JP2019061186A - 表面保護材料および電気光学パネル - Google Patents
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Abstract
Description
[1]フロントカバーフィルム、及び該フロントカバーフィルムに接する透明接着層を有し、フロントカバーフィルム及び透明接着層が、少なくとも、同じ種類の架橋構造を含む、電気光学パネル用表面保護材料。
[2]フレキシブルな電気光学パネル用である、[1]に記載の表面保護材料。
[3]架橋構造が、熱硬化性樹脂由来の架橋構造である、[1]又は[2]に記載の表面保護材料。
[4]フロントカバーフィルムから透明接着層へ向かって連続的に組成が変化し、透明接着層側の表面に接着機能を有している、[1]から[3]のいずれかに記載の表面保護材料。
[5]架橋構造が、ウレタン結合である、[1]から[4]のいずれかに記載の表面保護材料。
[6]フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方がポリウレタンを用いて形成された、[1]から[5]のいずれかに記載の表面保護材料。
[7]フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方が熱硬化性ポリウレタンを用いて形成された、[1]から[6]のいずれかに記載の表面保護材料。
[8][1]から[7]のいずれかに記載の表面保護材料を有する、電気光学パネル。
[9]フロントカバーフィルム、及び該フロントカバーフィルムに接する透明接着層を形成する工程を有し、フロントカバーフィルム及び透明接着層が、少なくとも、同じ種類の架橋構造を有する樹脂を含む、電気光学パネル用表面保護材料の製造方法。
[10]フロントカバーフィルム及び透明接着層を熱硬化させる工程を有する、[9]に記載の製造方法。
[11]フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方を、ポリウレタンを用いて形成する、[9]又は[10]に記載の製造方法。
[12]フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方を、熱硬化性ポリウレタンを用いて形成する、[9]から[11]のいずれかに記載の製造方法。
本発明者は、フロントカバーフィルムと透明接着層の材料を架橋構造の種類が同じ材料で構成することにより、剥離強度とせん断弾性率とを両立でき、フレキシブルな電気光学パネルに好適な表面保護材料とすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本実施形態に係る表面保護材料は、フロントカバーフィルム、及び該フロントカバーフィルムに接する透明接着層を有し、フロントカバーフィルム及び透明接着層が、少なくとも、同じ種類の架橋構造を有する。これにより、層間の親和性を向上させることができる。加えて、フロントカバーフィルムから透明接着層へ向かって連続的に組成が変化する構成にすることで、層間の架橋密度を増加し、更に層間の親和性を向上することができる。
フロントカバーフィルムは、電気光学パネルの表面を保護する機能を有する層であり、少なくとも、透明接着層を構成する材料と同じ種類の架橋構造を有する材料で形成されている。「架橋構造」とは、反応性官能基が結合して形成された架橋構造のことを意味する。反応性官能基としては、カルボキシル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、(メタ)アクリル基、イソシアネート基を挙げることができる。架橋構造は、これらから選択される反応性官能基が結合した架橋構造とすることができる。架橋構造としては、例えば、ヒドロキシ基及びイソシアネート基から形成されたウレタン結合、イソシアネート基及びアミノ基から形成されたウレア結合、カルボキシル基及びアミノ基から形成されたアミド結合、エポキシ基及びアミン基から形成された結合、(メタ)アクリル基から形成された結合、ビニル基とシリコーンとから形成された結合、カチオン性基及びアニオン性基から形成されたイオン結合等を挙げることができる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)、ポリ(オキシプロピレンエーテル)ポリオール、ポリ(オキシエチレン−プロピレンエーテル)ポリオール等を挙げることができる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリカーボネートグリコール、ポリカーボネートトリオール、ポリカーボネートテトラオール等を挙げることができる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、ジカルボン酸とグリコール成分とを脱水縮合させたものが挙げられる。ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等を挙げることができる。グリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、トリエチレングリコール等の脂肪族グリコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール;p−キシレンジオール等の芳香族ジオール;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール等を挙げることができる。
また、上記のポリオール成分やポリイソシアネート成分は、部分的にフッ素化されていても良い。
フロントカバーフィルム中のポリウレタンの含有量は、フロントカバーフィルムの全材料中、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは80質量%以上である。
透明接着層は、電気光学素子側の表面に接着する機能を有する層であり、少なくとも、フロントカバーフィルムと同じ種類の架橋構造を有する。接着の方法は限定されず、例えば、物理的な相互作用及び化学的な相互作用に由来する種々の力による接着や、拡散による接着などが挙げられるが、電気光学素子層、もしくは電気光学素子層の上に積層されたタッチパネルなどの層との貼り合せ工程が容易であることから、感圧型の粘着であることがより好ましい。「架橋構造」についてはフロントカバーフィルムについて説明したとおりである。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。中でも、フロントカバーフィルム及び透明接着層を構成する樹脂が、いずれもウレタン結合を含むことが好ましい。ポリウレタンを構成するポリオール成分及びポリイソシアネート成分については、上記と同じであるためここでは記載を省略する。透明接着層を構成する材料は、熱硬化性ポリウレタンを含むことが好ましい。ポリウレタンエラストマー又はポリウレタンゲルを用いることもできる。
透明接着層中のポリウレタンの含有量は、透明接着層の全材料中、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは80質量%以上である。
透明接着層は、必要に応じて、本発明の効果を阻害しない範囲で、シリコーン系添加剤、シリカナノ粒子などの金属酸化物微粒子や、オイルディスパージョン等の添加剤を含有していてもよい。また、硬化触媒を含んでいてもよい。透明接着層の原料には、成形工程が容易になることから、硬化触媒を含んでいることが望ましい。
フロントカバーフィルム及び透明接着層は、連続的に組成が変化する一層のフィルムで構成することがより好ましい。「連続的に組成が変化する」とは、フロントカバーフィルムと透明接着層との界面がない三次元架橋構造となっており、表面保護層の外表面から透明接着層の外表面に向かって連続的に組成が変化していることをいう。この場合、表面保護材料の片面が表面保護機能を有し、反対側の面が接着機能を有しているように構成することができる。こうした構成にすることで、高い剥離強度を維持しながら、せん断弾性率の向上により表面保護の作用を高めることができる。
表面保護材料の製造方法は、フロントカバーフィルム、及び該フロントカバーフィルムに接する透明接着層を形成する工程を有する。フロントカバーフィルム及び透明接着層の形成方法は、特に限定されず、フロントカバーフィルム及び透明接着層を別々に成形した後、貼り合わせてもよいし、フロントカバーフィルム及び透明接着層を各種の多層式塗工装置を用いて、同時に成形してもよい。また、各種の塗工装置を用いて、電気光学素子層、もしくは電気光学素子層の上に積層されたタッチパネルなどの層の上に透明接着層及びフロントカバーフィルムを順次に塗工してもよい。
架橋反応は、熱硬化反応でもよく、光硬化反応でもよいが、熱硬化反応であることが好ましい。熱硬化反応とすることで、層の順次重ね合わせにより製造する場合にも、架橋反応の進行を制御しやすく、層間の架橋密度を上げやすい。例えば、架橋反応が完了していないフロントカバーフィルムと、架橋反応が完了していない透明接着層とを貼り合せた後、架橋反応を進めることで、界面の親和性を向上することができるが、この工程は熱硬化反応の場合に容易である。
連続的に組成が変化する一層のフィルムを製造する方法としては例えば、熱硬化性樹脂を、多層式塗工装置を用い塗工しながら加熱硬化する方法が挙げられる。熱による硬化反応の制御により、層間の界面を不明瞭にすることができる。
本実施形態に係る電気光学パネルは、電気光学素子層の少なくとも一つの表面に、上記の表面保護材料を有する。図1は、電気光学パネルの一例であるOLED表示パネル100を概略的に示す断面図である。このOLED表示パネル100は、OLED素子層1で発生した光を透明接着層2、フロントカバーフィルム3に向けて放出する。図の矢印は、光の放出方向を示す。
PUエラストマー: 熱硬化性ポリウレタンエラストマー、三洋化成工業株式会社製、商品名: 「サンプレンP−663L」及び「ニューポールNP−300」(サンプレンP−663L 100質量部に対してニューポールNP−300 4.8質量部を混合したもの)。
PUゲル: 熱硬化性ポリウレタンゲル、株式会社エクシール製、商品名: H00−100J
OCA: 透明接着剤、組成:アクリル系樹脂、DIC株式会社製、商品名: 「ZB7011W
PI:ポリイミド樹脂フィルム、東レ・デュポン株式会社製、商品名: 「カプトン200H」
せん断弾性率及び180度剥離強度の測定に用いるため、図2に示す構成を有する試験片を作製した。図2に示す試験片は、基材フィルム40上に、透明接着層2、フロントカバーフィルム3をこの順で有している。さらに、フロントカバーフィルム3上に、透明接着層2’、基材フィルム40’をこの順で有している。なお、この試験片の構成は、あくまでも180度剥離強度及びせん断弾性率の測定用の試験片としての構成であり、本実施形態の表面保護材料は、透明接着層2及びフロントカバーフィルム3を有していればよく、電気光学パネルに用いる場合は図1に示す構成とすることができる。
試験片の作製は、以下のようにして行った。長さ70mm、幅20mm、厚さ50μmの上記ポリイミド樹脂製の基材フィルム40上に、透明接着層2を構成する樹脂として上記熱硬化性ポリウレタンゲルを、硬化後の厚さが長さ10mm、幅20mm、厚さ25μmとなるように、アプリケータを用いて塗工した。60℃、15分間加熱し、ポリウレタンゲルを予備硬化した。この部材Aを2枚作製した。
次いで、2枚のうちの一方に、透明接着層2を構成する材料上に、フロントカバーフィルム3を構成する材料として上記熱硬化性ポリウレタンエラストマーを、硬化後の厚さが長さ10mm、幅20mm、厚さ50μmとなるように、上記と同様の方法で塗工し、部材Bを作製した。
さらに、部材Aと部材Bとを貼り合せた。
その後、オーブンを用いて、120℃、16時間加熱し、ポリウレタンゲル及びポリウレタンエラストマーを硬化させ、実施例1の試験片を得た。
部材Bに形成したフロントカバーフィルム3をポリイミド樹脂に変えた以外は、実施例1と同様にして試験片を作製した。
[比較例2]
透明接着層2及び透明接着層2’の材料をOCAに変え、加熱しないで作製した以外は、比較例1と同様にして試験片を作製した。
(試験1:せん断弾性率)
島津製作所株式会社製、引張り試験器(装置型番「EZ−SX」)を用いて、引張り速度10mm/分で、図2のB,B’方向に引っ張り、せん断弾性率(面方向に平行方向の弾性率)(MPa)を測定した。結果を表1に示した。
島津製作所株式会社製、引張り試験器、装置型番「EZ−SX」を用いて、引張り速度10mm/分で、図2のA,A’方向に引っ張り、180度剥離強度(面方向に垂直方向の剥離強度)(N/cm)を測定した。結果を表1に示した。
2 透明接着層
3 フロントカバーフィルム
4 接着剤層
5 バックフィルム
10 表面保護材料
100 OLED表示パネル
Claims (12)
- フロントカバーフィルム、及び該フロントカバーフィルムに接する透明接着層を有し、フロントカバーフィルム及び透明接着層が、少なくとも、同じ種類の架橋構造を含む、電気光学パネル用表面保護材料。
- フレキシブルな電気光学パネル用である、請求項1に記載の表面保護材料。
- 架橋構造が、熱硬化性樹脂由来の架橋構造である、請求項1又は2に記載の表面保護材料。
- フロントカバーフィルムから透明接着層へ向かって連続的に組成が変化し、透明接着層側の表面に接着機能を有している、請求項1から3のいずれか一項に記載の表面保護材料。
- 架橋構造が、ウレタン結合である、請求項1から4のいずれか一項に記載の表面保護材料。
- フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方がポリウレタンを用いて形成された、請求項1から5のいずれか一項に記載の表面保護材料。
- フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方が熱硬化性ポリウレタンを用いて形成された、請求項1から6のいずれか一項に記載の表面保護材料。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の表面保護材料を有する、電気光学パネル。
- フロントカバーフィルム、及び該フロントカバーフィルムに接する透明接着層を形成する工程を有し、フロントカバーフィルム及び透明接着層が、少なくとも、同じ種類の架橋構造を有する樹脂を含む、電気光学パネル用表面保護材料の製造方法。
- フロントカバーフィルム及び透明接着層を熱硬化させる工程を有する、請求項9に記載の製造方法。
- フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方を、ポリウレタンを用いて形成する、請求項9又は10に記載の製造方法。
- フロントカバーフィルム及び透明接着層の少なくとも一方を、熱硬化性ポリウレタンを用いて形成する、請求項9から11のいずれか一項に記載の製造方法。
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