JP2020091468A - フレキシブル表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで生産性が高く、且つ耐屈曲性、耐擦傷性及び透明性に優れる反射防止フィルムを備えるフレキシブル表示装置を提供する。【解決手段】可撓性を有する透明樹脂フィルム基材１０の少なくとも一方の面に、無機微粒子１１とマトリクス樹脂１２とを含有する反射防止層１３が設けられた反射防止フィルムが、画像表示面に配置されているフレキシブル表示装置であって、反射防止層における無機微粒子の体積比率が４０体積％以上であり、無機微粒子の直径が５〜２００ｎｍの範囲であり、反射防止層の厚さが５０〜２００ｎｍの範囲であり、反射防止フィルムが、ＪＩＳＫ５６００−５−１に準拠し、半径２ｍｍの円筒形マンドレルを用いて屈曲試験を行った場合にクラックを生じないことを特徴とするフレキシブル表示装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブル表示装置に関する。

近年、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などの表示装置を構成する基板として主に用いられてきたガラス基板に替えて、可撓性を有する樹脂基板を用いたフレキシブル表示装置が提案されている。これらの表示装置の画像表示面には、蛍光灯などの外光の映り込みを防止して視認性を高めるために、反射防止層（低屈折率層）を設けた反射防止フィルムが配置されている。このような反射防止フィルムには、反射防止能及び透明性が優れるだけでなく、耐屈曲性も要求される。

反射防止フィルムの作製方法としては、プラズマＣＶＤ法によりフィルム基材表面にシリカ膜からなる低屈折率層を形成する技術（例えば、特許文献１）、フィルム基材上にシリコーンオイル又はシリコーン界面活性剤を含む隣接層を形成した後、その隣接層上に低屈折率材料など含有する塗布液を塗布し、乾燥させ、硬化させて低屈折率層を形成する技術（例えば、特許文献２）などが知られている。

特開２００４−２５８３９４号公報 特開２００５−３３８５４９号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、シリカ膜からなる低屈折率層を形成するためのプラズマＣＶＤ装置を新たに導入することが必要となり、イニシャルコストが高くなる上、生産性が低いという問題がある。更に、特許文献１には、フィルム基材と低屈折率層との間に、熱硬化型樹脂又は電離放射線硬化型樹脂からなるハードコート層を設けてもよいことが記載されているが、このようなハードコート層を設けた場合、耐擦傷性は向上するものの、耐屈曲性が著しく低下してしまうという問題もある。一方、特許文献２の技術では、複数の層を形成する工程が必要となるために生産性が低くコストが高くなる上、得られる反射防止フィルムの透明性が不十分であるという問題がある。上記したように、従来技術による反射防止フィルムは、フレキシブル表示装置において満足のいくものではなかった。
従って、本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、低コストで生産性が高く、且つ耐屈曲性、耐擦傷性及び透明性に優れる反射防止フィルムを備えるフレキシブル表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係るフレキシブル表示装置は、可撓性を有する透明樹脂フィルム基材の少なくとも一方の面に、無機微粒子とマトリクス樹脂とを含有する反射防止層が設けられた反射防止フィルムが、画像表示面に配置されているフレキシブル表示装置であって、反射防止層における無機微粒子の体積比率が４０体積％以上であり、無機微粒子の直径が５〜２００ｎｍの範囲であり、反射防止層の厚さが５０〜２００ｎｍの範囲であり、反射防止フィルムが、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−１に準拠し、半径２ｍｍの円筒形マンドレルを用いて屈曲試験を行った場合にクラックを生じないことを特徴とするものである。

本発明によれば、低コストで生産性が高く、且つ耐屈曲性、耐擦傷性及び透明性に優れる反射防止フィルムを備えるフレキシブル表示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るフレキシブル表示装置が備える反射防止フィル ムの模式断面図である。

以下、本発明に係るフレキシブル表示装置の好適な実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るフレキシブル表示装置の画像表示面に配置された反射防止フィルムの模式断面図である。フレキシブル表示装置としては、可撓性を有する樹脂基板上に表示素子を備えた折り曲げ可能なものであれば特に限定されるものではなく、フレキシブル液晶表示装置、フレキシブル有機ＥＬ表示装置などが挙げられ、これらは公知の方法に準じて製造することができる。図１に示すように、本実施の形態における反射防止フィルムは、可撓性を有する透明樹脂フィルム基材１０の一方の面に、無機微粒子１１とマトリクス樹脂１２とを含有する反射防止層１３が設けられている。

反射防止層１３の厚さは、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが必要であり、９０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。反射防止層１３の厚さが５０ｎｍ未満や２００ｎｍを超えると、可視光線の反射防止効果が得られなくなるからである。

反射防止層１３に占める無機微粒子１１の体積比率は４０体積％以上であることが必要であり、５０体積％〜７４体積％の範囲であることが好ましい。無機微粒子１１の体積比率が４０体積％未満であると、無機微粒子１１間にマトリクス樹脂１２が過剰に存在することになり、基板を曲げたときに反射防止フィルムにクラック（亀裂）が生じやすくなり、耐屈曲性を確保することができない。

反射防止層１３に含有される無機微粒子１１の直径は５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが必要であり、５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。無機微粒子１１の直径が５０ｎｍ未満であると、反射防止層１３の厚さ方向に向けて２層の無機微粒子１１を積層させても反射防止層１３の厚さを１００ｎｍ以上にできないため好ましくなく、一方、２００ｎｍを超えると、反射防止層１３の厚さを２００ｎｍ以下にできないからである。

このような反射防止層１３の形成方法は、特に制限されるものではないが、無機微粒子１１と、マトリクス樹脂１２と、溶媒（必要に応じて）とを含む塗布液を塗布した後、硬化させる塗布法が好ましい。塗布液の塗布方法としては、スピンコート法、スリットコート法、ロールコート法、インクジェット法などが挙げられる。無機微粒子１１としては、直径が上記した条件を満たすものであれば特に制限されず、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化亜鉛微粒子などから適宜選択される。これらの中でも、シリカ微粒子が好ましく、特に、低屈折率、透明性及び硬度の観点から、中空シリカ微粒子がより好ましい。また、マトリクス樹脂１２としては、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂から適宜選択すればよい。上記した塗布液は、市販品を用いてもよく、例えば、日揮触媒化成株式会社製のＥＬＣＯＭ Ｐ−５０６２が挙げられる。

可撓性を有する透明樹脂フィルム基材１０としては、反射防止フィルムに使用されている公知のものを制限なく使用することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレンなどが挙げられる。可撓性を有する透明樹脂フィルム基材１０の厚さは、反射防止フィルムに使用される一般的な厚さであればよく、通常、１０μｍ〜１０００μｍである。

反射防止フィルムは、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−１に準拠し、半径２ｍｍの円筒形マンドレルを用いて屈曲試験を行った後、反射防止層１３表面を目視で観察した結果、クラックが生じていないことが必要である。

反射防止フィルムに設けられた反射防止層１３は、好ましくは、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験（荷重１０００ｇ）においてＨ以上の硬度を有する。反射防止層１３の硬度は、使用するマトリクス樹脂１２の種類、無機微粒子１１の種類及び無機微粒子１１の体積比率を調整することによって向上させることができる。また、反射防止フィルムに設けられた反射防止層１３は、好ましくは、波長５５０ｎｍで測定したときに１．４５未満の屈折率を有する。反射防止層１３の屈折率は、使用する無機微粒子１１の種類及び無機微粒子１１の体積比率を調製することによって変更することができる。

このように構成された本実施の形態における反射防止フィルムは、プラズマＣＶＤ装置を新たに導入する必要がなく、バーコーター等の既存の装置を用いて製造することができるのでイニシャルコストが低く且つ生産性が高く、また、反射防止能に優れることは勿論のこと、耐屈曲性、耐擦傷性及び透明性にも優れる。特に、無機微粒子１１として中空シリカ微粒子を用い、可撓性を有する透明樹脂フィルム基材１０としてポリエチレンテレフタレートを用いた反射防止フィルムでは、５％〜６％程度の反射率及び８８％〜９１％程度の全光線透過率が得られ、良好な反射防止能と透明性と有している。従って、このような反射防止フィルムはフレキシブル表示装置において有用である。

なお、図１では、好ましい形態として、反射防止層１３が、その厚さ方向に向けて、２層の無機微粒子１１が積層された部分を有しているが、上記した条件を満たすのであれば１層であってもよいし、３層以上であってもよい。また、可撓性を有する透明樹脂フィルム基材１０と反射防止層１３との間には、ハードコート層を設けてもよい。

以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
市販のＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００、厚さ１００μｍ）上にバーコーターを用いて中空シリカ微粒子（直径６５ｎｍ）とマトリクス樹脂とを含む塗布液（日揮触媒化成株式会社製ＥＬＣＯＭ Ｐ−５０６２）を塗布した。その後、ホットプレート上で８０℃で２分間乾燥させ、窒素雰囲気下で紫外線を照射（４００ｍＪ／ｃｍ^２、波長３６５ｎｍ）して硬化させることにより、反射防止フィルムを得た。
更に、反射防止フィルムの耐屈曲性、耐擦傷性及び反射率を以下の方法に従って評価した。結果を表１に示す。

＜耐屈曲性評価＞
ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−１に準拠し、円筒形マンドレル試験機（ＥＲＩＣＨＳＥＮ社製ｍｏｄｅｌ ２６６）を用いて曲率半径を測定した。サンプルの反射防止層面が円筒形マンドレルの外側又は内側になるように試料台に挟み、曲げ試験を行った。その後、反射防止層面の傷及びクラックの有無を目視で確認した。傷及びクラックが無い場合は、円筒形マンドレルの半径が小さいものに変更して試験を行った。外曲げ及び内曲げのそれぞれの曲率半径は、傷及びクラックが発生しない場合の最小円筒形マンドレル半径とした。なお、曲率半径が小さい程、耐屈曲性が優れているといえる。

＜耐擦傷性評価＞
ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠し、往復摩擦試験機（新東科学株式会社製ＴＹＰＥ３０）を用いて鉛筆硬度を測定した。鉛筆をサンプル表面に対して斜め４５度の角度にセットし、荷重１０００ｇ、ステージ速度３００ｍｍ／分、移動距離５０ｍｍの条件でサンプル表面を往復させた。その後、サンプル表面の傷の有無を目視で確認した。同じ鉛筆硬度で３回試験を行い、３回とも傷が無い場合は、鉛筆硬度を高くして試験を行った。鉛筆硬度は、３回とも傷が無い場合の最大硬度とした。なお、鉛筆硬度が高い程、耐擦傷性が優れているといえる。

＜反射率評価＞
サンプルの反射率を分光測色計（コニカミノルタ株式会社製ＣＭ−２６００ｄ）を用いて測定した。上記の反射率とはコート面を上側に向けて測定した、全反射率データの３回の平均値である。

＜比較例１＞
市販のＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００、厚さ１００μｍ）の耐屈曲性、耐擦傷性及び反射率を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
市販のＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００、厚さ１００μｍ）上に、バーコーターを用いてＵＶ硬化型ハードコート剤であるタフトップ（登録商標）ＳＨＯ（東レ株式会社製）を塗布して膜を形成した。膜の厚さは約２０μｍであった。得られた膜付ＰＥＴフィルムの耐屈曲性、耐擦傷性及び反射率を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

＜比較例３＞
市販のＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００、厚さ１００μｍ）上に、バーコーターを用いてＵＶ硬化型ハードコート剤であるディフェンサ（登録商標）ＦＨ−７００（ＤＩＣ株式会社製）を塗布して膜を形成した。膜の厚さは約２０μｍであった。得られた膜付ＰＥＴフィルムの耐屈曲性、耐擦傷性及び反射率を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

＜比較例４＞
市販のＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００、厚さ１００μｍ）上に、バーコーターを用いて傷自己修復塗料であるプラネット（登録商標）ＴＣクリヤＣＦ１００（オリジン電気株式会社製）を塗布して膜を形成した。膜の厚さは約２０μｍであった。得られた膜付ＰＥＴフィルムの耐屈曲性、耐擦傷性及び反射率を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

以上の結果から明らかなように、比較例２〜４で得られた反射防止フィルムは、いずれも反射率の低減効果が十分でない上に、比較例２及び３で得られたものは耐屈曲性が不十分であった。
これに対し、実施例１で得られた反射防止フィルムは、ＰＥＴフィルム単体（比較例１）と同程度の耐屈曲性を有しつつ、耐擦傷性を高め、反射率を低くすることができた。
また、実施例１で得られた反射防止フィルムを用いて、フレキシブル表示装置を作製したところ、外光の映り込みを防止することができ、鮮明な画像を表示することができた。

１０ 可撓性を有する透明樹脂フィルム基材、１１ 無機微粒子、１２ マトリクス樹脂、１３ 反射防止層。

Claims (6)

1. 可撓性を有する透明樹脂フィルム基材の少なくとも一方の面に、無機微粒子とマトリクス樹脂とを含有する反射防止層が設けられた反射防止フィルムが、画像表示面に配置されているフレキシブル表示装置であって、
   前記反射防止層における前記無機微粒子の体積比率が４０体積％以上であり、
   前記無機微粒子の直径が５〜２００ｎｍの範囲であり、
   前記反射防止層の厚さが５０〜２００ｎｍの範囲であり、
   前記反射防止フィルムが、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−１に準拠し、半径２ｍｍの円筒形マンドレルを用いて屈曲試験を行った場合にクラックを生じないことを特徴とするフレキシブル表示装置。
2. 前記反射防止フィルムに設けられた前記反射防止層が、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験（荷重１０００ｇ）において、Ｈ以上の硬度を有することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
3. 前記無機微粒子が、シリカ微粒子であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブル表示装置。
4. 前記無機微粒子が、中空シリカ微粒子であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブル表示装置。
5. 前記反射防止層が、前記反射防止層の厚さ方向に向けて、２層以上の前記無機微粒子が積層された部分を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフレキシブル表示装置。
6. 前記反射防止層が、塗布法によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフレキシブル表示装置。
   

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