JP2017526972A

JP2017526972A - ディスプレイ装置用基板

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Publication number: JP2017526972A
Application number: JP2017511576A
Authority: JP
Inventors: ジンスアン、; ジョンホンオ、; ミンソクキム、
Original assignee: Corning Precision Materials Co Ltd
Current assignee: Corning Precision Materials Co Ltd
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-09-14
Also published as: KR101562966B1; CN106794665A; EP3196009A1; US10451774B2; EP3196009A4; TWI580564B; WO2016032253A1; EP3196009B1; US20170254928A1; TW201618956A

Abstract

本発明は、ディスプレイ装置用基板に係り、より詳しくは、優れた耐久性を有し、且つディスプレイ装置への適用の際にカラーシフト（ｃｏｌｏｒｓｈｉｆｔ）の発生が最小化できるディスプレイ装置用基板に関する。このために、本発明は、基材；前記基材上に形成される第１コーティング膜；前記第１コーティング膜上に形成され、前記第１コーティング膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第２コーティング膜；前記第２コーティング膜上に形成され、前記第２コーティング膜よりも屈折率が相対的に高い物質からなる第３コーティング膜；前記第３コーティング膜上に形成され、前記第３コーティング膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第４コーティング膜；及び前記第４コーティング膜上に形成され、前記第４コーティング膜よりも屈折率が相対的に高いＡｌＯＮからなるハードコート膜を含むことを特徴とするディスプレイ装置用基板を提供する。

Description

本発明は、ディスプレイ装置用基板に係り、より詳しくは、優れた耐久性を有し、且つディスプレイ装置への適用の際にカラーシフト（ｃｏｌｏｒｓｈｉｆｔ）の発生が最小化できるディスプレイ装置用基板に関する。

現代社会が高度情報化していくにつれ、顕著に進歩したイメージディスプレイ（ｉｍａｇｅｄｉｓｐｌａｙ）関連部品や機器が普及されつつある。その中でも、画像を表示するディスプレイ装置は、テレビ装置用、パーソナルコンピュータのモニタ装置用等としてその普及が顕著になっている。これに伴い、表示装置に代表されていた陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ：ＣＲＴ）は、液晶ディスプレイ装置（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ装置（ｐｌａｓｍａｄｉｓｐｌａｙｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、電界放出表示装置（ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、有機発光ディスプレイ装置（ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）等のようなフラットパネルディスプレイ装置（ｆｌａｔｐａｎｅｌｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）に急速に代替されてきている。

一方、近年に入り、スマートフォンの登場によって、モバイルディスプレイ装置を中心にタッチパネルの使用が急速に拡大されてきている。タッチパネルは、ディスプレイ装置の前面に配設され、ユーザがディスプレイ装置を見ながら指先またはスタイラス（ｓｔｙｌｕｓ）等の入力装置でこれをタッチすれば信号が出力できるようにした装置である。このとき、この種のタッチパネルを介して直接的に圧力を受けるカバー基板は、その機能上、高い透光性を満たすと共に、数百万回の接触に耐えられる必要があることから高い機械的耐久性を必要とする。このため、より優れた耐久性や光学特性を同時に実現可能なカバー基板を作製するための努力が続いている。

韓国公開特許第１０―２０１１―０１３５６１２号公報

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、優れた耐久性を有し、且つディスプレイ装置への適用の際にカラーシフト（ｃｏｌｏｒｓｈｉｆｔ）の発生が最小化できるディスプレイ装置用基板を提供することである。

このために、本発明は、基材；前記基材上に形成される第１コーティング膜；前記第１コーティング膜上に形成され、前記第１コーティング膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第２コーティング膜；前記第２コーティング膜上に形成され、前記第２コーティング膜よりも屈折率が相対的に高い物質からなる第３コーティング膜；前記第３コーティング膜上に形成され、前記第３コーティング膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第４コーティング膜；及び前記第４コーティング膜上に形成され、前記第４コーティング膜よりも屈折率が相対的に高いＡｌＯＮからなるハードコート膜を含むことを特徴とするディスプレイ装置用基板を提供する。

ここで、前記第１コーティング膜及び前記第３コーティング膜は互いに同一の物質からなるものであってよい。

このとき、前記第１コーティング膜及び前記第３コーティング膜はＡｌＯＮからなるものであってよい。

また、前記第１コーティング膜、前記第３コーティング膜、及び前記ハードコート膜のうち、前記第１コーティング膜が相対的に最も薄い膜厚で形成され、前記ハードコート膜が相対的に最も厚い膜厚で形成されていてよい。

そして、前記ハードコート膜は、前記第１コーティング膜乃至前記第４コーティング膜の全体の膜厚よりも少なくとも１０倍以上の膜厚で形成されていてよい。

このとき、前記ハードコート膜は、１，０００〜３，０００ｎｍの範囲の膜厚で形成されていてよい。

さらに、前記第２コーティング膜及び前記第４コーティング膜は互いに同一の物質からなるものであってよい。

このとき、前記第２コーティング膜及び前記第４コーティング膜は、屈折率が１．３５〜１．６の物質からなるものであってよい。

また、前記ハードコート膜上に形成され、前記ハードコート膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第５コーティング膜を更に含んでいてよい。

このとき、前記第５コーティング膜は、前記第２コーティング膜及び前記第４コーティング膜をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。

本発明によれば、ＡｌＯＮからなるハードコート膜を含む多層のコーティング膜が基材上に積層形成されることで、優れた耐久性を有し、且つディスプレイ装置への適用の際にカラーシフト（ｃｏｌｏｒｓｈｉｆｔ）の発生が最小化できる。

特に、本発明によれば、ディスプレイ装置に使用されるタッチパネルのカバー基板への適用の際、優れた耐久性により、数百万回の接触に耐えられ、且つ、カラーシフトの発生の最小化によって、要求される優れた光学的特性をも同時に満足させることができる。

本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板を概略的に示す断面模式図である。ＡｌＯＮからなる単一膜と多層膜の波長による透過率及び反射率の変化を示すグラフである。ＡｌＯＮからなる単一膜と多層膜の波長による透過率及び反射率の変化を示すグラフである。本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板の波長による透過率及び反射率の変化を示すグラフである。本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板の波長による透過率及び反射率の変化を示すグラフである。本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図である。本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図である。本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図である。ＡｌＯＮが単一膜からなる基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図である。ＡｌＯＮが単一膜からなる基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図である。ＡｌＯＮが単一膜からなる基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板について詳しく説明する。

なお、本発明を説明するにあたって、関連公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にし得ると判断された場合、その詳細な説明は省略することにする。

図１に示すように、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板１００は、各種のディスプレイ装置のカバー基板やディスプレイ装置の前面に配設されるタッチパネルのカバー基板への適用が可能な基板である。この種のディスプレイ装置用基板１００は、基材１１０、第１コーティング膜１２０、第２コーティング膜１３０、第３コーティング膜１４０、第４コーティング膜１５０、及びハードコート膜１６０を含んでなる。

基材１１０は、これらのコーティング膜を支持する役割をする。このような基材１１０は、ディスプレイ装置への適用のために、高透明性や耐熱性を有する物質からなることが好ましい。このとき、基材１１０の透明性に関しては、可視光線透過率が８０％以上であることが好ましく、また耐熱性に関しては、ガラス転移温度が５０℃以上であることが好ましい。さらに、基材１１０は、無機化合物成形物と有機高分子成形物からなるものであってよい。このとき、無機化合物成形物としては、半強化ガラス、石英等が挙げられる。また、有機高分子成形物としては、ポリエチレンテレフタルレート（ｐｏｌｙｅｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、アクリル（ａｃｒｙｌ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ウレタンアクリレート（ｕｒｅｔｈａｎｅａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシアクリレート（ｅｐｏｘｙａｃｒｙｌａｔｅ）、臭素化アクリレート（ｂｒｏｍｉｎａｔｅａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）等が挙げられる。

第１コーティング膜１２０は、基材１１０上に形成される。本発明の実施例において、第１コーティング膜１２０は、第２コーティング膜１３０よりも屈折率が相対的に高い物質からなるものであってよい。また、第１コーティング膜１２０は、第３コーティング膜１４０をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。そして、第１コーティング膜１２０は、ハードコート膜１６０をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。すなわち、第１コーティング膜１２０は、屈折率が１．８〜２．３のＡｌＯＮからなるものであってよい。

このように、本発明の実施例では、第１コーティング膜１２０、第３コーティング膜１４０、及びハードコート膜１６０のいずれもが、ＡｌＯＮからなるものであってよい。このとき、ＡｌＯＮからなる第１コーティング膜１２０、第３コーティング膜１４０、及びハードコート膜１６０のうち、第１コーティング膜１２０が相対的に最も薄い膜厚で形成される。本発明の実施例において、第１コーティング膜１２０は、１４ｎｍの膜厚で形成されていてよいが、これは一例に過ぎず、残りの他のコーティング膜の形成膜厚に応じて、第１コーティング膜１２０の形成膜厚は変化され得る。

第２コーティング膜１３０は、第１コーティング膜１２０上に形成される。このような第２コーティング膜１３０は、光を取り出すといった光学特性の向上のために、第１コーティング膜１２０よりも屈折率が相対的に低い物質からなる。これにより、第１コーティング膜１２０と第２コーティング膜１３０とは、高屈折／低屈折の積層構造をなすようになる。このとき、第２コーティング膜１３０は、第４コーティング膜１５０をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。本発明の実施例において、第１コーティング膜１２０が１．８〜２．３の屈折率を示すＡｌＯＮからなるため、第２コーティング膜１３０は、屈折率が１．３５〜１．６の物質からなるものであってよい。例えば、第２コーティング膜１３０は、ＳｉＯ_２やＭｇＦ_２からなるものであってよいが、必ずしもこれらに限定するものではない。

一方、本発明の実施例において、第２コーティング膜１３０は、３８ｎｍの膜厚で形成されていてよいが、これは一例に過ぎず、残りの他のコーティング膜の形成膜厚に応じて、第２コーティング膜１３０の形成膜厚は変化され得る。

第３コーティング膜１４０は、第２コーティング膜１３０上に形成される。このような第３コーティング膜１４０は、第２コーティング膜１３０よりも屈折率が相対的に高い物質からなる。このとき、第３コーティング膜１４０は、第１コーティング膜１２０をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。また、第３コーティング膜１４０は、ハードコート膜１６０をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。すなわち、第３コーティング膜１４０は、第１コーティング膜１２０と同様、屈折率が１．８〜２．３のＡｌＯＮからなるものであってよい。これにより、第１コーティング膜１２０、第２コーティング膜１３０、及び第３コーティング膜１４０は、高屈折／低屈折／高屈折の積層構造をなすようになる。

一方、本発明の実施例において、ＡｌＯＮからなる第１コーティング膜１２０、第３コーティング膜１４０、及びハードコート膜１６０のうち、第３コーティング膜１４０は、第１コーティング膜１２０よりは厚い膜厚で形成され、且つハードコート膜１６０よりは薄い膜厚で形成される。本発明の実施例において、第１コーティング膜１２０が１４ｎｍの膜厚で形成されるため、第３コーティング膜１４０は、これよりも厚い３７ｎｍの膜厚で形成されていてよい。

第４コーティング膜１５０は、第３コーティング膜１４０上に形成される。このような第４コーティング膜１５０は、第３コーティング膜１４０よりも屈折率が相対的に低い物質からなる。このとき、第４コーティング膜１５０は、第２コーティング膜１３０をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。本発明の実施例において、第２コーティング膜１３０が、ＳｉＯ_２やＭｇＦ_２のように屈折率が１．３５〜１．６の物質からなるため、第４コーティング膜１５０もまた、これと同一の物質からなるものであってよい。これにより、第１コーティング膜１２０、第２コーティング膜１３０、第３コーティング膜１４０、及び第４コーティング膜１５０は、高屈折／低屈折／高屈折／高屈折の積層構造をなすようになり、このように、光が外部へ放出される経路に屈折率差を有する多層膜が配設されると、ディスプレイ装置の光学特性は一層向上することができる。

一方、本発明の実施例において、第４コーティング膜１５０は、３８ｎｍの膜厚で形成される第２コーティング膜１３０よりも薄い１３ｎｍの膜厚で形成されていてよい。

ハードコート膜１６０は、第４コーティング膜１５０上に形成される。このようなハードコート膜１６０は、第４コーティング膜１５０よりも屈折率が相対的に高いＡｌＯＮからなる。本発明の実施例では、高屈折層をなす第１コーティング膜１２０、第３コーティング膜１４０、及びハードコート膜１６０のいずれもがＡｌＯＮからなる。これにより、ディスプレイ装置用基板１００の高い耐久性が確保できるとともに、カラーシフトの発生が最小化できるが、これについては後述する。

ＡｌＯＮからなるハードコート膜１６０は、ディスプレイ装置用基板１００の表面強度を強化させる層であるため、残りの他のコーティング膜よりも相対的に厚い厚膜で形成される。すなわち、ハードコート膜１６０は、同一のＡｌＯＮからなる第１コーティング膜１２０及び第３コーティング膜１４０よりも厚い膜厚で形成されるとともに、第１コーティング膜１２０乃至第４コーティング膜１５０の全体の膜厚よりも少なくとも１０倍以上の厚い膜厚で形成されることが好ましい。これにより、ハードコート膜１６０は、１，０００〜３，０００ｎｍの膜厚、好ましくは、２，０００ｎｍの膜厚で形成されていてよい。

一方、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板１００は、第５コーティング膜１７０を更に含んでなるものであってよい。ここで、第５コーティング膜１７０は、ハードコート膜１６０上に形成され、ハードコート膜１６よりも屈折率が相対的に低い物質からなるものであってよい。このとき、第５コーティング膜１７０は、第２コーティング膜１３０及び第４コーティング膜１５０をなす物質と同一の物質からなるものであってよい。すなわち、第５コーティング膜１７０は、ＳｉＯ_２やＭｇＦ_２からなるものであってよい。本発明の実施例において、第５コーティング膜１７０は、第４コーティング膜１５０と等しい厚さの１３ｎｍの膜厚で形成されていてよい。このような第５コーティング膜１７０は、ディスプレイ装置用基板１００の保護層としての役割をする。

このように、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板１００は、基材１１０上に順に形成された第１コーティング膜１２０、第２コーティング膜１３０、第３コーティング膜１４０、第４コーティング膜１５０、ハードコート膜１６０、及び第５コーティング膜１７０からなる６層構造のコーティング膜を含んでなる。これにより、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板１００は、ディスプレイ装置から発せられる光の放出経路に沿って高屈折／低屈折／高屈折／低屈折／高屈折／低屈折の積層構造をなし、このような屈折率差によって優れた光学特性を実現することができる。また、本発明の実施例では、第１コーティング膜１２０、第３コーティング膜１４０、及びハードコート膜１６０がＡｌＯＮからなることにより、ＡｌＯＮが多層をなす構造になる。

ここで、ＡｌＯＮは硬く且つ透過率に優れる材料と評価される。しかし、角度による光学特性の変化が大きいため、言い換えれば、角度によるカラーシフトの発生によってディスプレイ装置のカバー基板材料への使用には不向きであると認識されてきた。

そこで、本発明の実施例では、このようなＡｌＯＮを多層で備えることで、ＡｌＯＮによるカラーシフトの発生問題を解消した。

図２及び図３は、ＡｌＯＮからなる単一膜と多層膜の波長による透過率及び反射率の変化を示すグラフであって、ＡｌＯＮからなる単一膜の場合、波長による透過率及び反射率の偏差が相当大きいと確認され、このような大きな偏差は、カラーシフトの発生要因になる。一方、ＡｌＯＮが多層膜からなる場合は、波長による透過率及び反射率の双方ともその偏差が、ＡｌＯＮが単一膜からなる場合よりも相当低減すると確認され、これは、その分カラーシフトの発生が低減することを意味する。

このように、ＡｌＯＮが多層をなすと、ＡｌＯＮが単層からなる場合よりも光学的特性が向上すると確認された。

このような結果から、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板の波長による透過率及び反射率の変化を示す図４及び図５のグラフに示されるように、多層のＡｌＯＮを備える本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板は、波長による透過率の変化が大きくないことが確認でき、且つ、多様な角度からの波長による反射率の変化も大きくないことが確認できる。

図６乃至図８は、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図であり、図９乃至図１１は、ＡｌＯＮが単一膜からなる基板の光学特性に関するシミュレーション結果を示す図であり、色ａ、ｂに対するそれぞれのシミュレーション結果を示している。図２乃至図５のグラフからの確認と同様、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板は、ＡｌＯＮが単一膜からなる基板に比べて、色ａ、ｂに対する透過率及び反射率の偏差が小さいと示された。

前記の結果から分かるように、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板は、ＡｌＯＮからなる多層膜を含む６層構造からなることで、優れた耐久性を有し、且つ多様な角度からの透過率及び反射率の偏差も大きくないことから、ディスプレイ装置への適用の際にカラーシフトの発生が最小化できる。特に、本発明の実施例に係るディスプレイ装置用基板がタッチパネルのカバー基板へ適用されると、優れた耐久性によって数百万回の接触に耐えられ、且つカラーシフトの発生の最小化によって、要求される優れた光学的特性も同時に満足させることができる。

一方、本発明の実施例では、３層のＡｌＯＮからなる層を含む６層コーティング膜構造を例示した。しかし、ＡｌＯＮが多層で形成されれば、ディスプレイ装置用基板の光学的特性を向上させることができるので、例えば、ディスプレイ装置用基板を、４層のＡｌＯＮからなる層を含む８層構造で形成することもできる。しかし、コーティング層数の増加に伴い構造が複雑化し、工程能力が低下するという不具合が発生する。また、ＡｌＯＮとＳｉＯ_２とが繰り返し積層される工程の場合、各層ではガスの気密保持がなされる必要があるため、各層毎にガスを遮断することができるパーツ（ｐａｒｔｓ）が必要となり、この結果、設備が長くなるという不具合がある。そして、何よりもディスプレイ装置用基板を８層構造で形成しても、６層構造からなるディスプレイ装置用基板と同等または類似の光学的特性しか実現できないので、敢えて６層よりも多層でディスプレイ装置用基板を形成する理由がない。

したがって、ディスプレイ装置用基板は、３層のＡｌＯＮからなる層を含む６層コーティング膜構造で形成されることが工程的、費用的側面、耐久性及び光学的側面で最も好ましい。

以上、本発明を限定された実施例や図面に基づいて説明してきたが、本発明は前記の実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であればこのような記載から種々の修正及び変形が可能である。

よって、本発明の範囲は説明された実施例に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なもの等によって決められるべきである。

１００：ディスプレイ装置用基板
１１０：基材
１２０：第１コーティング膜
１３０：第２コーティング膜
１４０：第３コーティング膜
１５０：第４コーティング膜
１６０：ハードコート膜
１７０：第５コーティング膜

Claims

基材；
前記基材上に形成される第１コーティング膜；
前記第１コーティング膜上に形成され、前記第１コーティング膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第２コーティング膜；
前記第２コーティング膜上に形成され、前記第２コーティング膜よりも屈折率が相対的に高い物質からなる第３コーティング膜；
前記第３コーティング膜上に形成され、前記第３コーティング膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第４コーティング膜；及び
前記第４コーティング膜上に形成され、前記第４コーティング膜よりも屈折率が相対的に高いＡｌＯＮからなるハードコート膜；
を含むことを特徴とするディスプレイ装置用基板。
前記第１コーティング膜及び前記第３コーティング膜は互いに同一の物質からなることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用基板。
前記第１コーティング膜及び前記第３コーティング膜はＡｌＯＮからなることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置用基板。
前記第１コーティング膜、前記第３コーティング膜、及び前記ハードコート膜のうち、前記第１コーティング膜が相対的に最も薄い膜厚で形成され、前記ハードコート膜が相対的に最も厚い膜厚で形成されることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ装置用基板。
前記ハードコート膜は、前記第１コーティング膜乃至前記第４コーティング膜の全体の膜厚よりも少なくとも１０倍以上の膜厚で形成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用基板。
前記ハードコート膜は、１，０００〜３，０００ｎｍの範囲の膜厚で形成されることを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ装置用基板。
前記第２コーティング膜及び前記第４コーティング膜は互いに同一の物質からなることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用基板。
前記第２コーティング膜及び前記第４コーティング膜は、屈折率が１．３５〜１．６の物質からなることを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ装置用基板。
前記ハードコート膜上に形成され、前記ハードコート膜よりも屈折率が相対的に低い物質からなる第５コーティング膜を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用基板。
前記第５コーティング膜は、前記第２コーティング膜及び前記第４コーティング膜をなす物質と同一の物質からなることを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ装置用基板。