JP2016041511A - 光学部材積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これら光学用途の両面粘着シートには、粘着物性だけが求められるのではなく、光学物性に影響を与えないよう、例えば帯電防止性などの他の効果も求められている。
例えば特許文献4では、水酸基およびアルキレンオキサイド鎖を有するアクリル系樹脂と、水酸基と反応し得る官能基を有する化合物と、帯電防止剤と、比誘電率が10〜150、かつ沸点が120℃〜300℃である特定の化合物を含む、制電性アクリル系粘着剤が開示されている。
また特許文献5には、比誘電率の異なる3層構造物からなる帯電防止用シート及び粘着テープが開示されている。
しかしながら、例えば特許文献4に開示されたアクリル系粘着剤では、制電性を有しつつ良好な粘着性も有するとされているが、アクリル系樹脂が水酸基およびアルキレンオキサイド基を有するものに限定されるため、所望の粘着物性を満たさない可能性がある。
また、特許文献5では最適な比誘電率を調整するためには比誘電率の最も大きい層に帯電防止剤を練りこむことが好ましいとされており、粘着物性に影響を与える可能性がある上、基材に粘着剤層を重ねた構成の粘着テープであるので一対の部材同士を貼合することができない。
このように、従来は所望の粘着物性と所望の比誘電率を両立させることが困難であった。そこで本発明は、両面粘着シート全体の比誘電率を制御しつつ、所望の粘着物性を有する両面粘着シートを提供することを目的とする。
[1] 少なくとも第1最外粘着剤層と第2最外粘着剤層と中間樹脂層の3層からなる光学部材用両面粘着シートであって、第1最外粘着剤層と第2最外粘着剤層で粘着物性を制御し、中間樹脂層で当該両面粘着シート全体の比誘電率を制御することを特徴とする両面粘着シート。
[2] 第1最外粘着剤層と第2最外粘着剤層の各厚みが10μm以上である[1]に記載の光学部材用両面粘着シート。
[3] 中間樹脂層の比誘電率が第1最外粘着剤層及び第2最外粘着剤層の各比誘電率よりも低いことを特徴とする[1]または[2]に記載の光学部材用両面粘着シート。
[4] 中間樹脂層の比誘電率が第1最外粘着剤層及び第2最外粘着剤層の各比誘電率よりも高いことを特徴とする[1]または[2]に記載の光学部材用両面粘着シート。
[5] 一対の光学部材を[1]〜[4]のいずれかに記載の光学部材用両面粘着シートによって貼合した積層体。
[6] [5]に記載の積層体であって、前記光学部材の少なくとも一方がITOガラスまたはITOフィルムである積層体。
図1は、本発明の両面粘着シートである。両面粘着シート1は、第1最外粘着剤層11、第2最外粘着剤層12、中間樹脂層13から構成されている。
第1最外粘着剤層11及び第2最外粘着剤層12を形成する粘着主剤としては、表示装置の視認性を低下させない程度の透明性を有するものが好ましい。例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤などの公知の粘着剤を使用することができるが、特に耐久性の観点からは、アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主モノマー成分とするアクリル重合体を主成分又はベースポリマーとして含有しているアクリル系粘着剤が好ましい。
以下、アクリル系粘着剤を例に説明するが、これに限定されない。
アクリル重合体は、非架橋性の(メタ)アクリル酸エステル単位と、架橋性官能基を有するアクリル単量体単位を含有する。
ここで、「単量体単位」は重合体を構成する繰り返し単位である。「アクリル単量体」は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基またはメタクリロイル基であることを示す。また、非架橋性アクリル単量体は架橋性基を有さないアクリル単量体であり、架橋性単量体は架橋性基を有する単量体である。架橋性単量体は、非架橋性アクリル単量体と重合可能なものであればアクリル単量体であっても非アクリル単量体であってもよく、アクリル単量体であることが好ましい。
架橋性基としては、カルボキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、エポキシ基、グリシジル基等が挙げられる。
該(メタ)アクリル酸エステルとして具体的には、(メタ)アクリルサンメチル、(メタ)アクリルサンエチル、(メタ)アクリルサンプロピル、(メタ)アクリルサンイソプロピル、(メタ)アクリルサンn−ブチル、(メタ)アクリルサンイソブチル、(メタ)アクリルサンt−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリルサンn−ヘキシル、(メタ)アクリルサン2−エチルヘキシル、(メタ)アクリルサンn−オクチル、(メタ)アクリルサンイソオクチル、(メタ)アクリルサンn−ノニル、(メタ)アクリルサンイソボルニル、(メタ)アクリルサンイソノニル、(メタ)アクリルサンn−デシル、(メタ)アクリルサンイソデシル、(メタ)アクリル酸n−ウンデシル、(メタ)アクリルサンn−ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(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、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジルが挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を含むことを意味する。
これらの中でも、接着性の点からは、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸メチルが好ましい。
ヒドロキシ基含有共重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、(メタ)アクリル酸モノ(ジエチレングリコール)などの(メタ)アクリル酸[(モノ、ジ又はポリ)アルキレングリコール]、(メタ)アクリル酸モノカプロラクトンなどの(メタ)アクリル酸ラクトンが挙げられる。
アミノ基含有共重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、アリルアミドなどが挙げられる。
グリシジル基含有共重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルなどが挙げられる。
これらの中でも、粘着性、架橋性および重合性、さらには透明導電膜に用いられるスズドープ酸化インジウムや電磁波シールドに用いられる銅などの金属の腐食性が小さい点から、ヒドロキシ基含有共重合性単量体が好ましく、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルがより好ましく、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルが特に好ましい。
また、架橋性単量体単位としてカルボキシ基含有共重合性単量体単位を含有する場合、酸性が強くなるため、スズドープ酸化インジウム膜や金属膜等の腐食性を有する膜が接すると、これらの膜を腐食させることがある。そのため、腐食防止性の点から、架橋性単量体単位としてカルボキシ基含有共重合性単量体単位を含有する場合には、その含有量は0.5質量%未満であることが好ましく、全く含まないことがより好ましい。
アクリル重合体におけるその他の単量体単位の含有量は0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜10質量%であることがより好ましい。その他の単量体単位の含有量が前記下限値以上であれば、物性を容易に調整でき、前記上限値以下であれば、経時劣化による黄変などを防止できる。
架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、金属キレート化合物、ブチル化メラミン化合物などが挙げられる。これら架橋剤の中でも、アクリル重合体を容易に架橋できることから、イソシアネート化合物、エポキシ化合物が好ましい。特にアクリル重合体が架橋性単量体単位としてヒドロキシ基含有共重合性単量体単位のみを含む場合は、ヒドロキシ基の反応性からイソシアネート化合物を用いることが好ましい。
イソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが挙げられる。エポキシ化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、テトラグリシジルキシレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。架橋剤の含有量は、所望とする粘着物性に応じて適宜選択することが好ましい。
また、第1最外粘着剤層11または第2最外粘着剤層12には、必要に応じて、酸化防止剤、金属腐食防止剤、粘着付与剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物等の光安定剤、充填剤などの他の添加剤が含まれてもよい。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等が挙げられる。これら酸化防止剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
金属腐食防止剤としては、粘着剤の相溶性や効果の高さから、ベンゾトリアゾール系樹脂が好ましい。
粘着付与剤として、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、クマロンインデン系樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂などが挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、メルカプトアルコキシシラン化合物(例えば、メルカプト基置換アルコキシオリゴマー等)などが挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物などが挙げられる。
中間樹脂層13は、粘着剤層であってもよいし非粘着性の樹脂層であってもよい。また、単一の層であってもよく、複数の層であってもよい。非粘着性の樹脂層である場合に用いられる樹脂としては光学物性に影響を与えないものが好ましく、例えばポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、トリアセチルセルロース、ポリイミド、セルロースアシレートなどが挙げられる。
中間樹脂層13が粘着剤層である場合の粘着主剤は、第1最外粘着剤層及び第2最外粘着剤層に用いられる粘着主剤と同様、表示装置の視認性を低下させない程度の透明性を有するものが好ましい。例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤などの公知の粘着剤を使用することができるが、特に耐久性の観点からは、アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主モノマー成分とするアクリル重合体を主成分又はベースポリマーとして含有しているアクリル系粘着剤が好ましい。
本発明の両面粘着シート1では、第1最外粘着剤層11と第2最外粘着剤層12とで粘着物性を制御し、中間樹脂層13で両面粘着シート1全体の比誘電率を制御する。
両面粘着シート1全体の比誘電率を上げたい場合は、中間樹脂層13の比誘電率が第1最外粘着剤層11と第2最外粘着剤層12の比誘電率よりも高い樹脂を用いればよい。あるいは、帯電防止剤を添加することによっても比誘電率を上げることができる。
また、両面粘着シート1全体の比誘電率を下げたい場合は、中間樹脂層13の比誘電率が第1最外粘着剤層11と第2最外粘着剤層12の比誘電率よりも低い樹脂を用いればよい。
また、架橋性単量体単位としては、同様に比較的極性の高いカルボキシ基含有共重合性単量体単位、ヒドロキシ基含有共重合性単量体単位、アミノ基含有共重合性単量体単位を用いればよく、カルボキシ基含有共重合性単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、グラタコン酸などのα,β‐不飽和カルボン酸やその無水物、ヒドロキシ基含有共重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、(メタ)アクリル酸モノ(ジエチレングリコール)などの(メタ)アクリル酸[(モノ、ジ又はポリ)アルキレングリコール]、(メタ)アクリル酸モノカプロラクトンなどの(メタ)アクリル酸ラクトン、アミノ基含有共重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、アリルアミドなどが挙げられる。中でも、比誘電率の制御しやすさの観点から、分子全体に占める極性基の割合が高くなるので(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルが好ましい。
本発明の両面粘着シート1は、例えば、剥離シート上に粘着剤組成物を塗工して塗膜を形成し、該塗膜を加熱して硬化物とすることにより得られる。
剥離シートとしては、剥離シート用基材と該剥離シート用基材の片面に設けられた剥離剤層とを有する剥離性積層シート、あるいは、低極性基材としてポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等のポリオレフィンフィルムが挙げられる。
剥離性積層シートにおける剥離シート用基材としては、紙類、高分子フィルムが使用される。剥離剤層を構成する剥離剤としては、例えば、汎用の付加型もしくは縮合型のシリコーン系剥離剤や長鎖アルキル基含有化合物が用いられる。
シリコーン系剥離剤としては、具体的には、東レ・ダウコーニングシリコーン社製のBY24−4527、SD−7220等や、信越化学工業(株)製のKS−3600、KS−774、X62‐2600などが挙げられる。また、シリコーン系剥離剤中にSiO2単位と(CH3)3SiO1/2単位あるいはCH2=CH(CH3)SiO1/2単位を有する有機珪素化合物であるシリコーンレジンを含有することが好ましい。シリコーンレジンの具体例としては、東レダウコーニングシリコーン社製のBY24−843、SD−7292、SHR−1404等や、信越化学工業(株)製KS−3800、X92‐183等が挙げられる。
塗工液には溶媒が含まれる。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、n−ヘキサン、n−ブチルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、N−メチル−2−ピロリドンなどが使用される。これらは1種以上を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。塗膜の加熱は、加熱炉、赤外線ランプ等の公知の加熱装置を用いて実施できる。
本発明の両面粘着シート1を用いて一対の光学部材を貼合させることで、積層体を作製することができる。
光学部材とは、タッチパネルや画像表示装置等の光学製品における各構成部材である。タッチパネルの構成部材としては、例えば透明樹脂フィルムにITO膜が設けられたITOフィルム、ガラス板の表面にITO膜が設けられたITOガラス、透明樹脂フィルムに導電性ポリマーをコーティングした透明導電性フィルム、ハードコートフィルム、耐指紋性フィルムなどが挙げられる。画像表示装置の構成部材としては、例えば液晶表示装置に用いられる反射防止フィルム、配向フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。
これらの部材に用いられる材料としては、ガラス、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、トリアセチルセルロースポリイミド、セルロースアシレートなどが挙げられる。
本発明の両面粘着シート1によって貼合される一対の光学部材としては、タッチパネルの内部におけるITOフィルム同士の貼合、ITOフィルムとITOガラスとの貼合、タッチパネルのITOフィルムと液晶パネルとの貼合、カバーガラスとITOフィルムとの貼合、カバーガラスと加飾フィルムとの貼合などが挙げられる。
上記実施形態における両面粘着シート1は、第1最外粘着剤層11と第2最外粘着剤層12で所望の粘着物性を有し、中間樹脂層13の厚みと比誘電率で両面粘着シート1全体の比誘電率を制御する。従って、貼合する光学部材に適した粘着物性及び比誘電率を共に達成することが可能である。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
非架橋性アクリル酸エステル単位としてアクリル酸メチル40重量部、アクリル酸ブチル40重量部、架橋性官能基を有するアクリル単量体単位としてアクリル酸4−ヒドロキシブチル20質量部を公知の溶媒重合法によって重合反応させ、アクリル酸エステル共重合体溶液を得た。このアクリル酸エステル共重合体溶液を粘着主剤とする粘着剤溶液を粘着剤(1)とした。
非架橋性アクリル酸エステル単位としてアクリル酸メチル30重量部、アクリル酸ブチル60重量部、架橋性官能基を有するアクリル単量体単位としてアクリル酸4−ヒドロキシブチル10質量部を公知の溶媒重合法によって重合反応させ、アクリル酸エステル共重合体溶液を得た。このアクリル酸エステル共重合体溶液を粘着主剤とする粘着剤溶液を粘着剤(2)とした。
非架橋性アクリル酸エステル単位としてアクリル酸2−エチルヘキシル60重量部、アクリル酸イソボルニル38重量部、架橋性官能基を有するアクリル単量体単位としてアクリル酸4−ヒドロキシブチル2質量部を公知の溶媒重合法によって重合反応させ、アクリル酸エステル共重合体溶液を得た。このアクリル酸エステル共重合体溶液を粘着主剤とする粘着剤溶液を粘着剤(3)とした。
1)中間樹脂層の作製
第1の剥離シートとして、PETフィルムに剥離剤層を備えた剥離フィルム[王子特殊紙(株)製、38μRL−07(L)〕を用意し、その第1の剥離シートの剥離剤層に、上記粘着剤(3)の溶液をナイフコータにより塗工し、100℃、3分間加熱し、中間樹脂層を形成した。形成された中間樹脂層の周波数100Hzにおける比誘電率εrは4.5であった。
なお、両面粘着シート1A全体の比誘電率を5.5とするために、次に述べる最外粘着剤層と厚みと比誘電率から式(1)を用いて中間樹脂層の最適な厚みを求めた結果、51μmの厚みとなるように粘着剤(3)を塗工した。
2)第1最外粘着剤層の作製
第2の剥離シートとしてPETフィルムに前述の第1の剥離シートより剥離性の低い剥離剤層を備えた剥離フィルム〔王子特殊紙(株)製、38μRL−07(2)〕を用意し、その第2の剥離シートの剥離剤層に、厚みが25μmとなるように上記粘着剤(1)の溶液をナイフコータにより塗工し、100℃、3分間加熱し、第1最外粘着剤層を形成した。形成された第1最外粘着剤層の周波数100Hzにおける比誘電率εrは7.1であった。
3)第2最外粘着剤層の作製
第3の剥離シートとして、第1の剥離フィルムと同じ剥離フィルム〔王子特殊紙(株)製、38μRL−07(L)〕を用意し、その第3の剥離シートの剥離剤層に、厚みが25μmとなるように上記粘着剤(1)の溶液をナイフコータにより塗工し、100℃、3分間加熱し、第2最外粘着剤層を形成した。形成された第2最外粘着剤層の周波数100Hzにおける比誘電率εrは7.1であった。
4)両面粘着シートの作製
上記中間樹脂層と第1最外粘着剤層とが接するように重ね、圧着した後、第1の剥離シートを剥がして中間樹脂層を露出させて、該中間樹脂層と第2最外粘着剤層と接するように重ね、圧着した後、剥離シート付き両面粘着シート1Aを得た。得られた両面粘着シートA全体の周波数100Hzにおける比誘電率εrは5.4であった。
中間樹脂層、第1最外粘着剤層、第2最外粘着剤層の全てに粘着剤(1)を使用した他は、実施例Aと同様にして両面粘着シートCを作製した。上記をまとめると、下記表1の通りとなる。
上記両面粘着シート1A、1Bの周波数100kHzにおける比誘電率を測定したところ、表2の結果となった。なお、理論値とは式(1)によって求めた値である。
また、比較例1Bのガラスに対する粘着力は第1最外粘着剤層、第2最外粘着剤層ともに30N/25mmであったが、実施例1Aもそれと同様に両最外粘着剤層の粘着力は30Nであり、粘着物性には何ら影響を与えなかった。
中間樹脂層に粘着剤(3)、第1最外粘着剤層に粘着剤(1)、第2最外粘着剤層に粘着剤(2)を使用して、実施例1:量面粘着シート1Aの作製方法に従って両面粘着シート2Aを作製した。なお、両面粘着シート2Aの比誘電率を5.0とするために、式(1)より中間樹脂層の厚みは100μmとした。
中間樹脂層に粘着剤(1)、第1最外粘着剤層に粘着剤(2)、第2最外粘着剤層に粘着剤(3)を使用した他は、実施例Aと同様にして両面粘着シートBを作製した。なお、両面粘着シートB全体の比誘電率εrを6.3とするために、最外粘着剤層の厚みと比誘電率から式(1)を用いて中間樹脂層の最適な厚みを求めた結果、100μmの厚みとなるように粘着剤(3)を塗工した。
上記両面粘着シート2A、2B、2Cの周波数100kHzにおける比誘電率を測定したところ、表4の結果となった。なお、理論値とは式(1)によって求めた値である。
11 第1最外粘着剤層
12 第2最外粘着剤層
13 中間樹脂層
Claims (7)
- 前記3層からなる両面粘着シートにおける第1最外粘着剤層と第2最外粘着剤層とにより粘着物性を制御し、中間樹脂層により両面粘着シート全体の比誘電率を制御する、請求項1に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記3層からなる両面粘着シートにおける中間樹脂層を二層以上の粘着剤層とする、請求項1又は2に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記3層からなる両面粘着シートを透明シートとする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記3層からなる両面粘着シートにおける第1最外粘着剤層と第2最外粘着剤層のそれぞれの厚みを10μm以上とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記3層からなる両面粘着シートの全体の比誘電率を2.0以上5.0以下に制御する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学部材積層体の製造方法。
- 前記一対の光学部材を、ITOフィルム同士、ITOフィルムとITOガラス及びITOフィルムと液晶パネルのいずれか一組の組み合わせからなる光学部材とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学部材積層体の製造方法。
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