JP2019219545A - 高硬度フレキシブル積層体,その製造方法および表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面硬度が高く,且つ折り曲げが可能なディスプレイ用フレキシブルカバーフィルムを提供する。【解決手段】一方向に長い形状のガラス材料もしくは透明プラスチックからなる透明成型体を平面的に同一方向に複数個整列し,当該透明成型体間のスリット部および成型体シートの片面側を透明樹脂弾性体で積層接合して構成されるフレキシブル性を有し,表面は高硬度なフレキシブルカバーフィルム,およびそれを利用したフレキシブルディスプレイ。【選択図】 図5
Description
本発明は,高い表面硬度と折り曲げ性を有するディスプレイ用カバーフィルムに関する。
有機ELやLCDなどの表示装置では,表面に様々な樹脂フィルムが設置されている。例えば,位相差フィルムや偏光フィルム,さらにはフィルム基板タッチパネルが設置される。これらのフィルムは表面硬度が高くないため,携帯機器では最表面に化学強化ガラスを設置して耐スクラッチ性や耐衝撃性を確保している。しかし,全体や一部を折り曲げすることができるフレキシブルディスプレイにおいては,最表面に強化ガラスを設置することができない。
近年の携帯電話はタッチパネル機能の組み込みが標準的である。タッチパネルセンサーはディスプレイの上に設置したり,ディスプレイ内部に組み込まれたりしている。しかし,いずれにおいてもタッチパネルを操作する指やスタイラスペンなどによって表面にキズがつかないような保護が必要であり,強度の目安として荷重1Kgにおける鉛筆硬度9Hが要求されている。これを実現するには,化学強化ガラスを使用することで解決できるが,フレキシブルディスプレイでは使用することができない。
表面硬度を高くする他の方法として,透明ポリマー表面に高硬度材料を塗布したり,高硬度フィルムを積層したりする方法があるが,いずれの場合も折り曲げ部分を含めた表面硬度と折り曲げ半径に対する要求仕様を満足させることは難しい。
表面硬度を高くする他の方法として,透明ポリマー表面に高硬度材料を塗布したり,高硬度フィルムを積層したりする方法があるが,いずれの場合も折り曲げ部分を含めた表面硬度と折り曲げ半径に対する要求仕様を満足させることは難しい。
材料を折り曲げた時に,内面側には圧縮応力,外面側には引張応力が発生するが,全体を薄くすることで,応力発生を最小化することができる。しかしながら,ガラス材料はヤング率も大きく,薄くしても折り曲げには限界があり,さらに割れやすくなる。ガラスを20μm程度まで薄くし,フィルムと貼合して強化することもできるが,折り曲げ性や強度は十分ではない。
本発明は,カバーフィルムを複合構造にすることによって,フレキシビリティと高硬度を両立させたフレキシブルカバーフィルムを提供することを目的とする。
本発明は,カバーフィルムを複合構造にすることによって,フレキシビリティと高硬度を両立させたフレキシブルカバーフィルムを提供することを目的とする。
フレキシブル有機ELは全方位に折り曲げるのではなく,一部分だけ折り曲げて折りたたむ構造のフォーダブル(Foldable),全体を巻くローラブル(Rollable)のように折り曲げる方向が決まっている。
本発明は,高硬度の透明成型体を使用し,少なくとも折り曲げ部分は当該透明成型体を折り曲げ方向にスリット加工で平行に分割し,当該スリット内部を透明成型体で充填接合し,さらに成型体下部を透明弾性体で積層した構造である。
指やスタイラスペンなどに対しては最表面の透明成型体であるガラスや高硬度プラスチックがディスプレイを保護し,折り曲げ時には当該透明成型体への応力が最小になるように,スリット内の透明弾性体および成型体下部の弾性体が発生した各応力を吸収する構造によってフレキシビリティと高硬度を両立させるものである。
本発明は,高硬度の透明成型体を使用し,少なくとも折り曲げ部分は当該透明成型体を折り曲げ方向にスリット加工で平行に分割し,当該スリット内部を透明成型体で充填接合し,さらに成型体下部を透明弾性体で積層した構造である。
指やスタイラスペンなどに対しては最表面の透明成型体であるガラスや高硬度プラスチックがディスプレイを保護し,折り曲げ時には当該透明成型体への応力が最小になるように,スリット内の透明弾性体および成型体下部の弾性体が発生した各応力を吸収する構造によってフレキシビリティと高硬度を両立させるものである。
本発明によれば,折り曲げ部の大部分に非折り曲げ部と同じ基材を使用するため,高い表面硬度と均一性を維持し,かつフレキシビリティを両立したカバーフィルムを提供することができる。さらに,非折り曲げ部と折り曲げ部の平面要素を同一基材から加工することができることから,光学的な平坦性も優れたカバーフィルムを実現できる。
また,透明成型体と結合積層する透明弾性体側の表面に微粘着性を付与することで,交換可能なフレキシブルカバーフィルムを提供することができる。
また,透明成型体と結合積層する透明弾性体側の表面に微粘着性を付与することで,交換可能なフレキシブルカバーフィルムを提供することができる。
図1は,スタイラスペンでカバーフィルム表面に圧力を印加した時の断面模式図であって,ハードコート層3の下部が透明樹脂弾性体2で構成された場合を示す。一般的にハードコート層は数ミクロンから数10ミクロンであり,上部から力を加えると下部の樹脂が変形し,ハードコート膜が容易に破壊し,クラック52が発生する。
これを防止するには,ハードコート層5の膜厚を厚くすることで耐クラック性は向上するが,厚くすると折り曲げることが難しくなる。
他の方法
これを防止するには,ハードコート層5の膜厚を厚くすることで耐クラック性は向上するが,厚くすると折り曲げることが難しくなる。
他の方法
本発明によるフレキシブルカバーフィルムの基本構造は,透明成型体と,当該透明成型体を保持する透明樹脂弾性体から構成される。透明成型体は,1GPa以上,好ましくは3GPa以上の弾性率と高い表面硬度を有する。透明樹脂弾性体は1GPa以下,好ましくは100MPa以下の弾性率であって,折り曲げ時に発生する圧縮応力および引張応力を吸収する。また,圧縮(引張)永久歪性は高いほど好ましい。
透明成型体材料はガラスもしくは透明プラスチックであり,ガラスは化学強化されたものでもよい。透明プラスチックは,熱可塑性もしくは熱硬化性透明ポリマーであり,表面にハードコート処理したものでも良いし,カバーフィルム完成後にハードコート処理をしても良く,従来手法による各種表面処理をすることができる。
透明弾性体の厚さは,表面硬度,最終形状での耐衝撃性などで決定されるが,薄い方が折り曲げによる発生歪が少ない。化学強化ガラスの場合は,一般的な厚さは0.3〜0.4mmであり,化学強化が難しい0.3mm以下のガラスにおいても,透明フィルムとの積層することで使用することができる。
透明弾性体の厚さは,表面硬度,最終形状での耐衝撃性などで決定されるが,薄い方が折り曲げによる発生歪が少ない。化学強化ガラスの場合は,一般的な厚さは0.3〜0.4mmであり,化学強化が難しい0.3mm以下のガラスにおいても,透明フィルムとの積層することで使用することができる。
図2は,本発明によるフレキシブルカバーフィルムの基本構造に関し,折り曲げ部分の断面図Aと上面図Bである。透明成型体1を一定のピッチで一方向に平面上に整列し,透明樹脂弾性体2で接合した構造である。図2において,透明成型体1の断面形状は四角形であるが,本発明はこれに限定されるものではない。
ディスプレイの画素ピッチとの光学的干渉を防止するために,透明成型体1の整列ピッチを変えることや,スリット7の形状を直線から変化させることで対応することができる。
ディスプレイの画素ピッチとの光学的干渉を防止するために,透明成型体1の整列ピッチを変えることや,スリット7の形状を直線から変化させることで対応することができる。
本発明は,高い画質を実現するために高い平坦性をフレキシブルカバーフィルムの製造方法を提供する。
図3は,本発明による透明成型体シート1Aの作製方法を示すもので,フレキシブルカバーフィルムを構成する個片の透明成型体1Bを複数レイアウトした例を示したものである。当該透明成型体1Bには,スリット加工7,各加工工程での基準となる穴11などを設けることができる。さらに必要に応じて,加飾印刷などのデザイン的な処理も可能である。破線1Bは最終的にフレキシブルカバーフィルムとしての加工カットラインである。
図3は,本発明による透明成型体シート1Aの作製方法を示すもので,フレキシブルカバーフィルムを構成する個片の透明成型体1Bを複数レイアウトした例を示したものである。当該透明成型体1Bには,スリット加工7,各加工工程での基準となる穴11などを設けることができる。さらに必要に応じて,加飾印刷などのデザイン的な処理も可能である。破線1Bは最終的にフレキシブルカバーフィルムとしての加工カットラインである。
図4は,本発明によるフレキシブルカバーフィルムの個片による作製方法を示したものである。
図4-1は,スリット加工した断面図と上面図である。当該加工は,レーザー加工,フォトリソグラフ法による化学的エッチング,機械的加工,およびそれらを複数適用することができる。また熱可塑性プラスチックフィルムの場合は,金型によるプレス加工によって加工することもできる。レーザー加工は,CWレーザーやナノ,ピコ,フェムトなどのパルスレーザーなどを使用することができる。またウオータージェット加工やレーザーとの複合機による加工も可能である。
図4-1は,スリット加工した断面図と上面図である。当該加工は,レーザー加工,フォトリソグラフ法による化学的エッチング,機械的加工,およびそれらを複数適用することができる。また熱可塑性プラスチックフィルムの場合は,金型によるプレス加工によって加工することもできる。レーザー加工は,CWレーザーやナノ,ピコ,フェムトなどのパルスレーザーなどを使用することができる。またウオータージェット加工やレーザーとの複合機による加工も可能である。
図4-2は,スリット加工された透明成型体1Bに透明弾性体2を積層すると同時に,スリト7に透明弾性体2を充填積層した例を示している。透明樹脂弾性体2は,シリコーン系などの熱硬化性樹脂エラストマー,オレフィン系などの熱可塑性樹脂エラストマー,各種粘着剤などである。粘着剤は溶剤に溶解した溶剤型も使用できるが,無溶剤型で紫外線(UV)硬化型,熱硬化型,および併用も使用できる。材料は,アクリル系,ポリエステル・ポリエーテル系,オキセタン系,ウレタン系,シリコーン系,エポキシ系などが使用できるが,本発明はその種類に限定されるものではない。
光学特性としては,高内部透過,低Haze,低位相差が好ましく,屈折率は可能な限り透明成型体1の屈折率に類似した屈折率が透明成型体1と透明樹脂弾性体2間を通過する光の界面損失を最小化できる。さらに,完全に同じ屈折率とならない場合,透明成型体1の屈折率を透明樹脂弾性体2の屈折率よりも大きくすることで界面での全反射が起こらず,透明樹脂弾性体2側から通過する画像情報の変質を最小限にできる。
光学特性としては,高内部透過,低Haze,低位相差が好ましく,屈折率は可能な限り透明成型体1の屈折率に類似した屈折率が透明成型体1と透明樹脂弾性体2間を通過する光の界面損失を最小化できる。さらに,完全に同じ屈折率とならない場合,透明成型体1の屈折率を透明樹脂弾性体2の屈折率よりも大きくすることで界面での全反射が起こらず,透明樹脂弾性体2側から通過する画像情報の変質を最小限にできる。
透明性体シート1Aとの積層とスリット部7への充填加工は,あらかじめシート化された弾性体を加熱プレスによって積層とスリット部7への充填加工を行うことができる。さらには,透明成型体1Bを加飾成型用フィルムとして使用し,折り曲げ部にはアクリル系エラストマー,非折り曲げ部分にはアクリル樹脂を二色射出成型することによっても可能であり,特に透明成型体1が透明プラスチック材料の場合は有効であるが,ガラス材料の場合もエラストマーを使用して射出成型することでスリット部7への充填と透明成型体との積層を効率的に行うことができる。
また,液状の粘着材料,例えば前項記載のUV硬化型粘着剤を塗布・硬化することでもスリット部7への充填と,実現できる。材料の塗布は,シルクスクリーン印刷法,転写印刷法やディスペンサーなどが使用できる。
また,透明成型体1Aと透明樹脂弾性体との接合強度の最適化のために,プラズマ処理やシランカップリング剤を使用することもできる。
また,液状の粘着材料,例えば前項記載のUV硬化型粘着剤を塗布・硬化することでもスリット部7への充填と,実現できる。材料の塗布は,シルクスクリーン印刷法,転写印刷法やディスペンサーなどが使用できる。
また,透明成型体1Aと透明樹脂弾性体との接合強度の最適化のために,プラズマ処理やシランカップリング剤を使用することもできる。
図4-3の示すように外形カットライン12でカットすることによって,透明成型体1Bが一方向に整列した平坦度の高いフレキシブルカバーフィルムとして完成する。この工程は,透明成型体1の表面や透明樹脂弾性体2の表面に各処理をした後,さらにはフレキシブルディスプレイ部と積層した後にカット処理をすることができる。
カットする方法は,各種レーザー加工機によって精度よくカットすることができる。また,透明成型体がプラスチックである場合は,金型による打ち抜きなどの機械的な加工も可能である。
カットする方法は,各種レーザー加工機によって精度よくカットすることができる。また,透明成型体がプラスチックである場合は,金型による打ち抜きなどの機械的な加工も可能である。
図5は,本発明による実施形態の例であり,透明成型体1とスリット部7の表面にハードコート層5や防汚層6を設けた場合の模式図を示したものである。透明成型体1がガラス材料の場合や,透明プラスチックでも材料自身の硬度が十分に高い場合は,ハードコート層は不要であるが,反射防止機能や防汚処理層6を設けることが好ましい。防汚層6は撥水系が好ましく,純水に対する接触角が高いほどスリット部7の内部への汚染を防止することができる。
図6は,表面の反射状態を均一にする実施形態である。スリット部7が開放状態の場合,スリット部7による反射と非スリット部の反射が異なることから,スリット部がわずかに見えることから,スリット部の無い非折り曲げ部の表面に疑似的な加工処理をする。これによって,表面外観を均一化することができる。また,表面全体に細かな凹凸処理のノングレア処理によっても均一化をすることができる。
図7は,本発明による他の実施形態の例であり,スリット部7の上方を開放状態ではなく,薄い透明樹脂層もしくはフィルムを設けた構造を示している。
図7-1に示すように,透明成型体1と透明弾性体2Bとベースフィルム20から構成されるフィルム基材21と積層した後,透明成型体1のスリット部7に,例えばジェットディスペンサー60によりUV硬化型粘着剤2Aを充填して硬化させる(図7-2)。その後,透明成型体1および透明弾性体2Aの表面に,透明樹脂フィルム3,または透明樹脂薄膜層4を形成する(図7-3)。
透明樹脂フィルム3を使用する場合は,あらかじめハードコート処理,反射防止処理,防汚処理などをロールフィルムで作成することができる。フィルムとしては,PETフィルムや透明ポリイミドフィルムなどを使用することができる。透明成型体1としてガラスを使用する場合は,厚さが100ミクロン以下の薄いフィルムでもよく,フィルムとの積層強化硬化により,ガラス基材も薄くても良いし化学強化されていないガラス基材を使用することもできる。
図7-1に示すように,透明成型体1と透明弾性体2Bとベースフィルム20から構成されるフィルム基材21と積層した後,透明成型体1のスリット部7に,例えばジェットディスペンサー60によりUV硬化型粘着剤2Aを充填して硬化させる(図7-2)。その後,透明成型体1および透明弾性体2Aの表面に,透明樹脂フィルム3,または透明樹脂薄膜層4を形成する(図7-3)。
透明樹脂フィルム3を使用する場合は,あらかじめハードコート処理,反射防止処理,防汚処理などをロールフィルムで作成することができる。フィルムとしては,PETフィルムや透明ポリイミドフィルムなどを使用することができる。透明成型体1としてガラスを使用する場合は,厚さが100ミクロン以下の薄いフィルムでもよく,フィルムとの積層強化硬化により,ガラス基材も薄くても良いし化学強化されていないガラス基材を使用することもできる。
透明樹脂薄膜層4を透明成型体1上に形成する方法は,液状の透明樹脂材料を塗布し,硬化処理をすることで形成することができる。塗布方法は,スリットコートやジェットディスペンサー,転写印刷などが使用できるが,本発明はその方法によって制限されるものではない。透明樹脂薄膜層4の材料は,透明ポリイミド,変性アクリレート,シリカハイブリッド系などがあるが,本発明はその種類を限定するものではない。
層の厚さは,溶剤型の場合は溶剤の揮発性,硬化型においては硬化収縮を考慮して5ミクロンから100ミクロンで,好ましくは10〜20ミクロン程度とする。表面処理は,シート単位での処理を行う。
層の厚さは,溶剤型の場合は溶剤の揮発性,硬化型においては硬化収縮を考慮して5ミクロンから100ミクロンで,好ましくは10〜20ミクロン程度とする。表面処理は,シート単位での処理を行う。
図8は,本発明によるフレキシブルカバーフィルムの折り曲げ状態の断面図を示したものであり,折り曲げ時の内周側と外周側の圧縮歪と引張歪について説明する。
半径Rで折り曲げた時の半円周Lは,円周率をπとすると,
L=π×R
で表される。
折り曲げない平坦な状態では,L1=L2=L3であり寸法差はなく,圧縮歪も引張歪も発生しない。この状態から半径R1で折り曲げした時の半円周がL1,透明成型体1の透明弾性体2側の仮想ラインの半径R2,半円周がL2,透明弾性体2の外周が半径R3,半円周L3となる。L0を透明成型体1の幅とする。
折り曲げ半径R1を3.0mm,透明成型体1の折り曲げユニットを5個(スリット数=6)とした場合で,R1を中心に折り曲げた場合の引張歪について表1に示す。折り曲げることによって,ディスプレイを基準としてカバーフィルム側は圧縮応力が加わる。
半径Rで折り曲げた時の半円周Lは,円周率をπとすると,
L=π×R
で表される。
折り曲げない平坦な状態では,L1=L2=L3であり寸法差はなく,圧縮歪も引張歪も発生しない。この状態から半径R1で折り曲げした時の半円周がL1,透明成型体1の透明弾性体2側の仮想ラインの半径R2,半円周がL2,透明弾性体2の外周が半径R3,半円周L3となる。L0を透明成型体1の幅とする。
折り曲げ半径R1を3.0mm,透明成型体1の折り曲げユニットを5個(スリット数=6)とした場合で,R1を中心に折り曲げた場合の引張歪について表1に示す。折り曲げることによって,ディスプレイを基準としてカバーフィルム側は圧縮応力が加わる。
t:厚さ L0:透明成型体の個片幅
L:半円周(L1:R1の半円周,L2:R2の半円周,L3:R3の半円周)
Δ:半円周差
有機ELディスプレイ(OLED)側の透明弾性体は半円周全体の伸縮であり,2.9%の圧縮であるが,透明成型体のスリット内部の弾性体の圧縮率は,0.1mm厚で25.2%となる。透明成型体の厚さを薄くすることで圧縮率を小さくできる。さらに圧縮率を小さくするためには,折り曲げ半径や分割数を少なくすることなどで最適化することができる。また,スリット幅を大きくする,すなわちL0を小さくすることでも圧縮率を小さくできる。
以上では,カバーフィルムを内側にして折り曲げる例について説明したが,カバーフィルムを外側にして折り曲げることも可能である。
以下のような材料や製法で本発明について説明するが,これらによって本発明が限定されるものではない。
ガラス基板(300mm×300mm×1.1mm)上に微粘着シート(日東電工製 SPVテープM-6030)を貼り付け,当該シート上にアクリル丸棒(タケダコーポレーション製直径2mm×10mm)を約50本整列した。この上にディスペンサーで無溶剤UV硬化型粘着剤液を滴下し,アクリル丸棒の高さとほぼ同等にしてレベリングし,メタルハライドランプで3,000mj/cm2を照射し硬化させた。さらに,PETフィルム(50μm厚)に同じ無溶剤UV硬化型粘着剤を100μm塗布しUV硬化させたシートを貼合し,フレキシブルカバーフィルムとした。次に,当該フレキシブルカバーフィルムのアクリル棒側面に,ハードコート処理剤(横浜ゴム製HR120をスプレー塗布し,70℃で10分間処理した。
以上により,荷重1,000gにおける鉛筆硬度が7H以上で,折り曲げ半径5mmのフレキシブルカバーフィルムを得ることができた。
本実施例においてはアクリル樹脂の径2mmの丸棒を使用したが,本発明ではこれに限定されるものではなく,各種断面形状の樹脂,ガラス材料などを使用することができる。
以上により,荷重1,000gにおける鉛筆硬度が7H以上で,折り曲げ半径5mmのフレキシブルカバーフィルムを得ることができた。
本実施例においてはアクリル樹脂の径2mmの丸棒を使用したが,本発明ではこれに限定されるものではなく,各種断面形状の樹脂,ガラス材料などを使用することができる。
裏面に耐熱滑性層を設けた4μmのインモールド成型用PETフィルムに幅10mmでUV硬化型粘着剤(デクセリアルズ製SA3600SN)を厚さ10μmで塗布しUV照射(メタルハライドランプ3000mj/cm2)して硬化した。当該エリアにアクリル樹脂のペレット((株)クラレ製パラペットHR-S)を熔融して製作した直径0.5mmの透明成型体を,20本整列し粘着固定し,インモールド加飾用フィルムとした。
当該フィルムを使用して,ファイバーの無い部分には硬質アクリル樹脂シート((株)クラレ製パラペットGH-Kによる作製)5cm×5cm×1.5mmを両側,中央部のファイバーのある部分には軟質アクリル樹脂シート5cm×1.5cm×1.5mm((株)クラレ製パラペットSA-FR201より作製)をガラス板(1.1mm厚)間にセットし,ガラス管のスペーサはアルミニム1.45mmスペーサとしてホットプレス機(NPaシステム(株)製N4020-20)で温度180℃,時間3分,圧力10KN(面積5cm×10cm)で処置した。これによって,中央部で折り曲げ可能で鉛筆硬度が高いフォーダブル用フレキシブルカバーフィルムが得られた。
また,本実施例で示したような透明成型体フィルムを使用して,インモールド2色成型法による射出成型で容易に量産できる。
当該フィルムを使用して,ファイバーの無い部分には硬質アクリル樹脂シート((株)クラレ製パラペットGH-Kによる作製)5cm×5cm×1.5mmを両側,中央部のファイバーのある部分には軟質アクリル樹脂シート5cm×1.5cm×1.5mm((株)クラレ製パラペットSA-FR201より作製)をガラス板(1.1mm厚)間にセットし,ガラス管のスペーサはアルミニム1.45mmスペーサとしてホットプレス機(NPaシステム(株)製N4020-20)で温度180℃,時間3分,圧力10KN(面積5cm×10cm)で処置した。これによって,中央部で折り曲げ可能で鉛筆硬度が高いフォーダブル用フレキシブルカバーフィルムが得られた。
また,本実施例で示したような透明成型体フィルムを使用して,インモールド2色成型法による射出成型で容易に量産できる。
表面はハードコート処理や防汚処理などを行い,ディスプレイ側と接触する裏面側は剥離可能な粘着処理を行うことで,交換可能とすることができる。また,厚さもファイバーの径や形状を小さくすることで,厚さをさらに薄くすることができる。
また,透明成型体の無い部分表面の金型を,図7に示すように透明成型体の整列境界部と類似の加工を施すことができる。
また,透明成型体の無い部分表面の金型を,図7に示すように透明成型体の整列境界部と類似の加工を施すことができる。
本実施例では,同一材料で同じ屈折率を有するアクリル樹脂を使用することで,透明成型体と,軟質部,硬質部間の屈折率が同じであることから光学ロスが無く,一体化されたカバーフィルムとなる。光が屈折率n1の材料と屈折率n2の材料を通過するときに,その界面における反射は,R(%)=(n1-n2)2/(n1+n2)2となり,界面反射のためにロスとなる。
透明成型体の屈折率を例えばアクリル樹脂系の1.49とし,透明樹脂弾性体の屈折率もアクリル樹脂系1.50とすると,ロスは0.001%と非常に小さいが,透明成型体の屈折率をポリカーボネートの1.59とした場合,0.105%となりやや視認しやすい値となる。
透明成型体の屈折率を例えばアクリル樹脂系の1.49とし,透明樹脂弾性体の屈折率もアクリル樹脂系1.50とすると,ロスは0.001%と非常に小さいが,透明成型体の屈折率をポリカーボネートの1.59とした場合,0.105%となりやや視認しやすい値となる。
本実施例で使用したアクリル樹脂による透明成型体の代わりに,ガラス材料を透明成型体として使用することができ,より高い硬度を得ることができる。この場合においても光学的一体化のために,透明樹脂弾性体とガラス材料の屈折率をできる限り類似の材料とした方がよい。例えば,アクリル系透明樹脂弾性体の屈折率を1.49とすると,ホウケイ酸ガラスは1.47~1.49,一般的なソーダガラスは1.51であり,光学的一体化が容易に実現できる。
厚さ0.4mm,長さ100mm,幅90mmの化学強化ガラス(強化深さDOL(Depth Of Layer)約15μm:セントラルガラス(株)製)のシートの中央部に,長さ80mm,幅200μm,ピッチ1.7mmのスリット加工6カ所を行った。加工はフォトリソグラフ法により行った。片側をレジスト膜で全面被覆し,他面を前記寸法のマスクを使用してパターニングを行ない,ガラスのエッチングはフッ酸を使用した。レジストを剥離後,純水洗浄してスリット加工済み透明成型体シートを得た。
当該透明成型体シートの片側に剥離ライナー付き粘着シート(日東電工(株)CS9864UA)を貼付し,反対側の開口部からディスペンサーを使用してUV硬化型粘着剤(日本合成化学(株)製UV-3630ID80)を充填し,高圧水銀ランプにて積算光量3,000mj/cm2を照射して硬化させた。次に,炭酸ガスレーザー加工機によって,当該粘着剤付き透明成型体シートを90mm×75mmでカッティングする。これによってガラスベースのフレキシブルカバーフィルムを得ることができた。
本実施例は,個片に近い100mm×90mmのサイズで行なったが,図3に示すように大型ガラスシートに複数個をレイアウトすることで生産性を向上させることができる。
当該透明成型体シートの片側に剥離ライナー付き粘着シート(日東電工(株)CS9864UA)を貼付し,反対側の開口部からディスペンサーを使用してUV硬化型粘着剤(日本合成化学(株)製UV-3630ID80)を充填し,高圧水銀ランプにて積算光量3,000mj/cm2を照射して硬化させた。次に,炭酸ガスレーザー加工機によって,当該粘着剤付き透明成型体シートを90mm×75mmでカッティングする。これによってガラスベースのフレキシブルカバーフィルムを得ることができた。
本実施例は,個片に近い100mm×90mmのサイズで行なったが,図3に示すように大型ガラスシートに複数個をレイアウトすることで生産性を向上させることができる。
ハードコート付き0.2mmアクリルシート(日東樹脂(株)CLAREX),100mm×90mmをスリットサイズ200μm×80mm,スリット数5個,ピッチ2.0mmのパンチング金型を使用してスリット加工を行った。
当該スリット加工シートを裏面に耐熱滑性層を設けた4μmのインモールド成型用PETフィルムに貼合し,軟質アクリル樹脂((株)クラレ製パラペットSA-FR201)を射出成型によって厚さ0.3mmの軟質アクリル樹脂を積層および充填し一体成型した。ゲートはサイドゲートで行なった。次に,トムソン型を使用して90mm×75mmで打ち抜き,プラスチックベースのフレキシブルカバーフィルムが完成した。
さらに軟質アクリル樹脂層に微粘着加工処理を行うことで,交換可能なフレキシブルカバーフィルムとなる。
当該スリット加工シートを裏面に耐熱滑性層を設けた4μmのインモールド成型用PETフィルムに貼合し,軟質アクリル樹脂((株)クラレ製パラペットSA-FR201)を射出成型によって厚さ0.3mmの軟質アクリル樹脂を積層および充填し一体成型した。ゲートはサイドゲートで行なった。次に,トムソン型を使用して90mm×75mmで打ち抜き,プラスチックベースのフレキシブルカバーフィルムが完成した。
さらに軟質アクリル樹脂層に微粘着加工処理を行うことで,交換可能なフレキシブルカバーフィルムとなる。
本実施例では,ハードコート付きアクリル樹脂を使用したが,ハードコート無しのアクリル樹脂を使用し,後工程でハードコート処理等を行うこともできる。さらには,ハードコート処理フィルムを加飾フィルムとして,全体に貼付することもできる。
また,通常では非表示領域を黒色や白色印刷で覆うようなデザインが一般的に採用されているが,本実施例でも透明成型体シートに印刷してこともできるし,加飾フィルムに印刷して一体成型することもできる。
また,通常では非表示領域を黒色や白色印刷で覆うようなデザインが一般的に採用されているが,本実施例でも透明成型体シートに印刷してこともできるし,加飾フィルムに印刷して一体成型することもできる。
本発明によるカバーフィルムは,第1構成材料の透明成型体としてガラス材料,もしくは高硬度透明プラスチックを使用して折り曲げ部をスリット加工し,第2構成材料として当該スリット部を透明弾性体材料で充填接合,さらに片面全体も弾性層で構成される。また,折り曲げ部と非折り曲げ部の透明成型体は同一材料で,かつ同一シートから加工することができる。これによって,フレキシブル有機ELディスプレイに適した,平坦性,表面硬度に優れ,さらに折り曲げ可能なフレキシブルカバーフィルムを得ることができた。
1A 透明成型体シート 1B 透明成型体個片 2A 透明樹脂弾性体 2B 透明樹脂弾性体 3 透明樹脂フィルム 4 透明樹脂薄膜 5 ハードコート 6 防汚(撥水)処理 7 透明成型体間の間隙(スリット) 8 高硬度透明成型体の表面加工部 9 フレキシブルディスプレイ素子 10 透明成型体シート 11基準穴 12カットライン 20 ベース材 21 フィルム基材 22 ディスプレイ
50 スタイラスペン 51 スタイラスペンの先端 52 クラック 60 ディスペンサー
F 押し厚 R 折り曲げ半径 T カバーフィルムの厚さ
50 スタイラスペン 51 スタイラスペンの先端 52 クラック 60 ディスペンサー
F 押し厚 R 折り曲げ半径 T カバーフィルムの厚さ
Claims (5)
- 一方向に長く表面が高硬度な透明成型体を,平面上で折り曲げ方向と同一方向に連続的に整列した整列体であって,当該透明成型体間を透明樹脂弾性体で充填接合し,の少なくとも片面側を透明樹脂弾性体材料,もしくは透明樹脂材料と積層接合した構造であるフレキシブルカバーフィルム,その製造方法,およびそれを使用した表示装置
- シート状の透明材料の少なくとも折り曲げ該当領域に,機械加工,レーザー加工,化学エッチングもしくはそれらを複合的に使用してスリット状の加工を施して外周部分で連結した透明成型体シートを作製した後,当該スリット部内を透明樹脂弾性体材料で充填接合し,さらに各種材料と積層後の工程において,当該積層体を機械加工,レーザー加工等により連結部分を含む外周部分を除去してなることを特徴とする請求項1に記載するフレキシブルカバーフィルム,その製造方法,およびそれを使用した表示装置
- 透明成型体は透明ガラスもしくは透明プラスチック材料であって,スリット内部を充填接合する透明弾性体,および当該透明成型体全面と積層する透明弾性体は1GPa以下の弾性率であって,当該透明成型体全面と積層する透明樹脂材料は弾性率が1GPa以上であることを特徴とする請求項1から請求項2に記載されるフレキシブルカバーフィルム,その製造方法,および表示装置。
- 透明成型体の整列ピッチが,表示装置の回路配線パターンとの光学的干渉防止のために,異なるピッチの組み合わせで整列をした請求項1から請求項3に記載するフレキシブルカバーフィルム,およびそれを使用した表示装置。
- 透明成型体間のスリットが無い透明成型体表面部分に,当該透明成型体のある部分と類似の表面形状を形成した請求項1から請求項4に記載するフレキシブルカバーフィルム,およびそれを使用した表示装置。
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-
2018
- 2018-06-21 JP JP2018117576A patent/JP2019219545A/ja active Pending
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