JP2006290994A

JP2006290994A - 粘着シート

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Publication number: JP2006290994A
Application number: JP2005111939A
Authority: JP
Inventors: Mio Okada; 未央岡田
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】高温または高温高湿雰囲気下における基材の寸法変化に起因する応力集中を緩和して、基材と粘着剤層との密着性を高め、粘着剤層の剥離や発泡現象を解消して液晶セルの光漏れを防止することにより、白ヌケや色ムラを低減できる粘着シートを提供する。
【解決手段】基材２としての偏光板の少なくとも一方の面に粘着剤層３が形成された粘着シート１である。粘着剤層３は、アクリル系ポリマー１００質量部に対して、アクリル系ポリマーと反応可能な官能基を末端に有する変性シリコーンが０．０１〜５０質量部配合された粘着剤にて形成される。アクリル系ポリマーと反応可能な官能基とは、水酸基、アミノ基、およびメタクリロキシ基から選択される少なくとも１種である。
【選択図】図１

Description

本発明は、粘着シートに関し、より特定的には、偏光板を基材とし、液晶表示装置の液晶セル等に貼着して使用する粘着シートに関する。

図２は、一般的な液晶表示装置の構成を示す断面図である。図２において、液晶表示装置１０は、液晶セル１５と、その両面に設けられた偏光板１６および１７とを備える。液晶セル１５は、一方の面に透明電極（図示せず）が形成された一対のガラス基板１１および１２と、ガラス基板１１および１２を貼り合せるためのシール樹脂１３とを備える。ガラス基板１１および１２は、透明電極が向かい合うように対向して配置され、シール樹脂１３を介して貼り合わされた後、シール樹脂１３を硬化させることによりセルが形成される。セル内には液晶１４が注入され、液晶セル１５となる。液晶セル１５の両面には、偏光軸が直交するように偏光板１６および１７が配置され、粘着剤により貼着される。

偏光板１６および１７は、液晶セル１５の表面に直接に粘着剤を塗布して貼着してもよいが、例えば、特許文献１に記載のように、基材を偏光板１６および１７で構成した粘着シート形状とすることで、液晶セルへの貼着操作が簡便になる。図３は、偏光板１６および１７を基材とした粘着シート２０の構成を示す断面図である。図３において、粘着シート２０は、基材としての偏光板１６および１７、粘着剤層１９、および剥離シート２１を有する。偏光板１６および１７には、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のプラスチックを延伸して分子の向きを揃えた上でヨウ素と結合させたフィルムや、ＰＶＡ系フィルムの両面にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）系の保護フィルムを積層した３層構造のフィルム等が用いられる。

粘着剤層１９は、一般的には、溶剤型アクリル系粘着剤等を偏光板１６および１７に塗工することにより形成される。剥離シート２１は、使用時まで粘着剤層１９を覆っており、使用時には粘着剤層１９から剥離される。剥離シート２１が剥離され、粘着剤層１９が露出した偏光板１６および１７は、粘着剤層１９を介して液晶セル１５に貼着される。
特開２０００−１０９７７１号公報

しかしながら、上記のように構成された液晶表示装置１０は、偏光板１６および１７の材料特性から、寸法安定性に乏しく、特に、高温あるいは高温高湿雰囲気下では伸縮による寸法変化が大きいことから、粘着剤層１９の浮きや剥がれが生じやすく、さらに、粘着剤層１９において発泡現象が生じやすいという問題もあった。

そこで、このような問題を解消するために、粘着剤層１９を形成する粘着剤には、分子量や架橋度を調整したものや、高粘着力で高剪断力タイプの粘着剤等が使用されていた。しかしながら、粘着剤の分子量や架橋度を調整するだけでは偏光板１６および１７の収縮等による粘着剤層１９の浮きや剥がれ等を十分に改善できるものではなかった。また、高粘着力でかつ高剪断力タイプの粘着剤を用いると、液晶セル１５に対する接着性や密着性が高まって偏光板１６および１７の収縮等による粘着剤層１９の浮きや剥がれ等は改善できるものの、高温あるいは高温高湿雰囲気下で生じる偏光板の寸法変化に起因する応力は十分に吸収・緩和することができなかった。そのため、偏光板１６および１７に作用する残留応力の分布が不均一となり、特に偏光板１６および１７の外周部に応力が集中することにより、液晶セルにおいて光漏れが発生し、白ヌケや色ムラが生じやすいという問題があった。

このような問題を解決するものとして、特許文献１では、高分子量ポリマーと低分子量ポリマーとを含む粘着剤にて粘着剤層１９を形成し、偏光板１６および１７の応力集中を緩和するものが提案されている。しかしながら、このような方法においても、偏光板１６および１７の寸法変化に起因する応力集中の緩和は十分とはいえず、液晶セルの光漏れによる白ヌケや色ムラのさらなる解消が望まれている。

それ故に、本発明は、高温または高温高湿雰囲気下における偏光板の寸法変化に起因する応力集中を十分に緩和でき、偏光板と粘着剤層との密着性を高めて粘着剤層の剥離や発泡現象を解消し、これにより、液晶セルの光漏れを防止して白ヌケや色ムラを低減できる粘着シートを提供することを目的とする。

上記課題を解決する発明は、基材の少なくとも一方の面に粘着剤層が形成された粘着シートに向けられている。この粘着シートは、基材は偏光板であり、粘着剤層は、粘着剤成分であるアクリル系ポリマー１００質量部に対して、このアクリル系ポリマーと反応可能な官能基を末端に有する変性シリコーンが０．０１〜５０質量部配合された粘着剤にて形成される。このように、高粘着力を有し、耐候性、柔軟性、および耐熱性に優れたアクリル系ポリマーをベースとするとともに、このアクリル系ポリマーに変性シリコーンを結合させることで、粘着剤層にさらに滑り性を付与することができ、基材である偏光板の寸法変化に起因する応力集中を粘着剤層の界面で十分に緩和することができ、基材と粘着剤層との密着性を高めて、粘着剤層の剥離や発泡現象を緩和することができる。このような特性を有する粘着シートを液晶セルに貼付して使用したときには、液晶セルでの光ヌケを解消して、白ヌケや色ムラを防止することができる。

アクリル系ポリマーと反応可能な官能基としては、水酸基、アミノ基、およびメタクリロキシ基から選択される少なくとも１種が挙げられる。このような官能基を末端に有する変性シリコーンはアクリル系ポリマーと良好に反応するため、粘着剤層に適切な滑り性を付与できる。

以上のように本発明によれば、アクリル系ポリマーに変性シリコーンを導入した粘着剤にて粘着剤層を形成することで、基材の収縮等による応力を粘着剤界面にて緩和することができ、粘着剤層の剥離や発泡現象が抑制された粘着シートを得ることができる。この粘着シートを液晶セルに貼着した液晶表示装置は、液晶セルの光漏れを解消することができ、白ヌケや色ムラ等のない表示特性の良いものとなる。

以下に、本発明の実施形態に係る粘着シートを具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る粘着シート１の構成を示す断面図である。図１において、粘着シート１は、基材２と粘着剤層３とを備える。基材２は、偏光板である。粘着剤層３は感圧性であり、粘着シート１が使用されるまで剥離可能に構成された剥離シート４で覆われている。このように構成された粘着シート１を、上記従来例で説明した図４に示す液晶表示装置１０に装着するときには、剥離シート４を剥離して粘着剤層３を所望の面に圧着する。

基材２としての偏光板は、ＰＶＡ系フィルム、部分ホルマール化ＰＶＡ系フィルム、エチレン−酢酸ビニル光重合体系けん化フィルム等の親水性高分子系フィルムにヨウ素、二色性染料、あるいはヨウ素と二色性染料とを吸着配向させたフィルム、およびＰＶＡ系フィルムを脱水処理してポリエンを配向させたポリエン系偏光フィルムの両面にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを貼り合わせてなるフィルム等からなる。より具体的には、ＰＶＡ−ヨウ素錯体からなるヨウ素系偏光フィルム、ＰＶＡ−二色性染料からなる染料系偏光フィルム、あるいはこれらのフィルムをＴＡＣやポリメタクリル酸メチル等の光学的異方性がないフィルムで覆った積層フィルムが用いられる。これらの中でも、ＰＶＡ系偏光板の両面をＴＡＣ系保護フィルムで覆った３層構造の偏光板が好適に使用できる。

ここで、本実施形態の特徴部分である粘着剤層３は、粘着剤成分であるアクリル系ポリマーに対して、変性シリコーンが所定の割合で配合された粘着剤にて形成される。粘着剤のベースとなるアクリル系ポリマーは、一般に、高粘着力で、耐候性、柔軟性、および耐熱性に優れるという特性を有するが、本実施形態においては、これらの特性を有するアクリル系ポリマーの中でも、高粘着力でかつ高剪断力であることから、分子量が５０万〜２００万程度のものが好適に使用できる。

アクリル系ポリマーと結合する変性シリコーンとは、アクリル系ポリマーと反応可能な官能基を末端に有するシリコーンであり、換言すると、ポリマー改質用の末端官能基を持つシリコーンである。本実施形態では、上記のように耐候性、柔軟性、および耐熱性に優れたアクリル系ポリマーと、変性シリコーンとを所定の割合で反応させることで、アクリル系ポリマーにシリコーンの持つ滑り性を付与できる。これにより、本実施形態に係る粘着シート１は、基材２となる光学機能フィルムが高温もしくは高温高湿雰囲気下において寸法安定性に劣るものであっても、基材２と粘着剤層３との界面における応力を緩和して粘着剤層３の剥離を抑制することができ、また、基材からガスが発生しても粘着剤層３における発泡現象を抑制できる。したがって、基材２が偏光板や位相差板などの光学機能性フィルムである場合に、液晶セルの光もれを抑制して、白ヌケや色ムラのない液晶表示装置が得られる。

アクリル系ポリマーに対する変性シリコーンの配合割合は、アクリル系ポリマー１００質量部に対して変性シリコーンが０．０１〜５０質量部である。アクリル系ポリマー１００質量部に対する変性シリコーンの配合割合が０．０１質量部よりも少なくなると、粘着剤層に十分な滑り性を付与できず、基材２と粘着剤層３との間の応力緩和の抑制効果が小さくなる。一方、アクリル系ポリマー１００質量部に対する変性シリコーンの配合割合が５０質量部よりも多くなると、粘着剤層３の滑り性が大きくなりすぎて、基材２にずれが生じやすくなる。したがって、本実施形態においては、アクリル系ポリマー１００質量部に対する変性シリコーンの配合割合が０．０５〜３０質量部の範囲であることがより好ましく、０．１〜１０質量部の範囲であることがさらに好ましい。

アクリル系粘着剤とは、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、これに極性モノマーを共重合したアクリル系ポリマーを用いた粘着剤である。（メタ）アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルであって、特に限定されるものではないが、例えば、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ベンジル、(メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル等が挙げられる。

（メタ）アクリル酸アルキルエステルと共重合する極性モノマーは、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボキシル基含有モノマー、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリン、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート等の窒素含有モノマー、グリシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有モノマー、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性（メタ）アクリレート等の水酸基含有モノマー等が挙げられる。

上記極性モノマーは、架橋剤を用いて上記アクリル系ポリマーを架橋する際の架橋点として作用する。また、上記極性モノマーの配合量は、上記アクリル系ポリマーを構成する全モノマーに対して、０．５〜２０質量％程度であることが好ましい。

架橋剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪族系ジイソシアネート、芳香族系ジイソシアネート、および芳香族系トリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物、ブチルエーテル化スチロールメラミンやトリメチロールメラミン等のメラミン系化合物、ポリエチレングリコールやトリメチロールプロパン等のグリコール化合物、ヘキサメチレンジアミンやジエチレントリアミン等のポリアミン系化合物、その他、フェノール樹脂系化合物、エポキシ樹脂系化合物、尿素樹脂系化合物、およびポリアルデヒド系化合物等が挙げられる。架橋剤の配合量は、アクリル系ポリマー１００質量部に対して、０．３〜１０質量部程度であることが好ましい。

本実施形態に係る変性シリコーンとは、ポリマー改質用の末端官能基を持つシリコーンであり、各種有機ポリマーと反応して、反応したポリマーにシリコーンの特徴を付与することができるものである。アクリル系ポリマーと反応可能な末端官能基としては、例えば、水酸基、アミノ基、およびメタクリロキシ基が挙げられ、これらは単独あるいは複数組み合わせたものであっても良い。

変性シリコーンの末端官能基は、両末端にあっても良く、片末端にあっても良い。両末端に官能基を持つ変性シリコーンは、アクリル系ポリマーの主鎖にシリコーン成分を導入する場合に適している。両末端に官能基を持つ変性シリコーンとしては、下記化学式（ｉ）に示す両末端アミノ基含有シリコーン、下記化学式（ｉｉ）に示す両末端水酸基含有シリコーン、並びに下記化学式（ｉｉｉ）に示す両末端メタクリロキシ基含有シリコーン等が挙げられる。

片末端に官能基を持つ変性シリコーンは、アクリル系ポリマーの主鎖に、シリコーン成分を櫛形にグラフト重合させる場合に適している。このような結合では、アクリル系ポリマーの機械的特性を損なうことなく、アクリル系ポリマーの表面にシリコーンの特性、特に滑り性を付与することができる。片末端に官能基を持つ変性シリコーンとしては、下記化学式（ｉｖ）に示す片末端水酸基含有シリコーンや、下記化学式（ｖ）に示す片末端メタクリロキシ基含有シリコーン等が挙げられる。

上記のように構成された本実施形態に係る粘着剤層３を形成する粘着剤には、その特性を損なわない限りにおいて、さらに安定剤、顔料、および粘着付与剤等の各種添加剤を使用することができる。

本実施形態に係る剥離シート４としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等の各種樹脂フィルムを基材とし、この基材の粘着剤層３との接合面にシリコーン処理等の離型処理が施されたものを用いることができる。

以下に、本実施形態に係る粘着シート１の製造方法について、一例を挙げて説明する。まず、基材２の一方の面に粘着剤を塗工することにより粘着剤層３を形成する。粘着剤の塗工方法としては、特に限定されるものではなく、グラビア印刷法、スプレー法、ディッピング法、ロールコータ法、ダイコータ法、並びにナイフコータ法等といった、従来公知の方法が使用できる。これらの方法により形成された粘着剤層３の厚みは、３〜４００μｍ程度であることが好ましく、５〜１５０μｍ程度であることがより好ましく、１０〜９０μｍ程度であることがさらに好ましい。そして、必要に応じて粘着剤層３を剥離シート４で覆うことにより、粘着シート１が得られる。あるいは、剥離シート４の剥離可能に構成された面に粘着剤を塗工して粘着剤層３を形成し、この粘着剤層３を基材２の側に転写することによっても、粘着シート１を得ることができる。

上記のようにして作製された粘着シート１は、液晶セルのガラス基板の両面に貼付して使用される。液晶セルは液晶表示装置の一部を構成するものであり、その使用中は高温または高温高湿雰囲気下に曝される。このような状況下では、粘着シート１の基材２、すなわち偏光板に、素材の熱膨張率又は熱収縮率の相違によって寸法変化が生じる。しかしながら、本実施形態に係る粘着シート１は、上述のように、粘着剤層３にアクリル系ポリマーの特性に加えてさらに滑り性を付与しているため、基材２の寸法変化に起因する粘着剤層３との界面での応力集中を緩和して粘着剤層３の剥離を抑制できる。また、粘着剤層３を高粘着力で高剪断力であるアクリル系ポリマーで形成することで、高温高湿雰囲気下においても粘着剤層３における発泡現象を抑制できる。したがって、液晶セルの白ヌケや色ムラを抑制することができ、表示特性の良い液晶表示装置を提供できる。

次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例、比較例において、液晶表示装置の表示特性は、次のようにして評価した。まず、液晶セルの両面に偏光板を貼付けたパネルを作製した。このパネルをライトボックスの上に置き、白ヌケや色ムラの有無を調べた。そして、白ヌケや色ムラがなかったものについては表示特性が○であり、白ヌケや色ムラがあったものは表示特性が×であると評価した。

実施例１
図１に示す粘着シート１と同様の構成を有する粘着シートを作成した。具体的には、基材２としての偏光板には、ＰＶＡ−二色性染料からなる染料系偏光フィルムの両面をＴＡＣ系保護フィルムで覆った３層構造の偏光板を用いた。そして、この偏光板の一方の面に粘着剤を塗工することにより、粘着剤層３を形成した。粘着剤としては、アクリル系ポリマー１００質量部に対して、片端末に水酸基を有する変性シリコーンを１質量部配合したものを用いた。

次に、得られた粘着剤層３を粘着剤に対して剥離可能に構成された剥離シート４で覆い、粘着シート１を得た。得られた粘着シート１は、９０℃で１分間乾燥させた。次に、剥離シート４を剥離して粘着剤層３を露出させ、この粘着剤層３を液晶セルと同等の無アルカリガラス基板に貼付した。貼付に際しては、粘着シート１と無アルカリガラス基板との間に気泡が入らないようにラミネータを用いて粘着シート１を無アルカリガラス基板に貼付した。そして、上記評価基準に基づいて、パネルの表示特性について評価した。得られた評価結果および物性値を表１に示す。

実施例２〜実施例３
アクリル系ポリマーに対する変性シリコーンの配合割合を表１に示すように変更した。そしてそれ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を作成し、パネルの表示特性を調べた。得られた評価結果および物性値を表１に示す。

実施例４〜実施例５
両末端に水酸基を有する変性シリコーンを用い、その配合割合を表１に示すように変更した。そしてそれ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を作成し、パネルの表示特性を調べた。得られた評価結果および物性値を表１に示す。

実施例６〜実施例７
片末端にアミノ基を有する変性シリコーンを用い、その配合割合を表１に示すように変更した。そしてそれ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を作成し、パネルの表示特性を調べた。得られた評価結果および物性値を表１に示す。

実施例８〜実施例９
両末端にアミノ基を有する変性シリコーンを用い、その配合割合を表１に示すように変更した。そしてそれ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を作成し、パネルの表示特性を調べた。得られた評価結果および物性値を表１に示す。

実施例１０〜実施例１１
片末端にメタクリロキシ基を有する変性シリコーンを用い、その配合割合を表１に示すように変更した。そしてそれ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を作成し、パネルの表示特性を調べた。得られた評価結果および物性値を表１に示す。

実施例１２〜実施例１３
両末端にメタクリロキシ基を有する変性シリコーンを用い、その配合割合を表１に示すように変更した。そしてそれ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を作成し、パネルの表示特性を調べた。得られた評価結果および物性値を表１に示す。

実施例１〜実施例１３は、いずれも粘着剤層３を形成する粘着剤において、アクリル系ポリマーに対する変性シリコーンの配合割合が本発明の範囲内であったので、粘着剤層３に滑り性を付与でき、高温あるいは高温高湿雰囲気下において基材２である偏光板に収縮等が生じても、粘着剤層の界面で応力を緩和でき、白ヌケや色ムラのない表示特性の良いものが得られた。なお、末端基には水酸基、アミノ基、およびメタクリロキシ基のいずれの官能基が配置されていても、また、これらの官能基が片側に配置あるいは両側に配置されていても、同等の表示特性が得られた。

比較例１
粘着剤層を形成する粘着剤において、アクリル系ポリマーに変性シリコーンを配合しなかった。そして、それ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を得た。この粘着シート１を用いて、パネルの表示特性を調べた。得られた測定結果および物性値を表１に示す。

比較例２〜比較例３
比較例２では片末端に水酸基が配置された変性シリコーンを用い、比較例３では両末端に水酸基が配置された変性シリコーンを用いて、それぞれアクリル系ポリマーに対する変性シリコーンの配合割合を、本発明の配合割合よりも多く５５質量部とした。そして、それ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を得た。この粘着シート１を用いて、パネルの表示特性を調べた。得られた測定結果および物性値を表１に示す。

比較例４〜比較例５
比較例４では片末端にアミノ基の配置された変性シリコーンを用い、比較例５では両末端にアミノ基の配置された変性シリコーンを用いて、それぞれアクリル系ポリマーに対する変性シリコーンの配合割合を、本発明の配合割合よりも多く５５質量部とした。そして、それ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を得た。この粘着シート１を用いて、パネルの表示特性を調べた。得られた測定結果および物性値を表１に示す。

比較例６〜比較例７
比較例６では片末端にメタクリロキシ基の配置された変性シリコーンを用い、比較例７では両末端にメタクリロキシ基の配置された変性シリコーンを用いて、それぞれアクリル系ポリマーに対する変性シリコーンの配合割合を、本発明の配合割合よりも多く５５質量部とした。そして、それ以外は実施例１と同様にして粘着シート１を得た。この粘着シート１を用いて、パネルの表示特性を調べた。得られた測定結果および物性値を表１に示す。

比較例１は、粘着剤層３を形成する粘着剤において、アクリル系ポリマーに変性シリコーンが配合されていなかったため、白ヌケや色ムラが発生し、表示特性に劣るものとなった。比較例２〜６は、いずれもアクリル系ポリマーに対する変性シリコーンの配合割合が本発明の範囲よりも多かったため、変性ポリマーの構成にかかわらず表示特性に劣るものとなった。

本発明は、高温あるいは高温高湿雰囲気下で基材である偏光板が変形しても、この応力を緩和できるという特徴を有するので、液晶表示装置等に好適に利用できる。また、基材である偏光板は、視野角拡大を目的としてワイドビュー一体型偏光板のように大型サイズの偏光板であっても適用できる。

本発明の第１の実施形態に係る粘着シートの構成を示す断面図従来の液晶表示装置の構成を示す断面図従来の粘着シートの構成を示す断面図

符号の説明

１粘着シート
２基材
３粘着剤層
４剥離シート

Claims

基材の少なくとも一方の面に粘着剤層が形成された粘着シートであって、
前記基材は、偏光板であり、
前記粘着剤層は、粘着剤成分であるアクリル系ポリマー１００質量部に対して、前記アクリル系ポリマーと反応可能な官能基を末端に有する変性シリコーンが０．０１〜５０質量部配合された粘着剤にて形成されていることを特徴とする、粘着シート。
前記官能基は、水酸基、アミノ基、およびメタクリロキシ基から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１に記載の粘着シート。