JP6681154B2 - 表示装置用カバーウィンドウ、これを備える表示装置、および表示装置用カバーウィンドウの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置用カバーウィンドウ、これを備える表示装置、および表示装置用カバーウィンドウの製造方法に関する。
最近、携帯電話、ナビゲーション、デジタルカメラ、電子書籍、携帯用ゲーム機、または各種の端末などのように、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）や有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）が表示装置として適用された様々なモバイル電子機器が用いられている。
このようなモバイル機器に用いられる通常の表示装置において、表示パネルの前方には、ユーザーが表示部を覗けるように透明なカバーウィンドウが配設されている。前記カバーウィンドウは装置の最外部に配設されているため、機器の内部の表示パネルなどを保護できるように外部の衝撃に強くなければならない。
また、スイッチやキーボードを入力装置として用いていた従来の方式の代わりに、最近には、表示画面と一体に形成されるタッチパネルを用いる構造が広く普及されて、従来のモバイル機器に比べてカバーウィンドウの表面が指などと接触することが頻繁に起こって、より強い強度が求められている。
さらに、最近には、フレキシブル表示装置への取り組みが盛んに行われており、このような表示装置に適用されるカバーウィンドウは折り畳み可能な柔軟性を有する部材からなることが好ましい。
しかしながら、現状のカバーウィンドウでは、上記の要求に十分に応えることができなかった。本発明は、このような問題点を解決するために案出されたものであり、折り畳むことができながらも所定のレベル以上の表面硬さを有し、黄変現象を防ぐことのできる表示装置用カバーウィンドウ、これを備える表示装置、および表示装置用カバーウィンドウの製造方法を提供するところにその目的がある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、本発明の一実施形態によるカバーウィンドウは、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの上に配設されるコーティング層と、を備え、前記コーティング層は、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤のうちのいずれか１種以上の開始剤を含むコーティング液の塗布によって形成される。
ここで、前記コーティング液は、モノマーおよび溶媒をさらに含んでいてもよい。
さらに、前記モノマーは、下記の一般式１で表わされる化合物を含んでいてもよい。
式中、ＲはＣＨ３であり、前記Ｒ'はエポキシ基である。
また、前記ヨウ素系開始剤は、下記の一般式２で表わされる化合物を含んでいてもよい。
また、前記ホウ酸系開始剤は、下記の一般式３で表わされる化合物を含んでいてもよい。
また、前記ヨウ素系開始剤は、光硬化性を帯びてもよい。
また、前記ホウ酸系開始剤は、光硬化性および熱硬化性を帯びてもよい。
また、前記開始剤の含有量は、０．５質量％〜８．０質量％であってもよい。
また、前記モノマーの含有量は、４０質量％〜９０質量％であってもよい。
また、前記溶媒は、メチルエチルケトン（Ｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｙｌ Ｋｅｔｏｎｅ；ＭＥＫ）であってもよい。
本発明の他の観点による表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの上に配設されるカバーウィンドウと、を備え、前記カバーウィンドウは、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの上に配設されるコーティング層と、を備え、前記コーティング層は、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤のうちのいずれか１種以上の開始剤を含むコーティング液の塗布および硬化によって形成される。
ここで、前記コーティング液は、モノマーおよび溶媒をさらに含んでいてもよい。
また、前記モノマーは、下記の一般式１で表わされる化合物を含んでいてもよい。
式中、ＲはＣＨ３であり、前記Ｒ'はエポキシ基である。
また、前記ヨウ素系開始剤は、下記の一般式２で表わされる化合物を含んでいてもよい。
また、前記ホウ酸系開始剤は、下記の一般式３で表わされる化合物を含んでいてもよい。
ここで、前記ヨウ素系開始剤は、光硬化性を帯びてもよい。
また、前記ホウ酸系開始剤は、光硬化性および熱硬化性を帯びてもよい。
また、前記開始剤の含有量は、０．５質量％〜８．０質量％であってもよく、前記モノマーの含有量は、４０質量％〜９０質量％であってもよい。
本発明の他の観点によるカバーウィンドウの製造方法は、ベースフィルムを用意するステップと、前記ベースフィルムの上にコーティング液を塗布するステップと、前記コーティング液を乾燥および硬化させるステップと、前記硬化されたコーティング液をアニーリングするステップと、を含む。
ここで、前記アニーリングするステップは、常湿条件下で行われてもよい。
本発明の他の観点によれば、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤のうちのいずれか１種以上の開始剤を含むコーティング液が提供される。
本発明の他の観点によれば、上記コーティング液をベースフィルム上に塗布することで作製される、フィルムが提供される。
上記の如き本発明の一実施形態による表示装置用カバーウィンドウ、これを備える表示装置および表示装置用カバーウィンドウの製造方法は、下記のような効果を奏する。ベースフィルムの上に所定の物質を含むコーティング層を形成することによって、
折り畳むことができながらも所定のレベル以上の表面硬さを有し、黄変現象が抑えられるカバーウィンドウを実現することができる。
折り畳むことができながらも所定のレベル以上の表面硬さを有し、黄変現象が抑えられるカバーウィンドウを実現することができる。
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が実施できる程度に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、ここで説明される実施形態に何ら限定されるものではなく、他の形態に具体化可能である。
図中、様々な層及び領域の厚さは、明確性を図るために誇張されている。明細書全体に亘って同じ部分に対しては同じ図面符号を付する。なお、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとしたとき、それは、他の部分の「真上」にある場合だけではなく、これらの間にさらに他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるとしたときには、これらの間に他の部分がないことを意味する。
まず、図１に基づき、本発明の第１の実施形態による表示装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による表示装置の分解斜視図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態による表示装置１００は、映像を表示する表示パネル１０と、表示パネル１０および表示パネル１０の前方に配置されて表示パネル１０を保護するカバーウィンドウ２０と、を備える。
表示パネル１０は、有機発光表示パネルであってもよい。他方で、表示パネル１０は、有機発光表示パネルに加えて、他の表示パネル、例えば、液晶表示パネルであってもよく、表示パネル１０が別途の上部基板を有しておらず、下部基板に電場生成電極および液晶の両方が配設される表示パネルであってもよい。すなわち、この実施形態においては、説明しやすさのために、有機発光表示パネルを例にとって説明するが、本発明がこれに限定されることはない。
表示パネル１０は、可撓性プリント回路３０を介してプリント回路基板５０と電気的に接続される。
表示パネル１０の第１の基板１３の上には、映像表現の基本単位である画素がマトリックス状に配列されており、第２の基板１４が封止部材（図示せず）を介して第１の基板１３に貼着されて画素を保護する。第１の基板１３が背面基板となり、第２の基板１４が前面基板となってもよい。
例えば、能動駆動型有機発光表示パネルにおいて、画素は、アノード電極と有機発光層およびカソード電極を有する有機発光素子（図示せず）と、有機発光素子を駆動する駆動回路部（図示せず）と、を備える。駆動回路部は、薄膜トランジスタであってもよい。薄膜トランジスタのソース端子にはデータラインが接続され、ゲート端子にはゲートラインが接続される。なお、ドレイン端子には有機発光素子のアノード電極およびカソード電極のうちのいずれか一方の電極が接続される。
データラインおよびゲートラインは、可撓性プリント回路３０を介してプリント回路基板５０に接続される。プリント回路基板５０を介して薄膜トランジスタのソース端子およびゲート端子に電気信号が入力されると、薄膜トランジスタは、信号の入力に応じてターンオンまたはターンオフされて画素の駆動に必要な電気信号をドレイン端子に出力する。
集積回路チップ２６は第１の基板１３の上に実装されて表示パネル１０を制御する。集積回路チップ２６は、データ駆動信号およびゲート駆動信号を適切な時期に印加するためのタイミング信号を発生させる。また、これらの信号をそれぞれ表示パネル１０のデータラインおよびゲートラインに印加する。集積回路チップ２６の周りには保護膜２５が形成されて集積回路チップ２６を保護する。
プリント回路基板５０には、駆動信号を処理するための電子素子（図示せず）が実装される。プリント回路基板５０はコネクタ５１および延長部５２を備え、延長部５２はコネクタ５１の一方の端に設けられて外部の信号をプリント回路基板５０に伝送する。
表示パネル１０の前方には、表示パネル１０を保護するカバーウィンドウ２０が配設される。カバーウィンドウ２０は、表示パネル１０が外部の衝撃によって割れないようにこれを保護する役割を果たす。また、カバーウィンドウ２０は、所定の接着層（図示せず）によって表示パネル１０に貼り付けられる。これとは異なり、表示パネル１０およびカバーウィンドウ２０が空気層を間に挟んで離れて形成されてもよい。
カバーウィンドウ２０は、ベースフィルム２１およびベースフィルム２１の上に形成されているコーティング層２２を備える。
ベースフィルム２１は、表示パネル１０の表示部１１に対応する領域に表示部１１が外部から視認できるように透明に形成された透明部２１１と、表示パネル１０の非表示部１２に対応する領域に非表示部１２が外部から視認されることを防ぐために不透明に形成された不透明部２１２と、を備える。不透明部２１２は、表示パネル１０の非表示部１２に形成された配線や部品などが、外部から覗けないように覆う役割を果たす。不透明部２１２には、製品のロゴや装飾用模様などが刻まれていてもよい。この明細書においては、透明部２１１および不透明部２１２に画成されるベースフィルム２１について説明したが、本発明はこれに何ら制限されるものではなく、透明部２１１のみを有するベースフィルム２１も採用可能であるということはいうまでもない。
ベースフィルム２１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ：ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ポリイミド（ＰＩ：ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、シリコンゴム（ｓｉｌｉｃｏｎ ｒｕｂｂｅｒ）などによって形成されてもよい。
コーティング層２２は、所定のコーティング液をベースフィルム２１の上に塗布および硬化させて形成してもよい。本発明の一実施形態によるコーティング層２２は、所定のレベル以上の硬さを有し、ＵＶなどを用いてコーティング層２２に発生する黄変現象を低減することができる。コーティング層２２の詳細については、後述する。
この実施形態による表示装置１００は、折り曲げ可能な材質によって作製されてもよい。例えば、Ａ−Ａ線に沿って表示装置１００を折り曲げることができ、これにより、カバーウィンドウ２０もＡ−Ａ線に沿って折り曲げることができる。
以下、図２に基づき、本発明の一実施形態による表示装置１００のカバーウィンドウ２０について詳述する。
図２は、本発明の一実施形態によるカバーウィンドウ２０の断面図である。図２に示すように、カバーウィンドウ２０は、ベースフィルム２１およびベースフィルム２１の上に配設されるコーティング層２２を備える。
本発明の一実施形態においては、ベースフィルム２１の真上に配設されるコーティング層２２のみについて説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、いかなるカバーウィンドウの形態も採用可能である。例えば、この明細書において説明する構成（すなわちコーティング層２２と同等の構成）を有するコーティングフィルムと、ベースフィルムと、コーティングフィルムとベースフィルムを貼り合わせる接着層と、を備える構成も採用可能である。
本発明の一実施形態によるコーティング層２２は、所定のコーティング液をベースフィルム２１の上に塗布および硬化させて形成する。
本発明の一実施形態によるコーティング液は、モノマー（Ｍｏｎｏｍｅｒ）と、開始剤（ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）および溶媒（ｓｏｌｖｅｎｔ）を含んでいてもよい。ここで、本実施形態における「開始剤」は、いわゆる「硬化開始剤」を意味する。
まず、本発明の一実施形態によるモノマーは、有機−無機のハイブリッド物質であるハイブレマー（ｈｙｂｒｉｍｅｒ）であってもよく、特に、下記の一般式１で表わされる化合物を含んでいてもよい。
式中、ＲはＣＨ３であり、前記Ｒ'はエポキシ基である。エポキシ基であるＲ’は硬化工程において開環され、開環されたエポキシ基によって架橋結合が行われる。
コーティング液の総質量に対して前記モノマーの含有量は約４０質量％〜約９０質量％であってもよく、好ましくは、約６０質量％であってもよい。
本発明の一実施形態によるコーティング液は開始剤を含み、特に、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤のうちのいずれか１種以上を含んでいてもよい。
前記ヨウ素系開始剤は、下記の一般式２で表わされる化合物を含んでいてもよく、前記ホウ酸系開始剤は、下記の一般式３で表わされる化合物を含んでいてもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。
前記ヨウ素系開始剤は光硬化性を帯びてもよく、前記ホウ酸系開始剤は光硬化性および熱硬化性を帯びてもよい。このため、前記開始剤はコーティング層を形成する工程において光や熱によって活性化され、活性化された開始剤によって前記モノマーが重合できるようになる。
前記開始剤の含有量は、コーティング液の総質量に対して約０．５質量％〜約８．０質量％であってもよいが、約２〜４質量％であることが好ましく、約２質量％であることがより好ましい。これは、このような含有量を有する場合、光または熱に対する反応速度を適切に調節することができるためである。
本発明の一実施形態による溶媒は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）であってもよいが、本発明はこれに何ら限定されない。
上述したコーティング液によって形成されたコーティング層２２は、表示装置の外面に求められる硬さを有するだけではなく、ＵＶなどに長時間に亘って露出される場合に発生する黄変現象も顕著に低減することができる。すなわち、信頼性および耐久性が向上したカバーウィンドウが提供可能である。
図３は、本発明の一実施形態による表示装置用カバーウィンドウを製造する工程に対する断面図である。
まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、シリコンゴムなどを用いてベースフィルム２１を形成する。
次いで、ベースフィルム２１の上にコーティング層２２を形成するためのコーティング液を塗布（ｃｏａｔｉｎｇ）し、熱などを用いて乾燥（ｄｒｙｉｎｇ）させた後、ＵＶを照射して硬化（ＵＶ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）させる。ここで、コーティング液の組成は上述したとおりである。
次いで、硬化されたコーティング液にアニーリング工程（Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）を行ってコーティング層２２を形成する。このとき、前記アニーリング工程は、別途の高湿条件が不要であり、常湿条件下で行うことができる。ここで、常湿とは、例えば相対湿度が４５〜８５％であることを意味する。このため、上述したコーティング液の塗布および乾燥などの工程と同じ単動設備を用いて製造することができる。このような製造工程によれば、製造時間およびコストが省かれる。
次いで、図４および図５に基づき、本発明の実施例（Ｅｘａｍｐｌｅ）および比較例（Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｅｘａｍｐｌｅ）に対する黄変指数について説明する。図４のグラフは、下記表１に基づくグラフであり、横軸は開始剤の含有量を示し、縦軸は黄変指数（Ｙｅｌｌｏｗｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）を示す。図５のグラフは、下記表２に基づくグラフであり、横軸は開始剤の含有量を示し、縦軸は黄変指数（Ｙｅｌｌｏｗｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）を示す。
まず、図４および表１を参照すると、本発明の実施例によるコーティング層は、ヨウ素系開始剤を含むコーティング液を用いて形成したものであり、比較例は、硫黄系開始剤を含むコーティング液を用いて形成したものである。なお、コーティング液におけるモノマーと溶媒とは８：２の混合比（質量比）で混合した。また、コーティング層を作製する際のベースフィルムとしては、フッ素系透明ポリイミドフィルムを使用した。
コーティング液に含まれる開始剤の含有量（コーティング液の総質量に対する質量％）を異ならせて黄変指数△ＹＩを調べてみたところ、硫黄系開始剤を含む比較例のコーティング層は、開始剤の含有量が増加すれば増加するほど黄変現象が著しく現れ、最も少ない含有量を含む場合にも約１．５３の黄変指数を示すということが分かる。
これに対し、ヨウ素系開始剤を含むコーティング層は、開始剤の含有量に伴う黄変指数の変化が僅かであった。特に、最も大きな値の黄変指数を示す場合（開始剤の含有量が８質量％である場合）が比較例の最も低い指数（開始剤の含有量が０．５質量％である場合）と略同じであるということが分かる。
すなわち、本発明の一実施形態によりヨウ素系開始剤を含む場合、ＵＶによる黄変現象が顕著に低減されるということが分かる。なお、黄変指数は、コーティング層にＵＶ−Ｂを７２時間照射した際の黄変指数とした。
次いで、表２および図５を参照すると、比較例は、硫黄系開始剤を含むコーティング層に対して実験を行った場合であり、実施例１は、ヨウ素系開始剤を含むコーティング層に対して実験を行った場合である。実施例２は、ホウ酸系開始剤を含むコーティング層に対して実験を行った場合であり、実施例３は、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤を両方とも含むコーティング層に対して実験を行った場合である。
表２および図５を参照すると、比較例に比べて、本発明の実施形態によるコーティング層の黄変指数が顕著に低い（特に、単位厚さ当りの黄変指数が低い）ということが分かる。すなわち、ヨウ素系またはホウ酸系開始剤を含む場合、ＵＶによってコーティング層の黄変現象が防がれる。
表２に示すように、ヨウ素系開始剤のみを含む実施例１は、硬さがやや低くなることがある。しかしながら、実施例２および実施例３のようにホウ酸系開始剤を含む場合、所定のレベルの硬さが提供可能であるということが確認されたため、ホウ酸系開始剤の含有量の制御によって黄変の信頼性だけではなく、硬さが制御可能である。なお、表２の鉛筆硬さは、鉛筆でコーティング層表面をこすって傷が付いた時の鉛筆硬さを意味する。
要するに、本発明の一実施形態によるコーティング層は、表示装置の外面に求められる硬さを有するだけではなく、ＵＶなどに長時間に亘って露出される場合に発生する黄変現象も顕著に低減することができて、信頼性および耐久性が向上したカバーウィンドウが提供可能である。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の権利範囲はこれに何ら限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものであるといえる。
Claims (8)
- ベースフィルムと、
前記ベースフィルムの上に配設されるコーティング層と、
を備え、
前記コーティング層は、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤のうちのいずれか１種以上の開始剤を含むコーティング液の塗布によって形成され、
前記コーティング層は、モノマーとして、下記の一般式１で表わされる化合物を含み、
前記ヨウ素系開始剤は、下記の一般式２で表わされる化合物を含み、前記ホウ酸系開始剤は、下記の一般式３で表わされる化合物を含む表示装置用カバーウィンドウ。
式中、ＲはＣＨ ３ であり、前記Ｒ'はエポキシ基である。
- 前記コーティング液は、溶媒をさらに含む請求項１に記載の表示装置用カバーウィンドウ。
- 前記ヨウ素系開始剤は光硬化性を帯び、
前記ホウ酸系開始剤は光硬化性および熱硬化性を帯びる請求項１に記載の表示装置用カ
バーウィンドウ。 - 表示パネルと、
前記表示パネルの上に配設されるカバーウィンドウと、
を備え、
前記カバーウィンドウは、
ベースフィルムと、
前記ベースフィルムの上に配設されるコーティング層と、
を備え、
前記コーティング層は、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤のうちのいずれか１種以上の開始剤を含むコーティング液の塗布および硬化によって形成され、
前記コーティング層は、モノマーとして、下記の一般式１で表わされる化合物を含み、
前記ヨウ素系開始剤は、下記の一般式２で表わされる化合物を含み、前記ホウ酸系開始剤は、下記の一般式３で表わされる化合物を含む表示装置。
式中、ＲはＣＨ ３ であり、前記Ｒ'はエポキシ基である。
- 前記コーティング液は、溶媒をさらに含む請求項４に記載の表示装置。
- 前記ヨウ素系開始剤は光硬化性を帯び、前記ホウ酸系開始剤は光硬化性および熱硬化性
を帯びる請求項４または５に記載の表示装置。 - 前記開始剤の含有量は、０．５質量％〜８．０質量％であり、
前記モノマーの含有量は、４０質量％〜９０質量％である請求項４または５に記載の表示装置。 - ベースフィルムを用意するステップと、
前記ベースフィルムの上にコーティング液を塗布するステップと、
前記コーティング液を乾燥および硬化させるステップと、
前記硬化されたコーティング液をアニーリングするステップと、
を含み、前記アニーリングするステップは、常湿条件下で行われ、
前記コーティング液は、ヨウ素系開始剤およびホウ酸系開始剤のうちのいずれか１種以上の開始剤を含み、また、モノマーとして、下記の一般式１で表わされる化合物を含み、
前記ヨウ素系開始剤は、下記の一般式２で表わされる化合物を含み、前記ホウ酸系開始剤は、下記の一般式３で表わされる化合物を含むカバーウィンドウの製造方法。
式中、ＲはＣＨ ３ であり、前記Ｒ'はエポキシ基である。
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