CN115151620B - 粘接剂组合物层、层叠体、光学层叠体及光学装置、以及光学层叠体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粘接剂组合物层,其由包含聚合物和固化性树脂的粘接剂组合物形成,所述聚合物包含至少一个(甲基)丙烯酸酯单体和至少一个含有可共聚官能团的单体的共聚物,所述含有可共聚官能团的单体选自含羟基共聚性单体、含羧基共聚性单体及含氮乙烯基单体,其中,在使固化性树脂固化之前,所述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上且8.00MPa以下,在使固化性树脂固化之后,所述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上。
Description
技术领域
本发明涉及粘接剂组合物层、具有粘接剂组合物层的层叠体、具有由粘接剂组合物层形成的粘接剂层和光学片的光学层叠体及光学装置、以及光学层叠体的制造方法。
背景技术
光学片(例如,微透镜片、棱镜片、亮度提高膜(例如,3M公司制造的BrightnessEnhancement Film:BEF(注册商标)))用于各种光学装置(例如,显示装置及照明装置)。在本说明书中,“光学片”不限定于上述示例出的实例,还广泛包含片状的光学构件,例如还包含扩散板及导光板。光学片例如使用粘接剂层而粘贴于其它光学片或光学装置。在本说明书中,“光学层叠体”是指包含光学片和粘接剂层的构成或包含多个光学片的构成。在本说明书中,“粘接剂”以包含粘合剂(也称为“压敏粘接剂”)的含义使用。
本申请人在专利文献1中公开了可用于显示装置、照明装置的光学层叠体(在专利文献1中称为“光学层叠片”)。专利文献1的光学层叠体具有:表面具有凹凸结构的光学片(例如微透镜片)、和设置于具有凹凸结构的表面的粘接剂层,其中,凹凸结构的凸部的高度的5%~90%被粘接剂层包埋,粘接剂层由包含接枝聚合物及光阳离子类聚合引发剂或热固化催化剂的粘接剂组合物形成,所述接枝聚合物是使包含含环状醚基单体的链与(甲基)丙烯酸类聚合物进行接枝聚合而成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-007046号公报(日本专利第5658490号公报)
专利文献2:国际公开第2019/087118号
发明内容
发明要解决的问题
使用粘接剂层粘贴表面具有凹凸结构的光学片时,粘接剂层侵入凹凸结构的凹部(将凹部填埋)的程度会影响光学片的功能。因此,优选粘接剂层侵入凹凸结构的凹部的程度不发生经时变化。
另外,从量产性的观点考虑,用于光学装置的将光学片与粘接剂层层叠而成的光学层叠体或将多个光学片层叠而成的光学层叠体优选可以通过卷对卷方式来制造。
本发明为了解决上述问题中的至少一个问题而成,其目的在于,提供可以形成侵入光学片的凹凸结构的凹部的程度的经时变化得到了抑制的粘接剂层的粘接剂组合物层、具有这样的粘接剂组合物层的层叠体、具有由这样的粘接剂组合物层形成的粘接剂层和光学片的光学层叠体、或者可以通过卷对卷方式制造的光学层叠体、以及这样的光学层叠体的制造方法。另外,本发明的目的在于,提供具备这样的光学层叠体的光学装置。
解决问题的方法
根据本发明的实施方式,提供以下的项目中记载的解决方法。
[项目1]
一种粘接剂组合物层,其由包含聚合物和固化性树脂的粘接剂组合物形成,上述聚合物包含至少一个(甲基)丙烯酸酯单体和至少一个含有可共聚官能团的单体的共聚物,所述含有可共聚官能团的单体选自含羟基共聚性单体、含羧基共聚性单体及含氮乙烯基单体,
在使上述固化性树脂固化之前,上述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上且8.00MPa以下,
在使上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上。
在使上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量例如为3.00MPa以上。
[项目2]
一种粘接剂组合物层,其由包含聚合物和固化性树脂的粘接剂组合物形成,上述聚合物包含至少一个(甲基)丙烯酸酯单体和至少一个含有可共聚官能团的单体的共聚物,所述含有可共聚官能团的单体选自含羟基共聚性单体、含羧基共聚性单体及含氮乙烯基单体。
[项目3]
根据项目1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
上述至少一个含有可共聚官能团的单体包含上述含氮乙烯基单体,
上述至少一个(甲基)丙烯酸酯单体与上述含氮乙烯基单体的质量比为90:10~60:40之间。
[项目4]
根据项目1~3中任一项所述的粘接剂组合物层,其中,
上述至少一个含有可共聚官能团的单体包含上述含羧基共聚性单体,
相对于上述聚合物100质量份,上述含羧基共聚性单体的含量为1.0质量份以上且10.0质量份以下。
[项目5]
根据项目1~4中任一项所述的粘接剂组合物层,其中,
上述共聚物发生了交联。
[项目6]
根据项目1~5中任一项所述的粘接剂组合物层,其中,
上述固化性树脂包含重均分子量为4000以上的紫外线固化性树脂、和光聚合引发剂。
[项目7]
根据项目1~6中任一项所述的粘接剂组合物层,其中,
在使上述粘接剂组合物的上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物层相对于PMMA膜的180°剥离粘接力为10mN/20mm以上。
[项目8]
根据项目1~7中任一项所述的粘接剂组合物层,其中,
在使上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物的雾度为0.01%以上且5%以下。
[项目9]
根据项目1~8中任一项所述的粘接剂层,其中,
在使上述固化性树脂固化之前,上述粘接剂组合物的凝胶分数为75%以上,在使上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物的凝胶分数为90%以上。
[项目10]
根据项目1~9中任一项所述的粘接剂组合物层,其中,
上述粘接剂组合物不含接枝聚合物。
[项目11]
根据项目1~10中任一项所述的粘接剂组合物层,其中,
在使上述粘接剂组合物的上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物层的厚度为0.1μm以上且20μm以下。
[项目12]
一种层叠体,其具有:
项目1~11中任一项所述的粘接剂组合物层、和
具有经过了剥离处理的主面的基材,
上述基材的上述经过了剥离处理的主面与上述粘接剂组合物层贴合在一起。
有时将项目12所述的层叠体称为“粘接片”。项目12所述的层叠体例如可以进一步具有其它基材,上述其它基材配置于上述粘接剂组合物层的与上述基材相反侧,并且具有经过了剥离处理的主面。此时,上述其它基材的上述经过了剥离处理的主面与上述粘接剂组合物层贴合在一起。
经过了剥离处理的面(剥离处理面)称为通过剥离剂进行了处理的面。基材(支撑体)的经过了剥离处理的主面通过在基材的一个主面涂布(赋予)剥离剂并根据需要进一步进行干燥等而形成。作为剥离剂,没有特别限定,例如可举出:有机硅类剥离剂、氟类剥离剂、长链烷基类剥离剂、脂肪酰胺类剥离剂。
[项目13]
一种光学层叠体,其具有:
第1光学片,其具备具有凹凸结构的第1主面及与上述第1主面相反侧的第2主面;和
粘接剂层,其配置于上述第1光学片的上述第1主面侧,
上述粘接剂层是通过使包含聚合物和固化性树脂的粘接剂组合物的上述固化性树脂固化而形成的,
在使上述固化性树脂固化之前,上述粘接剂组合物的23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上且8.00MPa以下,
在使上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物的23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上。
在使上述固化性树脂固化之后,上述粘接剂组合物的23℃下的初始拉伸模量例如为3.00MPa以上。
[项目14]
根据项目13所述的光学层叠体,其中,
上述粘接剂层是通过使项目1~11中任一项所述的粘接剂组合物层的上述固化性树脂固化而形成的。
[项目15]
根据项目13或14所述的光学层叠体,其中,
上述凹凸结构包含多个凹部,上述粘接剂层的表面和上述第1光学片的上述第1主面在上述多个凹部划定多个空间。
[项目16]
根据项目13~15中任一项所述的光学层叠体,其中,
上述凹凸结构包含与上述粘接剂层相接的平坦部。
[项目17]
根据项目13~16中任一项所述的光学层叠体,其进一步具备第2光学片,上述第2光学片配置于上述粘接剂层的与上述第1光学片侧相反侧。
[项目18]
一种光学装置,其具备项目13~17中任一项所述的光学层叠体。
[项目19]
一种制造方法,其是制造项目13~17中任一项所述的光学层叠体的方法,该方法包括:
工序A,在上述第1光学片的上述第1主面上赋予由上述粘接剂组合物形成的粘接剂组合物层;
工序B,在上述第1光学片的上述第1主面上赋予了上述粘接剂组合物层的状态下使上述粘接剂组合物的上述固化性树脂固化。
[项目20]
根据项目19所述的制造方法,其中,
上述工序A包括通过卷对卷法将上述第1光学片与上述粘接剂组合物层贴合的工序。
[项目21]
一种制造方法,其是项目17所述的光学层叠体的制造方法,该方法包括:
工序A1或工序A2中的任一工序、和
在上述工序A1或上述工序A2之后的工序B,
上述工序A1将第1层叠体与上述第2光学片贴合,上述第1层叠体是将上述第1光学片及由上述粘接剂组合物形成的粘接剂组合物层层叠而成的,
上述工序A2将第2层叠体与上述第1光学片贴合,上述第2层叠体是将由上述粘接剂组合物形成的粘接剂组合物层及上述第2光学片层叠而成的,
上述工序B使上述粘接剂组合物层中所含的上述固化性树脂固化。
[项目22]
根据项目21所述的制造方法,其中,
该方法包含上述工序A1,且上述工序A1包括通过卷对卷法将上述第1层叠体与上述第2光学片贴合的工序,或者
该方法包含上述工序A2,且上述工序A2包括通过卷对卷法将上述第2层叠体与上述第1光学片贴合的工序。
发明的效果
根据本发明的实施方式,提供可形成侵入(填埋)光学片的凹凸结构的凹部的程度的经时变化得到了抑制的粘接剂层的粘接剂组合物层、具有这样的粘接剂组合物层的层叠体、具有由这样的粘接剂组合物层形成的粘接剂层和光学片的光学层叠体、或者可以通过卷对卷方式制造的光学层叠体、以及这样的光学层叠体的制造方法。根据本发明的另一个实施方式,提供具备这样的光学层叠体的光学装置。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式的光学层叠体100A的剖面图。
图2是本发明的另一个实施方式的光学层叠体101A的示意性剖面图。
图3是本发明的又一个实施方式的光学层叠体100B及光学层叠体101B的示意性剖面图。
图4是光学层叠体100B所具有的光学片10b的示意性立体图。
图5是具备光学层叠体100B的照明装置200的示意性剖面图。
图6A是本发明的实施方式的光学层叠体所具有的赋形膜70的示意性俯视图。
图6B是赋形膜70的示意性剖面图。
符号说明
10a、10b 第1光学片
12s、18s 主面(表面)
20a、20b 粘接剂层
30 第2光学片
32s、38s 主面(表面)
50 导光板
60 光源
100A、100B、101A、101B、102B 光学层叠体
200 照明装置
具体实施方式
首先,对本发明的实施方式的粘接剂组合物层、具有粘接剂组合物层的层叠体、由粘接剂组合物层形成的粘接剂层、具有粘接剂层和光学片的光学层叠体、以及光学层叠体的制造方法进行说明。
图1及图2中分别示出本发明的实施方式的光学层叠体100A及101A的示意性剖面图。如图1所示,光学层叠体100A在棱镜片(第1光学片)10a的棱镜面(第1主面)12s的凹凸结构上具有粘接剂层20a。也可以使用其它光学片(例如微透镜片)来代替棱镜片10a。如图2所示,光学层叠体101A具有光学层叠体100A、和配置于粘接剂层20a的与第1光学片10a侧相反侧的第2光学片30。只要没有特别说明,则对于光学层叠体100A的说明也适用于光学层叠体101A,因此,为了避免重复,有时会省略说明。
粘接剂层20a通过使包含聚合物和固化性树脂的粘接剂组合物的固化性树脂固化而形成。粘接剂层20a如下所述地形成。首先,在光学片10a的第1主面12s上赋予由粘接剂组合物形成的粘接剂组合物层。接着,在光学片10a的第1主面12s上赋予了粘接剂组合物层的状态下,对粘接剂组合物层施加热或者照射活性能量射线,由此,使粘接剂组合物的固化性树脂固化。这里,要求在通过例如卷对卷法将成为粘接剂层20a的粘接剂组合物层粘贴于棱镜片10a时,粘接剂组合物层不过度侵入棱镜片10a的凹凸结构的凹部。另外,要求在通过例如卷对卷法将粘接剂组合物层粘贴于棱镜片10a时,具备一定程度以上的柔软度(变形容易程度)。另外,要求在将粘接剂层20a形成于棱镜片10a的棱镜面12s上之后,粘接剂层20a侵入凹部的程度不易发生经时变化。
需要说明的是,对于光学层叠体101A而言,也同样要求抑制粘接剂层20a形成时的粘接剂组合物层的变形及粘接剂层20a形成后的经时变形。光学层叠体101A例如可以通过以下方法来制作:在通过上述的方法制作了光学层叠体100A后,将光学层叠体100A、与配置于光学层叠体100A的粘接剂层20a的与第1光学片10a侧相反侧的第2光学片30贴合。或者也可以通过在第1光学片10a与第2光学片30之间以与第1光学片10a的第1主面12s相接的方式赋予了粘接剂组合物层的状态下,对粘接剂组合物层施加热或者照射活性能量射线,使粘接剂组合物的固化性树脂固化而形成粘接剂层20a,从而制作光学层叠体101A。第1光学片10a、粘接剂组合物层及第2光学片30的层叠体可以通过采用例如卷对卷法将第1光学片10a及粘接剂组合物层层叠而成的层叠体、与第2光学片30贴合而形成,也可以通过采用例如卷对卷法将第2光学片30及粘接剂组合物层层叠而成的层叠体、与第1光学片10a贴合而形成。
本发明人发现,可以使用形成粘接剂层20a的粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的初始拉伸模量、和形成粘接剂层20a的粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的初始拉伸模量来筛选出适当的粘接剂。在本说明书中,粘接剂组合物的初始拉伸模量如后面叙述的实验例所示地进行测定。需要说明的是,粘接剂层侵入凹部的程度可以通过光学层叠体100A或光学层叠体101A的扩散透射率进行评价。粘接剂层20a侵入棱镜片10a的凹部的程度越大,扩散透射率越小。光学层叠体的扩散透射率如后面叙述的实验例所示地进行测定。
如后面示出实验例进行说明的那样,本发明的实施方式的形成光学层叠体100A所具有的粘接剂层20a的粘接剂组合物在使粘接剂组合物的固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上且8.00MPa以下,在使粘接剂组合物的固化性树脂固化之后的在23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上。
通过使粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上,在形成粘接剂层20a时、也就是在将粘接剂组合物层赋予至光学片10a的第1主面12s上时,可以抑制粘接剂组合物进入多个凹部内。通过使粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量为8.00MPa以下,粘接剂组合物层具备被赋予至光学片10a的第1主面12s上所需的柔软度(变形容易程度)。粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量超过8.00MPa时,存在粘接剂组合物层相对于光学片10a的第1主面12s的粘接力不充分的情况。通过使粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的在23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上,在形成粘接剂层20a后,可以抑制粘接剂层20a发生经时变形而进入多个凹部内。粘接剂层20a形成时的粘接剂组合物层的变形及粘接剂层20a形成后的经时变形均得以抑制,因此,光学层叠体100A能够提高光取出效率。
例如,粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量例如为0.35MPa以上、0.40MPa以上、0.45MPa以上或0.50MPa以上,并且为8.00MPa以下、7.70MPa以下、7.50MPa以下、7.00MPa以下、6.50MPa以下、6.00MPa以下、5.50MPa以下、5.00MPa以下、4.50MPa以下、4.00MPa以下、3.50MPa以下或3.00MPa以下。粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的在23℃下的初始拉伸模量例如为1.00MPa以上、1.50MPa以上、2.00MPa以上、2.50MPa以上、3.00MPa以上、3.50MPa以上、4.00MPa以上、4.50MPa以上或5.00MPa以上。粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的在23℃下的初始拉伸模量的上限没有特别限定,例如为1000MPa以下、800MPa以下、600MPa以下、400MPa以下或200MPa以下。粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量为0.40MPa以上且7.70MPa以下,粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的在23℃下的初始拉伸模量更优选为3.00MPa以上。
粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的凝胶分数例如为75%以上,粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的凝胶分数例如为90%以上。这些凝胶分数的上限没有特别限定,例如为100%。
作为粘接剂组合物中所含的固化性树脂,例如可举出:活性能量射线(例如,可见光及紫外线)固化性树脂、热固性树脂、湿气固化性树脂等。在一个实施方式中,粘接剂组合物中所含的固化性树脂例如包含紫外线固化性树脂和光聚合引发剂,并且通过照射光(紫外线)而固化。从抑制粘接剂组合物层进入多个凹部内的观点考虑,紫外线固化性树脂的例如重均分子量优选为4000以上。
粘接剂组合物中所含的聚合物例如包含共聚物,该聚合物是至少一个(甲基)丙烯酸酯单体(例如(甲基)丙烯酸烷基酯)和至少一个含有可共聚官能团的单体的共聚物,所述含有可共聚官能团的单体选自含羟基共聚性单体、含羧基共聚性单体及含氮乙烯基单体。在至少一个含有可共聚官能团的单体包含含氮乙烯基单体的情况下,(甲基)丙烯酸酯单体与含氮乙烯基单体的质量比例如为95:5~50:50之间、95:5~55:45之间、95:5~60:40之间、90:10~50:50之间、90:10~55:45之间、90:10~60:40之间、85:15~50:50之间、85:15~55:45之间、85:15~60:40之间、80:20~50:50之间、80:20~55:45之间、80:20~60:40之间、75:25~50:50之间、75:25~55:45之间或75:25~60:40之间,优选为90:10~60:40之间。
粘接剂组合物中所含的聚合物可以发生了交联。例如,在形成粘接剂层20a的工序中,在光学片10a的第1主面12s上赋予粘接剂组合物层之前,(例如通过加热)使粘接剂组合物的聚合物交联。粘接剂层20a例如通过以下的方法形成。首先,由包含聚合物、交联剂、活性能量射线固化性树脂、聚合引发剂及溶剂的粘接剂组合物溶液形成粘接剂组合物溶液层,粘接剂组合物溶液层例如形成于基材的经过了剥离处理的主面上。接下来,将粘接剂组合物溶液层的溶剂除去,(例如通过进行加热)利用交联剂使粘接剂组合物溶液层的聚合物交联,由此得到具有交联结构的粘接剂组合物层。在将粘接剂组合物溶液层形成于基材的经过了剥离处理的主面上的情况下,在基材的经过了剥离处理的主面上形成粘接剂组合物层,得到具有基材和粘接剂组合物层的层叠体。这里,将通过聚合物和交联剂形成的交联结构称为第1交联结构,与后面叙述的通过使活性能量射线固化性树脂固化而形成的交联结构(第2交联结构)相区别。可以在将粘接剂组合物溶液层的溶剂除去的工序中使粘接剂组合物溶液层的聚合物交联,也可以在将粘接剂组合物溶液层的溶剂除去的工序之后,以与将粘接剂组合物溶液层的溶剂除去的工序分开进行的方式进一步进行使粘接剂组合物溶液层的聚合物交联的工序。然后,将粘接剂组合物层粘贴于光学片10a的第1主面12s上,在将粘接剂组合物层配置于光学片10a的第1主面12s上的状态下对粘接剂组合物层照射活性能量射线,使活性能量射线固化性树脂固化,由此可以将除第1交联结构以外还具有第2交联结构的粘接剂层20a形成于光学片10a的第1主面12s上。认为粘接剂层20a所具有的第1交联结构及第2交联结构形成了所谓的互穿网络结构(IPN)。
第2光学片30具有粘接剂层20a侧的主面38s、和与主面38s相反侧的主面32s,主面38s是平坦的面。第2光学片30可以根据目的采用任意适当的材料,作为第2光学片30的材料,例如可举出:具有透光性的热塑性树脂,更具体而言,例如可举出:通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等(甲基)丙烯酸类树脂、或聚碳酸酯(PC)类树脂等形成的膜。可以在光学层叠体101A的第2光学片30的与粘接剂层20a相反侧(即主面32s上)配置至少一个其它光学构件(或光学片)。其它光学构件(光学片)例如包含扩散板、导光板等,通过粘接剂层粘接于光学片30的主面32s上。即,本发明的另一个实施方式的光学层叠体包含光学层叠体101A、和配置于光学层叠体101A的第2光学片30的与粘接剂层20a相反侧的其它光学片。本发明的另一个实施方式的光学装置包含光学层叠体101A、和配置于光学层叠体101A的第2光学片30的与粘接剂层20a相反侧的至少一个其它光学构件。
粘接剂层20a相对于PMMA膜的180°剥离粘接力例如为10mN/20mm以上。其上限没有特别限定,例如为50N/20mm以下、40N/20mm以下、30N/20mm以下、20N/20mm以下、10N/20mm以下或1N/20mm以下。粘接剂层20a的雾度例如为0.01%以上,且5%以下、4%以下、3%以下、2%以下或1.5%以下。粘接剂层20a的厚度例如为0.1μm以上、0.5μm以上或1.0μm以上,并且为20μm以下、15μm以下、10μm以下或5μm以下。需要说明的是,粘接剂层相对于PMMA膜的180°剥离粘接力及粘接剂层的雾度例如可以通过后面叙述的实验例中记载的方法进行测定。
形成粘接剂层20a的粘接剂如后面示出实验例进行说明的那样,可以适当使用以下的粘接剂。
粘接剂例如含有(甲基)丙烯酸类聚合物,(甲基)丙烯酸类聚合物例如为含氮(甲基)丙烯酸类单体与至少一种其它单体的共聚物。含氮(甲基)丙烯酸类单体例如具有含氮环状结构。如果使用含氮(甲基)丙烯酸类单体制备(甲基)丙烯酸类聚合物,则特别是在含氮(甲基)丙烯酸类单体具有含氮环状结构时,可得到提高(甲基)丙烯酸类聚合物的弹性特性的效果。
在粘接剂含有(甲基)丙烯酸类聚合物的情况下,该(甲基)丙烯酸类聚合物优选发生了交联。另外,在粘接剂含有(甲基)丙烯酸类聚合物的情况下,该粘接剂可以进一步包含活性能量射线固化性树脂(例如紫外线固化性树脂)和固化剂(例如光聚合引发剂),或者可以进一步包含活性能量射线固化性树脂的固化物。活性能量射线例如为可见光及紫外线。通过在粘接剂中导入交联结构,能够提高粘接剂的弹性特性。特别是,通过在对光学片10a赋予了(成为粘接剂层20a的)粘接剂组合物层之后使活性能量射线固化性树脂固化,能够提高粘接剂层20a的弹性特性,从而能够抑制粘接剂层20a侵入凹部的程度的经时变化。需要说明的是,如果使活性能量射线固化性树脂固化,则粘接剂层20a变硬。如果粘接剂层20a过硬,则有时难以通过卷对卷法将粘接剂层20a贴合于光学片10a,但是如果在对光学片10a赋予了粘接剂组合物层后使活性能量射线固化性树脂固化,则能够避免该问题。
粘接剂优选不含接枝聚合物。如果像专利文献1中记载的粘接剂层那样由包含接枝聚合物的粘接剂组合物形成,则材料的设计因素、控制因素变多,有时量产性差。可以根据各种因素(例如,交联剂的种类、量、活性能量射线固化性树脂的种类、量)调整不含接枝聚合物的粘接剂的蠕变特性。
以下,对粘接剂的优选的具体例进行说明。
粘接剂例如包含(甲基)丙烯酸类聚合物。作为用于制造(甲基)丙烯酸类聚合物的单体,可使用任意的(甲基)丙烯酸酯,没有特别限定。例如,可以使用具有碳原子数4以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。在该情况下,相对于用于制造(甲基)丙烯酸类聚合物的单体的总量,具有碳原子数4以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的比例例如为50质量%以上。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸烷基酯”是指具有直链或支链烷基的(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸烷基酯所具有的烷基的碳原子数优选为4以上、更优选碳原子数为4以上且9以下。需要说明的是,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例,可举出(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正十三烷基酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯等。这些(甲基)丙烯酸烷基酯可以单独使用或者组合使用。
粘接剂可以包含作为含氮(甲基)丙烯酸类单体与至少一种其它单体的共聚物的(甲基)丙烯酸类聚合物。在该情况下,(甲基)丙烯酸类聚合物优选为在将用于共聚的单体的合计量设为100质量份时按照以下的量使用以下的单体进行共聚而得到的共聚物。
含氮(甲基)丙烯酸类单体:10.0质量份以上、15.0质量份以上、20.0质量份以上、25.0质量份以上、30.0质量份以上或35.0质量份以上,并且40.0质量份以下、35.0质量份以下、30.0质量份以下、25.0质量份以下、20.0质量份以下或15.0质量份以下。例如为10.0质量份以上且40.0质量份以下。
含羟基丙烯酸类单体:0.05质量份以上、0.75质量份以上、1.0质量份以上、2.0质量份以上、3.0质量份以上、4.0质量份以上、5.0质量份以上、6.0质量份以上、7.0质量份以上、8.0质量份以上或9.0质量份以上,并且10.0质量份以下、9.0质量份以下、8.0质量份以下、7.0质量份以下、6.0质量份以下、5.0质量份以下、4.0质量份以下、3.0质量份以下、2.0质量份以下或1.0质量份以下。例如为0.05质量份以上且10.0质量份以下。
含羧基丙烯酸类单体:1.0质量份以上、2.0质量份以上、3.0质量份以上、4.0质量份以上、5.0质量份以上、6.0质量份以上、7.0质量份以上、8.0质量份以上或9.0质量份以上,并且10.0质量份以下、9.0质量份以下、8.0质量份以下、7.0质量份以下、6.0质量份以下、5.0质量份以下、4.0质量份以下、3.0质量份以下或2.0质量份以下。例如为1.0质量份以上且10.0质量份以下。
(甲基)丙烯酸烷基酯单体:(100质量份)-(用于共聚的(甲基)丙烯酸烷基酯单体以外的单体的合计量)
在本说明书中,“含氮(甲基)丙烯酸类单体”没有特别限制地包含具有(甲基)丙烯酰基这样的具有不饱和双键的聚合性官能团、并且具有氮原子的单体。“含氮(甲基)丙烯酸类单体”例如具有含氮环状结构。作为含氮环状结构的例子,例如可举出:N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基-ε-己内酰胺(NVC)、4-丙烯酰基吗啉(ACMO)。这些含氮环状结构可以单独使用或组合使用。
在本说明书中,“含羟基丙烯酸类单体”没有特别限制地包含具有(甲基)丙烯酰基这样的具有不饱和双键的聚合性官能团、并且具有羟基的单体。例如可举出:(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯;(甲基)丙烯酸4-羟基甲基环己酯、4-羟基丁基乙烯基醚等。
在本说明书中,“含羧基丙烯酸类单体”没有特别限制地包含具有(甲基)丙烯酰基或乙烯基等具有不饱和双键的聚合性官能团、并且具有羧基的单体。作为含不饱和羧酸单体,例如可举出:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等。这些含不饱和羧酸单体可以单独使用或组合使用。
粘接剂可以包含(甲基)丙烯酸类聚合物,该(甲基)丙烯酸类聚合物是含羧基丙烯酸类单体与至少一种其它单体(其中含氮(甲基)丙烯酸类单体除外)的共聚物。在该情况下,(甲基)丙烯酸类聚合物优选为在将用于共聚的单体的合计量设为100质量份时按照以下的量使用以下的单体进行共聚而得到的共聚物。
含羧基丙烯酸类单体:1.0质量份以上、2.0质量份以上、3.0质量份以上、4.0质量份以上、5.0质量份以上、6.0质量份以上、7.0质量份以上、8.0质量份以上或9.0质量份以上,并且10.0质量份以下、9.0质量份以下、8.0质量份以下、7.0质量份以下、6.0质量份以下、5.0质量份以下、4.0质量份以下、3.0质量份以下或2.0质量份以下。例如为1.0质量份以上且10.0质量份以下。
(甲基)丙烯酸烷基酯单体:90.0质量份以上、91.0质量份以上、92.0质量份以上、93.0质量份以上、94.0质量份以上、95.0质量份以上、96.0质量份以上、97.0质量份以上或98.0质量份以上,并且99.0质量份以下、98.0质量份以下、97.0质量份以下、96.0质量份以下、95.0质量份以下、94.0质量份以下、93.0质量份以下、92.0质量份以下或91.0质量份以下。例如为90.0质量份以上且99.0质量份以下。
作为在(甲基)丙烯酸类聚合物中导入交联结构的交联剂,包含异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、有机硅类交联剂、唑啉类交联剂、氮丙啶类交联剂、硅烷类交联剂、烷基醚化三聚氰胺类交联剂、金属螯合物类交联剂、过氧化物等交联剂。交联剂可以单独使用一种,或者组合使用两种以上。
异氰酸酯类交联剂是指1分子中具有2个异氰酸酯基(包括通过封端剂或多聚物化等对异氰酸酯基进行了临时性的保护的异氰酸酯再生型官能团)的化合物。
作为异氰酸酯类交联剂,可举出甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族异氰酸酯等。
更具体而言,例如可举出:亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等低级脂肪族多异氰酸酯类、环戊烯二异氰酸酯、环己烯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族异氰酸酯类、2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯类、三羟甲基丙烷/甲苯二异氰酸酯三聚物加成物(东曹株式会社制,商品名Coronate L)、三羟甲基丙烷/六亚甲基二异氰酸酯三聚物加成物(东曹株式会社制,商品名Coronate HL)、六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯体(东曹株式会社制,商品名Coronate HX)等异氰酸酯加成物、苯二甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物(三井化学株式会社制,商品名D110N)、六亚甲基二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物(三井化学株式会社制,商品名D160N);聚醚多异氰酸酯、聚酯多异氰酸酯、以及它们与各种多元醇的加成物、通过异氰脲酸酯键、缩二脲键、脲基甲酸酯键等多官能化而得到的多异氰酸酯等、
异氰酸酯类交联剂可以单独使用一种,或者也可以混合使用两种以上。相对于(甲基)丙烯酸类聚合物100质量份,异氰酸酯类交联剂的配合量例如为0.01质量份以上、0.02质量份以上、0.05质量份以上或0.1质量份以上,并且10质量份以下、9质量份以下、8质量份以下、7质量份以下、6质量份以下或5质量份以下,优选为0.01质量份以上且10质量份以下、0.02质量份以上且9质量份以下、或0.05质量份以上且8质量份以下。考虑凝聚力、耐久性试验中的剥离的阻止等而适当调整配合量即可。
需要说明的是,在通过乳液聚合制作的改性(甲基)丙烯酸类聚合物的水分散液中,可以不使用异氰酸酯类交联剂,但在需要的情况下,为了容易与水进行反应,也可以使用经封端的异氰酸酯类交联剂。
环氧类交联剂是在1分子中具有2个以上环氧基的多官能环氧化合物。作为环氧类交联剂,例如可举出:双酚A、环氧氯丙烷型的环氧类树脂、乙二醇缩水甘油醚、N,N,N′,N′-四缩水甘油基间二甲苯二胺、二缩水甘油基苯胺、二胺缩水甘油基胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、山梨聚糖聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、己二酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、三缩水甘油基-三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚-S-二缩水甘油醚,此外,还可以举出在分子内具有2个以上环氧基的环氧类树脂等。作为环氧类交联剂,例如可以使用三菱瓦斯化学株式会社制、商品名“TETRAD C”、“TETRAD X”等。
环氧类交联剂可以单独使用一种,另外,也可以混合使用两种以上。相对于(甲基)丙烯酸类聚合物100质量份,环氧类交联剂的配合量例如为0.01质量份以上、0.02质量份以上、0.05质量份以上或0.1质量份以上,并且10质量份以下、9质量份以下、8质量份以下、7质量份以下、6质量份以下或5质量份以下,优选为0.01质量份以上且10质量份以下、0.02质量份以上且9质量份以下、或0.05质量份以上且8质量份以下。考虑凝聚力、耐久性试验中的剥离的阻止等而适当调整配合量即可。
作为过氧化物的交联剂,只要是通过加热产生自由基活性种并使粘合剂的基础聚合物的交联进行的过氧化物交联剂,就可以适当使用,但考虑到操作性、稳定性,优选使用1分钟半衰期温度为80℃以上且160℃以下的过氧化物,更优选使用1分钟半衰期温度为90℃以上且140℃以下的过氧化物。
作为过氧化物,例如可举出:过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯(1分钟半衰期温度:90.6℃)、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯(1分钟半衰期温度:92.1℃)、过氧化二碳酸二仲丁酯(1分钟半衰期温度:92.4℃)、过氧化新癸酸叔丁酯(1分钟半衰期温度:103.5℃)、过氧化新戊酸叔己酯(1分钟半衰期温度:109.1℃)、过氧化新戊酸叔丁酯(1分钟半衰期温度:110.3℃)、过氧化二月桂酰(1分钟半衰期温度:116.4℃)、过氧化二正辛酰(1分钟半衰期温度:117.4℃)、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯(1分钟半衰期温度:124.3℃)、过氧化二(4-甲基苯甲酰)(1分钟半衰期温度:128.2℃)、过氧化二苯甲酰(1分钟半衰期温度:130.0℃)、过氧化异丁酸叔丁酯(1分钟半衰期温度:136.1℃)、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷(1分钟半衰期温度:149.2℃)等。其中,由于交联反应效率特别优异,因此优选使用过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯(1分钟半衰期温度:92.1℃)、过氧化二月桂酰(1分钟半衰期温度:116.4℃)、过氧化二苯甲酰(1分钟半衰期温度:130.0℃)等。
需要说明的是,过氧化物的半衰期是表示过氧化物的分解速度的指标,是指直至过氧化物的残余量达到一半为止的时间。关于用以以任意时间获得半衰期的分解温度、任意温度下的半衰期时间,在制造商目录等中有所记载,例如,记载于日油株式会社的《有机过氧化物目录第9版(2003年5月)》等。
过氧化物可以单独使用一种,另外,也可以混合使用两种以上。相对于(甲基)丙烯酸类聚合物100质量份,过氧化物的配合量为0.02质量份以上且2质量份以下、优选为0.05质量份以上且1质量份以下。可以在该范围内适当调整以调整加工性、再加工性、交联稳定性、剥离性等。
需要说明的是,作为反应处理后残存的过氧化物分解量的测定方法,例如可以通过HPLC(高效液相色谱法)测定。
更具体而言,例如,可以将反应处理后的粘合剂每次取出约0.2g,浸渍于乙酸乙酯10ml中,用振荡机在25℃下以120rpm振荡3小时进行提取后,在室温下静置3天。接下来,加入乙腈10ml,在25℃下以120rpm振荡30分钟,利用膜滤器(0.45μm)过滤而得到提取液,将得到的提取液约10μl注入HPLC并进行分析,可以得到反应处理后的过氧化物量。
另外,作为交联剂,可以组合使用有机类交联剂、多官能金属螯合物。多官能性金属螯合物是多价金属与有机化合物形成了共价键合或配位键合的螯合物。作为多价金属原子,可列举Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等。作为形成共价键合或配位键合的有机化合物中的原子,可列举氧原子等,作为有机化合物,可举出:烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。
相对于(甲基)丙烯酸类聚合物100质量份,活性能量射线固化性树脂的配合量例如为3质量份以上且60质量份以下。固化前的重均分子量(Mw)为4000以上且50000以下。作为活性能量射线固化性树脂,例如可以适当使用丙烯酸酯类、环氧类、氨基甲酸酯类、或硫醇/烯类紫外线固化性树脂。
作为活性能量射线固化性树脂,使用通过活性能量射线进行自由基聚合或阳离子聚合的单体和/或低聚物。
作为通过活性能量射线进行自由基聚合的单体,可举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基等具有不饱和双键的单体,特别是从反应性优异的优点考虑,优选使用具有(甲基)丙烯酰基的单体。
作为具有(甲基)丙烯酰基的单体的具体例,例如可举出:(甲基)丙烯酸烯丙酯、己内酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、己内酯改性(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、吗啉基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
作为通过活性能量射线进行自由基聚合的低聚物,可使用在聚酯、环氧、氨基甲酸酯等骨架上加成了2个以上(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和双键作为与单体同样的官能团而得到的聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
聚酯(甲基)丙烯酸酯是通过使(甲基)丙烯酸与由多元醇和多元羧酸得到的末端羟基的聚酯进行反应而得到的,作为具体例,可举出东亚合成株式会社制造的Aronix M-6000、7000、8000、9000系列等。
环氧(甲基)丙烯酸酯是通过使(甲基)丙烯酸与环氧树脂进行反应而得到的,作为具体例,可举出昭和高分子株式会社制造的Lipoxy SP、VR系列、共荣社化学株式会社制造的环氧酯系列等。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是通过使多元醇、异氰酸酯、羟基(甲基)丙烯酸酯进行反应而得到的,作为具体例,可举出根上工业株式会社制造的ArtResin UN系列、新中村化学工业株式会社制造的NK Oligo U系列、三菱化学株式会社制造的紫光UV系列等。
光聚合引发剂具有如下作用:通过照射紫外线而被激发、活化,生成自由基,通过自由基聚合,使多官能低聚物固化。例如可举出:4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1等苯乙酮类光聚合引发剂、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等苯偶姻类光聚合引发剂、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮类光聚合引发剂、噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类光聚合引发剂、α-酰基肟酯、酰基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、偶苯酰、樟脑醌、二苯并环庚酮、2-乙基蒽醌、4’,4”-二乙基异酞苯酮等特殊光聚合引发剂等。另外,作为光聚合引发剂,还可以使用六氟磷酸烯丙基锍盐、六氟磷酸锍盐类、及六氟磷酸双(烷基苯基)碘盐等光阳离子类聚合引发剂。/>
上述光聚合引发剂也可以组合使用2种以上。相对于上述活性能量射线固化性树脂100质量份,聚合引发剂通常优选在0.5质量份以上且30质量份以下、进一步优选在1质量份以上且20质量份以下的范围配合。小于0.5质量份时,聚合无法充分地进行,固化速度变慢,超过30质量份时,有时会产生固化片的硬度降低这样的问题。
活性能量射线没有特别限定,优选为紫外线、可见光、及电子束等。基于紫外线照射的交联处理可以使用高压水银灯、低压水银灯、准分子激光器、金属卤化物灯、LED灯等适当的紫外线源进行。此时,作为紫外线的照射量,可以根据必须的交联度适当选择,一般来说,紫外线的情况下期望在0.2J/cm2以上且10J/cm2以下的范围内选择。照射时的温度没有特别限定,考虑到支撑体的耐热性,优选至140℃左右。
接下来,参照图3~图5对本发明的另一个实施方式的光学层叠体100B及101B进行说明。需要说明的是,对于具有与上述实施方式实质上相同的功能的构成要素,只要没有特别说明,则适用上述实施方式的说明。光学层叠体100B作为专利文献2中记载的配光控制元件发挥功能,可以利用卷对卷法来制造。作为参考,将专利文献2的公开内容全部援用于本说明书中。
图3是光学层叠体100B及101B的示意性剖面图,示出第1光学片10b通过粘接剂层20b粘接于第2光学片30的表面38s的状态。图4是光学层叠体100B所具有的第1光学片10b的示意性立体图。图5是具备光学层叠体102B和光源60的照明装置200的示意性剖面图,示意性地示出了光线的轨迹。
参照图3及图4。光学层叠体100B具有光学片10b和粘接剂层20b,上述光学片10b具备具有凹凸结构的第1主面12s及与第1主面12s相反侧的第2主面18s,上述粘接剂层20b配置于光学片10b的第1主面12s侧。光学层叠体101B具有光学层叠体100B、和配置于粘接剂层20a的与第1光学片10b侧相反侧的第2光学片30。其中,光学片10b的第1主面12s所具有的凹凸结构包含多个凹部14,粘接剂层20b的表面和光学片10b的第1主面12s在多个凹部14划定多个空间14(用与凹部相同的参考符号表示)。粘接剂层20b是划定光学层叠体100B的空间14所必须的构成要素,是光学层叠体100B的一部分。
光学片10b所具有的凹凸结构包含与粘接剂层20b相接的平坦部10s。凹凸结构例如包含截面为梯形的多个凸部15。凹凸结构具有与粘接剂层20b相接的平坦部10s,因此,光学片10b的凹凸结构与图1所示的棱镜片10a的棱镜面的凹凸结构相比,粘接剂层20b更不易侵入凹部。因此,通过使用上述的粘接剂,可以得到粘接剂层20b不会侵入多个空间14、而且也不易发生经时变化的光学层叠体100B。
光学片10b可以使用与公知的棱镜片或微透镜片同样的材料并通过同样的方法来制造。光学片10b的凹凸结构的大小、形状可以适当变更(专利文献2)。然而,如上所述,光学片10b在作为只有通过与粘接剂层20b粘接才划定了空间14的光学层叠体100B发挥功能这方面与公知的棱镜片或微透镜片不同。
如图3所示,在光学层叠体101B中,第2光学片30以在其表面38s与粘接剂层20b的表面22s相粘接的方式配置。构成第2光学片30的材料可以根据目的而采用任意适当的材料。作为第2光学片30的材料,例如可举出透光性的热塑性树脂,更具体而言,例如可举出:通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等(甲基)丙烯酸类树脂、聚碳酸酯(PC)类树脂形成的膜。
光学层叠体100B所具有的空间14是通过作为光学片10b的第1主面12s的一部分的表面16s及表面17s、和粘接剂层20b的表面28s而划定的。这里示出的是表面16s相对于片表面(图的水平方向)倾斜(超过0°且小于90°)、并且表面17s相对于片表面基本垂直的例子,但并不限定于此,可以进行各种改变(参照专利文献2)。
光学层叠体100B例如如图5所示被用于照明装置200。在光学层叠体100B的粘接剂层20b的与第1光学片10b侧相反侧设置有导光板50。将光学层叠体100B和导光板50合称为光学层叠体102B。光学层叠体102B在光学层叠体100B的粘接剂层20b的表面22s与导光板50粘接在一起。以来自光源(例如LED)60的光入射至导光板50的受光面的方式配置,被导入至导光板50内的光线如图5中用箭头表示的那样在由空间14形成的界面16s及界面14s发生全反射(TIR)。在界面14s(粘接剂层20b的表面28s)发生了全反射的光线在导光板50及粘接剂层20b内进行导光,在斜面16s发生了全反射的光线从光学层叠体100B的表面18s出射至外部。通过调整空间14的形状、大小、配置密度等,能够调整从光学层叠体100B出射的光线的分布(配光分布)。这里,导光板50、粘接剂层20b及光学片10b的折射率优选相等。
在图3~图5中示出了凸部15的截面形状为梯形的例子,但凸部15的形状不限定于图示例,可以进行各种改变。通过调整凸部15的形状、大小等,能够调整空间14的形状、大小、配置密度等。例如在国际公开第2011/124765号中记载了在内部具有多个空间的层叠体的例子。作为参考,将国际公开第2011/124765号的公开内容全部援用于本说明书中。
以下,对实验例(实施例及比较例)进行说明。
[实施例1]
(粘接剂组合物溶液的制备)
首先,制备了丙烯酸类聚合物。在具备搅拌叶片、温度计、氮气导入管、冷凝器的四颈烧瓶中,将丙烯酸正丁酯(BA)62.9质量份、4-丙烯酰基吗啉(ACMO)33.9质量份、丙烯酸(AA)2.9质量份、丙烯酸4-羟基丁酯(4HBA)0.3质量份、作为聚合引发剂的2,2’-偶氮二异丁腈0.1质量份以单体的合计成为50质量%的方式与乙酸乙酯一起加入烧瓶中,一边缓慢搅拌一边导入氮气,进行了1小时的氮气置换后,将烧瓶内的液温保持为58℃附近,进行8小时的聚合反应,得到了丙烯酸类聚合物。这里,从聚合反应开始经过2小时后,用3小时以固体成分达到35质量%的方式滴加了乙酸乙酯。即,获得了丙烯酸类聚合物的固体成分为35质量%的丙烯酸类聚合物溶液。
接着,在得到的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计7质量份配合紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂A(重均分子量Mw:5500),并且配合作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名“Omnirad651”、IGM JAPAN合同公司制)0.7质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.1质量份,制备了粘接剂组合物溶液。
(粘接片的制作)
在经有机硅剥离处理后的厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(商品名“MRF38”、三菱化学株式会社制)的一面涂布粘接剂组合物溶液,形成了粘接剂组合物溶液层。此时,对于粘接剂组合物溶液层的厚度而言,以干燥后的厚度(即粘接剂组合物层的厚度)达到1μm的方式进行了涂布。通过将粘接剂组合物溶液层在150℃下干燥3分钟,从而将粘接剂组合物溶液层的溶剂除去,并且利用交联剂使丙烯酸类聚合物交联,得到了具有第1交联结构的粘接剂组合物层。接下来,将经有机硅剥离处理后的厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(商品名“MRE38”、三菱化学株式会社制)的剥离处理面贴合于粘接剂组合物层,制作了具有PET膜/粘接剂组合物层/PET膜的层叠结构的粘接片(第1层叠体)。
(光学层叠体的制作)
从得到的粘接片(第1层叠体)剥离一片经剥离处理后的PET膜,将露出的粘接剂组合物层的表面贴合于丙烯酸类树脂膜(厚度:20μm),进一步将另一片隔膜(PET膜)剥离,贴合于具有间距10μm、高度5.0μm的凹凸的棱镜片(日本特殊光学树脂株式会社制、型号“LPV90-0.01S”)的棱镜面,得到了具有丙烯酸类树脂膜/粘接剂组合物层/棱镜片(光学片)的层叠结构的层叠体(第2层叠体)。
接下来,从第2层叠体的上表面(丙烯酸类树脂膜侧)对该第2层叠体照射紫外线,使粘接剂组合物层的固化性树脂固化,由此形成了除了第1交联结构以外还具有第2交联结构的粘接剂层,得到了具有丙烯酸类树脂膜/粘接剂层/棱镜片(光学片)的层叠结构的实施例1的光学层叠体(第3层叠体)。紫外线照射使用LED灯(株式会社Quark Technology制、峰值照度:200mW/cm2、累积光量1500mJ/cm2(波长345~365nm)),紫外线的照度使用UV PowerPuck(Fusion UV Systems JAPAN株式会社制)进行了测定。
[实施例2]
在实施例2中,在如下方面与实施例1不同:在粘接剂组合物溶液的制备中,在与实施例1同样地制备的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计30质量份配合作为紫外线固化性树脂的紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂(商品名“紫光UV-7610B”(重均分子量Mw:11000)、三菱化学株式会社制),并且配合作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名“Omnirad651”、IGM JAPAN合同公司制)3.0质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.1质量份。其它与实施例1同样地进行。
[实施例3]
在实施例3中,在如下方面与实施例1不同:在粘接剂组合物溶液的制备中,在与实施例1同样地制备的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计5质量份配合作为紫外线固化性树脂的紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂A,并且配合作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名“Omnirad651”、IGM JAPAN合同公司制)0.5质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.1质量份。其它与实施例1同样地进行。
[实施例4]
在实施例4中,在如下方面与实施例1不同:在粘接剂组合物溶液的制备中,在与实施例1同样地制备的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计9质量份配合作为紫外线固化性树脂的紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂A,并且配合作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名“Omnirad651”、IGM JAPAN合同公司制)0.9质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.1质量份。其它与实施例1同样地进行。
[实施例5]
在实施例5中,在如下方面与实施例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸、及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为58.1质量份/38.7质量份/2.9质量份/0.3质量份。此外,在如下方面与实施例1不同:在粘接剂组合物溶液的制备中,在得到的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计5质量份配合作为紫外线固化性树脂的紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂A,并且配合作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名“Omnirad651”、IGM JAPAN合同公司制)0.5质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.1质量份。其它与实施例1同样地进行。
[实施例6]
在实施例6中,在如下方面与实施例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸、及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为67.8质量份/29.0质量份/2.9质量份/0.3质量份。此外,在如下方面与实施例1不同:在粘接剂组合物溶液的制备中,在得到的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计30质量份配合作为紫外线固化性树脂的紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂(商品名“紫光UV-7610B”、三菱化学株式会社制、重均分子量Mw:11000),并且配合作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名“Omnirad651”、IGM JAPAN合同公司制)3.0质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.1质量份。其它与实施例1同样地进行。
[实施例7]
(粘接剂组合物溶液的制备)
在实施例7中,在如下方面与实施例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸、及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为74.6质量份/18.6质量份/6.5质量份/0.3质量份。此外,在如下方面与实施例1不同:在粘接剂组合物溶液的制备中,在得到的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计10质量份配合作为紫外线固化性树脂的紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂A,并且配合作为光聚合引发剂的4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮(商品名“Omnirad2959”、IGM JAPAN合同公司制)1.0质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.6质量份。其它与实施例1同样地进行。
(粘接片的制作)
与实施例1同样地进行。
(光学层叠体的制作)
与实施例1同样地进行。
[实施例7a]
使用了下述的凹凸赋形膜70作为光学片,除此以外,与实施例7同样地制作了具有丙烯酸类树脂膜/粘接剂层/光学片(凹凸赋形膜)的层叠结构的实施例7a的光学层叠体。
(凹凸赋形膜的制造)
按照日本特表2013-524288号公报中记载的方法制造了凹凸赋形膜。具体而言,用漆料(三洋化成工业株式会社制、Finecure RM-64)对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜的表面进行涂敷,在包含该漆料的膜表面上进行光学图案的压纹加工,然后使漆料固化,由此制造了目标凹凸赋形膜。凹凸赋形膜的总厚度为130μm,雾度为0.8%。将从凹凸面侧观察所制造的凹凸赋形膜70的一部分而得到的俯视图示于图6A。另外,将图6A的凹凸赋形膜的6B-6B’剖面图示于图6B。长度L为80μm、宽度W为14μm、深度H为10μm的截面为三角形的多个凹部74在X轴方向上隔开宽度E(155μm)的间隔而配置。此外,这样的凹部74的图案在Y轴方向上隔开宽度D(100μm)的间隔而配置。凹凸赋形膜表面的凹部74的密度为3612个/cm2。图6B中的θa及θb均为41°,从凹凸面侧俯视膜时的凹部74的占有面积率为4.05%。
[实施例8]
实施例8在如下方面与实施例7不同:在粘接片(第1层叠体)的制作中,以使干燥后的厚度(即粘接剂组合物层的厚度)达到10μm的方式设定粘接剂组合物溶液层的厚度。其它与实施例7同样地进行。
[实施例8a]
使用了凹凸赋形膜70作为光学片,除此以外,与实施例8同样地制作了具有丙烯酸类树脂膜/粘接剂层/光学片(凹凸赋形膜)的层叠结构的实施例8a的光学层叠体。
[比较例1]
(粘接剂组合物溶液的制备)
在比较例1中,在如下方面与实施例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为53.2质量份/43.6质量份/2.9质量份/0.3质量份。此外,在如下方面与实施例1不同:在得到的丙烯酸类聚合物溶液中仅配合交联剂而未配合紫外线固化性树脂及光聚合引发剂,由此制备了粘接剂组合物溶液。
(粘接片的制作)
在经有机硅剥离处理后的厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(商品名“MRF38”、三菱化学株式会社制)的一面涂布粘接剂组合物溶液,形成了粘接剂组合物溶液层。此时,对于粘接剂组合物溶液层的厚度而言,以干燥后的厚度(即粘接剂层的厚度)达到1μm的方式进行了涂布。通过将粘接剂组合物溶液层在150℃下干燥3分钟,从而将粘接剂组合物溶液层的溶剂除去,并且利用交联剂使丙烯酸类聚合物交联,由此得到了具有交联结构的粘接剂层。
在上述的实施例1中,粘接剂组合物溶液包含丙烯酸类聚合物、交联剂、紫外线固化性树脂、光聚合引发剂及溶剂。在实施例1中,将由粘接剂组合物溶液形成的粘接剂组合物溶液层在150℃下干燥3分钟,利用交联剂使丙烯酸类聚合物交联,由此形成了具有第1交联结构的粘接剂组合物层,然后,使粘接剂组合物层的紫外线固化性树脂固化,由此形成了除了第1交联结构以外还具有第2交联结构的粘接剂层。与此相对,在比较例1中,粘接剂组合物溶液不含紫外线固化性树脂及光聚合引发剂。在比较例1中,通过将由粘接剂组合物溶液形成的粘接剂组合物溶液层在150℃下干燥3分钟,并利用交联剂使丙烯酸类聚合物交联,由此形成了具有交联结构的粘接剂层。
接下来,将经有机硅剥离处理后的厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(商品名“MRE38”、三菱化学株式会社制)的剥离处理面贴合于粘接剂层,制作了具有PET膜/粘接剂层/PET膜的层叠结构的粘接片(第1层叠体)。
(光学层叠体的制作)
从得到的粘接片(第1层叠体)剥离一片经剥离处理后的PET膜,将露出的粘接剂层的表面贴合于丙烯酸类的树脂膜(厚度:20μm),进一步将另一片隔膜(PET膜)剥离,贴合于具有间距10μm、高度5.0μm的凹凸的棱镜片(日本特殊光学树脂株式会社制、型号“LPV90-0.01S”)的棱镜面,得到了丙烯酸类树脂膜/粘接剂层/棱镜片(光学片)的层叠结构的层叠体(第2层叠体)。将该第2层叠体作为比较例1的光学层叠体。
[比较例2]
在比较例2中,在如下方面与比较例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸、及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为58.1质量份/38.7质量份/2.9质量份/0.3质量份。其它与比较例1同样地进行。
[比较例3]
在比较例3中,在如下方面与实施例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸、及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为67.8质量份/29.0质量份/2.9质量份/0.3质量份。此外,在如下方面与实施例1不同:在粘接剂组合物溶液的制备中,在得到的丙烯酸类聚合物溶液中,相对于聚合物100质量份,以固体成分计30质量份配合作为紫外线固化性树脂的紫外线固化型氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂(商品名“紫光UV-1700B”、三菱化学株式会社制、重均分子量Mw:2000),并且配合作为光聚合引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名“Omnirad651”、IGM JAPAN合同公司制)3.0质量份、作为交联剂的1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)环己烷(商品名“TETRAD-C”、三菱瓦斯化学株式会社制)0.1质量份。其它与实施例1同样地进行。
[比较例4]
在比较例4中,在如下方面与比较例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸、及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为77.4质量份/19.4质量份/2.9质量份/0.3质量份。其它与比较例1同样地进行。
[比较例5]
在比较例5中,在如下方面与比较例1不同:在丙烯酸类聚合物的制备中,将丙烯酸正丁酯、4-丙烯酰基吗啉、丙烯酸、及丙烯酸4-羟基丁酯分别设为92.0质量份/4.8质量份/2.9质量份/0.3质量份。其它与比较例1同样地进行。
对实施例1~8及比较例1~5的光学层叠体进行了以下的评价,将评价结果示于表1。
<凝胶分数的评价>
对于实施例1~8及比较例3,分别从使固化性树脂固化之前的粘接片(第1层叠体)的粘接剂组合物层采取约0.1g,用平均孔径0.2μm的多孔四氟乙烯片(商品名“NTF1122”、日东电工株式会社制)包裹后,用风筝线捆绑,测定了其(称为“试样样品A”)质量(设为浸渍前质量(W2))。浸渍前质量(W2)是粘接剂组合物、多孔四氟乙烯片及筝线的总质量。需要说明的是,还另行测定了多孔四氟乙烯片与风筝线的合计质量(设为包袋质量(W1))。
接下来,将试样样品A放入盛满乙酸乙酯的50mL容器,在23℃下静置7天。然后,从容器中取出试样样品A(乙酸乙酯处理后),转移至铝制杯,在干燥机中以130℃干燥2小时而将乙酸乙酯除去,然后,测定试样样品A的质量(设为浸渍后质量(W3))。根据下式计算出凝胶分数。
凝胶分数(%(质量%))=(W3-W1)×100/(W2-W1)
另外,对于实施例1~8及比较例3,分别对使固化性树脂固化之前的粘接片(第1层叠体)照射紫外线,使粘接剂组合物层的紫外线固化性树脂固化,由此形成粘接剂层,得到了具有PET膜/粘接剂层/PET膜的层叠结构的粘接片(第4层叠体)。从各个粘接片(第4层叠体)的粘接剂层采取约0.1g,用平均孔径0.2μm的多孔四氟乙烯片(商品名“NTF1122”、日东电工株式会社制)包裹后,用风筝线捆绑,使用由此得到的样品(作为“试样样品B”),通过与上述同样的方法也进行了粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的凝胶分数的评价。紫外线照射使用LED灯(株式会社Quark Technology制、峰值照度:200mW/cm2、累积光量1500mJ/cm2(波长345~365nm)),紫外线的照度使用UV Power Puck(Fusion UV Systems JAPAN株式会社制)进行了测定。
对于使用了不含固化性树脂的粘接剂组合物的比较例1、2、4及5,从各个粘接片(第1层叠体)的粘接剂层采取约0.1g,用平均孔径0.2μm的多孔四氟乙烯片(商品名“NTF1122”、日东电工株式会社制)包裹后,用风筝线捆绑,使用由此得到的样品(作为“试样样品C”)同样地进行了评价。
<粘接剂组合物的初始拉伸模量的评价>
对于实施例1~8及比较例3,分别与上述的粘接片(第1层叠体)同样地进行操作,但是将粘接剂组合物层的厚度设为10μm,制作了具有PET膜/粘接剂组合物层(厚度10μm)/PET膜的层叠结构的粘接片(第5层叠体)。从粘接片(第5层叠体)切出宽30mm、长60mm的大小的试样片,将一片经剥离处理后的PET膜剥离,将露出的粘接剂组合物层团成截面积约0.6mm2的圆筒状,制作了测定用样品。
对于比较例1、2、4及5,分别与上述的粘接片(第1层叠体)同样地进行操作,但是将粘接剂层的厚度设为10μm,制作了具有PET膜/粘接剂层(厚度10μm)/PET膜的层叠结构的粘接片(第6层叠体)。从粘接片(第6层叠体)切出宽30mm、长60mm的大小的试样片,将一片经剥离处理后的PET膜剥离,将露出的粘接剂层团成截面积约0.6mm2的圆筒状,制作了测定用样品。
在23℃、65%RH的测定环境中,将上述圆筒状的测定用样品设置于拉伸压缩试验机(装置名“AGS-50NX”、株式会社岛津制作所制),在卡盘间距离10mm、拉伸速度50mm/分的条件下沿着上述圆筒的轴向伸长,测定由此带来的变化量(mm)。由此,在得到的S-S(Strain-Strength)曲线中,在将与2点的拉伸应变(ε1=5%及ε2=10%)对应的拉伸应力分别设为σ1及σ2时,粘接剂组合物的初始拉伸模量E0设为E0=(σ2-σ1)/(ε2-ε1)。其中,拉伸应变ε基于卡盘间距离而计算出。
ε=(L1-L0)/L0
或者
ε(%)=100×(L1-L0)/L0
ε:拉伸应变(无量纲的比值或%)
L0:初始的卡盘间距离(mm)
L1:伸长后的卡盘间距离(mm)
拉伸应力σ基于伸长前的试验片的截面积而计算出。
σ=F/A
σ:拉伸应力(MPa)
F:测定负载(N)
A:伸长前的试验片的截面积(mm2)
对于实施例1~8及比较例3,分别使用具有使固化性树脂固化后的粘接剂组合物层的粘接片同样地进行评价,并且对于通过照射紫外线而使固化性树脂固化之后的粘接剂组合物的初始拉伸模量(即,粘接剂层的初始拉伸模量)也进行了评价。具体而言,制作了上述的粘接片(第5层叠体)后,对第5层叠体照射紫外线,使粘接剂组合物层的紫外线固化性树脂固化,由此得到了具有PET膜/粘接剂层(厚度10μm)/PET膜的层叠结构的粘接片(第6层叠体)。从使固化性树脂固化后的粘接片(第6层叠体)切出宽20mm、长60mm的大小的试样片,作为测定用样品。测定由沿着长度方向伸长带来的该样品的变化量(mm),进行了初始拉伸模量的评价。需要说明的是,对第5层叠体的紫外线照射使用LED灯(株式会社QuarkTechnology制、峰值照度:200mW/cm2、累积光量1500mJ/cm2(波长345~365nm)),紫外线的照度使用UV Power Puck(Fusion UV Systems JAPAN株式会社制)进行了测定。
<相对于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的180°剥离粘接力>
从比较例1、2、4及5的各个粘接片(第1层叠体)剥离一片经剥离处理后的PET膜,将露出的粘接剂层的表面贴合于厚度25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(商品名“Lumirror S-10”、东丽株式会社制)。将其切成宽20mm,将另一片经剥离处理后的PET膜剥离,将露出的粘接剂层的表面贴合于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板(商品名“Acrylite”、三菱化学株式会社制),作为试验片,对相对于PMMA板的粘接力(mN/20mm)进行了测定。
与PMMA板贴合时的压接通过使2kg的辊往复1次而进行,贴合30分钟后,通过拉伸压缩试验机(装置名“AGS-50NX”、株式会社岛津制作所制)在以下的条件下进行了180°剥离粘接力的测定。
剥离速度:300mm/分
测定条件:温度:23±2℃、湿度:65±5%RH
对于实施例1~8及比较例3,如下所述地进行了通过照射紫外线而使固化性树脂固化之后的粘接剂的180°剥离粘接力的评价。使用粘接片(第1层叠体),与比较例1、2、4及5同样地进行试验片的制作,与PMMA板贴合后(即,得到了PET膜(Lumirror S-10)/粘接剂组合物层(使紫外线固化性树脂固化前)/PMMA板的层叠体后),从PET膜侧照射紫外线,由此制作了试验片。紫外线照射使用LED灯(株式会社Quark Technology制、峰值照度:200mW/cm2、累积光量1500mJ/cm2(波长345~365nm)),紫外线的照度使用UV Power Puck(Fusion UVSystems JAPAN株式会社制)进行了测定。
<雾度的评价>
如下所述地制作了粘接剂层的层叠体(厚度80μm)。
实施例1~8及比较例3:通过与上述的<粘接剂组合物的初始拉伸模量的评价>同样的方法,以宽20cm、长30cm的尺寸制作了具有PET膜/粘接剂层(厚度10μm)/PET膜的层叠结构的粘接片(第6层叠体)。从得到的粘接片(第6层叠体)切出8个试验片,将8层粘接剂层(厚度10μm)层叠,由此得到了粘接剂层的层叠体(厚度80μm)。
比较例1、2、4及5:通过与上述的<粘接剂组合物的初始拉伸模量的评价>同样的方法,以宽20cm、长30cm的尺寸制作了具有PET膜/粘接剂层(厚度10μm)/PET膜的层叠结构的粘接片(第6层叠体)。从得到的粘接片(第6层叠体)切出8个试验片,将8层粘接剂层(厚度10μm)层叠,由此得到了粘接剂层的层叠体(厚度80μm)。
通过将如上所述地得到的粘接剂层的层叠体(厚度80μm)与经有机硅剥离处理后的PET膜贴合,得到了具有PET膜/粘接剂层的层叠体(厚度80μm)/PET膜的层叠结构的层叠体。从具有PET膜/粘接剂层的层叠体(厚度80μm)/PET膜的层叠结构的层叠体剥离一侧的隔膜(PET膜),将粘接剂层的层叠体贴合于玻璃板(商品名“EAGLE XG”、康宁公司制、厚度0.7mm),进一步将另一片隔膜剥离,制作了具有粘接剂层的层叠体/玻璃板的层叠结构的试验片。使用雾度计(装置名“HZ-1”、SUGA试验机株式会社制)并利用D65光对上述试验片的雾度进行了测定。
在本说明书中,将粘接剂层的“雾度”设定为使用粘接剂层的层叠体(厚度80μm)并通过上述的方法求出的“雾度”。厚度为80μm的层叠体的雾度不取决于构成层叠体的各个粘接剂层的厚度。
<扩散透射率的评价>
以各实施例或比较例的光学层叠体的丙烯酸类树脂膜为光源侧的方式设置于雾度计(装置名“HZ-1”、SUGA试验机株式会社制),利用D65光测定了扩散透射率。测定刚贴合后(5分钟以内)的扩散透射率(表1中“扩散透射率(刚贴合后)”)、和贴合1天后及5天后(在温度:23±2℃、湿度:65±5%RH下保管)的扩散透射率(表1中“扩散透射率(1天后)”及“扩散透射率(5天后)”)。按照以下的基准对得到的扩散透射率进行了判定。
刚贴合后(5分钟以内)的扩散透射率
◎:96%以上
○:95%以上且小于96%
△:93%以上且小于95%
×:小于93%
贴合后1天后的扩散透射率
◎:95%以上
○:88%以上且小于95%
△:86%以上且小于88%
×:小于86%
贴合后5天后的扩散透射率
◎:90%以上
○:86%以上且小于90%
△:85%以上且小于86%
×:小于85%
[表1]
根据实施例1~8的光学层叠体的扩散透射率的结果可以认为,将粘接剂组合物层贴合于光学片时,粘接剂组合物层侵入光学片的凹部及粘接剂层侵入凹部的程度的经时变化得以抑制。实施例1~8的光学层叠体均满足:刚贴合后(5分钟以内)的扩散透射率为94%以上,从贴合起1天后的扩散透射率为88%以上,从贴合起5天后的扩散透射率为86%以上。
关于使用了表面具有多个凹部的凹凸赋形膜作为光学片的实施例7a及8a的光学层叠体,在将光学片与粘接剂组合物层贴合起10天后,通过光学显微镜(株式会社NikonSolutions株式会社制、ECLIPSE LV100)以倍率1500倍对实施例7a及8a的光学层叠体的截面(包含凹凸赋形膜70的图6B的截面的截面)进行了观察。对于实施例7a及8a,均根据观察图像确认了粘接剂层实质上未侵入凹凸赋形膜70的凹部74内,并且确认了粘接剂层侵入凹部的程度的经时变化得以抑制。
实施例1~8的粘接剂组合物层均可以将丙烯酸类树脂膜及光学片贴合。根据实施例1~8的结果可知,从将粘接剂组合物层贴合于光学片的棱镜面或凹凸面时所需的柔软度(变形容易程度)的观点考虑,粘接剂组合物层在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量优选为8.00MPa以下、更优选为7.70MPa以下。另外,根据实施例1~8的结果可知,从抑制将粘接剂组合物层贴合于光学片时粘接剂组合物层侵入光学片的凹部及粘接剂层侵入凹部的程度的经时变化的观点考虑,优选粘接剂组合物层在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上,并且使固化性树脂固化之后的在23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上,更优选粘接剂组合物层在使固化性树脂固化之前的在23℃下的初始拉伸模量为0.40MPa以上,粘接剂组合物在使固化性树脂固化之后的在23℃下的初始拉伸模量为3.00MPa以上。
在实施例1~8及比较例3中,粘接剂组合物层在使固化性树脂固化之前的厚度(即粘接剂组合物层的厚度)、和粘接剂组合物层在使固化性树脂固化之后的厚度(即粘接剂层的厚度)均为1μm(在实施例8中均为10μm),没有变化。
比较例3与实施例6相比紫外线固化性树脂的种类不同。在实施例6中,使用了重均分子量Mw:11000的紫外线固化性树脂,与此相对,在比较例3中,使用了重均分子量Mw:2000的紫外线固化性树脂。像比较例3这样,紫外线固化性树脂的重均分子量Mw过小时,粘接剂组合物在使固化性树脂固化之前的弹性模量低,因此,有时无法充分地抑制粘接剂组合物层进入多个凹部内。比较例3的光学层叠体的刚贴合后(5分钟以内)的扩散透射率、从贴合起1天后的扩散透射率、及从贴合起5天后的扩散透射率均比实施例1~8的光学层叠体低。
比较例1、2、4及5不含紫外线固化性树脂。比较例1、2、4及5仅在制备(甲基)丙烯酸类聚合物时配合的丙烯酸正丁酯(BA)与4-丙烯酰基吗啉(ACMO)的质量比例不同。在比较例1中为BA:ACMO=55:45,在比较例2中为BA:ACMO=60:40,在比较例4中为BA:ACMO=80:20,在比较例5中为BA:ACMO=95:5。在比较例1及2中,粘接剂层的初始拉伸模量高,无法将粘接剂层与丙烯酸类树脂膜和/或棱镜片贴合。在比较例4及5中,粘接剂层的初始拉伸模量低,无法得到充分的扩散透射率。
制备(甲基)丙烯酸类聚合物时配合的丙烯酸正丁酯(BA)与4-丙烯酰基吗啉(ACMO)的质量比例在实施例1~4中为BA:ACMO=65:35,在实施例5中为BA:ACMO=60:40,在实施例6中为BA:ACMO=70:30,在实施例7及8中为BA:ACMO=80:20。实施例2与实施例6相比仅BA:ACMO的质量比例不同。实施例1、3及4与实施例2相比仅紫外线固化性树脂的种类及量不同。实施例5与实施例3相比仅BA:ACMO的质量比例不同。粘接剂组合物优选包含来自含氮乙烯基单体的成分例如5.0质量%以上且40.0质量%以下。来自ACMO的成分相对于粘接剂组合物整体的比例如下所述。实施例1:31.4质量%、实施例2:25.5质量%、实施例3:32.1质量%、实施例4:30.8质量%、实施例5:36.6质量%、实施例6:21.8质量%、实施例7:16.7质量%、实施例8:16.7质量%。
工业实用性
本发明的光学层叠体可以广泛地用于显示装置、照明装置等光学装置。
Claims (22)
1.一种粘接剂组合物层,其由包含聚合物和固化性树脂的粘接剂组合物形成,所述聚合物包含至少一个(甲基)丙烯酸酯单体和至少一个含有可共聚官能团的单体的共聚物,所述含有可共聚官能团的单体选自含羟基共聚性单体、含羧基共聚性单体及含氮乙烯基单体,所述固化性树脂包含重均分子量为4000以上的紫外线固化性树脂,
在使所述固化性树脂固化之前,所述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上且8.00MPa以下,
在使所述固化性树脂固化之后,所述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上。
2.根据权利要求1所述的粘接剂组合物层,其中,
所述至少一个含有可共聚官能团的单体包含所述含氮乙烯基单体,
所述至少一个(甲基)丙烯酸酯单体与所述含氮乙烯基单体的质量比为90:10~60:40之间。
3.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
所述至少一个含有可共聚官能团的单体包含所述含氮乙烯基单体,
所述含氮乙烯基单体具有含氮环状结构,
所述粘接剂组合物包含来自所述含氮乙烯基单体的成分5.0质量%以上且40.0质量%以下。
4.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
所述至少一个含有可共聚官能团的单体包含所述含羧基共聚性单体,
相对于所述聚合物100质量份,所述含羧基共聚性单体的含量为1.0质量份以上且10.0质量份以下。
5.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
所述共聚物发生了交联。
6.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
所述固化性树脂包含所述重均分子量为4000以上的紫外线固化性树脂、和光聚合引发剂。
7.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
在使所述粘接剂组合物的所述固化性树脂固化之后,所述粘接剂组合物层相对于PMMA膜的180°剥离粘接力为10mN/20mm以上。
8.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
在使所述粘接剂组合物的所述固化性树脂固化之后,所述粘接剂组合物层的雾度为0.01%以上且5%以下。
9.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
在使所述固化性树脂固化之前,所述粘接剂组合物的凝胶分数为75%以上,
在使所述固化性树脂固化之后,所述粘接剂组合物的凝胶分数为90%以上。
10.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
所述粘接剂组合物不含接枝聚合物。
11.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物层,其中,
在使所述粘接剂组合物的所述固化性树脂固化之后,所述粘接剂组合物层的厚度为0.1μm以上且20μm以下。
12.一种层叠体,其具有:
权利要求1~11中任一项所述的粘接剂组合物层、和
具有经过了剥离处理的主面的基材,
所述基材的所述经过了剥离处理的主面与所述粘接剂组合物层贴合在一起。
13.一种光学层叠体,其具有:
第1光学片,其具备具有凹凸结构的第1主面及与所述第1主面相反侧的第2主面;和
粘接剂层,其配置于所述第1光学片的所述第1主面侧,
所述凹凸结构包含多个凹部,所述粘接剂层的表面和所述第1光学片的所述第1主面在所述多个凹部划定多个空间,
所述粘接剂层是通过使包含聚合物和固化性树脂的粘接剂组合物的所述固化性树脂固化而形成的,
在使所述固化性树脂固化之前,所述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为0.35MPa以上且8.00MPa以下,
在使所述固化性树脂固化之后,所述粘接剂组合物在23℃下的初始拉伸模量为1.00MPa以上。
14.根据权利要求13所述的光学层叠体,其中,
所述粘接剂层是通过使权利要求1~11中任一项所述的粘接剂组合物层的所述固化性树脂固化而形成的。
15.根据权利要求13或14所述的光学层叠体,其中,
所述聚合物包含至少一个(甲基)丙烯酸酯单体和至少一个含有可共聚官能团的单体的共聚物,
至少一个含有可共聚官能团的单体包含含氮乙烯基单体,
所述含氮乙烯基单体具有含氮环状结构,
所述粘接剂组合物包含来自所述含氮乙烯基单体的成分5.0质量%以上且40.0质量%以下。
16.根据权利要求13或14所述的光学层叠体,其中,
所述凹凸结构包含与所述粘接剂层相接的平坦部。
17.根据权利要求13或14所述的光学层叠体,其进一步具备第2光学片,所述第2光学片配置于所述粘接剂层的与所述第1光学片侧相反侧。
18.一种光学装置,其具备权利要求13~17中任一项所述的光学层叠体。
19.一种制造方法,其是制造权利要求13~17中任一项所述的光学层叠体的方法,该方法包括:
工序A,在所述第1光学片的所述第1主面上赋予由所述粘接剂组合物形成的粘接剂组合物层;和
工序B,在所述第1光学片的所述第1主面上赋予了所述粘接剂组合物层的状态下,使所述粘接剂组合物的所述固化性树脂固化。
20.根据权利要求19所述的制造方法,其中,
所述工序A包括通过卷对卷法将所述第1光学片与所述粘接剂组合物层贴合的工序。
21.一种制造方法,其是权利要求17所述的光学层叠体的制造方法,该方法包括:
工序A1或工序A2中的任一工序、和
在所述工序A1或所述工序A2之后的工序B,
所述工序A1将第1层叠体与所述第2光学片贴合,所述第1层叠体是将所述第1光学片及由所述粘接剂组合物形成的粘接剂组合物层层叠而成的,
所述工序A2将第2层叠体与所述第1光学片贴合,所述第2层叠体是将由所述粘接剂组合物形成的粘接剂组合物层及所述第2光学片层叠而成的,
所述工序B使所述粘接剂组合物层中所含的所述固化性树脂固化。
22.根据权利要求21所述的制造方法,其中,
该方法包含所述工序A1,且所述工序A1包含通过卷对卷法将所述第1层叠体与所述第2光学片贴合的工序,或者,
该方法包含所述工序A2,且所述工序A2包含通过卷对卷法将所述第2层叠体与所述第1光学片贴合的工序。
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