多层塑料基板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多层塑料基板，其中，第一有机或有机-无机杂化层，气体屏蔽层和第二有机或有机-无机杂化层堆叠在彼此结合的两层塑料膜的两个表面上。所述第一和第二有机或有机-无机杂化层中的至少一层是由包含下列化合物中的至少一种的组合物形成的：选自由通式1表示的化合物中的至少一种有机硅烷、聚己内酯、聚四氢呋喃、环氧树脂和对苯二甲醇。

Multilayer plastic substrate and preparation method thereof

The present invention provides a multilayer plastic substrate, wherein the first organic or inorganic organic hybrid layer, gas shielding layer and the second organic or inorganic organic hybrid layer is stacked on the two layer of plastic film with each other on the two surfaces. The at least one layer of the first and second organic or inorganic organic hybrid layer is formed from a composition comprising at least one of the following compounds: the selected compound represented by Formula 1 in at least one organic silane, polycaprolactone, poly tetrahydrofuran, epoxy resin and two of benzene methanol.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多层塑料基板和制备该塑料基板的方法，以及更具体而言，涉及一种能够实现优异的气体屏蔽性能、高表面硬度和良好的湿气屏蔽性能的多层塑料基板，及制备该塑料基板的方法。
技术介绍
在显示装置、相框、工艺品或容器中使用的玻璃基板具有如下优点:低的线性膨胀系数、优异的气体屏蔽性能、高透光度、高表面糙度、优异的耐热性和优异的耐化学性，但是由于低的耐震强度，所述玻璃容易破碎，并且由于高密度，所述玻璃较重。 近年来,对液晶、有机发光装置和电子纸(electronic paper)的关注的增长已经导致将用于这种显示装置的基板由玻璃转变为塑料的积极研究。当玻璃基板被塑料基板替换时，显示装置的总重量可能会下降，可以确保显示装置设计的灵活性。此外，所述塑料基板具有高耐震性，并且当其以连续工艺制造时，可以具有比玻璃基板的更高的经济可行性。同时，为了在显示装置中使用，所述塑料基板需要如下性能:晶体二极管的处理温度、能够耐受透明电极沉积温度的高玻璃化转变温度、氧气和湿气屏蔽性能以防止液晶和发光材料的老化、低的线性膨胀系数和尺寸稳定性以防止基板根据加工温度的变化而变形、与用于常规的玻璃基板的加工设备相容的高机械强度、能够耐受蚀刻工艺的耐化学性、高透光度和低双折射和表面抗划伤性。然而，由于不存在符合这些要求的高功能性的基于聚合物的膜(包括聚合物膜和聚合物无机材料复合膜)，已经尝试通过在基于聚合物的膜上形成多层功能涂层而提供上述物理性能。作为代表性的涂层的实例，可以使用降低聚合物表面缺陷并且赋予平坦特征的有机平坦层、由无机材料组成的以阻挡气体(例如氧气和湿气)的气体屏蔽层或赋予聚合物表面抗划伤性的有机或有机-无机硬涂层。通常地，使许多多层塑料基板经历在聚合物基体材料上涂布无机气体屏蔽层，然后在气体屏蔽层上涂布硬涂层。在这种多层结构的制备中，可能发生如下情形:根据聚合物基体材料和气体屏蔽层之间的线性膨胀系数的大的差异，聚合物基体材料的变形，和无机薄膜的裂开或分层。因此，非常重要的是设计合适的多层结构，其能够使层之间界面的应力最小化并且确保涂层之间的合适的粘附性能。美国的Vitex System通过反复实施一种工艺制备多层有机-无机层和具有优异的气体屏蔽性能的柔性基板，所述工艺包括在聚合物基膜上形成单体薄膜，用紫外线辐照所述单体薄膜以诱导聚合(形成固化的有机层)和通过溅射在所述固化的有机层上形成无机薄膜。尽管根据这种方法可以得到具有优异的气体屏蔽性能的产品，但是所述产品不适合于要求低线性膨胀系数的显示装置，并且也没有提供针对该问题的解决方案。此外，美国专利第6，465，953号公开了当塑料基板用于对氧气和湿气敏感的有机发光器件中时将能够与进入的氧气和湿气反应的吸气剂粒子分散在塑料基板上的方法。所述吸气剂粒子应该具有比发射光的特征波长足够地更小的尺寸，并且应该均匀地分散以穿透基板而不会散射发射光。此外，所述方法尝试通过在所述塑料基板上涂布由无机材料组成的气体屏蔽膜使氧气和湿气的进入量最小化。然而，根据所述方法，因为难以通过均匀地分散100至200nm尺寸的纳米粒子制备基板，所述塑料基板应该具有厚的厚度以包含大量的能够与氧气和湿气反应的吸气剂粒子，并且所述无机气体屏蔽膜直接地涂布在所述塑料基板上，因此气体屏蔽膜根据温度变化而裂开或脱层的几率高。根据美国专利第6，322，860号，用于显示装置的塑料基板通过如下方式制备:在聚戊二酰亚胺片的一个表面或两个表面上涂布任选包含二氧化硅粒子等的可交联的组合物(基于多官能团丙烯酸酯的单体或低聚物、烷氧基硅烷或其混合物)、光固化或热固化所述组合物以制备交联的涂层膜，在其上涂布气体屏蔽膜，以及任选地在所述屏蔽膜上再次涂布交联的涂膜，所述聚戊二酰亚胺片具有Imm以内的厚度，并且是通过反应性挤出而制备的。然而，根据所述方法，所述塑料基板具有仅在某些特定的情形下的用于液晶显示装置的足够低的氧气渗透性和湿气渗透性，但是仍然没有任何改善，例如对于用作替代玻璃的基板所必需的低的线性膨胀系数和优异的尺寸稳定性。美国专利第6，503，634号公开了通过在一种聚合物基材上或两种聚合物基材之间涂布有机-无机杂化物、0RM0CER和二氧化硅层的多层膜，所述多层膜具有小于在涂布之前的聚合物基材的氧气透过性的1/30的程度的氧气透过性和小于在涂布之前的聚合物基材的湿气透过性的1/40的程度的湿气透过性。根据所述方法，与涂布之前的聚合物基材相t匕，所述氧气和湿气透过性大大下降，而因此所述膜容易可能被用作包装材料，但是并未提及在线性膨胀系数和尺寸稳定性方面的改进。
技术实现思路
技术问题本专利技术涉及提供多层塑料基板和制备该多层塑料基板的方法，所述塑料基板提供了优异的气体屏蔽性能并且具有高表面硬度和优异的湿气屏蔽性能。技术方案本专利技术的一个方面提供了多层塑料基板和包含所述多层塑料基板的电子器件。在一个实例中，根据本专利技术的多层塑料基板包括第一有机或有机-无机杂化层；气体屏蔽层；和第二有机或有机-无机杂化层，它们堆叠在彼此结合的两层塑料膜的两个表面上。所述第一有机或有机-无机杂化层和第二有机或有机-无机杂化层中的至少一层是由包含下列化合物中的至少一种的组合物形成的:选自由通式I表示的化合物中的至少一种有机硅烷、聚己内酯、聚四氢呋喃、环氧树脂(epoxy)和对苯二甲醇。[通式I](R1)m-S1-X (4_m)在通式I中，X可以彼此相同或不同，以及表示:氢；卤素；或具有I至12个碳原子的烷氧基、具有I至12个碳原子的酰氧基、具有I至12个碳原子的烷基羰基、具有I至12个碳原子的烷氧基羰基；或-N(R2)2，其中，R2为氢或具有I至12个碳原子的烷基，R1可以彼此相同或不同，以及表示:具有I至12个碳原子的烷基、具有I至12个碳原子的链烯基、具有I至12个碳原子的炔基、具有I至12个碳原子的芳基、具有I至12个碳原子的芳基烷基、具有I至12个碳原子的烷基芳基、具有I至12个碳原子的芳基链烯基、具有I至12个碳原子的链烯基芳基、具有I至12个碳原子的芳基炔基、具有I至12个碳原子的炔基芳基；或卤素、取代的氣基、酸胺基、醒、丽、烷基擬基、竣基、疏基、氛基、羟基、具有I至12个碳原子的烷氧基、具有I至12个碳原子的烷氧基羰基、磺酸、磷酸、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基或乙烯基，以及m为1至3的整数。在一个实例中，在通式I的定义中，可以通过在基团R1与S1-之间插入氧或-NR3 (在此，R3为氢或具有I至12个碳原子的烷基)形成结构-(R1)m-O-S1-X^)或(R1)m-NR2-S1-X(4_m)。根据本专利技术的多层塑料基板可以提供低线性膨胀系数和优异的铅笔硬度(pencilhardness)。在一个实例中，在根据ASTM D696的条件下的测量过程中，所述多层塑料基板可以具有20ppm/K以下的线性膨胀系数。在另一实例中，应用200g的负载，在根据ASTMD3363的条件下，所述多层塑料基板可以具有4H或5H以上的铅笔硬度。在根据本专利技术的多层塑料基板中，所述第一有机或有机-无机杂化层和第二有机或有机-无机杂化层中的至少一层可以进一步包含至少一种金属醇盐，所述金属醇盐选自由通式2表示的化合物:[通式2]M- (R4) z在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层塑料基板，其包括：第一有机或有机?无机杂化层；气体屏蔽层；和第二有机或有机?无机杂化层，它们堆叠在彼此结合的两层塑料膜的两个表面上，其中，所述第一有机或有机?无机杂化层和第二有机或有机?无机杂化层中的至少一层是由包含下列化合物中的至少一种的组合物形成的：选自由通式1表示的化合物中的至少一种有机硅烷、聚己内酯、聚四氢呋喃、环氧树脂和对苯二甲醇，[通式1](R1)m?Si?X(4?m)其中，X彼此相同或不同，以及表示：氢；卤素；或具有1至12个碳原子的烷氧基、具有1至12个碳原子的酰氧基、具有1至12个碳原子的烷基羰基、具有1至12个碳原子的烷氧基羰基；或?N(R2)2，其中，R2为氢或具有1至12个碳原子的烷基，R1彼此相同或不同，以及表示：具有1至12个碳原子的烷基、具有1至12个碳原子的链烯基、具有1至12个碳原子的炔基、具有1至12个碳原子的芳基、具有1至12个碳原子的芳基烷基、具有1至12个碳原子的烷基芳基、具有1至12个碳原子的芳基链烯基、具有1至12个碳原子的链烯基芳基、具有1至12个碳原子的芳基炔基、具有1至12个碳原子的炔基芳基；或卤素、取代的氨基、酰胺基、醛、酮、烷基羰基、羧基、巯基、氰基、羟基、具有1至12个碳原子的烷氧基、具有1至12个碳原子的烷氧基羰基、磺酸、磷酸、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基或乙烯基，以及m为1至3的整数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.16 KR 10-2011-0045914;2011.05.16 KR 10-201.一种多层塑料基板,其包括: 第一有机或有机-无机杂化层；气体屏蔽层；和第二有机或有机-无机杂化层，它们堆叠在彼此结合的两层塑料膜的两个表面上， 其中，所述第一有机或有机-无机杂化层和第二有机或有机-无机杂化层中的至少一层是由包含下列化合物中的至少一种的组合物形成的:选自由通式I表示的化合物中的至少一种有机硅烷、聚己内酯、聚四氢呋喃、环氧树脂和对苯二甲醇， [通式I] (R1)m-S1-X(^m) 其中，X彼此相同或不同，以及表示:氢；卤素；或具有I至12个碳原子的烷氧基、具有I至12个碳原子的酰氧基、具有I至12个碳原子的烷基羰基、具有I至12个碳原子的烷氧基羰基；或-N(R2)2，其中，R2为氢或具有I至12个碳原子的烷基， R1彼此相同或不同，以及表示:具有I至12个碳原子的烷基、具有I至12个碳原子的链烯基、具有I至12个碳原子的炔基、具有I至12个碳原子的芳基、具有I至12个碳原子的芳基烷基、具有I至12个碳原子的烷基芳基、具有I至12个碳原子的芳基链烯基、具有I至12个碳原子的链烯基芳基、具有I至12个碳原子的芳基炔基、具有I至12个碳原子的炔基芳基；或卤素、取代的氣基、酸胺基、醒、丽、烷基擬基、竣基、疏基、氰1基、羟基、具有I至12个碳原子的烷氧基、具有I至12个碳原子的烷氧基羰基、磺酸、磷酸、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基或乙烯基，以及m为I至3的整数。2.根据权利要求1所述的多层塑料基板，所述多层塑料基板具有在根据ASTMD696的条件下的测量过程中的20ppm/K以下的线性膨胀系数，和应用200g的负载，在根据ASTMD3363的条件下的4H以上 的铅笔硬度。3.根据权利要求1所述的多层塑料基板，其中，在通式I的定义中，通过在基团R1与S1-之间插入氧或-NR3(在此，R3为氢或具有I至12个碳原子的烷基)形成结构-(R1)m-0-S1-X(4_m)或(ROm-NI^-S1-X^)。4.根据权利要求1所述的多层塑料基板，其中，所述第一有机或有机-无机杂化层和第二有机或有机-无机杂化层中的至少一层进一步包含至少一种金属醇盐，所述金属醇盐选自由通式2表示的化合物: [通式2]M-(R4)z 其中，M为选自铝、锆和钛中的至少一种金属， R4彼此相同或不同，以及表示卤素、具有I至12个碳原子的烷基、具有I至12个碳原子的烷氧基、具有I至12个碳原子的酰氧基、或羟基，以及z为3或4的整数。5.根据权利要求1所述的多层塑料基板，其中，所述第一有机或有机-无机杂化层和第二有机或有机-无机杂化层中的至少一层进一步包含如下材料中的至少一种:选自金属、玻璃粉末、金刚石粉末、二氧化硅、粘土、磷酸钙、磷酸镁、硫酸钡、氟化铝、硅酸钙、硅酸镁、硅酸钡、碳酸钡、氢氧化钡和硅酸铝中的至少一种填料；溶剂和聚合催化剂。6.根据权利要求1所述的多层塑料基板，其中，所述第一有机或有机-无机杂化层和第二有机或有机-无机杂化层各自具有0.1至50 μ m的厚度。7.根据权利要求1所述的多层塑料基板，其中，所述第一有机或有机-无机杂化层和第二有机或有机-无机杂化层各自具有0.1至1.2Ra的表面糙度。8.根据权利要求1所述的多层塑料基板，其中，所述气体屏蔽层由至少一种无机材料形成，所述无机材料选自SiOx(在此，X为I至4的整数)、S...

【专利技术属性】
技术研发人员：马承乐，金东烈，黄樯渊，金琪哲，高明根，柳相旭，李昊俊，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：
国别省市：