JP2020520472A - 光学積層体及びこれを含むフレキシブルディスプレイ - Google Patents

光学積層体及びこれを含むフレキシブルディスプレイ Download PDF

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Abstract

本発明は、カバーウィンドウと、デコレーション層、及び粘着剤層と、を含む光学積層体であって、前記粘着剤層の段差追従係数（Ｙ）が１以上である光学積層体、及び前記光学積層体を含むフレキシブルディスプレイを提供する。本発明に係る光学積層体は、段差追従性に優れて段差部分における気泡の発生が抑制でき、且つ高温・高湿の条件で耐屈曲性にも優れるため、フレキシブルディスプレイに効果的に使用できる。

Description

本発明は、光学積層体及びこれを含むフレキシブルディスプレイに関するものであり、より詳しくは、段差追従性に優れて段差部分における気泡の発生が抑制でき、且つ高温・高湿の条件で耐屈曲性にも優れる光学積層体、及びこれを含むフレキシブルディスプレイに関するものである。
粘着剤のうち高透明性を有する光学用透明粘着剤（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｃｌｅａｒ ａｄｈｅｓｉｖｅ、ＯＣＡ）は、ディスプレイ装置において部品同士を積層する層間接着に用いられている。この種の光学用透明粘着剤は、高い透過率と低いヘイズが求められ、種々の基材との密着性、耐熱及び耐湿熱耐久性といった物性を満たさなければならない。
近年、柔軟性のあるカバーウィンドウを用いて紙のように曲がっても表示性能をそのまま保持できるフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）ディスプレイ装置が次世代ディスプレイ装置として急浮上するに伴い、曲がったり撓んだりしている部分でも密着性に優れ且つ耐久性に優れる光学用透明粘着剤に関する開発が求められている。また、スマートフォンやタブレットＰＣの需要の爆発的な増大に伴い、デコレーション層が形成されたカバーウィンドウを偏光板またはタッチセンサなどの下部光学層と接合するための光学用透明粘着剤に関する技術開発が求められている。特に、このようなデコレーション層が段差を有することからデコレーション層の接合への適用の際に段差追従性（埋め込み性）に優れて段差部分における気泡の発生が抑制できる光学用透明粘着剤に関する技術開発が求められている。
大韓民国公開特許第２０１６−０１４０７４９号には、重量平均分子量が２０万〜９０万であり、且つ重合体を構成するモノマー単位として、水酸基を有するモノマーを１０重量％超３０重量％以下の量で含有する（メタ）アクリル酸エステル重合体と、架橋剤と、架橋促進剤を含有する粘着性組成物を架橋させてなる粘着剤であって、ゲル分率が４０〜９０％である粘着剤が段差追従性を有し且つ気泡の発生が抑制できることが記載されている。
しかしながら、このような粘着剤を用いてデコレーション層が形成されたカバーウィンドウを偏光板またはタッチセンサなどの下部光学層と接合する場合、高温・高湿の条件で耐屈曲性が劣化し、フレキシブルディスプレイへの適用が困難であるという問題点があった。そのため、段差追従性に優れて段差部分における気泡の発生が抑制でき、且つ高温・高湿の条件で耐屈曲性にも優れる光学積層体に関する開発が求められている。
本発明の一目的は、段差追従性に優れて段差部分における気泡の発生が抑制でき、且つ高温・高湿の条件で耐屈曲性にも優れる光学積層体を提供することである。
本発明の他の目的は、前記光学積層体を含むフレキシブルディスプレイを提供することである。
一方で、本発明は、カバーウィンドウと、デコレーション層、及び粘着剤層と、を含む光学積層体であって、下記の数学式１で定義される前記粘着剤層の段差追従係数（Ｙ）が１以上である光学積層体を提供する。
［数１］
段差追従係数（Ｙ）＝（ａ／ｂ）×ｃ
前記式中、
ａは、粘着剤層の厚さであり、
ｂは、デコレーション層の段差であり、
ｃは、［０．１ｓｅｃ Ｇ（t）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータである。
本発明の一実施形態において、前記粘着剤層の粘着力は、被着体に対して、５Ｎ／２５ｍｍ以上であってよい。
本発明の一実施形態において、前記被着体は、コロナ処理、プラズマ処理、またはプライマー処理が施されたものであってよい。
本発明の一実施形態において、前記粘着剤層は、コロナ処理またはプラズマ処理が施されたものであってよい。
他の一方で、本発明は、前記光学積層体を含むフレキシブルディスプレイを提供する。
本発明の一実施形態において、前記フレキシブルディスプレイは、前記光学積層体の粘着剤層の面に積層された光学層をさらに含んでよい。
本発明に係るカバーウィンドウと、デコレーション層、及び粘着剤層とを含む光学積層体は、偏光板またはタッチセンサなどの下部光学層との接着力に優れ、デコレーション層による段差に対する追従性（埋め込み性）に優れて段差部分における気泡の発生が抑制でき、且つ高温・高湿の条件で耐屈曲性にも優れるため、フレキシブルディスプレイに効果的に使用できる。
本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイを概略的に示した断面図である。 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を概略的に示した断面図である。
以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明の一実施形態は、カバーウィンドウと、デコレーション層、及び粘着剤層とを含む光学積層体であって、下記の数学式１で定義される前記粘着剤層の段差追従係数（Ｙ）が１以上である光学積層体に関するものである。
［数１］
段差追従係数（Ｙ）＝（ａ／ｂ）×ｃ
前記式中、
ａは、粘着剤層の厚さであり、
ｂは、デコレーション層の段差であり、
ｃは、［０．１ｓｅｃ Ｇ（t）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータである。
前記デコレーション層の段差は、カバーウィンドウ上に形成されたデコレーション層の高さの差を意味する。
前記応力緩和パラメータは、物体に所定のせん断応力（ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｓｓ）を加えたときにおける、初期応力と時間ｔ後の応力との差を初期応力で除した値を意味する。これにより、前記［０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータは、初期応力、すなわち０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）から３００秒後の応力、すなわち３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）を引いた値を、初期応力、すなわち０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で除した値である。
前記［０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータは、次の方法により測定して得ることができる。離型フィルム上に粘着剤層形成用組成物を塗布し硬化させて１５０μｍ厚さの粘着剤層を形成し、前記粘着剤層を離型フィルムから分離して８ｍｍ直径の円形の試片を準備する。次いで、レオメータ（例えば、アントンパール社製のＭＣＲ−３０１）で １０％ひずみ（ｓｔｒａｉｎ）に設定し、前記試片に対して常温で初期モジュラス（０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ））を測定し、常温で３００秒放置後のモジュラス（３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ））を測定して得ることができる。
本発明の一実施形態に係る光学積層体は、段差追従係数（Ｙ）が１以上、例えば、１〜５０、特に、１〜２０である粘着剤層を含むことで、段差追従性に優れて段差部分における気泡の発生が抑制でき、且つ高温・高湿の条件で耐屈曲性にも優れる。前記段差追従係数（Ｙ）が１未満であると、段差追従性が劣化して段差部分において気泡が発生したり、高温・高湿の条件で耐屈曲性が低下したりすることがあり、５０を超えると、柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）が劣化したり、粘着剤の凝集力が不足して信頼性評価の際に気泡が発生したりすることがある。
＜カバーウィンドウ＞
本発明の一実施形態において、前記カバーウィンドウは、ハードコーティングフィルムまたはガラス基板であってよい。
前記ハードコーティングフィルムは、透明基材及び前記透明基材の少なくとも一方の面に形成されたハードコーティング層を含んでよい。
前記透明基材としては、透明性のあるプラスチックフィルムであればいずれも使用可能である。例えば、トリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、エチレン酢酸ビニル共重合体、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリアクリル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどの高分子から形成されたフィルムであってよい。これらの高分子は、単独で、または２種以上を混合して用いてよい。
前記透明基材の厚さは特に制限されないが、１０〜５００μｍ、具体的には２０〜１５０μｍの範囲であってよい。前記透明基材の厚さが１０μｍ未満であるとフィルムの強度が低下して加工性が劣化し、また５００μｍを超えると透明性が低下したり屈曲性が低下したりする という問題が生じることがある。
前記ハードコーティング層は、光硬化型エポキシ樹脂及び光重合開始剤を含むハードコーティング組成物から形成されてよい。
前記光硬化型エポキシ樹脂は、エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物またはポリシロキサン樹脂を含んでよい。
前記エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物は、下記の化学式１で表される化合物を含んでよい。
［化学式１］
Ｒ１ ｎＳｉ（ＯＲ２）４−ｎ
前記式中、Ｒ１はエポキシ基であり、Ｒ２はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基であり、ｎは１〜３の整数である。
本明細書において用いられるＣ１〜Ｃ２０のアルキル基は、炭素数１〜２０個からなる直鎖状若しくは分岐状の炭化水素を意味し、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシルなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。
前記エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物はエポキシ基によるカチオン光重合反応を進行させ、カチオン光重合反応は相対的に低い収縮率を示し且つ表面における酸素阻害反応がないため安定した硬化が可能となり、硬化率に優れる。また、前記アルコキシシラン化合物のゾル−ゲル反応によって製造されるポリシロキサン樹脂は、シロキサンネットワークの存在によってカチオン光重合が早く進められ且つ硬化率に優れるという特性を有する。このようなエポキシ基を有するアルコキシシラン化合物とポリシロキサン樹脂は、ハードコーティング組成物に優れた硬度を与え、且つ、優れた柔軟性を与える。
前記化学式１で表されるエポキシ基を有するアルコキシシラン化合物は、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、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランからなる群より選ばれてよい。
前記エポキシ基を有するポリシロキサン樹脂は、前記アルコキシシラン化合物の加水ゾル−ゲル反応によって製造されてよい。
具体的に、出発物質であるアルコキシシランのアルコキシ基が、水とともに加水分解されてヒドロキシ基を形成するようになり、他のアルコキシシラン化合物のアルコキシ基またはヒドロキシ基との縮合反応でシロキサン結合を形成することによりポリシロキサンを形成するようになる。
前記加水ゾル−ゲル反応を促進するために、好ましくは触媒が投入されてよい。使用可能な触媒としては、酢酸、リン酸、硫酸、塩酸、硝酸、クロロスルホン酸、ｐ−トルエン酸、卜リクロロ酢酸、ポリリン酸、ピロリン酸、ヨウ素酸、酒石酸、過塩素酸のような酸触媒またはアンモニア、水酸化ナトリウム、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、イミダゾール、過塩素酸アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化バリウムなどのような塩基触媒、Ａｍｂｅｒｉｔｅ ＩＰＡ−４００（Ｃｌ）のようなイオン交換樹脂（ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｒｅｓｉｎ）が挙げられる。触媒の使用量は特に制限されず、アルコキシシラン１００重量部に対して、０．０００１〜１０重量部の範囲で添加してよい。
前記加水ゾル−ゲル反応は、常温で６〜１４４時間撹拌して進められてよく、また、反応速度を促進し且つ完全な縮合反応の進行のために６０〜８０℃で６〜３６時間進められてもよい。
前記光重合開始剤は、前記ハードコーティング組成物の光硬化のために用いられ、当該技術分野において用いられ得る開始剤であれば特に制限されることなく用いられてよい。
前記光重合開始剤としては、可視光線、紫外線、Ｘ線、または電子線のような活性エネルギー線の照射によって、カチオン種またはルイス酸を発生させ、カチオン光硬化性成分の重合反応を開始できるカチオン光重合開始剤を用いてよい。
カチオン光重合開始剤は、光によって触媒的に作用するため、カチオン光硬化性成分に混合しても保存安定性や作業性に優れる。活性エネルギー線の照射によってカチオン種またはルイス酸を発生させる化合物として、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩や芳香族スルホニウム塩のようなオニウム塩；鉄アレーン錯体などが挙げられる。これらの中でも特に芳香族スルホニウム塩は、３００ｎｍ付近の波長領域でも紫外線吸収特性を有する点で、良好な硬化性や優れた塗膜特性を与えることができることから好ましい。前記カチオン光重合開始剤は、それぞれ単独で用い、または２種以上を混合して用いてよい。
前記光重合開始剤は、光硬化型エポキシ樹脂１００重量部に対して、０．１〜５重量部の範囲で含まれてよい。前記光重合開始剤の含量が０．１重量部未満であると硬化速度が遅くなり、また５重量部を超えると過度な硬化によってハードコーティング層にクラックが発生することがある。
前記ハードコーティング組成物は、脂環式エポキシ基、グリシジル基またはオキセタン基を含む反応性モノマーをさらに含んでよい。
前記反応性モノマーとしては、ジグリシジルエーテルなどを用いてよい。
前記反応性モノマーは、光硬化型エポキシ樹脂１００重量部に対して、５〜３０重量部の範囲で含まれてよい。
前記ハードコーティング組成物は、必要に応じて溶剤をさらに含んでよい。
前記溶剤は、当該技術分野において用いられるものであれば特に制限されることなく用いてよい。具体的に、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリコールメトキシアルコールなどのアルコール系；メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトンなどのケトン系；メチルアセテート、エチルアセテート、ブチルアセテート、プロピレングリコールメトキシアセテートなどのアセテート系；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブなどのセロソルブ系；ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素系のものが挙げられる。これらの溶剤は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いてよい。
前記ハードコーティング組成物は、ダイコータ、エアナイフ、リバースロール、スプレー、ブレード、キャスティング、グラビア、マイクログラビア、スピンコーティングなど公知の方式を適宜用いて、透明基材への塗工（Ｃｏａｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ）が可能である。
前記ハードコーティング組成物を透明基材に塗布した後は、ＵＶ光を照射して硬化させる。前記ＵＶ光の光照射強度は０．１〜６０００ｍＷ／ｃｍ２であってよい。前記透明基材は、塗布の前にコロナなどで表面処理されてよい。
また、前記光硬化の後にさらに熱処理を行ってよい。前記熱処理は、約５０℃以上の温度及び約５０％以上の相対湿度（絶対湿度４１ｇ／ｍ２以上）の条件で行われてよい。
このとき、形成されるハードコーティング層の厚さは、具体的に５〜２００μｍ、より具体的に５〜１００μｍの範囲であってよい。前記ハードコーティング層の厚さが前記範囲内に含まれると、耐衝撃性に優れ且つ適切な厚さによって屈曲性能が良好になる。
＜デコレーション層＞
本発明の一実施形態において、前記デコレーション層は装飾的な要素を提供し、下部構造、例えばタッチセンサの電極配線などが視認されることを防止する層である。
前記デコレーション層は、ベゼル、ロゴ、アイコン、カメラ窓、赤外線窓などを含んでよい。
前記デコレーション層の形成は、有機または無機顔料と、溶剤、分散剤、バインダーなどを混合してなるインクを用いて印刷する方式で行われてよい。前記印刷は、インクジェットプリンタまたはシルクスクリーンプリンタなどの印刷機器を用いて行ってよい。また、前記デコレーション層の形成は、有機物パターンをインプリントしたり、薄膜蒸着後にフォトエッチングしたり、有色のフォトレジスト（ＰＲ）をリソグラフィしたりする方式で行われてよい。
前記デコレーション層の厚さは、１μｍ〜３０μｍの範囲であってよい。前記デコレーション層の厚さが１μｍ未満であると遮光性が劣化したり、カラーがぼやけて本然の色を示すことができないなどの不具合が生じることがあり、また３０μｍを超えると段差を埋めるために粘着剤の厚さが過度に厚くなるという不具合が生じることがある。
＜粘着剤層＞
本発明の一実施形態において、前記粘着剤層は、当該技術分野において公知の光学積層体用粘着剤組成物からなるものであってよい。
前記粘着剤組成物は、アクリル系共重合体及び架橋剤を含んでよい。
前記アクリル系共重合体は、炭素数１〜１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート単量体と架橋可能な官能基を有する重合性単量体の共重合体であってよい。ここで、（メタ）アクリレートは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。
前記炭素数１〜１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート単量体の具体的な例としては、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレートなどが挙げられ、これらのうち、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートまたはこれらの混合物が好ましい。これらは、単独で、または２種以上混合して用いてよい。
前記架橋可能な官能基を有する重合性単量体は、化学結合によって粘着剤組成物の凝集力または粘着強度を補強することで耐久性や切断性を与えるための成分であって、例えば、ヒドロキシ基を有する単量体、カルボキシ基を有する単量体があり、これらは、単独で、または２種以上を混合して用いてよい。
ヒドロキシ基を有する単量体としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、アルキレン基の炭素数が２〜４のヒドロキシアルキレングリコール（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、５−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、６−ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、７−ヒドロキシヘプチルビニルエーテル、８−ヒドロキシオクチルビニルエーテル、９−ヒドロキシノニルビニルエーテル、１０−ヒドロキシデシルビニルエーテルなどが挙げられ、これらのうち、４−ヒドロキシブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチルビニルエーテルなどが好ましい。
カルボキシル基を有する単量体としては、（メタ）アクリル酸、クロトン酸などの１価酸；マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの２価酸、及びこれらのモノアルキルエステル；３−（メタ）アクリロイルプロピオン酸；アルキル基の炭素数が２〜３の２−ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートの無水コハク酸開環付加体、アルキレン基の炭素数が２〜４のヒドロキシアルキレングリコール（メタ）アクリレートの無水コハク酸開環付加体、及びアルキル基の炭素数が２〜３の２−ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートのカプロラクトン付加体に無水コハク酸を開環付加させた化合物などが挙げられ、これらのうち、（メタ）アクリル酸が好ましい。
架橋可能な官能基を有する重合性単量体は、炭素数１〜１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート単量体１００重量部に対して、０．０５〜１０重量部の範囲で含まれることが好ましく、０．１〜８重量部の範囲であることがより好ましい。含量が０．０５重量部未満であると粘着剤の凝集力が小さくなって耐久性が低下することがあり、また１０重量部を超えると高いゲル分率によって粘着力が劣化し耐久性に問題を生じさせることがある。
前記アクリル系共重合体は、前記単量体に加え、他の重合性単量体を、粘着力を低下させない範囲、例えば、総量に対して１０重量％以下の範囲でさらに含んでよい。
前記アクリル系共重合体の製造方法は特に限定されず、当該分野において通常に用いられる塊状重合、溶液重合、乳化重合、または懸濁重合などの方法を用いて製造してよく、溶液重合が好ましい。また、重合の際に、通常に用いられる溶媒、重合開始剤、分子量の制御のための連鎖移動剤などを用いてよい。
前記アクリル系共重合体は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、ＧＰＣ）によって測定された重量平均分子量（ポリスチレン換算、Ｍｗ）が、通常５万〜２００万であり、好ましくは、４０万〜２００万である。重量平均分子量が５万未満であると共重合体間の凝集力に乏しく粘着耐久性に問題を生じさせることがあり、また２００万を超えると塗工の際に工程性を確保するために多量の希釈溶媒を必要とすることがある。
前記架橋剤は、密着性及び耐久性を向上させることができ、高温での信頼性及び粘着剤の形状を保持させることができる成分として、イソシアネート系、エポキシ系、過酸化物系、金属キレート系、オキサゾリン系などが用いられてよく、１種または２種以上を混合して用いてよい。これらのうち、イソシアネート系が好ましい。
具体的に、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，４−または４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物；及びジイソシアネートのトリメチロールプロパンなどの多価アルコール系化合物のアダクト体などが用いられてよい。
前記架橋剤は、前記アクリル系共重合体１００重量部に対して０．０１〜１５重量部、好ましくは、０．０１〜５重量部の範囲で含有されてよい。含量が０．０１重量部未満であると、乏しい架橋度によって凝集力が小さくなることで粘着耐久性や切断性の物性を損なうことがあり、また１５重量部を超えると、過剰の架橋反応によって残留応力の緩和に問題が生じることがある。
前記粘着剤組成物を被着体上に塗布し、または前記粘着剤組成物から製造された粘着シートを付着して粘着剤層を形成してよい。
前記塗布方法は、当該分野において通常に用いられる方法であれば特に限定されず、例えば、メイヤーバーコーティング法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、浸漬コーティング法、スプレー法などによって塗布する方法が挙げられる。
前記方法によって形成された粘着剤層の厚さは特に限定されず、例えば、５〜２５０μｍの範囲であってよく、好ましくは、１０〜２００μｍの範囲であってよい。
前記粘着剤層の粘着力は、被着体に対して、５Ｎ／２５ｍｍ以上、例えば、５〜４０Ｎ／２５ｍｍであってよい。
前記被着体及び粘着剤層の接合されるそれぞれの面には、それぞれ独立して易接合処理を施してよい。例えば、前記被着体は、コロナ処理、プラズマ処理、またはプライマー処理が施されてよく、前記粘着剤層は、コロナ処理またはプラズマ処理が施されてよい。
＜フレキシブルディスプレイ＞
本発明の一実施形態は、上述した光学積層体を含むフレキシブルディスプレイに関するものである。
前記フレキシブルディスプレイは、前記光学積層体の粘着剤層の面に積層された光学層をさらに含んでよい。
前記光学層は、偏光板、タッチセンサ、及び飛散防止フィルムのうちの１種以上であってよく、これらに制限されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイを概略的に示した断面図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイは、カバーウィンドウ１０と、前記カバーウィンドウの下部に形成されたデコレーション層２０と、前記デコレーション層の下部に形成された粘着剤層３０と、前記粘着剤層の下部に形成された偏光板４０、及び前記偏光板の下部に形成されたタッチセンサ５０と、を含む。
図２は、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を概略的に示した断面図である。
図２を参照すると、本発明の一実施形態に係るフレキシブルディスプレイは、カバーウィンドウ１０と、前記カバーウィンドウの下部に形成されたデコレーション層２０と、前記デコレーション層の下部に形成された粘着剤層３０と、前記粘着剤層の下部に形成されたタッチセンサ５５、及び前記タッチセンサの下部に形成された偏光板４５と、を含む。
図１及び図２中、ａは粘着剤層３０の厚さを示し、ｂはデコレーション層２０の段差を示す。
本発明の一実施形態において、前記偏光板４０、４５は、偏光子及び必要に応じて前記偏光子の少なくとも一方の面に積層された保護フィルムを含んでよい。
前記偏光板は、延伸型またはコーティング型偏光子を含んでよい。具体的に、前記偏光板としては、ポリビニルアルコールフィルムを延伸してヨウ素や二色性色素を染色した偏光子の少なくとも一方の面に保護層を積層してなるもの、透明フィルムに液晶を配向して偏光子の性能を持たせてなるもの、透明フィルムにポリビニルアルコールなどの配向性樹脂をコートしこれを延伸及び染色してなるもの、などを例に挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、前記タッチセンサ５０、５５は、通常のタッチセンサを適用してよく、例えば、フィルム形態を有するフィルムタッチセンサであってよい。
以下、実施例、比較例、及び実験例を挙げて本発明をより具体的に説明することにする。なお、これらの実施例、比較例、及び実験例は単に本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらに限定されないことは当業者にとって自明である。
［製造例１：ハードコーティングフィルムの製造］
光硬化型エポキシ樹脂の製造
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランと水とを２３．６３ｇ：２．７０ｇ（０．１ｍｏｌ：０．１５ｍｏｌ）の割合で混合し、１００ｍＬの二つ口フラスコに入れた。次いで、前記混合物に０．０５ｍＬのアンモニアを触媒として添加し、６０℃で６時間撹拌して、光硬化型エポキシ樹脂を製造した。
ハードコーティング組成物の製造
前記光硬化型エポキシ樹脂とジグリシジルエーテルとを１００：１０の重量比で混合し、前記混合物１００重量部に対して２重量部のトリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩を混合して、ハードコーティング組成物を製造した。
ハードコーティングフィルムの製造
前記ハードコーティング組成物を、コロナによって表面処理が施された８０μｍ厚さのポリイミドフィルムの上に５０μｍの厚さでコートした。これを水銀ＵＶ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）ランプ（２０ｍＷ／ｃｍ２）に５分間曝して、前記トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩による光硬化を行い、５０℃及び５０％の相対湿度の条件下で６０分間水分熱処理を施して、ハードコーティングフィルムを製造した。
［製造例２：デコレーション層形成用組成物の製造］
Ｃ.Ｉ.ピグメントホワイト６であって平均粒度が２００ｎｍの第１白色顔料と、Ｃ.Ｉ.ピグメントホワイト２４の粒度サイズ１００ｎｍ、屈折率１．５７の第２白色顔料からなる着色剤３５．０ｇ（第２白色顔料は第１白色顔料１００重量部に対して１０重量部）、バインダ樹脂（メタクリル酸とベンジルメタクリレートとの共重合体であってメタクリル酸単位とベンジルメタクリレート単位との比はモル比で３１：６９、ポリスチレン換算重量平均分子量２０，０００）４．９４ｇ、分散剤としてＢＹＫ−１８０（ＢＹＫ社製）４．３２ｇ、及び溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５５．７４ｇを、ビーズミルによって２時間混合し分散して、着色剤分散組成物を製造した。
前記着色剤分散組成物５０．２ｇ、メタクリル酸とベンジルメタクリレートとの共重合体（メタクリル酸単位とベンジルメタクリレート単位との比はモル比で３１：６９、ポリスチレン換算重量平均分子量は２０，０００）２９．５ｇ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート１１．１ｇ、２−メチル−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノ−１−プロパン−１−オン２．２ｇ、２，４−ジエチルチオキサントン１．１ｇ、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．４ｇ、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５．５ｇを混合して、デコレーション層形成用組成物を製造した。
［合成例１：アクリル系共重合体の合成］
窒素ガスが還流し、温度調節が容易となるように冷却装置を設置した１Ｌの反応器に、ｎ−ブチルアクリレート９５重量部及び４−ヒドロキシブチルアクリレート５重量部からなる単量体混合物を投入した後、溶剤としてエチルアセテート４００重量部を投入した。次いで、酸素を除去するために窒素ガスを１時間パージした後、６２℃に保持した。前記混合物を均一に混合した後、反応開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．０７重量部を投入し、約８時間反応させて、重量平均分子量１５０万のアクリル系共重合体を製造した。
［合成例２：アクリル系共重合体の合成］
単量体として２−エチルヘキシルアクリレート９９重量部及び４−ヒドロキシブチルアクリレート１重量部を用いたことを除いては、合成例１と同法にて重量平均分子量１００万のアクリル系共重合体を製造した。
［合成例３：アクリル系共重合体の合成］
窒素ガスが還流し、温度調節が容易となるように冷却装置を設置した１Ｌの反応器に、ｎ−ブチルアクリレート９５重量部及び４−ヒドロキシブチルアクリレート５重量部からなる単量体混合物を投入した後、溶剤としてエチルアセテート４００重量部を投入した。次いで、酸素を除去するために窒素ガスを１時間パージした後、６２℃に保持した。前記混合物を均一に混合した後、反応開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．０７重量部を投入し、約４時間反応させて、重量平均分子量５０万のアクリル系共重合体を製造した。
［製造例３：粘着剤組成物の製造］
前記合成例１のアクリル系共重合体１００重量部に対して、トリメチロールプロパンとキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）のアダクト体０．０５重量部を混合して、粘着剤組成物を製造した。前記粘着剤組成物を固形分２０重量％となるように酢酸エチル溶剤と混合して用いた。
［製造例４：粘着剤組成物の製造］
前記合成例２のアクリル系共重合体１００重量部に対して、トリメチロールプロパンとキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）のアダクト体０．０５重量部を混合して、粘着剤組成物を製造した。前記粘着剤組成物を固形分２０重量％となるように酢酸エチル溶剤と混合して用いた。
［製造例５：粘着剤組成物の製造］
前記合成例３のアクリル系共重合体１００重量部に対して、トリメチロールプロパンとキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）のアダクト体０．０５重量部を混合して、粘着剤組成物を製造した。前記粘着剤組成物を固形分２０重量％となるように酢酸エチル溶剤と混合して用いた。
［製造例６：粘着剤組成物の製造］
前記合成例１のアクリル系共重合体１００重量部に対して、トリメチロールプロパンとキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）のアダクト体０．１重量部を混合して、粘着剤組成物を製造した。前記粘着剤組成物を固形分２０重量％となるように酢酸エチル溶剤と混合して用いた。
［実施例１〜９及び比較例１〜５：光学積層体の製造］
前記製造例１のハードコーティングフィルムのハードコーティング層とは反対側の面に、前記製造例２のデコレーション層形成用組成物を用いて、下記のようにデコレーション層を形成した。
デコレーション層形成用組成物をスピンコーティング法でハードコーティングフィルムのハードコーティング層とは反対側の面に塗布した後、加熱板上に載置し１００℃の温度で３分間維持して薄膜を形成させた。次いで、前記薄膜上にパターンを有するフォトマスクを載置し紫外線を照射した。このとき、紫外線の光源はｇ、ｈ、ｉ線をいずれも含有する１ＫＷの高圧水銀ランプを用いて１００ｍＪ／ｃｍ２の照度で照射した。前記の紫外線が照射された薄膜をｐＨ１０．５のＫＯＨ水溶液の現像溶液に２０秒間浸漬して現像した。前記薄膜が形成されたハードコーティングフィルムを蒸留水を用いて洗浄した後、窒素ガスを用いて乾燥し、１５０℃の加熱オーブンで２０分間加熱して、デコレーション層を製造した。
このとき、デコレーション層の段差を下記の表１のように調節した。
また、前記製造例３〜６の粘着剤組成物を離型剤がコートされた離型フィルム上に塗布し、１００℃で３〜５分間乾燥させて、厚さ２５μｍまたは５０μｍの粘着剤層を製造した。
次いで、ハードコーティングフィルムのデコレーション層が形成された面と前記粘着剤層とをロール貼合機で貼り合せて光学積層体を製造した。
このとき、粘着剤層の厚さを下記の表１のように調節した。
また、前記製造例３〜６の粘着剤組成物を用いて、［０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータを下記の表１のように調節した。
前記粘着剤層の厚さ、デコレーション層の段差、及び［０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータを用いて、下記の数学式１によって粘着剤層の段差追従係数（Ｙ）を計算し、下記の表１に表した。
［数１］
段差追従係数（Ｙ）＝（ａ／ｂ）×ｃ
前記式中、
ａは、粘着剤層の厚さであり、ｂは、デコレーション層の段差であり、ｃは、［０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータである。
Figure 2020520472
［実験例１：］
前記実施例及び比較例で製造された光学積層体の物性を後述する方法にて測定し、その結果を下記の表２に表した。
（１）粘着力
前記実施例及び比較例で製造した粘着剤層を３８μｍのＰＥＴフィルムに転写し、２５ｍｍ×１００ｍｍで切断し離型フィルムを剥離した後、カバーウィンドウに０．２５ＭＰａの圧力でラミネートしオートクレーブ処理（５気圧、５０℃、２０分）して、試片を作製した。
試片を２３℃、５０％ＲＨの条件下、２４時間放置した後、万能引張試験機器（ＵＴＭ、Ｉｎｓｔｒｏｎ）を用い、剥離速度３００ｍｍ／分、剥離角度１８０°で粘着剤層を剥離して、粘着力を測定した。このとき、測定は、２３℃、５０％ＲＨの条件下で実施した。
（２）気泡発生の程度
オートクレーブ処理（５気圧、５０℃、２０分）の前後における外観を光学顕微鏡にて観察して、気泡発生の程度を下記の評価基準で評価した。
＜評価基準＞
○：オートクレーブ処理の前に気泡なし。
△：オートクレーブ処理の前に気泡がやや発生していたが、オートクレーブ処理の後は気泡が消えた。
×：オートクレーブ処理の前に気泡が発生しており、オートクレーブ処理の後も気泡が消えずに残存。
（３）耐屈曲性
下記の評価方法及び評価基準によって耐屈曲性を評価した。
＜評価方法＞
評価標準：ＩＥＣ ６２７１５
評価装備：面状体無負荷Ｕ字伸縮試験機（ＤＬＤＭＬＨ−ＦＳ）
装備製造社：ＹＵＡＳＡ ＳＹＳＴＥＭ（日本）
評価条件：６０℃、９０％ ＲＨ／５万回（ハードコーティング層側が内方に折り畳まれるように屈曲させる）
＜評価基準＞
○：光学積層体に気泡、剥離、クラックなどの不良モードが観察されない。
△：光学積層体に微細な不良モードが目視にて微かに視認される。
×：光学積層体の折り畳み部分に目視にて確実な不良モードが視認される。
Figure 2020520472
前記表２で見られるように、段差追従係数（Ｙ）が１以上の本発明に係る実施例１〜９の光学積層体は、粘着力に優れ、気泡発生が殆どなく、且つ高温・高湿の条件で耐屈曲性に優れていることを確認することができた。これに対し、段差追従係数（Ｙ）が１未満の比較例１〜５の光学積層体は、気泡発生の程度が高く、高温・高湿の条件で耐屈曲性が低下することを確認することができた。
以上、本発明の特定の部分について詳しく記述したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、このような具体的な記述は単に好適な具現例であるに過ぎず、これらによって本発明の範囲が制限されるものではないことは明らかである。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、前記内容を基に本発明の範疇内で種々の応用および変形を行うことが可能であろう。
したがって、本発明の実質的な範囲は、特許請求の範囲とその等価物によって定義されると言えよう。

Claims (10)

  1. カバーウィンドウと、デコレーション層、及び粘着剤層と、を含む光学積層体であって、
    下記の数学式１で定義される前記粘着剤層の段差追従係数（Ｙ）が１以上である光学積層体。
    ［数１］
    段差追従係数（Ｙ）＝（ａ／ｂ）×ｃ
    前記式中、
    ａは、粘着剤層の厚さであり、
    ｂは、デコレーション層の段差であり、
    cは、［０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）−３００ｓｅｃ Ｇ（ｔ）］／０．１ｓｅｃ Ｇ（ｔ）で定義される粘着剤層の応力緩和パラメータである。
  2. 前記粘着剤層の段差追従係数（Ｙ）が１〜５０の範囲である、請求項１に記載の光学積層体。
  3. 前記カバーウィンドウは、ハードコーティングフィルムまたはガラス基板である、請求項１に記載の光学積層体。
  4. 前記粘着剤層の粘着力は、被着体に対して、５Ｎ／２５ｍｍ以上である、請求項１に記載の光学積層体。
  5. 前記被着体は、コロナ処理、プラズマ処理、またはプライマー処理が施されたものである、請求項４に記載の光学積層体。
  6. 前記粘着剤層は、コロナ処理またはプラズマ処理が施されたものである、請求項１に記載の光学積層体。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学積層体を含む、フレキシブルディスプレイ。
  8. 前記光学積層体の粘着剤層の面に積層された光学層をさらに含む、請求項７に記載のフレキシブルディスプレイ。
  9. 前記光学層は、偏光板、タッチセンサ、及び飛散防止フィルムのうちの１種以上である、請求項８に記載のフレキシブルディスプレイ。
  10. 前記偏光板は、延伸型またはコーティング型偏光子を含む、請求項９に記載のフレキシブルディスプレイ。
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