TWI854731B - 具有複合硬化層的保護膜結構 - Google Patents

Abstract

一種具有複合硬化層的保護膜結構包含一透明基板及至少二個平鋪層。此至少二個平鋪層包含一第一平鋪層，設置在該透明基板的一表面且包含多個第一平鋪島塊，相鄰第一平鋪島塊間有一間隙，及包含一第二平鋪層，設置在該第一平鋪層背對該透明基板的一側且包含多個第二平鋪島塊，相鄰第二平鋪島塊間有一間隙。相鄰的平鋪層之間夾置著至少一複合硬化層，每一該複合硬化層包含一第一硬膜層與一第二硬膜層。該第一硬膜層及該第二硬膜層是不同材料且該第一硬膜層的材料硬度大於該第二硬膜層的材料硬度。

Description

具有複合硬化層的保護膜結構

本發明係有關於一種保護膜結構，特別是一種具有複合硬化層的保護膜結構。

柔性與可折疊的螢幕由於輕便與可以貼附在曲面的物體上，已經廣泛的使用在手機、電子書、電子海報、電子標籤等運用上，傳統的螢幕可以使用保護玻璃來保護螢幕不受外力破壞，但是傳統的保護玻璃具有剛性特性，不能彎折，所以無法使用在柔性螢幕的運用場景，保護柔性螢幕就成為現在重要的課題。習知技術目前可歸納為兩類，一類為使用透明的塑膠材料(例如透明PI，PET)在其表面塗佈硬塗層(Hard coating)來取代傳統的保護玻璃，其表面的硬塗層也多為氧化矽等類似玻璃的材料，由於塑膠材質柔軟當異物接觸時容易產生塌陷，塌陷會造成表面硬塗層碎裂失去保護效果，所以使用上效果較差。第二種為運用超薄玻璃可彎曲的特性來保護柔性螢幕，目前已廣泛的使用在摺疊手機上，然而超薄玻璃的生產、加工、後製與良率都不好，造成產品成本大增且超薄玻璃很容易受撞擊而碎裂，所以必須在其表面再貼附一層塑膠材料來減震，作為超薄玻璃的保護層。如此疊床架屋的結果造成表面的硬度不足很容易在異物的刮擦下留下痕跡，讓螢幕的顯示效果受影響，基於改善上述習知技術的缺點，本專利在柔性材料表面塗佈的硬塗層具有抵抗裂痕延伸的功能，讓異物刮擦時不會產生全面碎裂的結果，僅產生微碎裂並將其控制在可接受的範圍內，如此可以維持表面的硬度，達到保護螢幕的效果。

圖1顯示一先前技術具摺疊式顯示螢幕的電子產品100’之折疊示意圖，此電子產品100’例如為具摺疊式顯示螢幕的智慧型手機，具有電子紙的電子書。圖2顯示此具摺疊式顯示螢幕的電子產品100’的部份結構剖視圖。如此圖所示，此電子產品100’例如至少具有由上至下的保護層10’、觸控層20’及可彎曲或褶疊的顯示螢幕30’。此保護層10’係需具有一定之硬度，以提供抗刮擦能力，且透明度較佳為大於70%；保護層10’的材質硬度越硬或是厚度越大都會造成顯示螢幕30’在彎曲或是摺疊時，此保護層10’會有碎裂的問題。參見圖3A及3B，為分別說明此具摺疊式顯示螢幕的電子產品100’在折疊時所發生問題。如這些圖所示，由於先前技術摺疊式顯示螢幕的保護層10’須有一定硬度與厚度以抗刮擦，此摺疊式顯示螢幕在折疊時，會因為保護層10’的可撓性不夠，造成此保護層10’碎裂。保護層10’下之觸控層20’內結構也會受波及隨之破裂，更嚴重時還會波及到顯示螢幕造成損壞，造成此具摺疊式顯示螢幕的電子產品100’會顯示劣化，甚至操作錯誤。若僅降低先前技術摺疊式顯示螢幕的保護層10’硬度與厚度，雖然可提昇可撓性，但是會導致異物接觸時硬度不足產生碎裂並造成刮擦問題。

本發明的目的在於解決上述困難，經由提供具有間隙的平鋪層及在兩相鄰平鋪層間設置複合硬化層，即可藉由複合硬化層提供此保護膜結構足夠硬度，且藉由平鋪層的間隙提供複合硬化層被按壓時之延展空間。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種具有複合硬化層的保護膜結構，包含：

一透明基板:包含一第一表面與一第二表面;至少二個平鋪層，包含: 一第一平鋪層，設置在該透明基板的該第一表面的一側，包含多個第一平鋪島塊，相鄰的該些第一平鋪島塊間有一間隙;一第二平鋪層，設置在該第一平鋪層背對該透明基板的一側，包含多個第二平鋪島塊，相鄰的該些第二平鋪島塊間有一間隙; 至少一複合硬化層設置於相鄰的該些平鋪層之間; 每一該複合硬化層包含一第一硬膜層與一第二硬膜層，該第一硬膜層及該第二硬膜層為不同材料且該第一硬膜層的材料硬度大於該第二硬膜層的材料硬度。

依據本發明之一實施方式，該第二平鋪層的一該第二平鋪島塊於投影方向與第一平鋪層的一該第一平鋪島塊部分面積重疊。該第二平鋪層的一該第二平鋪島塊於投影方向與該第一平鋪層的至少兩個或是三個不同的該第一平鋪島塊的部分面積重疊。

依據本發明之一實施方式，一第三平鋪層位於該第二平鋪層背向該第一平鋪層的一側，該第三平鋪層具有多個第三平鋪島塊且相鄰該些第三平鋪島塊間有一間隙，一該第三平鋪島塊於投影方向與該第二平鋪層的一該第二平鋪島塊部分面積重疊。

依據本發明之一實施方式，該些第一平鋪島塊及該些第二平鋪島塊的面積分別不小於250平方微米；且分別不大於50平方毫米。

依據本發明之一實施方式，一該複合硬化層包含三個硬膜層。

依據本發明之一實施方式，具複合硬化層的保護膜結構更包含至少一硬膜層夾置於該透明基板與該第一平鋪層之間。

依據本發明之一實施方式，更包含一外側硬膜層，該外側硬膜層的鉛筆硬度大於六且設置在最遠離該透明基板的該平鋪層背向該基板的一側。該外側硬膜層例如為一厚度小於1µm的氮化矽硬膜。

依據本發明之一實施方式，該些平鋪層是有機材料構成且其厚度不小0.5µm。該有機材料為壓克力材料或是光敏聚酰亞胺。

依據本發明之一實施方式，該透明基板為一高分子材料基板、或為厚度不大於200µm之超薄玻璃基板。

有關本發明的詳細說明及技術內容，請參閱以下的詳細說和附圖說明如下。

參見圖4，為說明本發明之一實施例的保護膜結構10剖視圖。此保護膜結構10包含例如由上至下的一外側硬膜層50、一第二平鋪層24、一第一複合硬化層12、一第一平鋪層22、一第二複合硬化層14一透明基板40，且設置在一顯示螢幕30上。上述所謂的”由上至下”可為具有此複合硬化層的電子產品（例如一智慧型手機）在操作時之慣用方向，亦即使用者手指在上方，而此智慧型手機之顯示螢幕30在下方之方向。然而上述的定義僅為用以說明本發明技術特徵之一示例性方向說明，並非用以限制本發明之範圍。

如圖4所示，第一平鋪層22包含多數之第一平鋪島塊22A。依據本發明一實施例，該些第一平鋪島塊22A例如可為剖面為梯形之島狀凸塊，且上底寬度小於下底寬度。再者，該些第一平鋪島塊22A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些第一平鋪島塊22A之間界定一第一缺口。同樣的，第二平鋪層24包含多數之第二平鋪島塊24A。依據本發明一實施例，該些平鋪島塊24A例如可為剖面為梯形之島狀凸塊，且上底寬度小於下底寬度。再者，該些第二平鋪島塊24A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些第二平鋪島塊24A之間界定一第二缺口。上述之第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A是由有機材料構成且其厚度不小0.5 微米(µm)，該有機材料例如為一壓克力材料或是光敏聚酰亞胺。再者，本發明之第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A之形狀並不限於上述範例形狀，只要能在相鄰之第一平鋪島塊22A及相鄰之第二平鋪島塊24A之間形成缺口之形狀皆在本發明之範圍內。

此第一複合硬化層12例如包含由上至下的第一硬膜層121、第二硬膜層122及第一硬膜層121；此外，第二複合硬化層14包含由上至下的第一硬膜層141及第二硬膜層142。

在圖4所示實施例中，第一硬膜層121, 141例如可為氮化矽材料(SiNx)且硬度例如大於6H(亦即鉛筆硬度6H)；而第二硬膜層122, 142例如可為氧化矽材料(SiOx) 且硬度例如大於3H(亦即鉛筆硬度3H)或是壓克力材料且硬度例如大於1H(亦即鉛筆硬度1H)。此外，在圖4所示的第一複合硬化層12及第二複合硬化層14中，兩相鄰硬膜層材料（亦即第一硬膜層121及第二硬膜層122、或是第一硬膜層141及第二硬膜層142）的硬度差較佳為不小於鉛筆硬度3H，且第一硬膜層121(141)的硬度大於第二硬膜層122(142)的硬度。

此外，在圖4所示實施例中，透明基板40具有第一表面41及一第二表面42，且透明基板40例如為一高分子材料基板，此高分子材料基板可為一PI基板或一PET基板。再者此透明基板40例如也可為一超薄玻璃基板，其厚度不大於200µm。外側硬膜層50係設置在最遠離該透明基板40的平鋪層背向該透明基板40的一側，亦即如圖4所示之第二平鋪層24背向該透明基板40的一側。依據本發明之一實施例，該外側硬膜層50為硬度大於6H的硬膜層，且例如為一厚度小於1µm的氮化矽硬膜層。復參見圖4，相鄰平鋪層之間夾置著至少一複合硬化層，亦即第一平鋪層22及第二平鋪層24之間夾置著至少一第一複合硬化層12。再者，依據本發明一實施方式，第一平鋪層22之厚度可大於第一複合硬化層12之厚度，藉此形成深度夠深之第一缺口，以使第一複合硬化層12可以在第一缺口中有足夠的延伸。

參見圖5，為對應圖4所示實施例之上視圖，其中第二平鋪層24的一第二平鋪島塊24A於投影方向與第一平鋪層22的至少一第一平鋪島塊22A部分面積重疊；例如如此圖所示的，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的四個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。但是本發明之範圍不限於圖5所示之實施方式，依據本發明一實施方式，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少兩個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。依據本發明另一實施方式，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少三個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。換言之，只要該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少一個或是兩個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊，皆可達成本案效果。此外，在圖5之中，第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A於投影方向的形狀為矩形只是為說明的方便，本發明的第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A形狀並不在此限。其於投影方向形狀可為三角形、圓形、或各種的多邊形等。

復配合參見圖4及圖5，該些平鋪島塊22A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些平鋪島塊22A之間界定一第一缺口、該些平鋪島塊24A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些平鋪島塊24A之間界定一第二缺口。因此如圖4所示，第一複合硬化層12之部份結構係因為第一缺口而有向下之延伸。再者，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少一第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。此外，第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A之材質較第一硬膜層121(141)及第二硬膜層122(142)之材質柔軟，因此當此保護膜結構10在受到外力擠壓變形時，例如由上向下擠壓時，第一複合硬化層12可以藉由第一缺口而向下延展，而避免破裂。當外力由下向上擠壓時，第一複合硬化層12因為具有向下延伸部份而有利於向上延展而避免破裂。

參見圖6，為依據本發明另一實施例之保護膜結構10剖視圖。此保護膜結構10也包含例如由上至下的一外側硬膜層50、一第二平鋪層24、一第一複合硬化層12’、一第一平鋪層22、一第二複合硬化層14及一透明基板40。圖6實施例與圖4實施例不同者為第一複合硬化層12’包含五層硬膜層，亦即由上至下的第一硬膜層121、第二硬膜層122、第一硬膜層121第二硬膜層122、及第一硬膜層121。藉由提供更多層之硬膜層而加強保護膜結構10之結構強度。同樣的，第一平鋪島塊22A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些第一平鋪島塊22A之間界定一第一缺口；第二平鋪島塊24A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些第二平鋪島塊24A之間界定一第二缺口。第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A是由有機材料構成且其厚度不小0.5 微米(µm)，該有機材料例如為一壓克力材料或是光敏聚酰亞胺。再者，圖6實施例之上視圖也可如圖5所示，亦即第二平鋪層24的一第二平鋪島塊24A於投影方向與第一平鋪層22的至少一第一平鋪島塊22A部分面積重疊；例如如此圖所示的，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的四個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。但是本發明之範圍不限於圖5所示之實施方式，依據本發明一實施方式，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少兩個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。依據本發明另一實施方式，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少三個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。換言之，只要該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少一個或是兩個不同第一平鋪島塊22A的部分面積重疊，皆可達成本案效果。此外，在圖5之中，第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A於投影方向的形狀為矩形只是為說明的方便，本發明的第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A形狀並不在此限。其於投影方向形狀可為三角形、圓形、或各種的多邊形等。

復配合參見圖6及圖5，該些平鋪島塊22A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些平鋪島塊22A之間界定一第一缺口、該些平鋪島塊24A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些平鋪島塊24A之間界定一第二缺口。因此如圖6所示，第一複合硬化層12’之部份結構係因為第一缺口而有向下之延伸。再者，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少一第一平鋪島塊22A的部分面積重疊。此外，第一平鋪島塊22A及第二平鋪島塊24A之材質較第一硬膜層121(141)及第二硬膜層122(142)之材質柔軟，因此當此保護膜結構10在受到外力擠壓變形時，例如由上向下擠壓時，第一複合硬化層12’可以藉由第一缺口而向下延展，而避免破裂。當外力由下向上擠壓時，第一複合硬化層12’因為具有向下延伸部份而有利於向上延展而避免破裂。

參見圖7，為依據本發明另一實施例之保護膜結構10剖視圖。此保護膜結構10包含例如由上至下的一外側硬膜層50、一第三平鋪層26、一第三複合硬化層16、一第二平鋪層24、一第一複合硬化層12、一第一平鋪層22、一第二複合硬化層14及一透明基板40。

第三平鋪層26包含多數之第三平鋪島塊26A。依據本發明一實施例，該些第三平鋪島塊26A例如可為剖面為梯形之島狀凸塊，且上底寬度小於下底寬度。再者，該些第三平鋪島塊26A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些第三平鋪島塊26A之間界定一第三缺口。同樣的，上述之第三平鋪島塊26A是由有機材料構成且其厚度不小0.5 微米(µm)，該有機材料例如為一壓克力材料或是光敏聚酰亞胺。再者，本發明之第三平鋪島塊26A之形狀並不限於上述範例形狀，只要能在相鄰之第三平鋪島塊26A之間形成缺口之形狀皆在本發明之範圍內。

此第三複合硬化層16例如包含由上至下的第一硬膜層161、第二硬膜層162及第一硬膜層161。在圖7所示實施例中，第一硬膜層161例如可為氮化矽材料(SiNx)且硬度例如大於6H(亦即鉛筆硬度6H)；而第二硬膜層162例如可為氧化矽材料(SiOx) 且硬度例如大於3H(亦即鉛筆硬度3H)或是壓克力材料且硬度例如大於1H(亦即鉛筆硬度1H)。此外，在圖7所示的第三複合硬化層16中，兩相鄰硬膜層材料（亦即第一硬膜層161及第二硬膜層162）的硬度差較佳為不小於鉛筆硬度3H，且第一硬膜層161的硬度大於第二硬膜層162的硬度。

復配合參見圖7及圖5，該些第一平鋪島塊22A係彼此具有一間隙以在兩相鄰之該些第一平鋪島塊22A之間界定一第一缺口、該些第二平鋪島塊24A係彼此分開以在兩相鄰之該些第二平鋪島塊24A之間界定一第二缺口。因此如圖7所示，第一複合硬化層12之部份結構係因為第一缺口而有向下之延伸；第三複合硬化層16之部份結構係因為第二缺口而也有向下之延伸。再者，該第二平鋪層24的一個第二平鋪島塊24A於投影方向與該第一平鋪層22的至少一第一平鋪島塊22A的部分面積重疊、第三平鋪層26的一該第三平鋪島塊於投影方向與該第二平鋪層24的至少一該第二平鋪島塊部分面積重疊。

此外，第一平鋪島塊22A、第二平鋪島塊24A及第三平鋪島塊26A之材質較第一硬膜層121(141, 161)及第二硬膜層122(142, 162)之材質柔軟，因此當此保護膜結構10在受到外力擠壓變形時，例如由上向下擠壓時，第一複合硬化層12及第三複合硬化層16可以分別藉由第一缺口及第二缺口而向下延展，而避免破裂。當外力由下向上擠壓時，第一複合硬化層12及第三複合硬化層16因為分別具有向下延伸部份而有利於向上延展，而避免破裂。上述各實施例中，該些第一平鋪島塊22A及該些第二平鋪島塊24A的面積分別不小於250平方微米；且分別不大於50平方毫米。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

100’:電子產品 10:保護膜結構 10’:保護層 20’:觸控層 12, 12’:第一複合硬化層 14:第二複合硬化層 16:第三複合硬化層 22:第一平鋪層 22A:第一平鋪島塊 24:第二平鋪層 24A:第二平鋪島塊 121, 141, 161:第一硬膜層 122, 142, 162:第二硬膜層 30, 30’:顯示螢幕 40:透明基板 41:第一表面 42:第二表面 50:外側硬膜層

圖1顯示一先前技術具摺疊式顯示螢幕的電子產品之褶疊示意圖。 圖2顯示此具摺疊式顯示螢幕的電子產品的部份結構剖視圖。 圖3A及3B為分別說明此具摺疊式顯示螢幕的電子產品在褶疊時所發生問題之示意圖。 圖4為說明本發明之一實施例的保護膜結構剖視圖。 圖5為對應圖4所示實施例之上視圖。 圖6為依據本發明另一實施例之保護膜結構剖視圖。 圖7為依據本發明另一實施例之保護膜結構剖視圖。

10:保護膜結構

12:第一複合硬化層

14:第二複合硬化層

22:第一平鋪層

22A:第一平鋪島塊

24:第二平鋪層

24A:第二平鋪島塊

121,141:第一硬膜層

122,142:第二硬膜層

30:顯示螢幕

40:透明基板

41:第一表面

42:第二表面

50:外側硬膜層

Claims (14)

1. 一種具複合硬化層的保護膜結構，包含：一透明基板：包含一第一表面與一第二表面；至少二個平鋪層，包含：一第一平鋪層，設置在該透明基板的該第一表面的一側，包含多個第一平鋪島塊，相鄰的該些第一平鋪島塊間有一間隙；一第二平鋪層，設置在該第一平鋪層背對該透明基板的一側，包含多個第二平鋪島塊，相鄰的該些第二平鋪島塊間有一間隙；至少一複合硬化層設置於相鄰的該些平鋪層之間；一外側硬膜層設置在最遠離該透明基板的該平鋪層背向該透明基板的一側；每一該複合硬化層包含一第一硬膜層與一第二硬膜層，該第一硬膜層及該第二硬膜層為不同材料且該第一硬膜層的材料硬度大於該第二硬膜層的材料硬度。
2. 如請求項1所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該第二平鋪層的一該第二平鋪島塊於投影方向與第一平鋪層的一該第一平鋪島塊部分面積重疊。
3. 如請求項2所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該第二平鋪層的一該第二平鋪島塊於投影方向與該第一平鋪層的至少兩個不同的該第一平鋪島塊的部分面積重疊。
4. 如請求項2所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該第二平鋪層的一該第二平鋪島塊於投影方向與該第一平鋪層的至少三個不同的該第一平鋪島塊的部分面積重疊。
5. 如請求項2所述之具複合硬化層的保護膜結構，更包含一第三平鋪層位於該第二平鋪層背向該第一平鋪層的一側，該第三平鋪層具有多個第三平鋪島塊且相鄰該些第三平鋪島塊間有一間隙，一該第三平鋪島塊於投影方向與該第二平鋪層的一該第二平鋪島塊部分面積重疊。
6. 如請求項2所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該些第一平鋪島塊及該些第二平鋪島塊的面積分別不小於250平方微米。
7. 如請求項2所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該些第一平鋪島塊及該些第二平鋪島塊的面積分別不大於50平方毫米。
8. 如請求項1所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中一該複合硬化層包含三個硬膜層。
9. 如請求項1所述之具複合硬化層的保護膜結構，更包含至少一硬膜層夾置於該透明基板與該第一平鋪層之間。
10. 如請求項1所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該外側硬膜層的鉛筆硬度大於六。
11. 如請求項10所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該外側硬膜層為一厚度小於1μm的氮化矽硬膜。
12. 如請求項1所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該些平鋪層是有機材料構成且其厚度不小0.5μm。
13. 如請求項12所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該有機材料為壓克力材料或是光敏聚酰亞胺。
14. 如請求項1所述之具複合硬化層的保護膜結構，其中該透明基板為一高分子材料基板、或為厚度不大於200μm之超薄玻璃基板。

Images