JP6915961B2 - ディスプレイ用フレキシブル基板及びフレキシブルディスプレイ - Google Patents
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Description
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、小さな曲率半径で丸めたり、変形を繰り返したり、変形状態を長時間維持させたりしても、元の平坦な形状に戻ることが可能なディスプレイ用フレキシブル基板及びフレキシブルディスプレイを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、Tgが室温以下である三次元架橋体を有することを特徴とするディスプレイ用フレキシブル基板である。
また、本発明は、上記のディスプレイ用フレキシブル基板を有することを特徴とするフレキシブルディスプレイである。
ここで、本明細書において「三次元架橋体」とは、三次元網目構造を有する架橋体を意味する。Tgが室温以下である三次元架橋体は、Tgよりも低温側ではガラス状態になり、Tgよりも高温側ではゴム状態となる。三次元架橋体は、ゴム状態においてゴム弾性(エントロピー弾性)を示すため、ゴム状態の三次元架橋体に負荷を与えても、負荷を除去すれば元の形状に戻り易い。他方、三次元架橋体以外の材料に負荷を与えると、塑性変形が生じ、元の形状に戻り難くなる。
ここで、本明細書において「室温」とは、一般に25℃を意味し、好ましくは24℃、より好ましくは23℃、さらに好ましくは22℃である。
また、本明細書において「Tg」とは、JIS K7121の「プラスチックの転移温度測定方法」に基づいた示差走査熱量測定(DSC)によって測定される値のことを意味する。
三次元架橋体の厚さは、柔軟性を損なわない範囲であれば特に限定されないが、一般に20μm〜2000μm、好ましくは30μm〜1500μm、より好ましくは40μm〜1000μmである。
他の基板としては、特に限定されず、当該技術分野においてフレキシブル基板に用いられる基板を用いることができる。他の基板の例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)などから形成されるフィルム、ガラスシート、アルミニウムシートなどが挙げられる。なお、上記の高分子フィルムは、Tgが室温より高く、且つ三次元架橋体ではないため、小さな曲率半径で丸めたり、変形を繰り返したり、変形状態を長時間維持させたりすると、高分子フィルムが塑性変形し、元の平坦な形状に戻り難い。また、ガラスシートやアルミニウムシートは、一般に高分子フィルムよりも高い剛性を有しているが、フレキシブルディスプレイ用基板として十分な柔軟性を発揮する厚さまで薄くした場合、ディスプレイを小さな曲率半径で丸めたり、変形を繰り返したり、変形状態を長時間維持させたりすると、ディスプレイの他の構成要素の変形に抗してディスプレイを元の平坦な形状に戻すのに十分な剛性を確保できなくなる。さらに、アルミニウムシートのような金属薄膜シートの場合、小さな曲率半径で丸めたり、変形を繰り返したり、変形状態を長時間維持させたりすると、金属薄膜自身が塑性(延性)変形してしまうことがある。一方、上記のフィルムやシートは、小さな曲率半径で丸めたり、変形を繰り返したり、変形状態を長時間維持させたりすると、元の平坦な形状に戻り難いが、Tgが室温以下である三次元架橋体と組み合わせて用いることにより、三次元架橋体のゴム弾性によって、元の平坦な形状に戻ることが可能となる。
上記の各種ゴムの中でも、透明性の観点から、アクリルゴムが好ましい。アクリルゴムは、一般に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの単独重合体又は共重合体である。
ここで、本明細書において「(メタ)アクリル酸アルキルエステル」とは、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルの両方を意味する。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの共重合体の場合、その種類は特に限定されず、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体又はグラフト共重合体であり得る。
ここで、本明細書において「透明」とは、可視光に対して透明であることを意味する。
重合条件は、使用する原料の種類などに応じて適宜調整すればよく特に限定されないが、重合温度は一般に50℃〜200℃、好ましくは60℃〜150℃、重合時間は一般に0.5時間〜48時間、好ましくは1時間〜24時間である。
また、重合体の架橋は、重合後又は重合と同時に行われる。重合後に架橋を行う場合、所定の温度に加熱すればよい。架橋時間及び架橋温度は、使用する架橋剤の種類に応じて適宜調整すればよく特に限定されないが、架橋温度が一般に100℃〜250℃、架橋時間が一般に0.5時間〜5時間である。
(1)アクリル酸アルキルエステルの共重合体からなるフィルムの作製
ブチルメタクリレート及びメチルアクリレートをフラスコに入れ、架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)を加えた。ここで、ブチルメタクリレートとメチルアクリレートとの配合割合はモル比で91:9及び67:33の2条件で共重合体を合成した。また、架橋剤の配合割合は、ブチルメタクリレート及びメチルアクリレートの合計に対して外割で1.0モル%とした。次に、重合開始剤として2,2−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を加えた。ここで、重合開始剤の配合割合は、ブチルアクリレート、エチルアクリレート及びEGDMAの合計に対して外割で0.1モル%とした。次に、フラスコ内を10分間、窒素バブリングして酸素を除去した後、型に流し込み、85℃の恒温槽に入れて24時間重合させた。その後、温度を120℃に上げて1時間架橋させることにより、厚さ1mmの共重合体フィルムを得た。これらのフィルムのTgを上記の方法によって測定したところ、ブチルメタクリレートとメチルアクリレートとの配合割合がモル比で91:9のもの(以下「共重合体フィルム(1)」という)は24℃で、67:33のもの(以下「共重合体フィルム(2)」という)は19℃であった。
上記で作製したフィルム、並びに市販のフィルム、シート及び感圧接着剤を用いて、フレキシブル基板を作製した。フィルム又はシートは、幅100mm、長さ200mmに切断した。
市販のフィルム、シート及び感圧接着剤としては、以下のものを用いた。
クロロプレンゴムシート:クレハエラストマー株式会社製CB260NE、厚さ1mm、Tg約−40℃以下
シリコーンゴムシート(1):信越ポリマー株式会社製BA30、厚さ1mm、Tg−40℃〜−50℃
シリコーンゴムシート(2):信越ポリマー株式会社製BA70、厚さ1mm、Tg−40℃〜−50℃
ポリエチレンテレフタレート(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50μm、100μm及び125μm、Tg約80℃
無延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム:フタムラ化学株式会社製FHK2、厚さ50μm、Tg約0℃
アルミニウムシート:厚さ50μm
ガラスシート:日本電気硝子株式会社製G−Leaf(登録商標)、厚さ50μm
感圧接着剤(PSA):DIC株式会社製ZB7011W
共重合体フィルム(1)をフレキシブル基板として用いた。
<サンプルB(本発明例)>
共重合体フィルム(2)をフレキシブル基板として用いた。
クロロプレンゴムシートにPSAを塗布した後、PETフィルム(厚さ50μm)を重ね、室温でラミネート処理することにより、フレキシブル基板を作製した。このフレキシブル基板において、クロロプレンゴムシートとPETフィルムとの間のPSA層の厚さは25μmとした。
<サンプルD(本発明例)>
クロロプレンゴムシートにPSAを塗布した後、アルミニウムシートを重ね、室温でラミネート処理することにより、フレキシブル基板を作製した。このフレキシブル基板において、クロロプレンゴムシートとPETフィルムとの間のPSA層の厚さは25μmとした。
クロロプレンゴムシートの代わりにシリコーンゴムシート(1)を用いたこと以外はサンプルCと同様にしてフレキシブル基板を作製した。
<サンプルF(本発明例)>
クロロプレンゴムシートの代わりにシリコーンゴムシート(1)を用いたこと以外はサンプルDと同様にしてフレキシブル基板を作製した。
クロロプレンゴムシートの代わりにシリコーンゴムシート(2)を用いたこと以外はサンプルCと同様にしてフレキシブル基板を作製した。
<サンプルH(本発明例)>
クロロプレンゴムシートの代わりにシリコーンゴムシート(2)を用いたこと以外はサンプルDと同様にしてフレキシブル基板を作製した。
PETフィルム(厚さ50μm)をフレキシブル基板として用いた。
<サンプルJ(比較例)>
PETフィルム(厚さ100μm)をフレキシブル基板として用いた。
<サンプルK(比較例)>
PETフィルム(厚さ125μm)をフレキシブル基板として用いた。
アルミニウムシートをフレキシブル基板として用いた。
<サンプルM(比較例)>
PETフィルム(厚さ50μm)にPSAを塗布した後、PETフィルム(厚さ50μm)を重ね、室温でラミネート処理することにより、フレキシブル基板を作製した。このフレキシブル基板において、2つのPETフィルムの間のPSA層の厚さは25μmとした。
<サンプルN(比較例)>
PSA層の厚さを50μmに変えたこと以外はサンプルMと同様にしてフレキシブル基板を作製した。
アルミニウムシートにPSAを塗布した後、PETフィルム(厚さ50μm)を重ね、室温でラミネート処理することにより、フレキシブル基板を作製した。このフレキシブル基板において、アルミニウムシートとPETフィルムとの間のPSA層の厚さは25μmとした。
<サンプルP(比較例)>
ガラスシートにPSAを塗布した後、PETフィルム(厚さ50μm)を重ね、室温でラミネート処理することにより、フレキシブル基板を作製した。このフレキシブル基板において、ガラスシートとPETフィルムとの間のPSA層の厚さは25μmとした。
<サンプルQ(比較例)>
PSA層の厚さを50μmに変えたこと以外はサンプルPと同様にしてフレキシブル基板を作製した。
CPPフィルムをフレキシブル基板として用いた。
<サンプルS(比較例)>
ガラスシートにPSAを塗布した後、CPPフィルムを重ね、室温でラミネート処理することにより、フレキシブル基板を作製した。このフレキシブル基板において、ガラスシートとCPPフィルムとの間のPSA層の厚さは25μmとした。
フレキシブル基板のカール量は、フレキシブル基板の一方の短辺を水平な台に固定し、フレキシブル基板の他方の短辺と水平な台との距離(カール高さ)及び水平な台から離れたフレキシブル基板の長辺の部分の長さ(カール長さ)を測定することによって評価した。その結果を表1に示す。
また、サンプルC、D、F、G及びHのフレキシブル基板については、24時間経過後にカール高さ及びカール長さを再度測定した。その結果、PSAを介してクロロプレンゴムシートとアルミニウムシートとを貼り合わせたサンプルD、F及びHのフレキシブル基板についてはカール高さ及びカール長さにあまり変化は見られなかったものの、PSAを介してクロロプレンゴムシートとPETフィルムとを貼り合わせたサンプルC及びGのフレキシブル基板についてはカール高さ及びカール長さが0mmとなった。
Claims (4)
- 単層構造を有し、Tgが室温以下である三次元架橋体を有することを特徴とするディスプレイ用フレキシブル基板であって、
前記三次元架橋体が、ブチルメタクリレートとメチルアクリレートとの共重合体として形成されるアクリルゴムであり、ブチルメタクリレートとメチルアクリレートとの配合割合がモル比で91:9または67:33のものであり、
前記ブチルメタクリレートと前記メチルアクリレートとの前記配合割合がモル比で91:9である場合、前記Tgは24℃であり、前記配合割合がモル比で67:33の場合、前記Tgは19℃である、
ディスプレイ用フレキシブル基板。 - 前記三次元架橋体が透明であることを特徴とする、請求項1に記載のディスプレイ用フレキシブル基板。
- 前記三次元架橋体がフィルム状であることを特徴とする請求項1および2に記載のディスプレイ用フレキシブル基板。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のディスプレイ用フレキシブル基板を有することを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
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