TWI656629B - 柔性顯示裝置覆蓋基板及使用其之柔性顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種柔性顯示裝置覆蓋基板，其包含一塑膠基板；一具 圖案之柔性層，其係位於該塑膠基板之一表面上，且該圖案之高度為5~15μm；及一硬塗層，其係位於該塑膠基板之該表面上，並覆蓋該具圖案之柔性層，且該硬塗層之厚度為15~30μm，係大於該圖案之高度。本發明之覆蓋基板具有良好之彎曲性能，極適合應用於柔性顯示裝置。

Description

柔性顯示裝置覆蓋基板及使用其之柔性顯示裝置
本發明係關於一種柔性顯示裝置覆蓋基板，特別係關於一種彎曲性能優異之柔性顯示裝置覆蓋基板。
近年來，顯示器的發展從輕薄化漸漸發展成可彎曲變形之柔性顯示器。在這發展中，柔性顯示器所使用的覆蓋基板已非傳統的玻璃基板，而是採用塑料等可彎曲的柔性材料(即可撓性材料)所製成的柔性基板。然而，柔性顯示器在變形過程中容易造成覆蓋基板產生磨損與刮痕，進而使顯示區域產生霧化或損壞。為了解決這種柔性顯示器的覆蓋基板材料，一般會在塑膠材料表面塗佈一層由丙烯酸基或環氧基有機硬化膜來提高材料硬度，但此有機硬化膜並不柔韌，在彎曲或抗衝擊測試上皆有表面裂開的問題。
有鑑於此，本發明之目的係開發一種新穎的覆蓋基板，其具有優異之彎曲性能。
為達上述目的，本發明係提供一種柔性顯示裝置覆蓋基板，其包含：一塑膠基板；一具圖案之柔性層，其係位於該塑膠基板之一表面上，且該圖案之高度為5~15μm；及一硬塗層，其係位於該塑膠基板之該表面上，並覆蓋該具圖案之柔性層，且該硬塗層之厚度為15~30μm，係大於該圖案之高度。
較佳地，該塑膠基板之總透光率為80%。
較佳地，該塑膠基板係選自透明聚醯亞胺、透明聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、透明聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或透明環烯烴聚合物(Cyclo-olefin polymer)。
較佳地，該塑膠基板之厚度為50~200μm。
較佳地，該具圖案之柔性層係由包含具不飽和鍵之單體及起始劑之組合物所形成，且該具不飽和鍵之單體與該起始劑之重量比為7.5：1~120：1。
較佳地，該具不飽和鍵之單體係選自丙烯酸甘油酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯(ethylene glycoldiacrylate)、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯(pentaerythritoldiacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇三丙烯酸酯(dipentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇丙烯酸酯(dipentaerythritolacrylate)、季戊四醇六丙烯酸酯(pentaerythritolhexaacrylate)、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛型環氧丙烯酸酯(novolacepoxyacrylate)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或丙烯酸。
較佳地，該起始劑為光起始劑或熱起始劑。
較佳地，該具圖案之柔性層係由複數個柔性柱體或複數個柔性長條體所建構而成，且該柔性柱體係選自圓柱體、菱形柱體、方形柱體或六角柱體。更佳地，該柔性長條體係縱橫交錯形成複數個方格結構。
較佳地，該硬塗層係一部分接觸於該塑膠基板而形成一接觸面，剩餘部分接觸於該具圖案之柔性層，且該硬塗層係具一平坦表面，該平坦表面係相對於該接觸面。
較佳地，該硬塗層係由包含具不飽和鍵之單體；起始劑；及未改質或經改質之奈米無機粒子之組合物所形成。更佳地，該具不飽和鍵之單體係選自丙烯酸甘油酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯(ethylene glycoldiacrylate)、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate)、季戊四醇二丙烯酸酯(pentaerythritol diacrylate)、二季戊四醇三丙烯酸酯(dipentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇丙烯酸酯(dipentaerythritolacrylate)、季戊四醇六丙烯酸酯(pentaerythritolhexaacrylate)、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛型環氧丙烯酸酯(novolacepoxyacrylate)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或丙烯酸。
較佳地，該具不飽和鍵之單體及該起始劑之總重量相對於未改質或經改質之該奈米無機粒子之重量為0.66：1~2.3：1。
較佳地，經改質之該奈米無機粒子係由包含未改質之該奈米無機粒子與改質劑之反應成分反應而得。
較佳地，該硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比為0.1~50。
本發明亦提供一種柔性顯示裝置，其包含：一柔性顯示器；及配置於其上之前述之覆蓋基板。
本發明之覆蓋基板因含有具圖案之柔性層，而該具圖案之柔性層能吸收硬塗層所產生的應力，因此使本發明之覆蓋基板能防止材料在彎曲區域中產生破裂或變形，同時硬塗層能賦予覆蓋基板具有高的表面硬度。
100‧‧‧覆蓋基板
102‧‧‧塑膠基板
103‧‧‧具圖案之柔性層
104‧‧‧硬塗層
t‧‧‧厚度
h‧‧‧高度
S1‧‧‧步驟一
S2‧‧‧步驟二
S3‧‧‧步驟三
第一圖為本發明之柔性顯示裝置覆蓋基板之示意圖。
第二A圖為一示意圖，用以說明本發明具圖案之柔性層係由複數個柔性長條體建構而成。
第二B圖為一示意圖，用以說明本發明具圖案之柔性層係由複數個柔性長條體建構而成，且該柔性長條體係縱橫交錯形成複數個方格結構。
第二C圖為一示意圖，用以說明本發明具圖案之柔性層係由複數個柔性六角柱體建構而成。
第三圖係一示意圖，用以說明本發明之柔性顯示裝置覆蓋基板之製造流程。
本發明之柔性顯示器覆蓋基板係具有軟硬交替的結構，並具有硬塗層的保護，在彎曲時主要應力集中於具有圖案之柔性層上，而該柔性層又有硬塗層的保護，從而使該結構可避免在彎曲變形時或磨擦時產生破裂或刮痕，而影響到光學特性。
請參閱第一圖，其示意性說明了本發明之柔性顯示裝置覆蓋基板。如第一圖所示，本發明之柔性顯示裝置覆蓋基板(100)係包含：塑膠基板(102)；柔性層(103)，其係位於該塑膠基板之一表面上，該柔性層之厚度係5~15μm，且係經圖案化為具有圖案，即該圖案之高度(h)為5~15μm；及硬塗層(104)，其係位於該塑膠基板之該表面上，並覆蓋該具圖案之柔性層，且該硬塗層之厚度(t)為15~30μm，係大於該圖案之高度。如第一圖所示，本發明中所稱之圖案高度係指自該具圖案之柔性層與該塑膠基板接觸面延伸至該圖案頂端的長度，其係對應於柔性層之厚度；而硬塗層之厚度則係指硬塗層與該塑膠基板接觸面至頂部之距離。
於本發明中，該塑膠基板之實例包括但不限於：透明聚醯亞胺(colorless polyimide)、透明聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate PET)或透明聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、透明環烯烴聚合物(Cyclo-olefin polymer,COP)。該塑膠基板厚度較佳為50~200μm，且根據UV分光光度計量測透光率，其總透光率較佳為80%以上，更佳為90%以上。
本發明之具圖案之柔性層係可位於該塑膠基板任一側，而該具圖案之柔性層可藉由習知之方法使未具圖案之柔性層形成圖案而製得。形成圖案之習知方法係包括：微影製程、網版印刷、凹版印刷或噴墨方式，但不限於此。於本發明中，未具圖案或具圖案之柔性層可由包含具不飽和鍵之單體及起始劑 之組合物所形成。該起始劑可為光起始劑或熱起始劑，可單獨使用亦可混合2種以上使用。該具不飽和鍵之單體及起始劑之調配量並無特別限制，一般而言，該具不飽和鍵之單體與該起始劑之重量比可為7.5：1~120：1，較佳為12.5：1~50：1(亦即，2重量%~8重量%)。若起始劑之用量於該下限值以上，則聚合度保持於一定程度，而使單體所形成之聚合物保有高分子特性。若起始劑之用量於該上限值以下，則該單體所形成之聚合物則無聚合度過高而易脆之問題。若該具不飽和鍵之單體之用量過低，則聚合物的交聯程度不足而無法固化。若該具不飽和鍵之單體的比例過高，則聚合物易脆。
該具不飽和鍵之單體之實例包括但不限於：丙烯酸甘油酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯(ethylene glycoldiacrylate)、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯(pentaerythritoldiacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇三丙烯酸酯(dipentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇丙烯酸酯(dipentaerythritolacrylate)、季戊四醇六丙烯酸酯(pentaerythritolhexaacrylate)、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛型環氧丙烯酸酯(novolacepoxyacrylate)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或丙烯酸。該具不飽和鍵之單體可單獨使用，亦可混合2種以上使用，端視需要而定。
適用於本發明之光起始劑包括但不限於：苯乙酮類，如2-甲基-1-(4-(甲基硫醇基)苯基-2-嗎林基丙基酮(2-methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2- morpholino-propane)、1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)、二苯乙氧基酮(diethoxyacetophenone)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1-one)、2-甲苯基-2-(二甲基胺基)-1-[4-(嗎林基)苯基]-1-丁基-1-酮(2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(morpholinyl)phenyl]-1-butanone)、其他合適之苯乙酮；安息香類，如安息香(benzoin)、安息香甲基醚(benzoin methyl ether)、安息香二甲醚(benzyl dimethyl ketal)、其他合適之安息香；二苯基酮類，如二苯基酮(benzophenone)、4-苯基二苯基酮(4-phenyl benzophenone)、羥基二苯基酮(hydroxyl benzophenone)、或其他合適之二苯基酮；噻吨酮類，如異丙基噻吨酮(isopropyl thioxanthone)、2-氯基噻吨酮(2-chlorothioxanthone)、或其他合適之噻吨酮；蒽醌類，如2-乙基蒽醌(2-ethylanthraquinone)、或其他合適之蒽醌。上述之光起始劑除可單一使用外，亦可混合2種以上使用，端視使用者需求。例如：為得到較快之感光速度，可將異丙基噻吨酮與2-甲苯基-2-(二甲基胺基)-1-[4-(嗎林基)苯基]-1-丁基-1-酮混合，當作光起始劑使用。
適用於本發明之熱起始劑包括但不限於：偶氮類，如2,2’-偶氮二雙(2,4-二甲基正戊腈)(2,2’-azobis(2,4-dimethyl yaleronitrile))、二甲基-2,2’-偶氮雙(2-丙酸甲酯)(dimethyl 2,2’-azobis(2-methylpropionate))、2,2-偶氮雙異丁腈(2,2-azobisiso butyronitrile，AIBN)、2,2-偶氮雙(2-甲基異丁腈)(2,2-azobis(2-methylisobutyronitrile))、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-腈)(1,1’-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile))、2,2’-偶氮雙[N-2-丙基-2-甲基丙醯胺](2,2’-azobis[N-(2-propenyl)-2-methyl propionamide])、1-[(氰基-1-甲基乙基)-偶氮基]甲醯胺(1-[(cyano-1-methylethyl)azo]formamide)、2,2’-偶氮雙(N-丁基-2-甲基丙醯胺)(2,2’-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide))、2,2’-偶氮雙(N-環己基-2-甲基丙醯胺)(2,2’-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide)、或其他合適之偶氮類起始劑；過氧化物類，如苯甲醯基過氧化物(benzoyl peroxide)、1,1-雙(第三丁基過氧基)環己烷(1,1-bis(tert-butylperoxy)cyclohexane)、2,5-雙(第三丁基過氧基)-2,5-二甲基環己烷(2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylcyclohexane)、2,5-雙(第三丁基過氧基)-2,5-二甲基-3-環己炔(2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethyl-3-cyclohexyne)、雙(1-(第三丁基過氧基)-1-甲基乙基)苯(bis(1-(tert-butylpeorxy)-1-methyethyl)benzene)、第三丁基過氧化氫(tert-butyl hydroperoxide)、第三丁基過氧化物(tert-butyl peroxide)、第三丁基過氧基苯甲酸(tert-butyl peroxybenzoate)、茴香基過氧化氫(cumene hydroperoxide)、環己酮基過氧化物(cyclohexanone peroxide)、二茴香基過氧化物(dicumyl peroxide)、月桂基過氧化物(lauroyl peroxide)、或其他合適之過氧化物。上述之熱起始劑除可單一使用外，亦可混合2種以上使用，端視需要而定。
請參閱第二圖，其示意性說明了本發明之具圖案之柔性層之圖案形狀。如第二A圖至第二B圖所示，本發明之具圖案之柔性層可由複數個柔性長條體所建構而成。如第二B圖所示，該柔性長條體係可縱橫交錯形成複數個方格結構。如第二C圖所示，本發明之具圖案之柔性層可由複數個柔性柱體所建構而成，該柔性柱體為六角柱體。然，實際上，本發明中之該些柔性柱體之形狀可為相同或不同，其形狀可為圓柱體、菱形柱體、方形柱體或六角柱體。此外，該些柔性柱體或柔性長條體係可規則排列或不規則排列，其取決於使用者之需求。然，應注意者，本發明之具圖案之柔性層的圖案形狀不應該限制於前文所述之形狀，或被其所限制。
該些柔性柱體各自之高度可為相同或不同；該些柔性長條體各自之高度可為相同或不同。該些柔性柱體及長條體之高度均介於5~15μm。而硬塗層之厚度均係大於該些柔性柱體及長條體各自之高度。
本發明所稱之硬塗層係指塗料熱固化或光固化而成之薄膜塗層。本發明之硬塗層較佳係由包含具不飽和鍵之單體；起始劑；及未改質或經改質之奈米無機粒子之組合物所形成。該具不飽和鍵之單體及起始劑係與前文定義相同。硬塗層所用之具不飽和鍵之單體可與柔性層所用之具不飽和鍵之單體相同或不同；硬塗層所用之起始劑可與柔性層所用之起始劑相同或不同。一般而言，該具不飽和鍵之單體及該起始劑之總重量相對於未改質或經改質之該奈米無機粒子之重量為0.66：1~2.3：1。若未改質或經改質之該奈米無機粒子用量過高，則硬塗層易霧化與易脆裂，若過低，則硬塗層之物理性質低下，例如：硬度不足。
未改質或經改質之該奈米無機粒子與具不飽和鍵之單體及起始劑之混合物之混合方式並無特別限制，一般可藉由球磨、螺桿、行星式混合或攪拌方式使之均勻混合。
經改質之該奈米無機粒子係可由包含未改質之奈米無機粒子與改質劑之反應成分反應而得。於該反應成分中，該奈米無機粒子之含量較佳為90~98重量%；該改質劑之含量較佳為2~10重量%。適用於本發明之奈米無機粒子包括但不限於：二氧化鈦、二氧化矽、氧化鋯、氧化鋅、氧化鋁等奈米無機金屬氧化粒子。適用於本發明之改質劑可為矽烷偶聯劑，其係為包含氯矽烷、烷氧矽烷或矽氮烷的有機矽化合物。該矽烷偶聯劑所含之官能基係可包含乙烯基、甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、胺基、脲基、氯丙基、巰基、聚硫或異氰酸鹽，但不限於此。該矽烷偶聯劑之實例包含但不限於：乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基 矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基-甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基-三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基-甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基-三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、N-2胺乙基-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2胺乙基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-2-胺乙基-3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、雙(三乙氧基甲矽烷丙基)四硫化物、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷。
於一較佳實施態樣中，該硬塗層係一部分接觸於該塑膠基板而形成一接觸面，剩餘部分接觸於該具圖案之柔性層，且該硬塗層係具一平坦表面，該平坦表面係相對於該接觸面。
本發明中，該硬塗層之面積係指其與塑膠基板之接觸面積，而具圖案之柔性層之面積係指該具圖案之柔性層與該塑膠基板之接觸面積。而該硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比較佳為0.1~50。
於本發明中，該具圖案之柔性層較佳係具有5B~H之鉛筆硬度，亦即，該覆蓋基板未具硬塗層時之鉛筆硬度較佳為5B~H。於覆蓋硬塗層後，本發明之覆蓋基板之鉛筆硬度較佳為7H~9H。
本發明亦提供一種柔性顯示裝置，其包含：一柔性顯示器；及配置於其上之前述之覆蓋基板。
請參閱第三圖，其示意性說明了本發明之柔性顯示裝置覆蓋基板之製造流程。該製造方法包含：提供一塑膠基板(S1)；於該塑膠基板之一表面上形成一具圖案之柔性層，且該圖案之高度為5~15μm(S2)；及於該塑膠基板之該表面上形成一硬塗層，使之覆蓋該具圖案之柔性層，且該硬塗層之厚度為15~30 μm，係大於該圖案之高度(S3)。該步驟二(S2)之具體實施方式包含：將包含具不飽和鍵之單體及起始劑之組合物塗佈至該塑膠基板上，以形成一柔性層；藉由微影製程、網版印刷、凹版印刷或噴墨方式，使該柔性層圖案化，而得一具圖案之柔性層，且該圖案之高度為5~15μm；及對該具圖案之柔性層進行紫外光照射或加熱，使之固化。該步驟三(S3)之具體實施方式包含：將包含具不飽和鍵之單體；起始劑；及未改質或經改質之奈米無機粒子之組合物塗佈至該塑膠基板之該表面上，以得覆蓋該具圖案之柔性層之一塗層，該塗佈方式可為狹縫塗佈、旋轉塗佈或網版印刷；及對該塗層進行紫外光照射或加熱，使之固化，以得一硬塗層，其係覆蓋該具圖案之柔性層，且該硬塗層之厚度為15~30μm，係大於該圖案之高度。
藉由紫外光之固化係以波長312~365nm與能量500~10,000mJ/cm2之紫外光照射該組合物，使組合物中成分進行交聯反應而固化。藉由加熱之固化係使該組合物於150~200℃烘烤，使組合物中成分進行交聯反應而固化。
配製用於製備柔性層之組合物：
將28.6重量份之二季戊四醇六丙烯酸酯、1重量份之2-羥基2-甲基-1-苯基-1-丙基-1-酮及0.6重量份之作為流平劑之聚酯改性聚二甲基矽氧烷混合，依固含量設定，添加適當溶劑而獲得後續實施例及比較例所需之組合物。下述實施例與比較例之固含量均為50%。
配製用於製備硬塗層之組合物：
用於製備柔性層之組合物及用於製備硬塗層之組合物，均可經由加熱硬化或光硬化後形成具高硬度之塗層。硬塗層中經改質之奈米無機粒子係藉由以下方式獲得：將1重量份之奈米二氧化矽粒子溶液與0.01重量份之3-甲基丙 烯醯氧丙基-三甲氧基矽烷混合，並於氮氣下加熱50℃反應4小時進行改質合成。反應完成降至室溫，將1重量份改質完之奈米粒子溶液加入0.133重量份之季戊四醇六丙烯酸酯攪拌30分後，依照所需溶劑進行溶液轉相。最後再將1.5重量份的經改質之奈米無機粒子與具不飽和鍵之單體混合而成之溶液與0.03重量份之2-甲基-1-(4-(甲基硫醇基)苯基-2-嗎林基丙基酮，以及0.01重量份流平劑混合，依照設定所需固含量，添加適當溶劑而獲得後續實施例及比較例所需之組合物。下述實施例與比較例之組合物之固含量均為50%。依照設定所需固含量，調整溶劑比例組合而成。
實施例1(PI+SC-5+HC-15)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以290rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出15μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為4。
實施例2(PI+SC-5+HC-30)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於 製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以150rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出30μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為4。
實施例3(PI+SC-15+HC-30)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以800rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出15μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以150rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出30μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與具圖案之柔性層之面積比值為4。
實施例4(PI+SC-5+HC-20)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以240rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出20μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為0.1。
實施例5(PI+SC-5+HC-20)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以240rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出20μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為30。
實施例6(PI+SC-5+HC-20)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以240rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出20μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與具圖案之柔性層之面積比值為50。
實施例7(PET+SC-5+HC-20)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2400rpm旋塗10秒於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中顯影液為0.05%KOH水溶液。 最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以240rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出20μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為10。
比較例1(PI+HC-20)
將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以240rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出20μm厚度之硬塗層。比較例1之覆蓋基板並不具有具圖案之柔性層，此時硬塗層與具圖案之柔性層之面積比值為∞。
比較例2(PI+SC-5+HC-10)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以500rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出10μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為4。
比較例3(PI+SC-15+HC-35)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以800rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以 pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出15μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以140rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出35μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為4。
比較例4(PI+SC-5+HC-20)
將用於製備軟性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以240rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光，最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出20μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為0.05。
比較例5(PI+SC-5+HC-20)
將用於製備柔性層之組合物以旋轉塗佈法，以2500rpm旋塗10秒於透明聚醯亞胺(CPI)基板之表面，以80℃軟烤5分鐘，再於100mJ/cm2曝光，再以pH=11.5之顯影液，以0.1M/min之速度顯影，其中該顯影液為0.05%KOH水溶液。最後使用200℃硬烤30分鐘，製作出5μm厚度之具圖案之柔性層。接著，將用於製備硬塗層之組合物以旋轉塗佈法，以240rpm旋塗10秒於該透明聚醯亞胺基板之該表面，並覆蓋該具圖案之柔性層，再以90℃軟烤2分鐘，再於100mJ/cm2曝光， 最後使用180℃硬烤30分鐘，製作出20μm厚度之硬塗層。此時硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比值為60。
性能評估
厚度測量
利用厚度計接觸測量每一個塑膠基板的厚度，再以Alpha Step量測塑膠基板上具圖案之柔性層之高度。最後以厚度計接觸測量每一個覆蓋基板的厚度，最後扣除塑膠基板的厚度即為硬塗層的厚度。
鉛筆硬度的測定
使用電子鉛筆硬度測試儀，用三菱測試鉛筆以30mm/min的速度在750g的負荷下，在每一個覆蓋基板上畫五次10mm長的線，再觀察表面劃痕比對鉛筆硬度。
全光光穿透率(%)測定
使用Nippon Denshoku NDH 7000測量覆蓋基板的全光光穿透率。
抗刮傷性
用鋼絲絨以100mm的長度，在1000g的負載下以50mm/s的速度摩擦基板500次，然後以肉眼和顯微鏡來測定基板上劃痕數目。有刮痕者，為不合格者；無刮痕者，為合格者。
彎曲性能
將覆蓋基板貼於折疊測試機(YUASA System U-shape Folding)以R=3mm進行折疊10000次，先觀察覆蓋基板有無斷裂，接著以肉眼和顯微鏡觀察硬塗層有無裂痕。有任何覆蓋基板斷裂或硬塗層有裂痕之情況都標記為不合格(X)，沒有斷裂及裂痕的情況則標記為合格(O)。
前述性能評估之測試結果記錄於表一。
從比較例1結果顯示，柔性顯示裝置覆蓋基板若無具圖案之柔性層，其雖然鉛筆硬度可達9H，但在彎曲過程中會產生覆蓋基板斷裂。從實施例2~7結果顯示，在硬塗層之厚度達到20μm以上，其鉛筆硬度可達9H，且可通過彎曲測試。從實施例1與比較例2結果顯示，當硬塗層之厚度小於15μm時，其鉛 筆硬度小於7H，且在具圖案之柔性層上僅有5μm之硬塗層，在折疊過程中產生裂痕。從實施例3與比較例3結果顯示，當硬塗層之厚度大於30μm時，其鉛筆硬度皆可達9H，然而在彎曲過程中因硬塗層厚度太厚而導致覆蓋基板斷裂。
從實施例4和6與比較例4和5結果顯示，當硬塗層與具圖案之柔性層之面積比大於50時，當塗層主要為硬塗層時，會比較接近覆蓋基板不具圖案之柔性層之結果，因此經過彎曲後覆蓋基板會產生斷裂。當硬塗層與具圖案之柔性層之面積小於0.05時，因硬塗層之面積過小，導致硬塗層無法有效填入縫隙中，因此在折疊過程中會產生硬塗層裂痕。
綜上所述，本發明之柔性顯示裝置覆蓋基板因具有良好之彎曲性能(flexural property)與抗刮、耐磨之性能，故能解決先前技術中所存在的問題。

Claims (16)

  1. 一種柔性顯示裝置覆蓋基板，其包含：一塑膠基板；一具圖案之柔性層，其係位於該塑膠基板之一表面上，且該圖案之高度為5~15μm；及一硬塗層，其係位於該塑膠基板之該表面上，並覆蓋該具圖案之柔性層，且該硬塗層之厚度為15~30μm，係大於該圖案之高度。
  2. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該塑膠基板之總透光率為80%。
  3. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該塑膠基板係選自透明聚醯亞胺、透明聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、透明聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或透明環烯烴聚合物(Cyclo-olefin polymer)。
  4. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該塑膠基板之厚度為50~200μm。
  5. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該具圖案之柔性層係由包含具不飽和鍵之單體及起始劑之組合物所形成，且該具不飽和鍵之單體與該起始劑之重量比為7.5：1~120：1。
  6. 如請求項5所述之覆蓋基板，其中該具不飽和鍵之單體係選自丙烯酸甘油酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯(ethylene glycoldiacrylate)、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯(pentaerythritoldiacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇三丙烯酸酯(dipentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇丙烯酸酯(dipentaerythritolacrylate)、季戊四醇六丙烯酸酯(pentaerythritolhexaacrylate)、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛型環氧丙烯酸酯(novolacepoxyacrylate)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或丙烯酸。
  7. 如請求項5所述之覆蓋基板，其中該起始劑為光起始劑或熱起始劑。
  8. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該具圖案之柔性層係由複數個柔性柱體或複數個柔性長條體所建構而成，且該柔性柱體係選自圓柱體、菱形柱體、方形柱體或六角柱體。
  9. 如請求項8所述之覆蓋基板，其中該柔性長條體係縱橫交錯形成複數個方格結構。
  10. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該硬塗層係一部分接觸於該塑膠基板而形成一接觸面，剩餘部分接觸於該具圖案之柔性層，且該硬塗層係具一平坦表面，該平坦表面係相對於該接觸面。
  11. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該硬塗層係由包含具不飽和鍵之單體；起始劑；及未改質或經改質之奈米無機粒子之組合物所形成。
  12. 如請求項11所述之覆蓋基板，其中該具不飽和鍵之單體及該起始劑之總重量相對於未改質或經改質之該奈米無機粒子之重量為0.66：1~2.3：1。
  13. 如請求項11所述之覆蓋基板，其中經改質之該奈米無機粒子係由包含未改質之該奈米無機粒子與改質劑之反應成分反應而得。
  14. 如請求項11所述之覆蓋基板，其中該具不飽和鍵之單體係選自丙烯酸甘油酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯(ethylene glycoldiacrylate)、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritoltriacrylate)、季戊四醇二丙烯酸酯(pentaerythritol diacrylate)、二季戊四醇三丙烯酸酯(dipentaerythritoltriacrylate)、二季戊四醇丙烯酸酯(dipentaerythritolacrylate)、季戊四醇六丙烯酸酯(pentaerythritolhexaacrylate)、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛型環氧丙烯酸酯(novolacepoxyacrylate)、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸或丙烯酸。
  15. 如請求項1所述之覆蓋基板，其中該硬塗層與該具圖案之柔性層之面積比為0.1~50。
  16. 一種柔性顯示裝置，其包含：一柔性顯示器；及配置於其上之如請求項1~15中任一項所述之覆蓋基板。
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