TWI695858B - 視窗蓋板及具有其之影像顯示裝置 - Google Patents

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金眞鎬
權赫煥
李東振
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Abstract

本發明提供一種視窗蓋板，其包含位於聚合物基板薄膜之至少一個表面上的有機-無機混合硬塗層，其中此視窗蓋板具有在1公斤之載重下之4H或更高之鉛筆硬度，使得在如高溫及高濕度空氣之嚴苛環境下可大幅地減低於此視窗蓋板內之偏轉的發生，因此在應用至產品時達成極佳的耐久度與光學特性、以及極佳的表面抗指紋特性，且本發明還提供一種包含此視窗蓋板之影像顯示裝置。

Description

視窗蓋板及具有其之影像顯示裝置
本發明係關於一種視窗蓋板及包含其之影像顯示裝置，更精確的說，係關於一種在高溫及高濕度之狀況下將視窗蓋板內之偏轉之發生率最小化的視窗蓋板。
近來，各式各樣的顯示裝置都包含用於保護顯示器且於顯示面板上之視窗蓋，以保護顯示面板免於刮痕或外部衝擊，且在大多數案例中其使用強化玻璃於顯示器作為視窗蓋。雖然用於顯示器之強化玻璃比一般玻璃更薄，但具有高強度及經過堅固的製造以抵抗刮痕之特性。
惟強化玻璃因為沉重之重量而具有不適用於行動裝置之輕量化之缺點，且因為對外在衝擊之脆弱性而造成難以達成不易破碎之特性，以及無法彎曲超過一定程度，因此無法更好地應用至具可彎曲及可折疊功能之可撓性顯示器之材料。
近年來，關於可達成彎曲性及抗衝擊性並具有對應至強化玻璃之強度或抗刮性之光學塑膠蓋的討論已就多種方式進行發展。一般而言，作為具有與強化玻璃比較之彎曲性之光學透明塑膠蓋的材料，其可為聚對-苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚碸(PES)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚丙烯酸酯(PAR)、 聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、族聚醯胺(PA)等。惟此類聚合物塑膠板顯示出缺乏關於與作為用於保護顯示器之視窗蓋之強化玻璃比較之硬度及抗刮性方面的特性，以及具有不充足的抗衝擊性。因此，各種藉由複合樹脂合成物包覆此些塑膠板而用以彌補被需求之特性的嘗試已在進行中。
在一般硬塗佈之案例中，其使用包含具有光固化功能性族群之樹脂(如(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)或環氧樹脂(epoxy)等)、固化劑、固化催化劑以及其他添加物的合成物。特別是，具有高數目之功能性族群的複合樹脂可被做為用以保護顯示器之視窗蓋，其藉由複合樹脂包覆光學塑膠基板薄膜而具有改良之硬度及抗刮性。
惟在關於具有高數目之功能性族群(如(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)或環氧樹脂(epoxy))的光固化複合樹脂之案例中，其難以達成對應至強化玻璃之高硬度，以及捲曲現象因在固化過程中之收縮而顯著地發生。因而，由於缺乏彎曲性，其具有不適於作為應用至可撓性顯示器之保護視窗板的缺點。
韓國專利公開公告案第2013-74167號揭露一種塑膠板，惟其仍無法改善塑膠板硬度以及避免於塑膠板內偏轉之發生。
因此，本發明之目的在於提供一種視窗蓋板，能夠在被製造為非玻璃產品時達成高硬度。
此外，本發明之另一個目的在於提供一種視窗蓋板，其能在如高溫及高濕度空氣之嚴苛環境下將於視窗蓋板內之偏轉之發生率最小化。
進一步來說，本發明之另一個目的在於提供一種包含此視窗蓋板之影像顯示裝置。
本發明之上述目標將藉由以下特徵而達成：
(1)一種視窗蓋板，其包含有機-無機混合硬塗層，其位於聚合物基板薄膜之至少一個表面上，其中，視窗蓋板具有於1公斤之載重下為4H或更高之鉛筆硬度。
(2)根據上述(1)之視窗蓋板，其中鉛筆硬度於1公斤之載重下係為6H或更高。
(3)根據上述(1)之視窗蓋板，其中硬塗層更包含選自由奈米二氧化矽(nano-silica)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、[(2,3)-環氧丙氧]丙基甲基二甲氧基矽烷(glycidoxypropylmethyldimethoxysilane)、三甲氧基[2-(7-氧雜二環[4.1.0]庚-3-基)乙基]矽烷(epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane)、3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷(glycidoxypropyltrimethoxysilane)、縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基矽烷(glycidoxypropyltriethoxysilane)、3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷(methacryloxypropyltrimethoxysilane)以及甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷(methacryloxypropyltriethoxysilane)所組成之群組中的至少一個無機化合物。
(4)根據上述(3)之視窗蓋板，其中硬塗層係由用於形成更包含聚合性化合物、聚合起始劑以及溶劑之硬塗層的合成物所製成。
(5)根據上述(3)之視窗蓋板，其中相對於100重量份之聚合性化合物，無機化合物之含量為100至260重量份。
(6)根據上述(3)之視窗蓋板，其中聚合性化合物係為選自由全氟烷基丙烯酸酯(perfluoroalkyl acrylate)、甲基丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl(meth)acrylate)、己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tri(meth)acrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethyleneglycol di(meth)acrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1,6-hexanediol di(meth)acrylate)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(tripropyleneglycol diacrylate)、(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯(trimethylolpropane trioxyethyl(meth)acrylate)、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯(tricyclodecane dimethanol diacrylate)以及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritolhexa(meth)acrylate)所組成之群組中的至少一個。
(7)根據上述(1)之視窗蓋板，其中硬塗層係具有80°至120°之水接觸角。
(8)根據上述(1)之視窗蓋板，其中硬塗層係具有10至40μm之厚度。
(9)根據上述(1)之視窗蓋板，其中聚合物基板薄膜係於聚合物之熱變形溫度(heat distortion temperature,HDT)±20℃或玻璃態轉移溫度(glass transition temperature,Tg)±20℃的環境下進行熱處理。
(10)根據上述(1)之視窗蓋板，其中聚合物基板薄膜係經過於90℃至110℃下進行120分鐘至240分鐘之熱處理。
(11)根據上述(10)之視窗蓋板，其中聚合物基板薄膜係於熱處理後在25℃至60℃下進行1分鐘至15分鐘之冷卻處理。
(12)根據上述(11)之視窗蓋板，其中聚合物基板薄膜係於冷卻後以低於冷卻處理之溫度的溫度下進行更進一步地冷卻。
(13)根據上述(1)之視窗蓋板，其中聚合物基板薄膜更包含選自由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚對-苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醯亞胺(PI)、族聚醯胺(PA)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚合物(COC)、PMMA/PC共聚合物以及PMMA/PC/PMMA共聚合物所組成之群組中的至少一個。
(14)根據上述(1)之視窗蓋板，其中聚合物基板薄膜係具有0.2至1.0mm之厚度。
(15)根據上述(1)之視窗蓋板，更包含在該聚合物基板薄膜之表面上之非顯示部分遮蔽層，該表面相對於其上形成有硬塗層之表面。
(16)根據上述(15)之視窗蓋板，更包含分別形成於該視窗蓋板之兩個表面上之複數個保護薄膜。
(17)根據上述(16)之視窗蓋板，其中在60℃且90% RH之狀況下，於前表面上之保護薄膜係具有100ppm或更少之收縮率，以及於後表面上之保護薄膜係具有100ppm或更多之收縮率。
(18)根據上述(16)之視窗蓋板，其中在85℃且85% RH之條件下，於前表面上之保護薄膜係具有100ppm或更少之收縮率，以及於後表面上之保護薄膜係具有100ppm或更多之收縮率。
(19)根據上述(1)之視窗蓋板，其中視窗蓋板係具有-1.0mm(反向捲曲)至+1.0mm(常態捲曲)之偏轉量，其中在設置視窗蓋板於60℃且90% RH之環境後，偏轉量在室溫下(25℃)進行量測且配置視窗蓋板以使得硬塗層面向上方。
(20)根據上述(1)之視窗蓋板，其中視窗蓋板係具有-1.0mm(反向捲曲)至+1.0mm(常態捲曲)之偏轉量，其中在設置視窗蓋板於85℃且85% RH之環境後，偏轉量在室溫下(25℃)進行量測且配置視窗蓋板以使得硬塗層面向上方。
(21)根據上述(1)之視窗蓋板，其中更包含捲曲部分，其位於視窗蓋板之至少一個端部。
(22)根據上述(21)之視窗蓋板，其中捲曲部分係具有5mm至15mm之曲率半徑。
(23)一種影像顯示裝置，其包含根據上述(1)至(22)中之任一項所描述之視窗蓋板。
(24)一種製造視窗蓋板的方法，其包含：步驟S1，其藉由將用於形成包含無機化合物之有機-無機混合塗層之合成物應用於聚合物基板薄膜之至少一個表面而形成有機-無機混合硬塗層。
(25)根據上述(24)之方法，其中更包含：一個步驟，其於步驟S1之前，在熱變形溫度(HDT)±20℃或玻璃態轉移溫度(Tg)±20℃之條件下對聚合物基板薄膜進行熱處理。
(26)根據上述(24)之方法，其中聚合物基板薄膜係經過熱處理步驟S1-1，其於90℃至110℃下進行120分鐘至240分鐘。
(27)根據上述(26)之方法，其中聚合物基板薄膜係於熱處理步驟S1-1後，經過冷卻聚合物基板薄膜之步驟S1-2，其於25℃至60℃下進行1分鐘至15分鐘。
(28)根據上述(27)之方法，其中聚合物基板薄膜在該步驟S1-2後，進一步經過冷卻聚合物基板薄膜之步驟S1-3，其以低於步驟S1-2之冷卻溫度的溫度進行冷卻。
(29)根據上述(24)之方法，其中更包含：步驟S2，其於形成有機-無機混合硬塗層後，藉由熱處理以預定間隔與聚合物基板薄膜之至少一個端部分隔的部分且同時施加壓力至端部，使得端部向其被擠壓之方向彎曲而形成彎曲部分。
(30)根據上述(29)之方法，其中步驟S2之熱處理係以噴射熱空氣來執行。
(31)根據上述(29)之方法，其中步驟S2之熱處理係於100℃至350℃下執行。
(32)根據上述(29)之方法，其中步驟S2係藉由一種設備而施行，其包含：曲率形成單元，其設置於聚合物基板薄膜相對於表面噴射熱空氣以支撐視窗蓋板之一點處之表面上；按壓單元，其設置於聚合物基板薄膜之端部之一個表面上，以按壓聚合物基板薄膜；以及固定單元，其設置於聚合物基板薄膜之側邊上，聚合物基板薄膜之側邊係基於熱空氣所噴射之點相對於端部，以固定聚合物基板薄膜之另一端部。
本發明之視窗蓋板，由於被製造成非玻璃產品時可達成高硬度，因此適用於達成產品之輕量化，且由於低製造成本而具有極佳之經濟優勢。
此外，本發明之視窗蓋板可顯著地減少在如高溫及高濕度空氣之嚴苛環境下於板內之偏轉的發生率，因此在應用至產品時達成極佳的耐久度與光學特徵。
進一步來說，本發明之視窗蓋板，即使不具有單獨的抗指紋層，亦具有極佳的表面抗指紋特性。
h1、h2:高度
I:長度
R:半徑
θ:角度
本發明之上述與其他目的、特徵及優點將透過下文中之詳細描述並參照附圖而更清楚地知悉，其中附圖包含：
第1圖為描繪本發明中用以量測偏轉發生率之參考視圖。
第2圖為根據本發明實施例示意性地描繪視窗蓋板的視圖。
第3圖為描繪本發明中用以量測彎曲部分形狀之參考視圖。
第4圖為根據本發明實施例示意性地描繪在形成視窗蓋板之彎曲部分之製程中使用的設備之視圖。
本發明揭露一種視窗蓋板，其包含位於聚合物基板薄膜之至少一個表面上之有機-無機混合硬塗層，其中，此視窗蓋板於1公斤之載重下具有4H或更高之鉛筆硬度，而使得在如高溫及高濕度空氣之嚴苛環境下大幅地減低於此視窗蓋板內之偏轉的發生率，因此在應用至產品時達成極佳的耐久度與光學特性、以及極佳的表面抗指紋特性，且本發明還揭露一種包含此視窗蓋板之影像顯示裝置。
本發明將於下文中更詳細地描述。
當以聚合物基板薄膜為基礎而製造視窗蓋板時，對於改善硬度的方面而言，會優選將硬塗層形成於聚合物基板薄膜之表面上。然而，由於在聚合物基板薄膜之製造期間的熱變化，包含於聚合物基板薄膜中之聚合物的內在收縮率以及餘留於此聚合物基板薄膜之應力，可能發生每一層在如高溫及高濕度空氣之嚴苛環境下發生剝離之偏轉現象，且產品之耐久度可能因為此類之偏轉發生而減低，更甚者，待顯示之影像的可見性可能會劣化。
為解決上述之問題，本發明之視窗蓋版包含有機-無機混合硬塗層，其形成於聚合物基板薄膜之表面上且具有特定硬度值，使得在高溫及高濕度環境下之偏轉現象顯著地減少。除此之外，表面之抗指紋特性可藉由此硬塗層而達成。
根據本發明之視窗蓋板10包含聚合物基板薄膜以及有機-無機混合硬塗層。
有機-無機混合硬塗層形成於聚合物基板薄膜之至少一個表面上，使得視窗蓋板於1公斤之載重下於其之表面上可表現出4H或更高之鉛筆硬度。
本案發明人發現適合用於視窗蓋板之鉛筆硬度在1公斤之載重下為4H或更高，以及本發明係以上述發現為基礎而完成。以傳統聚合物基板薄膜為基礎之板體無法在上述條件下達到4H或更高之鉛筆硬度。
根據本發明之視窗蓋板包含有機-無機混合硬塗層，因此可達成具有在1公斤之載重下4H或更高之鉛筆硬度的板體。
在本發明中，在1公斤之載重下的鉛筆硬度係為版體之整個表面所呈現的特性。
如果版體之鉛筆硬度小於4H，其無法表現出作為視窗蓋板之足夠硬度，且如果其中之鉛筆硬度係在1公斤之載重下，上述效果可進一步改善。
根據本發明之有機-無機混合硬塗層係由有機化合物與無機化合物之結合所構成。在此情況下，藉由在形成塗層之期間內控制使用之有機與無機化合物、其之混合比例以及製程條件，可達成硬塗層之鉛筆硬度。
有機-無機混合硬塗層可藉由將用於形成混合塗層的合成物應用於聚合物基板薄膜而形成，合成物更包含除了無機化合物以外之聚合性化合物、聚合起始劑以及溶劑。
可用於本發明之無機化合物的種類並不被特別地限制，惟其可包含，例如，奈米二氧化矽(nano-silica)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、[(2,3)-環氧丙氧]丙基甲基二甲氧基矽烷(glycidoxypropylmethyldimethoxysilane)、三甲氧基[2-(7-氧雜二環[4.1.0]庚-3-基)乙基]矽烷(epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane)、3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷(glycidoxypropyltrimethoxysilane)、縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基矽烷(glycidoxypropyltriethoxysilane)、3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷(methacryloxypropyltrimethoxysilane)以及甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷(methacryloxypropyltriethoxysilane)等。特別是優選使用乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷(methacryloxypropyltrimethoxysilane)以及甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷(methacryloxypropyltriethoxysilane)，且上述化合物可單獨地使用或結合其中之二或多個而使用。
無機化合物之含量並不被特別地限制，惟其可相對於100重量份的聚合性化合物而具有100-260重量份(“wt.parts”)的含量。當無機化合物包含於上述之含量範圍內時，有機化合物與無機化合物以一個適當的比例混合。因此，可增進整體結構的可壓縮性，可達成塗層厚度之減少，並且可增進與聚合物基板薄膜之黏合力，以及可達成塗層之表面平滑性與高硬度。所以，可確定的，在如高溫及高濕度條件下的偏轉現象可被極小化，在形成彎曲部分之期間內達成極佳的耐受性，且增進表面之抗指紋特性。
除此之外，無機化合物包含於120至260重量份的含量為較佳的。在此案例中，可進一步增進強化硬度之功效。
可用於本發明之聚合性化合物的種類並不被特別地限制，惟其可藉由包含丙烯酸酯單體(acrylate monomer)而聚合化，特別是可包含全氟烷基丙烯酸酯(perfluoroalkyl acrylate)、甲基丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl(meth)acrylate)、己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tri(meth)acrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethyleneglycol di(meth)acrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1,6-hexanediol di(meth)acrylate)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(tripropyleneglycol diacrylate)、(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯(trimethylolpropane trioxyethyl(meth)acrylate)、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯(tricyclodecane dimethanol diacrylate)以及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritol hexa(meth)acrylate)等。上述之化合物可單獨地使用或結合其中之二或多個而使用。
除此之外，以增進抗指紋特性的觀點而言，聚合性化合物使用氟黏合劑樹脂為較佳的。使用藉由包含全氟烷基丙烯酸酯等而聚合化之樹脂為更佳的。
可用於本發明之聚合起始劑的種類並不被特別地限制，惟其可使用，例如，選自由苯乙酮化合物(acetophenone compounds)、二苯基酮化合物(benzophenone compounds)、三氮雜苯化合物(triazine compounds)、聯咪唑化合物(biimidazole compounds)、硫代噻噸化合物(thioxythanton compounds)以及肟酯化合物(oxime ester compounds)所組成之群組中的至少一個化合物。使用肟酯化合物(oxime ester compounds)為較佳的。
苯乙酮化合物(acetophenone compound)之特定實例可包含二乙氧基苯乙酮(diethoxyacetophenone)、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one)、芐基二甲基縮酮(benzyldimethylketal)、2-羥基-1-[4-(2-羥乙氧基)苯基]-2-甲基丙-1-酮(2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methylpropan-1-one)、1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxycyclohexylphenylketone)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉代丙-1-酮(2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one)、2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)丁-1-酮(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one)、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propan-1-one)以及2-(4-甲基芐基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-嗎啉基苯基)丁-1-酮(2-(4-methylbenzyl)-2-(dimethylamino)-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one)等。
二苯基酮化合物(benzophenone compound)之特定實例可包含二苯甲酮(benzophenone)、苯甲醯基甲基苯甲酸酯(o-benzoyl methyl benzoate)、4-苯基(4-phenylbenzophenone)、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚(4-benzoyl-4’-methyldiphenyl sulfide)、3,3’,4,4’-四(叔丁基過氧化羰基)二苯甲酮(3,3’,4,4’-tetra(tert-butylperoxycarbonyl)benzophenone)、2,4,6-三甲基二苯甲酮(2,4,6-trimethylbenzophenone)等。
三氮雜苯化合物(triazine compound)之特定實例可包含2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxynaphthyl)-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-piperonyl-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxystyryl)-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙基]-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(5-methylfuran-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙基]-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(furan-2-yl)ethenyl]-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(4-diethylamino-2-methylphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine)、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪(2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine)等。
聯咪唑化合物(biimidazole compound)之特定實例可包含2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑(2,2’-bis(2-chlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenylbiimidazole)、2,2’-雙(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑(2,2’-bis(2,3-dichlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenylbiimidazole)、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷基苯基)咪唑(2,2’-bis(2-chlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetra(alkoxyphenyl)biimidazole)、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)咪唑(2,2’-bis(2-chlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetra(trialkoxyphenyl)bimidazole)以及2,2-雙(2,6-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑(2,2-bis(2,6-dichlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-1,2’-biimidazole)，或具有於4,4’,5,5’位置以烷氧基族群(carboalkoxy group)取代苯基族群(phenyl group)之咪唑化合物(imidazole compound)等。在上述之化合物中，使用2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑(2,2’-bis(2-chlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenylbiimidazole)、2,2’-雙(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑(2,2’-bis(2,3-dichlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenylbiimidazole)以及2,2-雙(2,6-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑(2,2-bis(2,6-dichlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-1,2’-biimidazole)等為較佳的。
噻噸酮化合物(thioxanthone compound)之特定實例可包含2-異丙基噻噸酮(2-isopropylthioxanthone)、2,4-二乙基噻噸酮(2,4-diethylthioxanthone)、 2,4-二氯噻噸酮(2,4-dichlorothioxanthone)以及1-氯-4-丙氧基噻噸酮(1-chloro-4-propoxythioxanthone)等。
肟酯化合物(oxime ester compound)之特定實例可包含鄰乙氧羰基-α-氧亞氨基-1-苯基丙-1-酮(o-ethoxycarbonyl-α-oxyimino-1-phenylpropan-1-one)、1,2-辛二醇(1,2-octanedione)、1-(4-苯硫基)苯基-2-(鄰芐基肟)(1-(4-phenylthio)phenyl-2-(o-benzoyloxime))、乙酮(ethanone)、1-(9-乙基)-6-(2-甲基苯甲醯基-3-基)(1-(9-Ethyl)-6-(2-methylbenzoyl-3-yl))以及1-(鄰乙醯肟)(1-(o-acetyloxime))等。肟酯化合物(oxime ester compound)之可商業化產品可包含CGI-124(汽巴-嘉基公司(Ciba-Geigy Co.))、CGI-224(汽巴-嘉基公司)、Irgacure OXE-01(巴斯夫公司(BASF Co.))、Irgacure OXE-02(巴斯夫公司)、N-1919(艾迪科公司(Adeka Co.))、NCI-831(艾迪科公司)等。
除此之外，聚合起始劑可進一步包含聚合起始促進劑，以增進本發明之硬塗層的敏感性。因根據本發明之硬塗層包含聚合起始促進劑，敏感性可進一步增加，因此增進生產力。
可用於本發明之溶劑的特定實例並不被特別地限制，惟其可包含，例如，乙二醇單烷基醚類(ethyleneglycol monoalkylethers)，如乙二醇單甲醚(ethyleneglycol monomethylether)、乙二醇單乙醚(ethyleneglycol monoethylether)以及乙二醇單丙醚(ethyleneglycol monopropylether)、乙二醇單丁醚(ethyleneglycol monobutylether)等；二甘醇二烷基醚類(diethyleneglycol dialkylethers)，如二甘醇二甲醚(diethyleneglycol dimethylether)、二甘醇二乙醚(diethyleneglycol diethylether)、二甘醇乙基甲基醚(diethyleneglycol ethylmethylether)、二甘醇二丙醚(diethyleneglycol dipropylether)以及二甘醇丁醚(diethyleneglycol butylether)等；乙二醇烷基醚乙酸酯類(ethyleneglycol alkylether acetates)，如甲基溶纖劑乙酸酯(methylcellosolve acetate)、乙基溶纖劑乙酸酯(ethylcellosolve acetate)、乙二醇單丁醚乙酸酯(ethyleneglycol monobutylether acetate)以及乙二醇單乙醚乙酸酯(ethyleneglycol monoethylether acetate)等；亞烷基二醇烷基醚乙酸酯類(alkyleneglycol alkylether acetates)，如丙二醇單甲醚乙酸酯(propyleneglycol monomethylether acetate)、丙二醇單乙醚乙酸酯(propyleneglycol monoethylether acetate)、丙二醇單丙醚乙酸酯(propyleneglycol monopropylether acetate)、乙酸甲氧基丁酯(methoxybutyl acetate)以及乙酸甲氧基戊酯(methoxypentyl acetate)等；丙二醇單烷基醚類(propyleneglycol monoalkylethers)，如丙二醇單甲醚(propyleneglycol monomethylether)、丙二醇單乙醚(propyleneglycol monoethylether)、丙二醇單丙醚(propyleneglycol monopropylether)以及丙二醇單丁醚(propyleneglycol monobutylether)等；丙二醇烷基醚類(propyleneglycol dialkylethers)，如丙二醇二甲醚(propyleneglycol dimethylether)、丙二醇二乙醚(propyleneglycol diethylether)、丙二醇乙基甲基醚(propyleneglycol ethylmethylether)、丙二醇二丙醚(propyleneglycol dipropylether)、丙二醇丙基甲基醚(propyleneglycol propylmethylether)以及丙二醇乙基丙基醚(propyleneglycol ethylpropylether)等；丙二醇烷基醚丙酸酯類(propyleneglycol alkylether propionates)，如丙二醇甲醚丙酸酯(propyleneglycol methylether propionate)、丙二醇乙醚丙酸酯(propyleneglycol ethylether propionate)、丙二醇丙醚丙酸酯(propyleneglycol propylether propionate)以及丙二醇丁醚丙酸酯(propyleneglycol butylether propionate)等；丁基二醇單烷基醚類(butyldiol monoalkylethers)，如甲氧基丁醇(methoxybutylalcohol)、乙氧基丁醇(ethoxybutylalcohol)、丙氧基丁醇(propoxybutylalcohol)以及丁氧基丁醇(butoxybutylalcohol)等；丁二醇單烷基醚乙酸酯類(butandiol monoalkylether acetates)，如乙酸甲氧基丁酯(methoxybutyl acetate)、乙酸乙酯(ethoxybutyl acetate)、丙酸丁酯(propoxybutyl acetate)以及丁氧基乙酸乙酯(butoxybutyl acetate)等；丁二醇單烷基醚丙酸酯類(butandiol monoalkylether propionates)，如甲氧基丙酸丙酯(methoxybutyl propionate)、乙氧基丙酸丙酯(ethoxybutyl propionate)、丙氧基丙酸丁酯(propoxybutyl propionate)以及丁氧基丁酸丙酯(butoxybutyl propionate)等；二丙二醇二烷基醚類(dipropyleneglycol dialkylethers)，如二丙二醇二甲醚(dipropyleneglycol dimethylether)、二丙二醇二醚(dipropyleneglycol dietherether)以及二丙二醇甲基乙基醚(dipropyleneglycol methylethylether)等；芳烴類(aromatic hydrocarbons)，如苯(benzene)、甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)以及均三甲苯(mesithylene)等；酮類(ketones)，如甲基乙基酮(methylethylketone)、丙酮(acetone)、甲基戊基酮(methylamylketone)、甲基異丁基酮(methylisobutylketone)以及環己酮(cyclohexanone)等；醇類(alcohols)，如乙醇(ethanol)、丙醇(propanol)、丁醇(butanol)、己醇 (hexanol)、環己醇(cyclohexanol)、乙二醇(ethyleneglycol)以及甘油(glycerin)等；酯類(esters)，如乙酸甲酯(methyl acetate)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、乙酸丙酯(propyl acetate)、乙酸丁酯(butyl acetate)、丙酸2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl propionate)、2-羥基-2-甲基甲基丙酸酯(2-hydroxy-2-methylmethyl propionate)、2-羥基-2-甲基乙基丙酸酯(2-hydroxy-2-methylethyl propionate)、乙酸羥基甲酯(hydroxymethyl acetate)、乙酸羥乙酯(hydroxyethyl acetate)、乙酸羥丁酯(hydroxybutyl acetate)、乳酸甲酯(methyl lactate)、乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸丙酯(propyl lactate)、乳酸丁酯(butyl lactate)、3-羥基甲基丙酸酯(3-hydroxymethyl propionate)、丙酸3-羥基乙酯(3-hydroxyethyl propionate)、丙酸3-羥基丙酯(3-hydroxypropyl propionate)、丙酸3-羥基丁酯(3-hydroxybutyl propionate)、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯(2-hydroxy-3-methylmethyl butanate)、乙酸甲氧基甲酯(methoxymethyl acetate)、甲氧基乙酸乙酯(methoxyethyl acetate)、乙酸甲氧基丙酯(methoxypropyl acetate)、乙酸甲氧基丁酯(methoxybutyl acetate)、乙氧基甲基乙酸酯(ethoxymethyl acetate)、乙氧基乙酸乙酯(ethoxyethyl acetate)、乙酸乙氧基丙酯(ethoxypropyl acetate)、乙酸乙酯(ethoxybutyl acetate)、乙酸丙氧基甲酯(propoxymethyl acetate)、丙氧基乙酸乙酯(propoxyethyl acetate)、乙酸丙氧基丙酯(propoxypropyl acetate)、丙酸丁酯(propoxybutyl acetate)、丁氧基甲基乙酸酯(butoxymethyl acetate)、丁氧基乙酸乙酯(butoxyethyl acetate)、乙酸丁氧基丙酯(butoxypropyl acetate)、丁氧基丁基乙酸酯(butoxybutyl acetate)、2-甲氧基甲基丙酸酯 (2-methoxymethyl propionate)、丙酸2-甲氧基乙酯(2-methoxyethyl propionate)、丙酸2-甲氧基丙酯(2-methoxypropyl propionate)、丙酸2-甲氧基丁酯(2-methoxybutyl propionate)、2-乙氧基甲基丙酸酯(2-ethoxymethyl propionate)、丙酸2-乙氧基乙酯(2-ethoxyethyl propionate)、2-乙氧基丙酸丙酯(2-ethoxypropyl propionate)、丙酸2-乙氧基丁酯(2-ethoxybutyl propionate)、2-丁氧基甲基丙酸酯(2-butoxymethyl propionate)、丙酸2-丁氧基乙酯(2-butoxyethyl propionate)、丙酸2-丁氧基丙酯(2-butoxypropyl propionate)、丙酸2-丁氧基丁酯(2-butoxybutyl propionate)、3-甲氧基甲基丙酸酯(3-methoxymethyl propionate)、丙酸3-甲氧基乙酯(3-methoxyethyl propionate)、3-甲氧基丙酸丙酯(3-methoxypropyl propionate)、丙酸3-甲氧基丁酯(3-methoxybutyl propionate)、3-乙氧基甲基丙酸酯(3-ethoxymethyl propionate)、3-乙氧基丙酸乙酯(3-etoxyethyl propionate)、丙酸3-乙氧基丙酯(3-ethoxypropyl propionate)、丙酸3-乙氧基丁酯(3-ethoxybutyl propionate)、3-丙氧基甲基丙酸酯(3-propoxymethyl propionate)、丙酸乙酯(3-propoxyethyl propionate)、丙酸丙酯(3-propoxypropyl propionate)、3-丙氧基丙酸丁酯(3-propoxybutyl propionate)、3-丁氧基甲基丙酸酯(3-butoxymethyl propionate)、3-丁氧基丙酸乙酯(3-butoxyethyl propionate)、丙酸叔丁酯(3-butoxypropyl propionate)以及丙酸3-丁氧基丁酯(3-butoxybutyl propionate)等；環醚類(cyclic ethers)，如四氫呋喃(tetrahydrofuran)以及吡喃(pyran)等；環酯類(cyclic esters)，如γ-丁內酯(γ-butyrolactone)， 等。上述之例示性化合物可單獨地使用或結合其中之至少二或多個而使用。
考量到應用以及乾燥特性，於本發明中使用之溶劑可為包含，例如，亞烷基二醇烷基醚乙酸酯(alkyleneglycol alkylether acetates)、酮(ketones)、丁二醇烷基醚乙酸酯(butandiol alkylether acetates)、丁二醇單烷基醚(butandiol monoalkylethers)、丙酸3-乙氧基乙酯(3-ethoxyethyl propionates)以及3-甲氧基甲基丙酸酯(3-methoxymethyl propionates)等之酯類(esters)。更佳地，可使用丙二醇單甲醚乙酸酯(propyleneglycol monomethylether acetate)、丙二醇單乙醚乙酸酯(propyleneglycol monoethylether acetate)、環己酮(cyclohexanone)、乙酸甲氧基丁酯(methoxybutyl acetate)、甲氧(methoxybutanol)、3-乙氧基丙酸乙酯(3-ethoxyethyl propionate)以及3-甲氧基甲基丙酸酯(3-methoxymethyl propionate)等。
根據本發明之有機-無機混合硬塗層可具有80°至120°之水接觸角，且100°至120°為較佳的。於上述之水接觸角的範圍內，可增進表面之抗指紋特性，因此進一步增加待顯示影像的可見性。
根據本發明之有機-無機混合硬塗層的厚度並不特別地限制，惟可為，例如，10至40μm，且15至30μm為較佳的。當混合塗層具有滿足上述範圍之厚度，可達成增進鉛筆硬度之效果。
根據本發明之聚合物基板薄膜作為其上形成有機-無機混合硬塗層之基板，以及只要其具有適當的強度以幫助硬塗層之形成，其之種類並不被特別地限制。
可用於本發明之聚合物基板薄膜的特定實例可包含聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸(PET)、聚醯亞胺(PI)、聚醯 胺(PA)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、PMMA/PC共聚物以及PMMA/PC/PMMA共聚物等。使用聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)為較佳的。
根據本發明之聚合物基板薄膜的厚度並不特別地限制，惟可為，例如，0.2至1.0mm。當於上述厚度範圍內時，可達成滿足4H或更高之高硬度的效果。
根據本發明之視窗蓋板可進一步包含位在聚合物基板薄膜之表面上的非顯示部分遮蔽層，該表面係相對於其上形成有硬塗層之表面。
在本發明中，「正面(表面)」意指影像顯示裝置之可見面，以及「背面(表面)」意指基於對應之構件之相對於可見面的一個面。
根據本發明之非顯示部分遮蔽層用作隱蔽在影像顯示裝置中被遮蔽的部分，以及視覺上地美化其外觀。非顯示部分遮蔽層之材料及外型並不被特別地限制，惟其可包含，例如，因以凹凸結構形成而能實現立體結構之立體圖樣。其中之特定實例可包含複數種圖樣，如IR感測器、相機開口部、主按鍵孔洞、揚聲器孔洞以及圖像等。
非顯示部分遮蔽層可包含著色劑、鹼性可溶樹脂、聚合性化合物、聚合起始劑以及溶劑等，且可由用以形成非顯示部分遮蔽層之合成物而製成。於此合成物中之個別成分可包含在此相關技術領域內普遍使用且不特別限制之任一材料。
著色劑可使用在此相關技術領域內習知且不特別限制之任一著色劑。著色劑之種類並不被特別地限制，只要其可表現出使用者需要的顏色，以及可包含，例如，白色、紅色、綠色、藍色染料及塗料；用以組合色彩之黃 色、橘色、紫色、褐色染料及塗料；碳黑色等。上述之顏色可單獨地使用或結合其中之二或多個而使用。
如果需要，著色劑可進一步包含金屬粉末、白色塗料及螢光塗料等。
塗料可為無機塗料或有機塗料。
無機塗料之種類並不被特別地限制，惟其可包含，例如，硫酸鋇、硫酸鉛、氧化鈦、鉛黃、孟加拉鉛、氧化鉻以及碳黑等。
有機塗料之種類並不被特別地限制，惟其可包含，例如，具有染料索引(C.T.)編號且在相關技術領域內普遍使用之多種塗料，其亦可單獨地使用或結合其中之二或多個而使用。
根據本發明之視窗蓋板可進一步包含在其兩面上的保護薄膜，其用以防止製造後之不良外觀，如在板體運送期間內發生之表面刮痕，且在板體應用於成品時可移除此保護薄膜。
根據本發明之保護薄膜可形成於視窗蓋板之兩面上。亦即，保護薄膜可分別設置在具有硬塗層之聚合物機板薄膜的正面上，以及非顯示部分遮蔽層之背面上。
根據本發明之保護薄膜並不被特別地限制，只要其具有極佳的特性，如透明性、機械強度、耐熱性、防潮特性及同向性等。可使用傳統薄膜，例如，聚脂薄膜(polyester films)，如聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)、聚間苯二甲酸乙二酯(polyethylene isophthalate)及聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)等；纖維素薄膜(cellulose films)，如二乙醯纖維素(diacetylocellulose)及三乙醯纖 維素(triacetylcellulose)等；聚碳酸酯薄膜(polycarbonate films)；丙烯酸薄膜(acryl films)，如聚(甲基)丙烯酸甲酯(polymethyl(meth)acrylate)及聚(甲基)丙烯酸乙酯(polyethyl(meth)acrylate)等；苯乙烯薄膜(styrene films)，如聚苯乙烯(polystyrene)及丙烯腈-苯乙烯共聚物(acrylonitrile-styrene copolymer)等；聚烯烴樹脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、具有環-(cyclo-)或降冰片烯(norbonene)結構之聚烯烴(polyolefin)及乙烯-丙烯共聚物(ethylene-propylene copolymer)等；聚醯亞胺薄膜(polyimide films)；聚醚砜薄膜(polyethersulfone films)；砜薄膜(sulfone films)等，惟其並不特別地限制為上述之薄膜。
在本發明中，於正面表面上的保護薄膜(在聚合物基板薄膜之正面上的保護薄膜)在60℃且90% RH之條件下具有100ppm或更少之收縮率，且在背面表面上的保護薄膜(在非顯示部分遮蔽層之背面上的保護薄膜)在60℃且90% RH之條件下具有100ppm或更多之收縮率。上述60℃且90% RH之狀況代表在高溫及高濕度空氣下此視窗蓋板為穩定的，且在此條件下之上述收縮率內，可將於此視窗蓋板內之偏轉的發生率最小化。
進一步來看，在本發明中，於正面表面上的保護薄膜(在聚合物基板薄膜之正面上的保護薄膜)在85℃且85% RH之條件下具有100ppm或更少之收縮率，以及於背面表面上的保護薄膜(在非顯示部分遮蔽層之背面上的保護薄膜)在85℃且85% RH之條件下具有100ppm或更多之收縮率。上述85℃且85% RH之條件代表在比60℃且90% RH之條件更嚴苛的條件下評 估此視窗蓋板之穩定性，且在此條件之上述收縮率內，可將此視窗蓋板內之偏轉的發生率最小化。
除此之外，在正面表面上的保護薄膜可具有10至100N/25mm之抗剝離強度，以及在背面表面上的保護薄膜可具有100至300N/25mm之抗剝離強度。在此情況下，可將視窗蓋板內之偏轉的發生率最小化。
根據具有上述配置之本發明的視窗蓋板可在高溫及高濕度狀況下顯著地減少偏轉的發生。例如，視窗蓋板可具有-1.0mm(反向捲曲)至+1.0mm(常態捲曲)之偏轉量，較佳地可具有-0.5至+0.5mm，其係於將視窗蓋板設置在60℃且90% RH之條件後，經放置使得硬塗層面向上方的同時於室溫下(25℃)進行量測。
除此之外，視窗蓋板可具有-1.0mm(反向捲曲)至+1.0mm(常態捲曲)之偏轉量，較佳地可具有-0.5至+0.5mm，其係於將視窗蓋板設置在85℃且85% RH之條件後，經放置使得硬塗層面向上方的同時於室溫下(25℃)進行量測。
在本發明中，「偏轉之發生」意指一個情況，其中，在高溫及高濕度狀況下，視窗蓋板之一端抬起高度h1，或在視窗蓋板之內發生剝落高度h2，且「偏轉量」意指當視窗蓋板經過高溫及高濕度之狀況後，在室溫下(25℃)置於平坦底面上時，未黏附至底面而從該處抬起之部分的最大高度(參照第1圖)。
更精確地說，偏轉量係藉由在板體經放置以使得硬塗層面向上方時量測板體的高度所表示。正(+)偏轉量之情況意指視窗蓋板朝向硬塗層彎曲(常態捲曲)，以及負(-)偏轉量之情況意指視窗蓋板朝向非顯示部分遮蔽層彎曲(反向捲曲)。
如果需要，本發明之視窗蓋板可包含位在視窗蓋板至少一個端部處的彎曲部分。
在本發明中，因於1公斤之載重下的鉛筆硬度為視窗蓋板之完整表面所呈現的特性，當視窗蓋板包含位在視窗蓋板至少一個端部的彎曲部分處時，鉛筆硬度為彎曲部分及平坦部分一同呈現的特性，其中彎曲部分非由板體形成。
根據本發明之彎曲部分係形成於板體之至少一個端部處，且具有預定之曲率半徑，使得本發明之視窗蓋板可應用至具有不同形狀之產品。
第2圖為根據本發明實施例示意性地描繪視窗蓋板的視圖。
根據本發明之彎曲部分形成的位置並不被特別地限制。例如，如第2圖所示，彎曲部分可形成於視窗蓋板之短邊方向的兩端部上。除此之外，導電圖樣層可形成於視窗蓋板之長邊方向的一個端部上或短邊方向的一個端部上，以及根據產品需求之形狀而形成於視窗蓋板之長與短邊方向的雙端部上。
第3圖為根據本發明描繪用以量測彎曲部分形狀之參考視圖。
根據本發明之彎曲部分的形狀並不被特別地限制。例如，如第3圖所示，彎曲部分可以預定長度而形成，以具有5mm至15mm之預定曲率半徑。當彎曲部分具有上述範圍內之曲率半徑，可確定的是，視窗蓋板之彎曲部分可表現出如平坦部分之特性的相同程度之特性，且因此對於此方面而言更為適當。
本發明之視窗蓋板具有上述之有機-無機混合硬塗層，使得能夠達成遍布視窗蓋板之極佳的耐久度與光學特性而不受彎曲部分之形狀的影響。
<製造視窗蓋板之方法>
進一步來說，本發明提供一種製造上述之視窗蓋板的方法。
在下文中，將詳細地描述製造根據本發明實施例之視窗蓋板的方法。
製造根據本發明實施例之視窗蓋板的方法包含步驟S1，其藉由將用於形成包含無機化合物之有機-無機混合塗層之合成物應用於聚合物基板薄膜之至少一個表面而形成有機-無機混合硬塗層。
用於形成有機-無機混合塗層之合成物可同樣地使用具有上述成分及內容物的合成物。
塗層之應用方法並不被特別地限制，且可藉由相關技術領域內之任一習知方法而執行，例如，模塗佈機、氣刀、反向滾筒、噴霧器、刀刃、鑄造、凹版以及旋鍍等。
在應用製程後，可進一步執行固化製程。固化塗層之方法並不被特別地限制，且可藉由單獨進行光固化或熱固化製程、或光固化後熱固化、及/或熱固化後光固化之複數製程而實行。
當實行熱固化後光固化之製程以作為固化製程時，熱固化於60至90℃下執行60秒至300秒，以及光固化藉由控制固化時間而執行，使得320至400nm之區間內的光線具有400至700mJ/cm2的光量。
在本發明中，於步驟S1中使用之形成聚合物基板薄膜的方法並不被特別地限制，惟可包含在特定溫度與壓力之條件下擠壓上述之聚合物材料的製程。
更精確地說，擠壓製程可藉由於熔點或更高之溫度下熔化聚合物材料，再於預定壓力下經過壓模以射出熔融材料而執行。當形成板狀聚合物基 板薄膜作為本發明之基板薄膜時，擠壓製程可藉由卷繞突起之聚合物材料同時以預定或更高之張力拉伸聚合物材料而執行。
同時，在拉伸製程期間迅速地將聚合物冷卻。在此製程中，因為接觸空氣層之正面表面與在卷繞過程中接觸輸送工具之背面表面之間的溫差，於薄膜中產生殘留應力、表面粗糙度及組織密度等差異。
因此，當殘留應力存在於薄膜中時，如因翹曲而發生之偏轉、收縮及擴展等現象可能會於額外的熱製程期間內發生，且形成於其上之額外的層合物可能會輕易地剝離。
為解決上述之問題，在本發明中，於步驟S1中使用之聚合物基板薄膜可於步驟S1前經過額外的熱處理(步驟S1-1)。
更詳細地，在步驟S1-1中，聚合物基板薄膜在熱變形溫度(heat distortion temperature,HDT)±20℃或玻璃態轉移溫度(glass transition temperature,Tg)±20℃之條件下進行熱處理。在此情況中，藉由緩和於製造製程期間內產生之殘留應力，可補償於額外的熱製程期間內發生之耐久度下降。在本發明中，±20℃之表示為包含-20℃至+20℃之成為對應之參考點之溫度(聚合物之熱變形溫度(HDT)或玻璃態轉移溫度(Tg))的概念。
除此之外，聚合物基板薄膜之熱處理製程可於90℃至110℃下執行60分鐘至240分鐘。當於上述條件下執行熱處理，可有效地緩和殘留應力。
根據本發明之聚合物基板薄膜可於熱處理步驟S1-1後，經過於25℃至60℃下進行1分鐘至15分鐘冷卻該薄膜之步驟S1-2。在此情況中，可進一步增進移除殘留應力之效果。
除此之外，根據本發明之聚合物基板薄膜可進一步經過冷卻薄膜之步驟S1-3，其在步驟S1-2後且以低於步驟S1-2之冷卻溫度的溫度下進行冷卻。在此情況中，可進一步增進上述之功效。
根據上述方法形成本發明之視窗蓋板以滿足上述形狀及特性，使得能夠應用至具有不同外形之產品而顯著地減低偏轉之發生率，以及達成極佳的耐久度與光學特性。
如果需要，形成本發明之視窗蓋板之方法可進一步包含步驟S2，其於形成有機-無機混合硬塗層後，藉由將以預定間隔與基板薄膜之至少一個端部分隔的部分進行熱處理，同時施加壓力至該端部，使得該端部向其被按壓之方向彎曲而形成彎曲部分。
更精確地說，形成彎曲部分之步驟S2同時在預定位置上執行熱處理及按壓製程，以形成彎曲部分。藉由於預定溫度下實行熱處理，可使於視窗蓋板內之聚合物材料撓曲及變形，且在此情況中，視窗蓋板可因在擠壓製程期間內施加之壓力而在預定方向上彎曲，因此完成形成彎曲部分之製程。
依據按壓端部之方向而適當地控制彎曲部分之方向，使得彎曲部分可依產品要求之方向形成，亦可藉由熱處理與按壓產品需求之部分而形成。
本發明之步驟S2中，熱處理可藉由熱空氣噴流而實行。熱處理之執行溫度並不被特別地限制，惟可根據使用板體之材料而適當地挑選使用。更詳細地說，例如，熱處理可於100℃至350℃下而執行。當於上述之範圍內執行熱處理時，可確定在根據本發明之視窗蓋板之材料(包含於聚合物基板薄膜及硬塗層之材料)的熔融溫度範圍內可輕易地形成彎曲部分。
第4圖為根據本發明實施例示意性地描繪在形成視窗蓋板之彎曲部分之製程中使用的設備之視圖。
參照第4圖，根據本發明之形成彎曲部分之步驟S2可於特定之設備中同時地實行熱處理及按壓製程。
更精確地說，可藉由一種設備而實行形成彎曲部分之步驟S2，其包含：曲率形成單元，其設置於基板薄膜相對於表面噴射熱空氣以支撐視窗蓋板之一點處之表面上；按壓單元，其設置於基板薄膜之端部之一個表面上，以擠壓基板薄膜；以及固定單元，其設置於基板薄膜之側邊上，基板薄膜之該側邊係基於熱空氣所噴射之點相對於端部，以固定基板薄膜之另一端部。
根據本發明之曲率形成單元可適當地設置，以達成產品需求之形狀，且可設置曲率形成單元設置之一點與噴流熱空氣至其之一點以使得其朝向視窗蓋板之相同部分而彼此面對。
根據本發明之按壓單元可適當地設置在視窗蓋板之端部上，以於預定方向上施行按壓。較佳地，按壓單元可設置在與噴流熱空氣至其之一點之側邊相同之側邊的端部上。
根據本發明之固定單元可設置在基板薄膜之側邊上，且熱空氣噴流至相對於該側邊之端部上之一點，以固定視窗蓋板之彎曲部分非形成於其上的端部。藉由固定單元，可減少由於在除了彎曲部分之視窗蓋板之平坦部分之熱處理與加工製程的影響。
如上述內文，形成根據本發明之視窗蓋板的方法可藉由，首先形成硬塗層於聚合物基板薄膜上(步驟S1)，然後藉由熱處理與按壓以形成彎曲部 分(步驟S2)而執行，使得能夠有效地抑制視窗蓋板之硬度衰減，以及達成即使在視窗蓋板之彎曲部分亦具有如平坦部分之光學特性。
當首先執行步驟S2再執行步驟S1時，視窗蓋板之硬度可因硬塗佈之均勻度而衰減，以及可發生由於彎曲部分厚度偏差而產生之妨礙問題以及在硬塗層之龜裂。除此之外，相較於視窗蓋板之平坦部分，視窗蓋板之彎曲部分的耐久度與光學特性可輕微地劣化。
<影像顯示裝置>
進一步來看，本發明提供一種包含上述視窗蓋板之影像顯示裝置。本發明之影像顯示裝置可進一步包含除了上述配置之於相關技術領域內的習知配置。
在下文中，較佳的實施例將配合參照圖式而更具體地描述以了解本發明。惟，本發明所屬技術領域中具有通常知識者將理解的是，此類實施例提供用以描述性目的，而非限制本發明之保護僅包含揭露之詳細描述與附加的專利申請範圍。因此，本發明所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見地知道，在並未實質上脫離本發明的原理下且適當地包含於如附加之專利申請範圍界定之範圍內，對於揭露的實施例可進行許多改變及修改。
實例與比較例
實例1
<聚合物基板薄膜之製備>
聚合物基板薄膜A-1經由在100℃下持續120分鐘之加熱聚甲基丙烯酸甲酯之一系列的熱處理，在60℃下持續10分鐘之冷卻，以及在室溫(25℃)下進一步冷卻而製備。
<視窗蓋板之製備>
具有30μm之最終厚度的硬塗層，藉由將用以形成具有於下表1內描述之成分與組成物之有機-無機混合塗層之合成物應用於熱處理後之聚合物基板薄膜之一個表面，緊接著藉由在90℃下持續90秒之乾燥，以及在600mJ/cm2之光量下以具有315至365nm之紫外線波長的光線照射被覆表面以硬化而形成。
緊接著，非顯示部分遮蔽層，其位於相對於其上形成硬塗層之表面之聚合物基板薄膜的表面上，然後藉由在80℃下持續60分鐘之乾燥而形成。
而後，藉由使用丙烯酸粘合劑，而貼合在60℃與90% RH之狀況中具有80N/25mm之剝落強度與60ppm之收縮率的PET基板薄膜至聚合物基板薄膜之正面(於硬塗層形成之側邊上)，以及，藉由使用丙烯酸粘合劑，而貼合在60℃與90% RH之狀況中具有200N/25mm之抗剝落強度與150ppm之收縮率的PET基板薄膜至聚合物基板薄膜之背面(於非顯示部分遮蔽層形成之側邊上)。
於貼合之後，藉由在100mm/sec之移動速度的400W CO2雷射，具有PET基板薄膜之聚合物基板薄膜參照具有預定尺寸之胞單元(cell unit)而切割以製備視窗蓋板。
實例2
如實例1描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了硬塗層以20μm之厚度而形成。
實例3
如實例1描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了硬塗層以10μm之厚度而形成。
實例4
如實例1描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了聚合物基板薄膜A-2於80℃下進行熱處理。
實例5
如實例1描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了聚合物基板薄膜A-3於110℃下進行熱處理。
實例6
如實例1描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了聚合物基板薄膜A-4並無進行熱處理。
實例7至14以及比較例1至3
如實例1描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了當製備硬塗層時，使用用以形成具有於下表1內描述之成分與組成物之有機-無機混合塗層之合成物。
實例15
<彎曲部分之形成>
於實例1中製備之視窗蓋板的其他部分，除了其之短邊方向上距離端部100mm之點，係藉由固定單元而固定。然後，熱空氣噴流器設置在其上形成硬塗層之視窗蓋板之側邊上之距離視窗蓋板之端部90mm之點上，以及曲率形成單元設置在其上形成非顯示部分遮蔽層之邊上。在此情況中，熱空氣噴 流器以距離視窗蓋板100mm之間隔而設置，以及按壓單元設置在其上形成硬塗層的視窗蓋板之端部之一個表面上。
此後，視窗蓋板之端部藉由按壓單元以50KPa及15mm/sec而按壓，以及同時間上，熱空氣以250℃而噴流以形成彎曲部分。形成之彎曲部分具有10mm之曲率半徑。
實例16
如實例15描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了硬塗層以20μm之厚度而形成。
實例17
如實例15描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了硬塗層以10μm之厚度而形成。
實例18
如實例15描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了聚合物基板薄膜A-2於80℃下進行熱處理。
實例19
如實例15描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了聚合物基板薄膜A-3於110℃下進行熱處理。
實例20
如實例15描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了聚合物基板薄膜A-4並無進行熱處理。
實例21
如實例15描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了首先形成彎曲部分於熱處理後之聚合物基板薄膜，然後在其上更形成硬塗層。
實例22至29以及比較例4至6
如實例15描述之相同流程為實施以製備視窗蓋板，除了當製備硬塗層時，使用用以形成具有於下表1內描述之成分與組成物之有機-無機混合塗層之合成物。
Figure 105127934-A0305-02-0036-1
Figure 105127934-A0305-02-0037-2
Figure 105127934-A0305-02-0038-3
Figure 105127934-A0305-02-0039-4
測試流程
(1)偏轉(偏轉量)發生率之評估
放置根據實例與比較例而製備之視窗蓋板於60℃及90% RH之狀況且持續48小時後，視窗蓋板配置以使硬塗層面向上方，因此非貼合至底板表面且從其開始抬起之部分的最大高度可分別地於室溫下(25℃)量測(見第1圖)。其之結果描述於下表2中。
視窗蓋板具有正(+)偏轉量之情況意指視窗蓋板朝向硬塗層彎曲(常態捲曲)，以及視窗蓋板具有負(-)偏轉量之情況意指視窗蓋板朝向非顯示部分遮蔽層彎曲(反向捲曲)。
(2)抗指紋特性的評估
滴落水滴於根據實例與比較例而製備之視窗蓋板的表面後，分別地量測藉由表面與水滴所形成之角度(水接觸角)。其之結果描述於下表2中。
當角度介於100°至120°的範圍內時，可達成極佳的抗指紋特性，以及最佳地，當角度介於110°至120°時，可獲得最佳的抗指紋特性。
(3)抗衝擊性的評估
固定根據實例與比較例而製備之視窗蓋板於具有穿透其中心之50mm孔洞的夾具後，130g之鋼球從預定高度落下以分別地量測對視窗蓋板之表面造成變形、破損等情況的最大高度。其之結果描述於下表2中。
(4)耐久度(彎曲部分及平坦部分)的評估
根據實例與比較例而製備之視窗蓋板的彎曲部分及平坦部分係分別地藉由使用3頻帶放射燈而視覺觀察以確認於其上是否有刮痕、龜裂或變形發生，切割面係藉由使用光學顯微鏡而放大以觀察，然後量測切割面中之黃色區域之長邊的長度。其之結果描述於下表2中。
當切割面中之黃色區域之長邊的長度小於80μm時，視窗蓋板之邊緣部分的可見度為極佳的，而如果其之長度超過80μm時，可發生關於觀看黃色區域的問題。
(5)光學特徵(彎曲部分及平坦部分)的評估
根據實例15-29與比較例4-6而製備之視窗蓋板之彎曲部分及平坦部分上的混濁度與色度(色彩(b*))係分別地藉由使用JIS K7361-1而量測。其之結果描述於下表2中。
Figure 105127934-A0305-02-0040-5
Figure 105127934-A0305-02-0041-6
Figure 105127934-A0305-02-0042-7
Figure 105127934-A0305-02-0043-8
如表2所示，可確定包含根據本發明之硬塗層之實例的所有視窗蓋板具有4H或更高之硬度以及+1.2mm或更少之偏轉量，因此能被製成產品。
惟，可見到具有關於聚合物基板薄膜之些微低之熱處理溫度的實例4與18之視窗蓋板分別地具有稍微增加的偏轉量，以及具有關於聚合物基板薄膜之些微高之熱處理溫度的實例19之視窗蓋板個別地具有稍微減少的偏轉量，以及關於使用無執行熱處理之聚合物機板薄膜之實例6與20之視窗蓋板的情況，因殘留應力而產生的偏轉之發生相較於其他實例而增加。
另一方面，可見到根據本發明之具有超出範圍之硬度值的比較例1與6之視窗蓋板分別地具有顯著增加之偏轉量。更詳細地說，可見到，由於相較於聚合性化合物呈減少之無機化合物的含量(比較例1=比較例4<比較例2=比較例5<比較例3=比較例6)，偏轉量係進一步增加。
h1、h2:高度

Claims (30)

  1. 一種視窗蓋板，其包含：一有機-無機混合硬塗層，係位於一聚合物基板薄膜之至少一個表面上，其中，該視窗蓋板係具有在1公斤之載重下為4H或更高之一鉛筆硬度，其中該視窗蓋板係具有-1.0mm(反向捲曲)至+1.0mm(常態捲曲)之一偏轉量，其係在設置該視窗蓋板於60℃且90% RH之環境後，該偏轉量在室溫下(25℃)進行量測且配置該視窗蓋板以使得該硬塗層面向上方。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該鉛筆硬度在1公斤之載重下係為6H或更高。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該硬塗層包含選自由奈米二氧化矽(nano-silica)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriethoxysilane)、[(2,3)-環氧丙氧]丙基甲基二甲氧基矽烷(glycidoxypropylmethyldimethoxysilane)、三甲氧基[2-(7-氧雜二環[4.1.0]庚-3-基)乙基]矽烷(epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane)、3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷(glycidoxypropyltrimethoxysilane)、縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基矽烷(glycidoxypropyltriethoxysilane)、3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷(methacryloxypropyltrimethoxysilane)以及甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷(methacryloxypropyltriethoxysilane)所構成 之群組中之至少一無機化合物。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之視窗蓋板，其中該硬塗層係由用於形成一硬塗層的一合成物所製成，該合成物更包含一聚合性化合物、一聚合起始劑以及一溶劑。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之視窗蓋板，其中相對於100重量份之該聚合性化合物，該無機化合物之含量為100至260重量份。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之視窗蓋板，其中該聚合性化合物係為選自由全氟烷基丙烯酸酯(perfluoroalkyl acrylate)、甲基丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl(meth)acrylate)、己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tri(meth)acrylate)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(ethyleneglycol di(meth)acrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1,6-hexanediol di(meth)acrylate)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(tripropyleneglycol diacrylate)、(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯(trimethylolpropane trioxyethyl(meth)acrylate)、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯(tricyclodecane dimethanol diacrylate)以及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(dipentaerythritol hexa(meth)acrylate)所組成之群組中的至少一個。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該硬塗層係具有80°至120°之水接觸角。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該硬塗層係具有10 至40μm之厚度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該聚合物基板薄膜係經過於一聚合物之一熱變形溫度(heat distortion temperature,HDT)±20℃或一玻璃態轉移溫度(glass transition temperature,Tg)±20℃的一條件下進行之熱處理。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該聚合物基板薄膜係經過於90℃至110℃下進行120分鐘至240分鐘之熱處理。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之視窗蓋板，其中該聚合物基板薄膜係於熱處理後在25℃至60℃下進行1分鐘至15分鐘之冷卻處理。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之視窗蓋板，其中該聚合物基板薄膜係於冷卻後以低於該冷卻處理之溫度的溫度下更進一步地冷卻。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該聚合物基板薄膜包含選自由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚對-苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醯亞胺(PI)、族聚醯胺(PA)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚合物(COC)、PMMA/PC共聚合物以及PMMA/PC/PMMA共聚合物所組成之群組中的至少一個。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該聚合物基板薄膜係具有0.2至1.0mm之厚度。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，更包含在該聚合物基板薄膜之一表面上之一非顯示部分遮蔽層，該表面相對於其上 形成有該硬塗層之表面。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之視窗蓋板，更包含分別形成於該視窗蓋板之兩個表面上之複數個保護薄膜。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之視窗蓋板，其中在60℃且90% RH之條件下，於一前表面上之該保護薄膜係具有100ppm或更少之一收縮率，以及於一後表面上之該保護薄膜係具有100ppm或更多之一收縮率。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之視窗蓋板，其中在85℃且85% RH之狀況下，於一前表面上之該保護薄膜係具有100ppm或更少之一收縮率，以及於一後表面上之該保護薄膜係具有100ppm或更多之一收縮率。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，其中該視窗蓋板係具有-1.0mm(反向捲曲)至+1.0mm(常態捲曲)之一偏轉量，其中在設置該視窗蓋板於85℃且85% RH之環境後，該偏轉量在室溫下(25℃)進行量測且配置該視窗蓋板以使得該硬塗層面向上方。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之視窗蓋板，更包含一捲曲部分，其位於該視窗蓋板之至少一個端部。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之視窗蓋板，其中該捲曲部分係具有5mm至15mm之一曲率半徑。
  22. 一種影像顯示裝置，其包含根據申請專利範圍第1項至第21項中之任一項所述之該視窗蓋板。
  23. 一種製造視窗蓋板的方法，其包含：一步驟S1，其藉由將用於形成包含一無機化合物之一有機-無 機混合塗層之一合成物應用於一聚合物基板薄膜之至少一個表面而形成一有機-無機混合硬塗層；以及一步驟，其於該步驟S1之前，在一熱變形溫度(heat distortion temperature,HDT)±20℃或一玻璃態轉移溫度(Tg)±20℃之一條件下對該聚合物基板薄膜進行熱處理。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該聚合物基板薄膜係經過以90℃至110℃下進行120分鐘至240分鐘之一熱處理步驟S1-1。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中該聚合物基板薄膜係於該熱處理步驟S1-1後，經過冷卻該聚合物基板薄膜之一步驟S1-2，其於25℃至60℃下進行1分鐘至15分鐘。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該聚合物基板薄膜在該步驟S1-2後，進一步經過一步驟S1-3，其以低於該步驟S1-2之冷卻溫度的溫度進行冷卻。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之方法，更包含：一步驟S2，其於形成該有機-無機混合硬塗層後，藉由熱處理以一預定間隔與該聚合物基板薄膜之至少一個端部分隔的一部分且同時施加一壓力至該端部，使得該端部向其被擠壓之一方向彎曲而形成一彎曲部分。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該步驟S2之熱處理係以噴射熱空氣來執行。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該步驟S2之熱處理係於100℃至350℃下執行。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中該步驟S2係藉由一設備而施行，該設備包含：一曲率形成單元，其設置於該聚合物基板薄膜相對於該表面噴射該熱空氣以支撐該視窗蓋板之一點處之一表面上；一按壓單元，其設置於該聚合物基板薄膜之該端部之一表面上，以按壓該聚合物基板薄膜；以及一固定單元，其設置於該聚合物基板薄膜之側邊上，該聚合物基板薄膜之該側邊係基於該熱空氣所噴射之該點相對於該端部，以固定該聚合物基板薄膜之另一端部。
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