CN115335739A - 双面带粘合剂的光学薄膜及图像显示装置 - Google Patents

双面带粘合剂的光学薄膜及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

双面带粘合剂的光学薄膜用于形成画面的至少一部分为曲面形状的图像显示装置。双面带粘合剂的光学薄膜(50)在光学薄膜(10)的第一主面上具备第一粘合剂层(21)、在光学薄膜的第二主面上具备第二粘合剂层(22)。第一粘合剂层用于与透明板(80)的贴合，第二粘合剂层用于与图像显示单元(70)的贴合。第一粘合剂层的应变截面积S1优选800μm2以下，第二粘合剂层的应变截面积S2优选360μm2以下。

Description

双面带粘合剂的光学薄膜及图像显示装置
技术领域
本发明涉及在光学薄膜的两面具备粘合剂层的双面带粘合剂的光学薄膜、及具备具有曲面部分的刚性透明板的图像显示装置。
背景技术
在液晶显示装置、有机EL显示装置中，在图像显示单元的视觉辨识侧表面设置有偏光板。出于防止来自外表面的冲击所引起的图像显示面板的破损等目的，有时在这些图像显示装置的表面设置由玻璃、树脂形成的硬质透明板(覆盖窗)，在移动用途、车载用途中，该构成逐渐成为主流。通过借助粘合剂层将偏光板和覆盖窗贴合，从而界面的折射率差减少、能够抑制反射、散射所引起的视觉辨识性的降低、并且能够赋予耐冲击性。
对于在图像显示单元的视觉辨识侧表面具备偏光板、且在偏光板的视觉辨识侧表面具备覆盖窗的图像显示装置的形成，提出了使用双面带粘合剂的薄膜，所述双面带粘合剂的薄膜具备用于使偏光板的一个面与图像显示单元贴合的粘合剂层、具备用于使另一面与覆盖窗贴合的粘合剂层(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-115468号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年，能生产使用了树脂薄膜等挠性基板(柔性基板)的有机EL单元，画面的端部(矩形的长边部分)具有曲面形状的边缘显示器(edge display)正在实用化。另外，也提出了画面的端部的4边全部为曲面的4边边缘显示器、画面整体为弯曲形状、球面形状的曲面显示器。
这种具有曲面的显示器中，通过在具有曲面的刚性覆盖窗贴合挠性的光学薄膜(偏光板等)及图像显示单元，从而光学薄膜及图像显示单元成为追随覆盖窗的曲面形状的曲面形状，由此维持了曲面形状。在曲面形状部分，由于内表面侧(曲率中心侧)比外表面侧的曲率小，因此在贴合界面产生力学应变。特别是由于球面形状的显示器、4边边缘的拐角部分具有三维曲面形状，因此应变大、容易产生贴合界面处的剥离、褶皱。
鉴于上述，本发明的目的在于，提供即使应用于具有曲面部分的图像显示装置的情况下，也不易产生贴合界面处的剥离、褶皱的带粘合剂的光学薄膜。
用于解决问题的方案
本发明的一实施方式为画面的至少一部分为曲面形状的图像显示装置。图像显示装置包含：刚性透明板、光学薄膜、及挠性的图像显示单元。透明板具有第二主面为内侧的曲面形状部分，借助第一粘合剂层，将光学薄膜的第一主面贴合于透明板的第二主面。光学薄膜的第二主面借助第二粘合剂层与图像显示单元贴合。
作为光学薄膜，可举出光学各向同性薄膜、光学各向异性薄膜等。作为光学各向异性薄膜，可举出偏光件、相位差板等。光学薄膜可以为层叠有偏光件和相位差板的圆偏光板等。图像显示单元可以为有机EL单元，图像显示装置也可以为在有机EL单元的视觉辨识侧表面具备圆偏光板作为光学薄膜的有机EL显示装置。
本发明的一实施方式为双面带粘合剂的光学薄膜，其用于形成上述的图像显示装置，在光学薄膜的第一主面上具备第一粘合剂层，在光学薄膜的第二主面上具备第二粘合剂层。
光学薄膜与透明板的贴合中所用的第一粘合剂层的应变截面积S1优选为800μm2以下。光学薄膜与图像显示单元的贴合中所用的第二粘合剂层的应变截面积S2优选为360μm2以下。应变截面积S为使用使粘合剂层负载10kPa的剪切载荷15分钟时的剪切方向的应变量δ和粘合剂层的厚度T、由S＝(1/2)×δT表示的量。
第一粘合剂层的厚度T1可以为25～100μm、第二粘合剂层的厚度T2可以为5～30μm。第一粘合剂层的厚度T1可以大于第二粘合剂层的厚度T2。第一粘合剂层的应变截面积S1可以大于第二粘合剂层的应变截面积S2。
第一粘合剂层及第二粘合剂层可以为丙烯酸系粘合剂层。构成这些粘合剂层的粘合剂优选包含具有交联结构的聚合物。
发明的效果
通过将构件间贴合的粘合剂层的应变截面积为规定范围，能够抑制具有曲面部分的图像显示装置中的挠性构件的剥离、褶皱。
附图说明
图1为一实施方式的双面带粘合剂的光学薄膜的截面图。
图2为一实施方式的图像显示装置的截面图。
图3为示出有机EL单元的层叠构成例的截面图。
图4为粘合剂层的应变截面积的说明图。
图5为关于利用旋转式流变仪的应变量及应变截面积的测定的说明图。
具体实施方式
图1为示意性地示出本发明的一实施方式的双面带粘合剂的光学薄膜的截面图，图2为示意性地示出本发明的一实施方式的图像显示装置的截面图。
双面带粘合剂的光学薄膜50具备：光学薄膜10、设置于光学薄膜的第一主面上的第一粘合剂层21、和设置于光学薄膜的第二主面上的第二粘合剂层22。图1中，在双面带粘合剂的光学薄膜50的第一粘合剂层21上以可剥离的方式贴接有第一脱模薄膜41，在第二粘合剂层22上以可剥离的方式贴接有第二脱模薄膜42。
图2所示的图像显示装置100中，光学薄膜10的第一主面借助第一粘合剂层21贴合于覆盖窗80的第二主面，光学薄膜10的第二主面借助第二粘合剂层22与图像显示单元70贴合。双面带粘合剂的光学薄膜50及图像显示单元70被收纳于未图示的壳体内。
图像显示装置100的画面的至少一部分具有视觉辨识侧(图的上侧)凸出的曲面形状。图2中图示了画面的整体具有球面状的曲面的形态，但也可以画面的一部分为曲面状、其他部分为平面状。例如，可以具有画面为俯视矩形状、画面的中央部为平面、画面的端部(矩形的边的部分)向下侧弯曲的曲面形状。
图像显示装置的画面可以具有三维曲面形状。三维曲面是指包含面的法线的所有面的截面形状为曲线的形状。例如，球面状的曲面中，包含法线(径向的直线)的面的截面为圆弧、为三维曲面。另外，为矩形的边的部分向下侧弯曲的曲面形状的显示装置(边缘显示器)具有邻接的2个边向下侧弯曲的曲面形状的情况下，在所述2个边相交的拐角部分具有三维曲面形状。例如，俯视矩形状的画面的周缘整体(4个边全部)为曲面的4边边缘显示器的4个拐角部分具有三维曲面形状。需要说明的是，对于边缘显示器的矩形的边的中央部，与边正交的方向的截面为曲线，但与边平行的方向的截面为直线，因此边的中央部为“二维”曲面形状。
[图像显示单元]
作为图像显示单元，可举出有机EL单元。具有曲面形状的图像显示装置的形成中优选使用具有挠性的图像显示单元。具有挠性的图像显示单元的形成中使用挠性基板。
图3为图像显示单元的层叠构成的一例，示出顶部发光型的有机EL单元。顶部发光型的有机EL单元在基板71上依次具备金属电极73、有机发光层75及透明电极77，透明电极77侧(图的上侧)为光射出面。在透明电极77上层叠有密封材料79。虽然省略了图示，但密封材料79优选以覆盖电极73、77、及有机发光层75的侧面的方式来设置。
作为基板71，优选使用挠性的塑料基板。在顶部发光型的有机EL单元中，基板71不必为透明，可以使用聚酰亚胺薄膜等高耐热性薄膜作为基板71。也可以使用具有挠性的玻璃板(玻璃薄膜)作为基板71。
有机发光层75除了具备其自身作为发光层发挥功能的有机层以外、还可以具备电子传输层、空穴传输层等。透明电极77为金属氧化物层或金属薄膜，透过来自有机发光层75的光。金属电极73、有机发光层75及透明电极77均为薄膜，具有比基板71充分小的厚度。因此，基板71为挠性时，图像显示单元70整体具有挠性。出于基板的保护、加强的目的，可以在基板71的背面侧设置背板(未图示)。
有机EL单元可以为在基板上依据层叠有透明电极、有机发光层和金属电极的底部发光型。在底部发光型的有机EL单元中，使用透明基板，基板被配置于视觉辨识侧(第二粘合剂层22侧)。图像显示单元不限定于有机EL单元，也可以为液晶单元、电泳方式的显示单元(电子纸)等。可以在图像显示单元70的视觉辨识侧表面配置触摸面板传感器(未图示)。
[覆盖窗]
配置于图像显示装置的视觉辨识侧表面的覆盖窗80为刚性透明板，第一主面81配置于视觉辨识侧，第二主面82配置于图像显示单元70侧。作为透明板的材料，使用丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂等透明树脂、玻璃。覆盖窗80的厚度例如为50～2000μm左右。从提高对来自外部的冲击的耐久性的观点出发，覆盖窗80的厚度优选200μm以上、更优选300μm以上。
覆盖窗80可以与触摸面板传感器一体化。可以在覆盖窗80的第一主面81设置防反射层、硬涂层等。可以在覆盖窗80的面内的一部分设置遮光性的印刷层。
覆盖窗80在面内的至少一部分具有第二主面82为内侧、第一主面81侧为凸状的曲面形状部分。也可以整个覆盖窗80为曲面形状。曲面形状可以为三维的。例如，画面整体为球面形状的情况下，覆盖窗整体具有三维曲面形状。4边边缘显示器的覆盖窗中，画面的中央部为平面形状，在画面周缘部，边的中央部分具有二维曲面形状、拐角部分具有三维曲面形状。
具有曲面形状部分的刚性的覆盖窗80与挠性的图像显示单元70借助带粘合剂的光学薄膜50而贴合并层叠一体化，由此图像显示单元70为沿覆盖窗80的第二主面82(内面)的曲面形状。需要说明的是，覆盖窗80的第一主面81通常与第二主面82同样具有曲面形状部分，但第二主面82具有曲面形状部分时，第一主面可以为平面。
[双面带粘合剂的光学薄膜]
在图2所示的图像显示装置100中，覆盖窗80与图像显示单元70借助双面带粘合剂的光学薄膜50而层叠一体化，配置于光学薄膜10的第一主面(视觉辨识侧表面)的第一粘合剂层21贴合于覆盖窗80的第二主面82。配置于光学薄膜10的第二主面的第二粘合剂层22贴合于图像显示单元70的光射出面。
<光学薄膜>
作为光学薄膜10的例子，可举出光学各向同性薄膜及光学各向异性薄膜。作为光学各向同性薄膜，优选透明薄膜。作为光学各向异性薄膜，可举出相位差板、偏光件等。光学薄膜可以为多个薄膜的层叠体、在薄膜表面设置有涂布层的光学功能薄膜。
作为多个光学薄膜的层叠体的例子，可举出偏光板。偏光板包含偏光件，在单面或两面根据需要层叠有作为偏光件保护薄膜的透明薄膜。
作为偏光件，例如，可举出使聚乙烯醇系薄膜、部分缩甲醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯·乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等亲水性高分子薄膜吸附碘、二色性染料等二色性物质并进行单向拉伸而成者、聚乙烯醇的脱水处理物、聚氯乙烯的脱盐酸处理物等多烯系取向薄膜等。
作为偏光件，也可以使用厚度为10μm以下的薄型的偏光件。作为薄型的偏光件，例如，可举出日本特开昭51-069644号公报、日本特开2000-338329号公报、WO2010/100917号、日本特许第4691205号、日本特许第4751481号中记载的偏光件。薄型偏光件例如通过包括以下工序的制法来得到：对聚乙烯醇系树脂层和拉伸用树脂基材在层叠体的状态下进行拉伸的工序、和利用碘等二色性材料进行染色的工序。
作为偏光件保护薄膜，优选使用纤维素系树脂、环状聚烯烃系树脂、丙烯酸系树脂、苯基马来酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂等透明树脂薄膜。在偏光件的两面设置偏光件保护薄膜的情况下，透明薄膜13、15可以为由相同树脂材料形成的薄膜、也可以为由不同的树脂材料形成的薄膜。
作为光学功能薄膜，可举出相位差板、视角扩大薄膜、视角限制(防偷窥)薄膜、亮度提高薄膜等。光学薄膜10可以在偏光件的一个或两个面具备光学功能薄膜。光学薄膜10可以包含触摸面板传感器作为光学功能薄膜。带触摸面板传感器的偏光板中，与偏光件接触的透明薄膜可以兼具作为偏光件保护薄膜和光学功能薄膜的功能。透明薄膜也可以兼具作为触摸面板传感器的电极基板薄膜的功能。
有机EL单元70的金属电极73为光反射性。因此，若外部光入射至有机EL单元的内部，则光在金属电极反射，反射光以镜面的方式从外部被视觉辨识。通过在有机EL单元70的视觉辨识侧表面配置圆偏光板作为光学薄膜10，能够防止金属电极处的反射光向外部的再射出从而提高显示器件的画面的视觉辨识性及外观性。
圆偏光板在偏光件的有机EL单元70侧面具备相位差薄膜。与偏光件邻接而配置的透明薄膜可以为相位差薄膜。相位差薄膜具有λ/4的延迟、相位差薄膜的慢轴方向与偏光件的吸收轴方向所成的角度为45°的情况下，偏光件与相位差薄膜的层叠体作为用于抑制金属电极处的反射光的再射出的圆偏光板发挥功能。构成圆偏光板的相位差薄膜可以层叠有2层以上的薄膜。例如，通过将偏光件、λ/2板和λ/4板以各自的光学轴成为规定的角度的方式层叠，可得到遍及可见光的宽频带作为圆偏光板发挥功能的宽频带圆偏光板。作为相位差薄膜，例如使用拉伸树脂薄膜。相位差薄膜可以为取向液晶层。
<粘合剂层>
用于将光学薄膜10和覆盖窗80贴合的第一粘合剂层21、及用于将光学薄膜10和图像显示单元70贴合的第二粘合剂层22优选由光学透明的粘合剂形成。第一粘合剂层21及第二粘合剂层22可以层叠有多个粘合剂层。
粘合剂层21、22优选为透明、且可见光的吸收小。粘合剂层21、22的总透光率优选85％以上、更优选90％以上。粘合剂层21、22的雾度优选2％以下、更优选1％以下。总透光率及雾度使用雾度计并依据JIS K7136进行测定。
作为构成粘合剂层21、22的粘合剂，可以适宜选择使用将丙烯酸系聚合物、有机硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯基醚、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烃、环氧系、氟系、橡胶系聚合物等作为基础聚合物者。特别是从光学透明性优异、表现适度的润湿性、内聚性及粘接性等粘合特性、耐候性、耐热性等也优异的方面出发，优选使用丙烯酸系粘合剂。
丙烯酸系粘合剂中，丙烯酸系基础聚合物的含量相对于粘合剂组合物的固体成分总量优选为50重量％以上、更优选为70重量％以上、进一步优选为80重量％以上。作为丙烯酸系基础聚合物，适合使用将(甲基)丙烯酸烷基酯的单体单元作为主骨架者。需要说明的是，本说明书中，“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯，适合使用烷基的碳数为1～20的(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基可以具有分支。(甲基)丙烯酸烷基酯的含量相对于构成基础聚合物的单体成分总量优选为40重量％以上、更优选50重量％以上、进一步优选60重量％以上。丙烯酸系基础聚合物可以为多个(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物。构成单体单元的排列可以为无规、也可以为嵌段。
丙烯酸系基础聚合物可以含有具有可交联的官能团的丙烯酸系单体作为共聚成分。基础聚合物具有可交联的官能团的情况下，可容易地实现由基础聚合物的热交联、光固化等带来的粘合剂的凝胶率的上升。作为具有可交联的官能团的丙烯酸系单体，可举出含羟基单体、含羧基单体。
作为含羟基单体，可举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-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、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基)环己基甲酯等。
丙烯酸系基础聚合物可以具有含氮单体作为单体成分。作为含氮单体，可举出N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基哌啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基哌嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基吗啉、(甲基)丙烯酰基吗啉、N-乙烯基羧酸酰胺类、N-乙烯基己内酰胺等乙烯基系单体、丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯系单体等。其中，优选使用N-乙烯基吡咯烷酮及(甲基)丙烯酰基吗啉。
形成丙烯酸系聚合物的单体成分中可以包含多官能聚合性化合物(多官能单体)。作为多官能聚合性化合物，可举出1分子中具有2个以上烯属不饱和基团的化合物、具有1个C＝C键且具有环氧基、氮丙啶、噁唑啉、肼、羟甲基等聚合性官能团的化合物等。其中，优选如多官能(甲基)丙烯酸酯那样，1分子中具有2个以上烯属不饱和基团的化合物。作为多官能聚合性化合物的具体例，可举出聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、双酚A环氧丙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化异氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、丁二烯(甲基)丙烯酸酯、异戊二烯(甲基)丙烯酸酯等。多官能聚合性化合物可以为低聚物。
基础聚合物可以通过溶液聚合、UV聚合、本体聚合、乳液聚合等公知的聚合方法来制备。在基础聚合物的制备时，根据聚合反应的种类，可以使用光聚合引发剂、热聚合引发剂等聚合引发剂。为了调整基础聚合物的分子量，可以使用链转移剂。
从使粘合剂具有适当的粘接保持力和柔软性的观点出发，基础聚合物的重均分子量优选20万～100万、更优选25万～80万。需要说明的是，基础聚合物的分子量是指交联结构导入前的聚合物的分子量。
作为形成基础聚合物的单体成分，在单官能单体的基础上使用多官能单体的情况下，可以先使单官能单体聚合从而形成低聚合度的预聚物组合物(预聚合)，在预聚物组合物的浆液中添加多官能单体，使预聚物与多官能单体进行聚合(后聚合)。这样，通过进行预聚物的预聚合，能够在基础聚合物中均匀地导入基于多官能单体的交联结构。另外，可以将预聚物组合物与未聚合的单体成分的混合物(粘合剂组合物)涂布于基材上后，在基材上进行后聚合，形成粘合剂层。预聚物组合物为低粘度且涂布性优异，因此利用在涂布作为预聚物组合物与未聚合单体的混合物的粘合剂组合物后在基材上进行后聚合的方法，可提高粘合剂层的生产率，并且能够使粘合剂层的厚度均匀。
预聚物组合物例如可以通过使混合有构成丙烯酸系基础聚合物的单体成分和聚合引发剂的组合物(称为“预聚物形成用组合物”)进行部分聚合(预聚合)来制备。需要说明的是，预聚物形成用组合物中的单体优选为构成丙烯酸系聚合物的单体成分中的(甲基)丙烯酸烷基酯、含极性基团单体等单官能单体。预聚物形成用组合物可以包含多官能单体。例如，可以使预聚物形成用组合物含有作为基础聚合物的原料的多官能单体成分的一部分，在使预聚物聚合后添加多官能单体成分的剩余部分以供于后聚合。
预聚物形成用组合物除了单体及聚合引发剂以外、根据需要还可以包含链转移剂等。预聚物的聚合方法没有特别限定，从调整反应时间从而将预聚物的分子量(聚合率)设为期望的范围的观点出发，优选基于UV光等活性光线照射的聚合。预聚中所用的聚合引发剂、链转移剂没有特别限定。
预聚物的聚合率没有特别限定，从成为适于向基材上的涂布的粘度的观点出发，优选3～50重量％、更优选为5～40重量％。预聚物的聚合率可以通过调整光聚合引发剂的种类、用量、UV光等活性光线的照射强度·照射时间等来调整至期望的范围。
在上述预聚物组合物中混合构成丙烯酸系基础聚合物的单体成分的剩余部分(后聚合单体)、及根据需要使用的聚合引发剂、链转移剂、硅烷偶联剂、交联剂等，形成粘合剂组合物。后聚合单体优选含有多官能单体。作为后聚合单体，除了多官能单体以外、还可以添加单官能单体。
粘合剂的基础聚合物优选具有交联结构。通过使基础聚合物具有交联结构，从而有粘合剂的蠕变率C变小、随之后述的应变截面积变小的倾向。
例如，如上所述，作为形成基础聚合物的单体成分，使用多官能聚合性化合物，由此得到具有交联结构的基础聚合物。也可以在使基础聚合物聚合后添加交联剂从而形成交联结构。作为交联剂，可以使用异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、碳二亚胺系交联剂、金属螯合物系交联剂等通常使用的交联剂。交联剂的含量相对于基础聚合物100重量份通常为0.01～5重量份的范围，优选为0.05～3重量份、更优选为0.07～2.5重量份。基础聚合物可以包含基于多官能聚合性化合物的交联结构和基于多异氰酸酯等交联剂的交联结构这两者。
粘合剂可以包含紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂，可举出苯并三唑系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂、三嗪紫外线吸收剂、水杨酸酯系紫外线吸收剂、氰基丙烯酸酯系紫外线吸收剂等。从紫外线吸收性高、并且与丙烯酸系聚合物的相容性优异、容易得到高透明性的丙烯酸系粘合片的方面出发，优选三嗪系紫外线吸收剂及苯并三唑系紫外线吸收剂，其中，优选含有羟基的三嗪系紫外线吸收剂、及1分子中具有1个苯并三唑骨架的苯并三唑系紫外线吸收剂。
除上述例示的各成分以外，粘合剂还可以包含硅烷偶联剂、增粘剂、增塑剂、软化剂、防劣化剂、填充剂、着色剂、抗氧化剂、表面活性剂、抗静电剂等添加剂。
在基材上以层状涂布粘合剂组合物，根据需要进行溶剂的干燥、基础聚合物的交联·固化，由此形成粘合剂层。粘合剂层21、22的厚度没有特别限定，通常为5～500μm左右。在覆盖窗80的第二主面设置有装饰印刷层的情况下，为了具有对印刷高度差的高度差吸收性，第一粘合剂层21的厚度优选25μm以上、更优选30μm以上。第一粘合剂层21的厚度可以为35μm以上、40μm以上或45μm以上。
在覆盖窗80的曲面部分，位于曲面的内侧的图像显示单元70的曲率最大(曲率半径最小)、应变大。因此，在挠性的图像显示单元70的应变大的部分，容易产生剥离、褶皱。特别是具有三维曲面形状的情况下，产生全方位的应变、难以避免应变，因此容易产生剥离、褶皱。
本发明中，双面带粘合剂的光学薄膜的第一粘合剂层21及第二粘合剂层22具有规定的蠕变特性，由此能够抑制具有曲面部分的显示装置的层间的剥离、褶皱的产生。第一粘合剂层21的应变截面积S1优选800μm2以下，第二粘合剂层22的应变截面积Ss优选360μm2以下。应变截面积S为使用使粘合剂层负载10kPa的剪切载荷(应力)15分钟时的剪切方向的应变量δ和粘合剂层的厚度T、由S＝(1/2)×δT表示的量。
图4为关于粘合剂层的应变截面积的概念的说明图，示意性地示出在将粘合剂层2的端部的一个面贴合于被粘物1的状态下沿箭头方向负载剪切载荷的状态的截面。负载剪切载荷前的粘合剂层2的截面(图4的虚线)为长方形状，与此相对，若在将粘合剂层2的下面固定于被粘物1的状态下负载一定的剪切载荷，则上表面的变形最大，粘合剂层的截面变形为平行四边形状(图4的实线)。
将上面的应变量设为δ、将粘合剂层的厚度设为T时，粘合剂层的截面的变形量由三角形的面积S＝(1/2)×δT表示。该截面积S为应变截面积。蠕变率C为应变量δ与厚度T的比，由C＝δ/T表示，因此应变截面积可以改记为S＝(1/2)CT2。
粘合剂层的应变量δ可以使用旋转式流变仪进行测定。如图5所示，若对直径D的平行板负载一定的扭转力，则上面的平板旋转θ°。此时的平行板的外周的旋转量、即圆弧的长度πD(θ/360)为应变量δ，作为厚度T与应变量δ的比的蠕变率C为C＝πDθ/360T。
即使粘合剂层的厚度改变，蠕变率C也不会变化。例如，将相同的粘合剂层层叠2层并负载与粘合剂层为1层的情况下相同的应力(2倍的剪切载荷)的情况下，粘合剂层的厚度为2T、应变量为2δ，因此蠕变率C为2δ/2T＝δ/T，粘合剂层与1张的情况下相同。即，可以说蠕变率为粘合剂的材质固有的值。
如上所述，应变截面积S与蠕变率C及厚度的平方T2成正比。因此，粘合剂层的材质相同的情况下，厚度越大，应变截面积越大。为了减小粘合剂层的应变截面积S，从而抑制剥离、褶皱的产生，优选粘合剂层的厚度T较小。特别是用于光学薄膜10与图像显示单元70的贴合的第二粘合剂层22使挠性构件彼此贴合，因此若由曲面引起的应变大，则容易成为剥离、褶皱的原因。因此，第二粘合剂层22的厚度T2优选30μm以下、更优选25μm以下、进一步优选20μm以下、特别优选15μm以下。第二粘合剂层22的应变截面积S2优选250μm2以下、更优选150μm2以下、进一步优选100μm2以下。S2可以为70μm2以下、50μm2以下、40μm2以下或30μm2以下。
从抑制曲面形状部分处的褶皱、剥离的观点出发，优选第二粘合剂层22的应变截面积S2尽可能小。S2越小，即使用于曲率大的(曲率半径小的)曲面的贴合的情况下，也能够抑制剥离、褶皱的产生。另一方面，第二粘合剂层22的应变截面积S2过小的情况下，有时产生由粘接力的不足所引起的剥离。因此，第二粘合剂层22的应变截面积S2优选1μm2以上、更优选2μm2以上。
第二粘合剂层的蠕变率C2优选80％以下、更优选50％以下、进一步优选40％以下。如上所述，粘合剂层的厚度T越小、蠕变率C越小，则应变截面积S越小。粘合剂有基础聚合物的分子量越大、交联度越高、则蠕变率越小的倾向。因此，通过增多交联剂、多官能单体的量，可得到蠕变率小的粘合剂。另外，基础聚合物的剥离化转变温度越高，则分子链的缠结等分子链间的相互作用越大，因此有常温下的蠕变率变小的倾向。
在图像显示装置的曲面形状部分，第一粘合剂层21比第二粘合剂层22曲率小(曲率半径大)。另外，第一粘合剂层21将光学薄膜10与作为刚性构件的覆盖窗80贴合，因此在覆盖窗80侧的界面处粘合剂层不变形，与第二粘合剂层22相比，不易引起褶皱。因此，第一粘合剂层21的应变截面积S1可以大于第二粘合剂层22的应变截面积S2。另外，第一粘合剂层21的厚度T1可以大于第二粘合剂层22的厚度T2。
如上所述，通过减小第二粘合剂层22的厚度T2从而减小应变截面积S2，能够抑制曲面形状部分的光学薄膜10及图像显示单元70的剥离、褶皱的产生。另外，通过使用厚度T1相对大、应变截面积S1大的粘合剂层作为第一粘合剂层21，能够具有对来自视觉辨识侧表面的冲击的耐冲击性、对设置于覆盖窗80的第二主面82的装饰印刷层等的印刷高度差的高度差吸收性。
另一方面，第一粘合剂层21的应变截面积S1过大的情况下，会成为光学薄膜10及图像显示单元70的剥离、褶皱的原因。因此，如上述，第一粘合剂层21的应变截面积S1优选800μm2以下。S1更优选600μm2以下、进一步优选500μm2以下。为了将应变截面积S1设为上述范围，第一粘合剂层的厚度T1优选100μm以下、更优选90μm以下、进一步优选80μm以下。T1可以为70μm以下、60μm以下或50μm以下。
从使第一粘合剂层21具有适当的耐冲击性及柔软性的观点出发，第一粘合剂层21的25℃下的储能模量G’优选0.35MPa以下、更优选0.30MPa以下、进一步优选0.25MPa以下。另一方面，粘合剂层21过度柔软的情况下，蠕变率C1变大，随之应变截面积S1变大，有时成为曲面部分处的剥离、褶皱的原因。因此，第一粘合剂层21的25℃下的储能模量优选0.05MPa以上、更优选0.10MPa以上。从同样的观点出发，第二粘合剂层22的25℃下的储能模量优选0.05MPa以上、更优选0.10MPa以上。
<脱模薄膜>
双面带粘合剂的光学薄膜优选在用于形成图像显示单元之前的期间，如图1所示，在粘合剂层21、22的表面临时粘接有脱模薄膜41、42。作为脱模薄膜41、42，优选使用在薄膜基材的表面具备脱模层的脱模薄膜。作为脱模层的材料，可举出有机硅系脱模剂、氟系脱模剂、长链烷基系脱模剂、脂肪酸酰胺系脱模剂等。从能够兼顾对丙烯酸系粘合剂的密合性和剥离性的方面出发，优选有机硅脱模剂。
作为脱模薄膜的薄膜基材，优选具有透明性的树脂薄膜。作为树脂材料，可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、乙酸酯系树脂、聚醚砜系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚烯烃系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚偏氯乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚芳酯系树脂、聚苯硫醚系树脂等。这些中，特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯系树脂。脱模薄膜的厚度优选10～200μm、更优选25～80μm。第一脱模薄膜41的厚度和第二脱模薄膜42的厚度可以相同，也可以不同。
[图像显示装置的形成]
通过在第一粘合剂层21贴合覆盖窗80，在第二粘合剂层22贴合图像显示单元70，从而形成图像显示装置100。贴合的顺序没有特别限定，可以先实施覆盖窗80的贴合，可以先实施图像显示单元70的贴合，也可以同时实施两者。
在粘合剂层21、22贴合覆盖窗80及图像显示单元70后，为了将贴合界面、印刷高度差附近的气泡去除，可以进行加热、加压、减压等处理。出于抑制延迟气泡等的目的，可以实施高压釜处理。
如上述，第一粘合剂层21及第二粘合剂层22具有规定的特性，因此在覆盖窗80具有曲面部分的图像显示装置中也能够抑制层间的剥离、光学薄膜10及图像显示单元70的褶皱的产生。
实施例
以下举出实施例及比较例，更详细地对本发明进行说明，但本发明不限定于这些实施例。
[粘合片的制作例及蠕变的测定]
<粘合剂A～N>
在反应容器内以表1所示的重量比投入单体(合计100重量份)，添加光聚合引发剂(BASF制“Irgacure 184”)：0.1重量份，在氮气气氛下照射紫外线，得到聚合率约10％的预聚物组合物。在该预聚物组合物100重量份中添加光聚合引发剂(BASF制“Irgacure 651”)：0.2重量份、作为多官能单体的表1所示的量的1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、及硅烷偶联剂(信越化学制“KBM-403”)：0.3重量份，均匀地混合，制备粘合剂组合物。
在脱模薄膜(单面用有机硅进行了脱模处理的聚酯薄膜)的脱模处理面，以厚度成为50μm的方式涂布上述的粘合剂组合物，形成涂布层，在该涂布层上贴合另一脱模薄膜的脱模处理面。其后，利用进行位置调节以使灯正下方的照射面的照射强度成为5mW/cm2的黑光灯，进行UV照射直到累积光量为3000mJ/cm2而进行聚合，得到在两面临时粘接有脱模薄膜的粘合片。
<粘合剂O、P>
在反应容器内投入表1所示的重量比的单体(合计100重量份)、乙酸乙酯233重量份、及作为热聚合引发剂的偶氮双异丁腈(AIBN)：0.2重量份，在23℃的氮气气氛下进行1小时搅拌，进行氮置换。其后，在65℃下进行5小时反应、接着在70℃下进行2小时反应，制备重均分子量约45万的丙烯酸系聚合物的溶液。在该溶液中加入作为异氰酸酯系交联剂的三羟甲基丙烷苯二甲基二异氰酸酯(三井化学制“Takenate D110N”)：0.27重量份，制备粘合剂组合物。
在脱模薄膜的脱模处理面以干燥后的厚度成为50μm的方式涂布上述的粘合剂组合物，在130℃下进行3分钟加热而去除溶剂后，使另一脱模薄膜的脱模处理面重叠于粘合剂层上，得到在两面临时粘接有脱模薄膜的粘合片。
<蠕变率及储能模量的测定>
将剥离去除了脱模薄膜的粘合剂层以厚度成为约1.5mm的方式层叠多个，作为测定用样品。使用具备
Figure BDA0003865931140000181
的平行板的旋转式流变仪(Rheometric Scientific公司制“Advanced Rheometric Expansion System(ARES)”)，在下述的条件下进行蠕变测定及动态粘弹性测定。根据蠕变测定的应变量δ，算出蠕变率C，根据动态粘弹性测定的结果，读取25℃下的储能模量。
(蠕变测定)
应力：10kPa
测定温度：25℃
(动态粘弹性测定)
测定频率：1Hz
升温速度：5℃/分钟
将粘合剂A～P的组成、以及厚度50μm的粘合片的蠕变率及储能模量的测定结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0003865931140000191
[双面带粘合剂的偏光板的制作]
使用辊层压机，在厚度约75μm的偏光板的一个面(硬涂层上)贴合粘合片1、在另一面贴合粘合片2，得到长条的双面带粘合剂的偏光板(试样1～42)。作为偏光板，使用具有下述构成的偏光板：在浸渗有碘的厚度12μm的拉伸聚乙烯醇薄膜形成的偏光件的一个面贴合设置有硬涂层的三乙酸纤维素薄膜(32μm)，在偏光件的另一面贴合设置有涂布相位差层的三乙酸纤维素薄膜(31μm)。
粘合片1、2使用表2所示的粘合片。表2所示的粘合剂种A～P与上述的粘合片的制作例中的粘合片A～P的粘合剂相同，如表2所示那样变更厚度。粘合片的应变截面积S根据粘合片的厚度T和使用厚度50μm的粘合片A～P测得的蠕变率C并基于下式来算出。
S＝(1/2)×CT2
<贴合评价>
从试样1～42的粘合片2将脱模薄膜剥离，通过卷对卷(roll to roll)将厚度25μm的聚酰亚胺薄膜(DU PONT-TORAY CO.,LTD.制“Kapton EN100”)贴合。将该试样切成40mm×40mm的正方形，从粘合片1将脱模薄膜剥离，在厚度2mm、直径65mm、内表面的曲率半径100mm的球面玻璃的内表面的中央贴合粘合片1。贴合使用真空贴合机，在常温下、真空压力100Pa、加压力0.2MPa、加压时间10秒的条件下实施。其后，在50℃、0.5MPa的高压釜中进行15分钟处理。
将高压釜后的试样投入至85℃的加热烘箱中240小时后，取出试样，通过目视确认贴合状态，按照下述的基准进行评价。
〇：保持各层的贴合状态
△：确认到宽度不足5mm的褶皱
×：确认到宽度5mm以上的褶皱或剥离
将试样1～42中使用的粘合片(粘合剂的种类、粘合片的厚度及应变截面积)、以及贴合评价结果示于表2。
[表2]
Figure BDA0003865931140000211
如表2所示，因粘合片1及粘合片2的厚度小而应变截面积变小，能够抑制贴合于曲面形状的刚性构件时的剥离、褶皱。
附图标记说明
10 光学薄膜(圆偏光板)
21、22 粘合剂层
41、42 脱模薄膜
50 双面带粘合剂的光学薄膜
70 图像显示单元(有机EL单元)
71 挠性基板
80 透明板(覆盖窗)
100 图像显示装置

Claims (10)

1.一种双面带粘合剂的光学薄膜，其用于形成在视觉辨识侧表面具备具有曲面形状部分的刚性透明板、且画面的至少一部分为曲面形状的图像显示装置，所述刚性透明板具有第一主面及第二主面、且第二主面为内侧，
所述双面带粘合剂的光学薄膜具备：
光学薄膜；
第一粘合剂层，其设置于所述光学薄膜的第一主面上、且用于与所述透明板的第二主面的贴合；及
第二粘合剂层，其设置于所述光学薄膜的第二主面上、且用于与挠性图像显示单元的贴合，
所述第一粘合剂层的应变截面积S1为800μm2以下，
所述第二粘合剂层的应变截面积S2为360μm2以下，
其中，应变截面积S为使用使粘合剂层负载10kPa的剪切载荷15分钟时的剪切方向的应变量δ和粘合剂层的厚度T、由S＝(1/2)×δT表示的量。
2.根据权利要求1所述的双面带粘合剂的光学薄膜，其中，
所述第一粘合剂层的厚度T1为25～100μm，
所述第二粘合剂层的厚度T2为5～30μm，
所述第一粘合剂层的厚度T1大于所述第二粘合剂层的厚度T2。
3.根据权利要求1或2所述的双面带粘合剂的光学薄膜，其中，所述第一粘合剂层的应变截面积S1大于所述第二粘合剂层的应变截面积S2。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的双面带粘合剂的光学薄膜，其中，所述第一粘合剂层及所述第二粘合剂层均包含丙烯酸系粘合剂。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的双面带粘合剂的光学薄膜，其中，所述第一粘合剂层及所述第二粘合剂层均包含具有交联结构的聚合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的双面带粘合剂的光学薄膜，其中，所述光学薄膜包含偏光件。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的双面带粘合剂的光学薄膜，其中，所述光学薄膜包含圆偏光板。
8.一种图像显示装置，其是画面的至少一部分为曲面形状的图像显示装置，
所述图像显示装置具备：
具有曲面形状部分的刚性透明板，其具有第一主面及第二主面、且第二主面成为内侧；
光学薄膜，其具有第一主面及第二主面；
挠性图像显示单元；
第一粘合剂层，其使所述光学薄膜的第一主面和所述透明板的第二主面贴合；及
第二粘合剂层，其使所述光学薄膜的第二主面和所述图像显示单元贴合，
所述第一粘合剂层的应变截面积S1为800μm2以下，
所述第二粘合剂层的应变截面积S2为360μm2以下，
其中，应变截面积S为使用使粘合剂层负载10kPa的剪切载荷15分钟时的剪切方向的应变量δ和粘合剂层的厚度T、由S＝(1/2)×δT表示的量。
9.根据权利要求9所述的图像显示装置，其中，所述光学薄膜包含偏光件。
10.根据权利要求9所述的图像显示装置，其中，所述光学薄膜包含圆偏光板，所述图像显示单元为有机EL单元。
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