JP6970849B2 - 表示装置及び基材積層体 - Google Patents
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Description
0.3<A/A’<1.2 ・・・・(1)
B/B’<1.7A/A’−0.15 ・・・・(2)
0<B/B’<1.25 ・・・・(3)
を提供するものである。
0.8<A/A’ ・・・・(4)
本発明の表示装置に用いる光学フィルム部材は、偏光子、偏光フィルム、透明樹脂材料から形成される保護フィルムや位相差フィルムなどのフィルム等、及びそれらの一部又は全部の組み合わせ、特に、偏光フィルムに位相差フィルムを積層した円偏光機能フィルム積層体を用いることができる。なお、前記光学フィルム部材中には、後述する第一粘着層などの粘着層は含まれない。
<偏光子>
本発明の光学フィルム部材に含まれる偏光子は、空中延伸(乾式延伸)やホウ酸水中延伸工程等の延伸工程によって延伸された、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール(PVA)系樹脂を用いることができる。
前記偏光子は、本発明の特性を損なわなければ、少なくとも片側には、偏光子保護フィルムが接着剤(層)により貼り合わされていても構わない(図面により図示せず)。偏光子と偏光子保護フィルムとの接着処理には、接着剤を用いることができる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤として用いられ、通常、0.5〜60重量%の固形分を含有してなる。上記の他、偏光子と偏光子保護フィルムとの接着剤としては、紫外硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤等が挙げられる。電子線硬化型偏光フィルム用接着剤は、上記各種の偏光子保護フィルムに対して、好適な接着性を示す。また本発明で用いる接着剤には、金属化合物フィラーを含有させることができる。なお、本発明においては、偏光子と偏光子保護フィルムを接着剤(層)により貼り合わせたものを、偏光フィルムという場合がある。
本発明に用いられる光学フィルム部材には、位相差フィルムを含むことができ、前記位相差フィルムは、高分子フィルムを延伸させて得られるものや液晶材料を配向、固定化させたものを用いることができる。本明細書において、位相差フィルムは、面内及び/又は厚み方向に複屈折を有するものをいう。
本発明の表示装置に用いる透明樹脂材料から形成される偏光子保護フィルムは、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂などを用いることができる。
本発明の光学積層体に用いる偏光子保護フィルムの透過湿度は、200g/m2以下、好ましくは170g/m2以下、より好ましくは130g/m2以下、特に好ましくは90g/m2以下である。
ウィンドウ部材は、光学フィルム部材、タッチセンサ部材およびパネル部材の破損防止のために、表示装置の視認側の最表面に配置される。
ウィンドウフィルムとしては、例えば、透明樹脂フィルムが挙げられる。透明樹脂フィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、アセテート系樹脂、スチレン系樹脂、スルホン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、スルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、およびポリカーボネート系樹脂から選択される少なくとも一種が挙げられる。しかし、透明樹脂フィルムを構成する樹脂はこれらに限定されるものではない。
ハードコート層は、硬化性のコーティング剤を下地となる層(例えば、ウィンドウフィルム)の表面に塗布し、硬化させることにより形成される。
本発明の表示装置に用いる第一粘着層は、それを介して光学フィルム部材の一方の面にウィンドウ部材が積層されるものである。
本発明の表示装置に用いる第一粘着層を構成する粘着剤組成物は、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、エポキシ系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤などが挙げられる。なお、第一粘着層を構成する粘着剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられる。但し、透明性、加工性、耐久性、密着性、耐屈曲性などの点から、アクリル系粘着剤を単独で用いることが好ましい。
第一粘着層を構成する粘着剤組成物として、アクリル系粘着剤を使用する場合、モノマー単位として、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜24のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを含む(メタ)アクリル系ポリマーを含有することが好ましい。前記直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜24であるアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを用いることにより、屈曲性に優れた粘着層が得られる。なお、本発明における(メタ)アクリル系ポリマーとは、アクリル系ポリマーおよび/またはメタクリル系ポリマーをいい、また(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。
第一粘着層を構成する粘着剤組成物には、架橋剤を含有することができる。架橋剤としては、有機系架橋剤や多官能性金属キレートを用いることができる。有機系架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤等が挙げられる。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合又は配位結合しているものである。多価金属原子としては、Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等が挙げられる。共有結合又は配位結合する有機化合物中の原子としては酸素原子等が挙げられ、有機化合物としてはアルキルエステル、アルコール化合物、カルボン酸化合物、エーテル化合物、ケトン化合物等が挙げられる。中でも、イソシアネート系架橋剤(特に、三官能のイソシアネート系架橋剤)は、耐久性の点で好ましく、また、過酸化物系架橋剤とイソシアネート系架橋剤(特に、二官能のイソシアネート系架橋剤)は、屈曲性の点から、好ましい。過酸化物系架橋剤や二官能のイソシアネート系架橋剤は、どちらも柔軟な二次元架橋を形成するのに対して、三官能のイソシアネート系架橋剤は、より強固な三次元架橋を形成する。屈曲時には、より柔軟な架橋である二次元架橋が有利となる。ただし、二次元架橋のみでは耐久性に乏しく、ハガレが生じやすくなるため、二次元架橋と三次元架橋のハイブリッド架橋が良好であるため、三官能のイソシアネート系架橋剤と、過酸化物系架橋剤や二官能のイソシアネート系架橋剤を併用することが好ましい態様である。
<その他添加剤>
さらに第一粘着層を構成する粘着剤組成物には、その他の公知の添加剤を含有していてもよく、たとえば、各種シランカップリング剤、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのポリエーテル化合物、着色剤、顔料等の粉体、染料、界面活性剤、可塑剤、粘着性付与剤、表面潤滑剤、レベリング剤、軟化剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、帯電防止剤(イオン性化合物であるアルカリ金属塩やイオン液体など)、無機又は有機の充填剤、金属粉、粒子状、箔状物等を使用する用途に応じて適宜添加することができる。また、制御できる範囲内で、還元剤を加えてのレドックス系を採用してもよい。
本発明の表示装置に用いる第二粘着層は、それを介して、光学フィルム部材の他方の面に積層構造体が積層されるものである。
本発明における複数の粘着層は、前記粘着剤組成物から形成されることが好ましい。粘着層を形成する方法としては、例えば、前記粘着剤組成物を剥離処理したセパレータ等に塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着層を形成する方法を挙げることができる。また、偏光フィルム等に前記粘着剤組成物を塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着層を偏光フィルム等に形成する方法等により作製することもできる。なお、粘着剤組成物の塗布にあたっては、適宜に、重合溶剤以外の一種以上の溶剤を新たに加えてもよい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる粘着層のガラス転移温度(Tg)の上限値としては、好ましくは0℃以下であり、より好ましくは-20℃以下、更に好ましくは、-25℃以下である。粘着層のTgがこのような範囲であれば、屈曲時の速い速度領域でも粘着層が硬くなりにくく、応力緩和性に優れ、屈曲可能または折りたたみ可能なフレキシブル画像表示装置を実現することができる。
パネル部材は、画像表示パネルと、これを保持する基板等のパネル基部を備えていてもよい。画像表示パネルの視認側には、封止部材(薄膜封止層など)が配置されている。基板は、画像表示パネルを保持するとともに、適度な強度および柔軟性を有するものであればよい。このような基板としては、樹脂シートなどが用いられる。樹脂シートの材質は、特に制限されず、パネルの種類に応じて適宜選択できる。
薄膜封止層(TFEE:Thin Film Encapsulation)は、前記画像表示パネルが水分および/または空気に晒されることを防止する機能を有する。薄膜封止層は、発光層にパッシベーション膜、樹脂膜を交互に積層した、無機・有機多層膜で形成される。また、薄膜封止層の構成材料としては、水分透過度の低い材料、例えば、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化炭素、窒化炭素、酸化アルミニウムなどの無機材料、樹脂が挙げられる
タッチセンサとしては、例えば、画像表示装置の分野などで用いられるものが使用される。タッチセンサとして、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式、または超音波方式のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
透明導電層には、特に制限されるものではないが、導電性の金属酸化物、金属ナノワイヤなどが用いられる。金属酸化物としては、例えば、酸化スズを含む酸化インジウム(ITO:Indium Tin Oxide)、アンチモンを含む酸化スズが挙げられる。透明導電層は、金属酸化物または金属で構成される導電性パターンであってもよい。導電性パターンの形状としては、ストライプ状、スクエア状、格子状などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
透明フィルムとしては、例えば、透明樹脂フィルムが用いられる。透明フィルムを構成する樹脂としては、ポリエステル系樹脂(ポリアリーレート系樹脂も含む)、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、スルフィド系樹脂(例えば、ポリフェニレンスルフィド系樹脂)、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、セルロース系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。透明フィルムは、これらの樹脂を一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。これらの樹脂のうち、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂及びポリエーテルスルホン系樹脂が好ましい。しかし、透明フィルムを構成する樹脂は、これらの樹脂に限定されるものではない。
保護部材は、パネル部材の第二粘着層と反対の面側に第四粘着層を介して積層される。保護部材は、フレキシブル画像表示パネルの裏面に付着され機械強度を補強する補強板の役割を果たし、また、フレキシブル画像表示パネルを傷や衝撃から保護するための樹脂基材であり、フィルム状に形成されている。
本発明の積層構造体は、パネル部材を有する。また、積層構造体は、表示装置において、後述の第二粘着層側の面に、曲げ変形させた時にウィンドウ部材および光学フィルム部材よりも破断し易い層を有している。
本発明の表示装置は、光学フィルム部材と、第一粘着層と、光学フィルム部材の一方の面に第一粘着層を介して積層したウィンドウ部材と、第二粘着層と、光学フィルム部材の他方の面に第二粘着層を介して積層した積層構造体を有し、折り曲げ可能に構成されている。
0.3<A/A’<1.2 ・・・・(1)
B/B’<1.7A/A’−0.15 ・・・・(2)
0<B/B’<1.25 ・・・・(3)
本発明の基材積層体103は、ウィンドウ部材および光学フィルム部材よりも破断し易い層が、第二粘着層パネル部材の間に積層されたタッチセンサ部材パネル部材と反対側の面に形成された透明導電層である表示装置に用いられるものであり、光学フィルム部材と、光学フィルム部材の一方の面に前記第一粘着層を介して積層した前記ウィンドウ部材と、光学フィルム部材の他方の面に前記第二粘着層を介して積層した透明導電層を含むタッチセンサ部材とを有する。
〔実施例1〕
熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸ユニットを7モル%有するアモルファスのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう。)(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用意し、表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。一方、アセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業(株)製、商品名:ゴーセファイマーZ200(平均重合度:1200、ケン化度:98.5モル%、アセトアセチル化度:5モル%)を1重量%添加したPVA(重合度4200、ケン化度99.2%)を用意して、PVA系樹脂が5.5重量%であるPVA水溶液の塗工液を準備し、乾燥後の膜厚が12μmになるように塗工し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
偏光子保護フィルムとしては、グルタルイミド環単位を有するメタクリル樹脂ペレットを、押し出して、フィルム状に成形した後、延伸したものを用いた。この偏光子保護フィルムの厚み40μmであり、透湿度160g/m2のアクリル系フィルムであった。
次いで、前記偏光子と、前記偏光子保護フィルムを下記に示す接着剤を用いて貼り合わせ、偏光フィルムとした。
HEAA:ヒドロキシエチルアクリルアミド
M-220:ARONIX M-220、トリプロピレングリコールジアクリレート)、東亞合成社製
ACMO:アクリロイルモルホリン
AAEM:2-アセトアセトキシエチルメタクリレート、日本合成化学社製
UP-1190:ARUFON UP-1190、東亞合成社製
IRG907:IRGACURE907、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、BASF社製
DETX-S:KAYACURE DETX-S、ジエチルチオキサントン、日本化薬社製
本実施例の位相差フィルム(1/4波長位相差板)は、液晶材料が配向、固定化された1/4波長板用位相差層、1/2波長板用位相差層の2層から構成される位相差フィルムであった。具体的には以下のように製造された。
1/2波長板用位相差層、1/4波長板用位相差層を形成する材料として、ネマチック液晶相を示す重合性液晶材料(BASF社製:商品名PaliocolorLC242)を用いた。当該重合性液晶材料に対する光重合開始剤(BASF社製:商品名イルガキュア907)をトルエンに溶解した。さらに塗工性向上を目的としてDIC製のメガファックシリーズを液晶厚みに応じて0.1から0.5%程度加え、液晶塗工液を調製した。配向基材上に、当該液晶塗工液をバーコーターにより塗工した後、90℃で2分間加熱乾燥後、窒素雰囲気下で紫外線硬化により配向固定化させた。基材は、例えばPETのように液晶コーティング層を後から転写できるものを使用した。さらに塗工性向上を目的としてDIC製のメガファックシリーズであるフッ素系ポリマーを液晶層の厚みに応じて0.1%から0.5%程度加え、MIBK(メチルイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、またはMIBKとシクロヘキサノンの混合溶剤を用いて固形分濃度25%に溶解して塗工液を作製した。この塗工液をワイヤーバーにより基材に塗工して65℃設定で3分間の乾燥工程を得て、窒素雰囲気下で紫外線硬化により配向固定して作製した。基材は、例えばPETのように液晶コーティング層を後から転写できるものを使用した。
図4を参照して、本実施例の製造工程を説明する。この製造工程20は、基材14がロールにより提供され、この基材14を供給リール21から供給した。製造工程20は、ダイ22によりこの基材14に紫外線硬化性樹脂10の塗布液を塗布した。この製造工程20において、ロール版30は、1/4波長位相差板の1/4波長板用配向膜に係る凹凸形状が周側面に形成された円筒形状の賦型用金型であった。製造工程20は、紫外線硬化性樹脂が塗布された基材14を加圧ローラ24によりロール版30の周側面に押圧し、高圧水銀燈からなる紫外線照射装置25による紫外線の照射により紫外線硬化性樹脂を硬化させた。これにより製造工程20は、ロール版30の周側面に形成された凹凸形状をMD方向に対して75°になるように基材14に転写した。その後、剥離ローラ26により硬化した紫外線硬化性樹脂10と一体に基材14をロール版30から剥離し、ダイ29により液晶材料を塗布した。またその後、紫外線照射装置27による紫外線の照射により液晶材料を硬化させ、これらにより1/4波長板用位相差層に係る構成を作成した。
上記のように得られた位相差フィルムと偏光フィルムとを上記接着剤を用いてロールツーロール方式を用いて連続的に貼り合わせ、遅相軸と吸収軸の軸角度が45°となるように、積層フィルム(円偏光機能フィルム積層体)を作製した。
本実施例の第一粘着層を構成する粘着層を、以下の方法により作製した。
<アクリルオリゴマーの調製>
<オリゴマーA>
モノマー成分としてメタクリル酸ジシクロペンタニル(DCPMA)60重量部およびメタクリル酸メチル(MMA)40重量部、連鎖移動剤としてα−チオグリセロール3.5重量部、および重合溶媒としてトルエン100重量部を混合し、窒素雰囲気下にて70℃で1時間撹拌した。次に、熱重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2重量部を投入し、70℃で2時間反応させた後、80℃に昇温して2時間反応させた。その後、反応液を130℃に加熱して、トルエン、連鎖移動剤および未反応モノマーを乾燥除去して、固形状のアクリルオリゴマー(オリゴマーA)を得た。オリゴマーAの重量平均分子量は5100、ガラス転移温度(Tg)は130℃であった。
<オリゴマーB>
モノマー成分をメタクリル酸ジシクロヘキシル(CHMA)60重量部およびメタクリル酸ブチル(BMA)40重量部に変更したこと以外は、オリゴマーAの調製と同様にして固形状のアクリルオリゴマー(オリゴマーB)を得た。オリゴマーBの重量平均分子量は5000、ガラス転移温度(Tg)は44℃であった。
プレポリマー形成用モノマー成分として、ラウリルアクリレート(LA)43重量部、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)44重量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA)6重量部、およびN−ビニル−2−ピロリドン(NVP)7重量部、ならびに光重合開始剤としてBASF製「イルガキュア184」0.015重量部を配合し、紫外線を照射して重合を行い、プレポリマー組成物(重合率;約10%)を得た。
上記のプレポリマー組成物100重量部に、後添加成分として、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)0.07重量部、上記のオリゴマーA:1重量部、およびシランカップリング剤(信越化学製「KBM403」):0.3重量部を添加した後、これらを均一に混合して、粘着剤組成物を調製した。以下、この粘着剤組成物を粘着剤組成物1ともいう。
表面にシリコーン系離型層が設けられた厚み75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱ケミカル製「ダイアホイルMRF75」)を基材(兼重剥離フィルム)として、基材上に上記の光硬化性粘着剤組成物を厚み50μmになるように塗布して塗布層を形成した。この塗布層上に、カバーシート(兼軽剥離フィルム)として片面がシリコーン剥離処理された厚み75μmのPETフィルム(三菱ケミカル製「ダイアホイルMRE75」)を貼り合わせた。この積層体に、カバーシート側から、ランプ直下の照射面における照射強度が5mW/cm2になるように位置調節したブラックライトにより、紫外線を照射して光硬化を行い、厚み50μmの粘着シートを得た。以下、同様な方法により作製された粘着剤組成物1の任意の厚さの粘着層を粘着層1ともいう。
厚みが15μmである以外は、第一粘着層と同様の条件で、本実施例の第二粘着層を構成する粘着層を作製した。
本実施例の第三粘着層を構成する粘着層を、以下の方法により作製した。
<(メタ)アクリル系ポリマーA1の調製>
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)99重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)1重量部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。
得られた(メタ)アクリル系ポリマーA1溶液の固形分100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(商品名:タケネートD110N、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート、三井化学(株)製)0.1重量部、過酸化物系架橋剤のベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT、日本油脂(株)製)0.3重量部と、シランカップリング剤(商品名:KBM403、信越化学工業(株)製)0.08重量部を配合して、アクリル系粘着剤組成物を調製した。以下、この粘着剤組成物を粘着剤組成物2ともいう。
前記アクリル系粘着剤組成物を、シリコーン系剥離剤で処理された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材、セパレータ)の表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、基材の表面に厚さ20μmの粘着層(第三粘着層)を形成した。この塗布層上に、カバーシート(兼軽剥離フィルム)として片面がシリコーン剥離処理された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材、セパレータ)を貼り合わせた。以下、同様な方法により作製された粘着剤組成物2の任意の厚さの粘着層を粘着層2ともいう。
厚みが25μmである以外は、第一粘着層と同様の条件で、本実施例の第四粘着層を構成する粘着層を作製した。
ウィンドウ部材としては、ウィンドウフィルムとしての透明ポリイミドフィルム(KOLON社製、製品名「C_50」、厚み50μm(以下、このウィンドウフィルムを「ウィンドウフィルム1」ともいう))の片面にアクリル系のハードコート層(厚み10μm)を設けたものを用いた。
透明樹脂基材として、シクロオレフィン系樹脂基材(日本ゼオン社製「ZEONOR」厚み25μm、面内の複屈折率0.0001)を用意した。
パネル基部として、BPDA(ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)を原料とした、ポリイミド系樹脂フィルム(宇部興産株式会社製「UPILEX」、厚み25μm)を用意した。
本実施例の保護部材として、BPDA(ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)を原料とした、ポリイミド系樹脂基材(宇部興産株式会社製「UPILEX」、厚み50μm)を用いた。
第二粘着層を構成する粘着層の粘着剤組成物として、粘着剤組成物2を用いた以外は、実施例1と同様の条件で、各部材、層、フィルム、積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた各粘着層、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、代替ITO層の特性を表2−1〜2−3に示す。
第二粘着層を構成する粘着層として、下記の粘着層を用いた以外は、実施例1と同様の条件で、各部材、層、フィルム、積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた各粘着層、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、代替ITO層の特性を表2−1〜2−3に示す。
<(メタ)アクリル系ポリマーA3の調製>
フラスコ内の液温を55℃付近に保って7時間重合反応を行った際に、酢酸エチルとトルエンの配合割合(重量比)が95/5になるようにして、重合反応を行ったこと以外は、(メタ)アクリル系ポリマーA1の調製と同様に行った。
<アクリル系粘着剤組成物の調製>
得られた(メタ)アクリル系ポリマーA1溶液の固形分100重量部に対して、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製、商品名:コロネートL)0.15重量部と、シランカップリング剤(商品名:KBM403、信越化学工業(株)製)0.08重量部を配合して、アクリル系粘着剤組成物を調製した。以下、この粘着剤組成物を粘着剤組成物3ともいう。
前記アクリル系粘着剤組成物を、シリコーン系剥離剤で処理された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材、セパレータ)の表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、基材の表面に厚さ15μmの粘着層(第二粘着層)を形成した。そして、この塗布層上に、カバーシート(兼軽剥離フィルム)として片面がシリコーン剥離処理された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材、セパレータ)を貼り合わせた。以下、同様な方法により作製された粘着剤組成物3の任意の厚さの粘着層を粘着層3ともいう。
第二粘着層を構成する粘着層として、下記の粘着層を用いたこと、及び、下記のように表示装置及び基材積層体を作製したこと以外は、実施例1と同様の条件で、各部材、層、フィルム、積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた各粘着層、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、代替ITO層の特性を表2−1〜2−3に示す。
<粘着シートの作製>
前記粘着剤組成物4をシリコーン系剥離剤で処理された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材、セパレータ)の表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、次に、PET基材上に塗布層を形成したものをオーブンに投入し、塗布層を130℃で3分間乾燥させ、PET基材の一方の面に、厚み15μmの粘着層を有する粘着シートを形成した。この塗布層上に、カバーシート(兼軽剥離フィルム)として片面がシリコーン剥離処理された厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材、セパレータ)を貼り合わせた。
以下、同様な方法により作製された粘着剤組成物4の任意の厚さの粘着層を粘着層4ともいう。
第一粘着層、第二粘着層、第三粘着層、第四粘着層を構成する粘着層の種類(粘着層1〜4)の組み合わせを表2−1〜2−3に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様の条件で、各部材、層、フィルム、積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた各粘着層、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、代替ITO層の特性を表2−1〜2−3に示す。
第一粘着層、第二粘着層、第三粘着層、第四粘着層を構成する粘着層の種類(粘着層1〜4)の組み合わせを表2−1〜2−3に示すように変えたこと、及び、第一粘着層の厚みを25μmとしたこと以外は、実施例1と同様の条件で、各部材、層、フィルム、積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた各粘着層、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、代替ITO層の特性を表2−1〜2−3に示す。
第一粘着層、第二粘着層、第三粘着層、第四粘着層を構成する粘着層の種類(粘着層1〜4)の組み合わせを表2−1〜2−3に示すように変えたこと以外は、実施例4と同様の条件で、各部材、層、フィルム、積層体、表示装置、基材積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた各粘着層、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、代替ITO層の特性を表2−1〜2−3に示す。
第一粘着層、第二粘着層、第三粘着層、第四粘着層を構成する粘着層の種類(粘着層1〜4)の組み合わせを表2−1〜2−3に示すように変えたこと、及びウィンドウ部材のウィンドウフィルムとしての透明ポリイミドフィルムとして、東レ・デュポン社製、製品名「カプトン(登録商標)Hタイプ」(以下、このウィンドウフィルムを「ウィンドウフィルム2」ともいう)を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で、各部材、層、フィルム、積層体を製造及び作製し、以下のように各種評価を行った。得られた各粘着層、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、代替ITO層の特性を表2−1〜2−3に示す。
(厚みの測定)
偏光子、偏光子保護フィルム、位相差フィルム、各粘着層、透明フィルム、ウィンドウフィルム及び保護部材等の厚みは、ダイヤルゲージ(ミツトヨ製)を用いて測定した。また、ITO層、代替ITO層の厚みは、透過電子顕微鏡(TEM)で撮影した画像に基づいて測定した。
(粘着層のせん断弾性率G’の測定)
各実施例および比較例の粘着シートからセパレータを剥離し、複数の粘着シートを積層して、厚さ約1.5mmの試験サンプルを作製した。この試験サンプルを直径7.9mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートに挟み込み、Rheometric Scientific社製「Advanced Rheometric Expansion System(ARES)」を用いて、以下の条件により、動的粘弾性測定を行い、測定結果からせん断弾性率G’を読み取った。
変形モード:ねじり
測定温度:−40℃〜150℃
昇温速度:5℃/分
測定周波数:1Hz
光学フィルム部材である、位相差フィルム、偏光子、および偏光子保護フィルムの積層体、偏光子および偏光子保護フィルムの積層体、タッチセンサ部材であるITO層付き透明樹脂基材、タッチセンサ部材の透明樹脂基材、パネル部材に相当する代替ITO層付き代替透明樹脂基材、パネル部材の代替透明樹脂基材、および保護部材のフィルム、ならびに、得られたウィンドウフィルム、偏光子、偏光子保護フィルム、粘着層1、粘着層2、粘着層3、および粘着層4から、幅10mm、長さ100mmのサンプルを切り出した。得られた各サンプルを引張試験機(島津製作所製 製品名「オートグラフAG−IS」)に設置し、200mm/minで引っ張った時の、ひずみと応力を測定し、ひずみ−応力曲線を得た。応力は厚み、幅からPa単位に換算したものであった。また、各粘着層は、複数の粘着層を積層して厚み100μmの粘着層を作製したものであった。
1.予め、あるサンプルに対して、上述の方法でひずみ−応力曲線を求め、その曲線を、ひずみが0.05%から0.25%の範囲の曲線の傾きから算出される引張弾性率で除することで、規格化されたひずみ−応力曲線を作成する。
2.測定したいサンプルのせん断弾性率G’を上述の方法で測定して取得する。
3.測定したいサンプルの成分を測定し、ポワソン比νを求める。
4.引張弾性率E’とせん断弾性率G’には
E’=2G’(1+ν)
の関係式が成り立つので、上記2.及び3.で測定したG’、νからE’を算出する。
5.上記1.で作成した規格化されたひずみ−応力曲線に、上記4.で求めた引張弾性率E’を乗ずることで、測定したいサンプルのひずみ−応力曲線を得ることができる。
得られた各部材、フィルムのひずみ−応力曲線に基づいて、各実施例及び各比較例の曲げ変形させた際の各部材、層、フィルムの曲げ半径方向に直交する方向のひずみをシミュレーションにより求め、A/A’、B/B’、1.7A/A’−0.15を算出した。結果を表2−1〜2−3に示す。
シミュレーションソフトウエアとしては、非線形有限要素解析ソフトウエアであるMSC Software製Marcを使用した。
1.層構成
モデルの層構成は、図12の実施例の表示装置の断面構成と同様である。
2.モデルサイズ
長さを100mm、厚みを図12に示される断面構成の各部材の総厚とし、厚み、長さの2次元でメッシュを作成した。
3.曲げ方法
図5に示すように、両端に長さ48mmのカーブを設定し、メッシュの端部10mmをカーブ(剛体モデル)に固定し、左側のカーブを180°回転させ、メッシュの最表面が外側になるように折り曲げた。曲げ直径は、左側のカーブを180°回転させた状態においてメッシュの平行に対向する最表面同士の間隔とし、4mmとした。
4.各層の物性値の入力
ウィンドウフィルム、偏光子保護フィルム、偏光子、タッチセンサ部材の透明樹脂基材、パネル部材の代替透明樹脂基材、保護部材)については、各部材の引張試験のひずみ-応力曲線データのひずみ、応力をそれぞれ真ひずみ(ln(ひずみ+1)、真応力(応力×(ひずみ+1))に変換し、テーブルにタイプをsigned_eq_mechanical_Strainとして入力した。メッシュの該当部分の材料特性設定は、タイプを亜弾性として、テーブルから該当する材料の応力-ひずみ曲線を選択した。
ここで、γ=ε+1であり、fは公称応力、εは公称ひずみである。
各実施例及び各比較例の各部材について、屈曲部分の曲げ半径方向に直交する方向のひずみ(Elastic Strain in Preferred Sys)(図6参照)を計算した。比較例1及び実施例9〜11、実施例28、4、8及び11、実施例8及び14〜16、実施例17〜20について算出された屈曲部分の曲げ半径方向に直交する方向のひずみを積層方向の分布を図8〜図11に示す。
実施例4、8、11、14〜18、20、24〜26、比較例1、2、4で得られたダミーの表示装置のサンプルについて、折り曲げ時に、ハードコート層、偏光子保護フィルム、ITO層、薄膜封止層代替ITO層に割れが発生したか否かを確認した。
偏光子保護フィルムの破断伸びについては、以下のようにして破断伸びを算出した。ます、上述の割れの発生評価で用いた屈曲試験と同様の屈曲試験を、曲げ直径を変えて行い、割れが発生する曲げ直径を確認した。そして、その割れが発生する曲げ直径を曲げ直径、偏光子保護フィルム単層をモデルとして、上述のシミュレーションと同様のシミュレーションを行い、屈曲部分の曲げ半径に直交する方向のひずみを算出し、これを破断伸びとした。
表2−1〜2−3、図11から以下のことが分かった。すなわち、0.3<A/A‘<1.2・・・(1)、B/B’<1.7A/A‘−0.15・・・(2)、0<B/B’<1.25・・・(3)を満たさない比較例1〜5の表示装置においては、シミュレーションにより算出された曲げ変形させた際のITO層の伸びが、ITO層の破断伸びである1.50%を上回った。つまり、ITO層が破断することが示された。実際に作製した比較例1、2、4の表示装置でもITO層に割れが発生した。これに対して、上記式(1)〜(3)を満たす実施例1〜31の表示装置においては、シミュレーションにより算出された曲げ変形させた際のITO層の伸びが、ITO層の破断伸びである1.50%を下回った。つまり、ITO層が破断しないことが示された。実際に作製した実施例4、8、11、14〜18、20、24〜26の表示装置でもITO層に割れの発生は認められなかった。このように、実施例及び比較例のシミュレーション結果と実際に作成した実施例及び比較例における割れの発生の有無は、よく一致した。したがって、各実施例の表示装置において、上記式(1)〜(3)を満たすように構成することにより、曲げ変形させた際のITO層の伸びを、ITO層の破断伸びよりも小さくすること、すなわちITO層の破断を抑制することができることが分かった。
101 積層構造体
103 基材積層体
110 光学フィルム部材
111 偏光フィルム
113 位相差フィルム
115 円偏光機能フィルム積層体
117 偏光子
119 偏光子保護フィルム
120 第一粘着層
130 ウィンドウ部材
131 ハードコート層
133 ウィンドウフィルム
140 第二粘着層
150 パネル部材
151 薄膜封止層
153 パネル基部
160 第三粘着層
170 タッチセンサ部材
171 透明導電層
173 透明フィルム
180 第四粘着層
190 保護部材
901 有機EL表示パネル
912−1、912−2 透明導電層
915−1、915−2 基材フィルム
916−1、916−2 透明導電フィルム
917 スペーサ
920 光学積層体
921 偏光子
922−1、922−2 保護膜
923 位相差層
930 タッチパネル
Claims (11)
- 光学フィルム部材と、第一粘着層と、前記光学フィルム部材の一方の面に前記第一粘着層を介して積層したウィンドウ部材と、第二粘着層と、前記光学フィルム部材の他方の面に前記第二粘着層を介して積層した、パネル部材を含む積層構造体を有する折り曲げ可能な表示装置であって、
前記積層構造体は、前記第二粘着層側の面に、曲げ変形させた時に前記ウィンドウ部材および光学フィルム部材よりも破断し易い層を有しており、
前記第二粘着層のせん断弾性率が、前記第一粘着層のせん断弾性率よりも大きく、
前記破断し易い層の破断伸びは、1.37%よりも大きく、
前記表示装置を、前記ウィンドウ部材を外側にして、180°の角度で折り曲げ、かつ180°の角度で折り曲げられた状態において前記表示装置の平行に対向する最表面同士の間隔が4mmとなるように曲げ変形させた時に、前記光学フィルム部材の前記一方の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみと、前記第一粘着層に面する前記ウィンドウ部材の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみとの差をA、
曲げ変形させた時の外側及び内側が前記表示装置を曲げ変形させた時と同じになるように、前記光学フィルム部材及びウィンドウ部材をそれぞれ単層の状態で、180°の角度で折り曲げ、かつ180°の角度で折り曲げられた状態において前記光学フィルム部材及び前記ウィンドウ部材のそれぞれの平行に対向する最表面同士の間隔が4mmとなるように曲げ変形を生じさせた場合に、前記光学フィルム部材の外側の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみと、前記ウィンドウ部材の内側の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみとの差をA’、
前記表示装置を、前記ウィンドウ部材を外側にして、180°の角度で折り曲げ、かつ180°の角度で折り曲げられた状態において前記表示装置の平行に対向する最表面同士の間隔が4mmとなるように曲げ変形させた時に、前記光学フィルム部材の他方の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみと、前記第二粘着層に面する前記積層構造体の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみとの差をB、
曲げ変形させた時の外側及び内側が前記表示装置を曲げ変形させた時と同じになるように、前記光学フィルム部材及び積層構造体をそれぞれ単層の状態で、180°の角度で折り曲げ、かつ180°の角度で折り曲げられた状態において前記光学フィルム部材及び前記積層構造体のそれぞれの平行に対向する最表面同士の間隔が4mmとなるように曲げ変形を生じさせた場合に、前記光学フィルム部材の内側の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみと、前記積層構造体の外側の面に生じる曲げ半径方向に直交する方向のひずみとの差をB’、としたとき、前記ひずみの差A、A’、B、B’の間に下記式(1)および(2)および(3)の関係が成り立つようにすることで、曲げ変形させた際の前記破断し易い層の伸びが、破断伸びより小さい値に抑制されていることを特徴とする表示装置。
0.3<A/A’<1.2 ・・・・(1)
B/B’<1.7A/A’−0.15 ・・・・(2)
0<B/B’<1.25 ・・・・(3) - 前記ウィンドウ部材は前記第一粘着層と反対側の面にハードコート層を有する請求項1に記載の表示装置。
- 前記光学フィルム部材が、偏光フィルムに位相差フィルムを積層した、円偏光機能フィルム積層体である請求項1または2に記載の表示装置。
- 前記偏光フィルムが偏光子と偏光子の少なくとも一方の面に偏光子保護フィルムを積層した積層体である請求項3に記載の表示装置。
- 前記偏光子保護フィルムがアクリル系樹脂を含む請求項4に記載の表示装置。
- 前記ウィンドウ部材および光学フィルム部材よりも破断し易い層が、前記パネル部材の前記第二粘着層側の面に形成した薄膜封止層である請求項1から5のいずれかに記載の表示装置。
- 前記積層構造体は、前記パネル部材の前記第二粘着層側の面に薄膜封止層を形成し、前記薄膜封止層の前記パネル部材と反対側の面に第三粘着層を介してタッチセンサ部材を積層し、前記タッチセンサ部材の前記パネル部材と反対側の面に透明導電層を形成しており、該透明導電層を前記ウィンドウ部材および前記光学フィルム部材よりも破断し易い層として前記第二粘着層に積層した請求項1から5のいずれかに記載の表示装置。
- 前記ひずみとの差A、A’の間に下記式(4)の関係がさらに成り立つことを特徴とする請求項2から7のいずれかに記載の表示装置。
0.8<A/A’ ・・・・(4) - 前記パネル部材の前記第二粘着層と反対の面に第四粘着層をさらに有し、
前記第四粘着層を介して保護部材を積層した請求項1から8のいずれかに記載の表示装置。 - 前記パネル部材の前記第二粘着層と反対の面に第四粘着層、および該第四粘着層を介して積層した保護部材をさらに有し、
前記第四粘着層のせん断弾性率が、前記第二粘着層のせん断弾性率よりも小さく、かつ前記第三粘着層のせん断弾性率よりも小さい請求項7に記載の表示装置。 - 請求項7または10のいずれかに記載の表示装置に用いられ、
前記光学フィルム部材と、
前記光学フィルム部材の一方の面に前記第一粘着層を介して積層した前記ウィンドウ部材と、
前記光学フィルム部材の他方の面に前記第二粘着層を介して積層した前記透明導電層を含むタッチセンサー部材と、
を有する基材積層体。
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