KR102311060B1 - 플라스틱 기판 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재, 상기 플라스틱 지지 부재의 일면에 배치된 제1 무기막 및 상기 제1 무기막상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막을 포함하는 플라스틱 기판을 제공한다.

Description

플라스틱 기판 및 이를 포함하는 표시장치{PLASTIC SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 유리와 동등한 정도의 강도를 갖는 플라스틱 기판, 플라스틱 기판의 제조방법 및 플라스틱 기판을 포함하는 표시장치에 대한 것이다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 모바일 기기의 발전에 따라 표시장치용 기재의 박막화 및 슬림화가 요구되고 있다. 모바일 기기의 전면 윈도우 또는 전면 보호부재로 기계적 특성이 우수한 유리 또는 강화 유리가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 유리는 자체의 무게로 인해 모바일 기기가 고중량화되는 원인이 되고, 또한 외부 충격에 의한 파손의 문제를 유발한다.
이에 유리를 대체할 수 있는 소재로 플라스틱 소재가 연구되고 있다. 플라스틱 소재는 경량이면서도 깨질 우려가 적어, 보다 가벼운 모바일 기기를 추구하는 추세에 적합하다.
특히, 고경도 및 내마모성의 특성을 갖는 플라스틱 소재를 제조하기 위해 플라스틱 기재에 하드코팅층을 도입하는 기술들이 제안되고 있다. 그러나, 플라스틱 기재를 이용하여 유리에 상응하는 경도 및 내마모성을 갖는 소재를 제조하는 데 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 유리와 동등한 정도의 경도와 내마모성을 갖는 플라스틱 기판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 유리와 동등한 정도의 경도와 내마모성을 갖는 플라스틱 기판을 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재; 상기 플라스틱 지지 부재의 일면에 배치된 제1 무기막; 및 상기 제1 무기막 상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막;을 포함하며, 상기 제1 무기막은 실리콘 산화물(SiOx) 및 상기 실리콘 산화물과 연결된 고분자 연결기를 갖는 실리콘 중합체를 포함하고, 상기 제1 유-무기 하이브리드막은 고분자 수지 및 상기 고분자 수지에 분산된 무기물 입자를 포함하는 플라스틱 기판을 제공한다.
상기 실리콘 중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 반복 단위 및 하기 화학식 2로 표현되는 반복 단위 중 적어도 하나를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112015065367737-pat00001
여기서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이고, 상기 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이고, R5 및 R6는 각각 수소(H) 및 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
[화학식 2]
Figure 112015065367737-pat00002
상기 고분자 연결기는 하기 화학식 3 및 하기 화학식 4 중 어느 하나로 표현되는 중합단위를 포함한다.
[화학식 3]
Figure 112015065367737-pat00003
화학식 3에서, R7은 수소 또는 메틸기이고, R8는 Si와 연결되며 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
[화학식 4]
Figure 112015065367737-pat00004
화학식 4에서, R9은 Si와 연결되며 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
상기 고분자 연결기는 상기 제1 무기막 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%의 함량을 갖는다.
상기 제1 무기막은 3㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다.
상기 플라스틱 지지 부재는 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 및 방습 셀로판 중에서 선택된 어느 하나를 포함한다.
상기 플라스틱 지지 부재는 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체를 포함하며, 상기 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체 전체 중량에 대하여 폴리카보네이트(PC)은 50 내지 70 중량%의 함량을 가지며, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는다.
상기 플라스틱 지지 부재는 400㎛ 내지 1000㎛의 두께를 갖는다.
상기 고분자 수지는 아크릴수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 무기물 입자는 실리카 입자, ZrOx, Al2O3, TaOx 및 NiOx 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제1 유-무기 하이브리드막 전체 중량에 대하여 무기물 입자는 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는다.
상기 제1 유-무기 하이브리드막은 상기 제1 상기 유-무기 하이브리드막의 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.2 중량%의 불소(F)를 더 포함한다.
상기 제1 유-무기 하이브리드막은 5㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는다.
상기 플라스틱 기판은 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제1 무기막 사이 및 상기 제1 무기막과 상기 제1 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제1 유기막을 더 포함한다.
상기 제1 유기막은 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제1 유기막은 5㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다.
상기 플라스틱 기판은 상기 플라스틱 지지 부재의 타면에 배치된 제2 무기막; 및 상기 제2 무기막 상에 배치된 제2 유-무기 하이브리드막;을 더 포함하며, 상기 제2 무기막은 상기 제1 무기막과 동일한 조성을 가지며, 상기 제2 유-무기 하이브리드막은 상기 제1 유-무기 하이브리드막과 동일한 조성을 갖는다.
상기 플라스틱 기판은 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제2 무기막 사이 및 상기 제2 무기막과 상기 제2 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제2 유기막을 더 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예는 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재를 무기막 형성용 코팅액에 침지하여 상기 플라스틱 지지 부재의 양면에 각각 제1 무기막과 제2 무기막을 형성하는 단계; 및 상기 제1 무기막과 제2 무기막이 형성된 상기 플라스틱 지지 부재를 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액에 침지하여 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막 상에 제1 유-무기 하이브리드막과 제2 유-무기 하이브리드막을 각각 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 무기막 형성용 코팅액은 실리콘 산화물(SiOx) 및 커플링 성분을 갖는 실리콘 모노머를 포함하고, 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 유기 바인더 성분 및 상기 유기 바인더 성분에 분산된 무기물 입자를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법을 제공한다.
상기 실리콘 모노머는 하기 화학식 5로 표현되는 모노머 및 화학식 6으로 표현되는 모노머 중 적어도 하나를 포함한다.
[화학식 5]
Figure 112015065367737-pat00005
여기서, R21, R22, R23 및 R24는 각각 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 아크릴기 및 비닐기 중 어느 하나이고, 상기 R21, R22, R23 및 R24 중 적어도 하나는 아크릴기 및 비닐기 중 어느 하나이고, R25 및 R26는 각각 수소(H) 및 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
[화학식 6]
Figure 112015065367737-pat00006
상기 커플링 성분은 무기막 형성용 코팅액 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%의 함량을 갖는다.
상기 무기막을 형성하는 단계는, 플라스틱 지지 부재를 무기막 형성용 코팅액에 침지하여 플라스틱 지지 부재에 무기 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 무기 코팅층을 열경화하는 단계;를 포함한다.
상기 열경화 온도는 60℃ 내지 120℃이다.
상기 플라스틱 지지 부재는 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 및 방습 셀로판 중에서 선택된 어느 하나이다.
상기 플라스틱 지지 부재는 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체로 이루어지며, 상기 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체 전체 중량에 대하여 폴리카보네이트(PC)의 함량은 50 내지 70 중량%이고, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 함량은 30 내지 50 중량%이다.
상기 바인더 성분은, 모노머, 올리고머 및 광개시제를 포함하며, 상기 모노머는 아크릴계 모노머 및 우레탄계 모노머 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 무기물 입자는 실리카 입자, ZrOx, Al2O3, TaOx 및 NiOx 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 무기물 입자는 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액 전체 중량에 대하여 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는다.
상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액의 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.2 중량%의 불소를 더 포함한다.
상기 플라스틱 기판의 제조방법은 상기 무기막을 형성하는 단계 전 또는 후에 상기 플라스틱 지지 부재 상에 유기막을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 유기막은 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 표시패널 및 표시패널 상에 배치된 윈도우를 포함하며, 상기 윈도우는 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재; 상기 플라스틱 지지 부재의 일면에 배치된 제1 무기막; 및 상기 제1 무기막 상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막;을 포함하며, 상기 제1 무기막은 실리콘 산화물(SiOx) 및 상기 실리콘 산화물과 연결된 고분자 연결기를 갖는 실리콘 중합체를 포함하고, 상기 제1 유-무기 하이브리드막은 고분자 수지 및 상기 고분자 수지에 분산된 무기물 입자를 포함하는 플라스틱 기판인 표시장치를 제공한다.
상기 실리콘 중합체는 상기 화학식 1로 표현되는 반복 단위 및 상기 화학식 2로 표현되는 반복 단위 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 고분자 연결기는 상기 화학식 3 및 상기 화학식 4 중 어느 하나로 표현되는 중합단위를 포함한다.
상기 표시장치는 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제1 무기막 사이 및 상기 제1 무기막과 상기 제1 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제1 유기막을 더 포함한다.
상기 표시장치는, 상기 플라스틱 지지 부재의 타면에 배치된 제2 무기막; 및 상기 제2 무기막 상에 배치된 제2 유-무기 하이브리드막; 을 더 포함하며, 상기 제2 무기막은 상기 제1 무기막과 동일한 조성을 가지며, 상기 제2 유-무기 하이브리드막은 상기 제1 유-무기 하이브리드막과 동일한 조성을 갖는다.
상기 표시장치는 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제2 무기막 사이 및 상기 제2 무기막과 상기 제2 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제2 유기막을 더 포함한다.
상기 표시패널은 액정표시패널 및 유기발광 표시패널 중 어느 하나이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 기판은 플라스틱 지지 부재에 배치된 무기막 및 유-무기 하이브리드 막을 포함하여 우수한 경도와 내마모성을 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 기판은 표시장치의 윈도우로 사용되어, 표시장치가 경량화되도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라스틱 기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라스틱 기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라스틱 기판의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스틱 기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라스틱 기판의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 플라스틱 기판의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치의 평면도이다.
도 8은 도 10의 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 표시장치의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 실시예나 도면들로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 표현하기 위해 사용된 용어들로, 이러한 용어는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 할 것이다.
도면에서, 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서, 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 또한, 동일한 기능을 하는 구성요소는 동일한 부호로 표시된다.
어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 명세서에서 무기막이라고 함은 특별한 언급이 없는 한 제1 무기막과 제2 무기막 중 어느 하나를 의미하기도 하고 모두를 의미하기도 한다. 마찬가지로, 본 명세서에서 유-무기 하이브리드막이라고 함은 특별한 언급이 없는 한 제1 유-무기 하이브리드막과 제2 유-무기 하이브리드막 중 어느 하나를 의미하기도 하고 모두를 의미하기도 하며, 유기막이라고 함은 특별한 언급이 없는 한 제1 유기막과 제2 유기막 중 어느 하나를 의미하기도 하고 모두를 의미하기도 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라스틱 기판(101)의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플라스틱 기판(101)은 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재(310), 플라스틱 지지 부재의 일면에 배치된 제1 무기막(321) 및 제1 무기막(321) 상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막(331)을 포함한다.
제1 무기막(321)은 실리콘 산화물(SiOx) 및 상기 실리콘 산화물과 연결된 고분자 연결기를 갖는 실리콘 중합체를 포함한다. 또한, 제1 유-무기 하이브리드막(331)은 고분자 수지 및 고분자 수지에 분산된 무기물 입자를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 제1 무기막(321)과 제1 유-무기 하이브리드막(331)이 배치되는 플라스틱 지지 부재(310)로 광투과성 플라스틱 필름이 사용될 수 있다.
광투과성을 갖는 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 방습 셀로판 등이 플라스틱 지지 부재(310)로 사용될 수 있다.
플라스틱 지지 부재(310)로, 하기 화학식 7로 표현되는 카보네이트기를 갖는 플라스틱 필름이 사용될 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112015065367737-pat00007
카보네이트기의 C=O 기와 C-H 기는 제1 무기막(321)의 아크릴기 등과 친화성이 우수하여, 플라스틱 지지 부재(310)가 제1 무기막(321)과 강한 결합력을 가질 수 있다.
예를 들어, 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체로 된 플라스틱 필름이 플라스틱 지지 부재(310)로 사용될 수 있다. 이 때, 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체 전체 중량에 대하여 폴리카보네이트(PC)는 50 내지 70 중량%의 함량을 가지며, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 30 내지 50 중량%의 함량을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 함량비가 6:4인 공중합체가 플라스틱 지지 부재(310)로 사용될 수 있다.
플라스틱 지지 부재(310)는 400㎛ 내지 1000㎛의 두께를 가질 수 있다. 플라스틱 지지 부재(310)의 두께가 400㎛ 미만인 경우 지지 강도가 약해질 수 있으며, 1000㎛를 초과하는 경우 소자의 박형화에 불리하다.
제1 무기막(321)은 실리콘 산화물(SiOx) 및 실리콘 산화물과 연결된 고분자 연결기를 갖는 실리콘 중합체를 포함한다.
실리콘 중합체는 예를 들어 화학식 1로 표현되는 반복 단위 및 하기 화학식 2로 표현되는 반복 단위 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112015065367737-pat00008
[화학식 2]
Figure 112015065367737-pat00009
화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이고, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이다. R5 및 R6는 각각 수소(H) 및 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
아크릴 중합기는 아크릴기가 중합에 참여하여 형성된 아크릴 부분의 중합단위를 의미하며, 비닐 중합기는 비닐기가 중합에 참여하여 형성된 비닐 부분의 중합단위를 의미한다.
아크릴 중합기는 하기 화학식 3으로 표현될 수 있고, 비닐 중합기는 하기 화학식 4로 표현될 수 있다.
R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나가 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이기 때문에 화학식 1로 표현되는 반복단위가 서로 연결되어 실리콘 중합체가 만들어질 수 있다.
구체적으로, 화학식 1의 반복단위는 실리콘 산화물(SiOx)과 유기 커플링제가 혼합되여 만들어진 무기막 형성용 코팅액이 중합되어 만들어질 수 있다.
실리콘 산화물(SiOx)은 SiO2 또는 SiO3로 표현될 수 있고, 실리콘 산화물과 연결된 고분자 연결기는, 상기 화학식 3으로 표현되는 연결기 및 상기 화학식 4로 표현되는 연결기 중 어느 하나일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112015065367737-pat00010
화학식 3은 아크릴 중합기이며, R7은 수소 또는 메틸기이고, R8는 Si와 연결되며, C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
[화학식 4]
Figure 112015065367737-pat00011
화학식 4는 비닐 중합기이며, R9은 Si와 연결되며 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
또한, 화학식 2는 아크릴 중합기를 갖는 실리콘 중합체의 반복단위이다.
제1 무기막(321)에 포함된 고분자 연결기는 플라스틱 지지 부재(310)의 C=O 기와 C-H 기 등과 친화성이 우수하여, 플라스틱 지지 부재(310)와 제1 무기막(321)이 강한 결합력을 가질 수 있도록 한다. 예를 들어, 제1 무기막(321)의 고분자 연결기와 플라스틱 지지 부재(310)의 C=O 기 또는 C-H 기 사이에 수소결합이 형성될 수 있고, 판데르발스 힘이 발생할 수 있다.
이러한 고분자 연결기는 제1 무기막(321)의 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%의 함량을 가질 수 있다. 고분자 연결기의 함량이 5 중량% 미만인 경우 실리콘 중합체 형성이 어려우며, 15 중량%를 초과하는 경우 제1 무기막(321)의 강도가 약해질 수 있다.
제1 무기막(321)은 3㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다. 제1 무기막(321)의 두께가 3㎛ 미만인 경우, 플라스틱 기판(101)의 강도가 약해질 수 있다. 또한, 제1 무기막(321)의 두께가 10㎛를 초과하는 경우 소자의 박형화에 불리하다.
제1 유-무기 하이브리드막(331)은 고분자 수지 및 고분자 수지에 분산된 무기물 입자를 포함한다.
제1 유-무기 하이브리드막(331)의 형성에 사용되는 고분자 수지는 광투과성을 가지며, 그 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 고분자 수지로, 예를 들어, 아크릴수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
제1 유-무기 하이브리드막(331)은 유기 바인더 성분 및 유기 바인더 성분에 분산된 무기물 입자를 포함하는 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액의 중합 및 경화에 의하여 만들어질 수 있다. 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 후술된다.
무기물 입자의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 무기물 입자로, 예를 들어, 실리카 입자, ZrOx, Al2O3, TaOx, NiOx 등이 사용될 수 있다.
제1 유-무기 하이브리드막(331)의 전체 중량에 대하여 무기물 입자는 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는다. 구체적으로. 제1 유-무기 하이브리드막(331)에 있어서, 고분자 수지와 무기물 입자는 6:4의 함량비(중량비)를 가질 수 있다. 제1 유-무기 하이브리드막(331)에 포함된 무기물 입자의 함량이 30 중량% 미만인 경우 제1 유-무기 하이브리드막(331)의 강도가 약해질 수 있다. 무기물 입자의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우 안정적인 막 형성에 어려움이 있다.
또한, 제1 유-무기 하이브리드막(331)은 제1 유-무기 하이브리드막(331)의 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.2 중량%의 불소(F)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 불소(F)는 미량의 첨가제 역할을 한다. 불소(F)의 첨가에 의해 제1 유-무기 하이브리드막(331)의 강도가 증가될 수 있다.
제1 유-무기 하이브리드막(331)은 5㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는다. 제1 유-무기 하이브리드막(331)의 두께가 5㎛ 미만인 경우 제1 유-무기 하이브리드막(331)이 충분한 강도를 가지기 어렵고, 15㎛를 초과하는 경우 소자의 박형화에 불리하다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 이하, 중복을 피하기 위해, 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라스틱 기판(102)의 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 플라스틱 기판(102)은 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재(310), 플라스틱 지지 부재의 일면에 배치된 제1 무기막(321), 제1 무기막(321) 상에 배치된 제1 유기막(341) 및 제1 유기막(341) 상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막(331)을 포함한다.
제1 유기막(341)은 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 유기막(341)은 유기막 형성용 코팅액의 경화에 의해 만들어질 수 있다. 유기막 형성용 코팅액은 후술된다.
제1 유기막(341)은 제1 무기막(321)과 제1 유-무기 하이브리드막(331) 사이에 배치되어, 막 사이의 응력에 대한 버퍼 역할을 한다. 제1 유기막(341)은 제1 무기막(321)과 제1 유-무기 하이브리드막(331)에 포함된 고분자 성분의 OH 기와 수소결합을 할 수 있고, 또한 그 사이에 판데르발스 힘이 생성될 수 있다.
제1 유기막(341)은 5㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다. 제1 유기막(341)의 두께가 5㎛ 미만인 경우 층간 버퍼 효과가 거의 발생하지 않으며, 10㎛를 초과하는 경우 소자의 박형화에 불리하다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라스틱 기판(103)의 단면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 플라스틱 기판(103)은 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재(310), 플라스틱 지지 부재(310)의 일면에 배치된 제1 유기막(341), 제1 유기막(341) 상에 배치된 제1 무기막(321) 및 제1 무기막(321) 상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막(331)을 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 플라스틱 기판(103)은 제1 유기막(341)의 위치를 제외하고, 제2 실시예에 따른 플라스틱 기판(102)의 구성과 동일하다. 제1 유기막(341)은 플라스틱 지지 부재(310)와 제1 무기막(321) 사이에 배치되어, 층간 응력을 해소하는 버퍼 역할을 한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스틱 기판(104)의 단면도이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스틱 기판(104)은 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재(310), 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 각각 배치된 제1 무기막(321)과 제2 무기막(322) 및 제1 무기막(321)과 제2 무기막(322) 상에 각각 배치된 제1 유-무기 하이브리드막(331) 및 제2 유-무기 하이브리드막(332)을 포함한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스틱 기판(104)은 제1 실시예에 따른 플라스틱 기판(101)과 비교하여, 플라스틱 지지 부재(310)의 타면에 배치된 제2 무기막(322) 및 제2 무기막(322) 상에 배치된 제2 유-무기 하이브리드막(332)을 더 포함한다.
제2 무기막(322)은 제1 무기막(321)과 동일한 조성을 가지며, 제2 유-무기 하이브리드막(332)은 제1 유-무기 하이브리드막(331)과 동일한 조성을 갖는다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제5 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라스틱 기판(105)의 단면도이다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 플라스틱 기판(105)은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스틱 기판(104)과 비교하여, 제1 무기막(321)과 제1 유-무기 하이브리드막(331) 사이에 배치된 제1 유기막(341) 및 제2 무기막(322)과 제2 유-무기 하이브리드막(332) 사이에 배치된 제2 유기막(342)을 더 포함한다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제6 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 플라스틱 기판(106)의 단면도이다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 플라스틱 기판(106)은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라스틱 기판(104)과 비교하여, 플라스틱 지지 부재(310)와 제1 무기막(321) 사이에 배치된 제1 유기막(341) 및 플라스틱 지지 부재(310)와 제2 무기막(322) 사이에 배치된 제2 유기막(342)을 더 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 기판의 제조방법을 설명한다. 구체적으로, 딥 코팅(dip coating) 방법에 의하여 본 발명의 제4 실시예들에 따른 플라스틱 기판(104)을 제조하는 방법을 설명한다.
플라스틱 기판(104)을 제조하기 위해, 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재(310)를 무기막 형성용 코팅액에 침지하여 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 각각 제1 무기막(321)과 제2 무기막(322)을 형성하고, 제1 무기막(321)과 제2 무기막(322)이 형성된 플라스틱 지지 부재(310)를 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액에 침지하여 제1 무기막(321) 상에 제1 유-무기 하이브리드막(331)을 형성하고, 제2 무기막(322) 상에 제2 유-무기 하이브리드막(332)을 형성한다.
제1 무기막(321)과 제2 무기막(322)을 무기막(321, 322)이라고 하며, 제1 유-무기 하이브리드막(331)과 제2 유-무기 하이브리드막(332)을 유-무기 하이브리드막(331, 332)이라고도 한다. 딥 코팅에 의해 무기막(321, 322)과 유-무기 하이브리드막(331, 332)은 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 형성된다.
플라스틱 지지 부재(310)는 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 및 방습 셀로판 중에서 선택된 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, 전체 중량에 대하여 폴리카보네이트(PC)의 함량은 50 내지 70 중량%이고, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 함량은 30 내지 50 중량%인 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체가 플라스틱 지지 부재(310)로 사용될 수 있다.
무기막(321, 322)을 형성하는 단계는, 플라스틱 지지 부재(310)를 무기막 형성용 코팅액에 침지하여 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 무기 코팅층을 형성하는 단계 및 무기 코팅층을 열경화하는 단계를 포함한다.
무기막 형성용 코팅액은 실리콘 산화물(SiOx) 및 커플링 성분을 갖는 실리콘 모노머를 포함한다. 커플링 성분으로, 예를 들어 에폭시기, 페닐기, 아크릴기, 비닐기 등이 있다.
실리콘 산화물(SiOx)과 커플링 성분을 갖는 실리콘 모노머로 화학식 5로 표현되는 모노머와 화학식 6으로 표현되는 모노머가 있다. 이들은 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112015065367737-pat00012
[화학식 6]
Figure 112015065367737-pat00013
화학식 5에서, R21, R22, R23 및 R24는 각각 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 아크릴기 및 비닐기 중 어느 하나이고, 상기 R21, R22, R23 및 R24 중 적어도 하나는 아크릴기 및 비닐기 중 어느 하나이다. R25 및 R26는 각각 수소(H) 및 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
화학식 5에서, R21, R22, R23 및 R24는 커플링 성분에 해당되며, 화학식 6에서 실리콘과 결합된 아크릴기가 커플링 성분에 해당된다.
커플링 성분은 무기막 형성용 코팅액 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%의 함량을 갖는다.
실리콘계 무기물과 커플링 성분이 혼합된 무기막 형성용 코팅액은 하이브리드 졸(Hybrid Sol) 형태이며, 이러한 하이브리드 졸은 실리콘 산화물(SiOx), 예를 들어, 실리카(Silica, SiO2)와 유기 커플링제(Coupling Agent)의 혼합에 의하여 만들어질 수 있다.
구체적으로, 알콕시 실란계 실리콘 산화물(alkoxysilane based SiO2)과 유기 실란계 화합물의 혼합에 의하여 무기막 형성용 코팅액이 만들어질 수 있다. 여기서, 알콕시 실란계 실리콘 산화물은 실리콘을 제공하고, 유기 실란계 화합물은 중합성기를 제공한다.
유기 실란계 화합물은 아크릴기, 비닐기 및 페닐기 중 어느 하나를 가질 수 있으며, SiO2와 결합된다. 아크릴기는 무기막(321, 322)의 결합력(Adhesion) 및 밀도(Density)를 증가시키고, 비닐기는 유연성(Flexibility)을 증가시키고, 페닐기(Phenyl)는 내열성을 증가시킨다.
플라스틱 지지 부재(310)가 무기막 형성용 코팅액에 침지되어 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 무기 코팅층이 형성된 다음, 무기 코팅층이 열경화된다. 이 때, 비교적 저온에서 열경화가 이루어질 수 있다. 열경화 온도는 60℃ 내지 120℃이다.
이와 같은 무기막 형성용 코팅액이 사용되는 경우, 고온에서 실시되는 스프터링이나 증착 등의 방법이 사용되지 않고도 무기막이 형성될 수 있다. 따라서, 열에 의한 플라스틱 지지 부재(310)의 손상이 방지된다.
유-무기 하이브리드막(331, 332)을 형성하는 단계는, 무기막(321, 322)이 형성된 플라스틱 지지 부재(310)를 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액에 침지하여 무기막(321, 322)의 양면에 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅층을 형성하는 단계 및 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅층을 광경화하는 단계를 포함한다. 이때 광경화를 위해 자외선 조사가 이루어질 수 있다.
유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 유기 바인더 성분 및 유기 바인더 성분에 분산된 무기물 입자를 포함한다.
유기 바인더 성분은, 모노머, 올리고머 및 광개시제를 포함한다. 모노머는 아크릴계 모노머 및 우레탄계 모노머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유기 바인더 성분은 유기막(341, 342) 형성에도 사용될 수 있다.
유기 바인더 성분 전체 중량에 대하여, 20 내지 60 중량%의 모노머, 20 내지 60 중량%의 올리고머, 10 내지 50 중량%의 고무계 유연성분 및 1 내지 10중량%의 광중합 개시제가 포함될 수 있다.
모노머로 단관능 모노머와 다관능 모노머가 사용될 수 있다.
단관능 모노머로, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트와 같은 아크릴계 모노머가 사용된다. 또한 N-비닐피롤리돈과 같은 비닐계 모노머가 첨가될 수도 있다.
2개 이상의 반응성기를 갖는 다관능 모노머로, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트와 같은 아크릴계 모노머가 사용될 수 있다.
또한, 다관능 모노머로 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, "(메타)아크릴레이트"는 아크릴레이트와 메타크릴레이트 중 어느 하나를 의미하기도 하며 모두를 의미하기도 한다.
모노머는 단독으로 사용될 수 있으며, 2종 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다.
올리고머로 5,000 내지 50,000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 우레탄 (메타)아크릴레이트(urethane (metha)acrylate)가 사용될 수 있다.
올리고머의 중량평균 분자량(Mw)이 50,000을 초과하면, 고온 고습 환경에서 백탁할 우려가 있다. 올리고머의 중량평균 분자량(Mw)이 5,000 미만이면, 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 상온에서 고체 상태를 유지하기가 곤란해질 수 있다.
우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자 내에 2개 이상의 수산기를 가지는 폴리올 화합물, 분자 내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물, 및 분자 내에 하나 이상의 수산기를 함유하는 (메타)아크릴레이트의 반응에 의하여 만들어질 수 있다.
분자 내에 2개 이상의 수산기를 가지는 폴리올 화합물로, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 카프로락톤 디올, 비스페놀 폴리올, 폴리이소프렌 폴리올, 수소 첨가 폴리이소프렌 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올, 수소 첨가 폴리부타디엔 폴리올, 피마자유 폴리올, 폴리카보네이트 디올 등이 있다. 이들은 단독으로 사용될 수 있고, 2개 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다.
분자 내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 화합물로, 예를 들어, 방향족 폴리이소시아네이트, 지환식폴리이소시아네이트, 지방족 폴리이소시아네이트 등이 있다. 이들은 단독으로 사용될 수 있고, 2개 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다.
분자 내에 하나 이상의 수산기를 함유하는 (메타)아크릴레이트로, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 1, 3－프로판디올, 1, 3－부탄디올, 1, 4－부탄디올, 폴리에틸렌 글리콜 등의 2가의 알코올의 모노(메타)아크릴레이트; 트리메틸롤에탄, 트리메틸롤프로판, 글리세린 등의 3가의 알코올의 모노(메타)아크릴레이트; 또는 디(메타)아크릴레이트 등이 있다. 이들은 단독으로 사용될 수 있고, 2개 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다.
올리고머로, 특히, 하기 화학식 8로 표현되는 실리콘아크릴레이트(silicone acrylate)가 사용될 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112015065367737-pat00014
여기서, n은 5 내지 50의 정수이다.
화학식 8의 실리콘아크릴레이트는 실리콘(Si)을 포함하며, 무기막(321, 322)과 친화성이 우수하다.
고무계 유연성분으로 10,000 내지 100,000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 폴리부타디엔(polybutadiene) 및 폴리이소프렌(polyisoprene) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 고무계 유연성분은 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액에 유연성을 부여한다. 고무계 유연성분의 중량평균 분자량(Mw)이 10,000 내지 100,000이면 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액 이 안정적인 유동성을 가질 수 있다.
광중합 개시제는 자외선 등의 활성 에너지선을 흡수하여 라디칼을 생성한다. 광중합 개시제로부터 생성된 라디칼이 모노머, 올리고머와 반응하여 점착제 조성물의 중합반응이 개시된다. 중합반응과 함께 모노머, 올리고머 및 고무계 유연성분 사이의 가교 반응이 일어날 수 있으며, 이러한 중합 및 가교 반응에 의하여 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액이 경화되어 유-무기 하이브리드막이 형성된다.
무기물 입자는 실리카 입자, ZrOx, Al2O3, TaOx 및 NiOx 중 적어도 하나를 포함한다. 무기물 입자는 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액 전체 중량에 대하여 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는다.
또한, 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액의 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.2 중량%의 불소를 더 포함할 수 있다.
불소는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물의 형태로 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액에 포한될 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112015065367737-pat00015
여기서, R31와 R32는 C1 내지 C6의 탄화소수기이고, m과 n은 각각 독립적으로1 내지 20의 정수이다.
이와 같이, 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 무기막(321, 322)과 유-무기 하이브리드막(331, 332)이 형성됨에 따라, 도 4의 플라스틱 기판(104)이 만들어진다.
또한, 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 무기막(321, 322)이 형성된 다음 유-무기 하이브리드막(331, 332)이 형성되기 전에, 무기막(321, 322) 상에 유기막(341, 342)이 형성될 수 있다. 이 경우, 도 5의 플라스틱 기판(105)이 만들어질 수 있다.
여기서, 제1 무기막(321) 상에 형성된 제1 유기막(341)과 제2 무기막(322) 상에 형성된 제2 유기막(342)을 유기막(341, 342)이라 통칭한다. 이하 동일하다.
한편, 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 무기막(321, 322)이 형성되기 전에, 플라스틱 지지 부재(310)의 양면에 유기막(341, 342)이 형성되고, 그 위에 무기막(321, 322)과 유-무기 하이브리드막(331, 332)이 순차적으로 형성될 수 있다. 이 경우, 도 6의 플라스틱 기판(106)이 만들어질 수 있다.
유기막(341, 342)은, 유기 바인더 성분으로 이루어진 유기막 형성용 코팅액을 이용한 딥 코팅 방법에 의하여 형성될 수 있다.
유기막 형성용 코팅액으로 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액 제조에 사용된 유기 바인더 성분이 사용될 수 있다.
즉, 유기막 형성용 유기 바인더 성분은, 모노머, 올리고머 및 광개시제를 포함한다. 모노머는 아크릴계 모노머 및 우레탄계 모노머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 유기막 형성용 코팅액은 코팅액 전체 중량에 대하여, 20 내지 60 중량%의 모노머, 20 내지 60 중량%의 올리고머, 10 내지 50 중량%의 고무계 유연성분 및 1 내지 10중량%의 광중합 개시제를 포함할 수 있다.
이와 같이 형성된 유기막(341, 342)은 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함한다. 유기막(341, 342)은 예를 들어, 하기 화학식 10으로 표현되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 10]
Figure 112015065367737-pat00016
유기막(341, 342)의 아크릴기는 플라스틱 지지 부재(310) 및 무기막(321, 322)와 우수한 친화성을 나타내고, 유-무기 하이브리드막(331, 332)과의 친화성이 우수하다. 예를 들어, 유기막(341, 342)과 유-무기 하이브리드막(331, 332)은 계면에서 화학식 11과 같은 결합을 형성할 수 있다.
[화학식 11]
Figure 112015065367737-pat00017
화학식 11에서 "OR"은 유기막(341, 342)을 나타낸다. 유기막(341, 342)은 유-무기 하이브리드막(331, 332)에 포함된 실리카 입자(Si-O)와 결합할 수 있다.
이러한 결합에 의해, 무기막, 유기막 및 유-무기 하이브리드막을 포함하는 코팅막의 강도가 향상된다.
이하, 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 플라스틱 기판의 물리적 특성을 평가한다. 제4 실시예의 플라스틱 기판(104)으로 만들어진 시료를 시험예 1이라 하고, 제5 실시예의 플라스틱 기판(105)으로 만들어진 시료를 시험예 2라 하고, 제6 실시예의 플라스틱 기판(106)으로 만들어진 시료를 시험예 3이라 한다.
시험예 1 내지 3의 시료에서, 플라스틱 지지 부재(310)는 550㎛의 두께를 갖는 폴리카보네이트 필름이고, 무기막(321, 322)은 화학식 2의 반복단위를 갖는 막이고, 유-무기 하이브리드막(331, 332)은 우레탄 아크릴레이트로 된 고분자 수지 60중량% 및 고분자 수지에 분산된 실리카 입자 40중량%를 포함하는 막이고, 유기막은 우레탄 아크릴레이트 막이다.
구체적으로 시험예 1의 시료는, 10㎛의 유-무기 하이브리드막, 5㎛의 무기막, 550㎛의 플라스틱 지지 부재, 5㎛의 무기막 및 10㎛의 유-무기 하이브리드막이 순차적으로 배치된 구조이다.
시험예 2의 시료는 5㎛의 유-무기 하이브리드막, 10㎛의 유기막, 5㎛의 무기막, 550㎛의 플라스틱 지지 부재, 5㎛의 무기막, 10㎛의 유기막 및 5㎛의 유-무기 하이브리드막이 순차적으로 배치된 구조이다.
시험예 3의 시료는 5㎛의 유-무기 하이브리드막, 10㎛의 무기막, 5㎛의 유기막, 550㎛의 플라스틱 지지 부재, 5㎛의 유기막, 10㎛의 무기막 및 5㎛의 유-무기 하이브리드막이 순차적으로 배치된 구조이다.
비교를 위해, 폴리카보네이트 필름(두께 550㎛) 만으로 된 플라스틱 기판(비교예 1), 폴리카보네이트 필름(두께 550㎛) 양면에 딥 코팅에 의해 유-무기 하이브리드막(두께 10㎛)이 형성된 플라스틱 기판(비교예 2) 및 폴리카보네이트 필름(두께 550㎛) 양면에 스프레이 코팅에 의해 유-무기 하이브리드막(두께 20㎛)이 형성된 플라스틱 기판(비교예 3)이 사용된다.
물리적 특성 평가를 위해 플라스틱 기판의 연필경도, 내스크래치성, 내충격성 및 광특성이 측정되었다, 구체적인 측정방법은 다음과 같다.
1)연필 경도
플라스틱 기판을 이용하여 150 mm x 100 mm의 크기의 샘플을 만들고, JIS K 5600-5-4 기준의 연필경도 시험 규정에 준하여, 하중 1kg에 대해 연필경도를 5회 측정하여 가장 낮은 값을 선택하여 계측하였다.
연필경도에서 H, F, B 의 기호는 경도와 농도를 나타내는 것으로서 각각 hard, firm, black의 머리글자이고, 높은 숫자의 H심일수록 딱딱하며, 높은 숫자의 B심일수록 부드럽다. 즉, 9H가 제일 높은 경도이며, 8H, 7H, 6H, 5H, 4H, 3H, 2H, H, F, B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B, 9B 로 갈수록 낮은 경도를 의미한다.
2) 내스크래치성
플라스틱 기판을 이용하여 200 mm x 200 mm의 크기의 샘플을 만들고, 직경 25 mm 의 원주의 평탄한 면에 스틸울#0000번을 균일하게 접착시킨 후, 하중 1.0 Kg으로 시료표면을 매초 약 100 mm의 속도로 30회 왕복한 다음, 샘플 표면에 발생된 흠집의 개수를 육안으로 확인하였다. 흠집이 2개 이하인 경우 ○, 흠집이 2개 이상 5개 미만인 경우 △, 흠집이 5개 이상인 경우 ｘ로 평가하였다.
3) 내충격성
22g의 쇠구슬을 시료와 이격되어 낙하한 후, 크랙이 발생하는지 여부를 확인하였다. 쇠구슬의 낙하 높이를 높이면서 낙하를 실시하여, 크랙이 발생되는 높이를 확인하였다. 쇠구슬의 낙하 높이는 5cm부터 시작하여 20cm까지 높였다.
4) 광특성
분광광도계(기기명: COH-400)를 이용하여 투과율, 반사율 및 헤이즈를 측정하였다.
물성 측정 결과가 하기 표 1에 도시되었다.
구분 시험예 1 시험예 2 시험예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
연필경도 7H 8H 6H 1H 4H 4H
내스크래치 ○ ○ ○ X △ △
내충격성 20cm 낙하
크랙 없음		 20cm 낙하
크랙 없음		 15cm 낙하
크랙 없음		 10~15cm
크랙 발생		 10~15cm
크랙 발생		 10~15cm
크랙 발생
헤이즈(%) 3.43 3.18 3.33 - 4.32 5.42
투과율(%) 91.9 91.5 91.2 90.2 90.9 90.9
반사율(%) 7.3 7.2 7.3 9.3 8.1 8.1
표 1을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 시험예 1 내지 3의 시료는 6H 이상의 연필경도를 가지며, 내스크래치 특성 및 내충격성이 우수함을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명의 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 플라스틱 기판은 유리에 상응하는 기계적 특성을 가진다. 또한 시험예 1 내지 3의 시료는 우수한 광특성을 갖는다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치(107)를 설명한다. 도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치(107)의 평면도이고, 도 8은 도 7의 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치(107)는 표시패널(110), 표시패널(110) 상에 배치된 접착층(290) 및 접착층(290) 상에 배치된 플라스틱 기판(101)을 포함한다. 본 발명의 제7 실시예에서 접착층(290) 상에 배치된 플라스틱 기판(101)은 표시패널(110)을 보호하는 윈도우이다.
표시패널(110)은 화상을 표시한다. 표시패널(110)에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들어, 표시패널(110)로 유기발광 표시패널(organic light emitting display panel)과 같은 자발광형 표시패널이 사용될 수 있고, 액정 표시패널(liquid crystal display panel), 전기습윤 표시패널(electrowetting display panel), 전기영동 표시패널(electrophoretic display panel), 또는 MEMS 표시패널(microelectromechanical system display panel)과 같은 비발광형 표시패널이 사용될 수도 있다. 비발광형 표시패널이 사용되는 경우, 표시장치는 표시패널(110)로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
한편, 표시패널(110)과 플라스틱 기판(101) 사이에 편광판(미도시)이 배치될 수 있다. 편광판은 외부에서 입사된 광(외광)이 표시패널(110)에서 반사되어 사용자에게 시인되는 것을 방지한다.
또한, 표시장치(107)는 터치 스크린 패널(touch screen panel)(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린 패널은 표시패널(110)과 편광판 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 표시패널(110)로 유기발광 표시패널이 사용된다. 따라서, 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치는 유기발광 표시장치이다. 그러나, 본 발명의 제7 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 표시패널(110)은 제1기판(111), 배선부(130), 유기발광소자(210) 및 제2기판(112)을 포함한다.
제1기판(111)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 제1기판(111)이 스테인리스강 등의 금속성 재료로 만들어질 수도 있다.
제1기판(111) 상에 버퍼층(121)이 배치된다. 버퍼층(121)은 다양한 무기막들 및 유기막들 중에서 선택된 하나 이상의 막을 포함할 수 있다. 버퍼층(121)은 수분과 같은 불순물이 배선부(130)나 유기발광소자(210)로 침투하는 것을 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 하지만, 버퍼층(121)이 반드시 필요한 것은 아니며, 생략될 수도 있다.
배선부(130)는 버퍼층(121) 상에 배치된다. 배선부(130)는 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20) 및 축전 소자(80)를 포함하는 부분으로, 유기발광소자(210)를 구동한다. 유기발광소자(210)는 배선부(130)로부터 전달받은 구동 신호에 따라 광을 방출하여 화상을 표시한다.
도 7 및 8에, 하나의 화소에 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)가 구비된 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기발광 표시장치가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 제7 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 이러한 구조로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유기발광 표시장치는 하나의 화소에 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 포함할 수 있으며, 별도의 배선을 더 포함하는 다양한 구조를 가질 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기발광 표시장치는 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
하나의 화소마다 각각 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80) 및 유기발광소자(organic light emitting diode, OLED)(210)가 구비된다. 또한, 일 방향을 따라 배치되는 게이트 라인(151)과, 게이트 라인(151)과 절연 교차되는 데이터 라인(171)과 공통 전원 라인(172)이 배선부(130)에 배치된다. 하나의 화소는 게이트 라인(151), 데이터 라인(171) 및 공통 전원 라인(172)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 화소정의막(PDL) 또는 블랙 매트릭스에 의하여 화소가 정의될 수도 있다.
유기발광소자(210)는 제1 전극(211), 제1 전극(211) 상에 배치된 유기 발광층(212) 및 유기 발광층(212) 상에 배치된 제2 전극(213)을 포함한다. 제1 전극(211) 및 제2 전극(213)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(212) 내부로 주입된다. 이렇게 주입된 정공과 전자가 결합되어 형성된 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 층간 절연막(145)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 축전판(158, 178)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(145)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(158, 178) 사이의 전압에 의해 축전용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(131), 스위칭 게이트 전극(152), 스위칭 소스 전극(173), 및 스위칭 드레인 전극(174)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(132), 구동 게이트 전극(155), 구동 소스 전극(176), 및 구동 드레인 전극(177)을 포함한다. 반도체층(131, 132)과 게이트 전극(152, 155)은 게이트 절연막(141)에 의하여 절연된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(152)은 게이트 라인(151)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(173)은 데이터 라인(171)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(174)은 스위칭 소스 전극(173)으로부터 이격 배치되며 어느 한 축전판(158)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기발광소자(210)의 유기 발광층(212)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극인 제1 전극(211)에 인가한다. 구동 게이트 전극(155)은 스위칭 드레인 전극(174)과 연결된 축전판(158)과 연결된다. 구동 소스 전극(176) 및 다른 한 축전판(178)은 각각 공통 전원 라인(172)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(151)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동되어 데이터 라인(171)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(172)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기발광소자(210)로 흘러 유기발광소자(210)가 발광하게 된다.
제1 전극(211)은 정공을 주입하는 애노드(anode)이며, 제2 전극(213)은 전자를 주입하는 캐소드(cathode)이다. 하지만, 본 발명의 제7 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극(211)이 캐소드가 되고, 제2 전극(213)이 애노드가 될 수도 있다.
평탄화막(146)은 층간 절연막(145) 상에 배치된다. 평탄화막(146)은 절연 재료로 만들어질 수 있으며, 배선부(130)를 보호한다. 평탄화막(146)과 층간 절연막(145)은 동일한 재료로 만들어질 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(20)의 구동 드레인 전극(177)은 평탄화막(146)에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 유기발광소자(210)의 제1 전극(211)과 연결된다.
본 발명의 제7 실시예에서, 제1 전극(211)은 반사전극이고, 제2 전극(213)은 반투과 전극이다. 따라서, 유기 발광층(212)에서 발생된 광은 제2 전극(213)을 투과하여 발광된다.
반사전극 및 반투과 전극의 형성에 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다. 이때, 반사전극과 반투과 전극은 두께로 결정된다. 일반적으로, 반투과 전극은 약 200nm 이하의 두께를 갖는다. 반투과 전극의 두께가 얇아질수록 광의 투과율이 높아지고, 두께가 두꺼워질수록 광의 투과율이 낮아진다.
구체적으로 제1 전극(211)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함하는 반사막 및 반사막 상에 배치된 투명 도전막을 포함할 수 있다. 여기서, 투명 도전막은 투명전도성산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)을 포함할 수 있는데, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide) 및 In2O3(Indium Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 투명 도전막은 높은 일함수를 갖기 때문에 제1 전극(211)을 통한 정공 주입이 원활해진다.
또한, 제1 전극(211)은 투명 도전막, 반사막 및 투명 도전막이 차례로 적층된 3중막 구조를 가질 수도 있다.
제2 전극(213)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함하는 반투과막으로 만들어질 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제1 전극(211)과 유기 발광층(212) 사이에 정공 주입층(hole injection layer; HIL) 및 정공 수송층(hole transporting layer; HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다. 또한, 유기 발광층(212)과 제2 전극(213) 사이에 전자 수송층(electron transport layer; ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
유기 발광층(212), 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL)을 유기층이라고도 한다. 유기층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 만들어질 수 있다.
화소 정의막(191)은 개구부를 갖는다. 화소 정의막(191)의 개구부는 제1 전극(211)의 일부를 드러낸다. 화소 정의막(191)의 개구부에 제1 전극(211), 유기 발광층(212) 및 제2 전극(213)이 차례로 적층된다. 제2 전극(213)은 유기 발광층(212)뿐만 아니라 화소 정의막(191) 위에도 배치된다. 유기발광소자(210)는 화소 정의막(191)의 개구부에 위치한 유기 발광층(212)에서 광을 발생시킨다. 이와 같이, 화소 정의막(191)은 발광 영역을 정의할 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제2 전극(213) 상에 캡핑층(미도시)이 배치될 수 있다. 캡핑층은 유기발광소자(210)를 보호한다.
유기발광소자(210)를 보호하기 위해, 제1기판(111)과 대향되도록 유기발광소자(210) 상에 제2기판(112)이 배치된다. 제2기판(112)은 제1기판(111)과 동일한 재료로 만들어질 수 있다. 제1기판(111)과 제2기판(112)은 실링재(미도시)에 의하여 밀봉될 수 있다.
한편, 유기발광소자(210)와 제2기판(112) 사이에 완충 물질(202)이 배치된다. 완충 물질(202)은 표시장치(107)의 외부로부터 가해질 수 있는 충격에 대하여 유기발광소자(210) 등의 내부 소자를 보호한다. 완충 물질(202)은 유기발광 표시장치(107)의 기구적인 신뢰성을 향상시킨다. 완충 물질(202)은 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표시패널(110) 상에 배치된 접착층(290)이 배치되고, 접착층(290) 상에 플라스틱 기판(101)이 배치된다. 플라스틱 기판(101) 중 제1 무기막(321)과 제1 유-무기 하이브리드막(331)이 배치된 쪽이 표시패널(110)의 반대쪽에 위치한다.
플라스틱 기판(101)은 표시패널(110)을 보호하는 윈도우 역할을 한다.
그러나, 본 발명의 제7 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 제2 내지 제6 실시예에 따른 플라스틱 기판(102, 103, 104, 105, 106)이 윈도우로 사용될 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 제8 실시예를 설명한다. 도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 표시장치(108)의 단면도이다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 표시장치(108)은 유기발광소자(210) 상에 배치된 박막 봉지층(250)을 포함한다.
박막 봉지층(250)은 하나 이상의 무기막(251, 253, 255) 및 하나 이상의 유기막(252, 254)을 포함한다. 박막 봉지층(250)은 무기막(251, 253, 255)과 유기막(252, 254)이 교호적으로 적층된 구조를 갖는다. 이때, 무기막(251)이 최하부에 배치된다. 즉, 무기막(251)이 유기발광소자(210)와 가장 가깝게 배치된다. 도 9에서 박막 봉지층(250)이 3개의 무기막(251, 253, 255)과 2개의 유기막(252, 254)을 포함하고 있으나, 본 발명의 제6 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
무기막(251, 253, 255)은 Al2O3, TiO2, ZrO, SiO2, AlON, AlN, SiON, Si3N4, ZnO, 및 Ta2O5, SiOx 및 SiNx 중 하나 이상의 무기물을 포함한다. 무기막(251, 253, 255)은 화학증착(chemical vapor deposition, CVD)법 또는 원자층 증착(atomic layer depostion, ALD)법을 통해 형성된다. 하지만, 본 발명의 제6 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 무기막(251, 253, 255)은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.
유기막(252, 254)은 고분자(polymer) 계열의 소재로 만들어진다. 여기서, 고분자 계열의 소재는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드, 및 폴리에틸렌 등을 포함한다. 유기막(252, 254)은 열증착 공정을 통해 형성될 수 있다. 유기막(252, 254)을 형성하기 위한 열증착 공정은 유기발광소자(210)를 손상시키지 않는 온도 범위 내에서 진행된다. 하지만, 본 발명의 제6 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 유기막(252, 254)은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.
박막의 밀도가 치밀하게 형성된 무기막(251, 253, 255)이 주로 수분 또는 산소의 침투를 억제한다. 대부분의 수분 및 산소는 무기막(251, 253, 255)에 의해 유기발광소자(210)로의 침투가 차단된다.
무기막(251, 253, 255)을 통과한 수분 및 산소는 유기막(252, 254)에 의해 다시 차단된다. 유기막(252, 254)은 무기막(251, 253, 255)에 비해 상대적으로 투습 방지 효과는 적다. 하지만, 유기막(252, 254)은 투습 억제 외에 무기막(251, 253, 255)과 무기막(251, 253, 255) 사이에서, 각층들 간의 응력을 줄여주는 완충층의 역할도 함께 수행한다. 또한, 유기막(252, 254)은 평탄화 특성을 가지므로, 박막 봉지층(250)의 최상부면이 평탄해질 수 있다.
박막 봉지층(250)은 10㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 유기발광 표시장치(102)의 전체적인 두께가 매우 얇게 형성될 수 있다.
유기발광소자(210) 상에 박막 봉지층(250)이 배치되는 경우, 제2기판(112)이 생략될 수도 있다. 제2기판(112)이 생략되는 경우 표시장치(108)의 플렉서블 특성이 우수해진다.
이상 실시예와 도면을 참고하여 본 발명의 설명하였다. 상기 실시예와 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 상기 실시예나 도면에 의하여 한정되지 않는다.
101, 102, 103, 104, 105, 106: 플라스틱 기판
107, 108: 표시장치 110: 표시패널
111: 제1기판 112: 제2기판
210: 유기발광소자 211: 제1 전극
212: 유기 발광층 213: 제2 전극
250: 박막봉지층 310: 플라스틱 지지 부재
321: 제1 무기막 322: 제2 무기막
331: 제1 유-무기 하이브리드막
332: 제2 유-무기 하이브리드막
341: 제1 유기막 342: 제2 유기막

Claims (38)

  1. 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재;
    상기 플라스틱 지지 부재의 일면에 배치되고, 3~10 ㎛의 두께를 갖는 제1 무기막; 및
    상기 제1 무기막 상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막;을 포함하며,
    상기 제1 무기막은 실리콘 산화물(SiOx) 및 상기 실리콘 산화물과 연결된 고분자 연결기를 갖는 실리콘 중합체를 포함하고,
    상기 제1 유-무기 하이브리드막은 고분자 수지 및 상기 고분자 수지에 분산된 무기물 입자를 포함하는 플라스틱 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 반복 단위 및 하기 화학식 2로 표현되는 반복 단위 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판:
    [화학식 1]
    Figure 112015065367737-pat00018

    여기서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이고,
    상기 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이고,
    R5 및 R6는 각각 수소(H) 및 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
    [화학식 2]
    Figure 112015065367737-pat00019
  3. 제1항에 있어서, 상기 고분자 연결기는 하기 화학식 3 및 하기 화학식 4 중 어느 하나로 표현되는 중합단위를 포함하는 플라스틱 기판:
    [화학식 3]
    Figure 112015065367737-pat00020

    화학식 3에서, R7은 수소 또는 메틸기이고, R8는 Si와 연결되며 C1 내지 C6의 탄화수소기이다:
    [화학식 4]
    Figure 112015065367737-pat00021

    화학식 4에서, R9은 Si와 연결되며 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고분자 연결기는 상기 제1 무기막 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%의 함량을 갖는 플라스틱 기판.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재는 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 및 방습 셀로판 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 플라스틱 기판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재는 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체를 포함하며,
    상기 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체 전체 중량에 대하여 폴리카보네이트(PC)은 50 내지 70 중량%의 함량을 가지며, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)는 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는 플라스틱 기판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재는 400㎛ 내지 1000㎛의 두께를 갖는 플라스틱 기판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 고분자 수지는 아크릴수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 무기물 입자는 실리콘 입자, ZrOx, Al2O3, TaOx 및 NiOx 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 유-무기 하이브리드막 전체 중량에 대하여 무기물 입자는 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는 플라스틱 기판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 유-무기 하이브리드막은 상기 제1 상기 유-무기 하이브리드막의 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.2 중량%의 불소(F)를 더 포함하는 플라스틱 기판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 유-무기 하이브리드막은 5㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는 플라스틱 기판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제1 무기막 사이 및 상기 제1 무기막과 상기 제1 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제1 유기막을 더 포함하는 플라스틱 기판.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 유기막은 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1 유기막은 5㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는 플라스틱 기판.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 지지 부재의 타면에 배치된 제2 무기막; 및
    상기 제2 무기막 상에 배치된 제2 유-무기 하이브리드막;을 더 포함하며,
    상기 제2 무기막은 상기 제1 무기막과 동일한 조성을 가지며, 상기 제2 유-무기 하이브리드막은 상기 제1 유-무기 하이브리드막과 동일한 조성을 갖는 플라스틱 기판.
  18. 제17항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제2 무기막 사이 및 상기 제2 무기막과 상기 제2 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제2 유기막을 더 포함하는 플라스틱 기판.
  19. 광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재를 무기막 형성용 코팅액에 침지하여 상기 플라스틱 지지 부재의 양면에 각각 제1 무기막과 제2 무기막을 각각 3~10 ㎛의 두께로 형성하는 단계; 및
    상기 제1 무기막과 제2 무기막이 형성된 상기 플라스틱 지지 부재를 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액에 침지하여 상기 제1 무기막과 상기 제2 무기막 상에 제1 유-무기 하이브리드막과 제2 유-무기 하이브리드막을 각각 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 무기막 형성용 코팅액은 실리콘 산화물(SiOx) 및 커플링 성분을 갖는 실리콘 모노머를 포함하고,
    상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 유기 바인더 성분 및 상기 유기 바인더 성분에 분산된 무기물 입자를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 실리콘 모노머는 하기 화학식 5로 표현되는 모노머 및 화학식 6으로 표현되는 모노머 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법:
    [화학식 5]
    Figure 112015065367737-pat00022

    여기서, R21, R22, R23 및 R24는 각각 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 아크릴기 및 비닐기 중 어느 하나이고,
    상기 R21, R22, R23 및 R24 중 적어도 하나는 아크릴기 및 비닐기 중 어느 하나이고,
    R25 및 R26는 각각 수소(H) 및 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
    [화학식 6]
    Figure 112015065367737-pat00023
  21. 제19항에 있어서, 상기 커플링 성분은 무기막 형성용 코팅액 전체 중량에 대하여 5 내지 15 중량%의 함량을 갖는 플라스틱 기판의 제조방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 무기막을 형성하는 단계는,
    플라스틱 지지 부재를 무기막 형성용 코팅액에 침지하여 플라스틱 지지 부재에 무기 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 무기 코팅층을 열경화하는 단계;를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 열경화 온도는 60℃ 내지 120℃인 플라스틱 기판의 제조방법.
  24. 제19항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재는 폴리에틸렌(PET) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리아미드(PA) 필름, 폴리아세탈(POM) 필름, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 셀룰로오스 필름, 및 방습 셀로판 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  25. 제19항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재는 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체로 이루어지며,
    상기 폴리카보네이트(PC)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체 전체 중량에 대하여 폴리카보네이트(PC)의 함량은 50 내지 70 중량%이고, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 함량은 30 내지 50 중량%인 플라스틱 기판의 제조방법.
  26. 제19항에 있어서, 상기 바인더 성분은, 모노머, 올리고머 및 광개시제를 포함하며, 상기 모노머는 아크릴계 모노머 및 우레탄계 모노머 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  27. 제19항에 있어서, 상기 무기물 입자는 실리카 입자, ZrOx, Al2O3, TaOx 및 NiOx 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  28. 제19항에 있어서, 상기 무기물 입자는 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액 전체 중량에 대하여 30 내지 50 중량%의 함량을 갖는 플라스틱 기판의 제조방법.
  29. 제19항에 있어서, 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액은 상기 유-무기 하이브리드막 형성용 코팅액의 전체 중량에 대하여 0.001 내지 0.2 중량%의 불소를 더 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  30. 제19항에 있어서, 상기 무기막을 형성하는 단계 전 또는 후에 상기 플라스틱 지지 부재 상에 유기막을 형성하는 단계를 더 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 유기막은 아크릴 수지, 우레탄 수지 및 우레탄-아크릴레이트 수지 중 적어도 하나를 포함하는 플라스틱 기판의 제조방법.
  32. 표시패널 및 표시패널 상에 배치된 윈도우를 포함하며,
    상기 윈도우는,
    광투과성을 갖는 플라스틱 지지 부재;
    상기 플라스틱 지지 부재의 일면에 배치되고, 3~10 ㎛의 두께를 갖는 제1 무기막; 및
    상기 제1 무기막 상에 배치된 제1 유-무기 하이브리드막;을 포함하며,
    상기 제1 무기막은 실리콘 산화물(SiOx) 및 상기 실리콘 산화물과 연결된 고분자 연결기를 갖는 실리콘 중합체를 포함하고,
    상기 제1 유-무기 하이브리드막은 고분자 수지 및 상기 고분자 수지에 분산된 무기물 입자를 포함하는 플라스틱 기판인 표시장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 실리콘 중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 반복 단위 및 하기 화학식 2로 표현되는 반복 단위 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치:
    [화학식 1]
    Figure 112015065367737-pat00024

    [화학식 2]
    Figure 112015065367737-pat00025

    화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 아미노기, 에폭시기, 페닐기, 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이고,
    상기 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 아크릴 중합기 및 비닐 중합기 중 어느 하나이고,
    R5 및 R6는 각각 수소(H) 및 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
  34. 제32항에 있어서, 상기 고분자 연결기는 하기 화학식 3 및 하기 화학식 4 중 어느 하나로 표현되는 중합단위를 포함하는 표시장치:
    [화학식 3]
    Figure 112015065367737-pat00026

    화학식 3에서, R7은 수소 또는 메틸기이고, R8는 Si와 연결되며 C1 내지 C6의 탄화수소기이다:
    [화학식 4]
    Figure 112015065367737-pat00027

    화학식 4에서, R9은 Si와 연결되며 C1 내지 C6의 탄화수소기이다.
  35. 제32항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제1 무기막 사이 및 상기 제1 무기막과 상기 제1 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제1 유기막을 더 포함하는 표시장치.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 플라스틱 지지 부재의 타면에 배치된 제2 무기막; 및
    상기 제2 무기막 상에 배치된 제2 유-무기 하이브리드막; 을 더 포함하며,
    상기 제2 무기막은 상기 제1 무기막과 동일한 조성을 가지며, 상기 제2 유-무기 하이브리드막은 상기 제1 유-무기 하이브리드막과 동일한 조성을 갖는 표시장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 플라스틱 지지 부재와 상기 제2 무기막 사이 및 상기 제2 무기막과 상기 제2 유-무기 하이브리드막 사이 중 어느 하나에 배치된 제2 유기막을 더 포함하는 표시장치.
  38. 제32항에 있어서, 상기 표시패널은 액정표시패널 및 유기발광 표시패널 중 어느 하나인 표시장치.
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