JP2012504512A - 曇点耐性接着剤及び積層体 - Google Patents

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Abstract

光学的に透明な接着剤及び前記接着剤を含む積層体を提供する。接着剤及び積層体は、高湿度及び高温の環境に置かれた際に、曇りのない、曇点耐性のままである。接着剤及び積層体は、光学電子ディスプレイ用途において有用である。

Description

(関連出願の相互参照)
本願は、現在係属中の2008年10月3日付申請の米国特許出願第12/245,341号の一部継続出願であり、その全ての内容は、参照により組み込まれる。
(発明の分野)
本開示は、光学的に透明な接着剤及びその接着剤を含む積層体に関する。
光学的に透明な感圧性接着剤(OCAs)には、光学ディスプレイにおいて幅広い用途がある。このような用途として、偏光器を液晶ディスプレイ(LCD)のモジュールに結合させること、及び様々な光学フィルムを、例えば携帯ハンドヘルド(MHH)デバイスのガラスレンズへ付着させることが挙げられる。使用中、ディスプレイは、高温及び/又は高湿などの様々な環境条件下に置かれる可能性がある。
OCAsは、光学フィルム及びOCAの光学積層体を高温/高湿促進老化試験にかけ、続いて積層体を周囲条件に冷却した後、曇点を呈する(曇る/「白」くなる)可能性があるのが観察されている。積層体は、まだ熱い間は、水分で飽和された際でも、完全に透明なことがある。
しかし、冷却により、積層体は、曇点を呈し、曇るか又は「白」くなる場合がある。頻繁に、その曇りは、周囲条件下での積層体の保存で経時的に消失する。曇りの消失は、光学積層体を徐々に加熱することによりしばしば促進されることができる。
LCDなどの光学ディスプレイに組み込まれた際に、透明で欠陥のないままであるOCAに対する必要性がある。温度及び湿度の変化などの様々な環境条件下に置かれた際に曇らない、曇点耐性接着剤及び積層体に対する必要性がある。
一態様では、少なくとも1つの主表面を有する第一基材と、少なくとも1つの主表面を有する第二基材と、第一基材の少なくとも1つの主表面と第二基材の少なくとも1つの主表面との間で、第一基材の少なくとも1つの主表面と第二基材の少なくとも1つの主表面と接触して位置する、曇点耐性の光学的に透明な接着剤組成物と、を含む、光学的に透明な積層体であって、接着剤組成物は、100部のアルキルアクリレート及び共重合可能な極性モノマーに対し、アルキル基中に1〜14個の炭素を有する、約75〜約95重量部のアルキルアクリレートと、0〜約5部の共重合可能な極性モノマーと、約1〜約25部の親水性ポリマー化合物と、を含む前駆体から誘導される、光学的に透明な積層体を提供する。
別の態様では、少なくとも1つの主表面を有する第一基材と、少なくとも1つの主表面を有する第二基材と、第一基材の少なくとも1つの主表面と第二基材の少なくとも1つの主表面との間で、第一基材の少なくとも1つの主表面と第二基材の少なくとも1つの主表面と接触して位置する、曇点耐性の光学的に透明な接着剤組成物と、を含む、光学的に透明な積層体であって、接着剤組成物は、アルキル基中に1〜14個の炭素原子を有する、約60〜約95重量部のアルキルアクリレートと、0〜約5部の共重合可能な極性モノマーと、400未満のOH等量を有する、約5〜50部のヒドロキシル含有モノマーと、を含む前駆体から誘導される、光学的に透明な積層体を提供する。
更に別の態様では、100部のアルキルアクリレート及び共重合可能な極性モノマーに対し、アルキル基中に1〜14個の炭素を有する、約75〜約95重量部のアルキルアクリレートと、0〜約5部の共重合可能な極性モノマーと、約1〜約25部の親水性ポリマー化合物と、を含む前駆体から誘導される、光学的に透明な積層体を提供する。
更なる態様では、少なくとも1つの主表面を有する第一基材と、少なくとも1つの主表面を有する第二基材と、第一基材の少なくとも1つの主表面と第二基材の少なくとも1つの主表面との間で、第一基材の少なくとも1つの主表面と第二基材の少なくとも1つの主表面と接触して位置する、曇点耐性の光学的に透明な接着剤組成物と、を含む、光学的に透明な積層体であって、接着剤は、少なくとも400g/m/日の透湿度を有する、光学的に透明な積層体を提供する。
親水性部分をOCAのマトリックスに組み入れることにより、高温/高湿促進老化試験後でも透明なままである、曇りのない、曇点耐性のOCAを得ることができる。提供されるOCAは、例えば、偏光器を光学LCDに積層すること、様々な光学フィルムを携帯ハンドヘルドデバイスのガラスレンズに付着させること、及び様々な温度及び湿度の環境において光学的透明性を要する他の接着剤用途における使用に好適である。
理論に拘束されたくはないが、曇りは、OCAが高温にて水で飽和する際に出現し、水分はOCAのマトリックスとの相溶性が乏しいため、急速に冷却されるときに水の濃度が曇点を超過する、と考えられている。このため、微小水滴の局所的相分離を来たす可能性があり、OCAのマトリックスとの屈折率のミスマッチにより、曇り又は「白い」外観を生じる。液滴が極微小なままであれば(例えば、数百ナノメートル以下)、又は水が周囲条件下で接着剤中で十分に可溶化したままであれば、OCA及び基材との接合界面は、その含水量を環境と再び均衡化する間は、透明のままであろう。水分の、環境との再均衡化を促進するには、光散乱及び曇りをもたらし得る局所的な水の蓄積を避けるために、OCAの透湿度は、十分に高い割合にて水を移動させるのに十分に高い必要があることも予想される。
本明細書で使用するとき、
「曇点」は、接着剤と水との混合物が連続接着剤相と分散水相とに分離し、分散相が光の波長よりも大きいため、接着剤を「白」又は曇りに見せる温度を指し、
「(メタ)アクリレート」又は「(メタ)アクリルの」は、酸若しくはエステル又はアクリル酸若しくはメタクリル酸のアミド誘導体のいずれかを指し、
「白」又は「曇り」は、接着剤又は積層体を通じて像を視覚的に観察するのが難しいか又は不可能なように、高度に半透明である、接着剤又は積層体を指す。
光学フィルム、基材及び具体化された接着剤の、積層体の断面図。
以下の説明において、本明細書の説明の一部を構成し、いくつかの特定の実施形態が例として示される、添付の一連の図面を参照する。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が検討され、作製され得ることを理解されたい。したがって、以下の「発明を実施するための形態」は、限定する意味で理解すべきではない。
他の指示がない限り、明細書及び特許請求の範囲において使用される特徴のサイズ、量、及び物理的特性を表す全ての数字は、全ての場合に「約」という用語によって修飾されるものと理解すべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。端点による数値範囲の使用には、その範囲内に含まれる全ての数(例えば、1〜5には、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、及び5が含まれる)及びその範囲内の任意の範囲が含まれる。
光学的に透明な積層体を提供する。積層体は、少なくとも1つの主表面を有する第一基材と、少なくとも1つの主表面を有する第二基材と、曇点耐性の光学的に透明な接着剤組成物と、を含む。曇点耐性により、当初光学的に透明である接着剤組成物が、高温高湿環境及び続く周囲条件への冷却にさらされた後、光学的に透明なままであることを意味する。光学的に透明な接着剤は、一般に、偏光器又は遅延板などの光学フィルムを、LCD用途における液晶セルなどの基材ディスプレイに実装するのに使用される。このように、OCAは、フィルムを基材ディスプレイに積層して光学的に透明な積層体を形成するのに使用される。積層体中での使用時に、曇点耐性の光学的に透明な接着剤は、非周囲温湿度条件にさらされた後、積層体を実質上曇りのない、又は透明なままにさせる。
提供される接着剤組成物は、親水性部分をOCAに組み込んで高温/高湿促進老化試験後でも曇りのないままである、曇りのない光学積層体を得る。一態様では、提供される接着剤組成物は、アルキル基中に1〜14個の炭素を有する約75〜約95重量部のアルキルアクリレートを含む前駆体から誘導される。アルキルアクリレートは、脂肪族、脂環式、又は芳香族アルキル基を含むことができる。有用なアルキルアクリレート(すなわち、アクリル酸アルキルエステルモノマー)として、そのアルキル基が1〜14個まで、とりわけ1〜12個までの炭素原子を有する、非三級アルキルアルコールの直鎖若しくは分枝状一官能性アクリレート又はメタクリレートが挙げられる。有用なモノマーとして、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニルメタ(アクリレート)、ベンジルメタ(アクリレート)、及び2−メチルブチル(メタ)アクリレート、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
提供される接着剤組成物前駆体は、カルボン酸、アミド、ウレタン、又は尿素官能基を含有するアクリル系モノマーなどの、約0〜約5部の共重合可能な極性モノマーも含む。N−ビニルラクタムのような弱極性モノマーも含んでよい。有用なN−ビニルラクタムは、N−ビニルカプロラクタムである。広くは、接着剤中の極性モノマー含有量として、約5重量部未満又は約3重量部未満の1つ以上の極性モノマーを挙げることができる。弱い極性しかない極性モノマーを、例えば10重量部以下の、より高いレベルで組み込んでよい。有用なカルボン酸として、アクリル酸及びメタクリル酸が挙げられる。有用なアミドとして、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタ(アクリルアミド)、及びN−オクチル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
提供される接着剤組成物は、100部のアルキルアクリレート及び共重合可能な極性モノマーを基に、約1〜約25部の親水性ポリマー化合物も含む。親水性ポリマー化合物は、通常、約500を超える、又は約1000を超える、又はそれより高い平均分子量(M)を有する。好適な親水性ポリマー化合物として、ポリ(エチレンオキシド)セグメント、ヒドロキシル官能基、又はそれらの組み合わせが挙げられる。ポリマー中のポリ(エチレンオキシド)及びヒドロキシル官能基の組み合わせは、得られるポリマーを親水性にするのに十分に高い必要がある。「親水性の」により、ポリマー化合物が、少なくとも25重量パーセントの水を、相分離なしに組み込むことができることを意味する。通常、好適な親水性ポリマー化合物は、少なくとも10、少なくとも20、又は更に少なくとも30のエチレンオキシド単位を含む、ポリ(エチレンオキシド)セグメントを含有してよい。あるいは、好適な親水性ポリマー化合物は、ポリマーの炭化水素含有量に対し、少なくとも25重量パーセントの酸素を、ポリ(エチレンオキシド)又はヒドロキシル官能基からのエチレングリコール基の形態で含む。有用な親水性ポリマー化合物は、接着剤と相溶性のままで、光学的に透明な接着剤組成物を産出する限り、接着剤組成物と共重合可能であってもよいし又は非共重合可能であってもよい。共重合可能な親水性ポリマー化合物として、例えば、Sartomer Company、Exton、PAより入手可能な、一官能性のメトキシル化ポリエチレングリコール(550)メタクリレートであるCD552、又は同じくSartomerより入手可能な、ビスフェノールA部分と各メタクリレート基との間に30の重合したエチレンオキシド基を有するエトキシル化ビスフェノールAジメタクリレートであるSR9036が挙げられる。他の例として、Jarchem Industries Inc.、Newwark、New Jerseyより入手可能なフェノキシポリエチレングリコールアクリレートが挙げられる。ポリマー親水性化合物の他の例として、ポリアクリルアミド、ポリ−N,N−ジメチルアクリルアミド、及びポリ−N−ビニルピロリドンが挙げられる。
別の態様では、提供される積層体は、アルキル基中に1〜14個の炭素を有する約60重量部〜約95重量部のアルキルアクリレートと、約0重量部〜約5重量部の共重合可能な極性モノマーと、を含む前駆体から誘導される接着剤組成物を含む。アルキルアクリレート及び共重合可能な極性モノマーは上記の通りである。前駆体は、100重量部のアルキルアクリレート及び共重合可能な極性モノマー又はモノマー類を基に、約5重量部〜約50重量部の親水性ヒドロキシル官能性モノマー化合物も含む。親水性ヒドロキシル官能性モノマー化合物は、通常、400未満のヒドロキシル等量を有する。ヒドロキシル等量分子量は、モノマー化合物中のヒドロキシル基の数で割ったモノマー化合物の分子量として定義される。このタイプの有用なモノマーとして、2−ヒドロキシエチルアクリレート及びメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート及びメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート及びメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、並びにN−ヒドロキシプロピルアクリルアミドが挙げられる。更に、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドから誘導されるグリコールをベースとするヒドロキシ官能性モノマーも使用することができる。このタイプのモノマーの一例として、Bisomer PPA 6として、Cognis、Germanyより入手可能な、ヒドロキシルを末端基とするポリプロピレングリコールアクリレートが挙げられる。また、400未満のヒドロキシル等量を有するジオール及びトリオールも、親水性モノマー化合物のために想到される。
感圧性接着剤は、本質的に粘着性であってよい。所望であれば、粘着付与剤を、感圧性接着剤の形成前に前駆体混合物に加えることができる。有用な粘着付与剤として、例えば、ロジンエステル樹脂類、芳香族炭化水素樹脂類、脂肪族炭化水素樹脂類、及びテルペン樹脂類が挙げられる。広くは、水素化ロジンエステル、テルペン、又は芳香族炭化水素樹脂類から選択される淡色系粘着付与剤を使用することができる。
感圧性接着剤の光学的透明性を著しく低下させない限り、例えば、油、可塑剤、酸化防止剤、UV安定剤、顔料、硬化剤、ポリマー添加剤、及び他の添加物などの、他の材料を、特別な目的のために加えることができる。
提供される接着剤組成物は、前駆体混合物に加えられた追加の構成要素を有してよい。例えば、混合物は、多官能架橋剤を含んでよい。このような架橋剤として、溶剤をコーティングした接着剤を調製する乾燥工程中に活性化される熱架橋剤、及び重合工程中に共重合する架橋剤が挙げられる。このような熱架橋剤として、多官能イソシアネート、アジリジン、多官能(メタ)アクリレート、及びエポキシ化合物を挙げることができる。代表的な架橋剤として、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートなどの二官能性アクリレート又は当業者に既知の多官能アクリレートが挙げられる。有用なイソシアネート架橋剤として、例えば、DESMODUR L−75として、Bayer、Cologne、Germanyより入手可能な芳香族ジイソシアネートが挙げられる。紫外線、つまり「UV」活性型架橋剤も、感圧性接着剤を架橋するのに使用することができる。このようなUV架橋剤として、ベンゾフェノン及び4−アクリロキシベンゾフェノンを挙げることができる。
更に、提供される接着剤組成物用の前駆体混合物は、熱反応開始剤又は光開始剤を含み得る。熱反応開始剤の例として、過酸化ベンゾイル及びその誘導体などの過酸化物、又はE.I.du Pont de Nemours and Co.、Wilmington、DEより入手可能な、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)であるVAZO 67、若しくはWako Specialty Chemicals、Richmond、VAより入手可能な、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレートであるV−601などのアゾ化合物が挙げられる。広い範囲の温度にて熱重合を開始するのに使用することができる、様々な過酸化物又はアゾ化合物が入手可能である。前駆体混合物は、光開始剤を含み得る。とりわけ有用なのは、Ciba Chemicals、Tarrytown、NYより入手可能な、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンであるIRGACURE 651などの反応開始剤である。通常、架橋剤が存在すれば、混合物中の他の構成成分を基に、約0.05重量部〜約5.00重量部の量で前駆体混合物に加える。反応開始剤は、通常、前駆体混合物に約0.05重量部〜約2重量部の量で加える。前駆体混合物を、化学線又は熱を使用して重合及び/又は架橋させて、上記及び以下の実施例のように、接着剤組成物を形成することができる。
感圧性接着剤前駆体をブレンドして光学的に透明な混合物を形成することができる。混合物を、熱又は化学線にさらすことで、重合させ(て混合物中の反応開始剤を分解す)ることができる。これを架橋剤の添加前に実施してコーティング可能なシロップを形成することができ、続いてこれに1つ以上の架橋剤、及び追加の反応開始剤を加えることができ、このシロップをライナーにコーティングし、加えた反応開始剤の反応開始条件に更にさらすことで硬化(すなわち、架橋)させることができる。あるいは、架橋剤及び反応開始剤は、モノマー混合物に加えることができ、モノマー混合物は、一工程で重合及び硬化の両方を行うことができる。所望のコーティング粘度により、どの手順を使用するかを決定することができる。開示される接着剤組成物又は前駆体は、ロールコーティング、スプレーコーティング、ナイフコーティング、ダイコーティング、及び同様のものなど任意の様々な既知のコーティング技術によりコーティングされてよい。あるいは、接着剤前駆体組成物を液体として送達させて、2つの基材間の隙間を満たし、続いて熱又はUVにさらして組成物を重合及び硬化させてもよい。開示の物品中の接着剤層の厚さは、約5マイクロメートルを超え、約10マイクロメートルを超え、約15マイクロメートルを超え、又は更に約20マイクロメートルを超える傾向がある。厚さは、しばしば、約1000マイクロメートル未満、約250マイクロメートル未満、約200マイクロメートル未満、又は更に約175マイクロメートル未満である。例えば、厚さは、約5〜約1000マイクロメートル、約10〜約500マイクロメートル、約25〜約250マイクロメートル、又は約50〜約175マイクロメートルであり得る。ディスプレイ用途において有用であるためには、接着剤の厚さが大きくなればなるほど、接着剤が有する曇点耐性は大きくなければならない。
感圧性接着剤層は、光学的に透明であってよい。本明細書で使用するとき、用語「光学的に透明」は、波長範囲400〜700nmにおいて、約90パーセントを超える視感透過率、約2パーセント未満の曇度、及び約1パーセント未満の不透明度を有する材料を指す。視感透過率及び曇度の両方は、例えば、ASTM−D 1003−95を使用して決定することができる。通常、光学的に透明な接着剤は、目視で気泡を有さない状態であり得る。
感圧性接着剤層は、その層が使用される物品の寿命にわたって、光学的透明性、結合強度、及び層間剥離への耐性を維持することが望ましい。接着剤がこれらの望ましい特性をおそらく有するかどうかは、促進老化試験を利用して決定することができる。感圧性接着剤層は、この試験用の2つの基材間に配置することができる。次に、得られる積層体を、高温に、必要に応じて、高湿条件と組み合わせて、暫くの間さらす。例えば、曇点耐性感圧性接着剤層は、90℃でおよそ500時間、湿度調整なしに(すなわち、オーブン中の相対湿度が通常約10パーセント未満又は約20パーセント未満)老化させた後、その光学的透明性を維持できることが多い。あるいは、曇点耐性感圧性接着剤は、70℃でおよそ72時間、約90パーセントの相対湿度で老化させた後、その光学的透明性を維持できることが多い。最も重要なことに、曇点耐性感圧性接着剤はを、70℃でおよそ72時間、約90パーセントの相対湿度で老化させ、周囲条件に急速に冷却(すなわち数分以内)した後、その光学的透明性を維持できることが多い。老化後、450ナノメートル(nm)〜650nmの接着剤の平均透過率は、約85パーセントを超えることができ、曇度は約2パーセント未満であり得る。
光学フィルム又は光学的に透明な基材、及び光学フィルム又は基材の少なくとも1つの主表面に隣接した曇点耐性の光学的に透明な感圧性接着剤層を含む積層体を提供する。物品は、別の基材(例えば、感圧性接着剤層に恒久的に又は一時的に付着しているもの)、別の接着剤層、又はそれらの組み合わせを更に含むことができる。本明細書で使用するとき、用語「隣接した」は、直接接触している、又はプライマー若しくはハードコーティングなどの1つ以上の薄層で分離されている、2層を指すのに使用され得る。隣接した層は、直接接触していることが多い。更に、基材のうち少なくとも1つが光学フィルムである2つの基材間に配置された曇点耐性感圧性接着剤層を含む積層体を提供する。光学フィルムは、フィルムの表面に突き当たる光を故意に向上、操作、制御、維持、伝導、反射、屈折、吸収、遅延、又はその他の方法で変更する。積層体に含まれるフィルムとして、偏光器、干渉偏光器、反射偏光器、拡散体、有色の光学フィルム、鏡、ルーバ光学フィルム、光制御フィルム、透明シート、輝度向上フィルム、防眩フィルム、及び反射防止フィルム、並びに同様のものなどの、光学的機能を有する多種の材料が挙げられる。提供される積層体用のフィルムとして、四分の一波長及び半波長の位相遅延光学素子などの遅延板も挙げられる。他の光学的に透明なフィルムとして、飛散防止フィルム(anti-splinter films)及び電磁干渉フィルタが挙げられる。
いくつかの実施形態では、得られる積層体は光学素子であってよく、又は光学素子を調製するのに使用することができる。本明細書で使用するとき、用語「光学素子」は、光学的効果又は光学的用途を有する物品を指す。光学素子は、例えば、電子機器ディスプレイ、建築用途、交通用途、投影用途、光通信用途、及びグラフィックス用途に使用することができる。好適な光学素子として、グレージング(例えば、窓及びフロントガラス)、スクリーン又はディスプレイ、ブラウン管、及び反射器が挙げられるが、それらに限定されない。
代表的な光学的に透明な基材として、ディスプレイパネル、例えば液晶ディスプレイ、OLEDディスプレイ、タッチパネル、エレクトロウェッティング方式ディスプレイ又はブラウン管、窓又はグレージング、光学構成要素、例えば反射器、偏光器、回折格子、鏡、又はカバーレンズ、別のフィルム、例えば装飾フィルム又は別の光学フィルムが挙げられるが、それらに限定されない。
光学的に透明な基材の代表例として、ポリカーボネート、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート)、ポリウレタン、ポリ(メタ)アクリレート(例えば、ポリメチルメタクリレート)、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びセルローストリアセテート)を含有するものを含む、ガラス及びポリマー基材が挙げられる。通常、カバーレンズは、ガラス、ポリメチルメタクリレート、又はポリカーボネートで作製することができる。
他の実施形態では、基材は剥離ライナーであってよい。任意の好適な剥離ライナーを使用してよい。代表的な剥離ライナーとして、紙(例えば、クラフト紙)又はポリマー材料(例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンビニルアセテート、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、及び同様のもの)から調製されるものが挙げられる。少なくとも一部の剥離ライナーは、シリコーン含有材料又はフルオロカーボン含有材料などの剥離剤の層でコーティングされている。代表的な剥離ライナーとして、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にシリコーン剥離コーティングを有する、CP Film(Martinsville,VA)から商品名「T−30」及び「T−10」として市販されているライナーが挙げられるが、それらに限定されない。
剥離ライナーは、光学フィルムを別の基材に接着させるために除去することができる(すなわち、剥離ライナーの除去により接着剤層の表面が露出し、続いて別の基材表面に結合されることができる)。接着剤層は、この他の基材に恒久的に結合されることが多いが、場合によっては、接着はディスプレイの再加工を可能にすることに限定されることがある。
積層体は、次の特性のうち少なくとも1つを有する。すなわち、感圧性接着剤層は、物品の有用寿命が終わるまで光透過率を有する、感圧性接着剤は、物品の層間で十分な結合力を維持することができる、感圧性接着剤は、層間剥離に抵抗するか又は層間剥離を避けることができる、及び感圧性接着剤は、有用寿命が終わるまで接着剤層の発泡に抵抗することができる。気泡形成への耐性及び光透過率の維持は、促進老化試験を利用して評価することができる。積層体は、しばしば、高温(例えば、60〜90℃)に、必要に応じて高湿条件下で(例えば、相対湿度80〜90パーセント)さらされても、暫くの間(例えば、1日〜1ヶ月)持ちこたえることができる。とりわけ、本開示の積層体は、高温高湿(例えば、60〜90℃及び相対湿度80〜90パーセント)に長くさらされ、引き続いて周囲条件に急速冷却(例えば、高熱高湿にさらされた後、数分以内に室温に冷却)された後でも、低曇度及び高透過率を維持する。
本開示の接着剤組成物を、偏光器などの光学素子の片側又は両側に直接適用してよい。偏光器は、防眩層、保護層、反射層、位相遅延層、広角補償層、及び輝度向上層などの追加層を含んでよい。いくつかの実施形態では、本開示の感圧性接着剤を、液晶セルの片側又は両側に適用してよい。本開示の感圧性接着剤を、偏光器を液晶セルに接着するのに使用してもよい。光学積層体の更に別の代表的なセットとして、カバーレンズのLCDパネルへの適用、タッチパネルのLCDパネルへの適用、カバーレンズのタッチパネルへの適用、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
図1は、提供される光学的に透明な積層体の一実施形態の断面図である。積層体100は、基材102にコーティングされた曇点耐性接着剤組成物104を有する。光学フィルム106は、接着剤組成物104に接触している。積層体は、光学的に透明な、曇り耐性光学素子を提供する。
本発明の目的及び利点を、以下の実施例によって更に例示するが、これらの実施例において列挙される特定の材料及びその量並びに他の諸条件及び詳細によって、本発明を不当に制限するものではないと解釈すべきである。
促進老化試験方法
積層体を、125μm厚のポリエステルフィルム(MELINEX 716、DuPont Company、Wilmington、DEより入手可能)を、OCA(175μm厚)を使用してフロートガラスプレートに結合させることにより調製した。積層体を、70℃/相対湿度(RH)90%に設定したオーブン内に設置した。72時間後、積層体をオーブンから取り出し、室温に冷却し、目視で観察した。目視観察に加え、透過率パーセント及び曇度%の測定も、例えばByk−Gardner TCS Plus分光測光器を使用して実施することができた。本試験では、上記と同じ光学積層体を使用する。試験中、背景を、PET及びガラスのみを使用して決定する。このため、報告される数値は、接着剤についてのみである。本開示の接着剤は、通常、曇度5%未満を示し、促進老化試験にかけた後は、曇度2%未満を示すのが好ましい。
曇度試験では、「曇り」は、10%以上の曇度を意味し、「わずかな曇り」は、5%未満の曇度値を意味し、「透明」は、2%未満の曇度値を意味する。
透湿度(MTVR)
50μm(2ミル)厚のOCA試料を、接着剤を担持するチーズクロスの裏材に積層した。本試料を、接着剤を下側にして、50mLの蒸留水の入った、直径2.54cmの開口部付きガラスジャーの最上部に設置した。接着剤を、オープンリングカバーで定位置に保持し、接着剤とガラスジャーとの間に固い密封を確保した。本試料を、相対湿度20%及び40℃の温度に設定したオーブンに約24時間、ジャーを直立(すなわち、水は試料に触れない)にして設置した。試料の重量喪失を、試験期間が終わるまで測定することにより、透湿度をg/平方メートル/24時間で計算した。
(実施例1)
モノマープレミックスを、IRGACURE 651(0.1部)、EHA(55部)、iBOA(40部)、及びNVC(5部)を使用して調製した。本混合物を、窒素リッチ雰囲気下にて紫外線にさらすことで、部分的に重合させて、約3Pa.s(3000cps)の粘度を有するコーティング可能なシロップを得た。次に、HDDA(0.1部)、CD552(5部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をシロップに加え、シロップを、2つのシリコン処理した剥離ラインの間で175μmの厚さにてナイフコーティングした。次に、得られたコーティング材を、351nmで最大の、300〜400nmのスペクトル出力を有する低強度紫外線(1J/cmの全エネルギー)にさらした。得られたOCAを、促進老化試験方法のセクションの手順により積層した。
(実施例2)
シロップ調製工程後、HDDA(0.1部)、CD552(10部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)を使用したという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
(実施例3)
1Lボトルを、VAZO67(0.35g)、BA(58.0g)、MA(40.0g)、HEA(2.0g)、CD552(20部)、IOTG(0.2部)及びトルエン(280g)で満たした。溶液は窒素気泡で10分間脱気し、次に58℃で水浴にて24時間攪拌しながら加熱した。次に、追加のEtOAc(210g)及びトルエン(40g)を加えて、固形分20%の粘稠溶液を得た。溶液を、Desmodur L−75(0.10部)と混合し、機械式ローラー上に30分間置いた。次に、溶液を剥離ライナー上にコーティングし、70℃で乾燥して、25μmの最終OCA厚とした。試験用の厚いOCA試料を、7つの25μm試料を共に積層することにより作製した。
(実施例4)
HDDA(0.1部)、SR9036(2部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
(実施例5)
HDDA(0.1部)、SR9036(5部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
(実施例6)
HDDA(0.1部)、HEA(10部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
(実施例7)
HDDA(0.1部)、HEA(20部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
(実施例8)
HDDA(0.1部)、4HBA(10部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
(実施例9)
HDDA(0.1部)、4HBA(20部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
(実施例10)
HDDA(0.1部)、Bisomer PPA6(50部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
比較例1
HDDA(0.1部)及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。
比較例2
満たすモノマーをBA(58部)、MA(40部)、及びHEA(2部)としたという点を除き、実施例3と同じ手順を使用した。
比較例3
HDDA(0.1部)、Bisomer PPA6(20部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、実施例1と同じ手順を使用した。

CE=比較例
結果は、曇り性(曇り)を、親水性部分をOCAに組み込むことにより低減できることを示す。これは、ポリエチレンオキシドを含有するもの(例えば、CD552又はSR9036など)などの、増量のポリマー親水性化合物を組み込んで、又はモノマーを高ヒドロキシル等量の含有量(例えば、4HBA又はHEAなど)で使用することにより達成することができる。曇り性の低減は、アルキル基中に1〜14個の炭素原子を有する、約60〜約95重量部のアルキルアクリレート、400未満のOH等量を有する、約15〜約50部のヒドロキシル含有モノマーの接着剤組成物の際に、向上する。
比較例4
モノマープレミックスを、IRGACURE 651(0.1部)、EHA(55部)、iBOA(40部)、及びNVC(5部)を使用して調製した。本混合物を、窒素リッチ雰囲気下にて紫外線にさらすことで、部分的に重合させて、約3Pa.s(3000cps)の粘度を有するコーティング可能なシロップを得た。次に、HDDA(0.15部)及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をシロップに加え、シロップを、2つのシリコン処理した剥離ラインの間で50μmの厚さにてナイフコーティングした。次に、得られたコーティング材を、300〜400nmのスペクトル出力を有する低強度紫外線(1J/cmの全エネルギー)にさらした。得られたOCAを使用して、透湿度試験の説明の手順に従って試験試料を調製した。
比較例5
IOA(84部)、iBOA(15部)、及びAA(1部)のモノマー比並びに0.1部のHDDAを使用したという点を除き、比較例4で述べたのと同じ手順を使用した。
(実施例11)
IOA(90部)及びAA(10部)のモノマー比並びに0.1部のHDDAを使用したという点を除き、比較例4で述べたのと同じ手順を使用した。
(実施例12)
IOA(87.5部)及びAA(12.5部)のモノマー比並びに0.065部のHDDAを使用したという点を除き、比較例4で述べたのと同じ手順を使用した。
(実施例13)
EHA(55部)、iBOA(15部)、及びHEA(30部)のモノマー比並びに0.05部のHDDAを使用したという点を除き、比較例4で述べたのと同じ手順を使用した。
(実施例14)
感圧性接着剤組成物は、各構成要素の量を変更して、MW PDMSジアミン(/1000)/モル Dytek Aポリアミン/重量% MQ樹脂が33/0.5/50となる感圧性接着剤組成物を得るようにしたという点を除いて、米国特許第6,569,521号(Sheridan)(その全文は参照により本明細書に組み込まれる)の実施例27の方法に従って調製した。
上記のデータは、およそ300g/m/日以下の透湿度を有する光学的に透明な接着剤が促進老化試験で曇りを示すことを論証する。同様に、およそ400g/m/日又は500g/m/日以上の透湿度を有する試料は、同試験で何の曇りの発生も示さない。
(実施例15)
モノマープレミックスを、IRGACURE 651(0.04部)、DMAPMA(0.5部)、EHA(65部)、iBOA(20部)、及びHEA(15部)を使用して調製した。混合物を、窒素リッチ雰囲気下にて紫外線にさらすことで、部分的に重合させて、約1.5Pa.s(1500cps)の粘度を有するコーティング可能なシロップを得た。次に、HDDA(0.1部)及び追加のIRGACURE 651(0.11部)をシロップに加え、シロップを、2つのシリコン処理した剥離ラインの間で175μmの厚さにてナイフコーティングした。次に、得られたコーティング材を、351nmで最大の、300〜400nmのスペクトル出力を有する低強度紫外線(1J/cmの全エネルギー)にさらした。得られたOCAを、125マイクロメートル厚のポリエステルフィルム(DuPontより入手可能なMelinex 617)とMR200又はMR58のいずれかより選択した1mm厚のプラスチックパネルとの間に積層した(ポリカーボネート側)。積層した試料を、乾燥オーブンに摂氏85度の温度にてさらし、試料を、曇りの発生、層間剥離、及び気泡の存在について監視した。試験は、1週間後中止した。観察された失敗の状態を下の表3に注記した。
(実施例16)
主なモノマー比をEHA(60部)、iBOA(25部)、及びHEA(15部)に調整したという点を除き、実施例15と同じ手順を使用した。
(実施例17)
主なモノマー比をEHA(65部)、iBOA(15部)、及びHEA(20部)に調整したという点を除き、実施例15と同じ手順を使用した。
(実施例18)
主なモノマー比をEHA(60部)、iBOA(20部)、及びHEA(20部)に調整したという点を除き、実施例15と同じ手順を使用した。
(実施例19)
主なモノマー比をEHA(55部)、iBOA(25部)、及びHEA(20部)に調整したという点を除き、実施例15と同じ手順を使用した。
(実施例20)
主なモノマー比をEHA(60部)、iBOA(10部)、及びHEA(30部)に調整したという点を除き、実施例15と同じ手順を使用した。HDDA含有量も、0.05部でわずかに低かった。
(実施例21)
主なモノマー比をEHA(55部)、iBOA(15部)、及びHEA(30部)に調整したという点を除き、実施例15と同じ手順を使用した。HDDA含有量も、0.05部でわずかに低かった。
表3の試料は、製剤中のHEAの量が15から20、30部に増加するにつれ、製剤寛容度が増大することを示す。15部のHEAより低いレベルでの試料を、試験中、気泡を示すことなく製剤することはできなかった。どの試料も、基材から曇り性又は層間剥離を示さなかった。表3を参照すると、「合格」の表記は、試料が、上記の通り、試験される環境条件(60℃/85% RH又は85℃、乾燥)に1週間さらされた際、いかなる気泡も露呈せず、いかなる層間剥離も受けず、曇るか又は白くならなかったことを意味する。
当業者には、本開示の範囲及び趣旨を逸脱することなく、本開示に対する様々な修正及び変更が自明であろう。本開示が、本明細書に記載した例示的な実施形態及び実施例によって不当に制限されるものではないこと、並びにそのような実施例及び実施形態が、本明細書に記載の以下のような請求項によってのみ制限されるように意図された本開示の範囲内の単なる例を表していることを理解すべきである。
参考例1)
モノマープレミックスを、IRGACURE 651(0.1部)、EHA(55部)、iBOA(40部)、及びNVC(5部)を使用して調製した。本混合物を、窒素リッチ雰囲気下にて紫外線にさらすことで、部分的に重合させて、約3Pa.s(3000cps)の粘度を有するコーティング可能なシロップを得た。次に、HDDA(0.1部)、CD552(5部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をシロップに加え、シロップを、2つのシリコン処理した剥離ラインの間で175μmの厚さにてナイフコーティングした。次に、得られたコーティング材を、351nmで最大の、300〜400nmのスペクトル出力を有する低強度紫外線(1J/cmの全エネルギー)にさらした。得られたOCAを、促進老化試験方法のセクションの手順により積層した。
参考例2)
シロップ調製工程後、HDDA(0.1部)、CD552(10部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)を使用したという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
参考例3)
1Lボトルを、VAZO67(0.35g)、BA(58.0g)、MA(40.0g)、HEA(2.0g)、CD552(20部)、IOTG(0.2部)及びトルエン(280g)で満たした。溶液は窒素気泡で10分間脱気し、次に58℃で水浴にて24時間攪拌しながら加熱した。次に、追加のEtOAc(210g)及びトルエン(40g)を加えて、固形分20%の粘稠溶液を得た。溶液を、Desmodur L−75(0.10部)と混合し、機械式ローラー上に30分間置いた。次に、溶液を剥離ライナー上にコーティングし、70℃で乾燥して、25μmの最終OCA厚とした。試験用の厚いOCA試料を、7つの25μm試料を共に積層することにより作製した。
参考例4)
HDDA(0.1部)、SR9036(2部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
参考例5)
HDDA(0.1部)、SR9036(5部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
参考例6)
HDDA(0.1部)、HEA(10部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
(実施例7)
HDDA(0.1部)、HEA(20部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
参考例8)
HDDA(0.1部)、4HBA(10部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
(実施例9)
HDDA(0.1部)、4HBA(20部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
(実施例10)
HDDA(0.1部)、Bisomer PPA6(50部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
比較例1
HDDA(0.1部)及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
比較例2
満たすモノマーをBA(58部)、MA(40部)、及びHEA(2部)としたという点を除き、参考例3と同じ手順を使用した。
比較例3
HDDA(0.1部)、Bisomer PPA6(20部)、及び追加のIRGACURE 651(0.16部)をコーティング可能なシロップに加えたという点を除き、参考例1と同じ手順を使用した。
参考例11)
IOA(90部)及びAA(10部)のモノマー比並びに0.1部のHDDAを使用したという点を除き、比較例4で述べたのと同じ手順を使用した。
参考例12)
IOA(87.5部)及びAA(12.5部)のモノマー比並びに0.065部のHDDAを使用したという点を除き、比較例4で述べたのと同じ手順を使用した。
参考例14)
感圧性接着剤組成物は、各構成要素の量を変更して、MW PDMSジアミン(/1000)/モル Dytek Aポリアミン/重量% MQ樹脂が33/0.5/50となる感圧性接着剤組成物を得るようにしたという点を除いて、米国特許第6,569,521号(Sheridan)(その全文は参照により本明細書に組み込まれる)の実施例27の方法に従って調製した。

Claims (16)

  1. 少なくとも1つの主表面を有する第一基材と、
    少なくとも1つの主表面を有する第二基材と、
    前記第一基材の少なくとも1つの主表面と前記第二基材の少なくとも1つの主表面との間で、前記第一基材の少なくとも1つの主表面と前記第二基材の少なくとも1つの主表面と接触して位置する、曇点耐性の光学的に透明な接着剤組成物と、
    を含む、光学的に透明な積層体であって、前記接着剤組成物は、
    アルキル基中に1〜14個の炭素原子を有する、約60〜約95重量部のアルキルアクリレートと、
    0〜約5部の共重合可能な極性モノマーと、
    400未満のOH等量を有する、約5〜50部のヒドロキシル含有モノマーと、
    を含む前駆体から誘導される、光学的に透明な積層体。
  2. 前記第一基材、前記第二基材、又は前記第一基材及び前記第二基材の両方が、ディスプレイパネル、タッチパネル、光学フィルム、カバーレンズ、又は窓から選択される、請求項1に記載の光学的に透明な積層体。
  3. 前記カバーレンズが、ガラス、ポリメチルメタクリレート、又はポリカーボネートのうち少なくとも1つを含む、請求項2に記載の光学的に透明な積層体。
  4. 前記ディスプレイパネルが、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、OLEDディスプレイ、エレクトロウェッティング方式ディスプレイ、及びブラウン管ディスプレイから選択される、請求項2に記載の光学的に透明な積層体。
  5. 前記光学フィルムが、反射器、偏光器、鏡、防眩若しくは反射防止フィルム、飛散防止フィルム、拡散体、又は電磁干渉フィルタから選択される、請求項2に記載の光学的に透明な積層体。
  6. 前記接着剤組成物が、約100μmを超える厚さを有する、請求項3に記載の積層体。
  7. 少なくとも70℃及び相対湿度90%の環境に少なくとも72時間定置させ、室温に冷却してから観察して透明なままである、請求項3に記載の積層体。
  8. 約15〜約15部のヒドロキシル官能性モノマーを含む、請求項1に記載の積層体であって、
    前記積層体が、60℃及び相対湿度90%にて1週間、又は85℃、乾燥環境中にて1週間のいずれかの環境条件にさらされた後、気泡を露呈せず、層間剥離せず、又は曇らない、積層体。
  9. 前記基材のうち少なくとも1つが、ポリカーボネート又はポリ(メチル)メタクリレートである、請求項8に記載の積層体。
  10. 100部のアルキルアクリレート及び共重合可能な極性モノマーに対し、
    前記アルキル基中に1〜14個の炭素を有する、約75〜約95重量部の前記アルキルアクリレートと、
    約1〜約25部の親水性ポリマー化合物と、
    を含む前駆体から誘導される、光学的に透明な接着剤組成物。
  11. 100部のアルキルアクリレート及びヒドロキシル含有モノマーに対し、
    前記アルキル基中に1〜14個の炭素を有する、約65〜約90重量部の前記アルキルアクリレートと、
    約15〜約30重量部の前記ヒドロキシル含有モノマーと、
    を含む、請求項10に記載の光学的に透明な接着剤組成物。
  12. 前記アルキルアクリレートが、2−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、又はそれらの組み合わせを含む、請求項11に記載の光学的に透明な接着剤組成物。
  13. 約55〜約65重量パーセントの2−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、又はそれらの組み合わせと、
    約10〜約25重量パーセントのイソボルニルアクリレートと、
    約15〜約30重量パーセントの2−ヒドロキシエチルアクリレートと、
    を含む、請求項12に記載の光学的に透明な接着剤組成物。
  14. 少なくとも1つの主表面を有する第一基材と、
    少なくとも1つの主表面を有する第二基材と、
    前記第一基材の少なくとも1つの主表面と前記第二基材の少なくとも1つの主表面との間で、前記第一基材の少なくとも1つの主表面と前記第二基材の少なくとも1つの主表面と接触して位置する、曇点耐性の光学的に透明な接着剤組成物と、
    を含む、光学的に透明な積層体であって、前記接着剤が、少なくとも400g/m/日の透湿度を有する、光学的に透明な積層体。
  15. 少なくとも500g/m/日の透湿度を有する、請求項14に記載の光学的に透明な積層体。
  16. 前記光学的に透明な接着剤組成物が、100部のアルキルアクリレート及びヒドロキシル含有モノマーに対し、
    前記アルキル基中に1〜14個の炭素を有する、約65〜約90重量部の前記アルキルアクリレートと、
    約15〜約30重量部の前記ヒドロキシル含有モノマーと、
    を含む、請求項14に記載の光学的に透明な積層体。
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