JP2013181088A - 画像表示装置用透明両面粘着シート及びこれを用いた画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対面する2つの画像表示装置用構成部材を貼合するために使用する透明両面粘着シートであって、2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態で、熱又は紫外線により硬化させて使用することを第1の特徴とし、且つ、透明両面粘着シートの表裏面に離型フィルムが積層された状態における平均粗さRaを(X)とし、該離型フィルムを剥がして2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態における平均粗さRaを(Y)としたときに、30nm≦(X)≦300nm、0nm≦(Y)≦130nm、及び、(X)−(Y)≧30nmの3条件を満足する表面形状を備えることを第2の特徴とする透明両面粘着シートを提案する。
【選択図】なし
Description
しかし、このような方法では、液を充填する際の作業が煩雑で生産性に劣るばかりか、印刷隠蔽層に隠蔽される部分など、紫外線の到達し難い箇所は液状組成物を硬化させることが困難であり、安定した品質を得ることが難しいという課題を抱えていた。
例えば、粘着シートによって、液晶パネルやタッチパネル、表面保護パネル等の画像表示構成部材を貼着して一体化させる場合、表示画面にスジ状や斑模様等の不均一なムラが生じることがあった。
透明両面粘着シートの表裏面に離型フィルムが積層された状態において、レーザー干渉計で得られる干渉縞画像を解析して求められる平均粗さRaを(X)とし、該離型フィルムを剥がして2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態において、レーザー干渉計で得られる干渉縞画像を解析して求められる平均粗さRaを(Y)としたときに、以下の(1)〜(3)の条件を満足する表面形状を備えることを第2の特徴とする透明両面粘着シートを提案する。
(2)・・0nm≦(Y)≦130nm
(3)・・(X)−(Y)≧30nm
よって、本発明が提案する画像表示装置及び画像表示装置用透明両面粘着シートは、薄肉化及びデザインの多様化が進む画像表示装置、例えば、パソコン(PC)、PDA、携帯電話機等のモバイル端末、ゲーム機、テレビ(TV)、カーナビ、液晶ペンタブレット、さらには、タッチパネル機能付き画像表示端末などに好適に用いることができる。
本実施形態に係る画像表示装置用透明両面粘着シート(以下、「本粘着シート」と称する。)は、対面する2つの画像表示装置用構成部材を貼合するために使用する透明両面粘着シートであって、透明で且つ、表裏両面を粘着面としてなり、2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態で熱又は紫外線により、硬化させて使用することを特徴の一つとする透明両面粘着シートである。
本粘着シートは、本粘着シートの表裏面に離型フィルムを積層してなる状態、及び、該離型フィルムを剥がし2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態において、特定の平均粗さRaを有し、かつ画像表示装置用構成部材への貼合前後における平均粗さRaの差が特定範囲にあるという表面特性を備えている。
なお平均粗さRaは、レーザー干渉計で得られる干渉縞画像を解析して求められる平均粗さをいい、より詳細には、実施例に記載の方法よって求められる値である。
(1)・・30nm≦(X)≦300nm
同様の観点から、本粘着シートは、上記範囲の中でも40≦(X)或いは(X)≦250を満足するのがより一層好ましい。
(2)・・0nm≦(Y)≦130nm
(3)・・(X)−(Y)≧30nm
本粘着シートの平均粗さRaを上記の範囲に調整する方法としては、(a)本粘着シートの表面の柔軟性を調整して被着部材への追随性に優れた表面物性を付与させる方法や、(b)本粘着シートを積層構成とし、中間樹脂層の硬さを調整して中間樹脂層の柔軟性によって被着体に応じて形状変化せしめる方法や、(c)シート成形時の支持体や被着部材の表面形状及び表面粗さを調整することで、本粘着シートの表面粗さを調整する方法などを挙げることができる。微細な表面形状への追従性や、適用可能な部材が多いという観点から、(a)の方法を採用することが好ましい。
このようにして、本粘着シートを作製することによって、画像表示装置用構成部材への貼合前後の状態で透明両面粘着シートの凹凸形状を所定の範囲とすることができる。
本粘着シートは、2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態で、熱又は紫外線により硬化させて使用することが好ましい。よって、本粘着シートは、2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態において、熱又は紫外線により硬化できる性質を有している。
例えば、1次硬化させた本粘着シートを用いて2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態で、熱又は紫外線により2次硬化させて使用することができる。
本粘着シートは、このようにして使用されることで、画像表示装置用構成部材への貼合後の耐発泡性を損なうことなく、表示画面の外観不良を改善することができる。
本粘着シートは、次の(4)(5)で示されるような応力緩和特性を備えているのが好ましい。
すなわち、
(4)・・本粘着シートをせん断方向に10%歪をかけた10秒後の応力緩和率が60%以上である。
(5)・・30〜100℃の温度範囲において、周波数1Hzにて求める損失正接tanδが0.5以上である。
このような観点から、本粘着シートをせん断方向に10%歪をかけた10秒後の応力緩和率は70%以上であるのがより好ましく、中でも75%以上であるのがさらに好ましい。
また、30〜100℃の温度範囲において、周波数1Hzにて求める損失正接tanδが0.55以上であるのがより好ましく、中でも0.6以上であるのがさらに好ましい。
本粘着シートを形成するのに好適に用いることができる構成材料の一例(以下、「本粘着剤組成物」と称する。)について説明する。ただし、あくまでも一例であって、これに限定されるものではない。
本粘着剤組成物のベースポリマーは、粘着性、透明性及び耐候性などの観点から、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(共重合体を含む意で、以下「アクリル酸エステル系(共)重合体」と称する。)であるのが好ましい。
ベース樹脂としてのアクリル酸エステル系(共)重合体は、これを調整するために用いるアクリルモノマーやメタクリルモノマーの種類、組成比率、さらには重合条件等を適宜選択することによって、ガラス転移温度(Tg)や分子量等の物性を適宜調整して製造することが可能である。
これらの他に、凝集力付与や極性付与等の目的に応じて、さまざまな官能基を有する(メタ)アクリルモノマーを上記アクリルモノマーと共重合させてもよい。
当該官能基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、例えばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸、グリシジルアクリレート、N−置換アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、含フッ素アルキルアクリレート、オルガノシロキシ基含有アクリレートなどを挙げることができる。
この他にも、上記アクリルモノマーやメタクリルモノマーと共重合可能な酢酸ビニルやアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル等の各種ビニルモノマーも適宜重合に用いることができる。
ベースポリマーの分子量が大きすぎても、小さ過ぎても本発明の効果を発揮することができない。
ベースポリマーの分子量が小さ過ぎると、貼合前の硬化(架橋)時に、粘着力を発揮しなかったり、柔らか過ぎてハンドリング性に劣っていたりする可能性があり、逆に分子量が大き過ぎると、貼合前の硬化(架橋)段階で硬くなり、被着体表面の凹凸や異物に追随できない可能性がある。
よって、かかる観点から、ベースポリマーの質量平均分子量は10万〜70万、特に20万以上或いは60万以下、中でも特に25万以上或いは50万以下であるアクリル酸エステル系(共)重合体を用いるのが好ましい。
アクリル酸エステル系(共)重合体を架橋する際に用いる架橋剤としては、例えば(メタ)アクリロイル基を2個以上有する多官能(メタ)アクリレートが好ましい。
本粘着剤組成物に用いる架橋開始剤としては、分子間水素引抜型光重合性開始剤(「水素引抜型光開始剤」とも称する)を特に好ましい一例として挙げることができる。
その他にも、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2ーイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物や、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−アミノアントラキンン等のアントラキノン系化合物や、ベンジルやカンファーキノンなどのα−ジカルボニル系化合物を挙げることができる。
これらは二種類以上の組み合わせからなる混合成分として用いることもできる。但し、水素引抜型の光開始剤として前記に挙げた物質に限定するものではない。また、分子内開裂型の光重合開始剤を種々の割合で併用してもよい。
熱架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤等を挙げることができ、これらを1種又は2種以上用いることができる。
前記で例示したイソシアネート化合物は、加工性や保管安定性を向上させる為にイソシアネート基を適当なブロック剤で保護していてもよい。
ブロック剤としては、例えばフェノール系、オキシム系、カプロラクタム系、メルカプタン系、イミド系、アミド系、イミダゾール系、アルコール系、活性メチレン系や各種アミン化合物が挙げられ、ブロック剤の解離温度や作業性に応じて公知のものを適宜選択することができる。
アクリル酸エステル系(共)重合体を架橋する際には、必要に応じて各種添加剤を適宜添加してもよい。
本粘着シートは、単一層からなるシートであっても、2層以上が積層してなる多層シートであってもよい。
本粘着シートの厚みは、画像表示装置の薄肉化を妨げないという観点から、最大厚み部分の厚みが250μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましい。
透明両面粘着シート付き画像表示装置用構成部材(以下、単に本粘着シート付画像表示装置用構成部材と称する。)は、上記の本粘着シートを画像表示装置用構成部材に貼合し、熱又は紫外線により硬化して得られる透明両面粘着シート付き構成部材であって、硬化後の状態において、以下の(6)及び(7)の性質を有する。
(6)・・JIS−Z−0237に準じた保持力測定において、SUS板に対する温度60℃でのズレ長さが2mm以下である。
(7)・・周波数1Hz、温度30℃〜100℃の範囲における損失正接tanδが0.6以下である。
本粘着シートの硬化後の保持力、つまりは、本粘着シート付画像表示装置用構成部材における粘着シートの保持力は、JIS−Z−0237に準じた保持力測定において、SUS板に対する温度60℃でのズレ長さが2mm以下であることが好ましい。ズレ量が小さいほど、粘着シートの凝集力が高まり、長期保管や高温環境下における耐発泡信頼性が向上するなどの利点がある。
かかる観点から、本粘着シートの硬化後のズレ長さは短いほど好ましいが、2mm以下とすることで実使用に耐えうる耐発泡信頼性を得ることができる。
本粘着シートは、2つの対面する画像表示装置用構成部材を有する画像表示装置に好適に使用することができる。
画像表示装置用構成部材としては、例えば、周縁部に枠状隠蔽印刷部が形成された構成を有する保護パネルなどの画像表示装置用構成部材を挙げることができる。
またその他にも、タッチパネル機能が一体化したタッチオンレンズ型の表面保護パネルを使用することもできる。
他方、これと貼合する画像表示装置用構成部材としては、例えば、タッチパネル、画像表示パネルなどを挙げることができる。
また、前記画像表示パネル内に、タッチパネルを組み込んだオンセル型のほか、液晶の画素の中にタッチセンサ機能を組み込んだインセル型の画像表示パネルを用いることもできる。
かかる観点から、画像表示装置としては、前記対面する2つの画像表示装置用構成部材の一方の画像表示装置用構成部材が画像表示パネルであり、2つの画像表示装置用構成部材の間が、本粘着シートで充填されてなる構成を有することが好ましい。
2つの画像表示装置用構成部材を貼合する方法としては、一方の画像表示装置構成部材に粘着シートをロール貼合した後、他方の画像表示装置構成部材を大気圧下でロール貼合したり、大気圧乃至減圧下において、対向したステージに各画像表示構成部材を固定し、部材同士を一体化したりする方法が挙げられる。
この際、本粘着シート及び画像表示装置構成部材を加熱しながら行うと更に好適である。加熱によって粘着シートが柔軟化するため、被着体に印刷段差等の凹凸がある場合や異物をかみこんだ場合における粘着シートの被着面への追随性が増し、貼合不良や凹凸への濡れ不足による残留気泡を抑制するという効果が得られる。かかる観点から、40℃〜100℃、さらに好ましくは60℃〜80℃に加熱することが好ましい。
一般的に「フィルム」とは、長さ及び幅に比べて厚みが極めて小さく、最大厚みが任意に限定されている薄い平らな製品で、通常、ロールの形で供給されるものをいい(日本工業規格JISK6900)、一般的に「シート」とは、JISにおける定義上、薄く、一般にその厚みが長さと幅のわりには小さく平らな製品をいう。しかし、シートとフィルムの境界は定かでなく、本発明において文言上両者を区別する必要がないので、本発明においては、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。
また、本発明において、「A以上(A≦)」(Aは任意の数字)と表現した場合、特にことわらない限り「好ましくはAより大きい(A<)」の意を包含し、「B以下(B≦)」(Bは任意の数字)と表現した場合、特にことわらない限り「好ましくはBより小さい(B<)」の意を包含する。
2−エチルヘキシルアクリレート75質量部と、酢酸ビニル20質量部と、アクリル酸5質量部とをランダム共重合してなるアクリル酸エステル共重合体(Mw=440000 Mn=62000 Mw/Mn=8 理論Tg−50℃)1kgに対し、分子間水素引抜型光重合性開始剤として4−メチルベンゾフェノンを20g混合して粘着剤組成物を作成した。
片側面を剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱樹脂社製「MRA100」、厚み100μm)の当該片側面に、に、上記粘着剤組成物を厚みが150μmとなるようアプリケータにて塗布形成し、塗布した粘着材表面に、片側面を剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱樹脂社製「MFR75」 厚み75μm)の片側面を当接させるように被覆した。そして、表裏のポリエチレンテレフタレートフィルムを介して、粘着シートの両面に波長365nmの光線積算光量が1000mJ/cm2となるよう紫外線を照射して粘着剤組成物を架橋させ、1次硬化シートとしての粘着シート1(厚み150μm)を作製した。
実施例1で用いたアクリル酸エステル共重合体1kgに対し、架橋剤としての紫外線硬化樹脂であるプロポキシ化ペンタエリスリトールトリアクリレート200gと、分子間水素引抜型光重合性開始剤としての4−メチルベンゾフェンン10gとを混合して中間層粘着剤組成物を調整した。
実施例1で作製した粘着剤組成物と上記中間層粘着剤組成物とを、〔粘着剤組成物/中間層粘着剤組成物/粘着剤組成物〕となるように共押出し、その一面に、片側面を剥離処理したポリエチレンテレフタレート(三菱樹脂製MRA100 厚み100μm)の当該片側面を積層し、共押出したシートの残る表面に、片側面を剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱樹脂社製「MRF75」、厚み75μm)の片側面を当接させるように被覆した。そして、表裏のポリエチレンテレフタレートフィルムを介して、粘着シートの両面に波長365nmの光線積算光量が1000mJ/cm2となるよう紫外線を照射して粘着剤組成物を架橋させ、粘着剤組成物/中間層粘着剤組成物/粘着剤組成物=40μm/70μm/40μmからなる、1次硬化シートとしての多層粘着シート2(厚み150μm)を作製した。
実施例1における粘着剤組成物の代わりに、実施例2で用いた中間層粘着剤組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして、1次硬化シートとしての粘着シート3を作製した。
接着樹脂としてメタクリル基含有イソプレンゴム23質量部、イソボルニルメタクリレート15質量部、2一ヒドロキシブチルメタクリレート5質量部、水添テルペン樹脂25質量部ならびにブタジエン重合体30質量部と、光重合開始剤としてモノアシルフォスフィンオキサイド2質量部からなる接着樹脂組成物を作製した。
先ず、1次硬化シートとしての粘着シート1〜3の表裏面にポリエチレンテレフタレートフィルム(離型フィルム)が積層した状態において、レーザー干渉計(フジノン株式会社製「F601直線偏光タイプ」)を用いて表面状態を観察し、得られた干渉縞画像(干渉縞)を、干渉縞解析ソフト(フジノン株式会社製「A1」)を用いて、粘着シート面内40mm×40mmについてハイパスフィルタ(20mm)を通して解析した。解析で得られる40mm×40mmの3次元形状から面内の平均粗さRaを求めて(X)とした。
次いで、残る剥離フィルムを剥がし、露出した粘着面に、やはり画像表示装置用構成部材のモデルとしてのソーダライムガラス(60mm×90mm×厚さ0.5mm)を、減圧下(絶対圧5kPa)にてプレス貼合した後、オートクレーブ処理(60℃、0.2MPa20分)を施して仕上げ貼着し、評価用積層体を作製した。
実施例及び比較例で作製した粘着シート1〜3について、英弘精機株式会社製のレオメータ「MARS」を用いて、5%せん断ひずみをかけた直後の最大トルク(Tq0)と5秒後のトルク(Tq5)とを測定し、応力緩和率(%)を以下式にて求めた。
応力緩和率(%)=100×(1−T5/T0)
実施例及び比較例で作製した粘着シート1〜3について、粘着材に365nmの紫外線が2000mJ到達するよう、剥離フィルム越しに高圧水銀ランプにて紫外線照射し、前記積層体における2次硬化後相当の粘着シートを作製した。
次に、残る剥離フィルムを剥がして、垂直に立設したSUS板(厚さ120mm、5mm×1.5mm)に対して、試験片が20mmの長さだけ重なるようにしてハンドローラで貼着した。この時、透明両面粘着シートとSUS板の貼着面積は15mm×20mmとなる。
実施例1〜2及び比較例1で作製した粘着シート1〜3、及び、保持力測定にて作製した2次硬化後相当の粘着シート1〜3を其々8枚積層して約1.2mm厚さに調整し、動的粘弾性を英弘精機株式会社製のレオメータ「MARS」を用いて剪断法で以下の条件にて測定した。
・治具:Φ20mmパラレルプレート
・周波数:1Hz
・温度:0〜100℃(昇温速度3℃/minで測定)
・歪角:0.1%
さらに、構成部材への貼合後の耐発泡性を損なわない為には、貼合後に透明両面粘着シートを硬化させることが効果的であることが分かった。
Claims (7)
- 対面する2つの画像表示装置用構成部材を貼合するために使用する透明両面粘着シートであって、
2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態で、熱又は紫外線により硬化させて使用することを第1の特徴とし、且つ、
透明両面粘着シートの表裏面に離型フィルムが積層された状態においてレーザー干渉計で得られる干渉縞画像を解析して求められる平均粗さRaを(X)とし、該離型フィルムを剥がして2つの画像表示装置用構成部材に貼合した状態においてレーザー干渉計で得られる干渉縞画像を解析して求められる平均粗さRaを(Y)としたときに、以下の(1)〜(3)の条件を満足する表面形状を備えることを第2の特徴とする透明両面粘着シート。
(1)・・30nm≦(X)≦300nm
(2)・・0nm≦(Y)≦130nm
(3)・・(X)−(Y)≧30nm - さらに、以下の(4)及び(5)の性質を有することを第3の特徴とする請求項1に記載の画像表示装置用透明両面粘着シート。
(4)・・10%歪みをかけた時の10秒後の応力緩和率が60%以上
(5)・・周波数1Hz、温度範囲30℃〜100℃における損失正接tanδが0.5以上 - 質量平均分子量10万〜70万のアクリル酸エステル共重合体及び分子間水素引抜型光開始剤を含有する請求項1又は2に記載の画像表示装置用透明両面粘着シート。
- 請求項1〜3の何れかに記載の画像表示装置用透明両面粘着シートを、画像表示装置用構成部材に貼合し、熱又は紫外線により硬化して得られる透明両面粘着シート付き画像表示装置用構成部材。
- 画像表示装置用透明両面粘着シートが、硬化後の状態において、以下の(6)及び(7)の性質を有することを特徴とする請求項4に記載の透明両面粘着シート付き画像表示装置用構成部材。
(6)・・JIS−Z−0237に準じた保持力測定において、SUS板に対する温度60℃でのズレ長さが2mm以下
(7)・・周波数1Hz、温度30℃〜100℃の範囲における損失正接tanδが0.6以下 - 少なくとも対面する2つの画像表示装置用構成部材を備え、一方の画像表示装置用構成部材が画像表示パネルである画像表示装置において、
前記2つの画像表示装置用構成部材の間が、請求項1〜5の何れかに記載の画像表示装置用透明両面粘着シートで充填されてなる構成を備えた画像表示装置。 - 前記2つの画像表示装置用構成部材の他方が、タッチパネル又は表面保護パネルのいずれかであることを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
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