用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜,以及平面顯示屏的製作方法

2023-05-21 23:58:11 4

專利名稱：用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜,以及平面顯示屏的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜和使用這種薄膜的平面顯示屏，所述薄膜粘結在平面顯示屏主體的前部玻璃上，用於防止前部玻璃因衝擊而破裂，同時可以減輕重量以及降低厚度。
背景技術：
近年來，等離子體顯示屏(下文簡稱為PDP)已經引起人們的注意，其優點為可以製造大顯示屏，並且可以呈現清晰豐富的色彩。通過在大量孤立地形成於兩塊玻璃平板之間的放電室中選擇性地使磷光體放電來發光的方式，PDP提供豐富的色彩顯示。
圖1是說明PDP結構的視圖。在該圖中，數字1表示的PDP具有如下的結構前部玻璃2和後部玻璃3相互面對面的放置，且在兩塊玻璃2和3之間的空間內，封入低壓狀態的稀有氣體如氙。在前部玻璃2上，提供了放電電極4、絕緣膜5和保護膜6等，在後部玻璃3上，提供了隔牆7、磷光體8A、8B和8C，以及地址電極9等。
PDP1的前部玻璃2在形成或者層壓電極或者由各種材料製得的薄膜時，要經受擦傷和應變，相比最初的玻璃平板其強度顯著降低。而且，它和磷光體的奇點或者後部玻璃上形成的隔牆相接觸，應力就很可能集中在這種接觸的部位上。
因此，為了防止用於如PDP的平面顯示屏的前部玻璃破裂，通常提供由丙烯酸樹脂或強化玻璃製得的保護平板，它和所述前部玻璃之間存在幾毫米的空間，以防止衝擊作用於平面顯示屏上。但是，這種保護結構存在如下的問題它不利於減輕平面顯示屏的重量或者降低厚度；而且在保護平板和顯示屏前部玻璃之間有空隙，存在可能反射外部光線如螢光燈光線的問題，降低圖像質量，或者屏幕圖像可能由於輕微振動而出現扭曲。
目前已經提出了各種技術來防止平面顯示屏前部玻璃破裂。例如，JP-A-2000-123751提出了通過增大前部玻璃的厚度來提高其強度的技術。但是，在這種結構中，抗衝擊的保護效果並不充分，並且增大了顯示屏的重量，成為一個問題。
而且，JP-A-2000-156182、JP-A-11-119667、JP-A-11-119668和JP-A-11-119669提出了這樣一種結構使用膠粘層將保護平板粘結在顯示屏的前部玻璃上。但是，在這種結構中，衝擊可能傳遞給所述前部玻璃，存在如下的問題不能獲得充分防止前部玻璃破裂的效果。
作為另一個已有技術，JP-A-2001-266759提出使用減衝疊層(下文簡稱常規疊層)，其中通過透明膠粘層將兩層由透明合成樹脂製得的薄層即防裂層(減衝層)B和防散射層A層壓在平面顯示屏的前部玻璃上，且防散射層A的剪切模量至少為2×108Pa，防裂層B的剪切模量為1×104～2×108Pa之間。
但是這種常規疊層不足以為例如PDP的前部玻璃提供耐衝擊性。在該出版物的實例中，使用所謂的不具有電極或者未層壓由各種材料製得的薄膜的「未處理」玻璃平板作為所述的玻璃平板，且在其上依次層壓膠粘層、減衝層和防散射層，並通過在其上墜落硬球的方法來測試其是否具有耐衝擊性。但是，如上所述，對於真實的PDP前部玻璃，由於層壓了電極或者由各種材料製得的薄膜，相比未處理的玻璃，其耐衝擊性顯著降低，並易於破裂。因此，對於這種常規疊層，當將其粘結到PDP的前部玻璃上時並不能證明獲得了充分的耐衝擊性，相比未處理的玻璃平板，其耐衝擊性明顯降低。
如下文實例中詳細說明的，當將該出版物的實例中所揭示的三層材料和厚度相同的薄層層壓在通過在玻璃平板上形成電極和絕緣層而假定為PDP前部玻璃的玻璃基底上，並通過由彈簧衝擊施加規定的衝擊作用力來測量耐衝擊性，發現這種疊層不具有足夠的耐衝擊性(見下文實施例7)。
因此，所述常規疊層因耐衝擊性降低而不足以作為耐衝擊薄膜保護平面顯示屏如PDP的前部玻璃。

發明內容
本發明的目的是提供用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜(下文簡稱為耐衝擊薄膜)，該薄膜可粘結在平面顯示屏的前表面上，用於防止顯示屏玻璃因經受衝擊而破裂和散射，並由此可以減輕重量以及降低厚度，並且本發明提供了使用這種耐衝擊薄膜的平面顯示屏。
為了達到上述目的，本發明提供用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，該薄膜是要粘結在平面顯示屏主體的前部玻璃上的耐衝擊薄膜，它包括在平面顯示屏的前部玻璃面上的厚度為0.1～4.0毫米的由透明熱固性樹脂製得的第一層和在所述第一層觀察者一側上的由其剪切模量大於第一層的透明合成樹脂製得的第二層。
本發明的耐衝擊薄膜是具有形成於前部玻璃和由硬合成樹脂製得的第二層之間的由軟的熱固性樹脂製得的第一層的薄膜，當經受衝擊時，所述衝擊將被形成於前部玻璃和硬的第二層之間的第一層吸收，由此，可以防止衝擊作用力傳遞給前部玻璃。由此可以提供重量輕、厚度薄且耐衝擊性優良的耐衝擊薄膜。
本發明的耐衝擊薄膜宜具有如下的結構在所述第一層的觀察者一側的表面上層壓所述第二層。
而且，上述第一層宜由具有膠粘性能的聚氨酯樹脂或有機矽樹脂製得，並直接將其粘結在平面顯示屏的前部玻璃上。
優選第一層的剪切模量小於1×108Pa，厚度為0.1～4.0毫米。
而且，優選第二層的剪切模量至少為1×108Pa，厚度為0.05～3.0毫米。
而且，本發明耐衝擊薄膜可以具有如下結構在第二層的觀察者一側上層壓選自紅外線吸收層、電磁波屏蔽層和抗反射層中的至少一層和粘結這些層的膠粘層。
而且，本發明提供具有上述用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜的平面顯示屏，所述薄膜直接或者通過透明膠粘層粘結在其前部玻璃上。


圖1是用於說明PDP結構的主體部分的透視圖。
圖2顯示本發明耐衝擊薄膜和平面顯示屏的一個實施方式的橫截視圖。
圖3顯示本發明耐衝擊薄膜和平面顯示屏的另一個實施方式的橫截視圖。
具體實施例方式
現在，將參考優選實施方式詳細說明本發明。
圖2是說明本發明耐衝擊薄膜的一個實施方式的視圖。這一耐衝擊薄膜10宜包括形成於平面顯示屏主體11前部玻璃12面上由透明熱固性樹脂製得的第一層13，所述熱固性樹脂在動態粘彈性測量中的剪切模量G』(下文簡稱為剪切模量)小於1×108Pa，且厚度為0.1～4.0毫米；以及層壓在第一層13的觀察者一側上由透明合成樹脂製得的第二層14，所述合成樹脂的剪切模量至少為1×108Pa即大於第一層的，且厚度為0.05～3.0毫米。
上述剪切模量(G』)是使用動態粘彈性測量儀DMS120(Seiko InstrumentsInc.製造)，以1赫茲的頻率在25±3℃的溫度下測得的剪切模量G』的值。而且通常，存在這樣的關係拉伸模量E＝3G』(剪切模量)，因此，拉伸模量E約為上述剪切模量的3倍。
第一層形成於平面顯示屏主體11前部玻璃12面上的第一層13由剪切模量小於1×108Pa、宜為1×103Pa～1×107Pa、特別好是4×103Pa～6×105Pa的透明熱固性樹脂製得。作為這種熱固性樹脂，可以隨意選擇性地單獨使用或者以兩種或多種不同樹脂混合物或共聚物的形式使用例如聚氨酯樹脂、有機矽樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、環氧樹脂、蜜胺樹脂、不飽和聚酯樹脂或者醇酸樹脂。但是，考慮到耐衝擊性、防止破裂玻璃散射的性能、透明性、自恢復性能、耐熱性、耐久性等的綜合性能，最優選使用聚氨酯樹脂和有機矽樹脂。通過使用這種熱固性樹脂，甚至當將此耐衝擊薄膜10用於PDP上，由此所述前部玻璃12暴露在相對高的溫度下時，也能長時間保持優良的耐衝擊性，同時不會出現和前部玻璃12接觸的第一層13熔融和流動的問題。
所述第一層13的剪切模量宜小於1×108Pa，更好為1×103Pa～1×107Pa、特別好是4×103Pa～6×105Pa。通過在上述範圍內調整剪切模量，可以有效地分散、吸收和降低從第二層14一側傳遞到前部玻璃12上的衝擊作用力，由此防止平面顯示屏主體11前部玻璃12破裂，因此可以提高防止破裂的效果。而且，通過固化(setting)剪切模量處於上述範圍內的材料，在層壓第一層時將會比較容易操作，也有利於形成形狀穩定的層。
而且，在剪切模量處於上述範圍內的熱固性樹脂中，優選使用具有膠粘性能的樹脂，例如GELTEC Co.，Ltd.製造的有機矽樹脂，即已知商品名為α-GEL、θ-5、θ-6、θ-7或θ-8的樹脂材料，這時因為可以通過將其置於前部玻璃12的觀察者一側的表面上、在其上再放置第二層12，接著藉助例如橡膠輥進行加壓處理，可以輕易地將它層壓在前部玻璃12的觀察者一側的表面上，因此充分簡化了製造過程。當所述第一層13的膠粘性能不夠時，可以在第一層13的兩面都提供透明膠粘層，將其粘結到前部玻璃12和第二層14上。由於它可以因此進一步提高耐衝擊性，所以優選使用這種膠粘劑。
所述第一層13的厚度為0.1～4.0毫米，宜為1.0～4.0毫米，更好為1.5～3.0毫米。當第一層13至少為0.1毫米時，可以有效地分散和降低衝擊作用力。而且，出於其加工性能優良以及經濟利益的考慮，優選調節其厚度至多為4.0毫米。
所述第一層13還可以包含均化劑、消泡劑、調色色料、近紅外吸收(反射)色料、抗靜電劑、熱穩定劑、抗氧化劑、分散劑、阻燃劑、潤滑劑、增塑劑和紫外線吸收劑等。而且，在第一層13和第二層14之間，可以插入含有調色色料、近紅外吸收(反射)色料、抗靜電劑和紫外線吸收劑等的薄層。
當使用熱固性樹脂如聚氨酯樹脂或有機矽樹脂作為上述第一層13的材料時，可以使用塗覆方法如浸漬塗覆法、噴塗法、旋轉塗覆法、滾珠塗覆法、金屬條塗覆法、刮刀塗布法、輥塗法、幕塗法、縫模(slit die)塗布器法、凹板(gravure)塗布器法、狹縫反轉(slit reverse)塗布器法、小型凹板塗布器法或逗頓塗布器(comma coater)法；擠出模塑法；砑光輥模塑法或者分批模塑法來形成厚度合適的第一層13。為了提高加工性能，可以用有機溶劑如甲苯、MEK、乙酸乙酯、二氯甲烷或醇稀釋上述熱固性樹脂，然後進行塗覆。對於第一層13，可以使用通過在合適基底上塗覆上述熱固性樹脂而獲得的薄膜。或者可以直接塗覆在前部玻璃12的觀察者一側表面上或者第二層14的前部玻璃側的表面上。塗覆之後，對所述熱固性樹脂要進行除去有機溶劑以及進行熱固的操作。
第二層所述第二層14由透明合成樹脂製得，所述透明合成樹脂的剪切模量大於上述第一層13用材料的剪切模量，宜至少為1×108Pa，更好為2×108Pa～1×1010Pa。在這一實施方式中，可以直接將它層壓在第一層13的觀察者一側的表面上。所述第二層14可以由例如聚酯樹脂如聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸(naphthalate)乙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯；纖維素酯樹脂如二乙醯纖維素、三乙醯纖維素、丙醯纖維素、丁醯纖維素或硝化纖維素；聚醯胺樹脂；聚碳酸酯樹脂；聚烯丙酯(polyallylate)樹脂；聚苯乙烯樹脂；乙烯/乙酸乙烯酯共聚物樹脂；聚烯烴樹脂如聚丙烯或聚甲基戊烯；丙烯酸類樹脂；聚醚酮樹脂；聚氨酯樹脂或者聚醚醯亞胺樹脂製得。尤其優選耐衝擊性優良的聚酯樹脂和聚碳酸酯樹脂。
所述第二層14的厚度宜為0.05～3.0毫米，更好為0.1～2.0毫米，特別好為1.0～2.0毫米。通過在上述範圍內調整第二層14的厚度，不僅可以提高其耐衝擊性，而且也可以提高粘結時的操作效率。此外，通過調節第二層14的剪切模量至少為1×108Pa，宜為2×108Pa～1×1010Pa，可以獲得具有足夠耐衝擊性的、和第一層13層壓在一起的耐衝擊薄膜。當在作為基底的第二層14的一面形成第一層13時，優選在第二層14的表面進行電暈處理或易於粘結的處理。所述第二層14可含有均化劑、消泡劑、調色色料、近紅外吸收(反射)色料、抗靜電劑、熱穩定劑、抗氧化劑、分散劑、阻燃劑、潤滑劑、增塑劑和紫外線吸收劑等。
本發明優選實施方式的耐衝擊薄膜10具有如下結構在平面顯示屏11的前部玻璃12面上和第一層13的觀察者一側上分別層壓第一層13和第二層14，所述第一層13由剪切模量小於1×108Pa的透明熱固性樹脂製得，且其厚度為0.1～4.0毫米，所述第二層14由剪切模量至少為1×108Pa即大於第一層的透明合成樹脂製成，使得所述軟的第一層13夾在前部玻璃12和由硬樹脂製得的厚度為0.05～3.0毫米的第二層14之間，此時所述第一層13粘結在平面顯示屏主體11的前部玻璃12上。由此，通過第一層13分散、吸收和降低從第二層14通過第一層13傳到前部玻璃12面上的任何衝擊，因此可以提供能防止衝擊作用力傳遞到前部玻璃12、並且重量輕、厚度薄以及耐衝擊性優良的耐衝擊薄膜10。
至於第一層和第二層，其厚度越大，耐衝擊性就越好。因此，當第一層的厚度小時，第二層厚度可以做得較大，考慮所需的性能、操作效率和成本等可以採用合適的組合。例如，當第一層的厚度至少為0.1毫米但小於1.0毫米時，第二層的厚度宜至少為1.5毫米但至多為3.0毫米。而且，當第二層的厚度至少為0.03毫米但小於1.5毫米時，第一層的厚度宜至少為1.0毫米但至多為4.0毫米。
如圖2所示，本發明的平面顯示屏20是通過將上述耐衝擊薄膜10粘結到平面顯示屏主體11的前部玻璃12上來構成的。如上所述，耐衝擊薄膜10可以直接層壓在平面顯示屏主體11的前部玻璃12上。但是，當第一層13的膠粘性能不夠時，可以通過提供透明膠粘層將其輕易地粘結在平面顯示屏主體11上。當使用膠粘劑時，可以使用市售膠粘劑。優選膠粘劑的特殊實例可以是如丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯、環氧樹脂、聚氨酯、乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、聚酯、聚醯胺、聚烯烴、苯乙烯/丁二烯共聚物橡膠、丁基橡膠或者有機矽樹脂的膠粘劑。而且，當層壓膠粘層時，從操作效率來看，優選將塗覆有有機矽樹脂或者氟化樹脂的剝離膜例如PET粘結到粘性表面上。對於這種膠粘劑，可以加入具有各種功能的添加劑如紫外線吸收劑、調色色料、近紅外吸收(反射)色料、電磁波屏蔽劑等。至於將耐衝擊薄膜10粘結到平面顯示屏主體11上的方法，可以使用輥壓法、真空層壓法和高壓釜方法等。
除了PDP以外，所述平面顯示屏主體11可以是如等離子體選址(address)液晶(PALC)顯示屏、場致發射顯示(FED)屏、液晶(LC)顯示屏、場致發光(EL)顯示屏或陰極射線管顯示屏(CRT)等平面顯示屏。圖3是說明本發明耐衝擊薄膜的另一實施方式的視圖。
本發明耐衝擊薄膜可以通過將一層或多層具有各種功能的薄層層壓在上述第二層14的觀察者一側上而構成。對於這些薄層，例如可以是紫外線吸收層、調色層、近紅外吸收(反射)層、防汙層、防反射層、電磁波屏蔽層、硬質塗層和提供抗劃傷功能的薄層。
作為一個實例，圖3所示的耐衝擊薄膜30具有如下結構在第二層14的觀察者一側上通過膠粘層15依次層壓電磁波屏蔽層16、具有近紅外吸收功能和調色功能的近紅外吸收層17和抗反射層18。這一實施方式顯示了當平面顯示屏主體11為PDP時的優選組合。當用於非PDP的平面顯示屏或者當第一層13或第二層14已經具有電磁波屏蔽功能、近紅外吸收功能和/或調色功能時，可以省去電磁波屏蔽層16和近紅外吸收層17中的一個或者都省去。
以下將說明本實施方式中各層的細節。
電磁波屏蔽層電磁波屏蔽層16是屏蔽從PDP主體發射出的電磁波，由此防止電磁噪音對其它家用電器和設備等影響的薄層。至於PDP用電磁波屏蔽層16，可以使用由導電金屬網製得的導電層或者藉助薄成膜技術如濺射法由5～20納米金屬膜製成的透光導電層或者以多層結構的方式層壓這種金屬膜和氧化物的導電多層薄膜。對於由導電金屬網製得的導電層，可以使用各種熟知為PDP用電磁波屏蔽網的網狀材料。例如，在JP-A-11-212475、JP-A-2000-156182和JP-A-2000-286593中也揭示了這種網狀材料。
至於用於透光導電層的金屬層，優選由選自金、銀和銅中至少一種金屬製得的薄層或者含有這種金屬作為主要組分的薄層。尤其優選使用含有銀作為主要組分的金屬層，這是因為其電阻率小且吸收小。而且，對於含有銀作為主要組分的金屬層，優選含有銀作為主要組分並還含有鈀、金和銅中至少一種的金屬層，這是因為這樣可以抑制銀的漫射並且因此提高了防溼性。以銀與鈀、金和銅中至少一種的總含量計，鈀、金和銅中至少一種的含量比例宜為0.3～10原子％。當它至少為0.3原子％時，可以獲得穩定銀的效果，同時當它至多為10原子％時，可以確保良好的成膜率和可見光的透光度，同時保持良好的防溼性。從這種觀點來看，其比例更好至多為5.0原子％。而且，隨著比例的提高，目標成本也會顯著提高，考慮到通常所需的防溼性，其比例特別宜為0.5～2.0原子％。當以單層的方式形成透光導電層時，這種金屬層的厚度通常為5～20納米，宜為5～15納米。對用於形成這種金屬層的方法沒有特殊限制，但是優選使用用於成膜的濺射法，在透明基底的一面上直接均勻地形成薄金屬膜。
至於這種導電層，優選使用具有交替層壓在合適透明基底如透明合成樹脂薄膜上的氧化物薄層和金屬層的多層導電薄膜，尤其是具有以氧化物薄層-金屬層-氧化物薄層的順序總共交替層壓(2n+1)層(其中n是至少為1的整數)的多層導電薄膜，由此可以達到薄層電阻低、反射度低以及可見光透光度高等性能。所述氧化物薄層可以是含有主要組分為選自Bi、Zr、Al、Ti、Sn、In和Zn中至少一種金屬氧化物的薄層。它宜為含有主要組分為選自Ti、Sn、In和Zn中至少一種金屬氧化物的薄層。尤其優選含有ZnO作為主要組分的薄層，其吸收很小且折射指數約為2，或者含有TiO2作為主要組分的薄層，由此用少量的薄層獲得優選的色調。所述氧化物薄層可以含有許多薄的氧化物薄層。例如，除了含有ZnO作為主要組分的氧化物薄層以外，它可以包含含SnO2作為主要組分的薄層和含有ZnO作為主要組分的薄層。所述含有ZnO作為主要組分的氧化物薄層宜為含有至少一種非Zn的金屬的ZnO氧化物薄層。這種所含的至少一種金屬在氧化物薄層中主要是以氧化物的形態存在。含至少一種金屬的ZnO宜為含選自Sn、Al、Cr、Ti、Si、B、Mg和Ga中至少一種金屬的ZnO。以Zn和全部這種金屬的總量計，所述至少一種金屬的含量比例宜為1～10原子％，由此可以提高所得導電膜的防溼性。當它至少為1原子％時，可以充分降低ZnO膜的內部應力，由此獲得良好的防溼性。而且，當它至多為10原子％時，可以很好地保持ZnO的結晶性，同時不會破壞金屬層的相容性。為了獲得一直具有低內部應力和良好重現性的ZnO膜，並且考慮到ZnO的結晶性，這種金屬的含量比例宜為2～6原子％。
所述氧化物薄層的幾何厚度(下文簡稱為厚度)宜為如下最接近透明基底的氧化物薄層以及最遠離透明基底的氧化物薄層的厚度為20～60納米(尤其是30～50納米)，其它氧化物薄層的厚度為40～120納米(尤其是40～100納米)。當所得導電層所需的電阻為2.5Ω/□時，金屬層的總厚度宜為25～40納米(尤其為25～35納米)，或者當所需的電阻為1.5Ω/□時，宜為35～50納米(尤其為35～45納米)。當金屬層的數目為2時氧化物薄層和金屬層的總厚度宜為150～220納米(尤其為160～200納米)，當金屬層數目為3時為230～330納米(尤其為250～300納米)，當金屬層數目為4時為270～370納米(尤其為310～350納米)。
可以在第一金屬層和第二氧化物薄層、第二金屬層和第三氧化物薄層或者第三金屬層和第四氧化物薄層之間，在形成氧化物薄層時提供用於防止金屬層氧化的另一層(下文簡稱為氧化阻隔層)。至於這種氧化阻隔層，可以使用例如金屬層、氧化物薄層或者氮化物薄層。特別地，它可以是選自Al、Ti、Si、Ga和Zn中的至少一種金屬或者這種金屬的氧化物或氮化物。宜使用含有Ti或Si的ZnO和Ga。氧化阻隔層的厚度宜為1～7納米。若它比1納米還薄，則不足以起到阻隔層的作用。若比7納米還厚，則會破壞薄膜系統的透光度。
對於這種電磁波屏蔽層16，可以連接用於連接地線(未顯示)的電極，可以將此層中由PDP主體發射出的電磁波產生的電流導向地線。對電極的形狀或大小沒有限制，但是從電磁波屏蔽的性能來看，其電阻越低就越好。為了確保透光導電膜的電磁波屏蔽效果，宜沿耐衝擊薄膜30的整個周邊放置電極。至於這種電極，適宜使用通過塗覆例如Ag糊漿(含有Ag和玻璃料)或者Cu糊漿(含有Cu和玻璃料)，然後進行烘焙製得的電極。而且，它可以是包括連接到這一電極上的長地線(未顯示)的結構。
近紅外吸收層所述近紅外吸收層17由含具有近紅外吸收能力、用於吸收從PDP主體發射出的近紅外線的色料和具有調色能力的色料的透明合成樹脂層製得。這些色料可以是染料或者顏料。此處，「具有近紅外吸收能力的色料(下文稱為近紅外吸收劑)」可以是能吸收近紅外區(波長780～1,300納米)中至少一部分光的色料，且這種色料可以是具有用於其它波長區域如可見光的吸收能力的色料。而且，「具有調色能力的色料(下文簡稱為調色劑)」是能特別地吸收可見光區域(波長380～780納米)中的光，宜為特定波長區域(或者許多區域)中的光。對結合有近紅外吸收劑和調色劑的基體合成樹脂沒有限制，可以使用各種透明熱塑性合成樹脂或熱固性合成樹脂。而且，對該薄層的厚度也沒有什麼限制，但是宜為0.5～25微米。
例如，所述近紅外吸收劑可以為例如聚次甲基型、酞菁型、萘菁(naphthalocyanine)型、金屬配合物型、銨型、亞胺鎓(immonium)型、二亞胺鎓(diimmonium)型、蒽醌型、二巰基金屬配合物型、萘醌型、吲哚酚型、偶氮型或三烯丙基甲烷型化合物，但是對此沒有什麼限制。為了吸收熱輻射或者防止電子設備的噪音幹擾，優選最大吸收波長為750～1,100納米的近紅外吸收劑，尤其優選金屬配合物型、銨型、酞菁型、萘菁型或二亞胺鎓型。所述近紅外吸收劑可以單獨使用或者是它們中的兩種或多種的混合物。
使用調色劑來吸收一部分特定波長區域的可見光，由此改進透過的可見光的顏色。可用於本發明的調色劑可以是我們熟知的有機顏料或有機染料例如偶氮型、縮合偶氮型、二亞胺鎓型、酞菁型、蒽醌型、靛藍型、周酮(perinone)型、苝型、二噁嗪型、喹吖啶酮型、次甲基型、異吲哚啉酮型、喹喏酞酮(quinophthalone)型、吡咯型、硫靛藍型或者金屬配合物，或者無機顏料。但是優選使用耐候性優良而且和近紅外吸收層17主劑的相容能力或者分散能力也優良的色料中的一種或者多種，如適當混和的二亞胺鎓型、酞菁型和蒽醌型色料。
當這種耐衝擊薄膜30用於PDP時，由於這種近紅外吸收劑，從PDP顯示屏發射出的近紅外線將被近紅外吸收層17吸收，由此防止形成對電子設備的噪音幹擾。而且，作為結合在近紅外吸收層17中的調色劑，優選結合一種或以混合物的方式結合多種調色劑，選擇性吸收和減弱來自密封在PDP主體中的放電氣體如氖和氙兩種組分氣體額外發射出的顏色(主要是560～610納米的波長區域)。通過這種色料結構，在從PDP顯示屏發射出的可見光中，由放電氣發光產生的額外的光將被吸收和減弱，結果，從PDP顯示屏發射出的可見光的表現顏色能夠比較接近所要顯示的顏色，可以提供能顯示自然色彩的PDP。如上所述，在選擇性吸收和減弱從上述放電氣體額外發射出的顏色的色料中，存在一些具有吸收和減弱近紅外線功能的色料。
抗反射層所述抗反射層18可以是任何具有抗反射性能的薄層，而且可以使用任何已知的抗反射方法。例如，它可以是經過抗眩光處理的薄層或者具有低折射指數層的薄層。為防止高硬度透明基底本身意外破裂時碎片的散射，它宜為在樹脂薄膜一面具有低折射指數層的薄層。尤其優選在聚氨酯型彈性樹脂層的一面上具有由非結晶的含氟聚合物製得的低折射指數層的抗反射層，具體的說，例如可以是Asahi Glass Company，limited製造的ARCTOP(商品名)。而且，為了提供耐磨性，可以在抗反射層18的表面塗覆潤滑劑作為最外層，其塗覆的程度以不損害抗反射性能為宜，或者可以將潤滑劑結合於抗反射層18中。這種潤滑劑可以例如是全氟聚醚如Du Pont製造的KRYTOX(商品名)、DaikinIndustries，Ltd.製造的DAIFLOIL(商品名)、Ausimont Inc.製造的FOMBLIN(商品名)或者Asahi Glass Company，limited製造的FLON LUBE(商品名)。
當像上述ARCTOP(商品名)的防散射和防反射樹脂薄膜作為抗反射層18時，可以將近紅外吸收劑結合在這種聚氨酯樹脂層中，為抗反射層18提供近紅外屏蔽的效果。而且，可以結合能吸收特定波長可見光的顏料和/或染料，提供調色的能力，以調節顯示顏色的色彩平衡。
膠粘層在上述第二層14和電磁波屏蔽層16之間、電磁波屏蔽層16和近紅外吸收層17之間以及近紅外吸收層17和抗反射層18之間，可以插入用於粘結的透明膠粘層15。至於合適的膠粘劑，可以是熱熔型膠粘劑如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，或者環氧或丙烯酸酯型中的紫外線固化型或者熱固型膠粘劑。膠粘層15的厚度通常為0.1～1.0毫米，宜為0.2～0.5毫米。
這一實施方式中的耐衝擊薄膜30具有如下的結構在前部玻璃12和由硬樹脂製成的第二層14之間，插入軟的第一層13，其中所述第一層13粘結在平面顯示屏主體11的前部玻璃12上，由此可以獲得和前一實施方式中耐衝擊薄膜10相同的效果，通過所述第一層13可以分散、吸收和減輕從第二層14經過所述第一層13施加到前部玻璃12上的衝擊，由此防止衝擊作用力向所述前部玻璃13的傳遞，可以提供重量輕、厚度薄以及耐衝擊性優良的耐衝擊薄膜。而且，在第二層14的觀察者一側的表面上，可以層壓電磁波屏蔽層16、具有近紅外吸收層功能和調色功能的近紅外吸收層17以及抗反射層18，因此它尤其適用於因電磁波或近紅外線而產生噪音幹擾的顯示屏，並且像PDP一樣的平面顯示屏主體11需要調節顯示顏色的色彩平衡。
現在，將詳細說明本發明耐衝擊薄膜的效果。實施例1～7代表本發明中能起作用的實施例，實施例8～10代表對比例。
實施例1玻璃基底的製備在厚度為2.8毫米的高應變玻璃(PD2000，商品名，AsahiGlass Company，limited製造)上，依次層壓透明電極、總線電極、透明絕緣和保護膜，製備用於模擬950毫米×540毫米PDP前部玻璃的玻璃基底。上述各層按如下條件進行製備。
透明電極通過濺射法把ITO形成薄膜，然後通過光刻蝕法製備電極圖形。
總線電極通過濺射法形成Cr-Cu-Cr三層，然後通過光刻蝕法製備電極圖形。
透明絕緣層通過實印法(solid printing)，將糊狀低熔點玻璃製成膜。
保護膜在透明絕緣層的表面上，通過絲網印刷法形成膠粘(密封)層，然後用蒸汽沉積法使MgO形成薄膜。
混和100質量份有機矽樹脂溶液(SE1885A，商品名，Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.製造)和100質量份有機矽樹脂固化劑(SE1885B，商品名，Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.製造)，然後使用刮塗覆器將其塗覆在由聚碳酸酯(LEXAN 8010，商品名，Asahi Glass Company，limited製造)製得的厚度為1.0毫米的薄膜表面上，使其厚度為1.0毫米，接著在100℃下退火30分鐘。這樣，在聚碳酸酯上形成了具有有機矽樹脂的薄膜，獲得含有有機矽樹脂和聚碳酸酯的耐衝擊薄膜。有機矽樹脂和聚碳酸酯的剪切模量分別為4.0×104Pa和9.0×109Pa。這裡，聚碳酸酯的剪切模量是從拉伸模量計算而得的。將這種耐衝擊薄膜放置在上述玻璃基底上，使有機矽樹脂層側的表面和所述玻璃基底接觸，並且在室溫下用層壓橡膠輥對聚碳酸酯層加壓，製得具有耐衝擊薄膜的玻璃基底(下文稱為耐衝擊玻璃基底)。
使用這種耐衝擊玻璃基底(實施例1)，在以下條件下進行衝擊試驗和耐熱試驗。結果列於表1中。
評價方法剪切模量G』直接在頻率為1赫茲、溫度為25℃的條件下使用動態粘彈性測量裝置ARES(Rheometric Scientific Co.製造)進行測量。但是，所述聚碳酸酯等的剪切模量通過使用上述裝置在25℃的溫度下測量拉伸模量(E)，再根據公式E＝3G』由拉伸模量來計算剪切模量的方式獲得。除另有說明外，所述剪切模量均由上述方法直接測得。
衝擊試驗使用IEC標準(公布65.1985)所揭示的彈性衝擊錘(型號F-22，德國PTL Co.製造)，以0.2J、0.35J、0.50J、0.70J和1.00J的衝擊作用力進行評價。符號○表示試驗樣品未破裂的情況，符號×表示試驗樣品破裂的情況。當從約20.4釐米的高度下墜電氣設備和材料控制規律中規定的聚醯胺制負重(半徑10毫米，250克)時，衝擊能量對應為0.50J。因此，如果在這一衝擊試驗中，試驗樣品具有至少0.50J的耐衝擊性，就可以判斷所述樣品具有實用上足夠的耐衝擊性。
通過將耐衝擊玻璃基底置於鋁盤(10毫米厚度×1,000毫米長度×600毫米寬度)上，用臺鉗固定四邊，並將這一組合件支撐在水泥牆上，進行衝擊試驗。
耐熱試驗將試驗樣品置於80℃的爐子中，經過1,000小時後取出，檢查其外觀。符號○表示它和放入爐子之前相比沒有什麼改變的情況，符號×表示耐衝擊薄膜從玻璃基底上剝落，或在薄膜和玻璃基底之間形成了氣泡，或者其表面出現歪曲的情況。
實施例2除了將實施例1中由有機矽樹脂製成的薄膜的厚度改為3.0毫米以外，以和實施例1相同的方式製備耐衝擊玻璃基底，並進行和實施例1相同的試驗。結果列於表1中。
實施例3混和65質量份PREMINOL PML-3012(聚酯型多羥基化合物(polyol)的商品名，Asahi Glass Company，limited製造)、28質量份EXCENOL EL-1030(聚酯型多羥基化合物的商品名，Asahi Glass Company，limited製造)、100質量份PREMINOL PML-1003(聚酯型多羥基化合物的商品名，Asahi Glass Company，limited製造)、30質量份己二異氰酸酯、0.2質量份二月桂酸二丁基錫和2質量份抗氧化劑(IRGANOX 1010，商品名，Ciba Geigy製造)，並消除泡沫，然後澆鑄在已經進行脫膜處理的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜上，並在80℃下反應20分鐘，獲得厚度為2.0毫米的聚氨酯薄膜。這種聚氨酯薄膜的剪切模量為3.1×105Pa。
在這種聚氨酯薄膜的兩面，用條形塗布器塗覆丙烯酸型膠粘劑(150質量份由Soken Chemical Engineering co.，Ltd.製造的SK dyne 1604N(商品名)和2質量份由Soken Chemical Engineering co.，Ltd.製造的L-45(商品名)的混合物)，在100℃下乾燥10分鐘，並進行退火處理，製得兩面具有以0.015毫米厚度層壓的丙烯酸型膠粘劑的聚氨酯薄膜。
除了將實施例1中由有機矽樹脂製得的薄膜改為聚氨酯薄膜外，以和實施例1相同的方式製備耐衝擊玻璃基底，並進行和實施例1相同的試驗。結果列於表1中。
實施例4除了將實施例1中由有機矽樹脂製得的薄膜的厚度改為0.6毫米並將聚碳酸酯的厚度改為1.5毫米以外，以和實施例1相同的方式製備耐衝擊玻璃基底，並進行和實施例1中相同的試驗。結果列於表1中。
實施例5除了將實施例1中由有機矽樹脂製得的薄膜的厚度改為0.3毫米並將聚碳酸酯的厚度改為1.5毫米以外，以和實施例1相同的方式製備耐衝擊玻璃基底，並進行和實施例1中相同的試驗。結果列於表1中。
實施例6混和100質量份有機矽樹脂溶液(SD4560，商品名，Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.製造)和0.9質量份有機矽樹脂固化劑(SRX212，商品名，Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.製造)來製備有機矽膠粘劑。
將實施例1中形成的由有機矽樹脂製得的薄膜從聚碳酸酯上剝離，並且在這種由有機矽樹脂製得的薄膜的各面上，使用條形塗布器塗覆上述有機矽膠粘劑。在100℃乾燥10分鐘並進行退火處理，製得在各面具有以0.015毫米厚度層壓了有機矽膠粘劑的有機矽樹脂薄膜。
除了將實施例1中由有機矽樹脂製得的薄膜(第一層)改為所述的有機矽樹脂薄膜外，以和實施例1相同的方式製備耐衝擊玻璃基底，並進行和實施例1中相同的試驗。結果列於表1中。
實施例7混和100質量份有機矽樹脂溶液(SE1885A，商品名，Dow Corning ToraySilicone Co.，Ltd.製造)和100質量份有機矽樹脂固化劑(SE1885B，商品名，Dow Corning Toray Silicone Co.，Ltd.製造)，然後使用刮塗覆器將其塗覆在厚度為100微米並且進行了脫膜處理的聚乙烯薄膜的表面(下文稱為PE1)上，使其厚度為0.3毫米，並在100℃下退火30分鐘，製得在PE1上形成了由有機矽樹脂製得的薄膜。在這種由有機矽樹脂製得的薄膜的表面上，層壓實施例1中所用的有機矽膠粘劑，使厚度為0.015毫米，並且還如上所述層壓相同的聚乙烯薄膜(下文稱為PE2)。將PE1剝離並在有機矽樹脂薄膜的PE1一側的表面上也層壓有機矽膠粘劑，使其厚度和上述0.015毫米的厚度相同。由此製得各面層壓了有機矽膠粘劑的有機矽樹脂薄膜。
然後，依次放置實施例1中製備的玻璃基底、具有已剝離PE2和已層壓有機矽膠粘劑的有機矽樹脂薄膜和上述聚碳酸酯，並在室溫下使用橡膠輥進行層壓，製得具有包含聚碳酸酯和有機矽樹脂薄膜的耐衝擊薄膜的玻璃基底。使用這種玻璃基底，進行和實施例1相同的試驗。結果列於表1中。
實施例8使用沒有粘結耐衝擊薄膜的玻璃基底，進行衝擊試驗。結果列於表1中。
實施例9在由聚碳酸酯(LEXAN 8010，商品名，Asahi Glass Company，limited製造)製得的厚度為2.0毫米的薄膜的一面上，以0.015毫米的厚度塗覆丙烯酸型膠粘劑(150質量份由Soken Chemical Engineering co.，Ltd.製造的SKdyne 1604N(商品名)和2質量份由Soken Chemical Engineering co.，Ltd.製造的L-45(商品名)的混合物)，並在室溫下使用橡膠輥進行層壓，使所述膠粘層和所述玻璃基底接觸，製備具有耐衝擊薄膜的玻璃基底，並進行和實施例1相同的試驗。結果列於表1中。
實施例10在厚度為0.8毫米的聚丙烯/EVA/聚丙烯薄膜(POVIC-T，商品名，AchillesCorporation製造)的兩面上，層壓丙烯酸型膠粘劑(150質量份由SokenChemical Engineering co.，Ltd.製造的SK dyne 1604N(商品名)和2質量份由Soken Chemical Engineering co.，Ltd.製造的L-45(商品名)的混合物)，並且在其一面上，使用橡膠輥在室溫下層壓由聚對苯二甲酸乙二酯(COSMOSHINE A4300，商品名，Toyobo co.，Ltd.製造)製得的厚度為0.188毫米的薄膜。
如從拉伸模量計算而得的，聚丙烯/EVA/聚丙烯薄膜和聚對苯二甲酸乙二酯薄膜的剪切模量分別為6.9×107Pa和2.0×109Pa。使用橡膠輥在室溫下層壓這種耐衝擊薄膜和上述玻璃基底，使耐衝擊薄膜的膠粘面和玻璃基底接觸，製備具有吸收衝擊的薄膜的玻璃基底，並進行和實施例1相同的試驗。結果列於表1中。
表1

如表1中結果清楚顯示的，本發明實施例1～7的各耐衝擊薄膜粘結在模擬為PDP前部玻璃的玻璃基底上時具有足夠的耐衝擊性，形成耐衝擊玻璃基底。
另一方面，實施例8中沒有粘結耐衝擊薄膜的玻璃基底具有低於0.2J的耐衝擊性。
而且，實施例9中具有通過薄膠粘層粘結在這一玻璃基底上厚度為2.0毫米的聚碳酸酯層的耐衝擊玻璃基底具有低於0.2J的耐衝擊性。從這一點來看，很明顯僅僅通過第二層不能提高耐衝擊性，即使增大第二層的厚度。
而且，實施例10中粘結有用於模擬常規疊層的疊層的耐衝擊玻璃基底具有低於0.2J的耐衝擊性，且其耐衝擊性明顯劣於本發明實施例1～7的耐衝擊玻璃基底。而且，在實施例10的耐衝擊玻璃基底中，使用熱固性樹脂作為第一層，其耐熱性就不夠，不適於用作PDP用耐衝擊薄膜。
本發明中，可以提供平面顯示屏和用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，該薄膜粘結在平面顯示屏的前部玻璃上，用於防止玻璃因衝擊而破裂，並可以由此減輕重量以及降低厚度。
提交於2002年2月25日，日本專利申請No.2002-48153中包括說明書、權利要求書、附圖和摘要的完整揭示作為整體參考引用於此。
權利要求
1.用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，該薄膜是粘結在平面顯示屏主體的前部玻璃上的耐衝擊薄膜，它包括平面顯示屏前部玻璃面上厚度為0.1～4.0毫米的由透明熱固性樹脂製得的第一層和在所述第一層的觀看者一側上由其剪切模量大於所述第一層的透明合成樹脂製得的第二層。
2. 權利要求1所述的用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，其特徵在於所述第二層層壓在所述第一層的觀看者一側的表面上。
3.權利要求1或2所述的用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，其特徵在於所述第一層由具有膠粘性能的聚氨酯樹脂或者有機矽樹脂製得，並直接粘在平面顯示屏前部玻璃上。
4.權利要求1～3任一項所述的用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，其特徵在於所述第一層的剪切模量小於1×108Pa，厚度為0.1～4.0毫米。
5.權利要求1～4任一項所述的用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，其特徵在於所述第二層的剪切模量至少為1×108Pa，厚度為0.05～3.0毫米。
6.權利要求1～5任一項所述的用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，其特徵為在第二層的觀看者一側上層壓選自紅外吸收層、電磁波屏蔽層和抗反射層中的至少一層和粘結這些薄層的膠粘層。
7.平面顯示屏，它具有直接或者通過透明膠粘層粘結在其前部玻璃上的，權利要求1～6任一項所述的用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜。
全文摘要
一種用於平面顯示屏的耐衝擊薄膜，該薄膜是粘結在平面顯示屏主體的前部玻璃上的耐衝擊薄膜，它包括平面顯示屏前部玻璃面上由透明熱固性樹脂製得的第一層和在所述第一層的觀看者一側上由其剪切模量大於第一層的透明合成樹脂製得的第二層。
文檔編號H01J17/16GK1441453SQ0310665
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月25日 優先權日2002年2月25日
發明者渡部宏, 隈本重實, 宮古強臣, 和知博, 森脇健 申請人:旭硝子株式會社, 松下電器產業株式會社