JP2010241951A - 透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法及び表示装置搭載部材とその製造方法 - Google Patents

透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法及び表示装置搭載部材とその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010241951A
JP2010241951A JP2009091967A JP2009091967A JP2010241951A JP 2010241951 A JP2010241951 A JP 2010241951A JP 2009091967 A JP2009091967 A JP 2009091967A JP 2009091967 A JP2009091967 A JP 2009091967A JP 2010241951 A JP2010241951 A JP 2010241951A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transparent adhesive
adhesive composition
molecular weight
epoxy resin
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009091967A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Go
豊 郷
Tetsuo Iwakura
哲郎 岩倉
Tetsuya Hoshino
鉄哉 星野
Teiichi Inada
禎一 稲田
Kazumasa Takeuchi
一雅 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2009091967A priority Critical patent/JP2010241951A/ja
Publication of JP2010241951A publication Critical patent/JP2010241951A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

【課題】波長500nm以下の波長域の透過率が高く、低弾性率で耐クラック性、接着性、耐熱性に優れ、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れた透明接着剤組成物を提供する。
【解決手段】(1)二官能基以上のエポキシ樹脂と、(2)官能基を含み、窒素含有特性基を含む共重合成分が1質量%以下であり、メタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%を含む、ガラス転移温度が−10℃以上、重量平均分子量が10万以上のアクリル系ランダム共重合体である高分子量成分と、(3)分子中に2個以上の水酸基を有するフェノール樹脂と、を含有する透明接着剤組成物であって、(2)高分子量成分100質量部に対して、(1)エポキシ樹脂を2.5〜47.5質量部、(3)フェノール樹脂を2.5〜47.5質量部含み、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の合計が5〜50質量部の範囲である、透明接着剤組成物。
【選択図】図1

Description

本発明は、透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法、及び、表示装置搭載部材とその製造方法に関する。
単一の高分子材料では相反する特性を同時に発揮することは難しく、高分子ブレンドによる特性の向上が重要となっている。高分子ブレンド材では、ブレンド材の相分離構造を制御することにより材料高機能化が図られることが多い。
熱硬化性樹脂のモノマーやオリゴマーは、多くの高分子成分と相溶する。これらの一相状態にある系を熱硬化させるとFlory−Huggins理論から予測されるように、熱硬化性樹脂の分子量が増大するにともない相図の二相域が拡大し相溶域が減る。例えば、非特許文献1によればエポキシ樹脂とブタジエン・アクリルニトリル共重合体(CTBN)の相図は、上限臨界共溶温度(UCST)型を示し、反応とともに二相域が次第に低温側に移動し二相域に入る。つまり、反応によってスピノーダル分解が誘起されて相分離が起こる。このような反応誘起型相分解では、相分解の様々な過程で構造を凍結することに相分離構造を制御できる有用な方法とされている。非特許文献2に示されるように、このような熱硬化性樹脂と高分子量成分を組成とする熱硬化型接着剤フィルムは、二つの部材を両面接着するために、半導体用途で広く使われてきた。この熱硬化型接着剤フィルムは強い接着力があるだけでなく低弾性率であり、熱硬化による接着後に二つの部材間の熱膨張率の差に起因する応力を緩和できることを特徴としている。応力を緩和することで熱硬化後のそりを低減できる。
エポキシ樹脂と高分子化合物を用いた透明な接着フィルムの例としては、特許文献1などが挙げられ、透明性と耐熱性を両立した透明接着剤組成物を提供している。しかし、高エネルギーな波長500nm以下の波長域の透過率が充分でない。波長500nm以下の波長域の透過率を向上することで、例えば、UV光源から透明接着剤組成物を通してこの奥に配されたUV硬化材料を硬化させることも可能になる。他に、エポキシ樹脂と高分子化合物を用いた透明な接着フィルムの例としては、特許文献2などが挙げられ、優れた力学特性を有し、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れた高機能接着フィルムを提供しているが、同様に波長500nm以下の波長域の透過率が充分でないという問題があった。
また、特許文献3には、強靱性に優れ、ガラス転移温度および透明性が高い、光半導体封止用樹脂組成物が開示されているが、当該組成物をフィルムにした場合の滲み出しの少ない耐浸みだし性については何ら考慮されていない。滲み出しの少ない耐浸みだし性について考慮された、熱硬化型接着成分と、可とう性成分とからなる粘接着テープが、特許文献4に開示されているが、透明性について考慮されたものではない。
ディスプレイのパネル全面にかかわる熱硬化性接着透明フィルムとしては、特許文献5がある。ただし、エポキシ樹脂を主成分としており、低弾性率を確保するのが難しいと思われ、高分子量成分を主成分として弾性率を低減することが望まれる。
特開2008−260908号公報 特開2005−154687号公報 特開2007−320974号公報 特開平8−239636号公報 特開平11−333872号公報
Polymer、1989年30巻1839頁〜1844頁 稲田禎一ら、日立化成テクニカルレポート、47号、15−20(2006)
接着剤が薄くなると、高熱伝導性・低エネルギー吸収・軽量化・コストダウン、リサイクル性に優れるなどの利点を有するが、反面、接着力の低下・耐熱性の低下・粗い表面への接着不良・熱応力緩和性の低下などの弊害が伴われることが知られている。
また、従来の熱硬化型の接着材料は、熱や紫外線による外部刺激で変色し易く、110℃以上の高温で急に硬化させると接着材料内の不純物などの低分子量成分や残存した溶媒が発泡し、接着材料内に気泡が形成され、著しく透明性が低下するものであった。
本発明は、総合的に優れた信頼性を有し、10μm以下の薄膜透明接着フィルムを提供でき、且つ、上記従来技術の問題点を解消し、波長500nm以下の波長域の透過率が高く、低弾性率で耐クラック性、接着性、耐熱性に優れ、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れた透明接着剤組成物および透明接着フィルムとその製造方法、表示装置搭載部材とその製造方法を提供するものである。
また、表示装置に使われる部材は、高い熱をかけると変形や劣化を引き起こすことがあるため、これらの部材の接着は150℃を超える高温で硬化させることができない。本発明は、150℃以下の比較的低い温度で硬化が可能で、硬化中および硬化後の揮発分が少なく、110℃以上で硬化させても発泡が起こらない透明接着剤組成物および透明接着フィルムとその製造方法を提供し、透明接着剤組成物および透明接着フィルムが波長500nm以下の波長域の透過率が高く透明性に優れることから、これを用いた表示装置搭載部材は、UV光源から透明接着フィルムを通してこの奥に配されたUV硬化材料を硬化させることも可能であり、画質の低下がなく、外観に優れた表示装置搭載部材とその製造方法を提供するものである。
本発明者らは、低弾性化が可能な高分子量成分を熱硬化性樹脂の約2倍以上含有し、高分子量成分と熱硬化性樹脂が硬化前は相溶し、熱硬化性樹脂が加熱後(硬化後または半硬化後)も高分子量成分との相溶を維持し、相分離しないか、あるいは、熱硬化性樹脂が加熱後(硬化後または半硬化後)に、相分離したとしても共連続構造でとどまった状態であるか、若しくは海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下であるようにすることで、上述の薄膜接着による弊害に好適に対処可能であること見出した。
一般に反応誘起型相分解で形成される相分離構造は、熱力学的な相分離速度と硬化速度との相対的な速度関係の大小によって決定するとされている。つまり、小さな相構造を得るには、相分離速度<<硬化速度の状態にして初期段階で網目を形成させればよい。相分離速度<<硬化速度を実現するには、硬化速度に比べて相分離速度はWLF式に沿ってガラス転移温度(Tg)付近では非常に遅くなるため硬化温度をTg付近まで下げることが最も効果的となる。しかし、硬化の温度条件だけでは微小な相分離構造物を得るには限界であり、また硬化温度を下げることにより硬化には長時間必要となり実用的ではない。
本発明者らは、十分な耐熱性と接着性を有し、高分子量成分を熱硬化性樹脂との相溶性を向上するためメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%含むランダム共重合体とした。このことで、重量平均分子量が10万以上である高分子量成分は、熱硬化性樹脂が硬化後(加熱後)も大きな海島構造を形成せず、優れた透明性を有することが可能となった。
さらに、高エネルギーな波長500nm以下の波長域の透過率を向上するためには、相分離構造を制御するだけではなく、材料が低着色で熱や紫外線による外部刺激で変色し難いものを選択する必要がある。その意味で、高分子量成分にニトリル基に代表される窒素含有特性基を含む共重合成分を用いるのは、好ましくなかった。
本発明者らは上記問題を解決するため鋭意検討した結果、(1)二官能基以上のエポキシ樹脂、(2)官能基を含み、窒素含有特性基を含む共重合成分が1質量%以下であって、メタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%を含む、ガラス転移温度が−10℃以上、重量平均分子量が10万以上のアクリル系ランダム共重合体である高分子量成分、(3)分子中に2個以上の水酸基を有するフェノール樹脂を成分とすることで、波長500nm以下の波長域の透過率が高く、低弾性率で優れた力学特性を有する高機能接着フィルムを得られることを見出して本発明を完成するに至った。
本発明は、以下に関する。
1. (1)二官能基以上のエポキシ樹脂と、(2)官能基を含み、窒素含有特性基を含む共重合成分が1質量%以下であり、メタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%を含む、ガラス転移温度が−10℃以上、重量平均分子量が10万以上のアクリル系ランダム共重合体である高分子量成分と、(3)分子中に2個以上の水酸基を有するフェノール樹脂と、を含有する透明接着剤組成物であって、(2)高分子量成分100質量部に対して、(1)エポキシ樹脂を2.5〜47.5質量部、(3)フェノール樹脂を2.5〜47.5質量部含み、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の合計が5〜50質量部の範囲であることを特徴とする透明接着剤組成物。
2. (4)有機溶媒に溶解し、ワニス状にしてなる前記の透明接着剤組成物であって、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分及び(3)フェノール樹脂の樹脂固形分の総計が5〜50質量%であり、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに加熱前(硬化前)は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合してなる、透明接着剤組成物。
3. 加熱後の前記の透明接着剤組成物において、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂が、ともに相溶を維持し相分離していない状態、あるいは、相分離しても海島構造を形成せず共連続構造でとどまった状態のいずれかであることを特徴とする透明接着剤組成物。
4. 加熱後の前記の透明接着剤組成物において、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が、(2)高分子量成分と相分離していない状態、相分離しても共連続構造でとどまった状態、海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下である状態のいずれかであることを特徴とする透明接着剤組成物。
5. (2)高分子量成分において、IRスペクトルにおけるカルボニル基に由来する1730cm−1付近のピーク高さ(PCO)に対するニトリル基に由来する2240cm−1付近のピーク高さ(PCN)の比(PCO/PCN)が、0.006以下であることを特徴とする前記の透明接着剤組成物。
6. (2)高分子量成分が、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートを共重合成分とし、0.5〜10質量%を含むことを特徴とする前記の透明接着剤組成物。
7. (2)高分子量成分において、20質量%のシクロヘキサノン溶液としたときのハーゼン単位色数が200以下であることを特徴とする前記の透明接着剤組成物。
8. (1)エポキシ樹脂が、シクロヘキシル基および/またはヒドロキシシクロヘキシル基を分子中に2個以上有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂のいずれか1種または2種以上であることを特徴とする前記の透明接着剤組成物。
9. (1)エポキシ樹脂において、70質量%のシクロヘキサノン溶液としたときのハーゼン単位色数が200以下であることを特徴とする前記の透明接着剤組成物。
10. (3)フェノール樹脂が、軟化点60〜150℃、水酸基当量220g/eq以下であることを特徴とする前記の透明接着剤組成物。
11. (3)フェノール樹脂が、フェノールアラルキル樹脂であることを特徴とする、前記の透明接着剤組成物。
12. さらに(5)イミダゾール化合物を含有し、その含有量が、0.5質量%以下であることを特徴とする前記の透明接着剤組成物。
13. 前記の透明接着剤組成物をフィルム状に形成してなる、透明接着フィルムであって、厚さが10μmの場合、波長400nmの光の光線透過率が70%以上であることを特徴とする透明接着フィルム。
14. 前記の透明接着剤組成物を支持体に塗布した後、乾燥する工程を有する、透明接着フィルムの製造方法。
15. 前記の透明接着フィルムの製造方法で製造してなる透明接着フィルム。
16. 支持部材の表示装置搭載面に、前記の透明接着剤組成物、あるいは、前記の透明接着フィルムのいずれかを備えた表示装置搭載部材。
17. 支持部材の表示装置搭載面に、前記の透明接着剤組成物を付着させる工程、あるいは、前記の透明接着フィルムを貼り付ける工程のいずれかを有することを特徴とする表示装置搭載部材の製造方法。
本発明は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂が、硬化後(加熱後)も大きな海島構造を形成せず、熱や紫外線による外部刺激による変色が小さく、150℃以下の比較的低い温度で硬化が可能で、硬化中および硬化後の揮発分が少なく、110℃以上で硬化させても発泡がなく、波長500nm以下の波長域の透過率が高い優れた透明性を有し、10μm以下の薄膜透明接着フィルムを提供でき、且つ、低弾性率で耐クラック性、接着性、耐熱性に優れ、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れた透明接着剤組成物および透明接着フィルムを提供するものである。
これらの優れた特性から、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムは、各種表示装置、発光ダイオード、太陽電池パネルなどに広く適用可能である。また、本発明は、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムを用いることで、上述の優れた特性を有する表示装置搭載部材とその製造方法を提供するものである。また、本発明は、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムが波長500nm以下の波長域の透過率が高く透明性に優れることから、これを用いた表示装置搭載部材は、UV光源から透明接着フィルムを通してこの奥に配されたUV硬化材料を硬化させることも可能であり、画質の低下がなく、外観に優れた表示装置搭載部材とその製造方法を提供するものである。
薄型液晶パネルを製造した概略図である。 液晶表示装置を製造した概略図である。 LED発光装置を製造した概略図である。
以下、本発明になる透明接着剤組成物および透明接着フィルムとその製造方法、表示装置搭載部材とその製造方法を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
まず、本発明となる透明接着剤組成物について説明する。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(1)エポキシ樹脂は、エポキシ基を分子中に二つ以上有すること以外に、特に制限はないが、硬化すると分子間で三次元的な結合を形成する性質を有する材料であり、硬化後に接着作用を呈するもので、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレンジオールのジグリシジルエーテルなど各種ジオール化合物のグリシジルエーテルなどの二官能エポキシ樹脂や、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などの多官能エポキシ樹脂、また、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、フェノール類のジグリシジリエーテル化物、アルコール類のジグリシジルエーテル化物など、一般に知られているもの、およびこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物などを併用することもでき、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
このようなエポキシ樹脂としては、市販のものでは、例えば、エピコート807,エピコート815,エピコート825,エピコート827,エピコート828,エピコート834,エピコート1001,エピコート1002,エピコート1003,エピコート1055,エピコート1004,エピコート1004AF,エピコート1007,エピコート1009,エピコート1003F,エピコート1004F(以上、ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)、DER−330,DER−331,DER−301,DER−361,DER−661,DER−662,DER−663U,DER−664,DER−664U,DER−667,DER−642U,DER−672U,DER−673MF,DER−668,DER−669(以上、ダウケミカル社製、商品名)、YD8125,YDF8170(以上、東都化成株式会社製、商品名)などのビスフェノールA型エポキシ樹脂、YDF−2004(東都化成株式会社製、商品名)などのビスフェノールF型エポキシ樹脂、エピコート152,エピコート154(以上、ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)、EPPN−201(日本化薬株式会社製、商品名)、DEN−438(ダウケミカル社製、商品名)などのフェノールノボラック型エポキシ樹脂、エピコート180S65(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)、アラルダイトECN1273,アラルダイトECN1280,アラルダイトECN1299(以上、チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名)、YDCN−701,YDCN−702,YDCN−703,YDCN−704(以上、東都化成株式会社製、商品名)、EOCN−102S,EOCN−103S,EOCN−104S,EOCN−1012,EOCN−1020,EOCN−1025,EOCN−1027(以上、日本化薬株式会社製、商品名)、ESCN−195X,ESCN−200L,ESCN−220(以上、住友化学工業株式会社製、商品名)などのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポン1031S,エピコート1032H60,エピコート157S70(以上、ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)、アラルダイト0163(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名)、デナコールEX−611,デナコールEX−614,デナコールEX−614B,デナコールEX−622,デナコールEX−512,デナコールEX−521,デナコールEX−421,デナコールEX−411,デナコールEX−321(以上、ナガセ化成株式会社製、商品名)、EPPN501H,EPPN502H(以上、日本化薬株式会社製、商品名)などの多官能エポキシ樹脂、エピコート604(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名)、YH−434(東都化成株式会社製、商品名)、TETRAD−X,TETRAD−C(以上、三菱瓦斯化学株式会社製、商品名)、ELM−120(住友化学株式会社製、商品名)などのアミン型エポキシ樹脂、アラルダイトPT810(チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名)などの複素環含有エポキシ樹脂、ERL4234,ERL4299,ERL4221,ERL4206(以上、UCC社製、商品名)などの脂環式エポキシ樹脂などが例示される。これらの中で、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂は、着色が少なく、透明性に優れる透明接着剤組成物および透明接着フィルムを得るために好ましい。
この意味で、シクロヘキシル基および/またはヒドロキシシクロヘキシル基を分子中に2個以上有するエポキシ樹脂もまた好ましい。シクロヘキシル基および/またはヒドロキシシクロヘキシル基を分子中に2個以上有するエポキシ樹脂としては、例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、2,2−ビス(4−シシクロヘキシル)プロパンのジグリシジルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタンのジグリシジルエーテル、2,2−ビス(4−シシクロヘキシル)メタンのジグリシジルエーテル、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の水素化物、などが挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。例えば、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのジグリシジルエーテルと水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、同じものと解されることもあるが、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンの二量体および/またはそれ以上の繰り返し単位を持つ分子である場合もあるので、ここではあえて分けて表記した。
入手しやすいものとしては、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのジグリシジルエーテルがDIC株式会社から製品名:EPICLON EXA−7015として、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂がジャパンエポキシレジン株式会社から製品名:YX8000として上市されている。
このようなシクロヘキシル基および/またはヒドロキシシクロヘキシル基を分子中に2個以上有する(1)エポキシ樹脂は、一般に、着色が少なく、熱や紫外線による外部刺激で変色し難いものであるが、高エネルギーな波長500nm以下の波長域の透過率を向上するためには、70質量%のシクロヘキサノン溶液としたときのハーゼン単位色数は、200以下であることが好ましく、150以下であることがより好ましく、100以下であることがさらに好ましい。また、特に外部刺激で変色し難いものを選択する意味では、水素化されていない芳香族化合物以外で、二重結合を含まない炭化水素が好ましい。
また、本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(1)エポキシ樹脂は、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を総計5〜50質量%となるように(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものが、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに加熱前(硬化前)は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合し、これを塗布、乾燥後(加熱後)も、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態であること、または、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が乾燥後(加熱後)に、(2)高分子量成分と相分離していないか、相分離しても共連続構造でとどまった状態であるか、若しくは海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下であることが、透明接着剤組成物の優れた透明性を発現する意味で好ましい。この意味で、(1)エポキシ樹脂の分子量は、好ましくは3000未満、より好ましくは1000未満、さらに好ましくは500未満とされる。分子量3000以上であると、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂と分離して相溶しないことがある。
本発明の透明接着剤組成物において、加熱後の状態とは、透明接着剤組成物が硬化または半硬化した状態、あるいは、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化または半硬化した状態を示す。
ここで、ワニス状にした(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂の硬化前の相溶混合状態を、評価する方法としては、特に制限はないが、最も簡便には、ワニス状の本発明となる透明接着剤組成物を透明ガラス筒状の容器に入れて、目視で観察し、濁りや分離の有無を評価することで行える。濁りや分離がなければ、均一に相溶混合されていることになる。また、別な方法としては、ワニス状の透明接着剤組成物の濁度や光線透過率を測定装置によって評価する方法や、ワニス状の透明接着剤組成物を揮発しないように一定の厚さとなるようスペーサーを配した上にカバーガラスを被せて、光学顕微鏡観察する方法などが挙げられる。
また、本発明となる透明接着剤組成物を塗布、乾燥後(加熱後)、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態であることを評価する方法としては、特に制限はないが、簡便には、本発明となる透明接着剤組成物をガラスに塗布、乾燥(加熱)させたもの、または本発明となる透明接着フィルムをガラス貼り付けるか、挟み込んで試料を作製し、位相差顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡、原子間力顕微鏡などで観察する方法、また、試料の一部を取り出して走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などで観察する方法が挙げられる。走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などで観察する際には、試料を包埋樹脂で包埋した後、ウルトラミクロトームなどで切片を作製して観察することは、本発明となる透明接着剤組成物または本発明となる透明接着フィルムの内部を観察できる意味で好ましい。位相差顕微鏡や共焦点レーザー顕微鏡で、海島構造を形成しているか、いないかは、判別可能である。
また、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後の(2)高分子量成分との相分離状態を評価する方法としては、特に制限はないが、簡便には、本発明となる透明接着剤組成物をガラスに塗布、乾燥後(加熱後)、硬化させたもの、または本発明となる透明接着フィルムをガラス貼り付けるか、挟み込んで硬化させて試料を作製し、原子間力顕微鏡などで観察する方法、また、試料の一部を取り出して走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などで観察する方法が挙げられる。上述のように、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡などで観察する際には、試料を包埋樹脂で包埋した後、ウルトラミクロトームなどで切片を作製して観察することは、本発明となる透明接着剤組成物または本発明となる透明接着フィルムの内部を観察できる意味で好ましい。これらの中でも、原子間力顕微鏡で観察する方法は、弾性率の差をマッピングできるので、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の硬化物と(2)高分子量成分のような硬さの違う試料の島相の大きさを評価するのに好適に用いられる。ここで、島相の大きさとは、観察される島相の直径を示す。殆どの場合、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムにおける反応誘起型相分解で形成される海島構造の島相は、球状のものであるので簡易的には、観察された島相の直径は、使用した顕微鏡のスケールを用いて計測されるが、本発明では、島相の大きさは、定方向接線径、すなわち粒子をはさむ一定方向の二本の平行線の間隔(Feret径)で計測される値の平均値である。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(1)エポキシ樹脂には、前記、発明の効果を阻害しない範囲であれば、エポキシ樹脂以外にも、ポリイミド樹脂系、ポリアミドイミド樹脂系、トリアジン樹脂系、フェノール樹脂系、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、シアネートエステル樹脂系、これら樹脂の変性系などの熱硬化性樹脂の1種又は2種以上を併用して使用できる。これらの、本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(1)エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂を併用する場合は、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を総計5〜50質量%となるように、(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものが、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに硬化前は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合し、且つ、70質量%のシクロヘキサノン溶液としたときのハーゼン単位色数が200以下となるような組合せで選択することが好ましい。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、官能基を含み、窒素含有特性基を含む共重合成分が1質量%以下であって、メタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%を含む、ガラス転移温度が−10℃以上、重量平均分子量が10万以上のアクリル系ランダム共重合体である。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、官能基を含むことで、10μm以下の薄膜透明接着フィルムでも低弾性率で優れた耐クラック性、接着性、耐熱性を発現することができる。官能基は、官能基を含む官能基含有単量体を、ビーズ重合、粒状重合、パール重合などとも呼ばれる懸濁重合や、溶液重合、塊状重合、沈殿重合、乳化重合などの既存の方法により、ランダム共重合させることにより導入することができる。中でも、低コストで高分子量化可能な点で懸濁重合法が好ましい。懸濁重合は水性媒体中で行われ、懸濁剤を添加して行う。懸濁剤としてはポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリルアミドなどの水溶性高分子、リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウムなどの難溶性無機物質などがあり、中でもポリビニルアルコールなどの非イオン性の水溶性高分子が好ましい。イオン性の水溶性高分子や難溶性無機物質を用いた場合には、得られたアクリル系ランダム共重合体内にイオン性不純物が多く残留する傾向がある。この水溶性高分子は、単量体の総量100質量部に対して0.01〜1質量部使用することが好ましい。
官能基含有単量体は、分子内にカルボキシル基、酸無水物基、水酸基、アミノ基、アミド基及びエポキシ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基と、少なくとも1つの重合性の炭素−炭素2重結合を有するものである。具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸などのカルボキシル基含有単量体、無水マレイン酸などの酸無水物基含有単量体、アクリル酸−2ヒドロキシメチル、メタクリル酸−2ヒドロキシメチル、アクリル酸−2ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2ヒドロキシエチル、アクリル酸‐2ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2ヒドロキシプロピル、N−メチロールメタクリルアミド、(o−,m−,p−)ヒドロキシスチレンなどの水酸基含有単量体、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのアミノ基含有単量体、アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−3、4−エポキシブチル、メタクリル酸−3、4−エポキシブチル、アクリル酸−4、5−エポキシペンチル、アクリル酸−6、7−エポキシヘプチル、メタクリル酸−6、7−エポキシヘプチル、アクリル酸−3−メチル、4−エポキシブチル、メタクリル酸−3−メチル−3、4−エポキシブチル、アクリル酸−4−メチル−4、5−エポキシペンチル、メタクリル酸−4−メチル−4、5−エポキシペンチル、アクリル酸−5−メチル−5、6−エポキシヘキシル、アクリル酸−β−メチルグリシジル、メタクリル酸−β−メチルグリシジル、α−エチルアクリル酸−β−メチルグリシジル、アクリル酸−3−メチル−3、4−エポキシブチル、メタクリル酸−3−メチル−3、4−エポキシブチル、アクリル酸−4−メチル−4、5−エポキシペンチル、メタクリル酸−4−メチル−4、5−エポキシペンチル、アクリル酸−5−メチル、6−エポキシヘキシル、メタクリル酸−5−メチル−5、6−エポキシヘキシルなどのエポキシ基含有単量体などを使用することができる。これらの1種または2種以上を併用することもできる。
この中で、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートなどのエポキシ基を含むものが、10μm以下の薄膜透明接着フィルムでも優れた耐クラック性、接着性、耐熱性を発現するため、また、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムの保存安定性を確保する意味で好適に用いられる。これら官能基含有単量体の含有率は、アクリル系ランダム共重合体(エポキシ基含有アクリル系ランダム共重合体)のうち、好ましくは0.5〜10質量%であり、より好ましくは1〜5質量%である。0.5質量%未満では接着力が低下する可能性があり、10質量%を超えるとアクリル系ランダム共重合体(エポキシ基含有アクリル系ランダム共重合体)がゲル化を起こりやすくなる傾向がある。
また、官能基含有単量体としてカルボキシル基、酸無水物基を含むアクリル酸、メタクリル酸などや、水酸基を含むアクリル酸−2ヒドロキシメチル、メタクリル酸−2ヒドロキシメチルなどを用いると、ワニス状態でゲル化しやすく、透明接着剤組成物が未硬化の状態で硬化度の上昇による接着力の低下などの問題があるため好ましくない。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、窒素含有特性基を含む共重合成分が1質量%以下とすることにより、波長500nm以下の波長域の透過率が高い優れた透明性を発現することができる。窒素含有特性基を含む共重合成分とは、具体的には、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−i−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−i−ブチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのN−置換マレイミド類などが挙げられる。
特に、シアン化ビニル化合物は、経過時間に伴う着色の増大も大きいため使用しない方が好ましい。この意味で、本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、IRスペクトルにおけるカルボニル基に由来する1730cm−1付近のピーク高さ(PCO)に対するニトリル基に由来する2240cm−1付近のピーク高さ(PCN)の比(PCO/PCN)が、0.006以下であることが好ましい。IRスペクトルにおけるカルボニル基に由来する1730cm−1付近のピーク高さ(PCO)に対するニトリル基に由来する2240cm−1付近のピーク高さ(PCN)の比(PCO/PCN)が、0.006以下であることは、(2)高分子量成分中にニトリル基を不純物として含む程度であり、実質的にニトリル基を含まないことを意味する。即ち、本発明では実質的にニトリル基を含まないアクリル樹脂を樹脂組成物に用いることによって、波長500nm以下の波長域の透過率が高い優れた透明性を得ることが可能となる。ピーク高さの比(PCO/PCN)が、0.006を超えると波長500nm以下の波長域の透過率が低下する傾向にある。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分のIR測定においては、KBr錠剤法による測定が好ましい。ATR法による測定では、高波数側のピークが小さく出る傾向がある。IRスペクトルは、縦軸に吸光度、横軸に波数を取り、ニトリル基に由来する2240cm−1付近のピーク(PCN)とカルボニル基に由来する1730cm−1付近のピーク(PCO)の比(PCO/PCN)を取ることによってアクリル樹脂中のニトリル基の相対的な量を定量することができる。
このような窒素含有特性基を含む共重合成分が1質量%以下の(2)高分子量成分は、一般に、着色が少なく、熱や紫外線による外部刺激で変色し難いものであるが、高エネルギーな波長500nm以下の波長域の透過率を向上するためには、20質量%のシクロヘキサノン溶液としたときのハーゼン単位色数は、200以下であることが好ましく、150以下であることがより好ましく、100以下であることがさらに好ましい。また、特に外部刺激で変色し難いものを選択する意味では、水素化されていない芳香族化合物以外で、二重結合を含まない炭化水素が好ましい。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、アクリル系ランダム共重合体である(2)高分子量成分中にメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%を含むことにより、重量平均分子量が10万以上であっても、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を総計5〜50質量%となるように(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものが、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに硬化前は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合し、これを塗布、乾燥後(加熱後)も、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態であること、または、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後に、(2)高分子量成分と相分離していないか、相分離しても共連続構造でとどまった状態であるか、若しくは海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下に制御することが可能である。
本発明となる透明接着剤組成物を、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を総計5〜50質量%となるように(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものが、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに硬化前は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合し、これを塗布、乾燥後(加熱後)も、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態であること、または、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後に、(2)高分子量成分と相分離していないか、相分離しても共連続構造でとどまった状態であるか、若しくは海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下に制御する意味は、前述のように透明接着剤組成物の優れた透明性を発現する意味で好ましい。この意味で、アクリル系ランダム共重合体である(2)高分子量成分中に含まれるメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルの含有率は、30〜50質量%がより好ましく、40〜50質量%がさらに好ましい。メタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルの含有率が20質量%未満だと、反応誘起型相分解で形成される海島構造の島相の大きさが100nmを超え、透明性を低下させる傾向があり、50質量%を超えると、アクリル系ランダム共重合体がゲル化を起こりやすくなる傾向があり、重量平均分子量が10万以上のアクリル系ランダム共重合体を得られない場合がある。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、重量平均分子量が10万以上とすることにより、10μm以下の薄膜透明接着フィルムでも優れた耐クラック性、接着性、耐熱性を発現することができ、110℃以上で硬化させても発泡せず透明性を維持することができる。重量平均分子量が10万未満であると得られる透明接着剤組成物に必要な接着性、耐熱性が得られず、また、110℃以上で硬化させると残存した低分子量成分が発泡し、接着材料内に気泡が形成され、著しく透明性が低下する場合があり、この意味で、(2)高分子量成分の重量平均分子量は、10万〜100万であることが好ましく、30万〜80万であることがより好ましい。重量平均分子量が100万を超えると、アクリル系ランダム共重合体がゲル化を起こりやすくなる傾向がある。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、ガラス転移温度が−10℃以上とすることにより、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れた透明接着剤組成物を得ることができる。透明接着剤組成物をフィルム状に塗布した後、乾燥(加熱)して透明接着フィルムを得る場合、その取扱いを容易にするため、透明接着剤組成物は、はく離性を高める処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムなどの支持体(支持体フィルム)の上に塗布、乾燥(加熱)した後、ポリエチレンフィルムなどの保護フィルムを配して使用されるが、ガラス転移温度が−10℃未満であると未硬化状態での透明接着フィルムの粘着性が大きくなり過ぎて保護フィルムがはがれ難くなり、取扱い性が悪化する可能性がある。この意味で、(2)高分子量成分のガラス転移温度は、好ましくは0℃以上、より好ましくは5℃以上とされる。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分の、官能基含有単量体およびメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチル以外の単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸iブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸ブトキシエチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸ナフチルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル、メタクリル酸ブトキシエチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフチルなどのメタクリル酸エステル類、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−フルオロスチレン、α−クロルスチレン、α−ブロモスチレン、フルオロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンなどの芳香族ビニル化合物、アクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチルシクロヘキシル、アクリル酸トリメチルヘキシル、アクリル酸ノルボルニル、アクリル酸ノルボルニルメチル、アクリル酸フェニルノルボルニル、アクリル酸シアノノルボルニル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸ボルニル、アクリル酸メンチル、アクリル酸フェンチル、アクリル酸アダマンチル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.O2,6]デカ−8−イル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.O2,6]デカ−4−メチル、アクリル酸シクロデシル、メタクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸メチルシクロヘキシル、メタクリル酸トリメチルシクロヘキシル、メタクリル酸ノルボルニル、メタクリル酸ノルボルニルメチル、メタクリル酸シアノノルボルニル、メタクリル酸フェニルノルボルニル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸メンチル、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.O2,6]デカ−8−イル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.O2,6]デカ−4−メチル、メタクリル酸シクロデシルなどの脂環式単量体などが挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
これらの中で、アクリル酸エステル類は、ゲル化せずに重量平均分子量が10万以上の(2)高分子量成分が合成可能であり、好ましく用いられる。また、アクリル酸エステル類の中でも、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸ナフチルまた、特に外部刺激で変色し難いものを選択する意味では、水素化されていない芳香族化合物以外で、二重結合を含まない炭化水素が好ましい。さらにこれらの中で、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルは、官能基含有単量体およびメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルとの共重合成に優れるため、さらに好ましい。
これらの官能基含有単量体およびメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチル以外の単量体の含有率は、本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、ガラス転移温度が−10℃以上となるように調整されるもので、特に制限はないが、例えば、官能基含有単量体およびメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチル以外の単量体として、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルを選択し、官能基含有単量体としてグリシジルメタクリレートを2.5質量%、メタクリル酸メチルを43.5質量%とした場合には、アクリル酸エチルが18.5質量%、アクリル酸ブチル35.5質量%で、ガラス転移温度が12℃で、重量平均分子量が10万以上のアクリル系ランダム共重合体(エポキシ基含有アクリル系ランダム共重合体)である(2)高分子量成分を合成できる。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(2)高分子量成分は、前記、発明の効果を阻害しない範囲であれば、上述のようなアクリル系ランダム共重合体以外に、熱可塑性プラスチック、架橋反応ゴム、熱可塑性エラストマー、フェノキシ樹脂、高分子量エポキシ樹脂などの1種または2種以上を併用することもできる。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(3)フェノール樹脂は、分子中に2個以上の水酸基を有すること意外特に制限はないが、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコールなどの単環二官能フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ナフタレンジオール類、ビフェノール類、およびこれらのハロゲン化物、アルキル基置換体などなどの多環二官能フェノール類、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、ビフェニレンアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、フェノールアラルキル樹脂(別名キシリレン変性フェノール樹脂)などの多官能フェノール樹脂などが挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
市販されているフェノール樹脂としては、例えば、フェノライトLF2882,フェノライトLF2822,フェノライトTD−2090,フェノライトTD−2149,フェノライトVH4150,フェノライトVH4170(以上、DIC株式会社製、商品名)などが挙げられる。
分子中に2個以上の水酸基を有する(3)フェノール樹脂を硬化剤に用いることで、硬化中および硬化後の揮発分が少なくすることができる。これらの分子中に2個以上の水酸基を有する(3)フェノール樹脂の中で、軟化点60〜150℃、水酸基当量220g/eq以下のものが、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れた透明接着剤組成物および透明接着フィルムを得る意味で好適に用いられる。軟化点が60℃未満だと、滲み出しが多く耐浸みだし性に劣る傾向があり、軟化点が150℃を超えると、未硬化状態での透明接着フィルムの粘着性が低下し、被着体に貼付け作業が行い難くなる傾向がある。また、水酸基当量220g/eqを超えると、10μm以下の薄膜透明接着フィルムでは、優れた接着性、耐熱性が得られない傾向がある。この意味で、より好ましくは、軟化点65〜120℃、水酸基当量190g/eq以下、さらに好ましくは、軟化点70〜90℃、水酸基当量180g/eq以下の範囲とされる。
市販されているフェノール樹脂としては、例えば、ミレックスXLCシリーズ(三井化学株式会社製、商品名)などが挙げられる。
発明者らは、(3)フェノール樹脂を種々検討の結果、軟化点60〜150℃、水酸基当量220g/eq以下のフェノールアラルキル樹脂が、未硬化状態における透明接着フィルムの被着体に貼付け作業性が良好で、10μm以下の薄膜透明接着フィルムでは、優れた接着性、耐熱性が得られ、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れることを見出した。また、フェノールアラルキル樹脂は、(1)エポキシ樹脂は、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を総計5〜50質量%となるように(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものが、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに硬化前は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合し、これを塗布、乾燥後(加熱後)も、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態であること、または、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後に、(2)高分子量成分と相分離していないか、相分離しても共連続構造でとどまった状態であるか、若しくは海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下に制御することが可能である。
本発明となる透明接着剤組成物を、(1)エポキシ樹脂は、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を総計5〜50質量%となるように(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものが、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに硬化前は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合し、これを塗布、乾燥後(加熱後)も、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態であること、または、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後に、(2)高分子量成分と相分離していないか、相分離しても共連続構造でとどまった状態であるか、若しくは海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下に制御せしめることは、透明接着剤組成物の優れた透明性を発現する意味で好ましい。
本発明となる透明接着剤組成物は、このような優れた透明性が得られる(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後の(2)高分子量成分との相分離状態を得るために、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂の配合割合は、(2)高分子量成分が100質量部に対して、(1)エポキシ樹脂を2.5〜47.5質量部、(3)フェノール樹脂を2.5〜47.5質量部であり、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の合計が5〜50質量部の範囲とされる。
この意味で、(2)高分子量成分が100質量部に対して、より好ましくは、(1)エポキシ樹脂を3〜37質量部、(3)フェノール樹脂を3〜37質量部で(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の合計が6〜40質量部の範囲、さらに好ましくは、(1)エポキシ樹脂を3.5〜26.5質量部、(3)フェノール樹脂を3.5〜26.5質量部で(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の合計が7〜30質量部の範囲とされる。
特に、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の配合割合は、(1)エポキシ樹脂のエポキシ当量の1〜5倍の水酸基当量の(3)フェノール樹脂とすることが、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムを硬化中および硬化後の揮発分が少なくすることができる意味で好ましい。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(3)フェノール樹脂は、前記、発明の効果を阻害しない範囲であれば、上述のような(3)フェノール樹脂以外に、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォンなどのアミン類、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコール無水トリメリット酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物などの芳香族カルボン酸無水物類、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族カルボン酸の無水物類、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ナジック酸無水物、ヘット酸無水物などの脂環式カルボン酸無水物類、イミダゾール化合物、有機リン化合物およびこれらのハロゲン化物、ポリアミド、ポリスルフィド、三ふっ化ほう素などの1種または2種以上を(1)エポキシ樹脂の硬化剤として併用することもできる。併用する場合には、これらの中でも、透明性の点から、二重結合の少ないテトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などが好ましい。しかしながら、単独で使用すると、(3)フェノール樹脂に比べて、硬化中および硬化後の揮発分が多く、場合によっては透明性を低下させる要因となる。
本発明となる透明接着剤組成物には、硬化時間を短縮できる意味で硬化促進剤を用いることができる。硬化促進剤としては、前記、発明の効果を阻害しない範囲で用いること意外特に制限はないが、硬化促進剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート2−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなどのジアミン化合物、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの第3級アミン、ヨウ化テトラアルキルアンモニウム、水酸化テトラアルキルアンモニウム、ヨウ化テトラアリールアンモニウム、水酸化テトラアリールアンモニウムなどの第4級アンモニウム化合物、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7などのジアザビシクロアルケンなどのシクロアミジン化合物、テトラフェニルホスホニウムなどのテトラ置換ホスホニウム、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p−トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキル・アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィンなどの有機ホスフィン化合物、テトラフェニルボレートなどのテトラ置換ボレート、2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩などが挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
これらの硬化促進剤の中でイミダゾール化合物は、着色が大きいので透明接着剤組成物の透明性を低下させる傾向があるが、硬化促進効果が大きいので、その添加量が透明接着剤組成物の0.5質量%以下と少なくても必要な硬化促進効果が得られ、結果として、他の硬化促進剤に比べて透明接着剤組成物の透明性を維持することができるので、好適に用いられる。イミダゾール化合物の量が、透明接着剤組成物の0.5質量%を超えると、硬化促進効果は大きくなるが、着色が大きいので透明接着剤組成物の透明性を低下させると同時に、透明接着剤組成物および透明接着フィルムの可使期間が短くなるので好ましくない。硬化促進効果と、透明接着剤組成物および透明接着フィルムの透明性および可使期間の点から、イミダゾール化合物の量は、透明接着剤組成物に対して、より好ましくは0.05〜0.4質量%、さらに好ましくは0.1〜0.3質量%の範囲とされる。イミダゾール化合物は、例えば、四国化成工業株式会社から、2E4MZ、2PZ−CN、2PZ−CNSという商品名で市販されている。
また、フィルムの可使期間が長くなる点で、潜在性硬化促進剤も好ましく、その代表例としてはジシアンジミド、アジピン酸ジヒドラジドなどのジヒドラジド化合物、グアナミン酸、メラミン酸、エポキシ化合物とジアルキルアミン化合物との付加化合物、アミンとチオ尿素との付加化合物、アミンとイソシアネートとの付加化合物などが挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
本発明となる透明接着剤組成物は、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を(4)有機溶媒に溶解又は分散してワニス状とすることができる。これにより、本発明になる透明接着剤組成物の製造方法および透明接着剤組成物を用いた透明接着フィルムの製造方法を容易にすることができる。
ワニス状とするために用いる(4)有機溶媒としては、アルコール系、エーテル系、ケトン系、アミド系、芳香族炭化水素系、エステル系、ニトリル系などどのようなものでもよく、数種類を併用した混合溶剤を用いることもできる。具体的には、例えば、フィルム作製時の揮発性などを考慮して低沸点のジエチルエーテル、アセトン、メタノール、テトラヒドロフラン、ヘキサン、酢酸エチル、エタノール、メチルエチルケトン、2−プロパノール、塗膜安定性を向上させるなどの目的で高沸点の、トルエン、メチルイソブチルケトン、1−ブタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、キシレン、N,N−ジメチルホルムアミド、シクロヘキサノン、ジメチルアセトアミド、ブチルセロソルブ、ジメチルスルホキシド、N−2−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
本発明となる透明接着剤組成物に用いられる(4)有機溶媒の量は、ワニス状態にしたときの粘度などによって決定されるもので、特に制限はないが、概ね、好ましくは10〜95質量%、より好ましくは30〜90質量%の範囲で用いられる。
次に、本発明となる透明接着剤組成物によって形成される相構造について説明する。
本発明となる透明接着剤組成物は、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分を総計5〜50質量%となるように(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものが、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに硬化前は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合し、これを塗布、乾燥後(加熱後)も、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態であること、または、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後に、(2)高分子量成分と相分離していないか、相分離しても共連続構造でとどまった状態であるか、若しくは海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下であることが、透明接着剤組成物の優れた透明性を発現する意味で好ましい。
(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化後に、(2)高分子量成分と相分離する性質は、反応誘起型相分解により形成されるものである。前記したように、一般に反応誘起型相分解で形成される相分離構造は、熱力学的な相分離速度と硬化速度との相対的な速度関係の大小によって決定するとされている。つまり、小さな相構造を得るには、相分離速度<<硬化速度の状態にして初期段階で網目を形成させればよい。相分離速度<<硬化速度を実現するには、硬化速度に比べて相分離速度はWLF式に沿ってガラス転移温度(Tg)付近では非常に遅くなるため硬化温度をTg付近まで下げることが最も効果的となる。しかし、硬化の温度条件だけでは微小な相分離構造物を得るには限界であり、また硬化温度を下げることにより硬化には長時間必要となり実用的ではない。そこで本発明者らは、十分な耐熱性と接着性を有し、高分子量成分を熱硬化性樹脂との相溶性を向上するためメタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%含むランダム共重合体とした。このことで、重量平均分子量が10万以上である高分子量成分は、熱硬化性樹脂が硬化後(加熱後)も大きな海島構造を形成せず、優れた透明性を有することが可能となった。
また、本発明となる透明接着剤組成物には、材料間の界面の結合や濡れ性をよくするために、各種カップリング剤を前記の発明の効果を阻害しない範囲で添加することもできる。カップリング剤としては、特に制限はなく、シラン系、チタン系、アルミニウム系などが挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することもできる。
シラン系カップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピル−トリメトキシシラン、メチルトリ(メタクリロイルオキシエトキシ)シランなどのメタクリロイルシラン類、β−(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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、メチルトリ(グリシジルオキシ)シランなどのエポキシ基含有シラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピル−トリス(2−メトキシ−エトキシ−エトキシ)シラン、N−メチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノプロピル−トリメトキシシラン、3−(4,5−ジヒドロイミダゾール−1−イル)−プロピルトリメトキシシラン、アミルトリクロロシランなどのアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−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−メチルジメトキシシランなどのメルカプトシラン類、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシランなどの尿素結合含有シラン類、トリメチルシリルイソシアネート、ジメチルシリルイソシアネート、メチルシリルトリイソシアネート、ビニルシリトリイソシアネート、フェニルシリルトリイソシアネート、テトライソシアネートシラン、エトキシシランイソシアネートなどのイソシアネート基含有シラン類、3−クロロプロピル−メチルジメトキシシラン、3−クロロプロピル−ジメトキシシラン、3−シアノプロピル−トリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,N−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、N−β(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。シランカップリング剤は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがNUC A−187、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランがNUC A−189、γ−アミノプロピルトリエトキシシランがNUC A−1100、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランがNUC A−1160、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランがNUC A−1120という商品名で、いずれも日本ユニカ−株式会社から市販されている。
チタン系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリス(n−アミノエチル)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアエチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、テトラメチルオルソチタネート、テトラエチルオルソチタネート、テトラプロピルオルソチタネート、テトライソブチルオルソチタネート、ステアリルチタネート、クレシルチタネートモノマー、クレシルチタネートポリマー、ジイソプロポキシ−ビス(2,4−ペンタジオネート)チタニウム(IV)、ジイソプロピル−ビス−トリエタノールアミノチタネート、オクチレングリコールチタネート、テトラ−n−ブトキシチタンポリマー、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレートポリマー、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレートなどが挙げられる。
アルミニウム系カップリング剤としては、例えば、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセテートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムモノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−n−ブトキシド−モノ−エチルアセトアセテート、アルミニウム−ジ−イソ−プロポキシド−モノ−エチルアセトアセテートなどのアルミニウムキレート化合物、アルミニウムイソプロピレート、モノ−sec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウム−sec−ブチレート、アルミニウムエチレートなどのアルミニウムアルコレートなどが挙げられる。
これらのカップリング剤の中では、材料間の界面の結合や濡れ性を良くする意味でシラン系カップリング剤が好ましい。また、カップリング剤の添加量は、その効果と耐熱性のバランスから、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂の合計100質量部に対し、0.1〜1質量部とするのが好ましい。
また、本発明となる透明接着剤組成物には、イオン性不純物を吸着又は付着して吸湿時の絶縁信頼性をよくするために、各種イオン捕捉剤を前記の発明の効果を阻害しない範囲で添加することもできる。イオン捕捉剤としては、特に制限はなく、銅がイオン化して溶け出すのを防止するため銅害防止剤として知られる化合物、例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤などや、ジルコニウム系、アンチモンビスマス系、マグネシウムアルミニウム化合物などの無機イオン吸着剤などが挙げられ、これらの1種又は2種以上を併用して使用できる。イオン捕捉剤の添加量は、その効果と耐熱性のバランスから、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂の合計100質量部に対し、1〜10質量部とするのが好ましい。
また、本発明となる透明接着剤組成物には、耐熱性や熱伝導性を向上させるため又は溶融粘度の調整やチキソトロピック性を付与するために、各種も無機フィラー、有機フィラーなどのフィラーを前記の発明の効果を阻害しない範囲で添加することもできる。ここで、耐熱性や熱伝導性を向上させるため又は溶融粘度の調整やチキソトロピック性を付与するためには、無機フィラーが好ましい。
無機フィラーとしては、特に制限はなく、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化亜鉛、ほう酸アルミウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカなどが挙げられ、これらの1種又は2種以上を併用して使用できる。
熱伝導性向上のためには、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカなどが好ましい。溶融粘度の調整やチキソトロピック性の付与の目的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、結晶性シリカ、非晶性シリカなどが好ましい。
フィラーの平均粒径は、0.05μm以上、0.5μm以下であることが好ましい。平均粒径が0.05μm未満の場合、分散性、流動性が低下する傾向がある。0.5μmを超える場合、接着性が著しく低下する傾向がある。さらに10μm以下の薄膜透明接着フィルムを得るためには、フィラーの最大粒径は、5μm以下とすることが、接着性を維持する意味で好ましい。
フィラーの使用量は、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂の合計100体積部に対して5体積部以下が好ましい。5体積部を超えると、透明接着剤組成物および透明接着フィルムの透明性を著しく低下させる傾向がある。
本発明となる透明接着剤組成物に無機フィラーを添加した際のワニスの製造には、無機フィラーの分散性を考慮して、ライカイ機、3本ロール、ボールミル及びビーズミルなどによって物理的なせん断力を与え、二次凝集した粒子がないように十分に分散させた後に使用するのが好ましい。これらの分散方法は、組み合せて使用することもできる。また、無機フィラーと低分子量物をあらかじめ混合した後、高分子量物を配合することによって、混合する時間を短縮することも可能となる。
また、本発明となる透明接着剤組成物には、前記の発明の効果を阻害しない範囲で、難燃剤、流動調整剤などの各種添加剤を添加することもできる。
次に、本発明となる透明接着剤組成物の製造方法について説明する。
本発明となる透明接着剤組成物の製造方法は、本発明となる透明接着剤組成物となる成分を均一に撹拌混合すること以外に、特に制限はない。本発明となる透明接着剤組成物となる成分となる具体的な材料、調整方法は上述した通りである。
各々の成分を均一に撹拌混合する方法については、特に制限はないが、例えば、デゾルバー、スタテックミキサー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ボールミル、プラネタリーミキサー、ミックスローター、万能撹拌機などの自転公転式撹拌機やライカイ機、3本ロールなどの混練装置を用いる方法が挙げられる。ワニス状とした後は、ワニス中の気泡を除去することが好ましい。この意味で、自転公転式撹拌機は、混合、溶解と気泡の除去を同時に行うことができるため好適に用いられる。
次に、本発明となる透明接着フィルムおよび透明接着フィルムの製造方法の製造方法について説明する。
本発明となる透明接着フィルムの製造方法は、本発明となる透明接着剤組成物をフィルム状に塗布した後、乾燥すること以外に、特に制限はない。本発明となる透明接着剤組成物の(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂からなる成分およびその他の成分を(4)有機溶媒に溶解又は分散してワニス状とし、支持体上に塗布後、送風、加熱し溶剤を乾燥除去する方法が簡便であり好適である。支持体としては、塗布可能であれば、形状や材質に特に制限はないが、フィルムが好ましい。この支持体フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、全芳香族ポリエステルフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマーフィルム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマーフィルム、テトラフルオロエレチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマーフィルムなどのプラスチックフィルムを使用することができ、これらプラスチックフィルムは表面を離型処理して使用することもできる。この支持体フィルムは、使用時に剥離して接着剤層のみを使用することもできるし、支持体フィルムとともに使用し、後で除去することもできる。これらの意味で、表面を離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に用いられる。
また、本発明となる透明接着剤組成物を、上述の支持体フィルムに塗布、乾燥した後、透明接着剤組成物の上に保護フィルムを積層して用いることは、透明接着フィルムの取扱いを容易にするため好ましい。この保護フィルムとしては、前記支持体フィルムと同様なものを使用することができる。これらの中で、生産性が高いロールコート法などで、本発明となる透明接着フィルムを巻き取りする場合には、ポリエチレンテレフタレートフィルムに比べ柔軟性に富むポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルムが好適に用いられる。
また、支持体フィルムと保護フィルムを選択する際には、本発明となる透明接着フィルムが硬化前には、支持体フィルムおよび保護フィルムと適度に粘着し、且つ、はがし易い適度な粘着力が得られるものであり、さらに、それぞれの粘着力は、支持体フィルムの方が保護フィルムより強いものを選択することが求められる。支持体フィルムおよび保護フィルムと透明接着フィルムの粘着力が、低過ぎると輸送中にはがれるおそれがあり、高過ぎるとはがす作業がやり難く問題となる。また、支持体フィルムおよび保護フィルムと透明接着フィルムの粘着力は、支持体フィルムの方が保護フィルムより強いことで、透明接着フィルムを支持体フィルムに残したまま容易に保護フィルムをはくりすることができる。この意味で、上述のように、例えば、保護フィルムにポリオレフィンフィルムを選択し、支持体フィルムは、この保護フィルムと本発明となる透明接着フィルムの硬化前の粘着力に比べ、やや強い粘着力となるような離型処理を選択する方法が好適に用いられる。本発明となる透明接着フィルムは、この選定が容易にできることも長所のひとつである。
支持体フィルムへの本発明となる透明接着剤組成物の塗布方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、ディップコート法、フローコート法、スピンコート法、カーテンコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ドクターブレードコート法、スプレーコート法、超音波コート法、インクジェットコート法、ダイコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、刷毛塗り、スポンジ塗りなどが適用できる。これらの中でも、生産性が高く、厚さが均一な精密塗工が可能な、コンマブレードやキスタッチのロールコート法が好適である。
本発明となる透明接着フィルムの厚みは、特に制限はないが、好ましくは1〜250μmの範囲とされる。1μm未満であると応力緩和効果が乏しく、接着性が低下する傾向があり、250μmを超えると生産性の高いロールコート法では巻き取り時に乾燥した透明接着剤組成物が幅方向に流れ出しやすくなり塗工できないので経済的でなくなる。この意味で、より好ましくは5〜100μm、さらに好ましくは5〜20μmの範囲とされる。本発明となる透明接着フィルムは、所望の厚さを得るために2枚以上を貼り合わせることもできる。この場合には、透明接着フィルム間に気泡が入り込まないようにすることが必要である。
また、本発明となる透明接着剤組成物をフィルム状に塗布した後、乾燥する温度には、特に制限はないが、(4)有機溶媒に溶解又は分散してワニス状とした場合には、使用した(4)有機溶媒の沸点より10〜50℃低いことが、乾燥時に本発明となる透明接着フィルムに(4)有機溶媒の発泡による気泡を作らない意味で好ましい。この意味で、より好ましくは15〜45℃低い、さらに好ましくは20〜40℃低い範囲とされる。また、(4)有機溶媒に溶解又は分散してワニス状とした場合には、特に(4)有機溶媒の残存量をできるだけ少なくすることが、本発明となる透明接着フィルムの硬化後(加熱後)の(4)有機溶媒の発泡による気泡を作らない意味で好ましい。透明接着フィルムに気泡ができると、著しく透明接着フィルムの透明性が低下することになる。この意味で、(4)有機溶媒の残存量は、好ましくは、透明接着フィルムの1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下の範囲とされる。
特に、本発明となる透明接着フィルムは、上述の成分を選択することで、優れた信頼性を有し、低弾性率で耐クラック性、接着性、耐熱性に優れ、滲み出しの少ない耐浸みだし性に優れた透明接着フィルムであって、10μm以下の薄膜化が可能であることが長所の一つである。
さらに本発明となる透明接着フィルムは、上述の成分を選択することで、厚さ10μmとしたときの(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化前、硬化後ともに波長400nmの光の光線透過率が70%以上と波長500nm以下の波長域の透過率が高いことが長所の一つである。
ここで、波長400nmの光の光線透過率は、厚さ0.8〜1.0mmのソーダライムガラスに、本発明となる透明接着フィルムを気泡が入らないよう挟み込んだものを、分光光度計を用いて測定した値であり、厚さ0.8〜1.0mmのソーダライムガラスを二枚重ね合わせたときの400nmの光線透過率は、82〜86%のものである。透明接着フィルムをソーダライムガラスに挟み込んで測定する理由は、厚さ10μmの透明接着フィルム単独では、取扱い中に透明接着フィルムが一部引き伸ばされたりして厚みが変化してしまったり、硬化により透明接着フィルムに縮みや波打ちが生じて平滑でなくなったりして、誤差が大きくなってしまうためである。
また、透明接着剤組成物を上述の支持体フィルムに塗布、乾燥した後、透明接着フィルムを支持体フィルム上に形成し、この透明接着フィルムをコア材の両面に貼り合せることによりコア材の両面に透明接着フィルムを形成した場合には、支持体フィルムを保護フィルムとして用いることもできる。この他、コア材に形成する方法としては、本発明となる透明接着剤組成物をコア材となるフィルムの両面に塗布、乾燥する方法も適用でき、塗布方法としては上述の支持体フィルムへの本発明となる透明接着剤組成物の塗布方法と同様な方法が適用できる。このようなコア材の厚みには、特に制限はないが、好ましくは5〜200μmの範囲内とされる。
コア材の両面に本発明となる透明接着フィルムを形成した場合には、透明接着フィルム同士の接触により貼り付かないように保護フィルムで表面を保護することが好ましい。
上述のような優れた特性から、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムは、各種表示装置、発光ダイオード、太陽電池パネルなどに広く適用可能である。
次に、本発明となる表示装置搭載部材および表示装置搭載部材の製造方法の製造方法について説明する。
本発明となる表示装置搭載部材は、支持部材の表示装置搭載面に、本発明となる透明接着剤組成物または透明接着フィルムを備えた表示装置搭載部材であり、表示装置搭載部材の製造方法は、支持部材の表示装置搭載面に、本発明となる透明接着剤組成物を付着させること、または本発明となる透明接着フィルムを貼り付けること以外に、特に制限はない。支持部材としては、ガラス基板、金属基板、セラミック基板、有機基板などを用いることができる。金属基板としては、アルミ基板、ステンレス基板、銅基板などの他、Cu−Fe−PなどのCu系素材、Fe−42%NiなどのFe系素材などの合金製基板を用いることができる。セラミック基板としては、アルミナ基板、窒化アルミ基板などを用いることができる。また、有機基板としては、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたFR−4基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂を含浸させたBT基板、さらにはポリイミドフィルムを基材として用いたポリイミドフィルム基板、EVA(エチレン酢酸ビニール共重合樹脂)基板、ポリエチレン基板、ポリプロピレン基板、アクリル基板、ポリカーボネート基板、塩化ビニル基板などを用いることができる。
ここで、本発明となる透明接着フィルムは、厚さ10μmとしたときの(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が硬化前、硬化後ともに波長400nmの光の光線透過率が70%以上であり、波長500nm以下の波長域の透過率が高いという優れた性質を有する。このため、例えば、UV光源から透明接着フィルムを通してこの奥に配されたUV硬化材料を硬化させることも可能になる。このようなUV照射によりUV硬化材料を硬化させるタイミングは、透明接着フィルムが硬化前、硬化中、硬化後のいずれでもかまわない。上述の本発明となる表示装置搭載部材に用いられる支持部材の中で、ガラス基板、ポリエチレン基板、ポリプロピレン基板、アクリル基板、ポリカーボネート基板、塩化ビニル基板といった透明な支持部材を選択することで、これらの透明支持部材に、本発明となる透明接着剤組成物または透明接着フィルムを配することで、支持部材と透明接着剤組成物または透明接着フィルムを通してこの奥に配されたUV硬化材料を硬化させることも可能になる。
一般に表示装置のパネル部材の接着には粘着タイプや、UV硬化タイプが多く、熱硬化型の接着材料が使われることは少なかったが、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムは、熱硬化性であるため粘着タイプよりも優れた接着性を有し、UV硬化タイプのようなUV照射設備が不要で、光が当たらないような複雑な形状の部位でも硬化させることができる利点がある。また、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムは、従来の熱硬化型の接着材料の熱や紫外線による外部刺激で変色し易く、110℃以上の高温で急に硬化させると接着材料内の不純物などの低分子量成分や残存した溶媒が発泡し、接着材料内に気泡が形成され著しく透明性が低下する欠点についても、上述のような成分の選択、およびこれらの成分の含有率の設定により克服したものである。
また、表示装置に使われる部材は、高い熱をかけると変形や劣化を引き起こすことがあるため、これらの部材の接着は150℃を超える高温で硬化させることができないが、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムは、150℃以下の比較的低い硬化温度で十分な耐熱性、接着性が得られる。また、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムが透明性に優れることから、これを用いることで、画質の低下がなく、外観に優れた表示装置搭載部材を得ることができる。
これらの優れた特性から、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムは、各種表示装置、発光ダイオード、太陽電池パネルなどに広く適用可能である。
表示装置には、液晶ディスプレイ、コレステリック液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、ツイストボールディスプレイ、電子粉流体ディスプレイ、電気泳動ディスプレイなどがあり、本発明となる透明接着剤組成物および透明接着フィルムは、これらのいずれにも適用可能である。
本発明となる透明接着剤組成物を支持部材へ付着させる方法としては、例えば、ディップコート法、フローコート法、スピンコート法、カーテンコート法、ナイフコート法、ワイヤーバーコート法、ドクターブレードコート法、スプレーコート法、超音波コート法、インクジェットコート法、ダイコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、こて塗り、刷毛塗り、スポンジ塗りなどが適用できるが、これに制限するものではない。
本発明となる透明接着剤組成物が、(4)有機溶媒に溶解されワニス状にしたものを用いた場合や、材料中に揮発成分を含んでいる場合には、塗布、付着させた後に、乾燥させる必要がある。乾燥する温度には、特に制限はないが、(4)有機溶媒に溶解又は分散してワニス状とした場合には、使用した(4)有機溶媒の沸点の10〜50℃以下とすることが、乾燥時に本発明となる透明接着組成物に(4)有機溶媒の発泡による気泡を作らない意味で好ましい。この意味で、より好ましくは15〜45℃以下、さらに好ましくは20〜40℃以下の範囲とされる。また、(4)有機溶媒に溶解又は分散してワニス状とした場合には、特に(4)有機溶媒の残存量をできるだけ少なくすることが、本発明となる透明接着組成物の硬化後(加熱後)の(4)有機溶媒の発泡による気泡を作らない意味で好ましい。透明接着フィルムに気泡ができると、著しく透明接着フィルムの透明性が低下することになる。この意味で、(4)有機溶媒の残存量は、透明接着組成物の1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下の範囲とされる。
また、本発明となる透明接着剤組成物の厚みは、特に制限はないが、好ましくは1〜250μmの範囲とされる。1μm未満であると応力緩和効果が乏しく、接着性が低下する傾向があり、250μmを超えると無駄に透明接着剤組成物を使うこととなり経済的でなくなるとともに、透明接着剤組成物が多すぎて接着性が低下する場合もある。この意味で、より好ましくは5〜100μm、さらに好ましくは5〜20μmの範囲とされる。
本発明となる透明接着フィルムを支持部材へ貼り付ける方法としては、透明接着フィルムを所定の形状に切断し、その切断された透明接着フィルムを支持部材の所望の位置に熱圧着する方法が一般的ではあるが、これに制限するものではない。
熱圧着する温度・圧力条件は特に制約はないが、通常、温度は60℃〜150℃、圧力は0.05MPa〜2.0MPaであり、温度が60℃未満であったり、圧力が0.05MPa未満だと、圧着が不十分ではがれが生じる場合があり、温度が150℃を超えたり、圧力が2.0MPaを超えると、支持部材が変形や劣化、破損する可能性があり好ましくない。この意味で、より好ましくは、温度は65℃〜100℃、圧力は0.1MPa〜1.0MPa、さらに好ましくは、温度は70℃〜90℃、圧力は0.2MPa〜0.8MPaの範囲とされる。
本発明となる透明接着剤組成物または透明接着フィルムを硬化させる条件としては、特に制限はないが、温度は100〜170℃、時間は30〜420分が好ましい。温度が100℃未満であったり、時間が30分未満だと、硬化が不十分で十分な接着性や耐熱性が得られない場合があり、温度が170℃を超えたり、時間が420分を超えると、透明接着剤組成物または透明接着フィルムの着色が多くなり透明性を損なう可能性があり好ましくない。この意味で、より好ましくは、温度は110℃〜160℃、時間は50〜300分、さらに好ましくは、温度は130℃〜150℃、時間は60〜180分の範囲とされる。
硬化の温度と時間は、110℃で5時間、130℃で3時間、150℃で1時間のように、温度が高いほど時間を短くするのが好ましい。また、生産性を上げるためには、短い時間で硬化させることが好ましい。硬化に必要な加熱をする方法としては、IRリフローまたはオーブンを使うことができる。
本発明となる表示装置搭載部材における被着体と支持部材の間に発生する熱応力は、被着体と支持部材の接着面積の差が小さい場合に著しく、反りやクラックが発生するなどの問題があるが、本発明となる表示装置搭載部材は、低弾性率である本発明となる透明接着剤組成物または透明接着フィルムを用いることにより、熱応力を緩和して反りやクラックの発生を抑え信頼性を確保することができる。本発明となる表示装置搭載部材では、被着体の接着面積が、支持部材の接着面積の70%以上である場合でも反りやクラックの発生を抑えることができる。
本発明となる透明接着フィルムを、支持部材の表示装置搭載面に貼り付けた本発明となる表示装置搭載部材および本発明となる表示装置搭載部材の製造方法の一例として、薄膜トランジスタ(TFT)を備えた薄型液晶パネルを製造した概略図を図1に示す。
TFT層1を配したガラス板2は、50μm以下の厚さに研磨した。別法としては、ガラス板2は、はじめから50μm以下の厚さに調整されたものを用いることもできる。支持部材となる透明板4として、ガラス板が用いられる。別法としては、アクリル板などの透明プラスチック板を用いることもできる。この支持部材となる透明板4に、本発明となる透明接着フィルム3を気泡が入らないように貼付け、これにTFT層1を配したガラス板2を気泡が入らないように積層、接着した後、オーブンで150℃、1時間硬化させてTFTを備えた薄型液晶装置部材を製造した。
さらに、この表示装置搭載部材のTFTの層側に、外層ガラス板5を有する液晶表示部材6を配して、フェニルシリコーン系のUV硬化型封止樹脂7(信越化学工業株式会社製、商品名;KER−4000−UV)を図1のように充填した、紫外線8を80W/cmの高圧水銀灯で矢印の方向に1.5J/cm照射して、薄型液晶パネルを得た。
本発明となる透明接着フィルムを、支持部材の表示装置搭載面に貼り付けた本発明となる表示装置搭載部材および本発明となる表示装置搭載部材の製造方法の一例として、液晶表示装置を製造した概略図を図2に示す。
導光板28から斜めに出た光を、上向きに曲げる下向きのこぎり歯型回折格子22と、液晶パネルを本発明となる透明接着フィルム21で接着して、液晶表示装置を製造した。このように、ビーズスペーサー20と回折格子22を一体型にすることで、組立工程における、ビーズスペーサー20の挿入を省略することができた。
本発明となる透明接着フィルムを、支持部材の表示装置搭載面に貼り付けた本発明となる表示装置搭載部材および本発明となる表示装置搭載部材の製造方法の一例として、LED発光装置を製造した概略図を図3に示す。
光学フィルム50に本発明となる透明接着フィルム52を貼り付け、発光素子54およびワイヤボンディングのワイヤ56の封止フィルムとして使用する方法で、LED発光装置を製造した。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
なお、以下の配合及び評価は、特に表記がない場合には室温18〜25℃の大気中において行った。
各成分および透明接着剤組成物の濃度を調整は、(4)有機溶媒として和光純薬工業株式会社製のシクロヘキサノン試薬一級を用いた。また、各成分および透明接着剤組成物の、攪拌、溶解、脱泡は、株式会社シンキー製、自転公転式撹拌機、商品名:あわとり錬太郎ARE−250を用いて、2000rpmで3分、2200rpmで2分、回転させることで行った。
各成分の評価は、下記の方法で行った。
ハーゼン単位色数は、JIS K 0071−1を準拠し、ヘキサクロロ白金(IV)酸カリウム、塩化コバルト(II)及び塩酸を用いて調整したハーゼン標準比色液と試料の透過色を比較して測色した。
重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(溶離液:テトラヒドロフラン、カラム:昭光通商株式会社 Shodex GPC AD806MS、検出器:RI、標準ポリスチレン換算)を用いて測定した。
(2)高分子量成分のIR測定は、(2)高分子量成分を乾燥させその固形分をKBr錠剤法により測定した。IRスペクトルの縦軸を吸光度、横軸を波数とし、ニトリル基に由来する2240cm−1付近のピーク(PCN)強度とカルボニル基に由来する1730cm−1付近のピーク(PCO)強度の比(PCO/PCN)を算出した。
(実施例1)
(1)エポキシ樹脂として水添ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(エポキシ当量205g/eq、ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名:YX8000)が70質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数100以下のエポキシ樹脂溶液(A1)を得た。(2)高分子量成分として、グリシジルメタクリレート2.4質量%、メタクリル酸メチルを43.5質量%、アクリル酸エチルが18.3質量%、アクリル酸ブチル35.8質量%で、重量平均分子量が60万、ガラス転移温度が5℃以上、PCO/PCNが0.006以下のアクリル系ランダム共重合体(エポキシ基含有アクリル系ランダム共重合体)を合成し、これを20質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数100以下の高分子量成分溶液(B1)を得た。(3)フェノール樹脂として、軟化点76℃のフェノールアラルキル樹脂(水酸基当量174g/eq、三井化学株式会社製、商品名:ミレックスXLC−LL)が60質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、フェノール樹脂溶液(C1)を得た。硬化促進剤として、1−シアノ−1−フェニルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名:キュアゾール2PZ−CN)が12質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、イミダゾール化合物溶液(D1)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、エポキシ樹脂溶液(A1)0.435g、高分子量成分溶液(B1)24.9g、フェノール樹脂溶液(C1)0.490g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.115g、およびシクロヘキサノン14.0gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(J1)を得た。
得られた透明接着剤組成物(J1)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(JF1)を得た。
(実施例2)
(2)高分子量成分として、グリシジルメタクリレート2.4質量%、メタクリル酸メチルを43.5質量%、アクリル酸エチルが18.3質量%、アクリル酸ブチル35.8質量%で、重量平均分子量が40万、ガラス転移温度が5℃以上、PCO/PCNが0.006以下のエポキシ基含有アクリル系ランダム共重合体を合成し、これを20質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数100以下の高分子量成分溶液(B2)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、高分子量成分溶液(B2)38.4gと実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)0.670g、フェノール樹脂溶液(C1)0.754g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.178gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(J2)を得た。
得られた透明接着剤組成物(J2)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(JF2)を得た。
(実施例3)
(2)高分子量成分として、グリシジルメタクリレート2.4質量%、メタクリル酸メチルを21.8質量%、メタクリル酸エチルを21.8質量%、アクリル酸エチルが41.8質量%、アクリル酸ブチル12.2質量%で、重量平均分子量が70万、ガラス転移温度が5℃以上、PCO/PCNが0.006以下のエポキシ基含有アクリル系ランダム共重合体を合成し、これを20質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数100以下の高分子量成分溶液(B3)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、高分子量成分溶液(B3)38.4gと実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)0.670g、フェノール樹脂溶液(C1)0.754g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.178gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(J3)を得た。
得られた透明接着剤組成物(J3)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(JF3)を得た。
(実施例4)
(1)エポキシ樹脂としてビスフェノールA型液状エポキシ樹脂(エポキシ当量175g/eq、東都化成株式会社製、商品名:YD−8125)が70質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数100以下のエポキシ樹脂溶液(A2)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、エポキシ樹脂溶液(A2)0.402gと実施例1で得た、高分子量成分溶液(B1)24.9g、フェノール樹脂溶液(C1)0.529g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.115g、およびシクロヘキサノン14.0gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(J4)を得た。
得られた透明接着剤組成物(J4)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(JF4)を得た。
(実施例5)
(1)エポキシ樹脂としてビスフェノールF型液状エポキシ樹脂(エポキシ当量156g/eq、東都化成株式会社製、商品名:YDF−8170C)が70質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数100以下のエポキシ樹脂溶液(A3)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、エポキシ樹脂溶液(A3)0.377gと実施例1で得た、高分子量成分溶液(B1)24.9g、フェノール樹脂溶液(C1)0.557g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.115g、およびシクロヘキサノン14.0gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(J5)を得た。
得られた透明接着剤組成物(J5)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(JF5)を得た。
(比較例1)
(2)高分子量成分として、アクリロニトリルを30質量%、グリシジルメタクリレート3質量%を含み、メタクリル酸メチルを含まない、重量平均分子量が80万、ガラス転移温度が5℃以上、PCO/PCNが0.01以上のエポキシ基含有アクリル系ランダム共重合体であるナガセケムテックス株式会社製、商品名:HTR−860P−3を20質量%となるようにシクロヘキサノンで調整し、ハーゼン単位色数200を超える高分子量成分溶液(B4)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、高分子量成分溶液(B4)38.4gと実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)0.670g、フェノール樹脂溶液(C1)0.754g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.178gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(H1)を得た。
得られた透明接着剤組成物(H1)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(HF1)を得た。
(比較例2)
(2)高分子量成分として、メタクリル酸メチルを44.6質量%、アクリル酸エチルが18.7質量%、アクリル酸ブチル36.7質量%で、重量平均分子量が40万、ガラス転移温度が5℃以上、PCO/PCNが0.006以下のアクリル系ランダム共重合体を合成し、これを20質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数100以下の高分子量成分溶液(B5)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、高分子量成分溶液(B5)38.4gと実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)0.670g、フェノール樹脂溶液(C1)0.754g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.178gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(H2)を得た。
得られた透明接着剤組成物(H2)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(HF2)を得た。
(比較例3)
(2)高分子量成分として、アクリロニトリルを30.4質量%、アクリル酸エチルが29.7質量%、アクリル酸ブチル39.9質量%で、重量平均分子量が40万、ガラス転移温度が5℃以上、PCO/PCNが0.01以上アクリル系ランダム共重合体を合成し、これを20質量%となるようにシクロヘキサノンで溶解し、ハーゼン単位色数200を超える高分子量成分溶液(B6)を得た。
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、高分子量成分溶液(B6)38.4gと実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)0.670g、フェノール樹脂溶液(C1)0.754g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.178gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(H3)を得た。
得られた透明接着剤組成物(H3)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(HF3)を得た。
(比較例4)
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に硬化剤として、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(酸無水物当量164g/eq、日立化成工業株式会社製、商品名:HN−7000)0.286gと実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)0.450g、高分子量成分溶液(B1)25.1g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.116g、およびシクロヘキサノン14.1gを加え、を加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(H4)を得た。
得られた透明接着剤組成物(H4)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(HF4)を得た。
(比較例5)
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)3.10g、高分子量成分溶液(B1)21.3g、フェノール樹脂溶液(C1)3.48g、イミダゾール化合物溶液(D1)0.176g、およびシクロヘキサノン12.0gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(H5)を得た。
得られた透明接着剤組成物(H5)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(HF5)を得た。
(比較例6)
キャップを備えた50mlのポリプロピレン容器に、実施例1で得た、エポキシ樹脂溶液(A1)2.96g、高分子量成分溶液(B1)24.1g、イミダゾール化合物溶液(D1)2.87g、およびシクロヘキサノン10.0gを加え、攪拌、溶解、脱泡し、透明接着剤組成物(H6)を得た。
得られた透明接着剤組成物(H6)を塗布、乾燥して、厚さ10μmの透明接着フィルム(HF6)を得た。
(2)高分子量成分の評価結果を表1に示す。
Figure 2010241951
(表中のPCOはPCOを、PCNはPCNを表す。)
透明接着剤組成物の評価は、下記の方法で行った。
透明接着剤組成物の相溶混合状態は、透明接着剤組成物を直径20mmの無色透明な試験管に入れて、目視で観察し、濁りや分離の有無を評価した。実施例1から実施例5のJ1からJ5および比較例1から比較例6のHF1からHF6のいずれの透明接着剤組成物とも、濁りや分離がなく、均一に相溶混合されていた。
透明接着フィルムは、支持体フィルムとして帝人デュポンフィルム株式会社製、離型処理された厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名:ピューレックスA53の離型処理面に、得られた透明接着剤組成物を、アプリケータを用いて塗布し、オーブンで110℃、15分乾燥させて得た。乾燥後、保護フィルムとして厚さ22μmのポリエチレンフィルムをラミネートした。
透明接着フィルムの評価は、下記の方法で行った。また、評価結果を表2に示した。
重量減少率は、5cm角のアルミ箔を秤量(W1)し、に4cm角に切り出した硬化前の透明接着フィルムを密着させて秤量(W2)した。これを220℃のオーブンに1時間入れた後に秤量(W3)し、式(1)で算出した。重量減少率が6.5%未満を○、6.5%以上を×として評価した。
式(1) ; 重量減少率(%)=(W2−W3)×100/(W2−W1)
光線透過率は、得られた透明接着剤組成物を、松浪硝子工業株式会社の厚さ0.9mmのスライドガラス、商品名:S−1111に気泡が入らないよう挟み込んで、硬化前の試料はそのまま分光光度計を用いて測定した。また、硬化後の試料は0.2MPa、温度150℃で1時間熱圧着した後に測定した。硬化前の試料、硬化後の試料ともに400nmの光線透過率が70%以上を○、50%以上から70%未満を×、50%未満を××として評価した。
透明接着フィルムが相溶を維持し相分離しないか、相分離しても海島構造を形成せず、共連続構造でとどまった状態の評価、すなわち硬化前の相分離状態の評価は、光線透過率の測定で作製した透明接着フィルムを0.9mmのスライドガラスに挟み込んだ硬化前の試料を、位相差顕微鏡で観察する方法で行った。
透明接着フィルムを硬化後の相分離状態の評価する方法は、透明接着フィルムを宇部興産株式会社製の厚さ50μmのポリイミドフィルム、商品名:ユーピレックス50Sに気泡が残らないように貼り付けた後、同じポリイミドフィルムを気泡が残らないように注意して、被せるように60℃に加温したホットロールラミネーターでラミネートし、オーブンで150℃、1時間硬化させたて、ポリイミドサンドイッチ試料を得た。その後、このポリイミドサンドイッチ試料の一部をストルアス社製、包埋樹脂、商品名:EPOFIX RESIN及びEPOFIX HARDENERに包埋し、室温放置、2日間で固めた後、ダイヤモンドナイフを切削刃としたウルトラミクロトームを用いて、ポリイミドサンドイッチ試料の積層面に対して垂直に切片の厚さが約100nmとなるように切削した。得られた超薄切片を、原子間力顕微鏡を用いて観察した。ここで、島相の大きさは、観察された島相をはさむ一定方向の二本の平行線の間隔(Feret径)で計測される値の平均値を求めた。
接着性は、透明接着フィルムを硬化後の相分離状態の評価する方法で作製したポリイミドサンドイッチ試料を10cm×10mmの形状の試験片とし、T字型に試験片を速度50mm/分で引きはがすときの強度(T字はく離強度)を測定した。T字はく離強度が300N/m以上を○、300N/m未満のものを×として評価した。
耐クラック性は、透明接着フィルムを硬化後の相分離状態の評価する方法で作製したポリイミドサンドイッチ試料を10cm×10mmの形状の試験片とし、硬化前の透明接着フィルムを気泡が残らないように注意して60℃に加温したホットロールラミネーターで5枚張り合わせて厚さ約50μmとしたのち、オーブンで150℃、1時間硬化させた。これを10cm×60mmの形状の試験片とし、チャック間距離20mm、引張速度10mm/分で引張試験を行い破断するときの試験片の長さ(L1)を測定し、式(2)で算出した。引張伸び率が400%以上を○、400%未満を×として評価した。
式(2) ; 引張伸び率=(L1−チャック間距離)×100/チャック間距離
耐熱性は、透明接着フィルムを硬化後の相分離状態の評価する方法で作製したポリイミドサンドイッチ試料を10mm×10mmに5個切り出し、200℃のホットプレートに載せ60秒までの膨れなどの異常発生を調べた。全てのサンプルで異常が観測されなかったものを○、異常が発生するサンプルとしないサンプルが観測されたものを△、全てのサンプルで異常が観測されたものを×として評価した。
耐浸みだし性は、透明接着フィルムを硬化後の相分離状態の評価する方法で作製したポリイミドサンドイッチ試料を30mm×30mmに5個切り出し、ホットプレスを用いて150℃、2気圧で10分間プレスした後、試験片端部からの樹脂の浸みだしの有無を光学顕微鏡で観察した。全てのサンプルで浸みだしがないものを○、浸みだしが発生するサンプルとしないサンプルが観測されたものを△、全てのサンプルで浸みだしがあるものを×として評価した。
透明接着フィルムの評価結果の内、実施例1から実施例5のJF1からJF5を表2に、比較例1から比較例6のHF1からHF6を表3示す。
Figure 2010241951
表2に示すように、実施例1から実施例5の透明接着フィルムJF1からJF5は、220℃、1時間の重量減少率が6.5%未満で、硬化中および硬化後の揮発分が少なく、硬化前に海島構造を形成せず、硬化後の島相の大きさが200nm以下で、硬化前、硬化後ともに400nmの光線透過率が70%以上で高エネルギーの波長域の透過率が高い優れた透明性を有する。また、硬化した透明接着フィルムは10μmの薄膜においてもT字はく離強度が300N/m以上で接着性に優れ、引張伸び率が400%以上で耐クラック性にも優れる。さらに、200℃の耐熱性試験でも膨れなどの異常がなく耐熱性に優れ、150℃、2気圧の耐浸みだし性試験でも浸みだしがなく耐浸みだし性にも優れる。
以上のように、実施例1から実施例5の透明接着フィルムJF1からJF5は、10μm以下の薄膜透明接着フィルムでも総合的に優れた信頼性を有している。
Figure 2010241951
表3に示すように、比較例1のHF1は、着色が大きく、硬化後の島相の大きさが200nmを超え、硬化前、硬化後ともに400nmの光線透過率が50%以上から70%未満で高エネルギーの波長域の透過率が不十分である。
比較例2のHF2は、220℃、1時間の重量減少率が6.5%以上と大きく、200℃の耐熱性試験で異常があり耐熱性が劣る。また、T字はく離強度が300N/m未満で接着性に劣り、150℃、2気圧の耐浸みだし性試験で浸みだしがあり耐浸みだし性も劣る。
比較例3のHF3は、着色が大きく、硬化後の島相の大きさが200nmを超え、硬化前、硬化後ともに400nmの光線透過率が50%以上から70%未満で高エネルギーの波長域の透過率が不十分である。また、220℃、1時間の重量減少率が6.5%以上と大きく、200℃の耐熱性試験で異常があり耐熱性が劣る。さらに、T字はく離強度が300N/m未満で接着性に劣り、150℃、2気圧の耐浸みだし性試験で浸みだしがあり耐浸みだし性も劣る。
比較例4のHF4は、220℃、1時間の重量減少率が6.5%以上と大きく、200℃の耐熱性試験で異常があり耐熱性が劣り、引張伸び率が400%未満で耐クラック性に劣る。また、220℃、1時間の重量減少率が6.5%以上と大きく、200℃の耐熱性試験で異常があり耐熱性が劣る。さらに、T字はく離強度が300N/m未満で接着性に劣る。
比較例5のHF5は、着色が大きく、硬化後の島相の大きさが200nmを超え、400nmの光線透過率が硬化前は50%以上から70%未満で、400nmの光線透過率が50%未満と高エネルギーの波長域の透過率が低く透明性に劣る。また、引張伸び率が400%未満で耐クラック性に劣る。
比較例6のHF6は、硬化後の島相の大きさが200nmを超え、400nmの光線透過率が50%未満と高エネルギーの波長域の透過率が低く透明性に劣る。また、220℃、1時間の重量減少率が6.5%以上と大きく、200℃の耐熱性試験で異常があり耐熱性が劣る。さらに、引張伸び率が400%未満で耐クラック性に劣る。
1…薄膜トランジスタ(TFT)層、2…ガラス板(外層ガラス板)、3…透明接着フィルム、4…透明板、5…外層ガラス板、6…液晶表示部材、7…UV硬化型封止樹脂、8…紫外線、20…ビーズスペーサー、21…透明接着フィルム、22…回折格子、24…透過光、26…冷陰極蛍光ランプ、28…導光板、30…偏光板、32…透過の光制御フィルム、34…カラーフィルタ、36…液晶、48…カバーフィルム、50…光学フィルム、52…透明接着フィルム、54…発光素子、56…ワイヤボンディングのワイヤ、58…導電ペースト、60…インターポーザ、64…位相差板

Claims (17)

  1. (1)二官能基以上のエポキシ樹脂と、(2)官能基を含み、窒素含有特性基を含む共重合成分が1質量%以下であり、メタクリル酸メチルおよび/またはメタクリル酸エチルを20〜50質量%を含む、ガラス転移温度が−10℃以上、重量平均分子量が10万以上のアクリル系ランダム共重合体である高分子量成分と、(3)分子中に2個以上の水酸基を有するフェノール樹脂と、を含有する透明接着剤組成物であって、(2)高分子量成分100質量部に対して、(1)エポキシ樹脂を2.5〜47.5質量部、(3)フェノール樹脂を2.5〜47.5質量部含み、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂の合計が5〜50質量部の範囲であることを特徴とする透明接着剤組成物。
  2. (4)有機溶媒に溶解し、ワニス状にしてなる請求項1記載の透明接着剤組成物であって、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分及び(3)フェノール樹脂の樹脂固形分の総計が5〜50質量%であり、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂がともに加熱前(硬化前)は、5〜40℃では分離せず均一に相溶混合してなる、透明接着剤組成物。
  3. 加熱後の請求項2記載の透明接着剤組成物において、(1)エポキシ樹脂、(2)高分子量成分、(3)フェノール樹脂が、ともに相溶を維持し相分離していない状態、あるいは、相分離しても海島構造を形成せず共連続構造でとどまった状態のいずれかであることを特徴とする透明接着剤組成物。
  4. 加熱後の請求項2記載の透明接着剤組成物において、(1)エポキシ樹脂と(3)フェノール樹脂が、(2)高分子量成分と相分離していない状態、相分離しても共連続構造でとどまった状態、海島構造を形成しても島相の大きさが200nm以下である状態のいずれかであることを特徴とする透明接着剤組成物。
  5. (2)高分子量成分において、IRスペクトルにおけるカルボニル基に由来する1730cm−1付近のピーク高さ(PCO)に対するニトリル基に由来する2240cm−1付近のピーク高さ(PCN)の比(PCO/PCN)が、0.006以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  6. (2)高分子量成分が、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートを共重合成分とし、0.5〜10質量%を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  7. (2)高分子量成分において、20質量%のシクロヘキサノン溶液としたときのハーゼン単位色数が200以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  8. (1)エポキシ樹脂が、シクロヘキシル基および/またはヒドロキシシクロヘキシル基を分子中に2個以上有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂のいずれか1種または2種以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  9. (1)エポキシ樹脂において、70質量%のシクロヘキサノン溶液としたときのハーゼン単位色数が200以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  10. (3)フェノール樹脂が、軟化点60〜150℃、水酸基当量220g/eq以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  11. (3)フェノール樹脂が、フェノールアラルキル樹脂であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  12. さらに(5)イミダゾール化合物を含有し、その含有量が、0.5質量%以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の透明接着剤組成物。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の透明接着剤組成物をフィルム状に形成してなる、透明接着フィルムであって、厚さが10μmの場合、波長400nmの光の光線透過率が70%以上であることを特徴とする透明接着フィルム。
  14. 請求項1〜12のいずれかに記載の透明接着剤組成物を、支持体に塗布した後、乾燥する工程を有する、透明接着フィルムの製造方法。
  15. 請求項14記載の透明接着フィルムの製造方法で製造してなる透明接着フィルム。
  16. 支持部材の表示装置搭載面に、請求項1〜12のいずれかに記載の透明接着剤組成物、あるいは、請求項13または15に記載の透明接着フィルムのいずれかを備えた表示装置搭載部材。
  17. 支持部材の表示装置搭載面に、請求項1〜12のいずれかに記載の透明接着剤組成物を付着させる工程、あるいは、請求項13または15に記載の透明接着フィルムを貼り付ける工程のいずれかを有することを特徴とする表示装置搭載部材の製造方法。
JP2009091967A 2009-04-06 2009-04-06 透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法及び表示装置搭載部材とその製造方法 Pending JP2010241951A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009091967A JP2010241951A (ja) 2009-04-06 2009-04-06 透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法及び表示装置搭載部材とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009091967A JP2010241951A (ja) 2009-04-06 2009-04-06 透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法及び表示装置搭載部材とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010241951A true JP2010241951A (ja) 2010-10-28

Family

ID=43095330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009091967A Pending JP2010241951A (ja) 2009-04-06 2009-04-06 透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法及び表示装置搭載部材とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010241951A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012164696A (ja) * 2011-02-03 2012-08-30 Sumitomo Bakelite Co Ltd バンプ形成用導電性ペースト
JP2014031464A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Dexerials Corp 回路接続材料
JP2014534986A (ja) * 2011-09-28 2014-12-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 液体でありかつ光学的に透明である接着剤を剛性基材上にコーティングする方法
JP2015223698A (ja) * 2014-05-26 2015-12-14 日立化成株式会社 透明基板
WO2020067186A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 日立化成株式会社 フィルム状接着剤、接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012164696A (ja) * 2011-02-03 2012-08-30 Sumitomo Bakelite Co Ltd バンプ形成用導電性ペースト
JP2014534986A (ja) * 2011-09-28 2014-12-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 液体でありかつ光学的に透明である接着剤を剛性基材上にコーティングする方法
US9169422B2 (en) 2011-09-28 2015-10-27 3M Innovative Properties Company Method of coating liquid optically clear adhesives onto rigid substrates
TWI661243B (zh) * 2011-09-28 2019-06-01 3M新設資產公司 塗佈液態光學透明黏著劑至剛性基材上之方法
JP2014031464A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Dexerials Corp 回路接続材料
JP2015223698A (ja) * 2014-05-26 2015-12-14 日立化成株式会社 透明基板
WO2020067186A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 日立化成株式会社 フィルム状接着剤、接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法
CN112740380A (zh) * 2018-09-26 2021-04-30 昭和电工材料株式会社 膜状黏合剂、黏合片以及半导体装置及其制造方法
JP7435458B2 (ja) 2018-09-26 2024-02-21 株式会社レゾナック フィルム状接着剤、接着シート、並びに半導体装置及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010254763A (ja) 接着剤組成物、その製造方法、これを用いた接着シート、一体型シート、その製造方法、半導体装置及びその製造方法
US20110001251A1 (en) Adhesive composition, bonding member using the adhesive composition, support member for semiconductor mounting, semiconductor device, and processes for producing these
JP6022546B2 (ja) 硬化性放熱組成物
TWI400314B (zh) 應用於半導體組裝與封裝的黏著劑膠膜成分
TWI394812B (zh) 用於半導體總成之黏合膜組成物、黏合膜、切割晶粒接合膜、元件封裝體及相關方法
JP5345393B2 (ja) 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法、および液晶表示パネル
TWI441887B (zh) 供在半導體總成中晶粒結合用之具有高沸點溶劑與低沸點溶劑的黏著劑組成物及以其製備之黏合膜
WO2009113296A1 (ja) 半導体素子接着フィルム形成用樹脂ワニス、半導体素子接着フィルム、および半導体装置
JP2007250970A (ja) 半導体素子裏面保護用フィルム及びそれを用いた半導体装置とその製造法
JP2013004872A (ja) 半導体装置の製造方法、フィルム状接着剤及び接着剤シート
WO2014126150A1 (ja) 半導体素子用封止シート、半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP2010241951A (ja) 透明接着剤組成物、透明接着フィルムとその製造方法及び表示装置搭載部材とその製造方法
JP4228582B2 (ja) 接着シートならびに半導体装置およびその製造方法
JP5866851B2 (ja) 半導体装置の製造方法、フィルム状接着剤及び接着剤シート
JP7110600B2 (ja) 電子部品用樹脂組成物および電子部品用樹脂シート。
JP2007157758A (ja) 半導体用接着フィルム及びこれを用いた半導体装置
KR20090027612A (ko) 봉지용 필름, 및 그것을 이용한 반도체장치
JP2001100224A (ja) 液晶表示セル用シール材組成物
JP2017019900A (ja) 接着剤組成物、接着フィルム、樹脂付き金属箔及び金属ベース基板
JP2015140408A (ja) 接着剤組成物、接着剤組成物を用いた電子部材、及び半導体装置の製造方法
JP2000347203A (ja) 液晶シール剤組成物
WO2010131655A1 (ja) 接着シート
JP5109572B2 (ja) 接着剤組成物、接着剤組成物半硬化体、接着フィルム及び積層接着フィルム並びにそれらの製造方法
JP2008248129A (ja) チップ用保護膜形成用シートおよび保護膜付半導体チップ
JP2009235402A (ja) 接着フィルム