JP6141936B2 - カバー部材および電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、カバー部材および電子機器に関する。
近年、携帯電話、音楽プレーヤ、スマートフォン、タブレットおよび電子ペーパー等の各種電子機器では、その高機能化に伴い、画面上に対する指等のタッチ操作により入力操作を行い得るタッチパネルを備えるものが知られている。
このような電子機器は、具体的には、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイのような表示素子と、表示素子上に配置されたタッチパネルと、タッチパネル上に配置されたカバー部材とを有しており、表示素子により表示された画像がタッチパネルおよびカバー部材を透過することにより、操作者により前記画像が視認される。そして、前記画像により得られた情報に基づいて、操作者が指等によりカバー部材上にタッチ操作を行うことにより、タッチパネルが前記タッチ操作を例えば静電容量の変化として認識することで、電子機器の各種機能の切り換えが行われる(例えば、特許文献1参照。)。
かかる構成の電子機器では、通常、長期耐久性に優れるという観点から、ガラス材料で構成されるカバー部材が用いられるが、近年、電子機器の軽量化やフレキシブル性を図ることを目的に、ポリカーボネート(PC)やポリエーテルスルホン(PES)のような樹脂材料で構成されたカバー部材を備えるものが提案されている。
ここで、このように樹脂材料で構成されたカバー部材を備える電子機器を、長期耐久性に優れたものとするには、カバー部材上へのタッチ操作に長期に亘って耐え得るように、カバー部材が平面保持性に優れることが求められるが、前記樹脂材料で構成されたカバー部材では、この平面保持性が十分なものとは言えなかった。
特開2014−146138号公報
本発明の目的は、良好な平面保持性を有し長期耐久性に優れたカバー部材、および、かかるカバー部材を備える信頼性に優れた電子機器を提供することにある。
このような目的は、下記(1)〜(11)に記載の本発明により達成される。
(1) 85mol%以上の量で剛直構造を含む非晶性の芳香族ポリアミドと、多官能エポキシドと、を含有するフィルム状をなす基材を備え
前記剛直構造は、下記一般式(1)で表わされる繰り返し単位および下記一般式(2)で表わされる繰り返し単位を含み、
前記基材は、ループスティフネステスタ法にて得られる、ループスティフネス値が5g/25mm以上であることを特徴とするカバー部材。
Figure 0006141936
(ただし、nは、1〜4の整数であり、Ar は、下記一般式(A)および(B)からなる群から選択され、
Figure 0006141936
[p=4、R 、R 、R は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アリール基、置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、G は、共有結合、CH 基、C(CH 基、C(CF 基、C(CX 基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO 基、Si(CH 基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、アリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]、
Ar は、下記一般式(C)および(D)からなる群から選択され、
Figure 0006141936
[p=4、R 、R 、R は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アリール基、置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、G は、共有結合、CH 基、C(CH 基、C(CF 基、C(CX 基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO 基、Si(CH 基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、アリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]、
Ar は、下記一般式(E)および(F)からなる群から選択される。
Figure 0006141936
[t=1〜3、R 、R 10 、R 11 は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アリール基、置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、G は、共有結合、CH 基、C(CH 基、C(CF 基、C(CX 基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO 基、Si(CH 基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、アリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]
(2) 前記剛直構造は、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビストリフルオロメチルビフェニル(PFMB)由来の構造、テレフタロイルジクロライド(TPC)由来の構造、4,4’−ジアミノジフェン酸(DAPD)由来の構造、および3,5−ジアミノベンゾイン酸(DAB)由来の構造のうちの少なくとも1種を含む上記(1)に記載のカバー部材。
(3) 前記芳香族ポリアミドの少なくとも一方の末端は、エポキシ基と反応可能な官能基である上記(1)または(2)に記載のカバー部材。
(4) 前記多官能エポキシドは、2つ以上のグリシジルエポキシ基を含むエポキシドまたは2つ以上の脂環式基を含むエポキシドである上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のカバー部材。
(5) 前記多官能エポキシドは、下記一般構造(α)で表される上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のカバー部材。
Figure 0006141936
(ただし、lは、グリシジル基の数であり、Rは、下記構造である。
Figure 0006141936
(6) 前記基材は、その引張弾性率が4GPa以上である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のカバー部材
(7) 前記基材は、そのヘイズ値が5%以下である上記(1)ないし(6)のいずれかに記載のカバー部材。
(8) 前記基材は、その波長400nmの全光線透過率が65%以上である上記(1)ないし(7)のいずれかに記載のカバー部材。
(9) 前記基材は、耐薬品性を備える上記(1)ないし(8)のいずれかに記載のカバー部材。
(10) 前記基材は、その平均厚さが0.1μm以上1000μm以下である上記(1)ないし(9)のいずれかに記載のカバー部材。
(11) 所定の操作に起因する静電容量の変化を検出するタッチパネルと、
該タッチパネルの一方の面側に配置された、上記(1)ないし(10)のいずれかに記載のカバー部材とを備えることを特徴する電子機器。
本発明によれば、カバー部材が非晶性の芳香族ポリアミドを含有するフィルム状をなす基材を備えることで、カバー部材の平面保持性を優れたものとすることができる。したがって、かかるカバー部材を、タッチパネルの一方の面側に配置することで、カバー部材上に操作者の指等によるタッチ操作が複数回なされたとしても、カバー部材の表面の平面性を長期に亘って維持することができる。すなわち、カバー部材を長期耐久性に優れたものとすることができる。
本発明のカバー部材を備えるスマートフォンの実施形態を示す斜視図である。 図1に示すスマートフォンの分解斜視図である。 図1に示すスマートフォンのA−A線断面図である。 図1〜3に示すスマートフォンを製造する方法を説明するための縦断面図である。
以下、本発明のカバー部材および電子機器について、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明のカバー部材を説明するのに先立って、本発明の電子機器が適用されたスマートフォンすなわち、本発明の電子機器の一例として、本発明のカバー部材を備えるスマートフォンについて説明する。
図1は、本発明のカバー部材を備えるスマートフォンの実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示すスマートフォンの分解斜視図、図3は、図1に示すスマートフォンのA−A線断面図である。なお、以下の説明では、図1中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」と言い、図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
スマートフォン100は、カバー部材10と、タッチパネル2と、表示素子3と、緩衝材4と、回路基板5と、筐体20とを有している。
カバー部材10は、平板状(フィルム状)をなし、タッチパネル2の上面(一方の面)側に配置され、このカバー部材10が本発明のカバー部材で構成されるが、その説明については後に詳述する。
タッチパネル2は、電極群21と基板22と電極群23と基板24とを備えており、この順で、上面側から下面側に向かって、すなわち−z軸方向に積層されている。
電極群21は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)のような導電性および光透過性を有する金属酸化物で構成され、その全体形状が帯状をなしている。そして、基板22の上面に、x軸方向に沿って複数個並んで配置されている。また、電極群23は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)のような導電性および光透過性を有する金属酸化物で構成され、その全体形状が帯状をなしている。そして、基板24の上面に、y軸方向に沿って複数個並んで配置されている。これにより、電極群21と電極群23とは、互いに直交して配置される。
また、タッチパネル2は、図示しない、フレキシブル性を備える接続基板を有しており、この接続基板は、その一端が電極群21および電極群23のそれぞれに電気的に接続される。
なお、このタッチパネル2において、電極群21が設けられた基板22と、電極群23が設けられた基板24との接合は、例えば、これら同士の間にOCA(光学透明両面テープ)等を介在させることにより行われている。また、タッチパネル2と、カバー部材10との接合も、同様に、これら同士の間にOCA(光学透明両面テープ)等を介在させることにより行われている。
表示素子3は上面を表示面とする液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等であり、この表示素子3で表示された画像がタッチパネル2およびカバー部材10を介して操作者に視認される。
緩衝材4は、その全体形状が、四角形の枠体をなし、また、回路基板5は、基板51と、図示しない制御回路、検出回路および駆動回路等を備え、表示素子3と回路基板5との間に緩衝材4が配置されることで、空間41が画成され、この空間41内に、制御回路、検出回路および駆動回路等が収納されている。
また、回路基板5は、タッチパネル2が備える接続基板の他端と電気的に接続されており、これにより、検出回路および駆動回路と、電極群21および電極群23とが電気的に接続されている。
以上のようなカバー部材10、タッチパネル2、表示素子3、緩衝材4および回路基板5を積層することで得られる積層体により、入力装置50が構成される。また、筐体20は、凹部21を備えており、この凹部21に入力装置50が収納されることで、スマートフォン100が形成される。
かかる構成のスマートフォン100において、表示素子3に、例えば、複数のアイコン(図示せず)を画像として表示させ、この状態で、操作者が指等により所望のアイコンを選択するタッチ操作行うと、すなわち、操作者が所望のアイコンに対応するカバー部材10の上面の位置に指等を接触させると、駆動回路に電気的に接続された電極群21および電極群23から放出された電界の一部が指により吸収される。
この指による電界の吸収により、電界強度が変化する。そして、この変化を、電極群21および電極群23に電気的に接続された検出回路により検出し、この検出結果に基づいて、指等の接触位置を制御回路が特定することで、指等が接触したアイコンが選択される。その結果、表示素子3には、かかるアイコンに対応したアプリケーション等の画像が表示される。
(スマートフォン100の製造方法)
以上のような構成のスマートフォン100は、例えば、次のようにして製造される。
図4は、図1〜3に示すスマートフォンを製造する方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
[1]まず、第1の面と、この第1の面に対向する第2の面とを備えるガラス基板のような平板状の基材500と;この基材500の第1の面側に設けられるカバー部材(樹脂フィルム)10とを備える基板を用意する。
[1−A] まず、前記第1の面および第2面を備え、光透過性を有する基材500を用意する。
基材500の構成材料としては、例えば、ガラス、金属、シリコーン等が挙げられる。これら材料は、単独で用いられてもよいし、適宜組み合わせて用いられてもよい。
[1−B]次いで、カバー部材10を、この基材500の第1の面(一方の面)上に形成する。これにより、基材500と、カバー部材10とを備える基板(図4中に示す積層複合材料)が得られる。
このカバー部材10の形成に、後述する樹脂組成物、すなわち、非晶性の芳香族ポリアミド(以下、「非晶性の芳香族ポリアミド」を、単に「芳香族ポリアミド」と言うこともある。)と、この芳香族ポリアミドを溶解する溶剤とを含有する樹脂組成物が用いられ、かかる樹脂組成物を用いることで、非晶性の芳香族ポリアミドを含有するカバー部材(樹脂フィルム)10が形成される。
また、カバー部材10を形成する方法としては、例えば、図4(A)に示すように、ダイコート法を用いて基材500の第1の面上に、前記樹脂組成物(ワニス)を供給した後、この樹脂組成物を例えば熱処理により乾燥させる方法が挙げられる(図4(B)参照。)。
なお、樹脂組成物を基材500に供給する方法としては、ダイコート法に限定されず、インクジェット法、スピンコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法のような各種液相成膜法を用いることができる。
また、カバー部材10の形成に用いる樹脂組成物は、上述の通り、非晶性の芳香族ポリアミドと、この芳香族ポリアミドを溶解する溶剤とを含有するものであり、かかる樹脂組成物を用いることで、非晶性の芳香族ポリアミドを含有するカバー部材10を形成することができるが、この樹脂組成物については、後に詳述する。
なお、カバー部材10の反り変形の抑制および/または寸法安定性向上の観点から、溶剤の沸点の約+40℃〜約+100℃の温度、より好ましくは、溶剤の沸点の約+60℃〜約+80℃の温度、さらに好ましくは、溶剤の沸点の約+70℃の温度下で、樹脂組成物に対して熱処理が施される。また、本発明の1つまたは複数の実施形態において、カバー部材10の反り変形の抑制および/または寸法安定性向上の観点から、本工程[1−B]における熱処理の温度は、200〜250℃である。また、カバー部材10の反り変形の抑制および/または寸法安定性向上の観点から、本工程[1−B]における加熱時間(期間)は、約1分より長く、約30分より短い。
また、カバー部材10が基材500上に形成される本工程[1−B]は、樹脂組成物を乾燥した後に、樹脂組成物を硬化させる硬化処理工程を含んでもよい。樹脂組成物の硬化処理の温度は、加熱装置の能力に依存するが、200〜420℃であることが好ましく、210〜380℃であることがより好ましく、220〜300℃であることがさらに好ましい。また、樹脂組成物の硬化処理の時間は、5〜300分、または、30〜240分であることが好ましい。
[2]次に、カバー部材10の上面に、予め用意したタッチパネル2を接合する。
このカバー部材10とタッチパネル2の接合は、例えば、カバー部材10とタッチパネル2との間に、OCAを介在させた状態で、これら同士を加圧することにより行うことができる。
タッチパネル2は、例えば、以下のようにして製造することができる。
[2−A]まず、基板22、24上に、それぞれ、金属酸化物層を形成し、その後、各金属酸化物層を、フォトリソグラフィ法等により形成されたレジスト層をマスクとして用いた、ウェットエッチングまたはドライエッチングのようなエッチング法により、パターニングすることで、それぞれ、電極群21、23を形成する。
[2−B]次に、電極群21が形成された基板22と、電極群23が形成された基板24との間に、OCAを介在させた状態で、これら同士を加圧することにより接合することにより、タッチパネル2が得られる。
なお、このタッチパネル2は、予め用意することなく、カバー部材10上に、直接、各部材21〜24を順次積層して形成することもできる。
[3]次に、タッチパネル2の上面に、表示素子3を接合する。
このタッチパネル2と表示素子3との接合は、例えば、前記工程[2]で説明したのと同様に、例えば、OCAを用いて行うことができる。
[4]次に、表示素子3の上面に、緩衝材4を接合する。
この表示素子3と緩衝材4との接合は、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤のような各種接着剤を用いて行うことができる。
[5]次に、緩衝材4の上面に、回路基板5を接合する。
この緩衝材4と回路基板5との接合は、前記工程[4]と同様に、各種接着剤を用いて行うことができる。
[6]次に、入力装置50のカバー部材10を除く各部2〜5を筐体20の凹部21内に収納した状態でカバー部材10の縁部と、筐体20の縁部とを接合する。
このカバー部材10の縁部と、筐体20の縁部との接合は、前記工程[4]と同様に、各種接着剤を用いて行うことができる。
以上のような工程[1]〜[6]を経ることで、入力装置50の一部が筐体20の凹部21内に収納されたスマートフォン100が基材500上に形成される(図4(C)参照。)。
[7] 次に、基材500側から、カバー部材(樹脂フィルム)10に、光を照射する。
これにより、基材500とカバー部材10との界面において、基材500からカバー部材10を剥離する。
その結果、スマートフォン(電子機器)100が基材500から分離される(図4(D)参照。)。
カバー部材10に照射する光としては、このカバー部材10への光の照射により、基材500とカバー部材10との界面で、基材500からカバー部材10を剥離させ得るものであれば特に限定されないが、レーザー光であるのが好ましい。レーザー光を用いることにより、基材500とカバー部材10との界面において、基材500からカバー部材10をより確実に剥離させることができる。
また、レーザー光としては、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、YAGレーザーおよびYVOレーザー等が挙げられる。
以上のような工程[1]〜[7]を経ることで、基材500から剥離されたスマートフォン100を得ることができる。
ここで、以上のような構成のスマートフォン100において、カバー部材10が平面保持性に劣るものであると、これに起因して、カバー部材10上へのタッチ操作に対する、カバー部材10の長期耐久性が十分に得られないという問題が生じる。
かかる問題点を解消することを目的に、本発明では、カバー部材10を、非晶性の芳香族ポリアミドを含有するものとしている。このように、非晶性の芳香族ポリアミドをカバー部材10が含有していることで、カバー部材10が平面保持性に優れたものとなり、これに起因して、カバー部材10上へのタッチ操作に対する、カバー部材10の長期耐久性が優れたものとなる。
以上のような構成のカバー部材10は、前述の通り、非晶性の芳香族ポリアミドと、この芳香族ポリアミドを溶解する溶剤とを含有する樹脂組成物を用いて形成することができるが、以下、この樹脂組成物について詳述する。
[芳香族ポリアミド]
芳香族ポリアミドは、樹脂組成物を用いて形成されるカバー部材(樹脂フィルム)10に、非晶性の状態で含まれる。このように、樹脂組成物から得られるカバー部材10中において、芳香族ポリアミドが非晶性の状態で含まれることにより、カバー部材10を平面保持性に優れたものとすることができる。また、芳香族ポリアミドは、カバー部材10への光の照射による、基材500とカバー部材10との界面におけるカバー部材10の剥離を効率よく実施するために含まれる。
この芳香族ポリアミドは、その主骨格に連結する、カルボキシル基を有していることが好ましい。これにより、芳香族ポリアミド、さらには形成されるカバー部材10の耐薬品性(耐溶剤性)を向上させることができる。そのため、樹脂組成物に用いる溶剤、さらにはカバー部材10上への入力装置50(スマートフォン100)の各部2〜5の形成に、液状材料を用いる際には、この液状材料の選択の幅を広げることができる。
なお、本明細書中において、「耐薬品性を有している」とは、SEMI D19-0305に準拠して、薬品中にカバー部材10を室温で30分間浸漬した後において、カバー部材10の溶解および膨潤が認められないときのことを言うこととする。なお、薬品としては、n−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、2.38%トリス(ヒドロキシメチル)アミンメタン、18%塩化水素、5%水酸化ナトリウム、5%水酸化カリウムが挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、芳香族ポリアミドは、全芳香族ポリアミドであることが好ましい。これにより、形成されるカバー部材10において、芳香族ポリアミドを、非晶性の状態でより確実に含有させることができる。なお、全芳香族ポリアミドとは、その主骨格に含まれるアミド結合同士が直鎖状または環状をなす脂肪族基で連結されることなく、全て芳香族基(芳香族環)で連結されている芳香族ポリアミドのことを言う。
このような芳香族ポリアミドは、下記一般式(I)および(II)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一方を有することが好ましいが、双方を有することがより好ましい。
Figure 0006141936
(ただし、xは、前記一般式(I)で表される繰り返し単位のモル%であり、nは、1〜4の整数であり、yは、前記一般式(II)で表される繰り返し単位のモル%であり、Arは、下記一般式(III)および(III’) からなる群から選択され、
Figure 0006141936
[p=4、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]、
Arは、下記一般式(IV)および(V)からなる群から選択され、
Figure 0006141936
[p=4、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]、
Arは、下記一般式(VI)および(VII)からなる群から選択される。
Figure 0006141936
[t=1〜3、R、R10、R11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)]からなる群から選択される。)。
また、上述の芳香族ポリアミドに関し、本発明の1つまたは複数の実施形態において、上記一般式(I)および(II)で表される繰り返し単位は、芳香族ポリアミドが極性溶剤または1つ以上の極性溶剤を含む混合溶剤に対して可溶性を有するよう選択される。本発明の1つまたは複数の実施形態において、一般式(I)のxは90.0〜99.99mol%の範囲で変化し、一般式(II)のyは10.0〜0.01mol%の範囲で変化する。本発明の1つまたは複数の実施形態において、一般式(I)のxは90.1〜99.9mol%の範囲で変化し、一般式(II)のyは9.9〜0.1mol%の範囲で変化する。本発明の1つまたは複数の実施形態において、一般式(I)のxは90.0〜99.0mol%の範囲で変化し、一般式(II)のyは10.0〜1.0モル%の範囲で変化する。本発明の1つまたは複数の実施形態において、一般式(I)のxは92.0〜98.0mol%の範囲で変化し、一般式(II)のyは8.0〜2.0mol%の範囲で変化する。本発明の1つまたは複数の実施形態において、一般式(I)および(II)で表される複数の繰り返し単位中のAr、Ar、Arは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、芳香族ポリアミドは、自身を構成する成分のうち剛直構造(剛直成分)を85mol%以上の量で含むことが好ましく、95mol%以上の量で含むことがより好ましい。剛直構造の量をかかる量で含むことにより、カバー部材10中における、芳香族ポリアミドの非晶性をより向上させることができる。そのため、得られるカバー部材10の平面保持性をより優れたものとすることができる。
なお、本明細書中において、剛直構造とは、芳香族ポリアミドを構成する繰り返し単位(モノマー成分)のうち、その主骨格が直線性を有している繰り返し単位のことを言う。具体的には、剛直構造としては、例えば、Ar、ArおよびArのそれぞれが以下のような上記一般式(I)および(II)で表される繰り返し単位が挙げられる。
Arは、下記一般式(A)および(B)からなる群から選択される。
Figure 0006141936
[p=4、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]
Arは、下記一般式(C)および(D)からなる群から選択される。
Figure 0006141936
[p=4、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]、
Arは、下記一般式(E)および(F)からなる群から選択される。
Figure 0006141936
[t=1〜3、R、R10、R11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]
さらに、Arの具体例としては、例えば、テレフタロイルジクロライド(TPC:Terephthaloyl dichloride)由来の構造が挙げられ、Arの具体例としては、例えば、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビストリフルオロメチルビフェニル(PFMB:4, 4’-Diamino-2, 2’-bistrifluoromethylbihenyl)由来の構造が挙げられ、Arの具体例としては、例えば、4,4’−ジアミノジフェン酸(4, 4’-Diaminodiphenic acid)(DADP)由来の構造、および3,5−ジアミノベンゾイン酸(3, 5-Diaminobenzoic acid)(DAB)由来の構造が挙げられる。
また、芳香族ポリアミドは、その数平均分子量(Mn)が、6.0×10以上であることが好ましく、6.5×10以上であることがより好ましく、7.0×10以上であることがより好ましく、7.5×10以上であることがより好ましく、8.0×10以上であることがさらに好ましい。また、芳香族ポリアミドは、その数平均分子量が、1.0×10以下であることが好ましく、8.0×10以下であることがより好ましく、6.0×10以下であることがより好ましく、4.0×10以下であることがさらに好ましい。上述の条件を満足する芳香族ポリアミドを用いることにより、カバー部材10において、芳香族ポリアミドをより容易に非晶性の状態とすることができる。
なお、本明細書中において、芳香族ポリアミドの数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chlomatography)にて測定される。
さらに、芳香族ポリアミドの分子量分布(=Mw/Mn)は、5.0以下であることが好ましく、4.0以下であることがより好ましく、3.0以下であることがより好ましく、2.8以下であることがより好ましく、2.6以下であることがより好ましく、2.4以下であることがさらに好ましい。なお、芳香族ポリアミドの分子量分布は、2.0以上であることが好ましい。上述の条件を満足する芳香族ポリアミドを用いることにより、カバー部材10において、芳香族ポリアミドをより容易に非晶性の状態とすることができる。
また、芳香族ポリアミドは、芳香族ポリアミドを合成した後に沈殿の工程を経ることで得られることが好ましい。沈殿の工程を経て得られた芳香族ポリアミドを用いることにより、カバー部材10において、芳香族ポリアミドをより容易に非晶性の状態とすることができる。
本実施形態の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ポリアミドの末端−COOH基および末端−NH基のいずれかまたは双方は末端封止されている。この末端封止は、層(すなわち、カバー部材10)の耐熱性向上の観点から好ましい。−NHである各末端は、ベンゾイルクロライドを用いた反応によって末端封止することができ、−COOHである各末端は、アニリンを用いた反応によって末端封止することができる。しかしながら、末端封止の方法はこれに限定されない。
[無機フィラー]
また、樹脂組成物には、芳香族ポリアミドに加えて、前述したスマートフォン100の製造方法において、カバー部材10を基材500から剥離させる際に、カバー部材10に破断が発生しない程度に無機フィラーを含有させてもよい。これにより、カバー部材10の熱線膨張率を低減させることができる。
この無機フィラーは、特に限定されないが、粒子または繊維で構成されるのが好ましい。
また、無機フィラーの材質は、無機物であれば特に限定されず、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物、マイカ等の鉱物、ガラス、またはこれらの混合物が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合せて用いることができる。なお、ガラスの種類としては、Eガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、NEガラス、Tガラス、低誘電率ガラス、高誘電率ガラス等が挙げられる。
無機フィラーが繊維で構成される場合、前記繊維の平均繊維径は1〜1000nmであることが好ましい。上述のような平均繊維径を有する繊維で構成される無機フィラーを含む樹脂組成物を用いることによって、カバー部材10の平面保持性を確実に優れたものとすることができる。
ここで、各繊維は、単繊維で構成されてもよい。この場合、複数の単繊維は、引き揃えられることなく、かつ相互間に芳香族ポリアミドの液状前駆体が入り込むように十分に離隔している。また、この場合、平均繊維径は複数の単繊維の平均径となる。また、各繊維は、複数本の単繊維を束ねてなる糸条で構成されてもよい。この場合、平均繊維径は複数の糸条の径の平均値として定義される。また、カバー部材10の透明性向上の観点から、前記繊維の平均繊維径は小さいほど好ましく、また、樹脂組成物(芳香族ポリアミド溶液)に含まれる芳香族ポリアミドの屈折率と繊維(無機フィラー)の屈折率とが近いほど好ましい。例えば、繊維に使用する材質と芳香族ポリアミドの589nmにおける屈折率の差が0.01以下の場合は、繊維径に関わらず透明性の高いカバー部材10を形成することが可能となる。また、平均繊維径の測定方法としては、例えば電子顕微鏡による観察等が挙げられる。
また、無機フィラーが粒子で構成される場合、前記粒子の平均粒子径は1〜1000nmであることが好ましい。上述のような平均粒子径を有する粒子で構成される無機フィラーを含む樹脂組成物を用いることによって、カバー部材10の平面保持性を確実に優れたものとすることができる。
ここで、前記粒子の平均粒子径は、平均投影円相当直径のことを言う。
前記粒子の形状は、特に限定されないが、例えば、球状もしくは真球状、ロッド状、平板状、またはこれらの結合形状が挙げられる。このような形状を有する無機フィラーを用いることにより、カバー部材10の平面保持性を確実に優れたものとすることができる。
また、前記粒子の平均粒子径は小さいほど好ましく、さらに、樹脂組成物(芳香族ポリアミド溶液)に含まれる芳香族ポリアミドの屈折率と粒子(無機フィラー)の屈折率とが近いほど好ましい。これにより、カバー部材10の透明性のさらなる向上を図ることができる。例えば、粒子に使用する材質と芳香族ポリアミドの589nmにおける屈折率の差が0.01以下の場合は、粒子径に関わらず透明性の高いカバー部材10を形成することが可能となる。また、平均粒子径の測定方法としては、例えば粒度分布計による測定等が挙げられる。
また、樹脂組成物(芳香族ポリアミド溶液)における固形分中の無機フィラーの割合は、特に限定されないが、1体積%〜50体積%であることが好ましく、2体積%〜40体積%であることがより好ましく、3体積%〜30体積%であることがさらに好ましい。さらに、樹脂組成物(芳香族ポリアミド溶液)における固形分中の芳香族ポリアミドの割合は、特に限定されないが、50体積%〜99体積%であることが好ましく、60〜98体積%であることがより好ましく、70〜97体積%であることがさらに好ましい。
なお、本明細書中において、「固形分」とは、樹脂組成物中の溶剤以外の成分をいう。固形分の体積換算、無機フィラーの体積換算、および/または芳香族ポリアミドの体積換算は、樹脂組成物を調製する際の成分の投入量から算出することができる。または、それらは、樹脂組成物から溶剤を除去することでも算出することができる。
[エポキシ試薬]
また、樹脂組成物中には、必要に応じて、前述したスマートフォン100の製造方法における樹脂組成物の硬化温度を低下させ、かつ、この樹脂組成物から得られるカバー部材10の有機溶媒への耐性を向上させる観点から、芳香族ポリアミドに加えて、エポキシ試薬を添加してもよい。また、樹脂組成物中に添加するエポキシ試薬は、多官能エポキシドであることが好ましい。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、多官能エポキシドは、2つ以上のグリシジルエポキシ基を含むエポキシド、または2つ以上の脂環式基を含むエポキシドである。
樹脂組成物が多官能エポキシドを含有する場合、多官能エポキシドの含有量は、本発明の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ポリアミドの重量に対して約0.1〜10重量%である。
多官能エポキシドを含有する樹脂組成物は、本発明の1つまたは複数の実施形態において、硬化温度を低くすることができ、限定されない1つまたは複数の実施形態において、樹脂組成物の硬化温度を約200℃〜約300℃とすることができる。
また、多官能エポキシドを含有する樹脂組成物は、本発明の1つまたは複数の実施形態において、樹脂組成物から作成されたカバー部材10に、有機溶媒に対する耐性を付与することができる。該有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセタミド(DMAc)、ジメチルスフホキシド(DMSO)、γ−ブチロラクトン等の極性溶媒が含まれる。
多官能エポキシドを含有する樹脂組成物における硬化温度の低下と有機溶媒に対する耐性向上の効果は、多官能エポキシドによる芳香族ポリアミド分子の架橋であると推測される。多官能エポキシドによる芳香族ポリアミド分子の架橋を促進する観点から、多官能エポキシドを含有する樹脂組成物の芳香族ポリアミドは、本発明の1つまたは複数の実施形態において、その主鎖にフリーのペンダンドカルボキシ基を有することが好ましく、あるいは、カルボキシ基を有するジアミンモノマーを用いて合成されたものであることが好ましい。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、多官能エポキシドは、下記一般構造(α)および(β)からなる群から選択される。
Figure 0006141936
(ただし、lは、グリシジル基の数であり、Rは、下記一般式からなる群から選択される。
Figure 0006141936
[m=1〜4、nおよびsは、それぞれ独立した単位の平均数であって、0〜30であり、R12は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択され、R13は、水素原子またはメチル基であり、R14は、二価有機基である。]。)
Figure 0006141936
(ただし、環状構造(cyclic structure)は、下記一般式からなる群から選択される。
Figure 0006141936
[R15は、炭素数2〜18を有する二価の炭化水素基であり、該二価の炭化水素基は、直鎖状の基、分枝状の基または環状骨格を有する基であり、mおよびnは、それぞれ独立して、1〜30の整数であり、a、b、c、d、eおよびfは、それぞれ独立した0〜30の整数である。]。)
本発明の1つまたは複数の実施形態において、多官能エポキシドは、下記一般構造からなる群から選択される。
Figure 0006141936
(R16は、炭素数2〜18を有する一価の炭化水素基であり、該一価の炭化水素基は、直鎖状の基、分枝状の基または環状骨格を有する基であり、tおよびuは、それぞれ独立して、1〜30の整数である)。
また、本発明の1つまたは複数の実施形態において、多官能エポキシドとしては、具体的には、
Figure 0006141936
ジグリシジル1,2−シクロヘキサンジカルボキシレート(Diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate)(DG)
Figure 0006141936
トリグリシジルイソシアヌレート(Triglycidyl isocyanurate)(TG)
Figure 0006141936
テトラグリシジル4,4’−ジアミノフェニルメタン(Tetraglycidyl 4, 4’-diaminophenyl methane)(TTG)
Figure 0006141936
(3,3’,4,4’−ジエポキシ)ビシクロヘキシル((3,3’, 4,4’-diepoxy) bicyclohexyl)

が挙げられ、その他にも、
Figure 0006141936
等が挙げられる。
[その他の成分]
さらに、樹脂組成物には、必要に応じて、カバー部材10の機能が損なわれない程度、特に、カバー部材10の平面保持性が低下しない程度において、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤等を含んでいてもよい。
[固形分の含有量]
さらに、樹脂組成物中における固形分の含有量は、1体積%以上であることが好ましく、2体積%以上であることがより好ましく、3体積%以上であることがさらに好ましい。また、樹脂組成物中における固形分の含有量は、40体積%以下であることが好ましく、30体積%以下であることがより好ましく、20体積%以下であることがさらに好ましい。樹脂組成物中における固形分の含有量を上述の範囲内に設定することにより、樹脂組成物から得られるカバー部材10において、芳香族ポリアミドを確実に非晶性の状態とすることができる。
[溶剤]
溶剤(溶媒)は、芳香族ポリアミド等のポリマーを溶解し得るように選択され、これにより、樹脂組成物をワニス状(液状)とするために用いられる。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ポリアミドの溶剤に対する可溶性向上の観点から、溶剤は極性溶剤または1つ以上の極性溶剤を含む混合溶剤であることが好ましい。本発明の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ポリアミドの溶剤に対する可溶性向上およびカバー部材10と基材500との間の密着性向上の観点から、溶剤は、クレゾール;N,N−ジメチルアセトミド(DMAc);N−メチル−2−ピロリジノン(NMP);ジメチルスルホキシド(DMSO);1,3−ジメチル−イミダゾリジノン(DMI);N,N−ジメチルホルムアミド(DMF);ブチルセロソルブ(BCS);γ−ブチロラクトン(GBL);もしくはクレゾール、N,N−ジメチルアセトミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO);1,3−ジメチル−イミダゾリジノン(DMI)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ブチルセロソルブ(BCS)、γ−ブチロラクトン(GBL)の少なくとも1つを含む混合溶剤;これらの組み合わせ;またはこれらの極性溶剤を少なくとも1つ含む混合溶剤であることが好ましい。
[樹脂組成物の製造方法]
以上のような樹脂組成物は、例えば、下記の工程(a)〜(e)を含む製造方法を用いて製造することができる。
なお、以下では、エポキシ基と反応可能な1つ以上の官能基を含む芳香族ポリアミドを用い、樹脂組成物中に無機フィラーが含まれる場合について説明する。
ただし、樹脂組成物は、下記の製造方法で製造されたものに限定されるものではない。
工程(a)は、少なくとも1つの芳香族ジアミンを溶剤に溶解させることにより、溶液(混合物)を得るために実行される。工程(b)は、溶液(溶剤)内において、少なくとも1つの芳香族ジアミンを少なくとも1つの芳香族ジカルボン酸ジクロライドと反応させることにより、遊離塩酸と芳香族ポリアミドとを得るために実行される。工程(c)は、遊離塩酸と捕獲試薬との反応によって、溶液中から、遊離塩酸を除去するために実行される。工程(d)は、無機フィラーを溶液中に添加するために実行される。工程(e)は任意の(選択的な)工程であって、多官能エポキシドを溶液中に添加するために実行される。
樹脂組成物(芳香族ポリアミド溶液)を製造する手順の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ジカルボン酸ジクロライドとしては、例えば、下記一般式で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006141936
p=4、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、Gは、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。
以上のような芳香族ジカルボン酸ジクロライドとしては、具体的には、下記の化合物が挙げられる。
Figure 0006141936
テレフタロイルジクロライド(Terephthaloyl dichloride)(TPC)
Figure 0006141936
イソフタロイルジクロライド(Isophthaloyl dichloride)(IPC)
Figure 0006141936
4,4’−ビフェニルジカルボニルジクロライド(4, 4’-Biphenyldicarbonyl dichloride)(BPDC)
樹脂組成物を製造する方法の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ジアミンは、例えば、下記一般式で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006141936
ここで、p=4、m=1または2、t=1〜3、R、R、R、R、R10、R11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基等の置換アルコキシ基、アリール基、ハロゲン化アリール基等の置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、各Rは同一であっても、異なっていてもよく、各Rはそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、各Rはそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、各Rはそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、各R10はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、各R11はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、GおよびGは、それぞれ独立して、共有結合、CH基、C(CH基、C(CF基、C(CX基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO基、Si(CH基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、フェニル基、ビフェニル基、パーフルオロビフェニル基、9,9−ビスフェニルフルオレン基、および置換9,9−ビスフェニルフルオレン基等のアリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。
以上のような芳香族ジアミンとしては、具体的には、下記の化合物が挙げられる。
Figure 0006141936
4,4’−ジアミノ−2,2’−ビストリフルオロメチルビフェニル(4, 4’-Diamino-2, 2’-bistrifluoromethylbiphenyl)(PFMB)
Figure 0006141936
9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン(9, 9-Bis(4-aminophenyl)fluorine)(FDA)
Figure 0006141936
9,9−ビス(3−フルオロ−4−アミノフェニル)フルオレン(9,9-Bis(3-fluoro-4-aminophenyl)fluorine)(FFDA)
Figure 0006141936
4,4’−ジアミノジフェン酸(4, 4’-Diaminodiphenic acid)(DADP)
Figure 0006141936
3,5−ジアミノベンゾイン酸(3, 5-Diaminobenzoic acid)(DAB)
Figure 0006141936
4,4’−ジアミノ−2,2’−ビストリフルオロメトキシビフェニル(4,4’-Diamino-2,2’-bistrifluoromethoxylbiphenyl)(PFMOB)
Figure 0006141936
4,4’−ジアミノ−2,2’−ビストリフルオロメチルジフェニルエーテル(4,4’-Diamino-2,2’-bistrifluoromethyldiphenyl ether)(6FODA)
Figure 0006141936
ビス(4−アミノ−2−トリフルオメチルフェニルオキシル)ベンゼン(Bis(4-amino-2-trifluoromethylphenyloxyl) benzene)(6FOQDA)
Figure 0006141936
ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェニルオキシル)ビフェニル(Bis(4-amino-2-trifluoromethylphenyloxyl) biphenyl)(6FOBDA)
Figure 0006141936
4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-Diaminodiphenyl sulfone)(DDS)
なお、ジアミノジフェニルスルホンは、上記式のような4,4’− ジアミノジフェニルスルホン(4,4’-Diaminodiphenyl sulfone)であってもよいし、3,3’− ジアミノジフェニルスルホン(3,3’-Diaminodiphenyl sulfone)または2,2’− ジアミノジフェニルスルホン(2,2’-Diaminodiphenyl sulfone)であってもよい。
樹脂組成物を製造する方法の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ジアミンに含まれるエポキシ基と反応可能な官能基の量は、芳香族ジアミンの全量に対して約1mol%より多く、約10mol%より少ない。樹脂組成物を製造する方法の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ジアミンに含まれるエポキシ基と反応可能な官能基は、カルボキシル基である。樹脂組成物を製造する方法の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ジアミンの1つは、4,4’−ジアミノジフェン酸または3,5−ジアミノベンゾイン酸である。樹脂組成物を製造する方法の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ジアミンに含まれるエポキシ基と反応可能な官能基は、ヒドロキシル基である。
樹脂組成物を製造する方法の1つまたは複数の実施形態において、芳香族ポリアミドは、溶液(溶剤)中において縮合重合を介して精製される。ここで、反応中に発生した塩酸は、酸化プロピレン(PrO)のような捕獲試薬によって捕獲される。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、塩酸と捕獲試薬との反応から揮発性生成物が産出される。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、本方法で得られる樹脂組成物を好適に使用する観点から、捕獲試薬は、酸化プロピレンである。本発明の1つまたは複数の実施形態において、捕獲試薬は、工程(c)の前またはその最中に溶液に添加される。工程(c)の前またはその最中に捕獲試薬を溶液に添加することにより、工程(c)後の溶液内での芳香族ポリアミドの凝縮の発生や粘性度の増大を低減させることができ、これにより、樹脂組成物の生産性を向上させることができる。捕獲試薬が酸化プロピレンのような有機試薬である場合、これら効果が特に顕著になる。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、カバー部材10の耐熱性向上の観点から、本方法は、さらに、芳香族ポリアミドの末端−COOH基および末端−NH基の一方または双方を末端封止する工程を含む。−NHである各末端は、ベンゾイルクロライドを用いた反応によって末端封止することができ、−COOHである各末端は、アニリンを用いた反応によって末端封止することができる。しかしながら、末端封止の方法はこれに限定されない。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、多官能エポキシドは、フェノールエポキシドおよび環状脂肪族エポキシドからなる群から選択される。本発明の1つまたは複数の実施形態において、多官能エポキシドは、ジグリシジル1,2−シクロヘキサンカルボキシレート、トリグリシジルイソシアヌル、テトラグリシジル4,4’−ジアミノフェニルメタン、2,2−ビス(4−グリシジルオキシルフェニル)プロパン、およびこれらの高分子量同族体、ノボラックエポキシド、7H−[1,2−b:5,6−b’]ビスオキシレンオクタハイドロ、および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サンカルボキシレートからなる群から選択される。本発明の1つまたは複数の実施形態において、多官能エポキシドの量は、芳香族ポリアミドの重量の約2〜10%である。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、本方法で得られる樹脂組成物を好適に使用する観点から、芳香族ポリアミドは、最初に、無機フィラーおよび/または多官能エポキシドを添加する前の溶液から沈殿により分離され、その後、新たな溶剤へ再溶解される。
沈殿および再溶解は通常の方法で行うことができる。本発明の1つまたは複数の実施形態において、沈殿および再溶解は、例えば、芳香族ポリアミドを含む溶液をメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等へ添加することにより、芳香族ポリアミド沈殿させ、芳香族ポリアミドを回収および洗浄した後、新たな溶剤に溶解するにより実行される。
芳香族ポリアミドを再溶解するための溶剤としては、前述したのと同様の溶剤を使用することができる。
本発明の1つまたは複数の実施形態において、本方法で得られる樹脂組成物を好適に使用する観点から、無機塩を含まないよう樹脂組成物が製造される。
以上のような工程を経ることにより樹脂組成物を製造することができる。
また、上述のような工程を経て得られた樹脂組成物を用いて形成されるカバー部材10は、芳香族ポリアミドを含有し、この芳香族ポリアミドが非晶性の状態でカバー部材10中に含まれる。そのため、カバー部材10は、平面保持性に優れたものとなる。このカバー部材10の平面保持性は、例えば、カバー部材10の引張弾性率およびループスティフネステスタ法にて得られるループスティフネス値のうちの少なくとも一方により評価することができる。
ここで、平面保持性の評価に引張弾性率を用いる場合、カバー部材10は、その引張弾性率が4GPa以上であることが好ましく、5GPa以上16GPa以下であることがより好ましく、6GPa以上12GPa以下であることがさらに好ましい。カバー部材10の引張弾性率が前記範囲内であることで、カバー部材10の平面保持性が優れたものであると言うことができる。その結果、カバー部材10を、カバー部材10上へのタッチ操作に対する長期耐久性に優れたものとすることができる。
なお、カバー部材10の引張弾性率は、JIS K 6251に準拠して、以下のようにして求めることができる。
まず、カバー部材10を、打ち抜き刃を用いて打ち抜くことで、平行部分幅10mm、長さ40mm、初期の標線間距離(つかみ具間距離)90mmのダンベル状試験片を用意する。次に、ダンベル状試験片について、初期の厚さを測定した後、オートグラフ精密万能試験機(島津製作所社製、オートグラフ AG―X)を用いて、試験片を10mm/分の速度で引っ張り、伸びが0.5%から1%の間の傾きから引張弾性率を算出することができる。なお、伸びは、(伸び)=(つかみ具間移動距離)/(つかみ具間初期距離)×100の式により求められる値である。
また、平面保持性の評価にループスティフネス値を用いる場合、カバー部材10は、そのループスティフネス値が5g/25mm以上であることが好ましく、6g/25mm以上13g/25mm以下であることがより好ましく、7g/25mm以上11g/25mm以下であることがさらに好ましい。カバー部材10のループスティフネス値が前記範囲内であることで、カバー部材10の平面保持性が優れたものであると言うことができる。その結果、カバー部材10を、カバー部材10上へのタッチ操作に対する長期耐久性に優れたものとすることができる。
なお、カバー部材10のループスティフネス値は、以下に示すループスティフネステスタ法を用いて求めることができる。
まず、25mm×110mmの大きさのカバー部材10を試験片として用意する。次に、この試験片の両端を挟むことで周長55mmのループとした後、試験温度23±5℃の雰囲気下で、前記両端の反対側から前記ループに荷重を掛けて、3.5mm/secの押し込み速度で押し込むループスティフネステスタ法を実施する。前記ループの縦の内径が5mm押し込まれた際の荷重の大きさを、0秒、10秒、30秒、1分、3分、5分と計測し、その最大値をループスティフネス値M[g/25mm]として求めることができる。
また、カバー部材10のヘイズ値は、5%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましく、0.01%以上1%以下であることがさらに好ましい。上述のような関係を満足するようカバー部材10を形成することによって、カバー部材10を透過する光のちらつきを小さくすることができ、光がカバー部材10を透過する際における光の取り出し効率を優れたものとすることができ、カバー部材10を透過する光の透過率の向上が図られる。
この光の透過率は、具体的には、カバー部材10の波長400nmにおける全光線透過率が65%以上であることが好ましく、70%以上99%以下であることがより好ましく、75%以上95%以下であることがさらに好ましく、80%以上93%以下であることが特に好ましい。カバー部材10の全光線透過率を上述のような範囲内に設定することで、カバー部材10を優れた光の取り出し効率を有するものと言うことができる。本発明によれば、カバー部材10は非晶性の芳香族ポリアミドを含有するので、かかる範囲内の全光線透過率を有するカバー部材10を容易に得ることができる。
また、カバー部材10は、その熱膨張係数(CTE)が100.0ppm/K以下であることが好ましく、80ppm/K以下であることがより好ましく、60ppm/K以下であることがより好ましく、40ppm/K以下であることがさらに好ましい。なお、カバー部材10のCTEは、熱機械分析装置(TMA)にて測定することができる。
CTEを前記範囲内とすることにより、基材500とカバー部材10とを備える基板において、反りが生じるのを的確に抑制または防止することができる。そのため、かかる基板を用いて得られる、スマートフォン100の歩留まりを向上させることができる。
また、カバー部材10の平均厚さは、0.1μm以上1000μm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましく、5μm以上55μm以下であることがさらに好ましい。上述のような平均厚さを有するカバー部材10を用いることにより、スマートフォン100におけるカバー部材10としての機能を確実に発揮させることができるとともに、カバー部材10におけるクラック等の発生を的確に抑制または防止することができる。
なお、本実施形態では、カバー部材10が非晶性の芳香族ポリアミドを含有する基材(樹脂フィルム)で構成されていたが、これに限定されない。本発明のカバー部材は、かかる基材とこの基材上に設けられたハードコート層のような保護層とで構成することもできる。
また、本発明の電子機器は、スマートフォン100に適用するのみならず、例えば、携帯電話、音楽プレーヤ、タブレットおよび電子ペーパー等に適用することもできる。
さらに、本発明の電子機器が、例えば、表示素子3として有機ELディスプレイを有する場合、かかる電子機器はタッチパネル2、有機ELディスプレイおよび回路基板5を備える積層体を、2つのカバー部材10で挾持することで作製することができる。この場合、フレキシブル性を備えるタッチパネル2および回路基板5を用意すれば、本発明のカバー部材10および有機ELディスプレイがフレキシブル性を備えるため、電子機器自体もフレキシブル性を備えることができる。すなわち、本発明のカバー部材10を、フレキシブル性を有する電子機器における表面を保護するフィルム状表面保護材として用いることができる。
以上、本発明のカバー部材および電子機器を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば、本発明のカバー部材および電子機器において、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。
1.カバー部材の形成
[実施例1]
[カバー部材(樹脂フィルム)の形成]
TPC, IPC, PFMB,およびDAB(モル比は、TPC / IPC / PFMB / DAB=70% / 30% / 95% / 5% )を共重合することにより芳香族ポリアミドを合成し、この芳香族ポリアミドを溶剤に溶解することにより溶液を得た後、TG (triglycidyl isocyanurate)を芳香族ポリアミドに対して1.2重量%の量で溶液に添加して樹脂組成物を調製した。その後、かかる樹脂組成物を用いて、3つのカバー部材(樹脂フィルム)を形成した。
具体的には、各カバー部材を、次のようにして得た。
まず、樹脂組成物を平坦なガラス基板(10cm x 10cm、Corning Inc., U.S.A社製、「EAGLE XG」)上にスピンコート法により塗布した。
次に、樹脂組成物を、60℃で180分以上乾燥したのち、温度を60℃から220℃に昇温し、真空又は不活性雰囲気下で30分間220℃を維持することで樹脂組成物を硬化処理した。これにより、ガラス基板上にカバー部材を形成した。
次に、カバー部材側から、ガラス基板とカバー部材との界面に、パルス発振型のエキシマレーザーを照射することにより、ガラス基板上からカバー部材を剥離した。
なお、3つのカバー部材の平均厚さを、接触式デジタルセンサ(GT2シリーズ、キーエンス製)を用いてそれぞれ測定し、これらの平均値を求めたところ、53.4μmであった。
[実施例2]
次のようにして調製した樹脂組成物を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、3つのカバー部材を得た。
TPC, IPC, およびPFMB(モル比は、TPC / IPC / PFMB =70% / 30% / 100% )を共重合することにより芳香族ポリアミドを合成し、この芳香族ポリアミドを溶剤に溶解することにより溶液を得た後、TG (triglycidyl isocyanurate)を芳香族ポリアミドに対して5重量%の量で溶液に添加して樹脂組成物を調製した。
なお、3つのカバー部材の平均厚さを、接触式デジタルセンサ(GT2シリーズ、キーエンス製)を用いてそれぞれ測定し、これらの平均値を求めたところ、50.3μmであった。
[実施例3]
次のようにして調製した樹脂組成物を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、3つのカバー部材を得た。
TPC, PFMB, FDAおよびDAB(モル比は、TPC / PFMB / FDA / DAB =100% / 80% / 15% / 5% )で共重合することにより芳香族ポリアミドを合成し、この芳香族ポリアミドを溶剤に溶解することにより溶液を得た後、TG (triglycidyl isocyanurate)を芳香族ポリアミドに対して1.1重量%の量で溶液に添加して樹脂組成物を調製した。
なお、3つのカバー部材の平均厚さを、接触式デジタルセンサ(GT2シリーズ、キーエンス製)を用いてそれぞれ測定し、これらの平均値を求めたところ、48.0μmであった。
[比較例1]
ポリエーテルサルホン樹脂フィルム(住友ベークライト社製、「スミライトFS−1300」)で構成される3つのカバー部材を用意した。
なお、3つのカバー部材の平均厚さを、接触式デジタルセンサ(GT2シリーズ、キーエンス製)を用いてそれぞれ測定し、これらの平均値を求めたところ、51.0μmであった。
[比較例2]
ポリカーボネート樹脂フィルム(住友ベークライト社製)で構成される3つのカバー部材を用意した。
なお、3つのカバー部材の平均厚さを、接触式デジタルセンサ(GT2シリーズ、キーエンス製)を用いてそれぞれ測定し、これらの平均値を求めたところ、50.2μmであった。
2.評価
各実施例および比較例のカバー部材を、以下の方法で評価した。
[引張弾性率]
カバー部材の引張弾性率は、以下のように算出した。まず、カバー部材を、打ち抜き刃を用いて打ち抜くことで、平行部分幅10mm、長さ40mm、初期の標線間距離(つかみ具間距離)90mmのダンベル状試験片を用意した。次に、ダンベル状試験片について、初期の厚さを測定した後、オートグラフ精密万能試験機(島津製作所社製、オートグラフ AG−X)を用いて、試験片を10mm/分の速度で引っ張り、伸びが0.5%から1%の間の傾きから引張弾性率を算出した。なお、伸びは、(伸び)=(つかみ具間移動距離)/(つかみ具間初期距離)×100の式により求められる値である。
なお、各実施例および比較例のカバー部材の引張弾性率は、各実施例および比較例の3つのカバー部材において引張弾性率を測定し、これらの平均値を求めることにより得た。
[ループスティフネス値]
カバー部材のループスティフネス値M[g/25mm]は、以下のように算出した。まず、25mm×110mmの大きさのカバー部材を試験片として用意した。次に、この試験片の両端を挟むことで周長55mmのループとした後、試験温度23±5℃の雰囲気下で、前記両端の反対側から前記ループに荷重を掛けて、3.5mm/secの押し込み速度で押し込むループスティフネステスタ法を実施した。ループの縦の内径が5mm押し込まれた際の荷重の大きさを0秒、10秒、30秒、1分、3分、5分にて計測し、その最大値からループスティフネス値M[g/25mm]を求めた。
なお、各実施例および比較例のカバー部材のループスティフネス値は、各実施例および比較例の3つのカバー部材においてループスティフネス値を測定し、これらの平均値を求めることにより得た。
[全光線透過率(波長400nm)]
カバー部材の波長400nmの全光線透過率は、分光光度計(N-670, JASCO製)を用いて測定した。
なお、各実施例および比較例のカバー部材の全光線透過率は、各実施例および比較例の3つのカバー部材において全光線透過率を測定し、これらの平均値を求めることにより得た。
[ヘイズ値]
カバー部材のヘイズ値は、以下のように算出した。具体的には、ヘイズメーター(NDH-2000、日本電色社製)を用い、D線(ナトリウム線)におけるヘイズ値を測定した。
なお、各実施例および比較例のカバー部材のヘイズ値は、各実施例および比較例の3つのカバー部材においてヘイズ値を測定し、これらの平均値を求めることにより得た。
[耐薬品性]
カバー部材の耐薬品性は、以下のようにして評価した。具体的には、n−メチル−2−ピロリドン(NMP)中にカバー部材を室温で30分間浸漬し、その後、カバー部材の溶解および膨潤の有無を顕微鏡(倍率:200倍)にて確認し、これらのうちの双方が認められない場合を○とし、少なくとも一方が認められた場合を×として評価した。
なお、各実施例および比較例の3つのカバー部材の耐薬品性を評価した。
以上のようにして得られた各実施例および比較例のカバー部材における各評価結果を、それぞれ、下記の表1に示す。
Figure 0006141936
表1に示すように、各実施例のカバー部材の引張弾性率およびループスティフネス値は、それぞれ、4GPa以上および5g/25mm以上であった。これらの値は、カバー部材が良好な平面保持性を有することを意味する。また、各実施例におけるカバー部材の溶解および膨潤は認められず、カバー部材は優れた耐薬品性を示した。
これに対して、各比較例のカバー部材の引張弾性率およびループスティフネス値は、それぞれ、4GPa未満および5g/25mm未満であった。これらの値は、カバー部材が低い平面保持性を有することを意味する。また、各比較例におけるカバー部材の溶解および膨潤の双方が認められ、カバー部材は耐薬品性に劣るものであった。
また、各実施例のカバー部材のヘイズ値および波長400nmの全光線透過率は、それぞれ、各比較例のカバー部材と同様に、5%以下および65%以上であった。これは、各実施例のカバー部材が十分な光透過性を発揮することを意味する。
このように、各実施例のカバー部材は、優れた特性(引張弾性率、ループスティフネス値、ヘイズ値および波長400nmの全光線透過率)を良好なバランスで備えていた。

Claims (11)

  1. 85mol%以上の量で剛直構造を含む非晶性の芳香族ポリアミドと、多官能エポキシドと、を含有するフィルム状をなす基材を備え
    前記剛直構造は、下記一般式(1)で表わされる繰り返し単位および下記一般式(2)で表わされる繰り返し単位を含み、
    前記基材は、ループスティフネステスタ法にて得られる、ループスティフネス値が5g/25mm以上であることを特徴とするカバー部材。
    Figure 0006141936
    (ただし、nは、1〜4の整数であり、Ar は、下記一般式(A)および(B)からなる群から選択され、
    Figure 0006141936
    [p=4、R 、R 、R は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アリール基、置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、G は、共有結合、CH 基、C(CH 基、C(CF 基、C(CX 基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO 基、Si(CH 基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、アリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]、
    Ar は、下記一般式(C)および(D)からなる群から選択され、
    Figure 0006141936
    [p=4、R 、R 、R は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アリール基、置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、G は、共有結合、CH 基、C(CH 基、C(CF 基、C(CX 基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO 基、Si(CH 基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、アリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]、
    Ar は、下記一般式(E)および(F)からなる群から選択される。
    Figure 0006141936
    [t=1〜3、R 、R 10 、R 11 は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、置換アルキル基、ニトロ基、シアノ基、チオアルキル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基、アリール基、置換アリール基、アルキルエステル基、置換アルキルエステル基、およびこれらの組み合せからなる群から選択され、G は、共有結合、CH 基、C(CH 基、C(CF 基、C(CX 基(但しXはハロゲン原子である。)、CO基、O原子、S原子、SO 基、Si(CH 基、9,9−フルオレン基、置換9,9−フルオレン基、およびOZO基(但しZは、アリール基又は置換アリール基である。)からなる群から選択される。]
  2. 前記剛直構造は、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビストリフルオロメチルビフェニル(PFMB)由来の構造、テレフタロイルジクロライド(TPC)由来の構造、4,4’−ジアミノジフェン酸(DAPD)由来の構造、および3,5−ジアミノベンゾイン酸(DAB)由来の構造のうちの少なくとも1種を含む請求項に記載のカバー部材。
  3. 前記芳香族ポリアミドの少なくとも一方の末端は、エポキシ基と反応可能な官能基である請求項1または2に記載のカバー部材。
  4. 前記多官能エポキシドは、2つ以上のグリシジルエポキシ基を含むエポキシドまたは2つ以上の脂環式基を含むエポキシドである請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカバー部材。
  5. 前記多官能エポキシドは、下記一般構造(α)で表される請求項1ないし4のいずれか1項に記載のカバー部材。
    Figure 0006141936
    (ただし、lは、グリシジル基の数であり、Rは、下記構造である。
    Figure 0006141936
  6. 前記基材は、その引張弾性率が4GPa以上である請求項1ないしのいずれか1項に記載のカバー部材。
  7. 前記基材は、そのヘイズ値が5%以下である請求項1ないしのいずれか1項に記載のカバー部材。
  8. 前記基材は、その波長400nmの全光線透過率が65%以上である請求項1ないしのいずれか1項に記載のカバー部材。
  9. 前記基材は、耐薬品性を備える請求項1ないしのいずれか1項に記載のカバー部材。
  10. 前記基材は、その平均厚さが0.1μm以上1000μm以下である請求項1ないしのいずれか1項に記載のカバー部材。
  11. 所定の操作に起因する静電容量の変化を検出するタッチパネルと、
    該タッチパネルの一方の面側に配置された、請求項1ないし10のいずれか1項に記載のカバー部材とを備えることを特徴する電子機器。
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