JP2018501976A - ディスプレイフィルムおよびこれを含むディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ディスプレイフィルムに関し、より具体的には、基材層および基材層の一つの面に形成されたコーティング層を含み、コーティング層側面が凹形状になる方向で測定した第一臨界曲率半径が約10mm以下であり、基材層側面が凹形状になる方向で測定した第二臨界曲率半径が約5mm以下であるディスプレイフィルムに関する。本発明に係るディスプレイフィルムは、フィルムの面方向に垂直な両方向で優れた柔軟性を示すとともに、表面硬度が高く、ディスプレイの外側ウィンドウフィルムとしての用途に適し、特に、フレキシブルディスプレイに適用できる特性を有する。
Description
本発明は、ディスプレイフィルムおよびこれを含むディスプレイ装置に関する。
最近、ディスプレイ分野において、紙のように薄く柔軟な特性を有し、撓んだり、曲げたり、あるいは巻いたりできるフレキシブルディスプレイ(flexible display)に対する関心が高まっている。これにより、フレキシブルディスプレイに適用が可能な柔軟性の高い素材に対する研究が続けられている。フレキシブルディスプレイは、薄く軽いだけでなく、衝撃にも強く、撓んだり、曲げたりでき、多様な形態に製作が可能である。また、究極的には、曲げても元の形状に復元が可能で、紙のように折り畳むことができるフレキシブルディスプレイを開発することを目標としている。
これにより、ディスプレイに用いられる全ての基板を、柔軟性を有するフィルムあるいは基板に代替され、中でも、表面に配置されるウィンドウフィルムを製造するための多くの研究が続けられている。しかし、ディスプレイ最外部に位置するウィンドウフィルムは、外部の衝撃やスクラッチ(scratching)にさらされる部分であるため、高い硬度を有する必要がある。
シリコーン誘導体等を柔軟なフィルム上にコーティングあるいは積層する場合、高硬度への要求を満たすとこはできるが、この場合、フレキシブルディスプレイに用いられるのに十分な屈曲性を示すことができない。また、シルセスキオキサン樹脂を含む透明プラスチックフィルムがある程度の柔軟性を有するフィルムとして提案されていたが(特開2007−176542号公報)、柔軟性が十分でなく、さらに複雑な工程で製造される。
本発明の目的は、フィルムの面に垂直な両方向で柔軟性に優れたディスプレイフィルムを提供することにある。
本発明の別の目的は、柔軟性に優れるとともに、高硬度を有するディスプレイフィルムを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、平坦性に優れたディスプレイフィルムを提供することにある。
本発明の一態様は、基材層、および前記基材層の一つの面に形成されたコーティング層を含むディスプレイフィルムであって、前記ディスプレイフィルムは、基材層側である第一面およびコーティング層側である第二面を含み、前記第一面が凹形状になる方向で測定した第一臨界曲率半径が約10mm以下であり、前記第二面が凹形状になる方向で測定した第二臨界曲率半径が約5mm以下のディスプレイフィルムに関するものである。前記ディスプレイフィルムの鉛筆硬度は約5H以上でもよい。
本発明の別の態様は、前記ディスプレイフィルムを含むディスプレイ装置に関する。
本発明に係るディスプレイフィルムは、優れた柔軟性を示し、特に、フィルム面に垂直な両方向で優れた柔軟性を示し、高い硬度を示し、ディスプレイのウィンドウフィルムとして用いるのに有利な特性を提供する。ディスプレイフィルムは両方向で優れた柔軟性を示すため、フレキシブルディスプレイに適用して製品の柔軟性に寄与することができ、さらに平坦性に優れ、基材層にコーティング層を形成する際にロール・ツー・ロール工程の適用に有利な効果を表す。
以下、添付した図面を参照して、本出願の実施形態をより詳しく説明する。しかし、本出願に開示されている技術は、ここで説明する実施形態に限定されず、他の形態で具体化されてもよい。以下の実施形態は、本発明の完全な開示、及び当業者に本発明の完全な理解を提供するために提供される。図面は正確な縮尺ではなく、幅、長さ、厚さなどのいくつかの寸法は、図面の記載を明確にするために拡大されている。また、説明の便宜のために構成要素の一部のみを図示ししているが、当業者であれば構成要素の残りの部分についても明らかであろう。また、本発明は、本発明の技術的な思想及び範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な方法で実現され得ることが理解されるべきである。
以下、図1〜図3を参照して本発明の一実施形態に係るディスプレイフィルムについて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るディスプレイフィルムの概略断面図である。図2および図3は、本発明の一実施形態に係るディスプレイフィルムの第一臨界曲率半径210および第二臨界曲率半径310を測定する方法を示した断面図である。
本発明の一実施形態に係るディスプレイフィルム100は、基材層110、および前記基材層の一つの面に形成されたコーティング層120を含み、前記ディスプレイフィルムは、基材層側の第一面111およびコーティング層側の第二面121を含む。
本実施形態に係るディスプレイフィルム100は、20℃〜30℃で基材層110が50μmの厚さを有し、コーティング層120が50μmの厚さを有する、100μmのディスプレイフィルムを基準に、第一面111が凹形状になる方向で測定した第一臨界曲率半径210は、約10mm以下、具体的には、約8mm以下、さらに具体的には、約5mm以下でもよい。また、第二面121が凹形状になる方向で測定した第二臨界曲率半径310が約5mm以下、具体的には、約4mm以下、さらに具体的には、約3mm以下でもよい。これらの第一臨界曲率半径および第二臨界曲率半径が前記範囲内でディスプレイフィルムが十分な柔軟性を示すことができ、フレキシブルディスプレイ装置に適用可能である。
図2および図3を参照すると、第一臨界曲率半径210および第二臨界曲率半径310は、曲率半径の測定対象であるディスプレイフィルムの試験片を曲率試験用の円筒形治具200又は300に巻いて10秒間維持し、試験片におけるクラックの発生を肉眼で確認しながら、徐々に小さな直径の治具に変えて試験を行った。試験片にクラックが発生しない最小の治具の半径を臨界曲率半径とし、第一臨界曲率半径210は、試験片の基材層側である第一面111が治具200に接触するように巻いて測定し、第二臨界曲率半径310は試験片のコーティング層側である第二面121が治具300に触れるように巻いて測定した。
他の実施形態において、基材層110の厚さ約30μm〜約150μm、およびコーティング層120の厚さ約10μm〜約100μmである、約40μm〜約250μm厚さのディスプレイフィルムに対して、20℃〜30℃で測定した第一臨界曲率半径210は約10mm以下でもよく、具体的には、約8mm以下、より具体的には、約5mm以下でもよい。また、このとき、第二臨界曲率半径310は、約5mm以下でもよく、具体的には、約4mm以下、より具体的には、約3mm以下でもよい。第一臨界曲率半径および第二臨界曲率半径が前記範囲内でディスプレイフィルムは十分な柔軟性を示し、フレキシブルディスプレイ装置に適用可能である。
また、本実施形態に係るディスプレイフィルム100は、鉛筆硬度が約5H以上でもよく、具体的には、約7H以上、より具体的に、約8H以上でもよい。ディスプレイフィルムは、鉛筆硬度が、例えば、約5H〜10H、より具体的には、約7H〜9Hでもよい。前記鉛筆硬度は、約50μm〜約150μmの厚さのディスプレイフィルムに対して鉛筆硬度/耐スクラッチ測定機(HEIDON、14FW)を用いて測定できる。前記鉛筆硬度範囲の場合、ディスプレイフィルムがウィンドウフィルムに適用するのに十分な耐スクラッチ性および硬度を示すことができる。
また本実施形態に係るディスプレイフィルム100は、15cm×15cmサイズのフィルム試片を平面の測定台に置いて測定した四隅の高さがそれぞれ約+10mm〜約−10mmであってもよい。前記範囲内で、ディスプレイフィルムの巻き(curl)が制御され、優れた平坦性を示すことができる。
本実施形態に係るディスプレイフィルム100は、フィルム面に垂直な両方向で優れた柔軟性を有すると同時に、要求される耐スクラッチ性を満たす高硬度、柔軟性及び高強度を示し、優れた平坦性を示し、ロール・ツー・ロール(roll to roll)工程に適用できる。
以下、本実施形態に係るディスプレイフィルム100の基材層110およびコーティング層120についてより具体的に説明する。
基材層110は、ポリエステル系樹脂またはシクロオレフィン系樹脂等を用いることができる。具体的には、ポリイミド、変性ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリカーボネート、アクリル、フッ化ビニル、ポリアミド、ポリアリレート、セルロース、ポリエーテルスルホン、ノルボルネン系樹脂等のフィルムでもよいが、これに限定されるものではない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、変性ポリイミド等を用いてもよい。基材層110の厚さは、30μm〜150μmでもよい。前記範囲内で、ディスプレイフィルムは、優れた柔軟性を示すことができる。
コーティング層120は、基材層110の一つの面に形成され、シロキサン樹脂を含んでもよい。
コーティング層120の厚さは、約10μm〜約100μm、具体的に、約20μm〜約70μmでもよい。前記範囲内で、優れた柔軟性とともに高硬度を示すことができる。
コーティング層120は、エポキシ基を有するシロキサン樹脂、反応性モノマー、多官能アクリル系オリゴマーおよび開始剤を含むコーティング組成物で製造されてもよい。
エポキシ基を有するシロキサン樹脂は、例えば、脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂でもよい。脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂は、紫外線または熱硬化性樹脂であって、脂環族エポキシ基を有するため工程が容易であり、表面硬度に優れる。具体的に、脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂は、脂環族エポキシ基を有するアルコキシシラン単独、または脂環族エポキシ基を有するアルコキシシランと脂環族エポキシ基を有しない異種のアルコキシシランとの間の縮合反応によって製造されることができるが、これに限定されるものではない。脂環族エポキシ基を有するアルコキシシランの例としては、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等があるが、これに限定されない。脂環族エポキシ基を有しないアルコキシシランは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルエチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、N−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリプロポキシシラン、3−アクリロキシプロピルメチルビス(トリメトキシ)シラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリプロポキシシラン、N−(アミノエチル−3−アミノプロピル)トリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)トリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン等があるが、これらに限定されない。前記脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂は、重量平均分子量(Mw)が約1,000g/mol〜約100,000g/mol、例えば、約2,000g/mol〜約15,000g/molでもよい。前記範囲内で優れた柔軟性を付与することができる。前記脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂は、前記コーティング組成物の総重量に対して約30重量%〜約90重量%含まれてもよく、具体的には、約50重量%〜し約85重量%、さらに具体的には、約65重量%〜約80重量%含まれてもよい。前記範囲内でコーティングに適した粘度を有することができる。
多官能アクリル系オリゴマーは、分子内にアクリレート基を2個〜6個、具体的に、2個〜5個、例えば、3個有するオリゴマーを用いることができる。多官能アクリル系オリゴマーを含むため、コーティング組成物を基材層にコーティングする際に巻き(curl)を制御することができ、光特性および硬度に優れる。多官能アクリル系オリゴマーは、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、シリコーンアクリレート、アクリリックアクリレート、メラミンアクリレートオリゴマー等でもよく、これらのうちの1種または2種以上の混合物を用いてもよいが、これらに限定されるものではない。本願において、「オリゴマー」は、繰り返し単位の数が少なくとも2以上で、ポリマーではないことを意味する。多官能アクリル系オリゴマーは、コーティング組成物の総重量に対して約2重量%〜約30重量%含まれてもよく、具体的には、約3重量%〜約20重量%含まれてもよい。前記範囲内で、高硬度特性を発現すると同時に、コーティング層に柔軟性を付与できる。多官能アクリル系オリゴマーは、重量平均分子量(Mw)が約200g/mol〜約2000g/molでもよい。前記範囲内で優れた高硬度特性およびコーティング層に柔軟性を同時に付与できる。
反応性モノマーは、酸無水物モノマー、エポキシ基を有するモノマー、オキセタン基を有するモノマーまたはこれらの混合物等を含んでもよい。酸無水物モノマーは、無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、無水クロレンド酸、およびピロメリト酸二無水物等を用いてもよいが、これに限定されない。エポキシ基を有するモノマーは、4−ビニルシクロヘキセンジオキシド、シクロヘキセンビニルモノオキシド、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、および2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−1,3−ジオキソラン等でもよいが、これに限定されない。オキセタン基を有するモノマーは、3−メチルオキセタン、2−メチルオキセタン、3−オキセタノール、2−メチレンオキセタン、3,3−オキセタンジメタンチオール、4−(3−メチルオキセタン−3−イル)ベンゾニトリル、N−(2,2−ジメチルプロピル)−3−メチル−3−オキセタンメタンアミン、N−(1,2−ジメチルブチル)−3−メチル−3−オキセタンメタンアミン、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルメタクリレート、および4−[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]ブタン−1−オール、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、2−エチルヘキシルオキセタン、キシレンビスオキセタンおよび3−[エチル−3[[3−エチルオキセタン−3−イル]メトキシ]メチル]オキセタン等でもよいが、これに限定されない。反応性モノマーは、エポキシ基を有するシロキサン樹脂100重量部に対して、約1重量部〜約40重量部、具体的には、約5重量部〜約20重量部含まれてもよい。また、反応性モノマーは、コーティング組成物の総重量に対して約1重量%〜約20重量%、具体的には、約5重量%〜約15重量%含まれてもよい。前記範囲内で、コーティング組成物の粘度が制御され、加工性が容易である。
コーティング組成物は、エポキシ基を有するシロキサン樹脂と多官能アクリル系オリゴマーの重量比が約2:1〜100:1、具体的には、約2:1〜70:1、より具体的には、約2:1〜50:1でもよい。前記範囲で、ディスプレイフィルムの硬度と柔軟性とのバランスに優れている。
コーティング組成物は、多官能アクリル系オリゴマーと反応性モノマーの重量比が約1:0.1〜1:10、具体的には、約1:0.1〜1:7、より具体的には、1:0.1〜1:5でもよい。前記範囲で、ディスプレイフィルムの硬度と柔軟性とのバランスに優れている。
開始剤は、通常の開始剤を用いることができ、例えば、光硬化開始剤、熱硬化開始剤、カチオン開始剤のいずれかを含むことができるが、これに限定されない。光硬化開始剤、熱硬化開始剤は、通常のものを用いることができ、光硬化開始剤の例としては、トリアジン系、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、ベンゾイン系、リン系、オキシム系等を挙げることができるが、これに限定されない。光カチオン開始剤の例としては、オニウム塩、スルホニウム塩、N含有塩等を挙げることができるが、これに限定されない。開始剤は、コーティング組成物の総重量に対して、約0.1重量%〜約10重量%、具体的には、約1重量%〜約5重量%含まれてもよい。前記範囲内で、組成物が十分に硬化し、コーティング層を形成することができ、未反応の残量の開始剤が残らないため透明度が低下しない。
コーティング組成物は、前記成分以外にコーティングの容易性のために溶剤をさらに含んでもよい。例えば、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を用いてもよいが、これに限定されない。
コーティング組成物は、上で記述した成分以外に、必要に応じて、溶剤、および添加剤として、光増感剤、光減感剤、重合禁止剤、レベリング剤、湿潤性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、無機充填剤等を含んでもよい。これらの添加剤は、通常的に知られているものを用いることができる。
本発明の他の実施形態に係るコーティング組成物は、脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂、反応性モノマー、多官能アクリル系オリゴマー、多官能アクリル系モノマーおよび開始剤を含んでもよい。多官能アクリル系モノマーをさらに含むことを除いては、前記本発明の一実施形態に係るコーティング組成物について記述した通りであるため、以下、多官能アクリル系モノマーを中心に説明する。
多官能アクリル系モノマーは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、トリ(2―ヒドロキシエチル)イソシアヌエートトリアクリレート(THEIC)、トリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA)、ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)およびジシクロデカンジメタノールジアクリレート(DCPA)等を用いることができるが、これに限定されるものではない。多官能アクリル系モノマーは、コーティング組成物の総重量に対して、約0.5重量%〜約20重量%含まれてもよく、具体的には、約5重量%〜約10重量%含まれてもよい。前記範囲内で、高硬度発現と同時にコーティング層に柔軟性を付与することができる。
以下、本発明の実施形態に係るウィンドウフィルムの製造方法について説明する。本発明の一実施形態に係るウィンドウフィルムは、基材層上に本発明の実施形態に係るコーティング組成物を硬化させて通常の方法で製造することができる。例えば、コーティング組成物を溶媒に希釈させて製造したコーティング液を前記基材層110上にコーティングし、紫外線照射によって硬化させて製造することができる。コーティング方法は、特に限定されず、例えば、バーコーティング、スロットダイコーティング、グラビアコーティング、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、フローコーティング、スプレーコーティング等を用いることができる。硬化は、波長400nm以下の紫外線を約10mJ/cm2〜約2000mJ/cm2で露光して行うことができる。前記コーティング後、硬化前の乾燥する工程をさらに含んでもよく、乾燥は、約60℃〜約120℃で約5分〜約1時間乾燥させてコーティング層の均一度を高めることができる。
本発明の実施形態に係るディスプレイフィルムは、ディスプレイの外側の層であるウィンドウフィルムとして用いることができ、防汚性、反射防止効果をより向上させるために前記コーティング層上に通常の防汚染層、反射防止層等をさらに含むことができる。
以下、図4を参照して本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置について説明する。本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置は、本発明の実施形態に係るディスプレイフィルムを含むことができる。図4は、本発明の一実施形態に係るディスプレイ装置の概略断面図である。ディスプレイ装置500は、ディスプレイ素子400およびディスプレイフィルムを含み、ディスプレイフィルムは、ディスプレイ素子400の上部に形成される。ディスプレイフィルムは、コーティング層120が外側の層になる方向でディスプレイ素子400の上部に形成され、上述した本発明の実施形態に係るディスプレイフィルムであってもよい。
以下、図5を参照して本発明の他の実施形態に係るディスプレイ装置について説明する。本発明の他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置は、本発明の実施形態に係るディスプレイフィルムを含んでもよい。本実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置は、基板、前記基板上部に形成された装置用部材および装置用部材の上部にウィンドウフィルムとして本発明の実施形態に係るディスプレイフィルムを含んでもよく、装置用部材は、有機発光素子、液晶等を含んでもよい。
図5を参照すると、本発明の他の実施形態に係るフレキシブルディスプレイ装置600は、基板610、基板610の上部に形成される装置用部材620、装置用部材620の上部に形成されるタッチスクリーンパネル640、タッチスクリーンパネル640の上部に形成される偏光板650、偏光板650の上部に形成されるウィンドウフィルム670を含んでもよく、ウィンドウフィルム670として本発明の実施形態に係るディスプレイフィルムを用いてもよい。
基板610は、柔軟な特性を持つ透明性材料を含んでもよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、ポリアリレート(PAR)樹脂、環状オレフィンコポリマー(COC)樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のポリ(メタ)アクリレート樹脂のような高分子樹脂、金属薄膜等を用いることができるが、これに限定されない。
装置用部材620は、有機発光素子または液晶などのディスプレイ素子であり、柔軟性を有するディスプレイ素子を用いることができ、限定されるわけではないが、例えば、TFT−LCD、TFT−OLEDを用いることができる。有機発光素子は、第一電極、第二電極、第一電極と第二電極との間に形成された有機発光層を含むことができ、有機発光層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次に積層されたものでもよいが、これに限定されない。
タッチスクリーンパネル640は、ディスプレイの特定位置に指やペン等が接触する際に接触による信号を検出して装置に伝達するものであって、接触による信号は感圧または電気的信号を感知する。電気的信号を感知する電極は、導電性素材であり、柔軟性を有するものを用いることができ、例えば、導電性高分子、カーボンナノチューブ、グラフェン、金属ナノワイヤーまたはこれらの組み合わせを含んでもよい。
偏光板650は、ディスプレイに偏光性能を付与して外部光または内部光を偏光させる役割をし、偏光子および保護フィルムを含んでもよい。
粘着剤層630、660は、基板610と装置用部材620との間、および装置用部材620とタッチスクリーンパネル640との間に介在し、基板610と装置用部材620、および装置用部材620とタッチスクリーンパネル640とを粘着して、ディスプレイ用粘着剤分野で通常的に用いられる透明粘着剤を用いることができる。例えば、透明粘着フィルムを用いることができる。
以下、実施例、比較例および試験例を挙げて、本発明の構成および効果をより具体的に説明する。しかし、これらの実施例、比較例および試験例は、本発明に対する理解を助けるための例示の目的としてのみ提供されるだけであり、本発明の範疇および範囲が、下記実施例、比較例および試験例によって限定されるわけではない。
コーティング組成物1〜8の製造
コーティング組成物を製造するために用いた物質は以下の通りである。
(A)脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂:Epoxy Hybrimer(ソリップ(Solip)株式会社製)
(B)反応性モノマー:エポキシ基を有するモノマーCY 179(チバガイギー社製)
(C)多官能アクリル系オリゴマー:3官能アクリル系オリゴマー(SR965、サートマー社製)
(D)多官能アクリル系モノマー:3官能アクリル系モノマーSR494(サートマー社製)
(E)開始剤:イルガキュア(Irgacure)250(ヨウ素塩系、BASF社製)、CPI−100P(スルホニウム系、サンアプロ株式会社製)
コーティング組成物を製造するために用いた物質は以下の通りである。
(A)脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂:Epoxy Hybrimer(ソリップ(Solip)株式会社製)
(B)反応性モノマー:エポキシ基を有するモノマーCY 179(チバガイギー社製)
(C)多官能アクリル系オリゴマー:3官能アクリル系オリゴマー(SR965、サートマー社製)
(D)多官能アクリル系モノマー:3官能アクリル系モノマーSR494(サートマー社製)
(E)開始剤:イルガキュア(Irgacure)250(ヨウ素塩系、BASF社製)、CPI−100P(スルホニウム系、サンアプロ株式会社製)
コーティング組成物1
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)13.8gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)83.5g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)3g、ヨウ素塩系開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物1を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)13.8gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)83.5g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)3g、ヨウ素塩系開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物1を製造した。
コーティング組成物2
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)13.5gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)81.5g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)5g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物2を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)13.5gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)81.5g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)5g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物2を製造した。
コーティング組成物3
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)12.8gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)77g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)10g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物3を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)12.8gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)77g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)10g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物3を製造した。
コーティング組成物4
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)11.5gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ社製)78.6g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)20g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物4を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)11.5gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ社製)78.6g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)20g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物4を製造した。
コーティング組成物5
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社)5gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)70g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)10g、多官能アクリル系モノマー(SR494)5g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物5を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社)5gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)70g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)10g、多官能アクリル系モノマー(SR494)5g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物5を製造した。
コーティング組成物6
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)14.3gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)86g、スルホニウム系開始剤(CPI−100P、サンアプロ株式会社製)4gを混合してコーティング組成物6を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)14.3gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)86g、スルホニウム系開始剤(CPI−100P、サンアプロ株式会社製)4gを混合してコーティング組成物6を製造した。
コーティング組成物7
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)14.8gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)85.2g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)0.4g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物7を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)14.8gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)85.2g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)0.4g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物7を製造した。
コーティング組成物8
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)13.7gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)55.6g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)38.9g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物8を製造した。
反応性モノマーCY 179(チバガイギー社製)13.7gおよび脂環族エポキシ基を有するシロキサン樹脂であるEpoxy Hybrimer(ソリップ株式会社製)55.6g、3官能アクリレートオリゴマー(SR965、サートマー社製)38.9g、開始剤(イルガキュア250、BASF社製)3gを混合してコーティング組成物8を製造した。
[実施例および比較例]
実施例1
コーティング組成物1にMEK(テジョン化学株式会社製)15gを混合してコーティング液を製造し、前記コーティング液を厚さ50μmのPC(WR−S148、帝人化成株式会社製)に塗布した後、100℃で30分間乾燥させた後、1000mJの紫外線に露光して、厚さ50μmのコーティングフィルムを含むディスプレイフィルムを製造した。
実施例1
コーティング組成物1にMEK(テジョン化学株式会社製)15gを混合してコーティング液を製造し、前記コーティング液を厚さ50μmのPC(WR−S148、帝人化成株式会社製)に塗布した後、100℃で30分間乾燥させた後、1000mJの紫外線に露光して、厚さ50μmのコーティングフィルムを含むディスプレイフィルムを製造した。
実施例2〜5および比較例1〜3
コーティング組成物1の代わりに表1のようにそれぞれコーティング組成物2〜8を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法でディスプレイフィルムを製造した。
コーティング組成物1の代わりに表1のようにそれぞれコーティング組成物2〜8を用いたことを除いては、実施例1と同様の方法でディスプレイフィルムを製造した。
物性評価
前記実施例および比較例で製造したディスプレイフィルムの物性を以下の通り評価し、結果を表1に示した。
前記実施例および比較例で製造したディスプレイフィルムの物性を以下の通り評価し、結果を表1に示した。
臨界曲率半径
常温(約25℃)でディスプレイフィルムの試験片(3cm×15cm)を曲率試験用の円筒形治具に巻いて10秒以上維持し、試験片にクラックが発生しないかを肉眼で確認する。治具の直径を小さいものに入れ替えて試験を繰り返し、測定した試験片にクラックが発生しない最小の治具の半径を臨界曲率半径とした。このとき、第一臨界曲率半径は、試験片の基材層面が治具に触れるように巻いて測定し、第二臨界曲率半径は、試験片のコーティング層面が治具に触れるように巻いて測定した。前記方法によって測定が可能な最小半径は2mmであり、フィルムを半分に折って曲面が2mm未満の半径になってもフィルムに損傷がない場合は、結果値を2mm以下と記載した。
常温(約25℃)でディスプレイフィルムの試験片(3cm×15cm)を曲率試験用の円筒形治具に巻いて10秒以上維持し、試験片にクラックが発生しないかを肉眼で確認する。治具の直径を小さいものに入れ替えて試験を繰り返し、測定した試験片にクラックが発生しない最小の治具の半径を臨界曲率半径とした。このとき、第一臨界曲率半径は、試験片の基材層面が治具に触れるように巻いて測定し、第二臨界曲率半径は、試験片のコーティング層面が治具に触れるように巻いて測定した。前記方法によって測定が可能な最小半径は2mmであり、フィルムを半分に折って曲面が2mm未満の半径になってもフィルムに損傷がない場合は、結果値を2mm以下と記載した。
鉛筆硬度
新東科学株式会社のHeidon表面測定機(14FW)を用いて鉛筆硬度を測定した。鉛筆は三菱鉛筆を用い、♯400のサンドペーパーで鉛筆の端を平面になるようにする。鉛筆とディスプレイフィルムの試験片(3cm×15cm)が45°の角度をなすように設置して、1kgの錘を載せて10mmほど水平移動させる。同じ硬度の鉛筆で測定を5回繰り返して傷が見えない硬度のうち最も大きい鉛筆硬度を試片の表面硬度(鉛筆硬度)として示す。
新東科学株式会社のHeidon表面測定機(14FW)を用いて鉛筆硬度を測定した。鉛筆は三菱鉛筆を用い、♯400のサンドペーパーで鉛筆の端を平面になるようにする。鉛筆とディスプレイフィルムの試験片(3cm×15cm)が45°の角度をなすように設置して、1kgの錘を載せて10mmほど水平移動させる。同じ硬度の鉛筆で測定を5回繰り返して傷が見えない硬度のうち最も大きい鉛筆硬度を試片の表面硬度(鉛筆硬度)として示す。
平坦性
フィルムは、15cm×15cmサイズのフィルム試片を平面の測定台に置いて四隅の高さを測定した。四隅の高さがすべて10mm以下の場合をと表示し、四隅のいずれか一つ以上の高さが10mmないし15mmの場合をと表示し、四隅のいずれか一つ以上が15mmを超える場合を×で示した。
フィルムは、15cm×15cmサイズのフィルム試片を平面の測定台に置いて四隅の高さを測定した。四隅の高さがすべて10mm以下の場合をと表示し、四隅のいずれか一つ以上の高さが10mmないし15mmの場合をと表示し、四隅のいずれか一つ以上が15mmを超える場合を×で示した。
透過率
NDA2000(ヘーズメーター)を用いて透過率を測定した。同一サンプル内の3pointを測定して平均値を測定した。
NDA2000(ヘーズメーター)を用いて透過率を測定した。同一サンプル内の3pointを測定して平均値を測定した。
表1の結果において、実施例のディスプレイフィルムは、硬度が高いとともに第一臨界曲率半径が10mm以下、第二臨界曲率半径が5mm以下で、両方向で柔軟性に優れ、透明性および平坦性に優れることを確認できる。一方で、比較例1、2の場合、第一臨界曲率半径が本願の範囲から逸脱してかなり大きく、平坦性が悪くで、比較例3は、硬度が低くディスプレイフィルムとして用いるのに適さない。
Claims (12)
- 基材層、および前記基材層の一つの面に形成されたコーティング層を含むディスプレイフィルムであって、
前記コーティング層は、シロキサン樹脂を含み、
前記ディスプレイフィルムは、基材層側の第一面およびコーティング層側の第二面を含み、
基材層50μmおよびコーティング層50μmである厚さ100μmのディスプレイフィルムを、前記第一面が凹形状になる方向で測定した第一臨界曲率半径が約10mm以下であり、前記第二面が凹形状になる方向で測定した第二臨界曲率半径が約5mm以下であり、
鉛筆硬度が約5H以上である、ディスプレイフィルム。 - 前記コーティング層は、
エポキシ基を有するシロキサン樹脂、
酸無水物モノマー、エポキシ基を有するモノマーおよびオキセタン基を有するモノマーの中から選ばれた1種以上の反応性モノマー、
多官能アクリル系オリゴマー、および
開始剤、
を含むコーティング組成物から形成される、請求項1に記載のディスプレイフィルム。 - 前記多官能アクリル系オリゴマーは、分子内にアクリレート基を2個〜6個を有する多官能アクリル系オリゴマーである、請求項2に記載のディスプレイフィルム。
- 前記多官能アクリル系オリゴマーは、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、シリコーンアクリレート、アクリルアクリレートおよびメラミンアクリレートオリゴマーのうちの1種以上である、請求項2に記載のディスプレイフィルム。
- 前記コーティング組成物は、多官能アクリル系モノマーをさらに含む、請求項2に記載のディスプレイフィルム。
- コーティング組成物の総重量に対して、エポキシ基を有するシロキサン樹脂約30重量%〜約90重量%、および多官能アクリル系オリゴマー約2重量%〜約30重量%を含む、請求項2に記載のディスプレイフィルム。
- 前記コーティング組成物は、前記反応性モノマーを、前記エポキシ基を有するシロキサン樹脂100重量部に対して、約1重量部〜約40重量部含む、請求項2に記載のディスプレイフィルム。
- 前記ディスプレイフィルムは、第一臨界曲率半径が約5mm以下であり、鉛筆硬度が約8H以上である、請求項1に記載のディスプレイフィルム。
- 前記基材層は、ポリイミド系樹脂である、請求項1に記載のディスプレイフィルム。
- 前記コーティング層は、厚さが約10μm〜約100μmである、請求項1に記載のディスプレイフィルム。
- 前記基材層は、厚さが約30μm〜約150μmである、請求項1に記載のディスプレイフィルム。
- ディスプレイ素子、および前記ディスプレイ素子上部に請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のディスプレイフィルムを含む、ディスプレイ装置。
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