(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラスと同等程度の硬度と耐摩耗性を有することが可能なプラスチック基板の提供。【解決手段】光透過性を有するプラスチック支持部材３１０と、プラスチック支持部材３１０の一面に配置された第１の無機膜３２１と、第１の無機膜３２１上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１とを備え、第１の無機膜３３１は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及び前記シリコン酸化物に連結された高分子連結基を有するシリコンポリマーを含み、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１は、高分子樹脂及び前記高分子樹脂に分散された無機物粒子を含む、プラスチック基板。前記シリコンポリマーは、式（１）で表される繰り返し単位又は４つの（メタ）アクリ基を有するシリコンポリマーの繰り返し単位の内の１つ以上を含むプラスチック基板。−［Ｒ５−Ｏ−Ｓｉ（Ｒ１）（Ｒ３）−Ｏ−ＳｉＯ２−Ｏ−Ｓｉ（Ｒ２）（Ｒ４）−Ｏ−Ｒ６］−（１）【選択図】図４
2017024401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有するプラスチック支持部材と、
前記プラスチック支持部材の一面に配置された第１の無機膜と、
前記第１の無機膜上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜と、を備え、
前記第１の無機膜は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及び前記シリコン酸化物に連結された高分子連結基を有するシリコンポリマーを含み、
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、高分子樹脂及び前記高分子樹脂に分散された無機物粒子を含む、プラスチック基板。
【請求項２】
前記シリコンポリマーは、下記の化学式１で表される繰り返し単位、及び下記の化学式２で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つを含む請求項１に記載のプラスチック基板。
【化１】
2017024401.tif 000021
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれアミノ基、エポキシ基、フェニル基、アクリル重合基、及びビニル重合基のいずれかであり、
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のうちの少なくとも一つは、アクリル重合基及びビニル重合基のいずれかであり、
Ｒ５及びＲ６は、それぞれ水素（Ｈ）及び炭素数１から６の炭化水素基である。
【化２】
2017024401.tif 000022
【請求項３】
前記高分子連結基は、下記の化学式３及び化学式４のいずれかで表される重合単位を含む請求項１又は２に記載のプラスチック基板。
【化３】
2017024401.tif 000023
化学式３において、Ｒ７は、水素またはメチル基であり、Ｒ８は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【化４】
2017024401.tif 000024
化学式４において、Ｒ９は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【請求項４】
前記高分子連結基は、前記第１の無機膜の全体の質量に対して、５〜１５質量％含まれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項５】
前記第１の無機膜は、３μｍ〜１０μｍの厚さを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項６】
前記プラスチック支持部材は、ポリエチレン（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）フィルム、ポリアセタール（ＰＯＭ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリブチルレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、セルロースフィルム、及び防湿セロハンの中から選択されるいずれか一つを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項７】
前記プラスチック支持部材は、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体を含み、
前記ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体の全体の質量に対して、前記ポリカーボネート（ＰＣ）は、５０〜７０質量％含まれ、前記ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は、３０〜５０質量％含まれる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項８】
前記プラスチック支持部材は、４００μｍ〜１０００μｍの厚さを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項９】
前記高分子樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含む請求項１〜８のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項１０】
前記無機物粒子は、シリコン粒子、ＺｒＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯｘ、及びＮｉＯｘのうちの少なくとも一つを含む請求項１〜９のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項１１】
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の全体の質量に対して、前記無機物粒子は、３０〜５０質量％含まれる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項１２】
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の全体質量に対して０.００１〜０.２質量％のフッ素（Ｆ）をさらに含む請求項１〜１１のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項１３】
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、５μｍ〜１５μｍの厚さを有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項１４】
前記プラスチック支持部材と前記第１の無機膜の間、及び前記第１の無機膜と前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第１の有機膜をさらに備える請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプラスチック基板。
【請求項１５】
前記第１の有機膜は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含む請求項１４に記載のプラスチック基板。
【請求項１６】
前記第１の有機膜は、５μｍ〜１０μｍの厚さを有する請求項１５に記載のプラスチック基板。
【請求項１７】
前記プラスチック支持部材の他面に配置された第２の無機膜と、
前記第２の無機膜上に配置された第２の有機−無機ハイブリッド膜と、をさらに備え、
前記第２の無機膜は、前記第１の無機膜と同じ組成を有し、前記第２の有機−無機ハイブリッド膜は、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜と同じ組成を有する請求項１に記載のプラスチック基板。
【請求項１８】
前記プラスチック支持部材と前記第２の無機膜の間、及び前記第２の無機膜と前記第２の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第２の有機膜をさらに備える請求項１７に記載のプラスチック基板。
【請求項１９】
光透過性を有するプラスチック支持部材を無機膜形成用コーティング液に浸漬して、前記プラスチック支持部材の両面にそれぞれ第１の無機膜と第２の無機膜を形成する段階と、
前記第１の無機膜と第２の無機膜が形成された前記プラスチック支持部材を有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液に浸漬して、前記第１の無機膜と前記第２の無機膜上に第１の有機−無機ハイブリッド膜と第２の有機−無機ハイブリッド膜をそれぞれ形成する段階と、を含み、
前記無機膜形成用コーティング液は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及びカップリング成分を有するシリコンモノマーを含み、
前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液は、有機バインダー成分及び前記有機バインダー成分に分散された無機物粒子を含むプラスチック基板の製造方法。
【請求項２０】
前記シリコンモノマーは、下記の化学式５で表されるモノマー及び化学式６で表されるモノマーのうちの少なくとも一つを含む請求項１９に記載のプラスチック基板の製造方法。
【化５】
2017024401.tif 000025
ここで、Ｒ２1、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４は、それぞれアミノ基、エポキシ基、フェニル基、アクリル基及びビニル基のいずれかであり、
前記Ｒ２1、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４のうちの少なくとも一つは、アクリル基及びビニル基のいずれかであり、
Ｒ２５及びＲ２６は、それぞれ水素（Ｈ）及び炭素数１から６の炭化水素基である。
【化６】
2017024401.tif 000026
【請求項２１】
前記カップリング成分は、前記無機膜形成用コーティング液の全体の質量に対して、５〜１５質量％含まれる、請求項１９又は２０に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２２】
前記第１及び第２の無機膜を形成する段階は、
前記プラスチック支持部材を前記無機膜形成用コーティング液に浸漬して、前記プラスチック支持部材に無機コーティング層を形成する段階と、
前記無機コーティング層を熱硬化する段階と、を含む請求項１９〜２１のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２３】
前記熱硬化の温度は、６０℃〜１２０℃である請求項２２に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２４】
前記プラスチック支持部材は、ポリエチレン（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）フィルム、ポリアセタール（ＰＯＭ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリブチルレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、セルロースフィルム、及び防湿セロハンの中から選択されるいずれか一つを含む請求項１９〜２３のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２５】
前記プラスチック支持部材は、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体で構成され、
前記ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体の全体の質量に対して、前記ポリカーボネート（ＰＣ）の含量は、５０〜７０質量％であり、前記ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の含量は、３０〜５０質量％である請求項１９〜２４のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２６】
前記有機バインダー成分は、モノマー、オリゴマー、及び光開始剤を含み、前記モノマーは、アクリル系モノマー及びウレタン系モノマーのうちの少なくとも一つを含む請求項１９〜２５のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２７】
前記無機物粒子は、シリカ粒子、ＺｒＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯｘ、及びＮｉＯｘのうちの少なくとも一つを含む請求項１９〜２６のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２８】
前記無機物粒子は、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液の全体の質量に対して３０〜５０質量％含まれる、請求項１９〜２７のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項２９】
前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液は、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液の全体質量に対して０.００１〜０.２質量％のフッ素をさらに含む請求項１９〜２８のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項３０】
前記第１及び第２の無機膜を形成する段階の前または後に前記プラスチック支持部材上に有機膜を形成する段階をさらに含む請求項１９〜２９のいずれか１項に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項３１】
前記有機膜はアクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含む請求項３０に記載のプラスチック基板の製造方法。
【請求項３２】
表示パネル及び表示パネル上に配置されたウィンドウを含み、
前記ウィンドウは、
光透過性を有するプラスチック支持部材と、
前記プラスチック支持部材の一面に配置された第１の無機膜と、
前記第１の無機膜上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜と、を備え、
前記第１の無機膜は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及び前記シリコン酸化物に連結された高分子連結基を有するシリコンポリマーを含み、
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、高分子樹脂及び前記高分子樹脂に分散された無機物粒子を含むプラスチック基板である表示装置。
【請求項３３】
前記シリコンポリマーは、下記の化学式７で表される繰り返し単位、及び下記の化学式８で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つを含む請求項３２に記載の表示装置。
【化７】
2017024401.tif 000027
【化８】
2017024401.tif 000028
化学式７において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれアミノ基、エポキシ基、フェニル基、アクリル重合基、及びビニル重合基のいずれかであり、
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のうちの少なくとも一つは、アクリル重合基及びビニル重合基のいずれかであり、
Ｒ５及びＲ６は、それぞれ水素（Ｈ）及び炭素数１から６の炭化水素基である。
【請求項３４】
前記高分子連結基は、下記の化学式９及び化学式１０のいずれかで表される重合単位を含む請求項３２又は３３に記載の表示装置。
【化９】
2017024401.tif 000029
化学式９において、Ｒ７は、水素またはメチル基であり、Ｒ８は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【化１０】
2017024401.tif 000030
化学式１０において、Ｒ９は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【請求項３５】
前記プラスチック支持部材と前記第１の無機膜の間、及び前記第１の無機膜と前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第１の有機膜をさらに備える請求項３２〜３４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項３６】
前記プラスチック支持部材の他面に配置された第２の無機膜と、
前記第２の無機膜上に配置された第２の有機−無機ハイブリッド膜と、をさらに備え、
前記第２の無機膜は、前記第１の無機膜と同じ組成を有し、前記第２の有機−無機ハイブリッド膜は、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜と同じ組成を有する請求項３２〜３４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項３７】
前記プラスチック支持部材と前記第２の無機膜の間、及び前記第２の無機膜と前記第２の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第２の有機膜をさらに備える請求項３６に記載の表示装置。
【請求項３８】
前記表示パネルは、液晶表示パネル及び有機発光表示パネルのいずれかである請求項３２〜３７のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスと同等程度の強度を有するプラスチック基板、プラスチック基板の製造方法、及びプラスチック基板を含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレットＰＣなどのモバイル機器の発展に応じて、表示装置用基材の薄膜化及びスリム化が求められている。モバイル機器の前面ウィンドウまたは前面保護部材として機械的特性に優れたガラスや強化ガラスが一般的に使用されている。しかし、ガラスは、それ自体の重さにより、モバイル機器が高重量化される原因となり、さらには、外部の衝撃による破損という問題を誘発する。
【０００３】
このようなガラスを代替することが可能な素材としてプラスチック素材が研究されている。プラスチック素材は、軽量でありながら、割れる恐れが少なく、より軽いモバイル機器を追求しようとする場合にはこれに適した材料である。
【０００４】
特に、高硬度及び耐摩耗性の特性を有するプラスチック材料を製造するため、プラスチック基材にハードコート層を導入する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許２０１４−００７３２６５号公報
【特許文献２】韓国公開特許２０１４−００２７０２４号公報
【特許文献３】韓国公開特許２０１４−０１４７５６７号公報
【特許文献４】韓国公開特許２００１−００８５１３１号公報
【特許文献５】韓国公開特許２０１４−００２７０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、プラスチック基材を用いてガラスに相応する硬度及び耐摩耗性を有する材料を製造することには困難性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ガラスと同等程度の硬度と耐摩耗性を有することが可能な、新規かつ改良されたプラスチック基板、及びその製造方法、当該プラスチック基板を含む表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光透過性を有するプラスチック支持部材と、前記プラスチック支持部材の一面に配置された第１の無機膜と、前記第１の無機膜上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜と、を備え、前記第１の無機膜は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及び前記シリコン酸化物に連結された高分子連結基を有するシリコンポリマーを含み、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、高分子樹脂及び前記高分子樹脂に分散された無機物粒子を含むプラスチック基板が提供される。
【０００９】
前記シリコンポリマーは、下記の化学式１で表される繰り返し単位と、下記の化学式２で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つを含む。
【００１０】
【化１】
2017024401.tif 000003
【００１１】
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれアミノ基、エポキシ基、フェニル基、アクリル重合基及びビニル重合基のいずれかであり、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうちの少なくとも一つは、アクリル重合基及びビニル重合基のいずれか一つであり、Ｒ５とＲ６は、それぞれ水素（Ｈ）及び炭素数１から６の炭化水素基である。
【００１２】
【化２】
2017024401.tif 000004
【００１３】
前記高分子連結基は、下記の化学式３及び化学式４のいずれかで表される重合単位を含む。
【００１４】
【化３】
2017024401.tif 000005
【００１５】
化学式３においてＲ７は、水素またはメチル基であり、Ｒ８は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【００１６】
【化４】
2017024401.tif 000006
【００１７】
化学式４においてＲ９は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【００１８】
前記高分子連結基は、前記第１の無機膜全体の質量に対して、５〜１５質量％含まれる。
【００１９】
前記第１の無機膜は、３μｍ〜１０μｍの厚さを有する。
【００２０】
前記プラスチック支持部材は、ポリエチレン（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）フィルム、ポリアセタール（ＰＯＭ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、セルロースフィルム、及び防湿セロハンの中から選択されるいずれか一つを含む。
【００２１】
前記プラスチック支持部材は、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体を含み、前記ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体の全体の質量に対して、前記ポリカーボネート（ＰＣ）は、５０〜７０質量％含まれ、前記ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は、３０〜５０質量％含まれる。
【００２２】
前記プラスチック支持部材は、４００μｍ〜１０００μｍの厚さを有する。
【００２３】
前記高分子樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含む。
【００２４】
前記無機物粒子は、シリカ粒子、ＺｒＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯｘとＮｉＯｘのうちの少なくとも一つを含む。
【００２５】
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の全体の質量に対して、無機物粒子は、３０〜５０質量％含まれる。
【００２６】
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の全体質量に対して０.００１〜０.２質量％のフッ素（Ｆ）をさらに含む。
【００２７】
前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、５μｍ〜１５μｍの厚さを有する。
【００２８】
前記プラスチック基板は、前記プラスチック支持部材と前記第１の無機膜の間、及び前記第１の無機膜と前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第１の有機膜をさらに備える。
【００２９】
前記第１の有機膜は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含む。
【００３０】
前記第１の有機膜は、５μｍ〜１０μｍの厚さを有する。
【００３１】
前記プラスチック基板は、前記プラスチック支持部材の他面に配置された第２の無機膜と、前記第２の無機膜上に配置された第２の有機−無機ハイブリッド膜と、をさらに備え、前記第２の無機膜は、前記第１の無機膜と同じ組成を有し、前記第２の有機−無機ハイブリッド膜は、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜と同じ組成を有する。
【００３２】
前記プラスチック基板は、前記プラスチック支持部材と前記第２の無機膜の間、及び前記第２の無機膜と前記第２の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第２の有機膜をさらに備える。
【００３３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光透過性を有するプラスチック支持部材を無機膜形成用コーティング液に浸漬して、前記プラスチック支持部材の両面にそれぞれ第１の無機膜と第２の無機膜を形成する段階と、前記第１の無機膜と第２の無機膜が形成された前記プラスチック支持部材を有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液に浸漬して、前記第１の無機膜と前記第２の無機膜上に第１の有機−無機ハイブリッド膜と第２の有機−無機ハイブリッド膜をそれぞれ形成する段階と、を含み、前記無機膜形成用コーティング液は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及びカップリング成分を有するシリコンモノマーを含み、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液は、有機バインダー成分及び前記有機バインダー成分に分散された無機物粒子を含むプラスチック基板の製造方法が提供される。
【００３４】
前記シリコンモノマーは、下記の化学式５で表されるモノマー及び化学式６で表されるモノマーのうちの少なくとも一つを含む。
【００３５】
【化５】
2017024401.tif 000007
【００３６】
ここで、Ｒ２1、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４は、それぞれアミノ基、エポキシ基、フェニル基、アクリル基及びビニル基のいずれかであり、前記Ｒ２1、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４のうちの少なくとも一つは、アクリル基及びビニル基のいずれかであり、Ｒ２５及びＲ２６は、それぞれ水素（Ｈ）及び炭素数１から６の炭化水素基である。
【００３７】
【化６】
2017024401.tif 000008
【００３８】
前記カップリング成分は、前記無機膜形成用コーティング液全体の質量に対して、５〜１５質量％含まれる。
【００３９】
前記第１及び第２の無機膜を形成する段階は、前記プラスチック支持部材を前記無機膜形成用コーティング液に浸漬して、前記プラスチック支持部材に無機コーティング層を形成する段階と、前記無機コーティング層を熱硬化する段階と、を含む。
【００４０】
前記熱硬化の温度は、６０℃〜１２０℃である。
【００４１】
前記プラスチック支持部材は、ポリエチレン（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）フィルム、ポリアセタール（ＰＯＭ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、セルロースフィルム、及び防湿セロハンの中から選択されるいずれか一つである。
【００４２】
前記プラスチック支持部材は、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体からなり、前記ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体の全体の質量に対して、前記ポリカーボネート（ＰＣ）の含量は、５０〜７０質量％であり、前記ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の含量は、３０〜５０質量％である。
【００４３】
前記有機バインダー成分は、モノマー、オリゴマー、及び光開始剤を含み、前記モノマーは、アクリル系モノマー及びウレタン系モノマーのうちの少なくとも一つを含む。
【００４４】
前記無機物粒子は、シリカ粒子、ＺｒＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯｘとＮｉＯｘのうちの少なくとも一つを含む。
【００４５】
前記無機物粒子は、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液全体の質量に対して３０〜５０質量％含まれる。
【００４６】
前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液は、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液の全体質量に対して０.００１〜０.２質量％のフッ素をさらに含む。
【００４７】
前記プラスチック基板の製造方法は、前記第１及び第２の無機膜を形成する段階の前または後に前記プラスチック支持部材上に有機膜を形成する段階をさらに含む。
【００４８】
前記有機膜は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含む。
【００４９】
また、上記課題を解決するために、本発明のさらなる別の観点によれば、表示パネル及び表示パネル上に配置されたウィンドウを含み、前記ウィンドウは、光透過性を有するプラスチック支持部材と、前記プラスチック支持部材の一面に配置された第１の無機膜と、前記第１の無機膜上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜と、を備え、前記第１の無機膜は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及び前記シリコン酸化物に連結された高分子連結基を有するシリコンポリマーを含み、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜は、高分子樹脂及び前記高分子樹脂に分散された無機物粒子を含むプラスチック基板である表示装置が提供される。
【００５０】
前記シリコンポリマーは、前記化学式１で表される繰り返し単位と、前記化学式２で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つを含む。
【００５１】
前記高分子連結基は、前記化学式３及び前記化学式４のいずれかで表される重合単位を含む。
【００５２】
前記表示装置は、前記プラスチック支持部材と前記第１の無機膜の間、及び前記第１の無機膜と前記第１の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第１の有機膜をさらに備える。
【００５３】
前記表示装置は、前記プラスチック支持部材の他面に配置された第２の無機膜と、前記第２の無機膜上に配置された第２の有機−無機ハイブリッド膜と、をさらに備え、前記第２の無機膜は、前記第１の無機膜と同じ組成を有し、前記第２の有機−無機ハイブリッド膜は、前記第１の有機−無機ハイブリッド膜と同じ組成を有する。
【００５４】
前記表示装置は、前記プラスチック支持部材と前記第２の無機膜の間、及び前記第２の無機膜と前記第２の有機−無機ハイブリッド膜の間のいずれかに配置された第２の有機膜をさらに含む。
【００５５】
前記表示パネルは、液晶表示パネル及び有機発光表示パネルのいずれか一つである。
【発明の効果】
【００５６】
以上説明したように本発明によれば、プラスチック基板は、プラスチック支持部材に配置された無機膜及び有機−無機ハイブリッド膜を含んで優れた硬度と耐摩耗性を有する。本発明の一実施例に係るプラスチック基板は、表示装置のウィンドウとして使用されて、表示装置が軽量化されるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラスチック基板の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るプラスチック基板の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態によるプラスチック基板の断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るプラスチック基板の断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態によるプラスチック基板の断面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態によるプラスチック基板の断面図である。
【図７】本発明の第８の実施形態に係る表示装置の平面図である。
【図８】図７のＩ−Ｉ'に沿って切断した断面図である。
【図９】本発明の第９の実施形態に係る表示装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００５９】
本明細書で使用される用語（ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ）は、本発明の実施形態を表現するために使用された用語で、このような用語は、明細書全体の内容に基づいて定義されるべきものである。
【００６０】
図面では、各構成要素とその形状などが簡単に描かれたり、または誇張されて描かれたり、実際の製品の構成要素が表現されず、省略されることもある。したがって、図面は、発明の理解を助けるためのものと解釈されるべきである。
【００６１】
どの部分が他の部分と「連結」されているとする場合、これは、「直接的に連結」されている場合だけではなく、それらの間に他の素子を間に置いて、「電気的に連結」されている場合も含む。また、単数形は、文句で特に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使用される「備える/含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び/または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作及び/または素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び/または素子の存在または追加を排除しない。
【００６２】
図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために厚さ方向を拡大して示している。そして、図面で説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示している。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは、他の部分の「すぐ上に」ある場合だけでなく、その間に他の部分がある場合も含む。
【００６３】
また、本明細書において無機膜とは、特別な記載がない限り、第１の無機膜と第２の無機膜のいずれかを意味したり、両方を意味したりすることもある。同様に、本明細書において有機−無機ハイブリッド膜とは、特別な記載がない限り、第１の有機−無機ハイブリッド膜と第２の有機−無機ハイブリッド膜のいずれかを意味したり、両方を意味したりすることもあり、有機膜とは、特別な記載がない限り、第１の有機膜と第２の有機膜のいずれかを意味したり、両方を意味したりすることもある。
【００６４】
＜第１の実施形態＞
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００６５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプラスチック基板１０１の断面図である。
【００６６】
本発明の第１の実施形態に係るプラスチック基板１０１は、光透過性を有するプラスチック支持部材３１０、プラスチック支持部材の一面に配置された第１の無機膜３２１及び第１の無機膜３２１上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１を含む。
【００６７】
第１の無機膜３２１は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及び前記シリコン酸化物に連結された高分子連結基を有するシリコンポリマーを含む。また、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１は、高分子樹脂及び高分子樹脂に分散された無機物粒子を含む。
【００６８】
本発明の第１の実施形態において、第１の無機膜３２１と第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１が配置されるプラスチック支持部材３１０として光透過性プラスチックフィルムを用いることができる。
【００６９】
光透過性を有するポリエチレン（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）フィルム、ポリアセタール（ＰＯＭ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、セルロースフィルム、防湿セロハンなどをプラスチック支持部材３１０として使用することができる。
【００７０】
プラスチック支持部材３１０として、下記の化学式７で表されるカーボネート基を有するプラスチックフィルムを用いることができる。
【００７１】
【化７】
2017024401.tif 000009
【００７２】
カーボネート基のＣ＝Ｏ基とＣ−Ｈ基は、第１の無機膜３２１のアクリル基などへの親和性に優れており、従って、プラスチック支持部材３１０は第１の無機膜３２１への強い結合力を有することができる。
【００７３】
例えば、本実施形態においては、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体からなるプラスチックフィルムをプラスチック支持部材３１０として使用することができる。このとき、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の共重合体の全体の質量に対して、ポリカーボネート（ＰＣ）は、５０〜７０質量％で含まれ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は、３０〜５０質量％で含まれる。より具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の含量比が６：４である共重合体をプラスチック支持部材３１０として使用することができる。
【００７４】
プラスチック支持部材３１０は、４００μｍ〜１０００μｍの厚さを有することができる。プラスチック支持部材３１０の厚さが４００μｍ未満の場合、支持強度が弱くなることがあり、１０００μｍを超える場合、素子の薄型化に不利となる。
【００７５】
第１の無機膜３２１は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及びシリコン酸化物と連結された高分子連結基を有するシリコンポリマーを含む。
【００７６】
シリコンポリマーは、例えば、下記の化学式１で表される繰り返し単位と下記の化学式２で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一つを有することができる。
【００７７】
【化８】
2017024401.tif 000010
【００７８】
【化９】
2017024401.tif 000011
【００７９】
化学式１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれアミノ基、エポキシ基、フェニル基、アクリル重合基及びビニル重合基のいずれかであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のうちの少なくとも一つは、アクリル重合基及びビニル重合基のいずれか一つである。Ｒ５及びＲ６は、それぞれ水素（Ｈ）及び炭素数１から６の炭化水素基である。
【００８０】
アクリル重合基は、アクリル基が重合に参加して形成されたアクリル部分の重合単位を意味し、ビニル重合基は、ビニル基が重合に参加して形成されたビニール部分の重合単位を意味する。
【００８１】
アクリル重合基は、下記の化学式３で表されることができ、ビニル重合基は、下記の化学式４で表されることができる。
【００８２】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のうちの少なくとも一つが、アクリル重合基及びビニル重合基のいずれかであるため、化学式１で表される繰り返し単位が互いに連結されてシリコンポリマーを作製することができる。
【００８３】
具体的には、化学式１の繰り返し単位は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）と有機カップリング剤とが混在する無機膜形成用コーティング液を重合することにより、作製することができる。
【００８４】
シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）は、ＳｉＯ２またはＳｉＯ３で表されることができ、シリコン酸化物と連結された高分子連結基は、化学式３で表される連結基及び化学式４で表される連結基のいずれかであり得る。
【００８５】
【化１０】
2017024401.tif 000012
【００８６】
化学式３は、アクリル重合基であり、Ｒ７は、水素またはメチル基であり、Ｒ８は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【００８７】
【化１１】
2017024401.tif 000013
【００８８】
化学式４は、ビニル重合基であり、Ｒ９は、Ｓｉに連結され、炭素数１から６の炭化水素基である。
【００８９】
また、化学式２は、アクリル重合基を有するシリコンポリマーの繰り返し単位である。
【００９０】
第１の無機膜３２１に含まれた高分子連結基は、プラスチック支持部材３１０のＣ＝Ｏ基とＣＨ基などに対して親和性に優れており、従って、プラスチック支持部材３１０と第１の無機膜３２１とが強い結合力を持つようにすることができる。例えば、第１の無機膜３２１の高分子連結基とプラスチック支持部材３１０のＣ＝Ｏ基またはＣ−Ｈ基との間に水素結合を形成することができ、その結果、ファンデルワールス力を発生させることができる。
【００９１】
このような高分子の連結基は、第１の無機膜３２１の全体質量に対して５〜１５質量％で含むことができる。高分子連結基の含量が５質量％未満の場合、シリコンポリマーの形成が難しく、１５質量％を超える場合、第１の無機膜３２１の強度が弱くなる。
【００９２】
第１の無機膜３２１は、３μｍ〜１０μｍの厚さを有する。第１の無機膜３２１の厚さが３μｍ未満の場合、プラスチック基板１０１の強度が弱くなる。また、第１の無機膜３２１の厚さが１０μｍを超える場合、素子の薄型化に不利である。
【００９３】
第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１は、高分子樹脂及び高分子樹脂に分散された無機物粒子を含む。
【００９４】
第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１の形成に使用される高分子樹脂は、光透過性を有し、その種類については特別な制限はない。高分子樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のいずれかが使用することができる。
【００９５】
第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１は、有機バインダーの成分及び有機バインダー成分に分散された無機物粒子を含む有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液の重合及び硬化によって作製することができる。有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液については、後述する。
【００９６】
また、無機物粒子の種類については特別な制限はない。無機物粒子として、例えば、シリカ粒子、ＺｒＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯｘ、ＮｉＯｘなどを使用することができる。
【００９７】
第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１の全体質量に対して無機物粒子は、３０〜５０質量％で含まれる。具体的には、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１において、高分子樹脂と無機物粒子は、６：４の含量比（質量比）を有することができる。第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１に含まれた無機物粒子の含量が３０質量％未満の場合、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１の強度が弱くなる。無機物粒子の含量が５０質量％を超える場合、安定的な膜形成が難しくなる。
【００９８】
また、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１は、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１の全体質量に対して０.００１〜０.２質量％のフッ素（Ｆ）をさらに含むことができる。ここで、フッ素（Ｆ）は、微量の添加剤の役割をする。フッ素（Ｆ）の添加により、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１の強度を増加することができる。
【００９９】
第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１は、５μｍ〜１５μｍの厚さを有する。第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１の厚さが５μｍ未満の場合、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１が十分な強度を持つことは難しく、１５μｍを超える場合、素子の薄型化に不利である。
【０１００】
＜第２の実施形態＞
以下、図２を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。以下、重複を避けるため、既に説明した構成要素の説明は、省略する。
【０１０１】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るプラスチック基板１０２の断面図である。
【０１０２】
本発明の第２の実施形態に係るプラスチック基板１０２は、光透過性を有するプラスチック支持部材３１０、プラスチック支持部材の一面に配置された第１の無機膜３２１、第１の無機膜３２１上に配置された第１の有機膜３４１及び第１の有機膜３４１上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１を含む。
【０１０３】
第１の有機膜３４１は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含むことができる。
【０１０４】
第１の有機膜３４１は、有機膜形成用コーティング液の硬化によって作製することができる。有機膜形成用コーティング液については、後述する。
【０１０５】
第１の有機膜３４１は、第１の無機膜３２１と第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１との間に配置されて、膜の間で働く応力に対するバッファの役割をする。第１の有機膜３４１は、第１の無機膜３２１と第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１に含まれた高分子成分のＯＨ基と水素結合をすることができ、また、その間にファンデルワールス力を生成することができる。
【０１０６】
第１の有機膜３４１は、５μｍ〜１０μｍの厚さを有する。第１の有機膜３４１の厚さが５μｍ未満の場合、層間のバッファ効果がほとんど得られず、１０μｍを超える場合、素子の薄型化に不利である。
【０１０７】
＜第３の実施形態＞
以下、図３を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。
【０１０８】
図３は、本発明の第３の実施形態に係るプラスチック基板１０３の断面図である。
【０１０９】
本発明の第３の実施形態に係るプラスチック基板１０３は、光透過性を有するプラスチック支持部材３１０、プラスチック支持部材３１０の一面に配置された第１の有機膜３４１、第１の有機膜３４１上に配置された第１の無機膜３２１及び第１の無機膜３２１上に配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１を含む。
【０１１０】
本発明の第３の実施形態に係るプラスチック基板１０３は、第１の有機膜３４１の位置を除いて、第２の実施形態に係るプラスチック基板１０２の構成と同様である。第１の有機膜３４１は、プラスチック支持部材３１０と第１の無機膜３２１との間に配置されて、層間応力を解消するバッファの役割をする。
【０１１１】
＜第４の実施形態＞
以下、図４を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。
【０１１２】
図４は、本発明の第４の実施形態に係るプラスチック基板１０４の断面図である。
【０１１３】
本発明の第４の実施形態に係るプラスチック基板１０４は、光透過性を有するプラスチック支持部材３１０、プラスチック支持部材３１０の両面にそれぞれ配置された第１の無機膜３２１と第２の無機膜３２２及び第１の無機膜３２１と第２の無機膜３２２上にそれぞれ配置された第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１及び第２の有機−無機ハイブリッド膜３３２を含む。
【０１１４】
本発明の第４の実施形態に係るプラスチック基板１０４は、第１の実施形態に係るプラスチック基板１０１と比較して、プラスチック支持部材３１０の他面に配置された第２の無機膜３２２及び第２の無機膜３２２上に配置された第２の有機−無機ハイブリッド膜３３２をさらに含む。
【０１１５】
第２の無機膜３２２は、第１の無機膜３２１と同じ組成を有し、第２の有機−無機ハイブリッド膜３３２は、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１と同じ組成有する。
【０１１６】
＜第５の実施形態＞
以下、図５を参照して、本発明の第５の実施形態を説明する。
【０１１７】
図５は、本発明の第５の実施形態に係るプラスチック基板１０５の断面図である。
【０１１８】
本発明の第５の実施形態に係るプラスチック基板１０５は、本発明の第４の実施形態に係るプラスチック基板１０４と比較して、第１の無機膜３２１と第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１との間に配置された第１の有機膜３４１及び第２の無機膜３２２と第２の有機−無機ハイブリッド膜３３２との間に配置された第２の有機膜３４２をさらに含む。
【０１１９】
＜第６の実施形態＞
以下、図６を参照して、本発明の第６の実施形態を説明する。
【０１２０】
図６は、本発明の第６の実施形態に係るプラスチック基板１０６の断面図である。
【０１２１】
本発明の第６の実施形態に係るプラスチック基板１０６は、本発明の第４の実施形態に係るプラスチック基板１０４と比較して、プラスチック支持部材３１０と第１の無機膜３２１との間に配置された第１の有機膜３４１及びプラスチック支持部材３１０と第２の無機膜３２２との間に配置された第２の有機膜３４２をさらに含む。
【０１２２】
＜第７の実施形態＞
以下、本発明の実施形態によるプラスチック基板の製造方法を説明する。具体的には、ディップコーティング（ｄｉｐ  ｃｏａｔｉｎｇ）方法により、本発明の第４の実施形態に係るプラスチック基板１０４を製造する方法を説明する。
【０１２３】
プラスチック基板１０４を製造するために、光透過性を有するプラスチック支持部材３１０を無機膜形成用コーティング液に浸漬して、プラスチック支持部材３１０の両面にそれぞれ第１の無機膜３２１と第２の無機膜３２２を形成し、第１の無機膜３２１と第２の無機膜３２２が形成されたプラスチック支持部材３１０を有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液に浸漬して、第１の無機膜３２１上に第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１を形成し、第２の無機膜３２２上に第２の有機−無機ハイブリッド膜３３２を形成する。
【０１２４】
第１の無機膜３２１と第２の無機膜３２２を無機膜３２１、３２２と言い、第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１と第２の有機−無機ハイブリッド膜３３２を有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２とも言う。ディップコーティングにより無機膜３２１、３２２と有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２は、プラスチック支持部材３１０の両面に形成される。
【０１２５】
プラスチック支持部材３１０は、ポリエチレン（ＰＥＴ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）フィルム、ポリアセタール（ＰＯＭ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、セルロースフィルム、及び防湿セロハンの中から選択されたいずれか一つを含む。たとえば、全体の質量に対して、ポリカーボネート（ＰＣ）の含量は、５０〜７０質量％であり、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の含量は、３０〜５０質量％であるポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリルレート（ＰＭＭＡ）の共重合体がプラスチック支持部材３１０として使用されることができる。
【０１２６】
無機膜３２１、３２２を形成する段階は、プラスチック支持部材３１０を無機膜形成用コーティング液に浸漬して、プラスチック支持部材３１０の両面に無機コーティング層を形成する段階及び無機コーティング層を熱硬化する段階を含む。
【０１２７】
無機膜形成用コーティング液は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）及びカップリング成分を有するシリコンモノマーを含む。カップリング成分として、例えばエポキシ基、フェニル基、アクリル基、ビニル基などがある。
【０１２８】
シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）とカップリング成分を有するシリコンモノマーとして化学式５で表されるモノマーと化学式６で表されるモノマーがある。これらは、単独または混合して使用することができる。
【０１２９】
【化１２】
2017024401.tif 000014
【０１３０】
【化１３】
2017024401.tif 000015
【０１３１】
化学式５において、Ｒ２1、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４は、それぞれアミノ基、エポキシ基、フェニル基、アクリル基及びビニル基のいずれか一つであり、前記Ｒ２1、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４のうちの少なくとも一つは、アクリル基及びビニル基のいずれか一つである。Ｒ２５及びＲ２６は、それぞれ水素（Ｈ）及び炭素数１から６の炭化水素基である。
【０１３２】
化学式５において、Ｒ２1、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４は、カップリング成分に該当し、化学式６においてシリコンと結合されたアクリル基がカップリング成分に該当する。
【０１３３】
カップリング成分は、無機膜形成用コーティング液の全体の質量に対して、５〜１５質量％含まれる。
【０１３４】
シリコン系無機物とカップリング成分が混合された無機膜形成用コーティング液は、ハイブリッドゾル（ｈｙｂｒｉｄ  ｓｏｌ）の形態であり、このようなハイブリッドゾルは、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、例えば、シリカ（ｓｉｌｉｃａ；ＳｉＯ２）と有機カップリング剤（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）の混合によって作製することができる。
【０１３５】
具体的には、アルコキシシラン系シリコン酸化物（ａｌｋｏｘｙｓｉｌａｎｅ  ｂａｓｅｄ  ＳｉＯ２）と有機シラン系化合物の混合によって無機膜形成用コーティング液を作製することができる。ここで、アルコキシシラン系シリコン酸化物は、シリコンを提供し、有機シラン系化合物は、重合性基を提供する。
【０１３６】
有機シラン系化合物は、アクリル基、ビニル基、及びフェニル基のいずれか一つを有することができ、ＳｉＯ２と結合される。アクリル基は、無機膜３２１、３２２の結合力（ａｄｈｅｓｉｏｎ）及び密度（ｄｅｎｓｉｔｙ）を増加させ、ビニル基は、柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を増加させ、フェニル基（ｐｈｅｎｙｌ）は、耐熱性を増加させる。
【０１３７】
プラスチック支持部材３１０を無機膜形成用コーティング液に浸漬してプラスチック支持部材３１０の両面に無機コーティング層を形成した後、無機コーティング層を熱硬化させる。このとき、比較的低温で熱硬化を行うことができる。熱硬化温度は、６０℃〜１２０℃である。
【０１３８】
このような無機膜形成用コーティング液を使用する場合、高温で実施されるスパッタリングや蒸着などの方法を使用しなくても無機膜を形成することができる。したがって、熱によるプラスチック支持部材３１０の損傷を防止することができる。
【０１３９】
有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２を形成する段階は、無機膜３２１、３２２が形成されたプラスチック支持部材３１０を有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液に浸漬して無機膜３２１、３２２の両面に有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング層を形成する段階及び有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング層を光硬化する段階を含む。このとき、光硬化のために紫外線照射を行うことができる。
【０１４０】
有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液は、有機バインダー成分及び有機バインダー成分に分散された無機物粒子を含む。
【０１４１】
有機バインダーの成分は、モノマー、オリゴマー、及び光開始剤を含む。モノマーは、アクリル系モノマー及びウレタン系モノマーのうちの少なくとも一つを含むことができる。有機バインダーの成分は、有機膜３４１、３４２の形成にも使用することができる。
【０１４２】
有機バインダーの成分の全体の質量に対して、２０〜６０質量％のモノマー、２０〜６０質量％のオリゴマー、１０〜５０質量％のゴム系の柔軟性分及び１〜１０質量％の光重合開始剤を含むことができる。
【０１４３】
モノマーとして単官能モノマーと多官能モノマーを使用することができる。
【０１４４】
単官能モノマーとして、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロフィールアクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートのようなアクリル系モノマーが使用される。また、Ｎ−ビニルピロリドンのようなビニル系モノマーを添加することができる。
【０１４５】
２つ以上の反応性基を有する多官能モノマーとして、１,６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、３−メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレートのようなアクリル系モノマーが使用されることができる。
【０１４６】
また、多官能モノマーとして、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシレーテッドトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシレーテッドトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ（メタ）アクリレート、エトキシレーテッドジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、プロポキシレーテッドジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが使用されることができる。
【０１４７】
本発明の実施形態において、「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートのいずれかを意味することもあり、すべてを意味することもある。
【０１４８】
モノマーは、単独で使用されることができ、２種以上が混合されて使用されることもできる。
【０１４９】
オリゴマーとして、５,０００〜５０,０００の質量平均分子量（Ｍｗ）を有するウレタン（メタ）アクリレート（ｕｒｅｔｈａｎｅ（ｍｅｔｈａ）ａｃｒｙｌａｔｅ）が使用されることができる。
【０１５０】
オリゴマーの質量平均分子量（Ｍｗ）が５０,０００を超えると、高温高湿環境で白濁するおそれがある。オリゴマーの質量平均分子量（Ｍｗ）が５,０００未満であると、有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液は、常温で固体の状態を保持することが困難になることもある。
【０１５１】
ウレタン（メタ）アクリレートは、分子内に２つ以上の水酸基を有するポリオール化合物、分子内に２つ以上のイソシアネート基を有する化合物、及び分子内に一つ以上の水酸基を含有する（メタ）アクリレートの反応によって作製することができる。
【０１５２】
分子内に２つ以上の水酸基を有するポリオール化合物として、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、カプロラクトンジオール、ビスフェノールポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ヒマシ油ポリオール、ポリカーボネートジオールなどがある。これらは、単独で使用されることができ、２つ以上が混合されて使用されることもできる。
【０１５３】
分子内に２つ以上のイソシアネート基を有する化合物として、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートなどがある。これらは、単独で使用されることができ、２つ以上が混合されて使用されることもできる。
【０１５４】
分子内に一つ以上の水酸基を含有する（メタ）アクリレートとして、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,３−プロパンジオール、1,３−ブタンジオール、１,４−ブタンジオール、ポリエチレングリコールなどの２価アルコールのモノ（メタ）アクリレートと、トリメチルロールエタン、トリメチルロールプロパン、グリセリン等の３価アルコールのモノ（メタ）アクリレートと、または、ジ（メタ）アクリレートなどがある。これらは、単独で使用されることができ、２つ以上が混合されて使用されることもできる。
【０１５５】
オリゴマーとしては、特に、下記の化学式８で表されるシリコンアクリレート（ｓｉｌｉｃｏｎｅ  ａｃｒｙｌａｔｅ）が使用されることができる。
【０１５６】
【化１４】
2017024401.tif 000016
【０１５７】
ここで、ｎは、５〜５０の整数である。
【０１５８】
化学式８のシリコンアクリレートは、シリコン（Ｓｉ）を含み、無機膜３２１、３２２との親和性に優れている。
【０１５９】
ゴム系の柔軟性分として、１０,０００〜１００,０００の質量平均分子量（Ｍｗ）を有するポリブタジエン（ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）及びポリイソプレン（ｐｏｌｙｉｓｏｐｒｅｎｅ）のうちの少なくとも一つを用いることができる。ゴム系の柔軟成分は、有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液に柔軟性を付与する。ゴム系の柔軟性分の質量平均分子量（Ｍｗ）が１０,０００〜１００,０００の場合、有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液が安定した流動性を有することができる。
【０１６０】
光重合開始剤は、紫外線などの活性エネルギー線を吸収してラジカルを生成する。光重合開始剤から生成されたラジカルがモノマー、オリゴマーと反応して粘着剤組成物の重合反応が開始される。重合反応とともにモノマー、オリゴマー、及びゴム系の柔軟性分の間の架橋反応を発生させることができ、このような重合及び架橋反応によって有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液が硬化されて有機−無機ハイブリッド膜が形成される。
【０１６１】
無機物粒子は、シリカ粒子、ＺｒＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯｘ、及びＮｉＯｘのうちの少なくとも一つを含む。無機物粒子は、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液の全体の質量に対して３０〜５０質量％含まれる。
【０１６２】
また、有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液は、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液の全体質量に対して０.００１〜０.２質量％のフッ素をさらに含むことができる。
【０１６３】
フッ素は、下記の化学式９で表される化合物の形態で、前記有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液に含まれることができる。
【０１６４】
【化１５】
2017024401.tif 000017
【０１６５】
ここで、Ｒ３1とＲ３２は、炭素数１から６の炭化疎水基であり、ｍとｎは、それぞれ独立した１〜２０の整数である。
【０１６６】
このように、プラスチック支持部材３１０の両面に無機膜３２１、３２２と有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２が形成されることによって、図４のプラスチック基板１０４が作製される。
【０１６７】
また、プラスチック支持部材３１０の両面に無機膜３２１、３２２が形成された次に有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２が形成される前に、無機膜３２１、３２２上に有機膜３４１、３４２を形成することができる。この場合、図５のプラスチック基板１０５が作製されることができる。
【０１６８】
ここで、第１の無機膜３２１上に形成された第１の有機膜３４１と第２の無機膜３２２上に形成された第２の有機膜３４２を有機膜３４１、３４２と通称する。以下、同様である。
【０１６９】
一方、プラスチック支持部材３１０の両面に無機膜３２１、３２２が形成される前に、プラスチック支持部材３１０の両面に有機膜３４１、３４２が形成され、その上に無機膜３２１、３２２と有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２が順次形成されることができる。この場合、図６のプラスチック基板１０６が作製されることができる。
【０１７０】
有機膜３４１、３４２は、有機バインダー成分からなる有機膜形成用コーティング液を用いたディップコーティング方法によって形成することができる。
【０１７１】
有機膜形成用コーティング液として、有機−無機ハイブリッド膜形成用コーティング液の製造に使用された有機バインダー成分が使用されることができる。
【０１７２】
つまり、有機膜形成用有機バインダー成分は、モノマー、オリゴマー、及び光開始剤を含む。モノマーは、アクリル系モノマー及びウレタン系モノマーのうちの少なくとも一つを含むことができる。具体的には、有機膜形成用コーティング液は、コーティング液の全体の質量に対して、２０〜６０質量％のモノマー、２０〜６０質量％のオリゴマー、１０〜５０質量％のゴム系の柔軟性分及び１〜１０質量％の光重合開始剤を含むことができる。
【０１７３】
このように形成された有機膜３４１、３４２は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びウレタン−アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含む。有機膜３４１、３４２は、例えば、下記の化学式１０で表される化合物を含むことができる。
【０１７４】
【化１６】
2017024401.tif 000018
【０１７５】
有機膜３４１、３４２のアクリル基は、プラスチック支持部材３１０及び無機膜３２１、３２２に対して優れた親和性を示し、有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２との親和性に優れている。例えば、有機膜３４１、３４２と有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２は、界面で化学式１１のような結合を形成することができる。
【０１７６】
【化１７】
2017024401.tif 000019
【０１７７】
化学式１１において、「ＯＲ」は、有機膜３４１、３４２を示す。有機膜３４１、３４２は、有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２に含まれたシリカ粒子（Ｓｉ−Ｏ）と結合することができる。
【０１７８】
このような結合により、無機膜、有機膜、及び有機−無機ハイブリッド膜を含むコーティング膜の強度が向上する。
【０１７９】
以下、本発明の第４〜第６の実施形態に係るプラスチック基板の物理的特性を評価する。第４の実施形態のプラスチック基板１０４で作製された試料を試験例１とし、第５の実施形態のプラスチック基板１０５で作製された試料を試験例２とし、第６の実施形態のプラスチック基板１０６で作製された試料を試験例３とする。
【０１８０】
詳細には、試験例１〜３の試料においては、プラスチック支持部材３１０は、５５０μｍの厚さを有するポリカーボネートフィルムであり、無機膜３２１、３２２は、化学式２の繰り返し単位を有するシリコンポリマーを含む膜であり、当該シリコンポリマーは、化学式６に示される重合単位を含む高分子連結基を含む。さらに、当該高分子連結基は、化学式４で示される重合単位を含み、無機膜３２１、３２２の全体の質量に対して、１０質量％含まれる。有機−無機ハイブリッド膜３３１、３３２は、ウレタンアクリレートからなる高分子樹脂６０質量％及び高分子樹脂に分散されたシリカ粒子４０質量％を含む膜であり、有機膜は、ウレタンアクリレート膜である。
【０１８１】
具体的には、試験例１の試料は、１０μｍの有機−無機ハイブリッド膜、５μｍの無機膜、５５０μｍのプラスチック支持部材、５μｍの無機膜及び１０μｍの有機−無機ハイブリッド膜が順次配置された構造である。
【０１８２】
試験例２の試料は、５μｍの有機−無機ハイブリッド膜、１０μｍの有機膜、５μｍの無機膜、５５０μｍのプラスチック支持部材、５μｍの無機膜、１０μｍの有機膜、及び５μｍの有機−無機ハイブリッド膜が順次配置された構造である。
【０１８３】
試験例３の試料は、５μｍの有機−無機ハイブリッド膜、１０μｍの無機膜、５μｍの有機膜、５５０μｍのプラスチック支持部材、５μｍの有機膜、１０μｍの無機膜、及び５μｍの有機−無機ハイブリッド膜が順次配置された構造である。
【０１８４】
比較のために、ポリカーボネートフィルム（厚さ５５０μｍ）のみからなるプラスチック基板（比較例１）、ポリカーボネートフィルム（厚さ５５０μｍ）の両面にディップコーティングによって有機−無機ハイブリッド膜（厚さ１０μｍ）が形成されたプラスチック基板（比較例２）、及びポリカーボネートフィルム（厚さ５５０μｍ）の両面にスプレーコーティングによって有機−無機ハイブリッド膜（厚さ２０μｍ）が形成されたプラスチック基板（比較例３）が使用される。
【０１８５】
物理的特性の評価のために、プラスチック基板の鉛筆硬度、耐スクラッチ性、耐衝撃性及び光特性が測定された。具体的な測定方法は以下の通り。
【０１８６】
１）鉛筆硬度
プラスチック基板を用いて、1５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさのサンプルを作製し、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４基準の鉛筆硬度試験規定に準じて、荷重１ｋｇに対して鉛筆硬度を５回測定し、最も低い値を選択して計測した。
【０１８７】
鉛筆硬度でＨ、Ｆ、Ｂの記号は、硬度と濃度を示すものであって、それぞれｈａｒｄ、ｆｉｒｍ、ｂｌａｃｋの頭文字であり、高い数字のＨ芯ほど硬く、高い数字のＢ芯ほど柔らかい。つまり、９Ｈが最も高い硬度であり、８Ｈ、７Ｈ、６Ｈ、５Ｈ、４Ｈ、３Ｈ、２Ｈ、Ｈ、Ｆ、Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、８Ｂ、９Ｂに行くほど低硬度を意味する。
【０１８８】
２）耐スクラッチ性
プラスチック基板を用いて、２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズのサンプルを作製し、直径２５ｍｍの円柱の平坦な面にスチールウール＃００００番を均一に接着させた後、荷重１.０Ｋｇで試料の表面を毎秒約１００ｍｍの速度で３０回往復した後、サンプルの表面に発生した傷の数を目視で確認した。傷が２つ以下の場合に○、傷が２つ以上５つ未満の場合に△、傷が５つ以上の場合に×と評価した。
【０１８９】
３）耐衝撃性
２２ｇの鉄玉を試料と離隔して落下した後、クラックが発生するかどうかを確認した。鉄玉の落下高さを高めながら落下を実施して、クラックが発生する高さを確認した。鉄玉の落下高さは５ｃｍから始まり、２０ｃｍまで高めた。
【０１９０】
４）光特性
分光光度計（機器名：ＣＯＨ−４００）を用いて透過率、反射率、及びヘイズを測定した。
【０１９１】
物性測定結果は、下記の表２の通りである。
【表１】
2017024401.tif 000020
【０１９２】
表１を参照すると、本発明の第４の実施形態〜第６の実施形態に係る試験例１〜３の試料は、６Ｈ以上の鉛筆硬度を有し、耐スクラッチ性及び耐衝撃性に優れることが分かる。このように、本発明の第４の実施形態〜第６の実施形態に係るプラスチック基板は、ガラスに相応する機械的特性を有する。また、試験例１〜３の試料は、優れた光特性を有する。
【０１９３】
＜第８の実施形態＞
以下、図７及び図８を参照して、本発明の第８の実施形態に係る表示装置１０７を説明する。図７は、本発明の第８の実施形態に係る表示装置１０７の平面図であり、図８は、図７のＩ−Ｉ'に沿って切断した断面図である。
【０１９４】
本発明の第８の実施形態に係る表示装置１０７は、表示パネル１１０、表示パネル１１０上に配置された接着層２９０及び接着層２９０上に配置されたプラスチック基板１０１を含む。本発明の第８の実施形態において接着層２９０上に配置されたプラスチック基板１０１は、表示パネル１１０を保護するウィンドウである。
【０１９５】
表示パネル１１０は、画像を表示する。表示パネル１１０に特別な制限はない。例えば、表示パネル１１０として、有機発光表示パネル（ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）のような自発光型の表示パネルが使用されることができ、液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、電気湿潤表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、電気泳動表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、またはＭＥＭＳ表示パネル（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）のような非発光型の表示パネルが使用されることもできる。非発光型の表示パネルが使用される場合、表示装置は、表示パネル１１０に光を供給するバックライトユニットを含むことができる。
【０１９６】
一方、表示パネル１１０とプラスチック基板１０１との間に偏光板（図示せず）が配置されることができる。偏光板は、外部から入射された光（外光）が表示パネル１１０で反射されてユーザーに視認されることを防止する。
【０１９７】
また、表示装置１０７は、タッチスクリーンパネル（ｔｏｕｃｈ  ｓｃｒｅｅｎ  ｐａｎｅｌ）（図示せず）をさらに含むことができる。例えば、タッチスクリーンパネルは、表示パネル１１０と偏光板との間に配置されることができる。
【０１９８】
本発明の第８の実施形態によれば、表示パネル１１０として、有機発光表示パネルが使用される。したがって、本発明の第８の実施形態に係る表示装置は、有機発光表示装置である。しかしながら、本発明の第８の実施形態は、これに限定されるものではない。
【０１９９】
図７及び図８に示すように、表示パネル１１０は、第１の基板１１１、配線部１３０、有機発光素子２１０、及び第２の基板１１２を含む。
【０２００】
第１の基板１１１は、ガラス、石英、セラミック、及びプラスチックなどからなる群から選択された絶縁性材料で作製することができる。また、第１の基板１１１はステンレス鋼などの金属材料で作製されることもできる。
【０２０１】
第１の基板１１１上にバッファ層１２１が配置される。バッファ層１２１は、様々な無機膜及び有機膜のうちから選択された一つ以上の膜を含むことができる。バッファ層１２１は、水分などの不純物が配線部１３０や有機発光素子２１０に侵入することを防止するとともに、表面を平坦化する役割をする。しかし、バッファ層１２１は、必ずしも必要なものではなく、省略することもできる。
【０２０２】
配線部１３０は、バッファ層１２１上に配置される。配線部１３０は、スイッチング薄膜トランジスタ１０、駆動薄膜トランジスタ２０、及び蓄電素子８０を含む部分であって、有機発光素子２１０を駆動する。有機発光素子２１０は、配線部１３０から伝達された駆動信号に応じて光を放出して画像を表示する。
【０２０３】
図７及び図８には、一つの画素に２つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）１０、２０と一つの蓄電素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）８０を備えた２Ｔｒ−１Ｃａｐ構造の能動駆動（ａｃｔｉｖｅ  ｍａｔｒｉｘ；ＡＭ）型有機発光表示装置が示されている。しかし、本発明の第８の実施形態に係る有機発光表示装置は、このような構造に限定されるものではない。例えば、有機発光表示装置は、一つの画素に３つ以上の薄膜トランジスタと２つ以上の蓄電素子を含むことができ、別の配線をさらに含む様々な構造を有することができる。ここで、画素とは、画像を表示する最小単位をいい、有機発光表示装置は、複数の画素を用いて画像を表示する。
【０２０４】
一つの画素ごとにそれぞれスイッチング薄膜トランジスタ１０、駆動薄膜トランジスタ２０、蓄電素子８０、及び有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）２１０が設けられる。また、一方向に沿って配置されるゲートライン１５１と、ゲートライン１５１と絶縁交差されるデータライン１７１と共通電源ライン１７２が配線部１３０に配置される。一つの画素は、ゲートライン１５１、データライン１７１、及び共通電源ライン１７２を境界として定義することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。画素定義膜（ＰＤＬ）またはブラックマトリックスによって画素が定義されることもできる。
【０２０５】
有機発光素子２１０は、第１の電極２１１、第１の電極２１１上に配置された有機発光層２１２、及び有機発光層２１２上に配置された第２の電極２１３を含む。第１の電極２１１及び第２の電極２１３からそれぞれ正孔と電子が有機発光層２１２の内部に注入される。このように注入された正孔と電子が結合されて形成されたエキシトン（ｅｘｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちるとき、発光が行われる。
【０２０６】
蓄電素子８０は、層間絶縁膜１４５を介して配置された一対の蓄電板１５８、１７８を含む。ここで、層間絶縁膜１４５は、誘電体となる。蓄電素子８０で蓄電された電荷と両蓄電板１５８、１７８との間の電圧によって蓄電容量が決定される。
【０２０７】
スイッチング薄膜トランジスタ１０は、スイッチング半導体層１３１、スイッチングゲート電極１５２、スイッチングソース電極１７３、及びスイッチングドレイン電極１７４を含む。駆動薄膜トランジスタ２０は、駆動半導体層１３２、駆動ゲート電極１５５、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７を含む。半導体層１３１、１３２とゲート電極１５２、１５５は、ゲート絶縁膜１４１によって絶縁される。
【０２０８】
スイッチング薄膜トランジスタ１０は、発光させようとする画素を選択するスイッチング素子として使用される。スイッチングゲート電極１５２は、ゲートライン１５１に連結される。スイッチングソース電極１７３は、データライン１７１に連結される。スイッチングドレイン電極１７４は、スイッチングソース電極１７３から離隔配置され、いずれかの蓄電板１５８に連結される。
【０２０９】
駆動薄膜トランジスタ２０は、選択された画素内の有機発光素子２１０の有機発光層２１２を発光させるための駆動電源から電気エネルギーを画素電極である第１の電極２１１に印加する。駆動ゲート電極１５５は、スイッチングドレイン電極１７４と連結された蓄電板１５８に連結される。駆動ソース電極１７６、及びもう一方の蓄電板１７８は、それぞれ共通の電源ライン１７２に連結される。
【０２１０】
このような構造によって、スイッチング薄膜トランジスタ１０は、ゲートライン１５１に印加されるゲート電圧によって駆動されて、データライン１７１に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスタ２０に伝達する役割をはたす。共通電源ライン１７２から駆動薄膜トランジスタ２０に印加される共通電圧とスイッチング薄膜トランジスタ１０から伝達されたデータ電圧の差に該当する電圧が蓄電素子８０に保存され、蓄電素子８０に保存された電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスタ２０を介して有機発光素子２１０に流れて有機発光素子２１０が発光することになる。
【０２１１】
第１の電極２１１は、正孔を注入するアノード（ａｎｏｄｅ）であり、第２の電極２１３は、電子を注入するカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。しかし、本発明の第８の実施形態は、これに限定されるものではなく、第１の電極２１１がカソードとなって、第２の電極２１３がアノードになってもよい。
【０２１２】
平坦化膜１４６は、層間絶縁膜１４５上に配置される。平坦化膜１４６は、絶縁材料で作製されることができ、配線部１３０を保護する。平坦化膜１４６と層間絶縁膜１４５は、同じ材料で作製されることができる。
【０２１３】
駆動薄膜トランジスタ２０の駆動ドレイン電極１７７は、平坦化膜１４６に形成されたコンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ  ｈｏｌｅ）を介して有機発光素子２１０の第１の電極２１１に連結される。
【０２１４】
本発明の第８の実施形態では、第１の電極２１１は反射電極であり、第２の電極２１３は半透過電極である。したがって、有機発光層２１２で発生した光は、第２の電極２１３を透過して発光される。
【０２１５】
反射電極と半透過電極の形成にマグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び銅（Ｃｕ）のうち一つ以上の金属またはこれらの合金が使用されることができる。このとき、反射電極と半透過電極は、厚さによって決定される。一般的には、半透過電極は、約２００ｎｍ以下の厚さを有する。半透過電極の厚さが薄くなるほど光の透過率が高くなって、厚さが厚くなるほど光の透過率が低くなる。
【０２１６】
具体的に、第１の電極２１１は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び銅（Ｃｕ）のうち一つ以上の金属を含む反射膜、及び反射膜上に配置された透明導電膜を含むことができる。ここで、透明導電膜は、透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ;ＴＣＯ）を含むことができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）とＩｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）のうちの少なくとも一つを含むことができる。このような透明導電膜は、高い仕事関数を有するため、第１の電極２１１を介する正孔注入がスムーズに行われるようになる。
【０２１７】
また、第１の電極２１１は、透明導電膜、反射膜、及び透明導電膜が順次積層された３重膜構造を有することもできる。
【０２１８】
第２の電極２１３は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）のうち一つ以上の金属を含む半透過膜で作製することができる。
【０２１９】
図示されていないが、第１の電極２１１と有機発光層２１２との間に正孔注入層（ｈｏｌｅ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ；ＨＩＬ）及び正孔輸送層（ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ；ＨＴＬ）のうちの少なくとも一つがさらに配置されることができる。また、有機発光層２１２と第２の電極２１３との間に電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ；ＥＴＬ）及び電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ；ＥＩＬ）のうちの少なくとも一つがさらに配置されることができる。
【０２２０】
有機発光層２１２、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、及び電子注入層（ＥＩＬ）を有機層とも言う。有機層は、低分子有機物または高分子有機物で作製することができる。
【０２２１】
画素定義膜１９１は、開口部を有する。画素定義膜１９１の開口部は、第１の電極２１１の一部を露出する。画素定義膜１９１の開口部に第１の電極２１１、有機発光層２１２、及び第２の電極２１３が順次積層される。第２の電極２１３は、有機発光層２１２だけでなく、画素定義膜１９１上にも配置される。有機発光素子２１０は、画素定義膜１９１の開口部に位置する有機発光層２１２から光を発生させる。このように、画素定義膜１９１は、発光領域を定義することができる。
【０２２２】
図示されていないが、第２の電極２１３上にキャッピング層（図示せず）を配置することができる。キャッピング層は、有機発光素子２１０を保護する。
【０２２３】
有機発光素子２１０を保護するために、第１の基板１１１と対向するように、有機発光素子２１０上に第２の基板１１２が配置される。第２の基板１１２は、第１の基板１１１と同じ材料で作製することができる。第１の基板１１１と第２の基板１１２は、シーリング材（図示せず）によって密封することができる。
【０２２４】
一方、有機発光素子２１０と第２の基板１１２との間に緩衝物質２０２が配置される。緩衝物質２０２は、表示装置１０７の外部から加えられる衝撃に対して有機発光素子２１０などの内部素子を保護する。緩衝物質２０２は、有機発光表示装置１０７の機械的な信頼性を向上させる。緩衝物質２０２は、有機シーラントであるウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、または無機シーラントであるシリコンのうちの少なくとも一つを含むことができる。
【０２２５】
表示パネル１１０上に配置された接着層２９０が配置され、接着層２９０上にプラスチック基板１０１が配置される。プラスチック基板１０１のうち、第１の無機膜３２１と第１の有機−無機ハイブリッド膜３３１とが配置された方が表示パネル１１０の反対側に位置する。
【０２２６】
プラスチック基板１０１は、表示パネル１１０を保護するウィンドウの役割をする。
【０２２７】
しかし、本発明の第８の実施形態が、これに限定されるものではなく、本発明の第２〜第６の実施形態に係るプラスチック基板１０２、１０３、１０４、１０５、１０６がウィンドウとして使用されることができる。
【０２２８】
＜第９の実施形態＞
以下、図９を参照して、本発明の第９の実施形態に係る表示装置１０８を説明する。図９は、本発明の第９の実施形態に係る表示装置１０８の断面図である。
【０２２９】
本発明の第９の実施形態に係る表示装置１０８は、有機発光素子２１０上に配置された薄膜封止層２５０を含む。
【０２３０】
薄膜封止層２５０は、一つ以上の無機膜２５１、２５３、２５５及び一つ以上の有機膜２５２、２５４を含む。薄膜封止層２５０は、無機膜２５１、２５３、２５５と有機膜２５２、２５４が交互に積層された構造を有する。このとき、無機膜２５１が最下部に配置される。つまり、無機膜２５１が、有機発光素子２１０の最も近くに配置される。図９では、薄膜封止層２５０が３つの無機膜２５１、２５３、２５５と２つの有機膜２５２、２５４を含むが、本発明の第９の実施形態はこれに限定されるものではない。
【０２３１】
無機膜２５１、２５３、２５５は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ、ＳｉＯ２、ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｎＯ、及びＴａ２Ｏ５、ＳｉＯｘ、及びＳｉＮｘのうち一つ以上の無機物を含む。無機膜２５１、２５３、２５５は、化学蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法または原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ：ＡＬＤ）法によって形成される。しかし、本発明の第９の実施形態がこれに限定されるものではなく、無機膜２５１、２５３、２５５は、当該技術分野の当業者が周知する様々な方法によって形成することができる。
【０２３２】
有機膜２５２、２５４は、高分子（ｐｏｌｙｍｅｒ）系の材料で作製される。ここで、高分子系の材料は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド、及びポリエチレンなどを含む。有機膜２５２、２５４は、熱蒸着工程を用いて形成されることができる。有機膜２５２、２５４を形成するための熱蒸着工程は、有機発光素子２１０を損傷させない温度範囲内で行われる。しかし、本発明の第９の実施形態はこれに限定されるものではなく、有機膜２５２、２５４は、当該技術分野の当業者が周知する様々な方法によって形成することができる。
【０２３３】
薄膜の密度が緻密に形成された無機膜２５１、２５３、２５５が、主に水分や酸素の浸透を抑制する。殆どの水分及び酸素は、無機膜２５１、２５３、２５５によって有機発光素子２１０への浸透が遮断される。
【０２３４】
無機膜２５１、２５３、２５５を通過した水分及び酸素は、有機膜２５２、２５４によって再び遮断される。有機膜２５２、２５４は、無機膜２５１、２５３、２５５に比べて相対的に透湿防止効果は低い。しかしながら、有機膜２５２、２５４は、透湿抑制のほかに、無機膜２５１、２５３、２５５と無機膜２５１、２５３、２５５の間で、各層の間の応力を低減する緩衝層の役割も遂行する。また、有機膜２５２、２５４は、平坦化特性を有することから、薄膜封止層２５０の最上部面を平坦にすることができる。
【０２３５】
薄膜封止層２５０は、１０μｍ以下の厚さで形成することができる。したがって、有機発光表示装置１０８の全体的な厚さを非常に薄くするように形成することができる。
【０２３６】
有機発光素子２１０上に薄膜封止層２５０が配置される場合、第２の基板１１２が省略されることもある。第２の基板１１２が省略される場合、表示装置１０８のフレキシブル特性に優れる。
【０２３７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０２３８】
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６：プラスチック基板
１０７、１０８：表示装置
１１０：表示パネル
１１１：第１の基板
１１２：第２の基板
２１０：有機発光素子
２１１：第１の電極
２１２：有機発光層
２１３：第２の電極
２５０：薄膜封止層
３１０：プラスチック支持部材
３２１：第１の無機膜
３２２：第２の無機膜
３３１：第１の有機−無機ハイブリッド膜
３３２：第２の有機−無機ハイブリッド膜
３４１：第１の有機膜
３４２：第２の有機膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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