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JP2024143182A - 積層体及びそれを含む表示装置、並びに粘着剤層 - Google Patents

積層体及びそれを含む表示装置、並びに粘着剤層 Download PDF

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JP2024143182A JP2023055716A JP2023055716A JP2024143182A JP 2024143182 A JP2024143182 A JP 2024143182A JP 2023055716 A JP2023055716 A JP 2023055716A JP 2023055716 A JP2023055716 A JP 2023055716A JP 2024143182 A JP2024143182 A JP 2024143182A
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layer
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JP2023055716A
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昇祐 李
由紀 西上
哲生 坂口
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】前面板側が内側となるように屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性に優れた積層体を提供すること。【解決手段】前面板と、第1粘着剤層と、偏光子層と、第2粘着剤層と、背面板とをこの順に含む積層体であって、第1粘着剤層の下記式(1)で求められる応力減少率が40%以上70%以下であり、第1粘着剤層の応力減少率R1と第2粘着剤層の応力減少率R2とが下記式(2)の関係を満たす、積層体。応力減少率=100-{(RB/RA)×100}…(1)R1≦R2…(2)[式(1)中、RAは、ひずみ反復付加試験開始後、粘着剤層に初めて-20℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表し、RBは、ひずみ反復付加試験の10サイクル目において、最後に60℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表す。]【選択図】図1

Description

本発明は、積層体及びそれを含む表示装置、並びにフレキシブル表示装置用の粘着剤層に関する。
特許文献1には、前面板と、第1粘着剤層と、偏光子層と、第2粘着剤層と、背面板とをこの順に含む積層体が記載されている。
特開2020-154308号公報
特許文献1に記載されたような従来の積層体は、良好な屈曲性を有している。しかしながら、従来の積層体は、熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性が必ずしも十分ではなく、改善の余地がある。
また、積層体は、用途によって前面板側が内側となるように屈曲される場合がある。そのような用途において、積層体には、前面板側が内側となるように屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性の改善が求められる。
そこで、本発明は、前面板側が内側となるように屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性に優れた積層体及びそれを含む表示装置、並びに、フレキシブル表示装置用の粘着剤層を提供することを目的とする。
本発明は、以下の積層体、表示装置及び粘着剤層を提供する。
[1]前面板と、第1粘着剤層と、偏光子層と、第2粘着剤層と、背面板とをこの順に含む積層体であって、上記第1粘着剤層の下記式(1)で求められる応力減少率が40%以上70%以下であり、上記第1粘着剤層の応力減少率R1と上記第2粘着剤層の応力減少率R2とが下記式(2)の関係を満たす、積層体。
応力減少率=100-{(RB/RA)×100} …(1)
R1≦R2 …(2)
[式(1)中、RAは、ひずみ反復付加試験開始後、粘着剤層に初めて-20℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表し、RBは、ひずみ反復付加試験の10サイクル目において、最後に60℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表す。]
[ひずみ反復付加試験]
ひずみ反復付加試験は、厚み150μmに調整した粘着剤層を、粘弾性測定装置の測定チップと接着させ、Normal Force Free、周波数1Hzの条件の下、0%のひずみと400%のひずみとを繰り返し付加しながら、温度条件として-20℃で2分間保持し、次に10℃/分の昇温速度で60℃に昇温して2分間保持する操作を1サイクルとし、これを合計10サイクル繰り返すことにより行う。
[2]上記積層体の温度-20℃での曲げこわさが、1000gf・m以上2000gf・m以下である、上記[1]に記載の積層体。
[3]上記第1粘着剤層及び上記第2粘着剤層の厚みが、いずれも10μm以上100μm以下である、上記[1]又は[2]に記載の積層体。
[4]上記第1粘着剤層及び上記第2粘着剤層が、いずれも(メタ)アクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物から形成された層である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の積層体。
[5]上記(メタ)アクリル系ポリマーは、構成単位全量を基準として、窒素原子含有モノマー由来の構成単位を20質量%以上30質量%以下含む、上記[4]に記載の積層体。
[6]上記第1粘着剤層は、フッ素原子含有化合物を含む第1粘着剤組成物から形成された層であり、上記フッ素原子含有化合物の含有量が、上記第1粘着剤組成物の固形分全量を基準として、5質量%以下である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の積層体。
[7]上記第1粘着剤層の応力減少率R1と上記第2粘着剤層の応力減少率R2とが下記式(3)の関係を満たす、上記[1]~[6]のいずれかに記載の積層体。
0Pa≦(R2-R1)≦20Pa …(3)
[8]上記第2粘着剤層の応力減少率が40%以上70%以下である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の積層体。
[9]上記第1粘着剤層の厚みT1と上記第2粘着剤層の厚みT2とが、下記式(4)の関係を満たす、上記[1]~[8]のいずれかに記載の積層体。
0.1≦(T1/T2)≦4 …(4)
[10]上記[1]~[9]のいずれかに記載の積層体を含む、表示装置。
[11]フレキシブル表示装置の前面板と偏光子層との間に配置される粘着剤層であって、下記式(1)で求められる応力減少率が40%以上70%以下である、粘着剤層。
応力減少率=100-{(RB/RA)×100} …(1)
[式(1)中、RAは、ひずみ反復付加試験開始後、粘着剤層に初めて-20℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表し、RBは、ひずみ反復付加試験の10サイクル目において、最後に60℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表す。]
[ひずみ反復付加試験]
ひずみ反復付加試験は、厚み150μmに調整した粘着剤層を、粘弾性測定装置の測定チップと接着させ、Normal Force Free、周波数1Hzの条件の下、0%のひずみと400%のひずみとを繰り返し付加しながら、温度条件として-20℃で2分間保持し、次に10℃/分の昇温速度で60℃に昇温して2分間保持する操作を1サイクルとし、これを合計10サイクル繰り返すことにより行う。
本発明によれば、前面板側が内側となるように屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性に優れた積層体及びそれを含む表示装置、並びに、フレキシブル表示装置用の粘着剤層を提供することができる。
本発明に係る積層体の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明に係る積層体の他の実施形態を示す概略断面図である。
以下、図面を参照して本発明の一様態に係る積層体(以下、単に「積層体」ともいう。)について説明する。
<積層体>
図1に本発明の一実施形態に係る積層体の概略断面図を示す。積層体100は、前面板101と、第1粘着剤層102と、偏光子層103と、第2粘着剤層104と、背面板105とをこの順に含む。以下、第1粘着剤層102及び第2粘着剤層104を総称して「粘着剤層」ということがある。
本実施形態に係る積層体100は、-20℃において1000gf・m以上2000gf・m以下の曲げこわさS1を有することが好ましい。-20℃における曲げこわさが1000gf・m以上2000gf・m以下であると、上記積層体100が優れた柔軟性及び耐久性に加え、適度な硬度も備える積層体となり、例えば、積層体100をフレキシブルディスプレイに適用した場合に、低温環境下においても容易にディスプレイを屈曲させることができる。本実施形態において、積層体100の上記曲げこわさは、1200gf・m以上1800gf・m以下であることがより好ましく、1400gf・m以上1600gf・m以下であることがさらに好ましい。なお、上記曲げこわさは、実施例に記載の方法に従い測定した値である。
積層体100の曲げこわさは、例えば、積層体100を構成する各層の厚みや、粘着剤層の応力減少率等を制御することにより、所望の範囲に調整することができる。具体的には、例えば、粘着剤層の厚みを厚くしたり、応力減少率を大きくしたりすることで、曲げこわさを大きくすることができる。
積層体100の厚みは、積層体に求められる機能及び積層体の用途等に応じて異なるため特に限定されないが、例えば30μm以上1500μm以下であり、好ましくは40μm以上1000μm以下であり、より好ましく50μm以上500μm以下である。
積層体100の平面視形状は、例えば方形形状であってよく、好ましくは長辺と短辺とを有する方形形状であり、より好ましくは長方形である。積層体100の面方向の形状が長方形である場合、長辺の長さは、例えば10mm以上1400mm以下であってよく、好ましくは50mm以上600mm以下である。短辺の長さは、例えば5mm以上800mm以下であってよく、好ましくは30mm以上500mm以下であり、より好ましくは50mm以上300mm以下である。積層体を構成する各層は、角部がR加工されたり、端部が切り欠き加工されたり、穴あき加工されたりしていてもよい。
積層体100は、例えば表示装置等に適用することができる。表示装置は特に限定されず、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等が挙げられる。表示装置はタッチパネル機能を有していてよい。さらに積層体100を適用した表示装置は、屈曲又は巻回等が可能なフレキシブルディスプレイとして用いることができる。表示装置は、前面板101側を内側にして屈曲可能であることが好ましい。本実施形態に係る積層体100を備える表示装置は、前面板101側を内側にして屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性に特に優れる。ただし積層体100は、前面板101側を外側にして屈曲することが可能であってもよい。
<粘着剤層(第1粘着剤層及び第2粘着剤層)>
積層体100は、上述のように第1粘着剤層102と、第2粘着剤層104とを含む。積層体100において、第1粘着剤層102の応力減少率は、40%以上70%以下である。応力減少率は下記式(1)で表される。
応力減少率=100-{(RB/RA)×100} …(1)
式(1)中、RAは、ひずみ反復付加試験開始後、粘着剤層に初めて-20℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表し、RBは、ひずみ反復付加試験の10サイクル目において、最後に60℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表す。
また、積層体100において、第1粘着剤層102の応力減少率R1と第2粘着剤層104の応力減少率R2とは、下記式(2)の関係を満たす。
R1≦R2 …(2)
ひずみ反復付加試験は、厚み150μmに調整した粘着剤層を、粘弾性測定装置の測定チップと接着させ、Normal Force Free、周波数1Hzの条件の下、0%のひずみと400%のひずみとを繰り返し付加しながら、温度条件として-20℃で2分間保持し、次に10℃/分の昇温速度で60℃に昇温して2分間保持する操作を1サイクルとし、これを合計10サイクル繰り返すことにより行う。上記温度は、粘着剤層の温度を示す。応力RA及び応力RBは、それぞれ後述の実施例の欄に記載される測定方法に従って求めることができる。
第1粘着剤層102の応力減少率が40%以上70%以下であり、且つ、第1粘着剤層102の応力減少率R1と第2粘着剤層104の応力減少率R2とが上記式(2)の関係を満たす場合、積層体100は、前面板101側が内側となるように屈曲する場合の熱衝撃試験(熱衝撃屈曲性試験)環境下において、第1粘着剤層102での気泡の発生を抑制することにより耐久性を向上させることができる。具体的には、後述する実施例において示されるように、積層体100は、折り曲げる際に内側となる前面板101が内側となるように心棒(マンドレル)の周りに巻き付け、-20℃で2分放置した後、25℃で2分放置した後、60℃で2分放置する事を1サイクルとして合計10サイクル実行した後、25℃の環境に取り出した場合でも、第1粘着剤層102中の気泡の発生、及び第1粘着剤層102と前面板101との間の剥離発生を抑制することができる(以下、このような性能を「熱衝撃試験環境下における屈曲耐久性」に優れるともいう)。なお、前面板101側が内側となるように積層体100を屈曲して熱衝撃を与えた場合、第2粘着剤層104と比較して、第2粘着剤層104よりも内側(心棒に近い側)に位置する第1粘着剤層102に気泡や隣接する層との剥離が発生しやすいが、上記条件を満たすことにより、第1粘着剤層102に気泡や隣接する層との剥離が発生することを抑制することができる。
また、第1粘着剤層102の応力減少率が40%以上70%以下であり、且つ、第1粘着剤層102の応力減少率R1と第2粘着剤層104の応力減少率R2とが上記式(2)の関係を満たす場合、積層体100は、前面板101側が内側となるように屈曲する場合の低温屈曲性試験において、第1粘着剤層102での気泡の発生を抑制することにより耐久性を向上させることができる。具体的には、後述する実施例において示されるように、積層体100は、折り曲げる際に内側となる前面板101が内側となるように心棒(マンドレル)の周りに巻き付け、-20℃の環境で24時間放置し、25℃の環境に取り出した場合でも、第1粘着剤層102中の気泡の発生、及び第1粘着剤層102と前面板101との間の剥離発生を抑制することができる(以下、このような性能を「低温屈曲性」に優れるともいう)。なお、前面板101側が内側となるように積層体100を屈曲して低温環境下に置いた場合、第2粘着剤層104と比較して、第2粘着剤層104よりも内側(心棒に近い側)に位置する第1粘着剤層102に気泡や隣接する層との剥離が発生しやすいが、上記条件を満たすことにより、第1粘着剤層102に気泡や隣接する層との剥離が発生することを抑制することができる。
本実施形態において、第1粘着剤層102の応力減少率は、前面板101側を内側にして屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性をより向上させる観点から、45%以上65%以下であることがより好ましく、50%以上60%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態において、第1粘着剤層102の応力減少率R1と第2粘着剤層104の応力減少率R2とが、下記式(3)の関係を満たしていることが好ましい。R1とR2とが下記式(3)の関係を満たすことにより、前面板101側を内側にして屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性をより向上させることができる。上記効果をより高める観点から、R2-R1の値は18Pa以下であってよく、16Pa以下であってよい。
0Pa≦(R2-R1)≦20Pa …(3)
積層体100において、第2粘着剤層104の応力減少率は、上記式(2)の条件を満たせば特に限定されないが、40%以上70%以下であることが好ましく、45%以上70%以下であることがより好ましく、50%以上70%以下であることがさらに好ましい。第2粘着剤層104の応力減少率が上記範囲内であることで、上記熱衝撃試験及び上記低温屈曲性試験において、第1粘着剤層102に気泡や隣接する層との剥離が発生することをより抑制できる。
ここで、本明細書における「屈曲」には、曲げ部分に曲面が形成される折り曲げの形態が含まれる。折り曲げの形態においては、折り曲げた内面の曲率半径は特記しない限り制限されない。また「屈曲」には、特記しない限り内面の屈折角が0度より大きく180度未満である屈折の形態が含まれ、且つ内面の曲率半径がゼロに近似、又は内面の屈折角が0度である折り畳みの形態が含まれる。
積層体100は、前面板101側を内側にして屈曲させる方式(所謂インフォールディング方式)の積層体、及びそれを含む表示装置(フレキシブル表示装置)に用いることができる。なお、積層体100は、前面板101側を外側にして屈曲させることも可能である。そのため、積層体100は、前面板101側を内側にして屈曲させることだけでなく、前面板101側を外側にして屈曲させることもある積層体、及びそれを含む表示装置に適用することもできる。
粘着剤層のゲル分率は、40~90%であることができ、50~80%であってもよい。
粘着剤層の厚みは特に限定されないが、好ましくは10μm以上150μm以下であり、より好ましくは10μm以上100μm以下であり、さらに好ましくは15μm以上80μm以下であり、特に好ましく20μm以上75μm以下である。
第1粘着剤層102の厚みT1と第2粘着剤層104の厚みT2とは、下記式(4)の関係を満たすことが好ましい。T1とT2とが下記式(4)の関係を満たすことにより、前面板101側を内側にして屈曲する場合の熱衝撃屈曲性及び低温屈曲性をより向上させることができる。上記効果をより高める観点から、T1/T2の値は0.5以上3.5以下であってよい。
0.1≦(T1/T2)≦4 …(4)
ここで、本実施形態における第1粘着剤層及び第2粘着剤層を構成する第1粘着剤組成物及び第2粘着剤組成物を調製する方法としては、これらを例えば後述する粘着剤組成物Aから構成したり、後述する(メタ)アクリル系ポリマーAを構成するモノマーの種類を変更したり、(メタ)アクリル系ポリマーAの分子量を調整したりする方法等が挙げられる。以下、粘着剤組成物について具体的に説明する。
<粘着剤組成物A>
第1粘着剤層102と第2粘着剤層104とは、その両者の組成が同一であってもよく、異なっていてもよいが、いずれもその一形態において(メタ)アクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物(以下、「粘着剤組成物A」ともいう)から形成されることができる。粘着剤組成物Aは、活性エネルギー線硬化型、熱硬化型であってもよい。本明細書において「(メタ)アクリル系ポリマー」とは、アクリル系ポリマー及びメタクリル系ポリマーからなる群より選ばれる少なくとも1種を表す。その他の「(メタ)」を付した用語においても同様である。第1粘着剤層を形成する第1粘着剤組成物及び第2粘着剤層を形成する第2粘着剤組成物に関し、いずれも(メタ)アクリル系ポリマーを含む場合、その(メタ)アクリル系ポリマーは同じであっても、異なっていてもよい。以下、粘着剤組成物Aに含まれる(メタ)アクリル系ポリマーを、「(メタ)アクリル系ポリマーA」ともいう。
本実施形態における(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として、窒素原子含有モノマーを含有してもよい。窒素原子含有モノマーとしては、アミノ基を有するモノマー、アミド基を有するモノマー、窒素含有複素環を有するモノマーなどが挙げられる。中でも、得られる粘着剤層の屈曲耐久性の観点から、アミド基を有するモノマー(アミド基含有モノマー)が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、後述の反応性官能基含有モノマーは、ここでいう窒素原子含有モノマーからは除かれる。
アミド基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-ドデシル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド;N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のアルコキシアルキル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。中でも、得られる粘着剤層の屈曲耐久性の観点から、N-ドデシル(メタ)アクリルアミドが好ましい。
(メタ)アクリル系ポリマーAが、当該重合体を構成するモノマー単位として、窒素原子含有モノマー(特にアミド基含有モノマー)を含有する場合、その含有量は、全構成単位100質量%に対して20質量%以上30質量%以下であることが好ましく、22質量%以上28質量%以下であることがより好ましく、24質量%以上26質量%以下であることがさらに好ましい。窒素原子含有モノマー由来の構成単位の含有量を制御することにより、粘着剤層の応力減少率を所望の範囲に調整することができる。具体的には、窒素原子含有モノマー由来の構成単位の含有量を増やすことで、粘着剤層の柔軟性を低下させ、応力減少率を大きくすることができる。
粘着剤組成物Aは、(メタ)アクリル系ポリマーAに加え、添加剤としてフッ素原子含有化合物を含むことが好ましい。フッ素原子含有化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸2,2,3,3-テトラフルオロプロピルが挙げられるが、中でも、得られる粘着剤層の耐熱性向上の観点からメタクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル、アクリル酸2,2,3,3-テトラフルオロプロピルが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
粘着剤組成物Aが、フッ素原子含有化合物を含有する場合、その含有量は、粘着剤組成物Aの固形分100質量%に対して5質量%以下であることが好ましく、4質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましい。また、フッ素原子含有化合物の含有量は、粘着剤組成物Aの固形分100質量%に対して1質量%以上であることが好ましい。フッ素原子含有化合物の含有量を制御することにより、粘着剤層の耐熱性を調整し、積層体の熱衝撃試験環境下における屈曲耐久性を向上させることができる。
(活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物)
粘着剤組成物Aが活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物である場合、粘着剤組成物Aに含まれる(メタ)アクリル系ポリマーAにおいて、反応性官能基を有するモノマーに由来する構成単位の含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーAの全質量を基準として1質量%以下であることが好ましい。反応性官能基としては、例えば水酸基、カルボキシル基、及びエポキシ基等が挙げられる。これにより、粘着剤層の柔軟性が向上し、熱衝撃試験環境下での粘着剤層の気泡の発生を抑制し易くなる傾向にある。(メタ)アクリル系ポリマーAにおいて、反応性官能基を有するモノマーに由来する構成単位の含有量は、屈曲時の気泡の発生を抑制する観点から、より好ましくは(メタ)アクリル系ポリマーAの全質量を基準として0.01質量%以下であり、さらに好ましくは反応性官能基を有するモノマーに由来する構成単位を有さず、特に好ましくは水酸基、カルボキシル基、及びエポキシ基を有しない。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1以上24以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構成単位を含むことができる。直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1以上24以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル等であってよく、その例としては、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。(メタ)アクリル系ポリマーAは、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの1種又は2種以上をモノマーとする重合体又は共重合体であってよい。
粘着剤組成物A中の(メタ)アクリル系ポリマーAの含有量は、例えば粘着剤組成物Aの固形分100質量%に対して50質量%以上100質量%以下であってよく、好ましくは80質量%以上99.5質量%以下であり、より好ましくは90質量%以上99質量%以下である。
(メタ)アクリル系ポリマーAの重量平均分子量(Mw)は、例えば10万以上200万以下であってよく、屈曲時の気泡抑制の観点から好ましくは50万以上150万以下である。本明細書における重量平均分子量は、後述する実施例の欄において説明するように、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した標準ポリスチレン換算の値に基づいて求めることができる。
粘着剤組成物Aは、(メタ)アクリル系ポリマーAを1種又は2種以上含むものであってよい。さらに粘着剤組成物Aは、その構成成分として(メタ)アクリル系ポリマーAのみを含むものであってもよいし、架橋剤をさらに含有してもよい。架橋剤としては、2価以上の金属イオンであって、カルボキシル基との間でカルボン酸金属塩を形成するもの;ポリアミン化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの;ポリエポキシ化合物又はポリオールであって、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するもの;ポリイソシアネート化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの等が挙げられる。中でも、ポリイソシアネート化合物が好ましい。粘着剤組成物Aが架橋剤を含む場合、架橋剤の含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーA100質量部に対して、例えば5質量部以下であってよく、好ましくは3質量部以下、より好ましくは1質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以下である。粘着剤組成物Aは、架橋剤を含まない場合もある。
活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物とは、紫外線又は電子線のような活性エネルギー線の照射を受けて硬化する性質を有しており、活性エネルギー線照射前においても粘着性を有してフィルム等の被着体に密着させることができ、且つ活性エネルギー線の照射によって硬化して密着力等の調整ができる性質を有する粘着剤組成物である。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、紫外線硬化型であることが好ましい。
粘着剤組成物Aが活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物である場合、粘着剤組成物Aは、活性エネルギー線重合性化合物、光重合開始剤及び光増感剤等をさらに含有することができる。
活性エネルギー線重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基含有化合物等の(メタ)アクリル系化合物が挙げられる。(メタ)アクリロイルオキシ基含有化合物としては、例えば、分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマー;官能基含有化合物を2種以上反応させて得られ、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。粘着剤組成物Aは、活性エネルギー線重合性化合物を、粘着剤組成物Aの固形分100質量%に対して0.1質量%以上10質量%以下含むことができる。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルケトン等が挙げられる。粘着剤組成物Aが光重合開始剤を含むとき、1種又は2種以上を含むことができる。粘着剤組成物Aが光重合開始剤を含む場合、その全含有量は、例えば粘着剤組成物Aの固形分100質量%に対し0.01質量%以上1.0質量%以下であってよい。
粘着剤組成物Aは、光散乱性を付与するための微粒子、ビーズ(樹脂ビーズ、ガラスビーズ等)、ガラス繊維、ベースポリマー以外の樹脂、粘着性付与剤、充填剤(金属粉又はその他の無機粉末等)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、着色剤、消泡剤、腐食防止剤等の添加剤を含むことができる。粘着剤組成物Aは、残存溶剤による耐久性低下の問題を防ぐ観点から、有機溶剤を含まないことが好ましい。
粘着剤層が粘着剤組成物Aから形成される場合、粘着剤層は、粘着剤組成物Aを基材上に塗布することにより形成することができる。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた場合は、形成された粘着剤層に、活性エネルギー線を照射することにより所望の硬化度を有する硬化物とすることができる。
(熱硬化型粘着剤組成物)
粘着剤組成物Aが熱硬化型粘着剤組成物である場合、(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として、アルキル基の炭素数が2~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、分子内に反応性官能基を有するモノマー(反応性官能基含有モノマー)とを含有することが好ましい。粘着剤組成物Aは、熱硬化型粘着剤組成物である場合、さらに熱架橋剤を含有することが好ましい。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として、アルキル基の炭素数が2~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有することにより、好ましい粘着性を発現することができる。アルキル基の炭素数が2~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、例えば、ホモポリマーを形成した場合に当該ホモポリマーのTgが-40℃以下となる(メタ)アクリル酸アルキルエステル(以下「低Tgアルキルアクリレート」という場合がある。)を含むことが好ましい。上記低Tgアルキルアクリレートを構成モノマー単位として含有することにより、粘着剤層の柔軟性が向上し、もって屈曲時の気泡の発生をより容易に抑制することができる。
低Tgアルキルアクリレートとしては、例えば、アクリル酸n-ブチル(Tg-54℃)、アクリル酸n-オクチル(Tg-65℃)、アクリル酸イソオクチル(Tg-58℃)、アクリル酸2-エチルヘキシル(Tg-70℃)、アクリル酸イソノニル(Tg-58℃)、アクリル酸イソデシル(Tg-60℃)、メタクリル酸イソデシル(Tg-41℃)、メタクリル酸n-ラウリル(Tg-65℃)、アクリル酸トリデシル(Tg-55℃)、メタクリル酸トリデシル(Tg-40℃)等が好ましく挙げられる。中でも、低Tgアルキルアクリレートとして、ホモポリマーのTgが、-45℃以下であるものであることがより好ましく、-50℃以下であるものであることが特に好ましい。具体的には、アクリル酸n-ブチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルが特に好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として、低Tgアルキルアクリレートを、下限値として85質量%以上含有することが好ましく、90質量%以上含有することがより好ましく、95質量%以上含有することがさらに好ましい。
さらに(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として上記低Tgアルキルアクリレートを、上限値として99.9質量%以下含有することが好ましく、99.5質量%以下含有することがより好ましく、99質量%以下含有することがさらに好ましい。上記低Tgアルキルアクリレートを99.9質量%以下含有することにより、(メタ)アクリル系ポリマーA中に好適な量の他のモノマー成分(特に反応性官能基含有モノマー)を導入することができる。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、本発明の効果をより一層奏する観点から、ホモポリマーとしてのガラス転移温度(Tg)が0℃を超えるモノマー(以下「ハードモノマー」と称する場合がある。)の含有量を、なるべく少なくすることが好ましい。具体的には、(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として、ハードモノマーの含有量を、上限値として15質量%以下とすることが好ましく、10質量%以下とすることがより好ましく、5質量%以下とすることがさらに好ましい。このハードモノマーには、後述する反応性官能基含有モノマーも含まれる。
上記ハードモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル(Tg10℃)、メタクリル酸メチル(Tg105℃)、メタクリル酸エチル(Tg65℃)、メタクリル酸n-ブチル(Tg20℃)、メタクリル酸イソブチル(Tg48℃)、メタクリル酸t-ブチル(Tg107℃)、アクリル酸n-ステアリル(Tg30℃)、メタクリル酸n-ステアリル(Tg38℃)、アクリル酸シクロヘキシル(Tg15℃)、メタクリル酸シクロヘキシル(Tg66℃)、アクリル酸フェノキシエチル(Tg5℃)、メタクリル酸フェノキシエチル(Tg54℃)、メタクリル酸ベンジル(Tg54℃)、アクリル酸イソボルニル(Tg94℃)、メタクリル酸イソボルニル(Tg180℃)、アクリロイルモルホリン(Tg145℃)、アクリル酸アダマンチル(Tg115℃)、メタクリル酸アダマンチル(Tg141℃)、アクリル酸(Tg105℃)、ジメチルアクリルアミド(Tg89℃)、アクリルアミド(Tg165℃)等のアクリル系モノマー、酢酸ビニル(Tg32℃)、スチレン(Tg80℃)等が挙げられる。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として反応性官能基含有モノマーを含有することにより、当該反応性官能基含有モノマー由来の反応性官能基を介して、後述する熱架橋剤と反応する。これにより、全体として架橋構造(三次元網目構造)が形成され、もって所望の凝集力を有する粘着剤を得ることができる。
(メタ)アクリル系ポリマーAが、当該重合体を構成するモノマー単位として含有する反応性官能基含有モノマーとしては、分子内に水酸基を有するモノマー(水酸基含有モノマー)、分子内にカルボキシ基を有するモノマー(カルボキシ基含有モノマー)、分子内にアミノ基を有するモノマー(アミノ基含有モノマー)などが好ましく挙げられる。これらの中でも、ガラス転移温度(Tg)が0℃以下であるものが多いことから、水酸基含有モノマーが特に好ましい。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル等が挙げられる。中でも、ガラス転移温度(Tg)、得られる(メタ)アクリル系ポリマーAにおける水酸基の熱架橋剤との反応性、及び他の単量体との共重合性の点から、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、及びアクリル酸4-ヒドロキシブチルの少なくとも一つであることが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アミノ基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸n-ブチルアミノエチル等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として、反応性官能基含有モノマーを、下限値として0.1質量%以上含有することが好ましく、特に0.5質量%以上含有することが好ましく、さらには1質量%以上含有することが好ましい。(メタ)アクリル系ポリマーAは、上記反応性官能基含有モノマーを、上限値として10質量%以下含有することが好ましく、特に8質量%以下含有することが好ましく、さらには5質量%以下含有することが好ましい。これにより屈曲時の気泡の発生をより容易に抑制することができる傾向がある。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、当該重合体を構成するモノマー単位として、カルボキシ基含有モノマー、特にハードモノマーでもあるアクリル酸を含まない場合がある。カルボキシ基は酸成分であるため、カルボキシ基含有モノマーを含有しないことにより、粘着剤の貼付対象に、酸により不具合が生じるもの、例えばスズドープ酸化インジウム(ITO)等の透明導電膜、金属膜又は金属メッシュなどが存在する場合にも、酸によるそれらの不具合(腐食、抵抗値変化等)を抑制することができる。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、所望により、当該重合体を構成するモノマー単位として、他のモノマーを含有してもよい。他のモノマーとしては、反応性官能基含有モノマーの作用を妨げないためにも、反応性を有する官能基を含まないモノマーが好ましい。上記他のモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルのほか、ホモポリマーとしてのガラス転移温度(Tg)が-40℃超過0℃以下であるモノマー(以下「中Tgアルキルアクリレート」という場合がある。)などが挙げられる。中Tgアルキルアクリレートとしては、例えば、アクリル酸エチル(Tg-20℃)、アクリル酸イソブチル(Tg-26℃)、メタクリル酸2-エチルヘキシル(Tg-10℃)、アクリル酸n-ラウリル(Tg-23℃)、アクリル酸イソステアリル(Tg-18℃)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(メタ)アクリル系ポリマーAの重合態様は、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。
(メタ)アクリル系ポリマーAの重量平均分子量の下限値は、20万以上であることが好ましく、特に30万以上であることが好ましく、さらには40万以上であることが好ましい。(メタ)アクリル系ポリマーAの重量平均分子量の下限値が上記以上であると、粘着剤の浸み出し等の不具合が抑制される。本明細書における重量平均分子量は、後述する実施例の欄において説明するように、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した標準ポリスチレン換算の値に基づいて求めることができる。
(メタ)アクリル系ポリマーAの重量平均分子量の上限値は、200万以下であることが好ましく、特に150万以下であることが好ましく、さらには130万以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量の上限値が上記以下であると、粘着剤層の柔軟性を確保することができ、もって容易に本発明の効果を奏することができる。
粘着剤組成物Aにおいて、(メタ)アクリル系ポリマーAは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱架橋剤を含有する粘着剤組成物Aを加熱すると、熱架橋剤は(メタ)アクリル系ポリマーAを架橋し、三次元網目構造を形成する。これにより粘着剤の柔軟性を確保しながら凝集力を向上させることができ、積層体に適用した場合に、上記積層体の表面硬度を向上させることが可能な硬さを得ることができる。
上記熱架橋剤としては、(メタ)アクリル系ポリマーAが有する反応性基と反応するものであればよく、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アミン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、アンモニウム塩系架橋剤等が挙げられる。上記の中でも、(メタ)アクリル系ポリマーAが有する反応性基が水酸基の場合、水酸基との反応性に優れたイソシアネート系架橋剤を使用することが好ましい。熱架橋剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
イソシアネート系架橋剤は、少なくともポリイソシアネート化合物を含むものである。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネートなど、及びそれらのビウレット体、イソシアヌレート体、さらにはエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ヒマシ油等の低分子活性水素含有化合物との反応物であるアダクト体などが挙げられる。中でも水酸基との反応性の観点から、トリメチロールプロパン変性の芳香族ポリイソシアネート、特にトリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート及びトリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアネートが好ましい。
エポキシ系架橋剤としては、例えば、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン等が挙げられる。
粘着剤組成物A中における熱架橋剤の含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーA100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましい。さらに当該含有量は、1質量部以下であることが好ましく、0.8質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以下であることがさらに好ましい。熱架橋剤の含有量が上記の範囲にあることにより、凝集力の向上によって適度な硬さをより容易に得ることができる。
粘着剤組成物Aは、シランカップリング剤を含有してもよい。これにより、得られる粘着剤層は、被着体となる積層体中における各部材との密着性が向上し、屈曲に対する耐久性がより優れたものとなる。
シランカップリング(SC)剤としては、分子内にアルコキシシリル基を少なくとも1個有する有機ケイ素化合物であって、(メタ)アクリル系ポリマーAとの相溶性がよく、光透過性を有するものが好ましい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の重合性不飽和基含有ケイ素化合物、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ構造を有するケイ素化合物、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン等のメルカプト基含有ケイ素化合物、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有ケイ素化合物、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、あるいはこれらの少なくとも1つと、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等のアルキル基含有ケイ素化合物との縮合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
粘着剤組成物A中におけるシランカップリング剤の含有量は、(メタ)アクリル系ポリマーA100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましい。さらに当該含有量は、1質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以下であることがさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量が上記の範囲にあることにより、積層体における各部材との密着性をより向上させることができる。
粘着剤組成物Aには、所望により、各種添加剤を添加することができる。本明細書において重合溶媒及び希釈溶媒は、粘着剤組成物Aを構成する添加剤に含まれないものとする。
(メタ)アクリル系ポリマーAは、重合体を構成するモノマーの混合物を通常のラジカル重合法で重合することにより製造することができる。(メタ)アクリル系ポリマーAの重合は、所望により重合開始剤を使用して、溶液重合法により行うことが好ましい。重合溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン等が挙げられ、2種類以上を併用してもよい。
重合開始剤としては、アゾ系化合物、有機過酸化物等が挙げられ、2種類以上を併用してもよい。アゾ系化合物としては、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2’-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]等が挙げられる。
有機過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
上記重合工程において、2-メルカプトエタノール等の連鎖移動剤を配合することにより、得られる重合体の重量平均分子量を調整することができる。
(メタ)アクリル系ポリマーAが得られたら、(メタ)アクリル系ポリマーAの溶液に、熱架橋剤、シランカップリング剤ならびに所望により添加剤及び希釈溶剤を添加し、十分に混合することにより、溶剤で希釈された粘着剤組成物A(塗布溶液)を得ることができる。粘着剤組成物Aは、公知の方法により、例えば各成分をミキサー等を用いて一括混合することにより製造することができる。さらに、このようにして得た粘着剤組成物Aから、第1粘着剤組成物及び第2粘着剤組成物を調製することができる。
上記各成分のいずれかにおいて、固体状のものを用いる場合、あるいは、希釈されていない状態で他の成分と混合した際に析出を生じる場合には、その成分を単独で予め希釈溶媒に溶解もしくは希釈してから、その他の成分と混合してもよい。
上記希釈溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、塩化エチレン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、2-ペンタノン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル、エチルセロソルブ等のセロソルブ系溶剤などが用いられる。
このようにして調製された粘着剤組成物A(塗布溶液)の濃度・粘度としては、コーティング可能な範囲であればよく、特に制限されず、状況に応じて適宜選定することができる。例えば、粘着剤組成物Aの濃度として溶液中に10~60質量%となるように調製することができる。塗布溶液を得るに際し、希釈溶剤等の添加は必要条件ではなく、粘着剤組成物Aがコーティング可能な粘度等であれば、希釈溶剤を添加しなくてもよい。この場合、粘着剤組成物Aは、(メタ)アクリル系ポリマーAの重合溶媒をそのまま希釈溶剤とした塗布溶液となる。
粘着剤層は、上記粘着剤組成物Aを架橋することにより得ることができる。粘着剤組成物Aの架橋は、加熱処理により行うことができる。上記加熱処理は、所望の対象物に塗布した粘着剤組成物Aの塗膜から希釈溶剤等を揮発させる際の乾燥処理を兼ねることもできる。
加熱処理における加熱温度は、50~150℃であることが好ましく、70~120℃であることがより好ましい。加熱処理における加熱時間は、10秒~10分であることが好ましく、50秒~2分であることがより好ましい。
加熱処理後、必要に応じて、常温(例えば、23℃、50%RH)で1~2週間程度の養生期間を設けることができる。この養生期間が必要な場合、養生期間経過後に粘着剤層を形成することができる。養生期間が不要な場合には、上述した加熱処理終了後に粘着剤層を形成することができる。
上記の加熱処理(及び養生)により、架橋剤を介して(メタ)アクリル系ポリマーAが十分に架橋されることにより架橋構造が形成され、もって粘着剤層(第1粘着剤層102及び第2粘着剤層104)を得ることができる。
<粘着シート>
粘着シートは、上記粘着剤組成物Aから形成された粘着剤層を含むことができる。粘着剤層は、粘着剤組成物Aを基材上に塗布することにより形成することができる。粘着剤組成物Aとして活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた場合、形成された粘着剤層に、活性エネルギー線を照射することにより所望の硬化度を有する硬化物とすることができる。粘着剤組成物として熱硬化型粘着剤組成物を用いた場合、形成された粘着剤層に、加熱処理(及び養生)を施すことにより所望の硬化度を有する硬化物とすることができる。
上記基材は、離型処理が施された剥離フィルムであってよい。粘着シートは、離型フィルム上に粘着剤組成物Aを塗布することによりシート状に粘着剤層を形成し、その粘着剤層上にさらに別の剥離フィルムを貼合することにより作製することができる。
上記粘着剤組成物Aの塗布液を塗布する方法としては、例えばバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等を利用することができる。
<前面板>
前面板101は、光を透過可能な板状体であれば、材料及び厚みは限定されることはなく、また1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されてもよい。その例としては、樹脂製の板状体(例えば樹脂板、樹脂シート、樹脂フィルム等)、ガラス製の板状体(例えばガラス板、ガラスフィルム等)、後述のタッチセンサパネルが挙げられる。前面板は、表示装置の最表面を構成するものであることができる。
前面板101の厚みは、例えば10μm以上1000μm以下であってよく、好ましくは20μm以上500μm以下であり、より好ましくは30μm以上300μm以下である。本発明において、各層の厚みは、後述する実施例において説明する厚み測定方法に従って測定することができる。
前面板101が樹脂製の板状体である場合、樹脂製の板状体は、光を透過可能なものであれば限定されることはない。樹脂フィルム等の樹脂製の板状体を構成する樹脂としては、例えばトリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、エチレン-酢酸ビニル共重合体、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリ(メタ)アクリル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアミドイミドなどの高分子で形成されたフィルムが挙げられる。これらの高分子は、単独で又は2種以上混合して用いることができる。強度及び透明性向上の観点から好ましくはポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミドなどの高分子で形成された樹脂フィルムである。
前面板101は、硬度の観点から基材フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層が設けられたフィルムであることが好ましい。基材フィルムとしては、上記樹脂からできたフィルムを用いることができる。ハードコート層は、基材フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両方の面に形成されていてもよい。ハードコート層を設けることにより、硬度及び耐スクラッチ性を向上させた樹脂フィルムとすることができる。ハードコート層は、例えば紫外線硬化型樹脂の硬化層である。紫外線硬化型樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。ハードコート層は、強度を向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は限定されることはなく、無機系微粒子、有機系微粒子、又はこれらの混合物が挙げられる。
前面板101がガラス板である場合、ガラス板は、ディスプレイ用強化ガラスが好ましく用いられる。ガラス板の厚みは、例えば10μm以上1000μm以下であってよく、50μm以上500μm以下であってよい。ガラス板を用いることにより、優れた機械的強度及び表面硬度を有する前面板101を構成することができる。
積層体100が表示装置に用いられる場合、前面板101は、表示装置の前面(画面)を保護する機能(ウィンドウフィルムとしての機能)を有するのみではなく、タッチセンサとしての機能、ブルーライトカット機能、視野角調整機能等を有するものであってもよい。
<第1粘着剤層>
第1粘着剤層102は、前面板101と偏光子層103との間に介在してこれらを貼合する層であり、例えば粘着剤又は接着剤から構成される層又は該層に対して何らかの処理を施してなる層であってよい。第1粘着剤層102は、積層体100を構成する粘着剤層の中で、最も前面板101に近い位置に配置される粘着剤層であることができる。ここで本明細書において「粘着剤」とは、感圧式接着剤とも呼ばれるものである。さらに本明細書において「接着剤」とは、粘着剤(感圧式接着剤)以外の接着剤をいい、粘着剤とは明確に区別される。第1粘着剤層102は、1層であってもよく、又は2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層である。
第1粘着剤層102は、上述のように第1粘着剤組成物を用いて形成される。第1粘着剤組成物は、上述のように粘着剤組成物Aを用いて形成されることができる。第1粘着剤層102は、上記式(1)で求められる応力減少率が40%以上70%以下である層であって、第1粘着剤層102の応力減少率R1と第2粘着剤層104の応力減少率R2とが上記式(2)の関係を満たすように形成された層である。第1粘着剤組成物は、上記条件を満たす限り、粘着剤組成物Aに限られず、任意の粘着剤組成物から直接形成することができ、又は任意の粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層を有する粘着シートを用いて形成することができる。ただし第1粘着剤組成物は、上述した粘着剤組成物Aから形成することが好ましく、あるいは上述した粘着剤組成物Aを基材上に塗布することにより形成した粘着シートを用いて形成することも好ましい。
すなわち第1粘着剤層102は、これを構成する第1粘着剤組成物の組成及び配合成分、第1粘着剤組成物のタイプ(活性エネルギー線硬化型、熱硬化型等)、第1粘着剤組成物に配合され得る添加剤、第1粘着剤層の作製方法及び第1粘着剤層の厚み等に関し、上記<粘着剤層(第1粘着剤層及び第2粘着剤層)>の欄で説明したとおりとすることができる。
<偏光子層>
偏光子層103としては、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層、二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる層等が挙げられる。二色性色素として、具体的には、ヨウ素又は二色性の有機染料が用いられる。二色性有機染料には、C.I.DIRECT RED 39等のジスアゾ化合物からなる二色性直接染料、トリスアゾ、テトラキスアゾ等の化合物からなる二色性直接染料が包含される。
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層としては、液晶性を有する二色性色素を含む組成物又は二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を塗布し硬化させて得られる層等の重合性液晶化合物の硬化物を含む偏光子層が挙げられる。二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
積層体100において偏光子層103は、例えば後述する位相差層との組み合わせにより、円偏光板として機能することができる。
(延伸フィルム又は延伸層である偏光子層)
二色性色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子層は、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。偏光子層103の厚みは、例えば2μm以上40μm以下である。偏光子層103の厚みは5μm以上であってもよく、20μm以下、さらには15μm以下、なおさらには10μm以下であってもよい。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85モル%以上100モル%以下程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール又はポリビニルアセタールを使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000以上10000以下であり、好ましくは1500以上5000以下である。
二色性色素を吸着させた延伸層である偏光子層は、通常、上記ポリビニルアルコール系樹脂を含む塗布液を基材フィルム上に塗布する工程、得られた積層フィルムを一軸延伸する工程、一軸延伸された積層フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させて偏光子層とする工程、二色性色素が吸着されたフィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。二色性色素を吸着させた延伸層である偏光子層は、必要に応じて基材フィルムを偏光子層から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、後述する熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
延伸フィルム又は延伸層である偏光子層は、その片面又は両面に熱可塑性樹脂フィルムが貼合されている形態で積層体に組み込まれてもよい。この熱可塑性樹脂フィルムは、偏光子層103用の保護フィルム、又は位相差フィルムとして機能し得る。熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂など)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂など)等のポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;又はこれらの混合物等からなるフィルムであることができる。
熱可塑性樹脂フィルムは位相差を有していても、有していなくてもよい。熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、薄型化の観点から、通常300μm以下であり、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは80μm以下であり、なおさらに好ましくは60μm以下である。熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、通常5μm以上であり、好ましくは20μm以上である。熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、接着剤層を用いて偏光子層103に貼合することができる。
(二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層)
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層としては、液晶性を有する重合性の二色性色素を含む組成物又は二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を基材フィルムに塗布し硬化させて得られる層等の重合性液晶化合物の硬化物を含む偏光子層が挙げられる。
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層は、必要に応じて基材フィルムを偏光子層から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上述した熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。偏光子層は、配向膜を備えてもよい。配向膜は、剥離されてもよい。
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層は、その片面又は両面に熱可塑性樹脂フィルムが貼合されている形態で光学積層体に組み込まれてもよい。熱可塑性樹脂フィルムとしては、延伸フィルム又は延伸層である偏光子層に用い得る熱可塑性樹脂フィルムと同様のものを用いることができる。熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、接着剤層を用いて偏光子層に貼合することができる。
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層は、その片面又は両面に、保護層としてオーバーコート(OC)層が形成されてもよい。OC層としては、例えば光硬化性樹脂や水溶性ポリマー等の硬化層が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、(メタ)アクリルウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。水溶性ポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリルアミド系ポリマー;ポリビニルアルコール、及びエチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、(メタ)アクリル酸又はその無水物-ビニルアルコール共重合体等のビニルアルコール系ポリマー;カルボキシビニル系ポリマー;ポリビニルピロリドン;デンプン類;アルギン酸ナトリウム;ポリエチレンオキシド系ポリマー等が挙げられる。OC層の厚みは、20μm以下であることが好ましくは、15μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましく、5μm以下であってもよく、また、0.05μm以上であり、0.5μm以上であってもよい。
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子層の厚みは、通常10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上5μm以下である。
<第2粘着剤層>
第2粘着剤層104は、偏光子層103と背面板105との間に配置される粘着剤層である。第2粘着剤層は、積層体100を構成する粘着剤層の中で、最も背面板105に近い位置に配置される粘着剤層であることができる。第2粘着剤層104は、1層であってもよく、又は2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層である。
第2粘着剤層104は、上述のように第2粘着剤組成物を用いて形成される。第2粘着剤組成物は、上述のように粘着剤組成物Aを用いて形成されることができる。第2粘着剤層104は、第1粘着剤層102の応力減少率R1と第2粘着剤層104の応力減少率R2とが上記式(2)の関係を満たすように形成された層である。第2粘着剤組成物は、上記条件を満たす限り、粘着剤組成物Aに限られず、任意の粘着剤組成物から直接形成することができ、又は任意の粘着剤組成物を用いて形成された粘着剤層を有する粘着シートを用いて形成することができる。ただし第2粘着剤組成物は、上述した粘着剤組成物Aから形成することが好ましく、あるいは上述した粘着剤組成物Aを基材上に塗布することにより形成した粘着シートを用いて形成することも好ましい。
すなわち第2粘着剤層104は、第1粘着剤層102と組成が同一であってもよく、異なっていてもよいが、粘着剤組成物Aから形成されることが好ましい点において共通する。このため第2粘着剤層104は、これを構成する第2粘着剤組成物の組成及び配合成分、第2粘着剤組成物のタイプ(活性エネルギー線硬化型又は熱硬化型であるか否か等)、第2粘着剤組成物に配合され得る添加剤、第2粘着剤層の作製方法及び第2粘着剤層の厚み等に関し、上記<粘着剤層(第1粘着剤層及び第2粘着剤層)>の欄で説明したとおりとすることができる。
<背面板>
背面板105としては、光を透過可能な板状体、又は通常の表示装置に用いられる構成要素等を用いることができる。
背面板105の厚みは、例えば5μm以上2000μm以下であってよく、好ましくは10μm以上1000μm以下であり、より好ましくは15μm以上500μm以下である。
背面板105に用いる板状体としては、1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されたものであってよく、前面板101において述べた板状体について例示したものを用いることができる。
背面板105に用いる通常の表示装置に用いられる構成要素としては、例えばセパレータ、タッチセンサパネル、有機EL表示素子等が挙げられる。表示装置における構成要素の積層順としては、例えば前面板/円偏光板/セパレータ、前面板/円偏光板/有機EL表示装置、前面板/円偏光板/タッチセンサパネル/有機EL表示素子、前面板/タッチセンサパネル/円偏光板/有機EL表示素子等が挙げられる。背面板105は、タッチセンサパネルであることが好ましい。
(タッチセンサパネル)
タッチセンサパネルとしては、タッチされた位置を検出可能なセンサであれば、検出方式は限定されることはなく、抵抗膜方式、静電容量結合方式、光センサ方式、超音波方式、電磁誘導結合方式、表面弾性波方式等のタッチセンサパネルが例示される。低コストであることから、抵抗膜方式、静電容量結合方式のタッチセンサパネルが好適に用いられる。
抵抗膜方式のタッチセンサパネルの一例は、互いに対向配置された一対の基板と、それら一対の基板の間に挟持された絶縁性スペーサーと、各基板の内側の全面に抵抗膜として設けられた透明導電膜と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。抵抗膜方式のタッチセンサパネルを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、対向する抵抗膜が短絡して、抵抗膜に電流が流れる。タッチ位置検知回路が、このときの電圧の変化を検知し、タッチされた位置が検出される。
静電容量結合方式のタッチセンサパネルの一例は、基板と、基板の全面に設けられた位置検出用透明電極と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。静電容量結合方式のタッチセンサパネルを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、タッチされた点で人体の静電容量を介して透明電極が接地される。タッチ位置検知回路が、透明電極の接地を検知し、タッチされた位置が検出される。
タッチセンサパネルの厚みは、例えば5μm以上2000μm以下であってよく、5μm以上100μm以下であってもよい。
<位相差層>
積層体100は、偏光子層103と背面板105との間に1層以上の位相差層を有することができる。位相差層は、第1粘着剤層102、第2粘着剤層104、又はこれらの層以外の粘着剤若しくは接着剤から構成される層(以下、貼合層ともいう)を介して他の層(他の位相差層を含む。)上に積層させることができる。
位相差層の例としては、λ/4板及びλ/2板等のポジティブAプレート、及びポジティブCプレート等が挙げられる。位相差層は、例えば上述の熱可塑性樹脂フィルムから形成することができる位相差フィルムであってもよいし、重合性液晶化合物を硬化してなる層、すなわち、重合性液晶化合物の硬化物を含む層であってもよいが、好ましくは後者である。位相差フィルムの厚みは、上述の熱可塑性樹脂フィルムの厚みと同様であってよい。重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層の厚みは、例えば、0.1μm以上10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上6μm以下である。
重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層は、重合性液晶化合物を含む組成物を基材フィルムに塗布し硬化させることによって形成することができる。基材フィルムと塗布層との間に配向層が形成されていてもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上述した熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層は、配向層及び/又は基材フィルムを有する形態で積層体100に組み込まれてもよい。背面板105が、上記組成物が塗布される基材フィルムであってもよい。
<貼合層>
貼合層は、第1粘着剤層102と第2粘着剤層104との間に配置される層であり、粘着剤又は接着剤から構成される層である。貼合層を構成する粘着剤は、第1粘着剤層102及び第2粘着剤層104を構成する粘着剤組成物について例示したものと同じ粘着剤であってもよいし、他の粘着剤、例えば(メタ)アクリル系粘着剤、スチレン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エポキシ系共重合体粘着剤等であってもよい。
貼合層を構成する接着剤としては、例えば、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤等のうち1又は2種以上を組み合せて形成することができる。水系接着剤としては、例えばポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等を挙げることができる。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射することによって硬化する接着剤であり、例えば重合性化合物及び光重合性開始剤を含むもの、光反応性樹脂を含むもの、バインダー樹脂及び光反応性架橋剤を含むもの等を挙げることができる。上記重合性化合物としては、光硬化性エポキシ系モノマー、光硬化性アクリル系モノマー、光硬化性ウレタン系モノマー等の光重合性モノマー、及びこれらモノマーに由来するオリゴマー等を挙げることができる。上記光重合開始剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射して中性ラジカル、アニオンラジカル、カチオンラジカルといった活性種を発生する物質を含むものを挙げることができる。
貼合層の厚みは、例えば1μm以上であってよく、好ましくは1μm以上25μm以下、より好ましくは2μm以上15μm以下、さらに好ましくは2.5μm以上5μm以下である。
本発明の別の一態様に係る積層体200は、例えば図2に示すように、前面板101、第1粘着剤層102、偏光子層103、第2粘着剤層104及び背面板105を備え、貼合層108、第1位相差層106、貼合層109及び第2位相差層107をさらに備えることができる。
<積層体の製造方法>
積層体100,200は、粘着剤層、あるいはさらに接着剤層を介して積層体100,200を構成する層同士を貼合する工程を含む方法によって製造することができる。粘着剤層又は接着剤層を介して層同士を貼合する場合には、密着性を高める目的で、貼合面の一方又は両方に対し、例えばコロナ処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。
偏光子層103は、熱可塑性樹脂フィルム又は基材フィルム上に直接形成することが可能であり、この熱可塑性樹脂フィルム又は基材フィルムは積層体100,200に組み込まれてもよいし、あるいは、偏光子層103から剥離されて積層体の構成要素とはならなくてもよい。
<表示装置>
本発明の一態様に係る表示装置は、上記積層体100,200を含む。表示装置は特に限定されず、例えば有機EL表示装置、無機EL表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。表示装置はタッチパネル機能を有していてもよい。上記積層体100,200は、粘着剤層において気泡の発生を抑制することにより耐久性を向上させているため、屈曲又は折り曲げ等が可能な可撓性を有する表示装置に好適である。
表示装置において、上記積層体100,200は、前面板を外側(表示素子側とは反対側、すなわち視認側)に向けて表示装置が有する表示素子の視認側に配置される。表示装置は、上記積層体100,200の前面板101側を内側にして屈曲可能であることが好ましい。
本発明に係る表示装置は、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器、テレビ、デジタルフォトフレーム、電子看板、測定器、計器類、事務用機器、医療機器、電算機器等として用いることができる。
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。本実施例において「%」及び「部」は、特記のない限り、それぞれ「質量%」及び「質量部」を意味する。
[重量平均分子量(Mw)の測定]
後述する(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)を、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)として、移動相にテトラヒドロフランを用い、下記のサイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)により求めた。具体的には、被測定物である(メタ)アクリル系ポリマーを約0.05質量%の濃度となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、SECに10μL注入した。移動相は、1.0mL/分の流量で流した。カラムとして、PLgel MIXED-B(ポリマーラボラトリーズ社製)を用いた。検出器には、UV-VIS検出器(商品名:Agilent GPC)を用いた。
[厚みの測定]
厚みは、接触式膜厚測定装置(商品名「ZC-101」、株式会社ニコン製)を用いて測定した。
[曲げこわさの測定]
各実施例及び各比較例で得られた積層体を、温度-20℃の環境で24時間放置した後、25℃の環境に取り出してから5分以内に、曲げこわさ評価機器(GURLEY STIFFNESS TESTER、熊谷理機工業株式会社製)を用いて25gの荷重条件において曲げこわさを測定した。
[ひずみ反復付加試験]
後述する粘着シートの粘着剤層を積層させ、厚みが150μmの基準粘着剤層を準備した。なお、粘着シートC7の粘着剤層については、厚みが150μmであるため、積層させずにそのまま基準粘着剤層として用いた。次いで、この基準粘着剤層を幅20mm×長さ20mmに裁断し、粘弾性測定装置(商品名「MCR-301」、Anton Paar社製)のステージ上に貼り付け、基準粘着剤層の表面を直径8mmの測定チップと接着させた。この状態で、Normal Force Free、周波数1Hzの条件の下、0%のひずみと400%のひずみとを繰り返し付加した。ひずみの付加は、基準粘着剤層を-20℃に冷却した後、-20℃で2分間保持し、次に10℃/分の昇温速度で基準粘着剤層を60℃まで昇温し、60℃で2分間保持する操作を1サイクルとし、これを合計10サイクル繰り返すという温度条件下で行った。次のサイクルに移行する際の降温速度は10℃/分とした。試験中に測定された応力から、下記式(1)に基づいて応力減少率(単位:%)を求めた。
応力減少率=100-{(RB/RA)×100} …(1)
[式(1)中、RAは、ひずみ反復付加試験開始後、粘着剤層に初めて-20℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表し、RBは、ひずみ反復付加試験の10サイクル目において、最後に60℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表す。]
[低温屈曲性試験]
各実施例及び各比較例で得られた積層体を、スーパーカッターを用いて幅10mm×長さ100mmに切り出して試験片とした。TP技研株式会社製の耐屈曲性試験機(円筒形マンドレル法)を用い、試験片の前面板側が内側となるように、円筒状の心棒(マンドレル)の周りに試験片を巻いた。この状態で温度-20℃の環境で24時間放置し、25℃の環境に取り出した後5分以内に、試験片の第1粘着剤層及び第2粘着剤層での気泡の発生の有無、及び、第1粘着剤層と前面層との間の剥離及び第2粘着剤層と背面層との間の剥離の有無を確認した。
上記の操作を、心棒の直径を30mm、20mm、15mm、10mm、5mmの間で変更して行い、第1粘着剤層及び第2粘着剤層に気泡が発生せず、且つ、第1粘着剤層と前面層との間及び第2粘着剤層と背面層との間で剥離が発生しなかったときの心棒の最小直径を決定し、以下の基準で評価を行った。低温屈曲性試験では、決定した心棒の最小直径が小さいほど、優れた低温屈曲性を有する積層体であることを示す。なお、いずれの試験片でも、気泡又は隣接層との剥離が生じたのは、第1粘着剤層のみであった。
A:決定した心棒の最小直径が10mm以下であった。
B:決定した心棒の最小直径が15mmであった。
C:決定した心棒の最小直径が20mm以上であった。
[熱衝撃屈曲性試験]
各実施例及び各比較例で得られた積層体を、スーパーカッターを用いて幅10mm×長さ100mmに切り出して試験片とした。TP技研株式会社製の耐屈曲性試験機(円筒形マンドレル法)を用い、試験片の前面板側が内側となるように、円筒状の心棒(マンドレル)の周りに試験片を巻いた。この状態で温度-20℃の環境で2分間保持し、次に10℃/分の昇温速度で環境温度を60℃まで昇温し、60℃の環境で2分間保持する操作を1サイクルとし、これを合計10サイクル繰り返した。次のサイクルに移行する際の降温速度は10℃/分とした。10サイクル後、試験片を25℃の環境に取り出した後5分以内に、試験片の第1粘着剤層及び第2粘着剤層での気泡の発生の有無、及び、第1粘着剤層と前面層との間の剥離及び第2粘着剤層と背面層との間の剥離の有無を確認した。
上記の操作を、心棒の直径を30mm、20mm、15mm、10mm、5mmmの間で変更して行い、第1粘着剤層及び第2粘着剤層に気泡が発生せず、且つ、第1粘着剤層と前面層との間及び第2粘着剤層と背面層との間で剥離が発生しなかったときの心棒の最小直径を決定し、以下の基準で評価を行った。耐衝撃屈曲性試験では、決定した心棒の最小直径が小さいほど、優れた熱衝撃屈曲性を有する積層体であることを示す。なお、いずれの試験片でも、気泡又は隣接層との剥離が生じたのは、第1粘着剤層のみであった。
A:決定した心棒の最小直径が10mm以下であった。
B:決定した心棒の最小直径が15mmであった。
C:決定した心棒の最小直径が20mm以上であった。
<(メタ)アクリル系ポリマーA1~A10の調製>
冷却装置を設置した1Lの反応器を準備した。この反応器に、窒素ガスをフローしながら、表1に示すモノマー成分を、表1に示す配合量で混合した混合物を投入した。次に、混合物を攪拌しながら、酸素を除去するために反応器内に窒素ガスを1時間還流した後、混合物の温度を60℃まで上昇させた。温度を60℃に維持した状態で、混合物を均一に混合した後、表1に示す重合開始剤を、表1に示す配合量で投入し、撹拌しながらUVランプ(10mW)を照射して重合反応を進行させ、(メタ)アクリル系ポリマーA1~A10を得た。表1に示す配合量は、モノマー成分及び光重合開始剤の合計質量を基準とした質量割合(質量%)を示す。(メタ)アクリル系ポリマーA1~A10の重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
<粘着剤組成物B1~B10の調製>
表2に示す(メタ)アクリル系ポリマーA1~A10、モノマー成分、フッ素原子含有化合物、及び光重合開始剤を、表2に示す配合量で混合し、粘着剤組成物B1~B10を得た。表2に示す配合量は、(メタ)アクリル系ポリマー、モノマー成分、フッ素原子含有化合物、及び光重合開始剤の合計質量を基準とした質量割合(質量%)を示す。
表1及び表2における各略号は、次のとおりである。
(モノマー成分)
BA:アクリル酸ブチル(東京化成工業(株)より入手)
n-DAM:N-ドデシルアクリルアミド(窒素原子含有モノマー、東京化成工業(株)より入手)
4-HBA:アクリル酸4-ヒドロキシブチル(東京化成工業(株)より入手)
MA:アクリル酸メチル(東京化成工業(株)より入手)
IBOA:アクリル酸イソボルニル(東京化成工業(株)より入手)
LA:アクリル酸ラウリル(東京化成工業(株)より入手)
2-PEA:アクリル酸2-フェノキシエチル(東京化成工業(株)より入手)
C22A:アクリル酸ベヘニル(東京化成工業(株)より入手)
n-OA:アクリル酸n-オクチル(東京化成工業(株)より入手)
2-EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル(東京化成工業(株)より入手)
IDA:アクリル酸イソデシル(東京化成工業(株)より入手)
(フッ素原子含有化合物)
TFEA:アクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル(東京化成工業(株)より入手)
(光重合開始剤)
I-184:1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(東京化成工業(株)より入手)
<粘着シートC1~C10の作製>
剥離フィルムA(シリコーン化合物を含む離型剤をコーティングしたポリエチレンテレフタレートフィルム)の離型処理面に、粘着剤層の厚みが表3に示す厚みとなるように、表3に示す粘着剤組成物を塗布した。塗布層上に、剥離フィルムB(シリコーン化合物を含む離型剤をコーティングしたポリエチレンテレフタレートフィルム)を、離型処理面側が塗布層側となるように積層した後、UV照射を行って、剥離フィルムA/粘着剤層/剥離フィルムBの層構造を有する粘着シートC1~C10を得た。UV照射は、積算光量が400mJ/cm、照度が1.8mW/cm(UVV基準)となるように行った。得られた粘着シートC1~C10の粘着剤層を用いて、ひずみ反復付加試験を行い、応力減少率を測定した。測定結果を表3に示す。
Figure 2024143182000004
〔実施例1~2及び比較例2〕
(前面層(1)の準備)
前面層(1)として、第1基材層としての樹脂フィルム(ポリイミド系樹脂フィルム、厚み40μm)の一方の面に、ハードコート層(厚み10μm)が形成された前面板を準備した。ハードコート層は、末端に多官能アクリル基を有するデンドリマー構造を有するアクリル化合物を含む組成物から形成された層であった。
(円偏光板(1)の準備)
保護層としての保護フィルム(シクロオレフィン系樹脂フィルム、厚み18μm)と、直線偏光層(厚み8μm)とを水系接着剤を用いて貼合し、保護層/接着剤層/直線偏光層の層構造を有する直線偏光板(1)を得た。
次に、第1位相差層(厚み3μm)、接着剤層(厚み1μm)、及び第2位相差層(厚み2μm)がこの順に積層された位相差積層体(1)を得た。第1位相差層は、λ/4位相差層であり、重合性液晶化合物の硬化物層であった。接着剤層は、光硬化型接着剤組成物であるエポキシ系接着剤の硬化物層であった。第2位相差層は、ポジティブC層であり、重合性液晶化合物の硬化物層であった。
上記で得た直線偏光板(1)の直線偏光層側と、位相差積層体(1)の第1位相差層側とを、貼合層(アクリル系粘着剤を用いた粘着剤層、厚み5μm)を用いて貼合し、偏光板としての円偏光板(1)を得た。円偏光板(1)の層構造は、直線偏光板(1)(保護層/接着剤層/直線偏光層)/貼合層/位相差積層体(1)(第1位相差層/接着剤層/第2位相差層)であった。
(積層体の作製)
上記で得た前面層(1)の第1基材層(樹脂フィルム)側と、円偏光板(1)の直線偏光板(1)側とを、表4に示す第1粘着剤層を用いて貼合し、円偏光板の位相差積層体(1)側に表4に示す第2粘着剤層及び背面層としてのセパレータ(50μm)を積層して、実施例1~2及び比較例2の積層体を作製した。これらの積層体の層構造は、前面層(1)(ハードコート層/第1基材層)/第1粘着剤層/直線偏光板(1)(保護層/接着剤層/直線偏光層)/貼合層/位相差積層体(1)(第1位相差層/接着剤層/第2位相差層)/第2粘着剤層/背面層であった。得られた積層体について、曲げこわさの測定、低温屈曲性試験及び熱衝撃屈曲性試験を行った。結果を表4に示す。
〔実施例3及び比較例1〕
(円偏光板(2)の準備)
第1位相差層(厚み2μm)、接着剤層(厚み2μm)、及び第2位相差層(厚み1μm)がこの順に積層された位相差積層体(2)を得た。第1位相差層は、λ/2位相差層であり、重合性液晶化合物の硬化物層であった。接着剤層は、光硬化型接着剤組成物であるエポキシ系接着剤の硬化物層であった。第2位相差層は、λ/4位相差層であり、重合性液晶化合物の硬化物層であった。
実施例1で説明した手順で得た直線偏光板(1)の直線偏光層側と、上記で得た位相差積層体(2)の第1位相差層側とを、貼合層(アクリル系粘着剤を用いた粘着剤層、厚み5μm)を用いて貼合し、偏光板としての円偏光板(2)を得た。円偏光板(2)の層構造は、直線偏光板(1)(保護層/接着剤層/直線偏光層)/貼合層/位相差積層体(2)(第1位相差層/接着剤層/第2位相差層)であった。
(積層体の作製)
実施例1で説明した手順で得た前面層(1)の第1基材層(樹脂フィルム)側と、円偏光板(2)の直線偏光板(1)側とを、表4に示す第1粘着剤層を用いて貼合し、円偏光板の位相差積層体(2)側に表4に示す第2粘着剤層及び背面層としてのセパレータ(厚み50μm)を積層して、実施例3及び比較例1の積層体を作製した。これらの積層体の層構造は、前面層(1)(ハードコート層/第1基材層)/第1粘着剤層/直線偏光板(1)(保護層/接着剤層/直線偏光層)/貼合層/位相差積層体(2)(第1位相差層/接着剤層/第2位相差層)/第2粘着剤層/背面層であった。得られた積層体について、曲げこわさの測定、低温屈曲性試験及び熱衝撃屈曲性試験を行った。結果を表4に示す。
〔実施例4~6〕
(前面層(2)の準備)
前面層(2)として、第1基材層としての樹脂フィルム(ポリイミド系樹脂フィルム、厚み40μm)の一方の面に、ハードコート層(厚み5μm)が形成された前面板を準備した。ハードコート層は、末端に多官能アクリル基を有するデンドリマー構造を有するアクリル化合物を含む組成物から形成された層であった。
(円偏光板(3)の準備)
特開2022-185418号公報の実施例の[直線偏光板Bの作製]の手順に従って、保護層としてのハードコート層と、重合性液晶化合物の硬化物層である直線偏光層と、保護層としてのオーバーコート層とを有する直線偏光板(2)を作製した。直線偏光板(2)の層構造は、保護層(ハードコート層)/配向膜/直線偏光層/保護層(オーバーコート層)であった。
上記で得た直線偏光板(2)の保護層(オーバーコート層)側と、実施例1で説明した手順で得た位相差積層体(1)の第1位相差層側とを、貼合層(アクリル系粘着剤を用いた粘着剤層、厚み5μm)を用いて貼合し、偏光板としての円偏光板(3)を得た。円偏光板(3)の層構造は、直線偏光板(2)(保護層(ハードコート層)/配向膜/直線偏光層/保護層(オーバーコート層))/貼合層/位相差積層体(1)(第1位相差層/接着剤層/第2位相差層)であった。
(積層体の作製)
上記で得た前面層(2)の第1基材層(樹脂フィルム)側と、円偏光板(3)の直線偏光板(2)側とを、表4に示す第1粘着剤層を用いて貼合し、円偏光板の位相差積層体(1)側に表4に示す第2粘着剤層及び背面層としてのセパレータ(厚み50μm)を積層して、実施例4~6の積層体を作製した。これらの積層体の層構造は、前面層(2)(ハードコート層/第1基材層)/第1粘着剤層/直線偏光板(2)(保護層(ハードコート層)/配向膜/直線偏光層/保護層(オーバーコート層))/貼合層/位相差積層体(1)(第1位相差層/接着剤層/第2位相差層)/第2粘着剤層/背面層であった。得られた積層体について、曲げこわさの測定、低温屈曲性試験及び熱衝撃屈曲性試験を行った。結果を表4に示す。
Figure 2024143182000005
100,200…積層体、101…前面板、102…第1粘着剤層、103…偏光子層、104…第2粘着剤層、105…背面板、106…第1位相差層、107…第2位相差層、108,109…貼合層。

Claims (11)

  1. 前面板と、第1粘着剤層と、偏光子層と、第2粘着剤層と、背面板とをこの順に含む積層体であって、
    前記第1粘着剤層の下記式(1)で求められる応力減少率が40%以上70%以下であり、
    前記第1粘着剤層の応力減少率R1と前記第2粘着剤層の応力減少率R2とが下記式(2)の関係を満たす、積層体。
    応力減少率=100-{(RB/RA)×100} …(1)
    R1≦R2 …(2)
    [式(1)中、RAは、ひずみ反復付加試験開始後、粘着剤層に初めて-20℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表し、RBは、ひずみ反復付加試験の10サイクル目において、最後に60℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表す。]
    [ひずみ反復付加試験]
    ひずみ反復付加試験は、厚み150μmに調整した粘着剤層を、粘弾性測定装置の測定チップと接着させ、Normal Force Free、周波数1Hzの条件の下、0%のひずみと400%のひずみとを繰り返し付加しながら、温度条件として-20℃で2分間保持し、次に10℃/分の昇温速度で60℃に昇温して2分間保持する操作を1サイクルとし、これを合計10サイクル繰り返すことにより行う。
  2. 前記積層体の温度-20℃での曲げこわさが、1000gf・m以上2000gf・m以下である、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の厚みが、いずれも10μm以上100μm以下である、請求項1に記載の積層体。
  4. 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層が、いずれも(メタ)アクリル系ポリマーを含む粘着剤組成物から形成された層である、請求項1に記載の積層体。
  5. 前記(メタ)アクリル系ポリマーは、構成単位全量を基準として、窒素原子含有モノマー由来の構成単位を20質量%以上30質量%以下含む、請求項4に記載の積層体。
  6. 前記第1粘着剤層は、フッ素原子含有化合物を含む第1粘着剤組成物から形成された層であり、
    前記フッ素原子含有化合物の含有量が、前記第1粘着剤組成物の固形分全量を基準として、5質量%以下である、請求項1に記載の積層体。
  7. 前記第1粘着剤層の応力減少率R1と前記第2粘着剤層の応力減少率R2とが下記式(3)の関係を満たす、請求項1に記載の積層体。
    0Pa≦(R2-R1)≦20Pa …(3)
  8. 前記第2粘着剤層の応力減少率が40%以上70%以下である、請求項1に記載の積層体。
  9. 前記第1粘着剤層の厚みT1と前記第2粘着剤層の厚みT2とが、下記式(4)の関係を満たす、請求項1に記載の積層体。
    0.1≦(T1/T2)≦4 …(4)
  10. 請求項1~9のいずれか一項に記載の積層体を含む、表示装置。
  11. フレキシブル表示装置の前面板と偏光子層との間に配置される粘着剤層であって、
    下記式(1)で求められる応力減少率が40%以上70%以下である、粘着剤層。
    応力減少率=100-{(RB/RA)×100} …(1)
    [式(1)中、RAは、ひずみ反復付加試験開始後、粘着剤層に初めて-20℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表し、RBは、ひずみ反復付加試験の10サイクル目において、最後に60℃で400%のひずみを加えた時の応力(単位:Pa)を表す。]
    [ひずみ反復付加試験]
    ひずみ反復付加試験は、厚み150μmに調整した粘着剤層を、粘弾性測定装置の測定チップと接着させ、Normal Force Free、周波数1Hzの条件の下、0%のひずみと400%のひずみとを繰り返し付加しながら、温度条件として-20℃で2分間保持し、次に10℃/分の昇温速度で60℃に昇温して2分間保持する操作を1サイクルとし、これを合計10サイクル繰り返すことにより行う。
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