als Hartschicht bezeichnet wird, vor einer Beschädigung geschützt werden. Hartschichten können aus ultraviolettgehärteten (UV-gehärteten) Acrylaten, Vinylesterepoxiden, dendritischen Polyurethanpolymeren, dendritischen Melaminpolymeren oder ähnlichen Polymeren und Polymergemischen zusammengesetzt sein, die eine steife Beschichtung auf einem Träger bilden. Im Handel erhältliche Hartschichten für Kunststoffe oder Plastikmaterialien versagen jedoch aufgrund von Einschränkungen bei der Verarbeitung, die beim Auftragen einer Schicht auf einen Kunststoffträger unvermeidbar sind, wenn es um das Bereitstellen eines erwünschten Ausmaßes an Schutz von flexiblen Kunststoffgegenständen, wie POLED-Displays, geht. Hartschichten müssen bei niedrigen Temperaturen auf Kunststoffgegenstände aufgetragen werden, um eine Beschädigung des nicht beschichteten Kunststoffträgers zu vermeiden. Die Verarbeitung bei niedriger Temperatur schränkt die eingesetzten Chemikalien und Verfahren ein, was wiederum das Ausmaß an Härte, Festigkeit und Schutzvermögen der Hartschicht begrenzt. Zusätzlich werden Kunststoffträger immer welliger, wenn Filme mit steigender Spannung abgeschieden werden. Die Verarbeitungsbedingungen während der Abscheidung verursachen Spannung in den Filmen; diese schließen die Behandlung mit Wärme, Strahlung- und einem Plasma ein. Ganz allgemein sind dickere Filme und/oder härtere Filme (z. B. Filme mit einem höheren Sauerstoffgehalt) dafür ursächlich, dass flexible Kunststoffträger während der Verarbeitung, beispielsweise in einem Plasmaabscheidungsverfahren, stärker wellig werden.
  • Flexible Mobilgeräte, die POLED-Displays enthalten, benötigen Hartschichten mit speziellen Eigenschaften zusätzlich zu der Abriebfestigkeit. Hartschichten, die in POLED-Displaystapel eingebracht werden, müssen optisch klar und frei von optischen Defekten sein. Die häufige Verwendung von Mobilgeräten erfordert hochbeständige Hartschichten, die ohne eine dauerhafte Verformung des Kunststoffs nach mindestens 100000 Biegezyklen intakt bleiben. Die Konstruktion von POLED-Displays, die als POLED-Stapel bekannt sind, stellt ebenfalls Anforderungen an Hartschichten. POLED-Displays sind aus mehreren Schichten zusammengesetzt: POLED-Schicht, Berührungsschicht(en), ein oder mehrere optische Filme und Linsenschicht. Die einzelnen Schichten innerhalb eines POLED-Displays können unabhängig voneinander um kleine Radien (< 5 mm) gebogen werden. Sobald sie aber zusammengesetzt sind, kann der Stapel infolge von Zugkräften und Druckkräften, die beim Biegen des Displaystapels entstehen, brechen, sich ablösen bzw. delaminieren und/oder sich wölben.
  • Zusammenfassung
  • Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung eine Dispersion, die mindestens 49 Gew.-% Additivpartikel, ein polymerisierbares Monomer und ein Dispergiermittel enthält. Beim Polymerisieren der Dispersion entsteht eine Hartschicht mit einer Trübung von höchstens 0,5% und einer Transmission von mindestens 90%.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung eine Hartschicht, die mindestens 49 Gew.-% Additivpartikel aufweist, die in einem Polymer dispergiert sind. Die Hartschicht hat eine Trübung von höchstens 0,5% und eine Transmission von mindestens 90%. Die Hartschicht kann auf einen Durchmesser von mindestens 10 mm gebogen werden, ohne zu brechen, sich zu wölben oder sic abzulösen bzw. zu delaminieren.
  • Gemäß einem dritten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Hartschicht, das das Erzeugen einer Dispersion, das Auftragen der Dispersion auf eine Seite eines Trägers und das Polymerisieren der Dispersion umfasst. Die Hartschicht hat eine Trübung von höchstens 0,5% und eine Transmission von mindesten 90%.
  • Definitionen
  • Unter dem Begriff „Trübung” wird der prozentuale Anteil an gestreutem Licht verstanden, wenn Licht durch eine Substanz hindurchtritt. Ein geringer prozentualer Anteil der Trübung ist wünschenswert.
  • Unter dem Begriff „Transmission” wird der prozentuale Anteil an Licht verstanden, das durch eine Substanz hindurchtritt. Ein hoher prozentualer Anteil der Transmission ist wünschenswert.
  • Die „Farbe” wird auf der L*a*b-kolorimetrischen Skala gemessen, worin L* vom 0 (schwarz) bis 100 (weiß) reicht, a* oder der a-Wert eine ganze Zahl ist, wobei ein positiver Wert rot und ein negativer Wert grün darstellt, und b* oder der b-Wert eine ganze Zahl ist, wobei ein positiver Wert gelb und ein negativer Wert blau darstellt.
  • Eine Hartschicht wird als „optisch klar” angesehen, wenn sie höchstens 0,5% Trübung, mindestens 90% Transmission und in einem L*a*b*-kolorimetrischen System für b* eine Farbe im Bereich von –1,0 bis 1,0 aufweist.
  • Unter dem Begriff „Hyperdispersionsmittel” wird eine Zwei-Komponenten-Substanz verstanden, die eine Ankergruppe, die an eine dispergierte Substanz anbindet oder adsorbiert, und eine Polymerkette (auch als eine Lösemittelgruppe bekannt) aufweist, die sich von der Ankergruppe aus erstreckt, um für sterische Stabilität zu sorgen.
  • Unter dem Begriff „Partikelgröße” wird der mittlere Durchmesser des Bildes des Partikels verstanden, wenn es im Elektronenmikroskop betrachtet wird, sofern nichts anderes angegeben wird.
  • Bei alle Prozentangaben (%) zur Zusammensetzung handelt es sich um Gewicht/Gewicht-Prozentangaben, sofern nichts anderes angegeben wird.
  • Mit dem Begriff „Formgedächtnispolymer” (FGP) wird ein Polymer bezeichnet, das verformt werden kann und anschließend in einer temporären Form fixiert werden kann und stabil bleibt, bis es einer geeigneten äußeren Anregung ausgesetzt wird, die das Polymer dazu veranlasst, seine ursprüngliche (oder dauerhafte) Form wieder zurückzubilden. Das dazugehörige Verhalten eines FGP wird als Polymer-„Formgedächtniseffekt” (FGE) bezeichnet. Obwohl verschiedene Formen externer Anregungen verwendet werden können, um die Rückbildung der Form auszulösen, besteht die typischste Anregung in einem direkten Erwärmen, das zu einer Temperaturerhöhung führt.
  • Unter dem Begriff „selbstheilende Wirkung” wird die Beseitigung von Beschädigungen (oder Verformungen) verstanden, die bei Kunststoffgegenstände unter praktischen Anwendungsbedingungen entstehen können, wie Oberflächenbeschädigungen (z. B. Einschnitte oder Kratzer). Durch den Mechanismus des umgekehrten Kunststoff-Formgedächtniseffekts (FGE) wird die Kunststoffverformung beseitigt oder werden Beschädigungen unter Einwirkung einer äußeren Kraft geheilt, wie Erhitzen oder elektrisch-aktives Potential oder die Aktivierung eingebetteter reaktiver Mikrokapseln. Der Selbstheilungsmechanismus repariert nur einen nicht-permanenten Schaden, wie Oberflächenkratzer.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung kann besser unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen und die folgende Beschreibung verstanden werden.
  • 1 veranschaulicht eine Hartschicht auf einem flexiblen Kunststoffträger.
  • 2 veranschaulicht einen aufrollbaren Bildschirm mit eine POLED-Display, das mit einer Hartschicht beschichtet worden ist.
  • 3 veranschaulicht ein faltbares Smartphone mit einem POLED-Display, das mit einer Hartschicht beschichtet worden ist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hartschicht für einen flexiblen Kunststoffträger, die durch Polymerisieren einer Dispersion von Additivpartikeln, wie Submikrometer-Kieselsäure, in einem polymerisierbaren Monomer, wie einem Acrylatmonomer, gebildet wird. Durch Einbringen eines hohen Gewichtsprozentanteils der Additivpartikel in die Hartschicht wird eine schützende Beschichtung erzeugt, die äußerst strapazierfähig ist, höchstens 0,5% Trübung hat, mindestens 90% Transmission zeigt, auf einen Durchmesser von mindestens 10 mm gebogen werden kann, ohne dabei zu brechen, wellig zu werden oder sich abzulösen und vorzugsweise in einem L*a*b-kolorimetrischen System für b* eine Farbe im Bereich von –1,0 bis 1,0 hat. Die Hartschicht erhöht vorzugsweise den Zugmodul eines Kunststoffträgers auf mindestens 4,5 GPa. Die Hartschicht ist besonders gut für eine Anwendung bei flexiblen Geräten mit POLED-Displays, wie flexiblen Mobilgeräten einschließlich Mobiltelefonen, Smartphones und Tablet-Computern, geeignet.
  • 1 veranschaulicht eine Hartschicht 102 auf einem flexiblen Kunststoffträger 104. Additivpartikel 106 sind in der Hartschicht dispergiert.
  • Der flexible Kunststoffträger kann ein dünnes Polymermaterial sein, das beim Biegen einen Durchmesser von höchsten 10 mm aufweist. Geeignete Polymermaterialien schließen dünne Bögen von Polyethylenterephthalat (PET), cyclischem Olefinpolymer (COP), cyclischem Olefincopolymer (COC), Polycarbonat (PC), Polyimid (PI) und Poly(methylmethacrylat) (PMMA) ein. Im Handel erhältliche Polymermaterialien schließen das PMMA-Polymer Plexiglas® 8N (Evonik Industries), das schlagzähmodifizierte PMMA-Polymer PLEXIGLAS® Resist ZK5BR (Evonik Industries), das PC-Polymer LEXANTM Resin HFD1810 (SABIC), das COC-Polymer TOPAS® (Topas Advanced Polymers) und das COP-Polymer ZEONOR® 1060R (Zeon Corporation) ein.
  • Der flexible Kunststoffträger kann optional ein geeigneter Polymerbogen sein, der mit einem Formgedächtnispolymer (FGP) laminiert ist, das Selbstheilung zeigt, der mit einer Hartschicht beschichtet ist. Ein FGP kann beispielsweise Amingehärtetes aromatisches Epoxy und vernetzte halbkristalline Polyurethane einschließen.
  • Der flexible Kunststoffträger hat vorzugsweise eine Dicke von höchstens 0,25 mm, beispielsweise 0,002 mm–0,200 mm.
  • Das polymerisierbare Monomer kann jedes Monomer oder jede Kombination von Monomeren sein, das/die im polymerisierten Zustand einen hohen Modul aufweist und für Kratz- und Abriebfestigkeit sorgt. Geeignete polymerisierbare Monomere schließen Acrylate, Acrylamide und Kombinationen von Polyisocyanaten und Polyolen ein. Das polymerisierbare Monomer ist vorzugsweise ein Acrylatmonomer.
  • Die Additivpartikel können eine Substanz oder eine Kombination von Substanzen sein, die die gewünschten Eigenschaften der Hartschicht, wie Härte, Abriebfestigkeit, Strapazierfähigkeit oder verringerten elektrischen Widerstand des Bogens, verbessert. Die Additivpartikel sind vorzugsweise Metall-, Nichtmetall oder Metalloidoxide. Geeignete Additivpartikel schließen Siliciumdioxid (SiO2 oder Kieselsäure), Indiumzinnoxid (ITO), Antimonzinnoxid (ATO), fluoriertes Zinnoxid (FTO), Aluminiumoxid (Al2O3), Titandioxid (TiO2) und Zinkoxid (ZnO) ein. Ein besonders bevorzugtes Additivpartikel ist Kieselsäure, wie pyrogene Kieselsäure, die unter der Marke AEROSIL® (Evonik Industries) im Handel erhältlich ist. Die Additivpartikel können der Hartschicht zusätzlich zum Schutz des Kunststoffträgers zusätzliche funktionelle Eigenschaften verleihen. ITO, ATO oder ZnO kann der Hartschicht beispielsweise eine bestimmte Leitfähigkeit verleihen.
  • Die Additivpartikel können optional chemisch behandelt sein. Eine Oberflächenbehandlung kann beispielsweise zusätzliche Eigenschaften verleihen, wie eine erhöhte chemische Beständigkeit. Geeignete Beispiele für chemisch behandelte Additivpartikel schließen die oberflächenbehandelte Kieselsäure ein, die unter der Marke ACEMATT® (Evonik Industries) im Handel erhältlich ist, die ACEMATT® 3600 einschließt.
  • Die Partikelgröße der Additivpartikel müssen klein genug sein, damit sie die optische Klarheit der Hartschicht nicht beeinträchtigen oder optische Defekte hervorrufen, die Licht streuen. Die Additivpartikel oder Partikelaggregate haben vorzugsweise eine Größe im Submikrometerbereich oder kleiner (sie haben einen Durchmesser von weniger als 1 μm oder 1000 nm). Noch bevorzugter haben die Additivpartikel oder Partikelaggregate einen Durchmesser von höchstens 250 nm. Beispiele schließen Additivpartikel mit einem Durchmesser von 10–200 nm ein.
  • Die Additivpartikel können für die Bildung einer Hartschichtdispersion in dem polymerisierbaren Monomer oder Monomerengemisch dispergiert sein. Die Dispersion kann vorzugsweise mindestens 49 Gew.-% Additivpartikel, eingeschlossen mindestens 50 Gew.-%, mindestens 51 Gew.-%, mindestens 52 Gew.-%, mindestens 53 Gew.-%, mindestens 54 Gew.-%, mindestens 55 Gew.-%, mindestens 56 Gew.-%, mindestens 57 Gew.-%, mindestens 58 Gew.-%, mindestens 59 Gew.-%, mindestens 60 Gew.-%, mindestens 61 Gew.-%, mindestens 62 Gew.-%, mindestens 63 Gew.-%, mindestens 64 Gew.-%, mindestens 65 Gew.-% Additivpartikel, enthalten. Die Dispersion kann vorzugsweise 49 bis 65 Gew.-% Additivpartikel, 56 bis 64 Gew.-% Additivpartikel oder 56 bis 60 Gew.-% Additivpartikel, eingeschlossen 50 Gew.-%, 51 Gew.-%, 52 Gew.-%, 53 Gew.-%, 54 Gew.-%, 55 Gew.-%, 56 Gew.-%, 57 Gew.-%, 58 Gew.-%, 59 Gew.-%, 60 Gew.-%, 61 Gew.-%, 62 Gew.-%, 63 Gew.-%, 64 Gew.-% Additivpartikel, enthalten.
  • Eine Hartschichtdispersion der Additivpartikel in dem polymerisierbaren Monomer kann gemäß den folgenden Verfahren erzeugt werden. Die Additivpartikel sind feucht und durch Zugeben unter Rühren und Ultraschallbehandlung in einem Lösemittel dispergiert und werden unter Rühren und Ultraschallbehandlung zu einem polymerisierbaren Monomer oder Monomerengemisch gegeben, um die Hartschichtdispersion zu bilden. Das Lösemittel ist vorzugsweise ein komplexierendes Lösemittel, wie ein Alkohol, Ether, Aldehyd oder Keton; Beispiele für geeignete komplexierende Lösemittel schließen Ethoxyethanol, Butoxyethanol und Cyclohexanon ein. Das Lösemittel kann optional vor der Polymerisation entfernt werden. Alternativ sind die Additivpartikel feucht und durch Zugeben unter Rühren und Schallbehandlung in einem polymerisierbaren Monomer oder Monomerengemisch dispergiert, um die Hartschichtdispersion zu bilden. Beim Mischen wird die Ultraschallsonde so weit in die gerührte Dispersion eingetaucht, bis das Flüssigkeitsniveau ½ Inch der Sonde bedeckt. Unter Beibehalten eines schnellen Rührens wird die Dispersion bei etwa 2,5 kW-Minute/kg Additiv unter Verwendung eines Watt-Meters zur Messung der Leistung mit Ultraschall behandelt. Die Dispersion kann durch ein 400-Mesh-Sieb filtriert werden. Der Glühverlust (GV) der filtrierten Dispersion wird gemessen. Die Konzentration der Dispersion kann dann eingestellt werden, um eine gewünschte Konzentration zu erhalten.
  • Die Dispersion kann optional ein Dispergiermittel einschließen. Das Dispergiermittel kann so ausgewählt werden, dass eine gewünschte Beladung der Dispersion mit Additivpartikeln erzielt wird. Die Dispersion kann vorzugsweise 0,1–50 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf die Menge an Additivpartikeln, bevorzugter 1–20 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf die Menge an Additivpartikeln, enthalten, eingeschlossen 2 Gew.-%, 3 Gew.-%, 4 Gew.-%, 5 Gew.-%, 6 Gew.-%, 7 Gew.-%, 8 Gew.-%, 9 Gew.-%, 10 Gew.-%, 11 Gew.-%, 12 Gew.-%, 13 Gew.-%, 14 Gew.-%, 15 Gew.-%, 16 Gew.-%, 17 Gew.-%, 18 Gew.-% und 19 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf die Menge an Additivpartikeln. Das Dispergiermittel ist vorzugsweise ein Hyperdispergiermittel. Geeignete Dispergiermittel schließen Hyperdispergiermittel ein, die unter der Marke SOLSPERSE® im Handel erhältlich sind (The Lubrizol Corporation), wie SOLSPERSE® 3000, SOLSPERSE® 5000s, SOLSPERSE® 8000, SOLSPERSE® 9000, SOLSPERSE® 11200, SOLSPERSE® 12000s, SOLSPERSE® 13300, SOLSPERSE® 13400, SOLSPERSE® 13500, SOLSPERSE® 13650, SOLSPERSE® 13940, SOLSPERSE® 16000, SOLSPERSE® 17000, SOLSPERSE® 17940, SOLSPERSE® 18000, SOLSPERSE® 19000, SOLSPERSE® 20000, SOLSPERSE® 21000, SOLSPERSE® 22000, SOLSPERSE® 24000SC, SOLSPERSE® 26000, SOLSPERSE® 27000, SOLSPERSE® 28000, SOLSPERSE® 32000, SOLSPERSE® 32500, SOLSPERSE® 32600, SOLSPERSE® 33000, SOLSPERSE® 35000, SOLSPERSE® 35100, SOLSPERSE® 36000, SOLSPERSE® 36600, SOLSPERSE® 37500, SOLSPERSE® 38500, SOLSPERSE® 39000, SOLSPERSE® 40000, SOLSPERSE® 41000, SOLSPERSE® 41090, SOLSPERSE® 43000, SOLSPERSE® 44000, SOLSPERSE® 45000, SOLSPERSE® 46000, SOLSPERSE® 47000, SOLSPERSE® 53095, SOLSPERSE® 55000, SOLSPERSE® 64000, SOLSPERSE® 65000, SOLSPERSE® 66000, SOLSPERSE® 71000, SOLSPERSE® 73000, SOLSPERSE® 76400, SOLSPERSE® 765000, SOLSPERSE® 79000, SOLSPERSE® 81500, SOLSPERSE® 82500, SOLSPERSE® 83500, SOLSPERSE® 88000, SOLSPERSE® M385, SOLSPERSE® M386, SOLSPERSE® M387, SOLSPERSE® M388, SOLSPERSE® M389, SOLSPERSE® V320, SOLSPERSE® V350, SOLSPERSE® V360, SOLSPERSE® WV400, SOLSPERSE® X300 und Gemische davon.
  • Eine Hartschichtdispersion der Additivpartikel in dem polymerisierbaren Monomer, die ein Dispergiermittel einschließt, kann gemäß den folgenden Verfahren hergestellt werden. Die Additivpartikel sind feucht und durch Zugeben unter Rühren und Ultraschallbehandlung in einem Lösemittel dispergiert, und sie werden anschließend unter Rühren und Ultraschallbehandlung zu einem polymerisierbaren Monomer oder Monomerengemisch gegeben, um die Hartschichtdispersion zu erzeugen. Das Lösemittel ist vorzugsweise ein komplexierendes Lösemittel, wie ein Alkohol, Ether, Aldehyd oder Keton; Beispiele für geeignete komplexierende Lösemittel schließen Ethoxyethanol, Butoxyethanol und Cyclohexanon ein. Optional kann das Lösemittel vor der Polymerisation entfernt werden. Alternativ sind die Additivpartikel feucht und durch Zugeben unter Rühren und Ultraschalbehandlung in einem polymerisierbaren Monomer oder Monomerengemisch dispergiert, um die Hartschichtdispersion zu bilden. Beim Mischen wird die Ultraschallsonde so weit in die gerührte Dispersion eingetaucht, bis die Flüssigkeitsoberfläche ½ Inch der Sonde bedeckt. Unter fortgesetztem schnellen Rühren wird die Dispersion bei etwa 2,5 kW Minute/kg Additiv unter Verwendung eines Watt-Meters zur Messung der Leistung mit Ultraschall behandelt. Die Dispersion kann durch ein 400-Mesh-Sieb filtriert werden. Der Glühverlust (GV) der filtrierten Dispersion wird gemessen. Die Konzentration der Dispersion kann dann eingestellt werden, um eine gewünschte Konzentration zu erhalten.
  • Die Hartschichtformulierung kann mit Hilfe der herkömmlichen Beschichtungstechniken auf den flexiblen Kunststoffträger aufgetragen werden. Die Dispersion kann beispielsweise unter Verwendung der Schlitzdüsentechnik („slot die”), der Kaskadentechnik („cascade”) oder der Lackgießtechnik („curtain coating”) aufgetragen werden. Die Dispersion kann auf eine Seite oder auf beide Seiten des flexiblen Kunststoffträgers aufgetragen werden. Bei einem flexiblen Kunststoffträger, der auf beiden Seiten beschichtet ist, kann auf die beiden Seiten die gleiche Dispersion aufgetragen sein, oder es können auf die beiden Seiten verschiedene Dispersionen aufgetragen sein. Beispielsweise kann die eine Seite des flexiblen Kunststoffträger mit 65 Gew.-% Kieselsäure, dispergiert in Acrylat, beschichtet sein, während die andere Seite mit 35 Gew.-% Kieselsäure, dispergiert in Acrylat, beschichtet ist.
  • Die Hartschicht kann durch Einwirken einer für die Polymerisation des Monomers ausreichenden Energie auf dem flexiblen Kunststoffsubstrat gebildet werden. Das polymerisierbare Monomer kann beispielsweise durch die Einwirkung von Hitze (thermische Aktivierung) oder Strahlung, wie UV-Strahlung, Gamma-Strahlung oder Beta-Strahlung (Elektronenstrahlverarbeitung), polymerisiert werden.
  • Die Hartschicht kann eine Dicke von 0,1 bis 50 μm, vorzugsweise 0,5 bis 10 μm eingeschlossen 1,0 μm, 1,5 μm, 2,0 μm, 2,5 μm, 3,0 μm, 3,5 μm, 4,0 μm, 4,5 μm, 5,0 μm, 5,5 μm, 6,0 μm, 6,5 μm, 7,0 μm, 7,5 μm, 8,0 μm, 8,5 μm, 9,0 μm und 9,5 μm, aufweisen. Die Dicke der Hartschicht kann in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung des flexiblen Kunststoffträgers variiert werden.
  • Die Klarheit der Hartschicht kann durch Messen ihrer Trübung (in Prozent angegeben), ihrer Transmission (in Prozent angegeben) und/oder ihrer Farbe (gemäß der L*a*b*-kolorimetrischen Skala angegeben) ermittelt werden. Die Trübung und die Transmission können mit einem Transparenzmessgerät und/oder einem Trübungsmessgerät gemessen werden. Die Hartschicht hat vorzugsweise eine Trübung von höchstens 0,5%, bevorzugter höchstens 0,2%. Die Hartschicht hat vorzugsweise eine Transmission von mindestens 90%, bevorzugter eine Transmission von mindestens 94%. Die Farbe kann mit einem Farbmessgerät, wie einem Spektralphotometer, gemessen werden. Die Hartschicht hat in einem L*a*b*-kolorimetrischen System vorzugsweise für b* einen Wert im Bereich von –1,0 bis 1,0. Die Hartschicht ist vorzugsweise optisch klar.
  • Die Klarheit der Hartschicht kann nach Erzeugen des Abriebs gemessen werden, um das Ausmaß an Schutz zu beurteilen, den die Hartschicht bietet. Die Abriebfestigkeit kann durch Schleifen der Hartschicht mit Siliciumcarbid (SiC) unter Verwendung eines Taber Linear Abrasers gemessen werden. Die Hartschicht kann eine Trübung von höchstens 20% nach dem Abrieb, vorzugsweise eine Trübung von höchstens 15% nach dem Abrieb, noch bevorzugter eine Trübung von höchstens 10% nach dem Abrieb, noch bevorzugter eine Trübung von höchstens 5% nach dem Abrieb haben.
  • Zusätzliche funktionale Beschichtungen können mit der Hartschicht auf den flexiblen Kunststoffträger aufgebracht werden. Der flexible Kunststoffträger kann beispielsweise auch mit einer Antireflexionsbeschichtung, einer leitfähigen Beschichtung oder einer selbstheilenden FGP-Beschichtung beschichtet sein. Keine der zusätzlichen funktionalen Beschichtungen darf die Härte, die optische Klarheit, die Strapazierfähigkeit oder die Flexibilität, die mit der Hartschicht erreicht wird, beeinträchtigen.
  • Die Hartschicht kann auf ein flexibles Gerät aufgebracht werden, das Kunststoffteile einschließt, wie ein POLED-Display. 2 veranschaulicht einen aufrollbaren Bildschirm 200 mit einem POLED-Display, das mit einer Hartschicht beschichtet worden ist. 3 veranschaulicht ein faltbares Smartphone 300 mit einem POLED-Display, das mit einer Hartschicht beschichtet worden ist.
  • Beispiele
  • Beispiel 1 – Abriebfestigkeit
  • Die Abriebfestigkeit von im Handel erhältlichen Polymermaterialien wurde vor und nach dem Aufbringen einer 3 μm dicken Hartschicht mit in einem Acrylatharz dispergierter Kieselsäure mit einer Partikelgröße im Submikrometerbereich gemessen. Die Abriebfestigkeit wurde unter Verwendung des SiC-Abriebversuchs gemessen. In dem SiC-Abriebversuch wird eine Material in einem TABER® 5700 Linear Abraser (North Tonawanda, New York) angeordnet, und Siliciumcarbid-Schleifpapier (SiC) mit einer Körnung von 800 (Durchmesser ein Inch, Fläche etwa 0,8 in2) wird unter einer vertikalen Last von 350 g in 100 Zyklen (1 Zyklus = 2 × Streifen) auf dem Material auf einer Länge von 1 in, gemessen von Mitte zu Mitte (gesamte lineare Länge 2 in) bei einer Geschwindigkeit von 60 Zyklen/min (1 Zyklus/Sekunde) angewendet.
  • Transmittierte Trübung wurde unter Verwendung eines BYK Gardner Haze-Gard Plus-Transparenzmessgeräts gemessen. Die Trübung in % ist ein Maß für den Abrieb, wobei ein geringe prozentuale Trübung wünschenswert ist.
  • Die Abriebfestigkeit wurde gemäß dem folgenden Verfahren ermittelt. Zu Beginn wurden beide Oberflächen der Probe mit einem trockenen fusselarmen Reinraum-Reinigungstuch abgewischt, um jeglichen Schmutz zu entfernen. Anschließend wurden die prozentuale Trübung und die prozentuale Transmission gemessen. Die Probe wurde dann auf kleine Risse und/oder Oberflächenunebenheiten und jeglichen Schmutz hin untersucht, bevor sie fest an der flachen Oberfläche des Linear-Abraser-Werkzeugs befestigt wurde. Der SiC-Abriebversuch wurde durchgeführt. Nach Durchführung des SiC-Abriebversuchs wurden beide Seiten der Probe mit einem trockenen, fusselarmen Reinraum-Reinigungstuch abgewischt, um jeglichen Schmutz zu entfernen. Die Trübung in % des abgeriebenen Bereichs wurde dann gemessen.
  • Tabelle 1 zeigt die Abriebfestigkeit von im Handel erhältlichen Polymermaterialien mit einer Acrylathartschicht ohne Additivpartikel. Tabelle 1: Abriebfestigkeit (Acrylathartschicht ohne Additivpartikel)
    Polymerträger PMMA PMMA (schlagzähmodifiziert) PC COC COP PET
    Abriebfestigkeit 24% 24% 24% 24% 24% 24%
  • Tabelle 2 zeigt die Abriebfestigkeit von Polymermaterialien mit einer 3 m dicken Hartschicht, die aus Kieselsäurepartikeln mit einer Größe im Submikrometerbereich in einer Acrylatmatrix (die Menge an Kieselsäure mit einer Größe im Submikrometerbereich in der Hartschicht wird angegeben) zusammengesetzt ist. Tabelle 2: Abriebfestigkeit (Acrylathartschicht mit Kieselsäure)
    Polymerträger PMMA/PC (0,25 mm) PMMA/PC (0,25 mm) PC (0,2 mm) PET (0,05 mm) PET (0,05 mm) PET (0,05 mm)
    Kieselsäure in Hartschicht 48,3 Gew.-% 54,5 Gew.-% 45 Gew.-% 50 Gew.-% 57,8 Gew.-% 65,0 Gew.-%
    Abriebfestigkeit 5,6% 4,3% 11,9% 6,8% 2,5% 2,6%
  • Das Einbringen von Kieselsäureadditivpartikeln in die Hartschicht führt zu einer beträchtlichen Erhöhung der Abriebfestigkeit der Polymere.
  • Beispiel 2 – Dynamisch-mechanische Analyse von Polymermaterialien mit Hartschicht.
  • Dynamisch-mechanische Analyse (DMA) und uniaxiale Zugtechniken wurden verwendet, um das viskoelastische Verhalten dünner Polymermaterialien zu quantifizieren, die mit einer Hartschicht von 50 Gew.-% Kieselsäure dispergiert in Acrylat beschichtet sind. DMA legt eine sinusförmige Zugspannung an eine eingespannte Probe an, und die Deformation wird gemessen, was die Bestimmung des komplexen Moduls ermöglicht. Die Probentemperatur kann bei einer eingestellten Deformationsfrequenz variiert werden, um die Glasübergangstemperatur zu quantifizieren. Eine detaillierte Diskussion der DMA kann in Malkin, A. Y. et al., „Experimental Methods of Polymer Physics", Teil 3, S. 162–255, (Prentice-Hall, Inc., 1983) gefunden werden.
  • PET-(0,05 mm), PET-(0,1 mm), PC-(0,125 mm) und PMMA/PC-Träger (0,2 mm) wurden mit einer Hartschicht beschichtet und durch DMA analysiert. Eine Seite des Polymers wurde mit einer 3 μm dicken Hartschicht mit 50 Gew.-% Kieselsäure dispergiert in Acrylat beschichtet, und die andere Seite wurde mit einer 3 μm dicken Hartschicht aus Acrylat beschichtet. Tabelle 3 zeigt den Speichermodul (E'), die Glasübergangstemperatur (Tg) und tanδ (Peak) für jedes Polymermaterial. Tabelle 3: DMA von Polymermaterialien mit Hartschicht
    PET (0,05 mm) PET (0,1 mm) PC (0,125 mm) PMMA/PC (0,2 mm)
    Speichermodul (GPa) 4,7 4,4 1,8 2,1
    Tg (°C) 113 106 148 144
    tanδ (Peak) (abs.) 0,14 0,15 0,50 0,52
  • Die PET-Polymermaterialien hatten einen höheren Speichermodul als die PC- oder PMMA/PC-Polymermaterialien, was ein stärker elastisches Verhalten anzeigt. Der Modul der 3 μm dicken Hartschicht von 50 Gew.-% Kieselsäure dispergiert in Acrylat (ohne jeden Träger) wird auf etwa 15 GPa geschätzt.
  • Beispiel 3 – Dornbiegeversuch
  • Ein Dornbiegeversuch, wie er in ISO 1519 Paints and varnishes – Bend test (cylindrical mandrel) dargestellt wird, wird mit PET-Trägern mit einer Dicke von 0,05 mm, 0,075 mm oder 0,1 mm, die mit einem Acrylatpolymer beschichtet sind, durchgeführt. In das Acrylatpolymer wurden verschiedene Mengen an Kieselsäure eingebracht. Die PET-Folien wurden auf einer oder beiden Seiten beschichtet. Zwei der Folien mit einer Dicke von 0,075 mm wiesen eine Antischmutzbeschichtung auf. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse des Dornbiegeversuchs. Jede mit „N/A” markierte Zelle weist darauf hin, dass der betreffende Parameter nicht gemessen wurde Tabelle 4: PET-Dornbiegeversuch – der Kieselsäuregehalt der Hartschicht auf jeder Oberfläche wird angegeben.
    PET-Dicke (mm) SiO2 Gew.-% (Vorderseite/-Rückseite Mittlerer Dornbiegedurchmesser (mm) Bereich des Dornbiegedurchmessers Hartschicht Dicke (μm)
    0,05 0/0 < 2,7 N/A N/A
    0,05 50,0/0 2,7 0 3
    0,05 57,8/35,3 3,4 0,7 3
    0,05 56,1/57,6 4,3 1,0 N/A
    0,05 65,0/35,7 3,0 1,3 3
    0,05 64,1/66,5 4,3 1,2 3
    0,075 (Antischmutz) 0/0 5–7 N/A 8
    0,075 58,5/36,9 4,7 2,2 3
    0,075 (Antischmutz) 56/0 7,0 0,6 3
    0,075 58,4/57,8 6,7 1,0 N/A
    0,075 65,2/34,5 8,5 2,1 3
    0,075 64,4/65,6 7,4 1,5 3
    0,1 47,4/0 7,6 0 2,4
    0,1 58,2/0 10,5 0,9 3
  • Ein Dornbiegeversuch wurde auch mit PC/PMMA-Trägern durchgeführt, die mit einem Acrylatpolymer beschichtet waren. Verschiedene Mengen an Kieselsäure wurden in das Acrylatpolymer eingebracht. Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse des Dornbiegeversuchs. Tabelle 5: PC/PMMA-Dornbiegeversuch – Der Kieselsäuregehalt in der Hartschicht auf jeder Oberfläche wird angegeben.
    PMMA/PC-Dicke (mm) SiO2 Gew.-% Mittlerer Dornbiegedurchmesser (mm) Bereich des Dornbiegedurchmessers (mm) Hartschicht Dicke (μm)
    0,2 45,8/0 16,2 0,4 3
    0,25 0/0 12,4 0,6 3
    0,25 45/0 17,4 0,9 3,0
    0,25 49/0 19,7 0,7 2,9
    0,25 56/0 22,3 0,9 3,2
  • Beispiel 4 – Abriebfestigkeit von PET, PC und PC/PMMA mit Hartschicht
  • Ein wie weiter oben beschriebener Abriebfestigkeitsversuch wurde auf PET, PC- und PC/PMMA-Trägern durchgeführt, die mit einem Acrylatpolymer beschichtet waren. In das Acrylatpolymer wurden verschiedene Mengen an Kieselsäure eingebracht. Die Ergebnisse des Abriebfestigkeitsversuchs werden in Tabelle 6 gezeigt. Jede Zelle, die mit „N/A” markiert ist, weist darauf hin, dass der betreffende Parameter nicht gemessen wurde. Tabelle 6: Abriebfestigkeitsversuch der Polymere mit Hartschicht – der Kieselsäuregehalt in der Hartschicht auf jeder Oberfläche wird angegeben.
    Träger (Gesamtdicke, mm) SiO2 Gew.-% (Vorderseite/Rückseite Mittlere SiC-Trübung Bereich der SiC-Trübung
    PET (0,05) 0/0 40,9 7,4
    PET (0,05) 49,6/0 6,78 1,10
    PET (0,05) 57,8/35,3 2,49 0,40
    PET (0,05) 56,1/57,6 4,38 0,66
    PET (0,05) 65,0/35,7 2,58 0,24
    PET (0,05) 64,1/66,5 3,03 0,45
    PET (0,075) Antischmutz 0/0 22,8 8,8
    PET (0,075) 58,5/36,9 3,05 1,01
    PET (0,075) Antischmutz 56/0 6,59 1,22
    PET (0,075) 58,4/57,8 3,43 0,47
    PET (0,075) 65,2/34,5 3,31 0,18
    PET (0,075) 64,4/65,6 2,73 0,11
    PET (0,1) 47,4/0 7,21 0,83
    PET (0,1) 58,2/0 4,43 0,60
    PC (0,125) 45,0/0 11,87 0,87
    PC (0,4) 0/0 26,9 6,1
    PMMA/PC (0,2) 45,8/0 6,93 0,73
    PMMA/PC (0,25) 0/0 24,06 6,83
    PMMA/PC (0,25) 10/0 15,21 3,82
    PMMA/PC (0,25) 20/0 9,41 1,68
    PMMA/PC (0,25) 30/0 6,11 1,60
    PMMA/PC (0,25) 45/0 5,72 2,52
    PMMA/PC (0,25) 49/0 5,59 2,08
    PMMA/PC (0,25) 55/0 4,27 1,61
  • Beispiel 5 – DMA des PET-Trägers mit Acrylathartschicht
  • PET-Träger wurden mit einer Acrylathartschicht beschichtet und durch DMA analysiert. Verschiedene Mengen an Kieselsäuren wurden in das Acrylatpolymer eingebracht. DMA-Versuche wurden bei einer festgelegten Temperatur (30°C) und variabler Frequenz (0,1–50 Hz, 3 Pkt./Dekade) und bei einer festgelegten Frequenz (1 Hz) und variabler Temperatur (Raumtemperatur – 150°C, 0°C/min) durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 7 bzw. Tabelle 8 gezeigt. Tabelle 7: DMA-Versuche bei festgelegter Temperatur – der Kieselsäuregehalt in der Hartschicht auf jeder Oberfläche wird angegeben
    PET-Dicke (mm) SiO2 Gew.-% (Vorderseite/Rückseite Speichermodul (GPa) Standardabweichung des Speichermoduls (GPa)
    0,05 49,6/0 5,63 0,04
    0,05 56,1/0 5,81 0,09
    0,05 65,0/35,0 5,93 0,04
    0,5 63,5/63,2 6,21 0,25
    Tabelle 8: DMA-Versuche bei auf 1 Hz festgelegter Frequenz – der Kieselsäuregehalt in der Hartschicht auf jeder Oberfläche wird angegeben
    PET-Dicke (mm) SiO2 Gew.-% (Vorderseite/-Rückseite) Speichermodul (GPa) Standardabweichung des Speichermoduls (GPa) Tg (°C) Standardabweichung von Tg (°C)
    0,05 49,6/0 4,73 0,68 112,98 7,81
    0,05 65,0/35,0 4,69 0,54 119,15 1,05
    0,05 63,5/63,2 5,37 0,30 118,46 0,97
    0,075 65,2/34,5 6,06 0,02 120,18 0,37
    0,075 63,5/63,4 6,04 0,15 120,47 0,37
    0,1 47,4/0 4,41 0,07 106,13 1,55
  • Ein Einzelzugversuch mit 18 N bei 30°C wurde durchgeführt. Tabelle 9 zeigt die Ergebnisse des Einzelzugversuchs. Tabelle 9: Einzelzugversuch
    PET-Dicke (mm) SiO2 Gew.-% (Vorderseite/-Rückseite) Speichermodul (GPa) Standardabweichung des Speichermoduls (GPa)
    0,05 49,6/0 4,2 0,8
    0,05 65,0/35,0 4,6 0,1
    0,05 63,5/63,2 5,2 0,5
    0,1 0/0 4,0 0,1
    0,1 49/0 3,4 0,2
  • Die Ergebnisse zeigen, dass für PET-Träger mit einer Acrylathartschicht der Modul mit zunehmender PET-Dicke abnimmt und mit dem Siliciumdioxidgehalt zunimmt.
  • Beispiel 6 – Optische Analyse von PET-Trägern mit Acrylathartschicht
  • Die Transmission und die Trübung von PET-Trägern mit einer Dicke von 0,05 mm oder 0,075 mm, die mit einem Acrylatpolymer beschichtet sind, wurden unter Verwendung eines BYK Gardner Haze-Gard Plus-Transparenzmessgeräts gemessen. Variierende Mengen an Kieselsäure wurden in das Acrylatpolymer eingebracht. Die PET-Folien wurden auf beiden Seiten beschichtet. Tabelle 10 zeigt die Ergebnisse der optischen Analyse. Tabelle 10: Transmission und Trübung von PET-Trägern mit Hartschicht – der Kieselsäuregehalt in der Hartschicht auf jeder Oberfläche wird angegeben
    PET-Dicke (mm) SiO2 Gew.-% (Vorderseite/Rückseite) Transmission Trübung
    0,05 49,6/0,09 93,6% 0,20%
    0,05 57,8/35,3 94,2% 0,14%
    0,05 56,1/57,6 94,2% 0,17%
    0,05 65/35,7 94,2% 0,15%
    0,05 64,1/66,5 94,6% 0,13%
    0,075 58,5/36,9 94,0% 0,17%
    0,075 58,4/57,8 94,2% 0,16%
    0,075 65,2/34,5 94,2% 0,15%
    0,075 64,4/65,6 94,6% 0,13%
  • Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass alle Hartschichten eine Transmission von mindestens 90% und eine Trübung von höchstens 0,2% hatten.
  • Literaturstellen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Malkin, A. Y. et al., „Experimental Methods of Polymer Physics”, Teil 3, S. 162–255, (Prentice-Hall, Inc., 1983) [0047]
    • ISO 1519 [0050]

Claims (20)

  1. Dispersion, die umfasst: mindestens 49 Gew.-% Additivpartikel, ein polymerisierbares Monomer, ein Dispergiermittel, und ein Lösemittel, wobei die Dispersion bei der Polymerisation eine Hartschicht mit einer Trübung von höchstens 0,5% und einer Transmission von mindestens 90% bildet.
  2. Dispersion nach Anspruch 1, wobei das Additiv aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid (SiO2), Indiumzinnoxid (ITO), Antimonzinnoxid (ATO), fluoriertem Zinnoxid (FTO), Aluminiumoxid (Al2O3), Titandioxid (TiO2) und Zinkoxid (ZnO) besteht, das polymerisierbare Monomer ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Acrylaten und Acrylamiden besteht, und die Dispersion beim der Polymerisation eine Hartschicht bildet, die in einem L*a*b-kolorimetrischen System für b* eine Farbe im Bereich von –1,0 bis 1,0 aufweist.
  3. Dispersion nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Dispersion 49 bis 65 Gew.-% Additivpartikel umfasst.
  4. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Dispergiermittel ein Hyperdispergiermittel ist.
  5. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Additivpartikel einen Durchmesser von höchstens 250 nm aufweisen.
  6. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Lösemittel ein komplexierendes Lösemittel ist.
  7. Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Additivpartikel Siliciumdioxid (SiO2) sind, das polymerisierbare Monomer ein Acrylatmonomer ist, und das Dispergiermittel ein Hyperdispergiermittel ist.
  8. Hartschicht, die mindestens 49 Gew.-% Additivpartikel aufweist, die in einem Polymer dispergiert sind, wobei die Hartschicht eine Trübung von höchstens 0,5% und eine Transmission von mindestens 90% aufweist und die Hartschicht auf einen Durchmesser von mindestens 10 mm gebogen werden kann, ohne zu brechen, zu knicken oder sich abzulösen.
  9. Hartschicht nach Anspruch 8, wobei das Additiv aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid (SiO2), Indiumzinnoxid (ITO), Antimonzinnoxid (ATO), fluoriertem Zinnoxid (FTO), Aluminiumoxid (Al2O3), Titandioxid (TiO2) und Zinkoxid (ZnO) besteht, das Polymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylatpolymeren und Acrylamidpolymeren besteht, und die Hartschicht in einem L*a*b-kolorimetrischen System für b* eine Farbe im Bereich von –1,0 bis 1,0 aufweist.
  10. Hartschicht nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, die 49 bis 65 Gew.-% Additivpartikel aufweist.
  11. Hartschicht nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Additivpartikel Siliciumdioxid (SiO2) sind.
  12. Hartschicht nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Hartschicht den Zugmodul eines Kunststoffträgers auf mindestens 4,5 GPa erhöht.
  13. Hartschicht nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Hartschicht nach Abrieb durch Siliciumcarbid (SiC) eine Trübung von höchstens 20% aufweist.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Hartbeschichtung, das umfasst: Erzeugen der Dispersion nach Anspruch 1; Auftragen der Dispersion auf eine Seite eines Trägers; und Polymerisieren des polymerisierbaren Monomers; wobei die Hartschicht eine Trübung von höchstens 0,5% und eine Transmission von mindestens 90% aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Hartschicht in einem L*a*b*-kolorimetrischen System für b* eine Farbe im Bereich von –1,0 bis 1,0 aufweist.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei die Dispersion 49 bis 65 Gew.-% Additivpartikel in einem polymerisierbaren Monomer aufweist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Träger ein Polymermaterial aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polyethylenterephthalat (PET), cyclisches Olefinpolymer (COP), cyclisches Olefincopolymer (COC), Polycarbonat (PC), Polyimid (PI) und Poly(methylmethacrylat) (PMMA) umfasst.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Dispersion weiterhin ein Hyperdispergiermittel aufweist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das Auftragen der Dispersion das Auftragen der Dispersion auf beide Seiten des Trägers umfasst.
  20. Flexibles Gerät, das ein Plastik-organische-lichtemittierende-Diode-Display (POLED-Display) aufweist, wobei die POLED mit der Hartschicht nach einem der Ansprüche 8 bis 13 beschichtet ist.
DE102017112910.3A 2016-06-14 2017-06-12 Dispersion und verfahren zur herstellung einer hartbeschichtung Active DE102017112910B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/181,722 2016-06-14
US15/181,722 US10510985B2 (en) 2016-06-14 2016-06-14 Polymer hard coat and methods of preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017112910A1 true DE102017112910A1 (de) 2017-12-14
DE102017112910B4 DE102017112910B4 (de) 2021-07-15

Family

ID=59358212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017112910.3A Active DE102017112910B4 (de) 2016-06-14 2017-06-12 Dispersion und verfahren zur herstellung einer hartbeschichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10510985B2 (de)
KR (1) KR102032609B1 (de)
CN (1) CN107502117A (de)
DE (1) DE102017112910B4 (de)
GB (1) GB2553199B (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10781337B2 (en) * 2018-07-26 2020-09-22 Eastman Chemical Company Thermosetting coating composition for improved corrosion protection of metal substrates
US20200339828A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Photocurable composition
CN110783389A (zh) * 2019-10-31 2020-02-11 云谷(固安)科技有限公司 柔性显示屏的制作方法及待剥离临时基板的柔性显示屏
US20220158014A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-19 Saudi Arabian Oil Company Photovoltaic modules

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4832423B1 (de) * 1968-12-18 1973-10-05
JP2002080754A (ja) * 2000-09-11 2002-03-19 C I Kasei Co Ltd 紫外線硬化型透明導電性塗料
JP2003292828A (ja) * 2002-03-29 2003-10-15 Lintec Corp ハードコート剤及びハードコートフィルム
EP1418448A1 (de) * 2002-11-06 2004-05-12 Koninklijke DSM N.V. Herstellung einer mechanisch haltbaren, einlagigen Beschichtung mit Antireflex-Eigenschaften
KR20050070124A (ko) * 2002-11-13 2005-07-05 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 자외선 경화형 대전방지성 하드코트 수지 조성물
JP6465547B2 (ja) * 2011-02-03 2019-02-06 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ハードコート
EP2921521A1 (de) * 2011-08-17 2015-09-23 3M Innovative Properties Company of 3M Center Nanostrukturierte artikel und verfahren zu ihrer herstellung
EP2808710A4 (de) * 2012-01-25 2016-04-06 Konica Minolta Advanced Layers Optische folie
WO2014061279A1 (ja) * 2012-10-19 2014-04-24 日本化薬株式会社 熱線遮蔽シート
US10273365B2 (en) * 2013-03-15 2019-04-30 Pixelligent Technologies Llc High refractive index nanocomposite
JP6313096B2 (ja) * 2014-04-02 2018-04-18 株式会社ダイセル 透明積層フィルム及びその製造方法並びにタッチパネル用電極
US11111396B2 (en) * 2014-10-17 2021-09-07 C3 Nano, Inc. Transparent films with control of light hue using nanoscale colorants
KR20160083738A (ko) * 2015-01-02 2016-07-12 삼성전자주식회사 표시 장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치
US20160369104A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 C3Nano Inc. Transparent polymer hardcoats and corresponding transparent films

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
„CIE L*a*b* Color Scale", Applications Note, Bd. 8, Nr. 7 (1. bis 15. Juli 1996)
„Hyperdispersants product guide", The Lubrizol Corporation (2015)
„ISO 1519 Paints and varnishes – Bend test (cylindrical mandrel)", International Organization for Standardization (15. Januar 2011)
5. „SOLSPERSE TM 32000 Technical data Sheet" The Lubrizol Corporation (2012)
ISO 1519
Malkin, A. Y. et al., "Experimental Methods of Polymer Physics", Teil 3, S. 162–255, (Prentice-Hall, Inc., 1983)
Malkin, A. Y. et al., „Experimental Methods of Polymer Physics", Teil 3, S. 162–255, (Prentice-Hall, Inc., 1983)
Xie, T. et al., "Facile tailoring of thermal transition temperatures of epoxy shape memory polymers", Polymer, Bd. 50, S. 1852–1856 (2009)
Xie, T., "Recent advances in polymer shape memory", Polymer, Bd. 52, S. 4985–5000 (2011)

Also Published As

Publication number Publication date
CN107502117A (zh) 2017-12-22
US10510985B2 (en) 2019-12-17
KR20170141121A (ko) 2017-12-22
GB201709284D0 (en) 2017-07-26
GB2553199A (en) 2018-02-28
GB2553199B (en) 2020-05-06
US20170358771A1 (en) 2017-12-14
DE102017112910B4 (de) 2021-07-15
KR102032609B1 (ko) 2019-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017112910B4 (de) Dispersion und verfahren zur herstellung einer hartbeschichtung
US10007030B2 (en) Antireflective film, polarizing plate, cover glass, image display device, method for producing antireflective film, cloth for cleaning antireflective film, kit including antireflective film and cleaning cloth, and method for cleaning antireflective film
KR101237822B1 (ko) 반사 방지 적층체
DE112007000148T5 (de) Licht kollimierender Film
DE102008063406B4 (de) Kunststoffteil, umfassend zwei harte Überzugsschichten, sowie Verwendung des Kunststoffteils
DE102014115156B4 (de) Transparenter Leiter und damit ausgestattetes optisches Display
KR101748025B1 (ko) 소프트 몰드를 사용하는 프리즘필름용 고굴절 유무기 하이브리드 코팅제 조성물 및 그 제조 방법
EP3258298A1 (de) Optischer geschichteter körper und verfahren zur herstellung davon
DE102009010831A1 (de) Helligkeitsverstärkende reflektierende Folie
KR102012779B1 (ko) 고색재현 필름, 이를 포함하는 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치
KR102280262B1 (ko) 반사 방지 필름, 편광판 및 디스플레이 장치
KR20190137917A (ko) 반사 방지 필름, 편광판, 및 화상 표시 장치
JP2007272197A (ja) 光学フィルム、塗布組成物、偏光板、及び画像表示装置
KR20130117694A (ko) 하드 코트 필름, 편광판, 전방면판 및 화상 표시 장치
DE112018006308T5 (de) Blendschutzfolie, verfahren zum herstellen von dieser und verwendung von dieser
KR102267594B1 (ko) 반사 방지 필름, 편광판 및 디스플레이 장치
DE112018006311T5 (de) Blendschutzfolie, verfahren zum herstellen von dieser und verwendung von dieser
JP6778646B2 (ja) 反射防止フィルム、反射防止物品、偏光板、画像表示装置、モジュール、タッチパネル付き液晶表示装置、及び反射防止フィルムの製造方法
KR101809757B1 (ko) 하드 코트 필름, 하드 코트 필름의 제조 방법, 편광판, 전방면판 및 화상 표시 장치
DE112018006326T5 (de) Blendschutzfolie, verfahren zum herstellen von dieser und verwendung von dieser
DE112018006304T5 (de) Blendschutzfolie, verfahren zum herstellen von dieser und verwendung von dieser
DE112007002669T5 (de) Dispergiermittel für metallische Nanopartikel in einem organischen Medium
KR102155400B1 (ko) 고색재현 필름, 이를 포함하는 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치
CN114651197A (zh) 防眩性膜、防眩性膜的设计方法、防眩性膜的制造方法、光学构件及影像显示设备
KR20150108600A (ko) 내찰상성이 우수한 반사방지 필름

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final