JP7419488B2 - 複合フィルムおよびそれを含むディスプレイ装置 - Google Patents
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△E'=E'[-30℃]/E'[50℃]...(1)
以下の実現例を説明するにおいて、関連する公知の構成または機能に関する具体的な説明が、実現例の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。また、図面における各構成要素の大きさは、説明のために誇張または省略されることがあり、実際に適用される大きさとは異なり得る。
図1を参照すると、一実現例によるディスプレイ装置1は、ディスプレイパネル20と、前記ディスプレイパネル20の前面(視認面)上に配置されるカバーウィンドウ10とを含む。具体的に、前記ディスプレイ装置1は、カバーウィンドウ10、ディスプレイパネル20、基板30、およびこれらを保護するフレーム40を含む。また、前記カバーウィンドウ10と前記ディスプレイパネル20との間に接着層が形成され得る。例えば、前記接着層は、光学的に透明な接着剤を含み得る。
前記複合フィルムは、温度によるモジュラス変化特性が一定範囲に調節された弾性層が、ハードコート層の反対面(すなわち、基材フィルムの下部面)にコーティングされることにより、ハードコート層の表面硬度と弾性回復特性とを向上させ得る。
△E'=E'[-30℃]/E'[50℃]...(1)
ここで、E'[-30℃]は、前記弾性層の-30℃における貯蔵モジュラス(Pa)であり、E'[50℃]は、前記弾性層の50℃における貯蔵モジュラス(Pa)である。
一例として、前記弾性層の貯蔵モジュラスは、-30℃にて3×108Pa以上、5×108Pa以上、7×108Pa以上、または1×109Pa以上であり得る。また、前記弾性層の貯蔵モジュラスは、-30℃にて1×1010Pa以下、7×109Pa以下、5×109Pa以下、または3×109Pa以下であり得る。
ここで、HV1は、前記複合フィルムのビッカース硬度(HV)(N/mm2)であり、HV2は前記複合フィルムから前記弾性層のみを除いた層構造を有するフィルムのビッカース硬度(HV)(N/mm2)である。
HIT増加(N/mm2)=HIT1(N/mm2)-HIT2(N/mm2)
ここで、HIT1は、前記複合フィルムのインデンテーション硬度(HIT)(N/mm2)であり、HIT2は、前記複合フィルムから前記弾性層のみを除いた層構造を有するフィルムのインデンテーション硬度(HIT)(N/mm2)である。
ここで、hmaxは、30mNの力で前記ハードコート層の表面を15秒間下方に押して5秒間維持(creep)させる間の最大インデンテーション深さ(μm)であり、hpは、前記力が除去された後も復元されずに残っているインデンテーションの深さ(μm)である。
ここで、Recovery1は、前記複合フィルムの復元率(%)であり、Recovary2は、前記複合フィルムから前記弾性層のみを除いた層構造を有するフィルムの復元率(%)である。
前記弾性層はハードコート層の反対面に形成され、モジュラスが調整され耐衝撃層として作用することにより、ハードコート層の表面硬度および復元率を向上させ得る。
前記ハードコート層は、前記基材フィルムの一面上に配置される。
前記ハードコート層は上面および下面を備え、そのうち下面は前記基材フィルムと対面し、上面は外部に露出した最外郭面であり得る。また、前記ハードコート層の下面は、前記基材フィルムの一面と直接接触するか、または追加のコーティング層を介して前記基材フィルムの一面と接合され得る。
前記基材フィルムは、前記複合フィルムに機械的特性を提供しながら前記ハードコート層のベース層として作用する。
前記化学式1において、Eは、置換または非置換の2価のC6-C30脂環式基、置換または非置換の2価のC4-C30ヘテロ脂環式基、置換または非置換の2価のC6-C30芳香族環基、置換または非置換の2価のC4-C30芳香族ヘテロ環基、置換または非置換のC1-C30アルキレン基、置換または非置換のC2-C30アルケニレン基、置換または非置換のC2-C30アルキニレン基、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-C(CH3)2-、および-C(CF3)2-の中から選択され、eは1~5の整数の中から選択され、eが2以上の場合、Eは互いに同一または異なり得る。
[化2]
[化A]
前記化学式Aにおいて、E、G、およびeに関する説明は、前述の通りである。
[化A-1]
前記化学式A-1におけるnは1~400の整数であり得る。
[化3]
[化B]
前記化学式Bにおいて、E、J、e、およびjに関する説明は前述の通りである。
前記化学式B-1のxは1~400の整数である。
前記化学式B-2のyは1~400の整数である。
以下に記述される実施例は、理解を容易にするためのものであるのみ、実現可能な範囲がこれらに限定されるものではない。
下記表1の組成で配合してハードコーティング組成物を得た。
下記表2の組成で配合して、弾性コーティング組成物A~Eをそれぞれ得た。各々の組成物には、バインダーとして下記表3のような官能基および分子量のウレタンアクリレート系オリゴマーを用いた。
a.サンプル:離型フィルムの離型面上に、弾性コーティング組成物A~Eをそれぞれメイヤーバー(Mayer bar)で25μmの厚さでコーティングした。その後、60℃の温度にて2分間熱処理してコーティング組成物中の溶媒を乾燥させ、窒素雰囲気下で1J/cm2のUV光を照射した後、離型面から分離した。その結果得られた厚さ25μm~50μmの弾性層単一膜を、長さ50mm×幅10mmに裁断してサンプルを作製した。
b.装置:DMA 7100、日立社製
c.条件
-DMAモード:引張モード(Tension mode)
-周波数:1Hz
-デュアルカンチレバークランプ:サンプルの両端を約20mmの距離にクランピングする
-昇温法:-50℃から100℃まで、5℃/分
d.結果:前記条件で測定した温度によるサンプルの貯蔵モジュラス(Pa)を下記表4および図3に示す。また、下記式の△E'を算出して下記表5に示す。
△E'=E'[-30℃]/E'[50℃]
(ここでE'[-30℃]は、弾性層の-30℃における貯蔵モジュラス(Pa)であり、E'[50℃]は、弾性層の50℃における貯蔵モジュラス(Pa)である)
a.サンプル:前述の試験例1のaと同様の方法により、弾性コーティング組成物A~Eから各々の弾性層単一膜サンプルをA4サイズで製造した。その後、別途の前処理はなく試験前まで25±5℃および50±5%RHで保存した。
Recovery(%)=[(hmax-hp)/hmax]×100
(ここでhmaxは、30mNの力で前記ハードコート層の表面を15秒間下方に押し、5秒間保持する間の最大インデンテーション深さ(μm)であり、hpは、前記力が除去された後も復元されずに残っているインデンテーションの深さ(μm)である。
段階1)ハードコート層の形成
厚さ65μmの透明ポリエステル系フィルム(NRF、SKC社)の上部面に表1のようなハードコーティング組成物をダイコーティング法によりコーティングした。その後、60℃の温度にて3分間熱処理してコーティング層の溶媒を乾燥させ、UV光を1J/cm2照射して硬化させることにより、厚さ約5μmのハードコート層を形成した。
前記ハードコート層が形成された反対面(すなわち、ポリエステル系フィルムの下部面)に弾性コーティング組成物Aをメイヤバーでコーティングした。その後、60℃の温度にて2分間熱処理してコーティング組成物中の溶媒を乾燥させ、窒素雰囲気下で1J/cm2のUV光を照射した。
弾性層のコーティングのために弾性コーティング組成物Bを用いることを除いては、前記実施例1と同様の手順を繰り返して複合フィルムを得た。
弾性層のコーティングのために弾性コーティング組成物Eを用いることを除いては、前記実施例1と同様の手順を繰り返して複合フィルムを得た。
弾性層を形成しないことを除いては、前記実施例1と同様の手順を繰り返して、ハードコート層(5μm)/ポリエステル系フィルム(65μm)の2層構造を有する複合フィルムを得た。
弾性層のコーティングのために弾性コーティング組成物Cを用いることを除いては、前記実施例1と同様の手順を繰り返して複合フィルムを得た。
弾性層のコーティングのために弾性コーティング組成物Dを用いることを除いては、前記実施例1と同様の手順を繰り返して複合フィルムを得た。
基材フィルム(ポリエステル系フィルム)について、前記試験例1と同様の方法により-50℃~90℃の温度区間で貯蔵モジュラスを測定した結果、温度の増加によって、概ね2.6×109Paから1.4×109Paまで貯蔵モジュラスが徐々に減少するものと測定された。
a.サンプル:実施例および比較例で製造した複合フィルムをA4サイズに裁断し、別途の前処理なく試験前まで25±5℃および50±5%RHで保存した。
b.装置および方法:前記試験例2のbと同様の装置および方法により、複合フィルムサンプルのハードコート層表面についてナノインデンテーション試験を行った。
c.結果:ナノインデンテーション試験結果を下記表7に示す。
d.分析:実施例1~3の表面硬度を比較例1と比較して下記表8に示す。
1a:インフォールディングタイプのフレキシブルディスプレイ装置
1b:アウトフォールディングタイプのフレキシブルディスプレイ装置
2:インデンター
2a:インデンターチップ
2b:跡
10:複合フィルム(カバーウィンドウ)
10a:サンプル
20:ディスプレイパネル
30:基板
40:フレーム
100:基材フィルム
200:ハードコート層
300:弾性層
Fmax:最大試験力
Ap:最大試験力における接触投影面積
hmax:最大試験力における最大深さ
hp:試験力の除去後にも復元されない永久深さ
Claims (10)
- 基材フィルムと、
前記基材フィルムの一面上に配置されるハードコート層と、
前記基材フィルムの他面上に配置される弾性層とを含み、
前記弾性層の貯蔵モジュラスは、常温(25℃)にて7×10 6 Pa~1×10 9 Paであり、
下記式(1)による△E'値が300以下である、複合フィルム:
△E'=E'[-30℃]/E'[50℃]...(1)
ここで、
E'[-30℃]は、前記弾性層の-30℃における貯蔵モジュラス(Pa)であり、
E'[50℃]は、前記弾性層の50℃における貯蔵モジュラス(Pa)である。 - 前記弾性層の貯蔵モジュラスは、
-30℃にて1×109Pa~3×109Paであり、
50℃にて1×107Pa~1×108Paである、請求項1に記載の複合フィルム。 - 前記基材フィルムの貯蔵モジュラスに対する前記弾性層の貯蔵モジュラスの比(弾性層/基材フィルム)は25℃にて0.5以下である、請求項1に記載の複合フィルム。
- 前記複合フィルムについて、ISO 14577-1:2002(E)規格に基づいてナノインデンテーション試験により測定される前記ハードコート層表面のビッカース硬度(HV)が30N/mm2以上であり、下記式で算出される復元率(Recovery)が69%以上である、請求項1に記載の複合フィルム:
Recovery(%)=[(hmax-hp)/hmax]×100
ここで、hmaxは、30mNの力で前記ハードコート層の表面を15秒間下方に押して5秒間維持(creep)させる間の最大インデンテーション深さ(μm)であり、hpは、前記力が除去された後も復元されずに残っているインデンテーションの深さ(μm)である。 - 前記複合フィルムは、
下記式により算出されるHV増加(N/mm2)が2.0N/mm2以上であり、
下記式により算出されるRecovery増加(%)が1.5%以上である、請求項1に記載の複合フィルム:
HV増加(N/mm2)=HV1(N/mm2)-HV2(N/mm2)
Recovery増加(%)=Recovery1(%)-Recovery2(%)
ここで、
HV1は、前記複合フィルムのビッカース硬度(HV)(N/mm2)であり、HV2は、前記複合フィルムから前記弾性層のみを除いた層構造を有するフィルムのビッカース硬度(HV)(N/mm2)であり、
Recovery1は、前記複合フィルムの復元率(%)であり、Recovery2は、前記複合フィルムから前記弾性層のみを除いた層構造を有するフィルムの復元率(%)である。 - 前記弾性層は、2~8の官能基を有するUV硬化型ウレタンアクリレート系オリゴマーを含む、請求項1に記載の複合フィルム。
- 前記ハードコート層は、ウレタンアクリレート系化合物、アクリルエステル系化合物およびエポキシアクリレート系化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の複合フィルム。
- 前記基材フィルムの厚さは40μm~200μmであり、
前記ハードコート層の厚さは2μm~20μmであり、
前記弾性層の厚さは10μm~100μmである、請求項1に記載の複合フィルム。 - 前記基材フィルムは、高分子フィルムまたは超薄型ガラス(UTG)からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の複合フィルム。
- ディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの前面上に配置されたカバーウィンドウとを含み、
前記カバーウィンドウは、
基材フィルムと、
前記基材フィルムの一面上に配置されるハードコート層と、
前記基材フィルムの他面上に配置される弾性層とを含み、
前記弾性層の貯蔵モジュラスは、常温(25℃)にて7×10 6 Pa~1×10 9 Paであり、
下記式(1)による△E'値が300以下である、ディスプレイ装置:
△E'=E'[-30℃]/E'[50℃]...(1)
ここで、
E'[-30℃]は、前記弾性層の-30℃における貯蔵モジュラス(Pa)であり、
E'[50℃]は、前記弾性層の50℃における貯蔵モジュラス(Pa)である。
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