JP2018027996A - フレキシブル画像表示装置用粘着剤層、フレキシブル画像表示装置用積層体、及び、フレキシブル画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(メタ)アクリル系ポリマーを含有する粘着剤組成物から形成されたフレキシブル画像表示装置用粘着剤層であって、前記(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)が、100万〜250万であり、前記粘着剤層のガラス転移温度(Tg)が、0℃以下であることを特徴とするフレキシブル画像表示装置用粘着剤層。
【選択図】図2
Description
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、少なくとも視認側にフレキシブル画像表示装置用粘着剤層と、透明樹脂材料から形成される保護膜と、偏光膜とを、この順で有する(積層される)フレキシブル画像表示用積層体を有することが好ましい。この構成中、適宜、位相差膜などを有していてもよい。
本発明に用いることができる偏光膜(偏光子ともいう。)は、空中延伸(乾式延伸)やホウ酸水中延伸工程等の延伸工程によって延伸された、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール(PVA)系樹脂を用いることができる。
本発明に用いることができる位相差膜(位相差フィルムともいう。)は、高分子フィルムを延伸させて得られるものや液晶材料を配向、固定化させたものを用いることができる。本明細書において、位相差膜は、面内及び/又は厚み方向に複屈折を有するものをいう。
本発明に用いる透明樹脂材料の保護膜(透明保護フィルムともいう。)は、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂などを用いることができる。
本発明のフレキシブル画像表示装置用粘着剤層(単に粘着剤層という場合がある。)は、前記保護膜に対して、前記偏光膜と接している面と反対側に、配置されることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用粘着剤層は、(メタ)アクリル系ポリマーを含有する粘着剤組成物から形成されることを特徴とする。前記粘着剤組成物として、アクリル系粘着剤を使用する場合、モノマー単位として、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜24のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを含む(メタ)アクリル系ポリマーを含有することが好ましい。前記直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1〜24であるアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを用いることにより、屈曲性に優れた粘着剤層が得られる。なお、本発明における(メタ)アクリル系ポリマーとは、アクリル系ポリマーおよび/またはメタクリル系ポリマーをいい、また(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。
本発明の粘着剤組成物には、架橋剤を含有することができる。架橋剤としては、有機系架橋剤や多官能性金属キレートを用いることができる。有機系架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤等が挙げられる。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合又は配位結合しているものである。多価金属原子としては、Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等が挙げられる。共有結合又は配位結合する有機化合物中の原子としては酸素原子等が挙げられ、有機化合物としてはアルキルエステル、アルコール化合物、カルボン酸化合物、エーテル化合物、ケトン化合物等が挙げられる。中でも、イソシアネート系架橋剤(特に、三官能のイソシアネート系架橋剤)は、耐久性の点で好ましく、また、過酸化物系架橋剤とイソシアネート系架橋剤(特に、二官能のイソシアネート系架橋剤)は、屈曲性の点から、好ましい。過酸化物系架橋剤や二官能のイソシアネート系架橋剤は、どちらも柔軟な二次元架橋を形成するのに対して、三官能のイソシアネート系架橋剤は、より強固な三次元架橋を形成する。屈曲時には、より柔軟な架橋である二次元架橋が有利となる。ただし、二次元架橋のみでは耐久性に乏しく、ハガレが生じやすくなるため、二次元架橋と三次元架橋のハイブリッド架橋が良好であるため、三官能のイソシアネート系架橋剤と、過酸化物系架橋剤や二官能のイソシアネート系架橋剤を併用することが好ましい態様である。
さらに本発明における粘着剤組成物には、その他の公知の添加剤を含有していてもよく、たとえば、各種シランカップリング剤、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのポリエーテル化合物、着色剤、顔料等の粉体、染料、界面活性剤、可塑剤、粘着性付与剤、表面潤滑剤、レベリング剤、軟化剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、帯電防止剤(イオン性化合物であるアルカリ金属塩やイオン液体など)、無機又は有機の充填剤、金属粉、粒子状、箔状物等を使用する用途に応じて適宜添加することができる。また、制御できる範囲内で、還元剤を加えてのレドックス系を採用してもよい。
本発明における粘着剤層は、前記粘着剤組成物から形成されることが好ましい。粘着剤層を形成する方法としては、例えば、前記粘着剤組成物を剥離処理したセパレータ等に塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着剤層を形成する方法を挙げることができる。また、偏光フィルム等に前記粘着剤組成物を塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着剤層を偏光フィルム等に形成する方法等により作製することもできる。なお、粘着剤組成物の塗布にあたっては、適宜に、重合溶剤以外の一種以上の溶剤を新たに加えてもよい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体には、さらにタッチセンサ機能等を付与する目的として、本発明の粘着剤層を介した透明導電層を設けることが好ましい。透明導電層を有する部材としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができるが、透明フィルム等の透明基材上に透明導電層を有するものや、透明導電層と液晶セルを有する部材を挙げることができる。
また、本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、導電性を有する層(導電性層、帯電防止層)を有していても構わない。前記フレキシブル画像表示装置用積層体は、屈曲機能を有し、非常に薄い厚み構成となるため、製造工程等で生じる微弱な静電気に対して反応性が大きく、ダメージを受けやすいが、前記積層体に導電性層を設けることで、製造工程等での静電気による負荷が大きく軽減され、好ましい態様となる。
本発明のフレキシブル画像表示装置は、上記のフレキシブル画像表示装置用積層体と、折り曲げ可能に構成された有機EL表示パネルとを含み、有機EL表示パネルに対して視認側にフレキシブル画像表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。また、有機EL表示パネルに代えて、液晶パネルであってもよく、更に、フレキシブル画像表示装置用積層体に対して視認側にウインドウが配置されていてもよい。
[偏光膜]
熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸ユニットを7モル%有するアモルファスのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう。)(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用意し、表面にコロナ処理(58W/m2/min)を施した。一方、アセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業(株)製、商品名:ゴーセファイマーZ200(平均重合度:1200、ケン化度:98.5モル%、アセトアセチル化度:5モル%)を1重量%添加したPVA(重合度4200、ケン化度99.2%)を用意して、PVA系樹脂が5.5重量%であるPVA水溶液の塗工液を準備し、乾燥後の膜厚が12μmになるように塗工し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
保護膜としては、グルタルイミド環単位を有するメタクリル樹脂ペレットを、押し出して、フィルム状に成形した後、延伸したものを用いた。この保護膜の厚み20μmであり、透湿度160g/m2のアクリル系フィルムであった。
HEAA:ヒドロキシエチルアクリルアミド
M−220:ARONIX M−220、トリプロピレングリコールジアクリレート)、東亞合成社製
ACMO:アクリロイルモルホリン
AAEM:2−アセトアセトキシエチルメタクリレート、日本合成化学社製
UP−1190:ARUFON UP−1190、東亞合成社製
IRG907:IRGACURE907、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、BASF社製
DETX−S:KAYACURE DETX−S、ジエチルチオキサントン、日本化薬社製
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)99重量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)1重量部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。
さらに、前記モノマー混合物(固形分)100重量部に対して、重合開始剤として2,2´−アゾビスイソブチロニトリルを0.1重量部を酢酸エチルと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って7時間重合反応を行った。その後、得られた反応液に、酢酸エチルを加えて、固形分濃度30%に調整した、重量平均分子量160万の(メタ)アクリル系ポリマーA1の溶液を調製した。
得られた(メタ)アクリル系ポリマーA1溶液の固形分100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(商品名:タケネートD110N、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート、三井化学(株)製)0.1重量部、過酸化物系架橋剤のベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT、日本油脂(株)製)0.3重量部と、シランカップリング剤(商品名:KBM403、信越化学工業(株)製)0.08重量部を配合して、アクリル系粘着剤組成物を調製した。
前記アクリル系粘着剤組成物を、シリコーン系剥離剤で処理された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、セパレータ)の表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、基材の表面に厚さ25μmの粘着剤層を形成した。
次いで、得られた偏光フィルムの保護膜側(コロナ処理済み)に、粘着剤層1を形成したセパレータを移着させ、粘着剤層付積層体を作製した。
そして、図3に示すように、上記のように得られた粘着剤層付積層体のセパレータを剥離した表面にコロナ処理を施した厚さ25μmのPETフィルム(透明基材、三菱樹脂(株)製、商品名:ダイヤホイル)に貼り合せ、フレキシブル画像表示装置用積層体を作製した。
フラスコ内の液温を55℃付近に保って7時間重合反応を行った際に、酢酸エチルとトルエンの配合割合(重量比)が85/15になるようにして、重合反応を行ったこと以外は、(メタ)アクリル系ポリマーA1の調製と同様に行った。
フラスコ内の液温を55℃付近に保って7時間重合反応を行った際に、酢酸エチルとトルエンの配合割合(重量比)が70/30になるようにして、重合反応を行ったこと以外は、(メタ)アクリル系ポリマーA1の調製と同様に行った。
実施例2等において、使用するポリマー((メタ)アクリル系ポリマー)、及び、粘着剤組成物の調製にあたり、特記したもの以外で、表2〜表4に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にして、フレキシブル画像表示装置用積層体を作製した。
BA:n−ブチルアクリレート
2EHA:2−エチルへキシルアクリレート
AA:アクリル酸
HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
ACMO:アクリロイルモルホリン、
PEA:フェノキシエチルアクリレート
NVP:N−ビニルピロリドン
D110N:トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物(三井化学製、商品名:タケネートD110N)
D160N:トリメチロールプロパン/ヘキサメチレンジイソシアネート(三井化学製、商品名:タケネートD160N)
C/L:トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製、商品名:コロネートL)
過酸化物:ベンゾイルパーオキサイド(過酸化物系架橋剤、日本油脂(株)製、商品名:ナイパーBMT)
<(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)の測定>
得られた(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定した。
・分析装置:東ソー社製、HLC−8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8ml/min
・注入量:100μl
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
偏光膜、保護膜、粘着剤層、透明基材の厚みは、ダイヤルゲージ(ミツトヨ製)を用いた測定とともに、計算により算出した。
各実施例および比較例の粘着剤層の表面からセパレータを剥離し、複数の粘着剤層を積層して、厚さ約1.5mmの試験サンプルを作製した。この試験サンプルを直径8mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートに挟み込み、TAインスツルメンツ社製の動的粘弾性測定装置商品名「RSAIII」を用い、以下の測定条件で、動的粘弾性測定から得られるtanδのピークトップ温度から求めた。
(測定条件)
変形モード:ねじり
測定温度:−40℃〜150℃
昇温速度:5℃/分
図4に180°耐折性試験機(井元製作所製)の概略図を示す。本装置は、恒温槽内で、マンドレルを挟んで片側のチャックが180°曲げを繰り返す機構となっており、マンドレルの直径により折り曲げ半径を変えることができる。フィルム破断すると試験が停止する機構になっている。試験は、各実施例及び比較例で得られた5cm×15cmのフレキシブル画像表示装置用積層体を装置にセットし、温度−20℃、曲げ角度180°、曲げ半径3mm、曲げ速度1秒/回、重り100gの条件で実施した。フレキシブル画像表示装置用積層体の破断までの回数で耐折強さを評価した。ここで、折り曲げの回数が20万回に達した場合は、試験を打ち切った。
なお、低温時(−20℃)での耐折性試験により、低温時の偏光膜等のフィルムの破断、及び、粘着剤層のハガレ等について評価を行った。
また、測定(評価)方法としては、フレキシブル画像表示装置用積層体(図3参照)の偏光膜を内側(凹側)にして折り曲げて、評価した。
<破断の有無>
○:破断なし
△:屈曲部の端部にわずかな破断有り(実用上問題なし)
×:屈曲部の全面に破断有り(実用上問題あり)
<外観(ハガレ)の有無>
○:折れ・ハガレ等が確認されない
△:屈曲部にわずかに折れ・ハガレ等が確認される(実用上問題なし)
×:屈曲部の全面に折れ・ハガレ等が確認される(実用上問題あり)
2 保護膜
2−1 保護膜
2−2 保護膜
3 位相差層
4−1 透明導電フィルム
4−2 透明導電フィルム
5−1 基材フィルム
5−2 基材フィルム
6−1 透明導電層
6−2 透明導電層
7 スペーサー
8 透明基材
10 有機EL表示パネル
10−1 タッチパネル内臓有機EL表示パネル
11 フレキシブル画像表示装置用積層体(有機EL表示装置用積層体)
12 粘着剤層
12−1 第1の粘着剤層
12−2 第2の粘着剤層
13 加飾印刷フィルム
20 光学積層体
30 タッチパネル
40 ウインドウ
100 フレキシブル画像表示装置(有機EL表示装置)
Claims (5)
- (メタ)アクリル系ポリマーを含有する粘着剤組成物から形成されたフレキシブル画像表示装置用粘着剤層であって、
前記(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)が、100万〜250万であり、
前記粘着剤層のガラス転移温度(Tg)が、0℃以下であることを特徴とするフレキシブル画像表示装置用粘着剤層。 - 25℃における貯蔵弾性率G’が、1.0MPa以下であることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル画像表示装置用粘着剤層。
- 偏光板に対する粘着力が、5〜40N/25mmであることを特徴とする請求項1又は2に記載のフレキシブル画像表示装置用粘着剤層。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のフレキシブル画像表示装置用粘着剤層と、透明樹脂材料の保護膜と、偏光膜とを、この順で有することを特徴とするフレキシブル画像表示装置用積層体。
- 請求項4記載のフレキシブル画像表示装置用積層体と、有機EL表示パネルと、を含み、
前記有機EL表示パネルに対して、視認側に前記フレキシブル画像表示装置用積層体が配置されることを特徴とするフレキシブル画像表示装置。
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