JP2013148722A - 粘着剤層付光学フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アンモニアを含有する水分散型粘着剤から形成された粘着剤層を有する粘着剤層付光学フィルムであって、高熱、高湿度環境下においても光学特性の変化を小さく抑えることができる粘着剤層付光学フィルムを提供すること。
【解決手段】粘着剤層は、当該粘着剤層に起因して測定される、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gであり、かつ、前記粘着剤層に、90℃で1000時間の加熱耐久性試験と60℃、95%R.H.で1000時間の湿熱耐久性試験を施した場合における、粘着剤層1gあたりに含まれる前記加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験の前後でのアンモニアの変化量(μg/g)が、いずれも0〜500μg/gであり、光学フィルムが、偏光度99.99%以上の偏光フィルムを有する粘着剤層付光学フィルム。
【選択図】なし
【解決手段】粘着剤層は、当該粘着剤層に起因して測定される、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gであり、かつ、前記粘着剤層に、90℃で1000時間の加熱耐久性試験と60℃、95%R.H.で1000時間の湿熱耐久性試験を施した場合における、粘着剤層1gあたりに含まれる前記加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験の前後でのアンモニアの変化量(μg/g)が、いずれも0〜500μg/gであり、光学フィルムが、偏光度99.99%以上の偏光フィルムを有する粘着剤層付光学フィルム。
【選択図】なし
Description
本発明は、粘着剤層が光学フィルムに設けられている粘着剤層付光学フィルムに関する。また、本発明は、前記粘着剤層付光学フィルムを用いた液晶表示装置、有機EL表示装置、CRT、PDP等の画像表示装置および前面板などの画像表示装置と共に使用される部材、に関する。前記光学フィルムとしては、偏光フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルム、輝度向上フィルムや、反射防止フィルム等の表面処理フィルム、さらにはこれらが積層されているものを用いることができる。
液晶表示装置および有機EL表示装置等は、その画像形成方式から、例えば、液晶表示装置では、液晶セルの両側に偏光素子を配置することが必要不可欠であり、一般的には偏光フィルムが貼着されている。また液晶パネルおよび有機ELパネル等の表示パネルには偏光フィルムの他に、ディスプレイの表示品位を向上させるために様々な光学素子が用いられるようになってきている。また液晶表示装置や有機EL表示装置、CRT、PDP等の画像表示装置を保護したり、高級感を付与したり、デザインを差別化するために前面板が使用されている。これら液晶表示装置および有機EL表示装置等の画像表示装置や前面板などの画像表示装置と共に使用される部材には、例えば、着色防止としての位相差フィルム、液晶ディスプレイの視野角を改善するための視野角拡大フィルム、さらにはディスプレイのコントラストを高めるための輝度向上フィルム、表面の耐擦傷性を付与するために用いられるハードコートフィルム、画像表示装置に対する写り込みを防止するためのアンチグレア処理フィルム、アンチリフレクティブフィルム、ローリフレクティブフィルムなどの反射防止フィルム等の表面処理フィルムが用いられている。これらのフィルムは総称して光学フィルムと呼ばれる。
前記光学フィルムを液晶セルおよび有機ELパネル等の表示パネル、または前面板に貼着する際には、通常、粘着剤が使用される。また、光学フィルムと液晶セルおよび有機ELパネル等の表示パネル、または前面板、または光学フィルム間の接着は、通常、光の損失を低減するため、それぞれの材料は粘着剤を用いて密着されている。このような場合に、光学フィルムを固着させるのに乾燥工程を必要としないこと等のメリットを有することから、光学フィルムの片側に予め粘着剤層として設けられた粘着剤層付光学フィルムが一般的に用いられる。
前記粘着剤層付光学フィルムは、テレビ、モニター、カーナビゲーション、携帯電話等の画像表示装置の用途が拡大するにつれて、種々の環境条件での高耐久性、例えば、高熱、高湿度環境下に長時間放置されて使用されて場合であっても、光学特性が変化しないこと(偏光フィルムでは透明保護フィルムが分解劣化しないこと、偏光特性が変化しないこと)や、粘着剤層の発泡や剥離等の外観欠点が発生しないことが求められている。特に、液晶ディスプレイの大型化、高輝度化、高精細化により、従来の粘着剤層付光学フィルムよりも、外観向上への要求はますます大きくなっている。
前記透明保護フィルムの分解劣化を防ぐために、粘着剤のアクリル酸量を少なくする方法(特許文献1)や、粘着剤に3級アミンを添加する方法(特許文献2)が知られている。しかし、これらの方法では、偏光フィルムの偏光特性の変化や粘着剤層の発泡、剥離を抑制できていなかった。
また、粘着剤層付光学フィルムにおいて、粘着剤層の形成には、従来、溶剤型の粘着剤が用いられていたが、近年、環境負荷の観点から有機溶剤の使用を低減することが望まれており、溶媒として有機溶剤を使用せず、水を分散媒として使用する水分散型粘着剤への転換が望まれている。例えば、水分散型粘着剤を用いて形成された、厚み5μm〜50μmの粘着剤層を有する粘着剤層付光学フィルムにおいて、粘着剤層に起因するアンモニア量を10ng以上、粘着剤層付光学フィルム1cm2あたりに含まれる全アンモニア量を10ng2000ng以下に制御することにより、光学フィルムとして偏光フィルムを用いた場合の偏光特性の変化を抑制できることが提案されている(特許文献3)。
アンモニアを含有する水分散型粘着剤は、液体状態での水分散液(例えば、エマルション粒子)の分散安定性を確保するために、通常、酸成分を有する。例えば、水分散型アクリル系粘着剤では、ベースポリマーであるアクリル系ポリマーの形成にアクリル酸等の酸成分が用いられる。しかし、前記酸成分がそのままの状態で水分散液中に存在すると、水分散液の安定性を十分確保することができないため、通常、前記酸成分は、アンモニア等のアルカリにより酸成分を中和することで、水分散液の分散安定性を確保している。特許文献3では、粘着剤層付光学フィルムにスジ、ムラ等の外観欠点を抑制する観点から前記水分散型粘着剤により形成された粘着剤層に含まれるアンモニアに起因して測定される、粘着剤層付光学フィルム1cm2あたりに含まれるアンモニア量を10ng以上に制御し、かつ、粘着剤層付光学フィルムの高耐久性等の点から全アンモニア量が2000ng以下になるように制御している。
しかしながら、前記特許文献3に記載のアンモニア量に関する条件を満足するだけでは、偏光フィルムの偏光特性の変化を抑制することが出来ない場合もあった。特に最近では、偏光フィルムとして薄型化、高偏光度化したものが用いられるようになっているが、このような偏光フィルムを用いた場合は、高熱、高湿度環境下における光学耐久性を満足させることができなくなってきた。
本発明は、高偏光度の偏光フィルムを含有する光学フィルムに、アンモニアを含有する水分散型粘着剤から形成された粘着剤層が積層されている粘着剤層付光学フィルムであって、高熱、高湿度環境下においても光学特性の変化を小さく抑えることができる粘着剤層付光学フィルムを提供することを目的とする。
また、本発明は、前記粘着剤層付光学フィルムを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記の粘着剤層付光学フィルム等により前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、光学フィルムの少なくとも片面に、アンモニアを含有する水分散型粘着剤から形成された光学フィルム用粘着剤層が積層されている粘着剤層付光学フィルムであって、
前記粘着剤層は、当該粘着剤層に起因して測定される、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gであり、かつ、
前記粘着剤層に、90℃で1000時間の加熱耐久性試験と60℃、95%R.H.で1000時間の湿熱耐久性試験を施した場合における、粘着剤層1gあたりに含まれる前記加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験の前後でのアンモニアの変化量(μg/g)が、いずれも0〜500μg/gであり、
前記光学フィルムが、偏光度99.99%以上の偏光フィルムを有することを特徴とする粘着剤層付光学フィルム、に関する。
前記粘着剤層は、当該粘着剤層に起因して測定される、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gであり、かつ、
前記粘着剤層に、90℃で1000時間の加熱耐久性試験と60℃、95%R.H.で1000時間の湿熱耐久性試験を施した場合における、粘着剤層1gあたりに含まれる前記加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験の前後でのアンモニアの変化量(μg/g)が、いずれも0〜500μg/gであり、
前記光学フィルムが、偏光度99.99%以上の偏光フィルムを有することを特徴とする粘着剤層付光学フィルム、に関する。
前記粘着剤層付光学フィルムにおいて、水分散型粘着剤としては、水分散型アクリル系粘着剤が好ましい。前記水分散型アクリル系粘着剤としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び酸性基含有モノマーを含有するモノマー成分を、乳化剤の存在下に重合して得られる共重合体エマルションを含有し、かつ、全モノマー成分及び乳化剤の合計100重量部に対する、前記酸性基含有モノマーおよび乳化剤の合計量が0.1〜7重量部であるものが好適である。
前記粘着剤層付光学フィルムは、前記偏光フィルムが、偏光子と当該偏光子の少なくとも片面に設けられた透明保護フィルムを有し、かつ、前記少なくとも片面の透明保護フィルムは厚みが40μm以下であり、当該透明保護フィルムに前記粘着剤層が直接、積層されているものに対して好適に用いることができる。
前記粘着剤層付光学フィルムは、前記偏光フィルムが、偏光子を有し、当該偏光子の少なくとも片面に前記粘着剤層が直接、設けられているものに対して好適に用いることができる。
さらに本発明は、前記粘着剤層付光学フィルムを少なくとも1枚用いていることを特徴とする画像表示装置、に関する。
特許文献3では、アンモニアを含有する水分散型粘着剤により粘着剤層を形成し、1cm2あたりに含まれるアンモニア量を10ng以上2000ng以下に制御しているが、粘着剤層中のアンモニア量が前記範囲であっても、アンモニア量が多い場合には粘着剤層に存在するアンモニアが、高熱、高湿度環境下における光学耐久性試験を満足できない場合がある。例えば、光学フィルムとして高偏光度の偏光フィルムを用いた場合には偏光度を低下させて、光学特性の劣化を招くことがあることが明らかになった。特に、粘着剤層が薄くなり単位体積あたりのアンモニア量が多くなる場合には、加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験の前後でのアンモニア変化量が大きくなり光学耐久性が悪化する場合があった。
本発明の粘着剤層付光学フィルムにおける粘着剤層は、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gになるように制御しており、粘着剤層が薄くなった場合においても、単位体積あたりのアンモニア量が多くなりすぎないように、粘着剤層中のアンモニア量を所定範囲に制御している。このように、粘着剤層中のアンモニア量を制御することで、粘着剤層が形成された当初の状態(塗布・乾燥後の状態)におけるアンモニア量と、加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験を施した後においても粘着剤層中の残留アンモニア量の差が所定量以下になるように制御することができる。光学耐久性試験時には、粘着剤層からアンモニアが揮発またはブリードアウトすることにより、偏光子にダメージを与え、偏光度を低下させるために光学特性の劣化を招くものと考えられるが、本発明の粘着剤層は、加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験の前後において、粘着剤層中のアンモニアの含有量の変化量が0〜500μg/gの小さい範囲に抑制されており、高偏光度の偏光フィルムを用いた場合においても光学特性の劣化を小さく抑えることができると考えられる。
本発明の粘着剤層付光学フィルムにおける粘着剤層は、当該粘着剤層に起因して測定される、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gである。前記アンモニア量は、好ましくは20〜300μg/gであり、更に好ましくは50〜200μg/gである。前記アンモニア量が500μg/gを超えると、高熱、高湿度環境下において粘着剤層からアンモニアが揮発やブリードアウトすることにより偏光子にダメージを与え、偏光度を低下させて光学特性が劣化する。一方、前記アンモニア量を10μg/gより小さくするには、粘着剤層の形成工程において、乾燥熱を多量にかける必要があり、そのためには高温で乾燥する必要がある。このような場合には、粘着剤層が黄変してしまい光学特性を悪化させてコントラストが低下するので好ましくない。
また、本発明の粘着剤層付光学フィルムにおける粘着剤層は、当該粘着剤層に、90℃で1000時間の加熱耐久性試験を施した場合における、粘着剤層1gあたりに含まれる前記加熱耐久性試験の前後でのアンモニアの変化量(μg/g)が0〜500μg/gである。また、前記粘着剤層は、60℃、95%R.H.で1000時間の加湿耐久性試験を施した場合における、粘着剤層1gあたりに含まれる前記加湿耐久性試験の前後でのアンモニアの変化量が、前記同様に、0〜500μg/gである。前記アンモニアの変化量は、好ましくは0〜300μg/g、更に好ましくは0〜200μg/gである。前記アンモニア変化量が500μg/gを超えると、粘着剤層から揮発やブリードアウトし、薄型の保護フィルムを通過して偏光子にダメージを与え、偏光度を低下させて光学特性が劣化する。一方、前記アンモニアの変化量が小さくなればなるほど、90℃の高温や60℃、95%R.H.の高湿のような過酷な条件でも偏光度の低下がなく良好である。
本発明の粘着剤層は、アンモニアを含有する水分散型粘着剤から形成されたものである。
水分散型粘着剤は、少なくともベースポリマーが水中に分散含有されている水分散液である。当該水分散液としては、通常は、界面活性剤の存在下にベースポリマーが分散しているものが用いられるが、ベースポリマーが水中に分散含有されているものであれば、自己分散性ベースポリマーの自己分散によって、水分散液になっているものを用いることができる。当該ベースポリマーには通常、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基等の酸性基が含まれている。水分散型粘着剤は、前記ベースポリマー中の前記酸性基をアンモニア等のアルカリ成分で中和することにより安定性が良好な水分散液として用いられる。
また、水分散液中のベースポリマーは、モノマーを乳化剤の存在下において乳化重合したり、または界面活性剤の存在下に分散重合したりして重合することにより得られたものが挙げられる。
また、水分散液は、別途製造したベースポリマーを、乳化剤の存在下に水中で乳化分散することにより製造することができる。乳化方法としては、ポリマーと乳化剤を予め加熱溶融し、または加熱溶融することなく、それらと水とを、例えば加圧ニーダー、コロイドミル、高速攪拌シャフト等の混合機を用いて、高剪断をかけて均一に乳化分散させた後、分散粒子が融着凝集しないように冷却して所望の水分散体を得る方法(高圧乳化法)や、ポリマーを予めベンゼン、トルエン、酢酸エチル等の有機溶剤に溶解した後、前記乳化剤及び水を添加し、例えば高速乳化機を用いて、高剪断をかけて均一に乳化分散させた後、減圧−加熱処理等により有機溶剤を除去して所望の水分散体とする方法(溶剤溶解法)等が挙げられる。
水分散型粘着剤としては、各種の粘着剤を用いることができ、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、フッ素系粘着剤などが挙げられる。前記粘着剤の種類に応じて粘着性のベースポリマーや分散手段が選択される。
前記粘着剤のなかでも、本発明では、光学的透明性に優れ、適宜な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れる点から水分散型のアクリル系粘着剤が好ましく使用される。
水分散型アクリル系粘着剤のベースポリマーである(メタ)アクリル系ポリマーは、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分として、かつ、酸性基含有モノマーを含有するモノマー成分を、乳化剤、ラジカル重合開始剤の存在下に乳化重合することにより共重合体エマルションとして得られる。全モノマー成分及び乳化剤の合計100重量部に対する、前記酸性基含有モノマーおよび乳化剤の合計量は0.1〜7重量部であることが好ましい。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルはアクリル酸アルキルエステルおよび/またはメタクリル酸アルキルエステルをいい、本発明の(メタ)とは同様の意味である。酸性基含有モノマーにおける酸性基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基等があげられる。
光学耐久性試験時における光学特性の劣化は、残存アンモニア量と耐久性試験時のアンモニア変化量が多いほど生じやすいが、水分散型アクリル系粘着剤の中の共重合体エマルションを形成する酸性基含モノマーおよび乳化剤の量も光学特性の劣化に影響を与えることがわかった。これは偏光子がアンモニアの他に酸成分によっても劣化し、変色することがあるためである。
偏光フィルムは、偏光子を含有し、また、当該偏光子は少なくとも片面に透明保護フィルムを有する形態で、通常、用いられる。当該偏光フィルムに粘着剤層を積層する場合、偏光子に直接、粘着剤層を積層する場合や、厚みが40μm以下の薄い透明保護フィルムに直接、粘着剤層を設ける場合には、特に、偏光子は粘着剤層の性質によって影響を受けやすくなり、光学特性が劣化しやすい。近年、偏光フィルムに対する薄型化の要望や、コストダウンのために透明保護フィルムの薄型化したり、さらには透明保護フィルムをなくす検討が進んでいる。そのため、水分散型粘着剤層中のアンモニア量を最適な領域にしないと光学耐久性試験において、光学特性が劣化しやすくなる。
上記のように、水分散型アクリル系粘着剤の中の共重合体エマルションを形成する全モノマー成分と乳化剤の合計100重量部に対して、前記酸性基含有モノマー及び乳化剤の合計量を0.1〜7重量部以下にすることにより、偏光子の光学特性の劣化をより抑制できることがわかった。前記酸性基含有モノマー及び乳化剤の前記合計量は0.3〜6重量部がより好ましく、さらに好ましくは0.5〜5重量部である。前記酸性基含有モノマー及び乳化剤の前記合計量を7重量部以下とすることで、前記偏光フィルムの光学特性の劣化を抑制するができる。また、前記合計量を0.1重量部以上とすることで、水分散型粘着剤の分散安定性を満足させ、水分散液の送液や撹拌、吐出時などの機械安定性がよく、凝集物が発生したり、ゲル化したりすることを抑えることができる。
前記(メタ)アクリル系ポリマーに用いる(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、乳化重合の反応性の観点から水に対する溶解度が一定の範囲のものが好ましく、また、ガラス転移温度を制御しやすいことからアルキル基の炭素数が1〜18のアクリル酸アルキルエステルを主成分とすることが好ましい。アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸ステアリル等のアクリル酸アルキルエステルが挙げられる。これらは単独で、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル等のアルキル基の炭素数が3〜9のアクリル酸アルキルエステルが好ましい。アクリル酸アルキルエステルは、総モノマー単位の60〜99.9重量%含有するのが好ましく、さらには70〜99.9重量%、さらには80〜99.9重量%、さらには80〜99重量%、さらには80〜95重量%であるのが好ましい。
また、(メタ)アクリル系ポリマーには、乳化重合の反応性の観点から水に対する溶解度が一定の範囲のものが好ましく、また、ガラス転移温度を制御しやすいことからから、アルキル基の炭素数が1〜18のメタクリル酸アルキルエステルを用いることができる。メタクリル酸アルキルエステルの具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、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、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸イソボルニル等のメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。これらは単独で、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸シクロヘキシル等が好ましい。メタクリル酸アルキルエステルは、総モノマー単位の39.9重量%以下であるのが好ましく、さらには30重量%以下、さらには20重量%以下、さらには15重量%以下であるのが好ましい。
また、(メタ)アクリル系ポリマーには、粘着剤の接着性向上とエマルションへの安定性付与のために、カルボキシル基含有モノマーが用いられる。カルボキシル基含有モノマーとしては、カルボキシル基および(メタ)アクリロイル基、ビニル基等のラジカル重合性の不飽和二重結合を有するものを例示でき、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレートなどが挙げられる。カルボキシル基含有モノマーは、(メタ)アクリル系ポリマーの総モノマー単位の0.1〜10重量%含有するのが好ましく、さらには0.5〜7重量%、さらには1〜5重量%であるのが好ましい。
前記(メタ)アクリル系ポリマーには、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルおよびカルボキシル基含有モノマー以外に、水分散液の安定化、粘着剤層の光学フィルム等の基材に対する密着性の向上、さらには、被着体に対する初期接着性の向上などを目的として、(メタ)アクリロイル基またはビニル基等の不飽和二重結合に係る重合性の官能基を有する、1種類以上の共重合モノマーを共重合により導入することができる。
前記共重合モノマーとしては、アルコキシシリル基含有モノマーが挙げられる。アルコキシシリル基含有モノマーは、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を1個以上有し、かつ、アルコキシシリル基を有する、シランカップリング剤系不飽和モノマーである。アルコキシシリル基含有モノマーは、(メタ)アクリル系ポリマーへ架橋構造を付与し、またガラスへの密着性を向上するうえで好ましい。
前記アルコキシシリル基含有モノマーとしてはアルコキシシリル基含有(メタ)アクリレートモノマーや、アルコキシシリル基含有ビニルモノマーなどが含まれる。アルコキシシリル基含有(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシメチル−トリメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシメチル−トリエトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−トリメトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−トリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−トリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−トリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−トリプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−トリイソプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−トリブトキシシランなどの(メタ)アクリロイルオキシアルキル−トリアルコキシシラン;例えば、(メタ)アクリロイルオキシメチル−メチルジメトキシシラン、(メタ)アクリロイルオキシメチル−メチルジエトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−メチルジメトキシシラン、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−メチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジイソプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−メチルジブトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジイソプロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−エチルジブトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−プロピルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル−プロピルジエトキシシランなどの(メタ)アクリロイルオキシアルキル−アルキルジアルコキシシランや、これらに対応する(メタ)アクリロイルオキシアルキル−ジアルキル(モノ)アルコキシシランなどが挙げられる。また、アルコキシシリル基含有ビニルモノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシランなどのビニルトリアルコキシシランの他、これらに対応するビニルアルキルジアルコキシシランや、ビニルジアルキルアルコキシシラン、例えば、ビニルメチルトリメトキシシラン、ビニルメチルトリエトキシシラン、β−ビニルエチルトリメトキシシラン、β−ビニルエチルトリエトキシシラン、γ−ビニルプロピルトリメトキシシラン、γ−ビニルプロピルトリエトキシシラン、γ−ビニルプロピルトリプロポキシシラン、γ−ビニルプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−ビニルプロピルトリブトキシシランなどのビニルアルキルトリアルコキシシランの他、これらに対応する(ビニルアルキル)アルキルジアルコキシシランや、(ビニルアルキル)ジアルキル(モノ)アルコキシシランなどが挙げられる。
アルコキシシリル基含有モノマーを用いる場合、その割合は、(メタ)アクリル系ポリマーの総モノマー単位の0.001〜1重量%であることが好ましく、さらには0.01〜0.5重量%、さらには0.03〜0.1重量%であるのが好ましい。0.001重量%未満では、アルコキシシリル基含有モノマーを用いる効果(架橋構造の付与、ガラスへの密着性)を十分には得られず、一方、1重量%を超えると、粘着剤層の架橋度が高くなりすぎて、経時での粘着剤層の割れなどが発生するおそれがある。
また、共重合モノマーとしては、リン酸基含有モノマーが挙げられる。リン酸基含有モノマーは、ガラスへの密着性を向上させる効果がある。
リン酸基含有モノマーとしては、例えば、下記一般式(1):
(一般式(1)中、R1は、水素原子またはメチル基を示し、R2は炭素数1〜4のアルキレン基、mは2以上の整数を示し、M1およびM2は、それぞれ独立に、水素原子またはカチオンを示す。)で表されるリン酸基またはその塩を示す。)で表されるリン酸基含有モノマーが挙げられる。
なお、一般式(1)中、mは、2以上、好ましくは、4以上、通常40以下であり、mは、オキシアルキレン基の重合度を表す。また、ポリオキシアルキレン基としては、例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられ、これらポリオキシアルキレン基は、これらのランダム、ブロックまたはグラフトユニットなどであってもよい。また、リン酸基の塩に係る、カチオンは、特に制限されず、例えば、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、例えば、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属などの無機カチオン、例えば、4級アミン類などの有機カチオンなどが挙げられる。
リン酸基含有モノマーを用いる場合、その割合は、(メタ)アクリル系ポリマーの総モノマー単位の0.1〜20重量%であることが好ましい。0.1重量%未満では、リン酸基含有モノマーを用いる効果(線状気泡発生の抑制)を十分には得られず、一方、20重量%を超えると、重合安定性の点で好ましくない。
前記アルコキシシリル基含有モノマー、リン酸基含有モノマー以外の共重合モノマーの具体例としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物基含有モノマー;例えば、(メタ)アクリル酸フェニルなどの(メタ)アクリル酸アリールエステル、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;例えば、スチレンなどのスチレン系モノマー;例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジルなどのエポキシ基含有モノマー;例えば、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピルなどのヒドロキシル基含有モノマー;例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどの窒素原子含有モノマー;例えば、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチルなどのアルコキシ基含有モノマー;例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノ基含有モノマー;例えば、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどの官能性モノマー;例えば、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレンなどのオレフィン系モノマー;例えば、ビニルエーテルなどのビニルエーテル系モノマー;例えば、塩化ビニルなどのハロゲン原子含有モノマー;その他、例えば、N−ビニルピロリドン、N−(1−メチルビニル)ピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール、N−ビニルモルホリンなどのビニル基含有複素環化合物や、N−ビニルカルボン酸アミド類などが挙げられる。
また、共重合性モノマーとして、例えば、N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系モノマー;例えば、N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミドなどのイタコンイミド系モノマー;例えば、N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミドなどのスクシンイミド系モノマー;例えば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマーが挙げられる。
また、共重合性モノマーとして、例えば、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコールなどのグリコール系アクリルエステルモノマー;その他、例えば、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルや、フッ素(メタ)アクリレートなどの複素環や、ハロゲン原子を含有するアクリル酸エステル系モノマーなどが挙げられる。
さらに、共重合性モノマーとして、水分散型粘着剤のゲル分率の調整などのために、前記アルコキシシリル基含有モノマー以外の、多官能性モノマーを用いることができる。多官能モノマーとしては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を2個以上有する化合物などが挙げられる。例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(モノまたはポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレートや、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(モノまたはポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(モノまたはポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートの他、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル化物;ジビニルベンゼン等の多官能ビニル化合物;ダイアセトンアクリルアミド;(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸ビニル等の反応性の異なる不飽和二重結合を有する化合物等が挙げられる。また、多官能性モノマーとしては、ポリエステル、エポキシ、ウレタンなどの骨格にモノマー成分と同様の官能基として(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を2個以上付加したポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートなどを用いることもできる。
前記アルコキシシリル基含有モノマー、リン酸基含有モノマー以外の共重合性モノマーが単官能モノマーの場合にはその割合は、エマルションの粘度が高くなりすぎず、またエマルションの安定性の点から、(メタ)アクリル系ポリマーの総モノマー単位の20重量%以下であることが好ましく、さらには10重量%以下、さらには5重量%以下であるのが好ましい。共重合性モノマーが多官能モノマーの場合にはその割合は、エマルションの安定性の点から、(メタ)アクリル系ポリマーの総モノマー単位の5重量%以下であることが好ましく、さらには3重量%以下、さらには1重量%以下であるのが好ましい。
前記(メタ)アクリル系ポリマーの水分散液は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルおよびカルボキシル基含有モノマーを含有するモノマー成分を界面活性剤およびラジカル重合開始剤の存在下に水中で重合することにより得られる。前記重合の形態としては、乳化重合または懸濁重合、分散重合が挙げられ、乳化重合の場合にはポリマーエマルションが、懸濁重合の場合にはポリマーサスペンジョン、分散重合の場合にはポリマーディスパージョンが得られる。前記粘着剤の種類に応じて粘着性のポリマーの種類や重合手段が選択される。また、界面活性剤は、乳化重合の場合には乳化剤が、懸濁重合の場合には分散剤が、各重合形態に応じて適宜に選択される。
本発明の水分散型粘着剤における水分散液としては、乳化重合により得られたポリマーエマルションを用いたエマルション型粘着剤が好ましい。
前記モノマー成分の乳化重合は、常法により、モノマー成分を水に乳化させた後に、乳化重合することにより行う。これにより(メタ)アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有する水分散液(ポリマーエマルション)を調製する。乳化重合では、例えば、上記したモノマー成分とともに、界面活性剤(乳化剤)、ラジカル重合開始剤、必要に応じて連鎖移動剤などが適宜配合される。より具体的には、例えば、一括仕込み法(一括重合法)、モノマー滴下法、モノマーエマルション滴下法などの公知の乳化重合法を採用することができる。なお、モノマー滴下法、モノマーエマルション滴下法では、連続滴下または分割滴下が適宜選択される。これらの方法は適宜に組み合わせることができる。反応条件などは、適宜選択されるが、重合温度は、例えば、40〜95℃程度であるのが好ましく、重合時間は30分間〜24時間程度であるのが好ましい。
乳化重合に用いられる界面活性剤(乳化剤)は、特に制限されず、乳化重合に通常使用される各種の界面活性剤が用いられる。界面活性剤としては、例えば、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が用いられる。アニオン系界面活性剤の具体例としては、オレイン酸ナトリウム等の高級脂肪酸塩類;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルアリールスルホン酸塩類;ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル塩類;ポリオエキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩類;モノオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸ナトリウム等のアルキルスルホコハク酸エステル塩およびその誘導体類;ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩類;ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物等を例示することができる。ノニオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類;ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレエート等のソルビタン高級脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート等のポリオキシエチレンソルビタン高級脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート等のポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル類;オレイン酸モノグリセライド、ステアリン酸モノグリセライド等のグリセリン高級脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・ブロックコポリマー、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル等を例示することができる。
また、上記非反応性界面活性剤の他に、界面活性剤としては、エチレン性不飽和二重結合に係るラジカル重合性官能基を有する反応性界面活性剤を用いることができる。反応性界面活性剤としては、前記アニオン系界面活性剤やノニオン系界面活性剤に、プロペニル基やアリルエーテル基などのラジカル重合性官能基(ラジカル反応性基)が導入されたラジカル重合性界面活性剤などが挙げられる。これら界面活性剤は、適宜、単独または併用して用いられる。これらの界面活性剤の中でも、ラジカル重合性官能基を有したラジカル重合性界面活性剤は、水分散液の安定性、粘着剤層の耐久性の観点から、好ましく使用される。
アニオン系反応性界面活性剤の具体例としては、アルキルエーテル系(市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製アクアロンKH−05、KH−10、KH−20、旭電化工業株式会社製アデカリアソープSR−10N、SR−20N、花王株式会社製ラテムルPD−104等);スルフォコハク酸エステル系(市販品としては、例えば、花王株式会社製ラテムルS−120、S−120A、S−180P、S−180A、三洋化成株式会社製エレミノールJS−2等);アルキルフェニルエーテル系もしくはアルキルフェニルエステル系(市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製アクアロンH−2855A、H−3855B、H−3855C、H−3856、HS−05、HS−10、HS−20、HS−30、BC−05、BC−10、BC−20、旭電化工業株式会社製アデカリアソープSDX−222、SDX−223、SDX−232、SDX−233、SDX−259、SE−10N、SE−20N);(メタ)アクリレート硫酸エステル系(市販品としては、例えば、日本乳化剤株式会社製アントックスMS−60、MS−2N、三洋化成工業株式会社製エレミノールRS−30等);リン酸エステル系(市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製H−3330PL,旭電化工業株式会社製アデカリアソープPP−70等)が挙げられる。ノニオン系反応性界面活性剤としては、例えばアルキルエーテル系(市販品としては、例えば、旭電化工業株式会社製アデカリアソープER−10、ER−20、ER−30、ER−40、花王株式会社製ラテムルPD−420、PD−430、PD−450等);アルキルフェニルエーテル系もしくはアルキルフェニルエステル系(市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50、旭電化工業株式会社製アデカリアソープNE−10、NE−20、NE−30、NE−40等);(メタ)アクリレート硫酸エステル系(市販品としては、例えば、日本乳化剤株式会社製RMA−564、RMA−568、RMA−1114等)が挙げられる。
前記界面活性剤の配合割合は、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有するモノマー成分100重量部に対して、0.3〜5重量部であるのが好ましい。界面活性剤の配合割合により粘着特性、さらには重合安定性、機械的安定性などの向上を図ることができる。前記界面活性剤の配合割合は、0.3〜4重量部がより好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、特に制限されず、乳化重合に通常使用される公知のラジカル重合開始剤が用いられる。例えば、2,2´−アゾビスイソブチロニトリル、2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2´−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩などのアゾ系開始剤;例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩系開始剤;例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素などの過酸化物系開始剤;例えば、フェニル置換エタンなどの置換エタン系開始剤;例えば、芳香族カルボニル化合物などのカルボニル系開始剤などが挙げられる。これら重合開始剤は、適宜、単独または併用して用いられる。また、乳化重合を行なうに際して、所望により重合開始剤とともに還元剤を併用するレドックス系開始剤とすることができる。これにより、乳化重合速度を促進したり、低温において乳化重合をおこなったりすることが容易になる。このような還元剤としては、例えば、アスコルビン酸、エルソルビン酸、酒石酸、クエン酸、ブドウ糖、ホルムアルデヒドスルホキシラートなどの金属塩等の還元性有機化合物;チオ硫酸案トリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等の還元性無機化合物;塩化第一鉄、ロンガリット、二酸化チオ尿素などを例示できる。
また、ラジカル重合開始剤の配合割合は、適宜選択されるが、モノマー成分100重量部に対して、例えば、0.02〜1重量部程度であり、好ましくは0.02〜0.5重量部、より好ましくは0.08〜0.3重量部である。0.02重量部未満であると、ラジカル重合開始剤としての効果が低下する場合があり、1重量部を超えると、水分散液(ポリマーエマルション)に係る(メタ)アクリル系ポリマーの分子量が低下し、水分散型粘着剤の耐久性が低下する場合がある。なお、レドックス系開始剤の場合には、還元剤は、モノマー成分の合計量100重量部に対して、0.01〜1重量部の範囲で用いるのが好ましい。
連鎖移動剤は、必要により、水分散型の(メタ)アクリル系ポリマーの分子量を調節するものであって、通常、乳化重合に通常使用される連鎖移動剤が用いられる。例えば、1−ドデカンチオール、メルカプト酢酸、2−メルカプトエタノール、チオグリコール酸2−エチルへキシル、2,3−ジメチルカプト−1−プロパノール、メルカプトプロピオン酸エステル類などのメルカプタン類などが挙げられる。これら連鎖移動剤は、適宜、単独または併用して用いられる。また、連鎖移動剤の配合割合は、モノマー成分100重量部に対して、例えば、0.001〜0.3重量部である。
このような乳化重合によって、(メタ)アクリル系ポリマーを水分散液(エマルション)として調製することができる。このような水分散型の(メタ)アクリル系ポリマーは、その平均粒子径が、例えば、0.05〜3μm、好ましくは、0.05〜1μmに調整される。平均粒子径が0.05μmより小さいと、水分散型粘着剤の粘度が上昇する場合があり、3μmより大きいと、粒子間の融着性が低下して凝集力が低下する場合がある。
本発明の水分散型の(メタ)アクリル系ポリマーは、通常、重量平均分子量は100万以上のものが好ましい。特に重量平均分子量で100万〜400万のものが耐熱性、耐湿性の点で好ましい。重量平均分子量が100万未満であると耐熱性、耐湿性が低下し好ましくない。また乳化重合で得られる粘着剤はその重合機構より分子量が非常に高分子量になるので好ましい。ただし、乳化重合で得られる粘着剤は一般にはゲル分が多くGPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)で測定できないので分子量に関する実測定での裏付けは難しいことが多い。
前記水分散型粘着剤には、水分散液の安定性付与のために、ベースポリマー等にカルボキシル基等の酸性基が導入されているが、当該カルボキシル基は中和して用いられる。中和は、少なくともアンモニアにより行われる。その他、中和は他のアルカリ成分により行うことができる。他のアルカリ成分としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの水酸化アルカリ金属、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチル−エタノールアミン、N,N−ジエチル−エタノールアミン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等の有機アミン化合物等が挙げられる。これらアンモニア以外のアルカリ成分を使用する際はモル分率として添加するアルカリ量を100モル%とした場合、アンモニア/アンモニア以外のアルカリ成分の比(モル比)=100/0〜1/99で使用することができる。特に水分散型アクリル系粘着剤では、前記水分散液の分散安定性を保つために、前記水分散液に係る(メタ)アクリル系ポリマーは、モノマー単位としてカルボキシル基含有モノマー等の酸性基含有モノマーを含有しているが、当該カルボキシル基含有モノマー等の酸性基含有モノマーをアンモニアにより中和する。
前記アンモニアによる中和には、アンモニア水が用いられる。アンモニア水は、通常、濃度1〜30%の水溶液として用いられる。アンモニア水の配合は、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gになるように、制御される。粘着剤層に含まれるアンモニア量の制御は、粘着剤層の厚さ等を考慮して適宜に調製される。
前記アンモニア水の配合量は、通常は、前記水分散型粘着剤に含まれる固形分100重量部に対して、アンモニア水に含まれるアンモニアが0.05〜5重量部程度になるように、さらには0.1〜1重量部になるように配合するのが好ましい。
なお、アンモニア水で中和された水分散型粘着剤には、上記添加剤の他に、例えば、pH緩衝剤、発泡防止剤、安定剤など公知のものを適宜用いることができる。
本発明の水分散型粘着剤は、上記のベースポリマーに加えて、架橋剤を含有することができる。水分散型粘着剤が水分散型アクリル系粘着剤の場合に用いられる架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、金属キレート系架橋剤などの一般に用いられているものを使用できる。これら架橋剤は、官能基含有単量体を用いることにより重合体中に導入した官能基と反応して架橋する効果を有する。
ベースポリマーと架橋剤の配合割合は特に限定されないが、通常、ベースポリマー(固形分)100重量部に対して、架橋剤(固形分)10重量部程度以下の割合で配合される。前記架橋剤の配合割合は、0.001〜10重量部が好ましく、さらには0.01〜5重量部程度が好ましい。
さらには、本発明の水分散型粘着剤には、必要に応じて、粘度調整剤、剥離調整剤、粘着付与剤、可塑剤、軟化剤、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤、顔料、着色剤(顔料、染料など)、pH調整剤(酸または塩基)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤等を、また本発明の目的を逸脱しない範囲で各種の添加剤を適宜に使用することもできる。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着剤層などとしても良い。これら添加剤もエマルションとして配合することができる。
本発明の水分散型粘着剤の固形分濃度は、特に制限されず、固形分濃度によって、本発明の効果が損なわれることはないが、塗工外観の観点から、20〜70重量%であるのが好ましく、さらには30〜65重量%であるのが好ましく、さらには37〜55重量%であるのが好ましい。
本発明の光学フィルム用粘着剤層は、上記水分散型粘着剤により形成される。粘着剤層の形成は、支持基材(光学フィルムまたは離型フィルム)に上記水分散型粘着剤を塗布した後、乾燥することより形成することができる。
本発明の粘着剤層付光学フィルムは、光学フィルム片面または両面に前記粘着剤層を積層したものである。本発明の粘着剤層付光学フィルムは、前記水分散型粘着剤を、光学フィルムまたは離型フィルムに塗布し、乾燥することにより形成される。粘着剤層を離型フィルムに形成した場合には、当該粘着剤層は光学フィルムに貼り合せて転写する。
上記水分散型粘着剤の塗布工程には、各種方法が用いられる。具体的には、例えば、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、ダイコーターなどによる押出しコート法などの方法が挙げられる。
また、前記塗布工程では、形成される粘着剤層が所定の厚み(乾燥後厚み)になるようにその塗布量が制御される。粘着剤層の厚み(乾燥後厚み)は、通常1〜200μm、好ましくは3〜100μm、さらに好ましくは5〜50μm、さらに好ましくは7〜30μmの範囲で設定される。
次いで、粘着剤層の形成にあたっては、塗布された水分散型粘着剤に対して乾燥が施される。乾燥温度、乾燥時間を調整することにより、粘着剤層中に含まれる前記アンモニア量を制御することができる。粘着剤層中のアンモニア量は、乾燥温度を高く、乾燥時間を長くすれば減らすことができる。乾燥温度は好ましくは80〜200℃、さらには100℃〜180℃、さらには130〜160℃が好ましい。乾燥時間は0.5〜10分間、さらには、1〜5分間である。乾燥温度は130℃以上、乾燥時間は1分間以上であるのが、乾燥条件を設定するうえで好ましい。ただし、乾燥温度が130℃未満の低温条件であっても乾燥時間を長くすることによりアンモニア量を低減することは可能である。
離型フィルムの構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルム、紙、布、不織布などの多孔質材料、ネット、発泡シート、金属箔、およびこれらのラミネート体などの適宜な薄葉体などを挙げることができるが、表面平滑性に優れる点からプラスチックフィルムが好適に用いられる。
そのプラスチックフィルムとしては、前記粘着剤層を保護し得るフィルムであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフイルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムなどが挙げられる。
前記離型フィルムの厚みは、通常5〜200μm、好ましくは5〜100μm程度である。前記離型フィルムには、必要に応じて、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系もしくは脂肪酸アミド系の離型剤、シリカ粉などによる離型および防汚処理や、塗布型、練り込み型、蒸着型などの帯電防止処理もすることもできる。特に、前記離型フィルムの表面にシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理などの剥離処理を適宜おこなうことにより、前記粘着剤層からの剥離性をより高めることができる。
前記粘着剤層が露出する場合には、実用に供されるまで離型フィルムで粘着剤層を保護してもよい。なお、上記の剥離フィルムは、そのまま粘着剤層付光学フィルムのセパレータとして用いることができ、工程面における簡略化ができる。
また、光学フィルムの表面に、粘着剤層との間の密着性を向上させるために、アンカー層を形成したり、コロナ処理、プラズマ処理などの各種易接着処理を施した後に粘着剤層を形成することができる。また、粘着剤層の表面には易接着処理をおこなってもよい。
上記アンカー層の形成材としては、好ましくは、ポリウレタン、ポリエステル、分子中にアミノ基を含むポリマー類、オキサゾリニル基を含むポリマー類から選ばれるアンカー剤が用いられ、特に好ましくは、分子中にアミノ基を含んだポリマー類、オキサゾリニル基を含むポリマー類である。分子中にアミノ基を含むポリマー類、オキサゾリニル基を含むポリマー類は、分子中のアミノ基、オキサゾリニル基が粘着剤中のカルボキシル基等と反応またはイオン性相互作用などの相互作用を示すため、良好な密着性が確保される。
分子中にアミノ基を含むポリマー類としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリジン、ジメチルアミノエチルアクリレート等の含アミノ基含有モノマーの重合体などを挙げることができる。
光学フィルムとしては、液晶表示装置等の画像表示装置の形成に用いられるものが使用され、その種類は特に制限されない。例えば、光学フィルムとしては偏光フィルムが挙げられる。偏光フィルムは偏光子の片面または両面には透明保護フィルムを有するものが一般に用いられる。
偏光子は、特に限定されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これらの偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に5〜80μm程度である。
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3〜7倍に延伸することで作成することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいても良いヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸しても良いし、また延伸してからヨウ素で染色しても良い。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液や水浴中でも延伸することができる。
透明保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂)、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。なお、偏光子の片側には、透明保護フィルムが接着剤層により貼り合わされるが、他の片側には、透明保護フィルムとして、(メタ)アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いることができる。透明保護フィルム中には任意の適切な添加剤が1種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤などが挙げられる。透明保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは50〜100重量%、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは60〜98重量%、特に好ましくは70〜97重量%である。透明保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量が50重量%以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できないおそれがある。
透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より1〜500μm程度である。特に1〜300μmが好ましく、5〜200μmがより好ましい。特に本発明の粘着剤層は、厚みが40μm以下の薄い透明保護フィルムに、直接、粘着剤層を形成する場合に好適である。
また光学フィルムとしては、例えば反射板や反透過板、位相差フィルム(1/2や1/4等の波長板を含む)、視覚補償フィルム、輝度向上フィルム、表面処理フィルム等の液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層となるものが挙げられる。これらは単独で光学フィルムとして用いることができる他、前記偏光フィルムに、実用に際して積層して、1層または2層以上用いることができる。
偏光フィルムに前記光学層を積層した光学フィルムは、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるが、予め積層して光学フィルムとしたものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光フィルムと他の光学層の接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
表面処理フィルムは、前面板に貼り合せても設けられる。表面処理フィルムとしては、表面の耐擦傷性を付与するために用いられるハードコートフィルム、画像表示装置に対する写り込みを防止するためのアンチグレア処理フィルム、アンチリフレクティブフィルム、ローリフレクティブフィルムなどの反射防止フィルム等が挙げられる。前面板は、液晶表示装置や有機EL表示装置、CRT、PDP等の画像表示装置を保護したり、高級感を付与したり、デザインにより差別化したりするために、前記画像表示装置の表面に貼り合せて設けられる。また前面板は、3D−TVにおけるλ/4板の支持体として用いられる。例えば、液晶表示装置では、視認側の偏光フィルムの上側に設けられる。本発明の粘着剤層を用いた場合には、前面板として、ガラス基材の他に、ポリカーボネート基材、ポリメチルメタクリレート基材等のプラスチック基材においてもガラス基材と同様の効果を発揮する。
本発明の粘着剤層付光学フィルムは液晶表示装置等の各種画像表示装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セル等の表示パネルと粘着剤層付光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による粘着剤層付光学フィルムを用いる点を除いて特に限定は無く、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばTN型やSTN型、π型、VA型、IPS型などの任意なタイプのものを用いうる。
液晶セル等の表示パネルの片側又は両側に粘着剤層付光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学フィルムは液晶セル等の表示パネルの片側又は両側に設置することができる。両側に光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであっても良いし、異なるものであっても良い。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に1層又は2層以上配置することができる。
次いで有機エレクトロルミネセンス装置(有機EL表示装置:OLED)について説明する。一般に、有機EL表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体(有機エレクトロルミネセンス発光体)を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
有機EL表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
有機EL表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ(ITO)などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Mg−Ag、Al−Liなどの金属電極を用いている。
このような構成の有機EL表示装置において、有機発光層は、厚さ10nm程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機EL表示装置の表示面が鏡面のように見える。
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機EL表示装置において、透明電極の表面側に偏光フィルムを設けるとともに、これら透明電極と偏光フィルムとの間に位相差フィルムを設けることができる。
位相差フィルムおよび偏光フィルムは、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差フィルムを1/4波長板で構成し、かつ偏光フィルムと位相差フィルムとの偏光方向のなす角をπ/4に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
すなわち、この有機EL表示装置に入射する外部光は、偏光フィルムにより直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差フィルムにより一般に楕円偏光となるが、とくに位相差フィルムが1/4波長板でしかも偏光フィルムと位相差フィルムとの偏光方向のなす角がπ/4のときには円偏光となる。
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差フィルムに再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光フィルムの偏光方向と直交しているので、偏光フィルムを透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
上記のように有機EL表示装置では、鏡面反射を遮るために、有機ELパネルに、位相差フィルムおよび偏光フィルムを組み合わせた楕円偏光フィルムまたは円偏光フィルムを粘着剤層を介して用いることができるが、その他に、楕円偏光フィルムまたは円偏光フィルムを有機ELパネルに直接貼り合わせずに、楕円偏光フィルムまたは円偏光フィルムをタッチパネルに粘着剤層を介して貼り合わせたものを、有機ELパネルに適用することができる。
本発明において適用される、タッチパネルとしては、光学方式、超音波方式、静電容量方式、抵抗膜方式などの各種の方式を採用できる。抵抗膜方式のタッチパネルは、透明導電性薄膜を有するタッチ側のタッチパネル用電極板と透明導電性薄膜を有するディスプレイ側のタッチパネル用電極板を、透明導電性薄膜同士が対向するようにスペーサを介して対向配置してなるものである。他方、静電容量方式のタッチパネルは、通常、所定のパターン形状を有する透明導電性薄膜を備えた透明導電性フィルムがディスプレイ表示部の全面に形成されている。本発明の粘着剤層付光学フィルムは、タッチ側、ディスプレイ側のいずれの側にも適用される。
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各例中の部および%はいずれも重量基準である。
<偏光フィルム(1)の作製>
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、偏光子を得た。この偏光子の片面には、けん化処理した厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルムをポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せた。偏光子の他の片面には、厚さ25μmの環状オレフィン系樹脂フィルム(JSR(株)製の商品名「アートン」)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて、偏光フィルム(1)を得た。得られた偏光フィルム(1)の偏光度は99.9996である。
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、偏光子を得た。この偏光子の片面には、けん化処理した厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルムをポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せた。偏光子の他の片面には、厚さ25μmの環状オレフィン系樹脂フィルム(JSR(株)製の商品名「アートン」)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて、偏光フィルム(1)を得た。得られた偏光フィルム(1)の偏光度は99.9996である。
<偏光フィルム(2)の作製>
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、偏光子を得た。この偏光子の片面には、厚さ25μmの環状オレフィン系樹脂フィルム(JSR(株)製の商品名「アートン」)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて、片側保護タイプの偏光フィルム(2)を得た。得られた偏光フィルム(2)の偏光度は99.9985である。
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルムを速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、偏光子を得た。この偏光子の片面には、厚さ25μmの環状オレフィン系樹脂フィルム(JSR(株)製の商品名「アートン」)をポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて、片側保護タイプの偏光フィルム(2)を得た。得られた偏光フィルム(2)の偏光度は99.9985である。
実施例1
(エマルション型粘着剤の調製)
容器に、メタクリル酸メチル(MMA)100部、アクリル酸ブチル(BA)880部、アクリル酸(AA)20部を加えて混合し、ビニルモノマー混合物を調製した。次いで、上記割合で調製したビニルモノマー混合物(A)200部に、乳化剤としてアクアロンHS−10(第一工業製薬社製)8部、イオン交換水127部を加え、ホモミキサー(特殊機化社製)を用いて、5分間、6000(rpm)で、攪拌し強制乳化して、モノマープレエマルション(A―1)を調製した。
(エマルション型粘着剤の調製)
容器に、メタクリル酸メチル(MMA)100部、アクリル酸ブチル(BA)880部、アクリル酸(AA)20部を加えて混合し、ビニルモノマー混合物を調製した。次いで、上記割合で調製したビニルモノマー混合物(A)200部に、乳化剤としてアクアロンHS−10(第一工業製薬社製)8部、イオン交換水127部を加え、ホモミキサー(特殊機化社製)を用いて、5分間、6000(rpm)で、攪拌し強制乳化して、モノマープレエマルション(A―1)を調製した。
また、別の容器に、ビニルモノマー混合物(A)800部に、乳化剤としてアクアロンHS−10(第一工業製薬社製)24部、イオン交換水382部を加え、ホモミキサー(特殊機化社製)を用いて、5分間、6000(rpm)で、攪拌し強制乳化して、モノマープレエマルション(A−2)を調製した。
モノマープレエマルション(A−1)335部とイオン交換水655部を冷却管、窒素導入管、温度計および攪拌機を備えた反応容器に仕込み、次いで、反応容器を窒素置換し、過硫酸アンモニウム(APS、キシダ化学社製)1.0gを添加して、撹拌しながら60℃で、1時間重合した。次いでモノマープレエマルション(A−2)1206部を、反応容器を60℃に保ったまま反応容器に3時間かけて滴下して、その後、3時間重合させ、固形分46.0%の水分散型重合体の水分散液を得た。次いで、これを室温まで冷却し、アルカリ成分として10%アンモニア水19部を添加して、pHを8に調整しエマルションを得た。このエマルションの不揮発分は45.2%であった。なお、エマルション型粘着剤(全モノマー成分及び乳化剤の合計量)に対する酸性基含有モノマー、乳化剤の割合は、それぞれアクリル酸は1.9%、アクアロンHS−10は3.1%であり、合計5%である。
(粘着剤層の形成および粘着剤層付偏光フィルムの作成)
上記で得られたエマルション型アクリル系粘着剤を、乾燥後の厚みが25μmになるように、離型フィルム(三菱化学ポリエステル(株)製,ダイアホイルMRF−38,ポリエチレンテレフタレート基材)上にダイコーターにより塗布した後、熱風循環式オーブンで、160℃で3分間の条件にて乾燥して、粘着剤層を形成した。当該粘着剤層を、2種類の偏光フィルム(1)および(2)に貼り合わせて粘着剤層付偏フィルム(1)および(2)を作成した。前記粘着剤層は、偏光フィルム(1)では、厚さ25μmの環状オレフィン系樹脂フィルム側に、偏光フィルム(2)では偏光子側に貼り合せた。離型フィルムは、そのままセパレータとして用いた。
上記で得られたエマルション型アクリル系粘着剤を、乾燥後の厚みが25μmになるように、離型フィルム(三菱化学ポリエステル(株)製,ダイアホイルMRF−38,ポリエチレンテレフタレート基材)上にダイコーターにより塗布した後、熱風循環式オーブンで、160℃で3分間の条件にて乾燥して、粘着剤層を形成した。当該粘着剤層を、2種類の偏光フィルム(1)および(2)に貼り合わせて粘着剤層付偏フィルム(1)および(2)を作成した。前記粘着剤層は、偏光フィルム(1)では、厚さ25μmの環状オレフィン系樹脂フィルム側に、偏光フィルム(2)では偏光子側に貼り合せた。離型フィルムは、そのままセパレータとして用いた。
実施例2〜4および比較例1〜6
実施例1において、乾燥条件(温度、時間)を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層を形成した。また当該粘着剤層を、実施例1と同様にして、上記偏光フィルム(1)および(2)に貼り合わせて粘着剤層付偏フィルム(1)および(2)を作成した。
実施例1において、乾燥条件(温度、時間)を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層を形成した。また当該粘着剤層を、実施例1と同様にして、上記偏光フィルム(1)および(2)に貼り合わせて粘着剤層付偏フィルム(1)および(2)を作成した。
実施例5
実施例1の(エマルション型粘着剤の調製)においてビニルモノマー混合物としてメタクリル酸メチル(MMA)100部、アクリル酸ブチル(BA)830部、アクリル酸(AA)50部、モノ[ポリ(プロピレンオキシド)メタクリレート]リン酸エステル(プロピレンオキシドの平均重合度5.0)20部を用いたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤層付偏光フィルムを作成した。なお、エマルション型粘着剤(全モノマー成分及び乳化剤の合計量)に対する酸性基含有モノマー、乳化剤の割合は、それぞれアクリル酸は4.8%、モノ[ポリ(プロピレンオキシド)メタクリレート]リン酸エステルは1.9%、アクアロンHS−10は3.1%であり、合計9.8%である。
実施例1の(エマルション型粘着剤の調製)においてビニルモノマー混合物としてメタクリル酸メチル(MMA)100部、アクリル酸ブチル(BA)830部、アクリル酸(AA)50部、モノ[ポリ(プロピレンオキシド)メタクリレート]リン酸エステル(プロピレンオキシドの平均重合度5.0)20部を用いたこと以外は実施例1と同様にして粘着剤層付偏光フィルムを作成した。なお、エマルション型粘着剤(全モノマー成分及び乳化剤の合計量)に対する酸性基含有モノマー、乳化剤の割合は、それぞれアクリル酸は4.8%、モノ[ポリ(プロピレンオキシド)メタクリレート]リン酸エステルは1.9%、アクアロンHS−10は3.1%であり、合計9.8%である。
実施例6および比較例7〜8
実施例5において、乾燥条件(温度、時間)を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層を形成した。また当該粘着剤層を、実施例1と同様にして、上記偏光フィルム(1)および(2)に貼り合わせて粘着剤層付偏フィルム(1)および(2)を作成した。
実施例5において、乾燥条件(温度、時間)を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして粘着剤層を形成した。また当該粘着剤層を、実施例1と同様にして、上記偏光フィルム(1)および(2)に貼り合わせて粘着剤層付偏フィルム(1)および(2)を作成した。
上記実施例および比較例で得られた粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)について下記評価を行った。結果を表1に示す。
<アンモニア量の測定>
セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)を、10cm×10cmに切断し、そこから粘着剤層のみを取り出し、純水中で120℃で1時間煮沸抽出した。この抽出液から、イオンクロマトグラム(DIONEX社製,DX‐500)によりアンモニウムイオン量を定量した。5検体について測定し、その値から平均値を導き、これをアンモニア量(μg/g)とした。また、前記平均値を1cm2あたり換算した値をアンモニア量(ng/cm2)も併せて記載する。粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の両者ともに同じアンモニア量の値であった。
セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)を、10cm×10cmに切断し、そこから粘着剤層のみを取り出し、純水中で120℃で1時間煮沸抽出した。この抽出液から、イオンクロマトグラム(DIONEX社製,DX‐500)によりアンモニウムイオン量を定量した。5検体について測定し、その値から平均値を導き、これをアンモニア量(μg/g)とした。また、前記平均値を1cm2あたり換算した値をアンモニア量(ng/cm2)も併せて記載する。粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の両者ともに同じアンモニア量の値であった。
≪加湿耐久性試験≫
セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)を6cm×4cmのサイズに切断したものをサンプルとした。このサンプルを200mlのガラス瓶に300枚入れて、ガラス瓶の中を偏光フィルムで満たした。前記サンプルで満たしたガラス瓶を60℃、95%R.H.の環境下に10分間放置してガラス瓶内の環境を60℃、95%R.H.にしてからガラス瓶に蓋をした。更に、蓋をシールテープで密閉してガラス瓶内の気体が漏れ出さない様にして、それを60℃、95%RHの環境下で1000時間放置した。
セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)を6cm×4cmのサイズに切断したものをサンプルとした。このサンプルを200mlのガラス瓶に300枚入れて、ガラス瓶の中を偏光フィルムで満たした。前記サンプルで満たしたガラス瓶を60℃、95%R.H.の環境下に10分間放置してガラス瓶内の環境を60℃、95%R.H.にしてからガラス瓶に蓋をした。更に、蓋をシールテープで密閉してガラス瓶内の気体が漏れ出さない様にして、それを60℃、95%RHの環境下で1000時間放置した。
≪加熱耐久性試験≫
加湿耐久性試験と同様にしてサンプルを作製した。このサンプルを200mlのガラス瓶に300枚入れて、ガラス瓶の中を偏光フィルムで満たした。前記サンプルで満たしたガラス瓶を作製した後、ガラス瓶に蓋をした。更に、蓋をシールテープで密閉してガラス瓶内の気体が漏れ出さない様にして、それを90℃の環境下で1000時間放置した。
加湿耐久性試験と同様にしてサンプルを作製した。このサンプルを200mlのガラス瓶に300枚入れて、ガラス瓶の中を偏光フィルムで満たした。前記サンプルで満たしたガラス瓶を作製した後、ガラス瓶に蓋をした。更に、蓋をシールテープで密閉してガラス瓶内の気体が漏れ出さない様にして、それを90℃の環境下で1000時間放置した。
<アンモニアの変化量>
上記の加湿耐久性試験、加熱耐久性試験の後に、ガラス瓶からサンプルを取り出して、上記同様の測定法に従って、粘着剤層のアンモニア量を測定した。加湿耐久性試験、加熱耐久性試験の後で測定したアンモニア量と、試験前のアンモニア量の差を算出して、これをアンモニアの変化量(μg/g)とした。粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の両者ともに同じアンモニア量の値であった。
上記の加湿耐久性試験、加熱耐久性試験の後に、ガラス瓶からサンプルを取り出して、上記同様の測定法に従って、粘着剤層のアンモニア量を測定した。加湿耐久性試験、加熱耐久性試験の後で測定したアンモニア量と、試験前のアンモニア量の差を算出して、これをアンモニアの変化量(μg/g)とした。粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の両者ともに同じアンモニア量の値であった。
<偏光度の変化量>
セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)に対して、上記の加湿耐久性試験、加熱耐久性試験を施した。前記耐久性試験前後における粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の偏光度を、下記方法にて測定した。耐久性試験前の偏光度(P1a)と耐久性試験後の偏光度(P2a)から、粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の偏光度の変化量(P1a−P2a)の絶対値Aを算出した。
一方、粘着剤層を貼り合わせいない偏光フィルム(1)および(2)についても上記の加湿耐久性試験、加熱耐久性試験を施した。前記耐久性試験前後における偏光フィルム(1)および(2)の偏光度を、下記方法にて測定した。耐久性試験前の偏光度(P1b)と耐久性試験後の偏光度(P2b)から、偏光フィルム(1)および(2)の偏光度の変化量(P1b−P2b)の絶対値Bを算出した。
前記絶対値B−絶対値Aを算出した値を表1に示す。前記絶対値B−絶対値Aの値から、粘着剤層におけるアンモニア量の影響を確認した。前記絶対値B−絶対値Aの値に係る、偏光度の変化量は1%以下が好ましく、0.2%以下がより好ましい。
セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)に対して、上記の加湿耐久性試験、加熱耐久性試験を施した。前記耐久性試験前後における粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の偏光度を、下記方法にて測定した。耐久性試験前の偏光度(P1a)と耐久性試験後の偏光度(P2a)から、粘着剤層付偏光フィルム(1)および(2)の偏光度の変化量(P1a−P2a)の絶対値Aを算出した。
一方、粘着剤層を貼り合わせいない偏光フィルム(1)および(2)についても上記の加湿耐久性試験、加熱耐久性試験を施した。前記耐久性試験前後における偏光フィルム(1)および(2)の偏光度を、下記方法にて測定した。耐久性試験前の偏光度(P1b)と耐久性試験後の偏光度(P2b)から、偏光フィルム(1)および(2)の偏光度の変化量(P1b−P2b)の絶対値Bを算出した。
前記絶対値B−絶対値Aを算出した値を表1に示す。前記絶対値B−絶対値Aの値から、粘着剤層におけるアンモニア量の影響を確認した。前記絶対値B−絶対値Aの値に係る、偏光度の変化量は1%以下が好ましく、0.2%以下がより好ましい。
≪偏光度の測定≫
偏光フィルムまたはセパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルムについて偏光度を測定した。セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルムでは、セパレータを剥がしたものについて偏光度を測定した。偏光度の測定は、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製のV7100)を用いた。なお、偏光度は、偏光フィルムまたは粘着剤層付偏光フィルムの透過軸を、プリズムからの偏光の振動面に直交する方向に設置して測定した最小透過率(K2)と、偏光フィルムまたは粘着剤層付偏光フィルムを90度回転させて測定した最大透過率(K1)を以下の式に適用することにより求められるものである。
偏光度(%)={(K2−K1)/(K2+K1)}×100
各透過率は、グランテラープリズム偏光子を通して得られた完全偏光を100%として、JIS Z8701の2度視野(C光源)により視感度補整したY値で示したものである。
偏光フィルムまたはセパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルムについて偏光度を測定した。セパレータ付きの粘着剤層付偏光フィルムでは、セパレータを剥がしたものについて偏光度を測定した。偏光度の測定は、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製のV7100)を用いた。なお、偏光度は、偏光フィルムまたは粘着剤層付偏光フィルムの透過軸を、プリズムからの偏光の振動面に直交する方向に設置して測定した最小透過率(K2)と、偏光フィルムまたは粘着剤層付偏光フィルムを90度回転させて測定した最大透過率(K1)を以下の式に適用することにより求められるものである。
偏光度(%)={(K2−K1)/(K2+K1)}×100
各透過率は、グランテラープリズム偏光子を通して得られた完全偏光を100%として、JIS Z8701の2度視野(C光源)により視感度補整したY値で示したものである。
表1から、実施例では、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量を制御したことによって、高偏光度の偏光フィルムを用いた場合において光学耐久性を満足することが分かる。
Claims (6)
- 光学フィルムの少なくとも片面に、アンモニアを含有する水分散型粘着剤から形成された光学フィルム用粘着剤層が積層されている粘着剤層付光学フィルムであって、
前記粘着剤層は、当該粘着剤層に起因して測定される、粘着剤層1gあたりに含まれるアンモニア量が10〜500μg/gであり、かつ、
前記粘着剤層に、90℃で1000時間の加熱耐久性試験と60℃、95%R.H.で1000時間の湿熱耐久性試験を施した場合における、粘着剤層1gあたりに含まれる前記加熱耐久性試験および湿熱耐久性試験の前後でのアンモニアの変化量(μg/g)が、いずれも0〜500μg/gであり、
前記光学フィルムが、偏光度99.99%以上の偏光フィルムを有することを特徴とする粘着剤層付光学フィルム。 - 前記水分散型粘着剤が、水分散型アクリル系粘着剤であることを特徴とする請求項1記載の粘着剤層付光学フィルム。
- 前記水分散型アクリル系粘着剤が、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び酸性基含有モノマーを含有するモノマー成分を、乳化剤の存在下に重合して得られる共重合体エマルションを含有し、かつ、全モノマー成分及び乳化剤の合計100重量部に対する、前記酸性基含有モノマーおよび乳化剤の合計量が0.1〜7重量部であることを特徴とする請求項2記載の粘着剤層付光学フィルム。
- 前記偏光フィルムが、偏光子と当該偏光子の少なくとも片面に設けられた透明保護フィルムを有し、かつ、前記少なくとも片面の透明保護フィルムは厚みが40μm以下であり、当該透明保護フィルムに前記粘着剤層が直接、積層されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の粘着剤層付光学フィルム。
- 前記偏光フィルムが、偏光子を有し、当該偏光子の少なくとも片面に前記粘着剤層が直接、設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の粘着剤層付光学フィルム。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の粘着剤層付光学フィルムを少なくとも1枚用いていることを特徴とする画像表示装置。
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