本発明の粘着剤層付光学部材を構成する粘着剤層は、例えば水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位を含有する(メタ)アクリル系樹脂(A)を含有する粘着剤組成物からなる。
<粘着剤組成物>
〔1〕(メタ)アクリル系樹脂(A)
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、下記式(I):
で表される(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を主成分として含有する重合体であり、好ましくは、水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位をさらに含有する重合体である。本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、(メタ)アクリレートなどというときの「(メタ)」も同様の趣旨である。
上記式(I)において、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2は炭素数1〜10のアルコキシ基で置換されていてもよい炭素数1〜14のアルキル基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基で置換されていてもよい炭素数7〜21のアラルキル基を表す。R2は、炭素数1〜10のアルコキシ基で置換されていてもよい炭素数1〜14のアルキル基であることが好ましい。
式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられ、その具体例は、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリルのようなアルキル部分が直鎖状の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチルのようなアルキル部分が分枝状の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等を含む。(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル部分の炭素数は、好ましくは1〜8であり、より好ましくは1〜6である。
R2がアルコキシ基で置換されたアルキル基である場合、すなわち、R2がアルコキシアルキル基である場合における式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステルの具体例は、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル等を含む。上記アルコキシアルキル基におけるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜8であり、より好ましくは1〜6である。上記アルコキシアルキル基におけるアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1〜8であり、より好ましくは1〜4である。R2が炭素数7〜21のアラルキル基である場合における式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステルの具体例は、(メタ)アクリル酸ベンジル等を含む。上記アラルキル基の炭素数は、好ましくは7〜11である。
式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステルは、1種のみを単独で使用してもよいし2種以上を併用してもよい。中でも、(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが好ましく、アクリル酸アルキルエステルを含むことがより好ましく、アクリル酸n−ブチルを含むことがさらに好ましい。(メタ)アクリル系樹脂(A)は、これを構成する全構成単位中、アクリル酸n−ブチル由来の構成単位を50重量%以上含むことが好ましい。勿論、アクリル酸n−ブチルに加えて、それ以外の式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステルを併用することもできる。
式(I)で表される(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(A)を構成する全構成単位中、通常60重量%以上100重量%未満であり、好ましくは70〜99.9重量%であり、より好ましくは80〜99.6重量%である。
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位を含有する。この構成単位を含有させることは、粘着剤層と光学部材との密着性や粘着剤層の耐久性を高めるうえで有利である。水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体は、好ましくは水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例は、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−又は3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルのような(メタ)アクリル酸の水酸基含有アルキルエステルや、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートのような多官能アルコールと(メタ)アクリル酸との部分エステル化物等を含む。粘着剤層と光学部材との密着性や粘着剤層の耐久性(とりわけ耐熱性)の観点から、水酸基を有する単量体は、水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましく、(メタ)アクリル酸の水酸基含有アルキルエステルであることがより好ましい。(メタ)アクリル酸の水酸基含有アルキルエステルにおけるアルキル部分の炭素数は、好ましくは1〜8であり、より好ましくは1〜6である。
水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位の含有量は、例えば(メタ)アクリル系樹脂(A)を構成する全構成単位中、3.5重量%以下でもよいし、3.5重量%よりも多くてもよく、通常は10重量%以下である。
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体以外の他の極性官能基を有する単量体に由来する構成単位を含有することができる。この極性官能基を有する単量体は、好ましくは極性官能基を有する(メタ)アクリル系単量体である。当該単量体が有する極性官能基としては、カルボキシル基(遊離カルボキシル基)、アミノ基、複素環基(例えばエポキシ基)等を挙げることができる。
他の極性官能基を有する単量体の具体例は、(メタ)アクリル酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレートのようなカルボキシル基を有する単量体;アクリロイルモルホリン、ビニルカプロラクタム、N−ビニル−2−ピロリドン、ビニルピリジン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2,5−ジヒドロフランのような複素環基を有する単量体;アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートのような複素環とは異なるアミノ基を有する単量体等を含む。他の極性官能基を有する単量体は、1種のみを単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体に加えて、他の極性官能基を有する単量体、中でも、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル系単量体を併用することは、粘着剤層と光学部材との密着性や粘着剤層の耐久性(とりわけ耐熱性)を高めるうえで有利である。
他の極性官能基を有する単量体、好ましくはカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系単量体由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(A)を構成する全構成単位中、好ましくは5重量%以下であり、より好ましくは4重量%以下である。他の極性官能基を有する単量体由来の構成単位の含有量が5重量%を超えると、粘着剤層の耐久性、とりわけ耐熱性が不足する傾向にある。一方、他の極性官能基を有する単量体由来の構成単位の含有量は、これを含有する場合、通常0.1重量%以上であり、好ましくは0.2重量%以上であり、より好ましくは0.3重量%以上である。他の極性官能基を有する単量体由来の構成単位の含有量が0.1重量%未満であると、使用の効果が認められにくい。水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体を含むすべての極性官能基を有する単量体に由来する構成単位は、(メタ)アクリル系樹脂(A)を構成する全構成単位中、通常0.1〜15重量%、好ましくは0.2〜10重量%である。
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、分子内に1個のオレフィン性二重結合と少なくとも1個の芳香環を有する単量体(ただし、上記式(I)で表される単量体又は上記極性官能基を有する単量体に該当するものは除く。)に由来する構成単位をさらに含んでいてもよい。好適な例として芳香環を有する(メタ)アクリル系単量体を挙げることができる。かかる芳香環を有する(メタ)アクリル系単量体には、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート等も含まれるが、特に下記式(II):
で表されるフェノキシエチル基含有(メタ)アクリル酸エステルのようなアリールオキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。フェノキシエチル基含有(メタ)アクリル酸エステル等の分子内に1個のオレフィン性二重結合と少なくとも1個の芳香環とを有する単量体は、1種のみを単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
上記式(II)において、R3は水素原子又はメチル基を表し、nは1〜8の整数を表し、R4は水素原子、アルキル基、アラルキル基又はアリール基を表す。R4がアルキル基である場合、その炭素数は1〜9程度であることができ、アラルキル基である場合、その炭素数は7〜11程度、またアリール基である場合、その炭素数は6〜10程度であることができる。
式(II)中のR4を構成する炭素数1〜9のアルキル基としては、メチル、ブチル、ノニル等が、炭素数7〜11のアラルキル基としては、ベンジル、フェネチル、ナフチルメチル等が、炭素数6〜10のアリール基としては、フェニル、トリル、ナフチル等が、それぞれ挙げられる。
式(II)で表されるフェノキシエチル基含有(メタ)アクリル酸エステルの具体例は、(メタ)アクリル酸2−フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(2−フェノキシエトキシ)エチル、エチレンオキサイド変性ノニルフェノールの(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸2−(o−フェニルフェノキシ)エチル等を含む。中でも、フェノキシエチル基含有(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸2−フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(o−フェニルフェノキシ)エチル及び/又は(メタ)アクリル酸2−(2―フェノキシエトキシ)エチルを含むことが好ましい。
芳香環を有する単量体由来の構成単位の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(A)を構成する全構成単位中、通常0〜20重量%(例えば6〜12重量%)である。ただし、(メタ)アクリル系樹脂(A)のガラス転移温度を後述する所定の範囲とするために、芳香環を有する単量体由来の構成単位を含有させないことが好ましい場合がある。
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、上で説明した式(I)で表される(メタ)アクリル系単量体、極性官能基を有する単量体及び芳香環を有する単量体以外の単量体(以下、「その他の単量体」ともいう。)に由来する構成単位を含んでいてもよい。その他の単量体の例としては、分子内に脂環式構造を有する(メタ)アクリル系単量体(好ましくは、分子内に脂環式構造を有する(メタ)アクリル酸エステル)に由来する構成単位、スチレン系単量体に由来する構成単位、ビニル系単量体に由来する構成単位、分子内に複数の(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する構成単位、(メタ)アクリルアミド化合物に由来する構成単位等を挙げることができる。その他の単量体は、1種のみを単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
分子内に脂環式構造を有する(メタ)アクリル酸エステルにおける脂環式構造とは、炭素数が通常5以上、好ましくは5〜7程度のシクロパラフィン構造である。脂環式構造を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例は、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸シクロドデシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルフェニル、α−エトキシアクリル酸シクロヘキシル等を含む。
スチレン系単量体の具体例は、スチレン;メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレンのようなアルキルスチレン;フルオロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレンのようなハロゲン化スチレン;ニトロスチレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン、ジビニルベンゼン等を含む。
ビニル系単量体の具体例は、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリン酸ビニルのような脂肪酸ビニルエステル;塩化ビニル、臭化ビニルのようなハロゲン化ビニル;塩化ビニリデンのようなハロゲン化ビニリデン;ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾールのような含窒素芳香族ビニル;ブタジエン、イソプレン、クロロプレンのような共役ジエン単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を含む。
分子内に複数の(メタ)アクリロイル基を有する単量体の具体例は、1,4−ブタンジオールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、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、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートのような分子内に2個の(メタ)アクリロイル基を有する単量体;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートのような分子内に3個の(メタ)アクリロイル基を有する単量体等を含む。
(メタ)アクリルアミド化合物の具体例は、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(5−ヒドロキシペンチル)(メタ)アクリルアミド、N−(6−ヒドロキシヘキシル)(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−(3−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)(メタ)アクリルアミド、N−〔2−(2−オキソ−1−イミダゾリジニル)エチル〕(メタ)アクリルアミド、2−アクリロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン酸、N−(メトキシメチル)アクリルアミド、N−(エトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(プロポキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(1−メチルエトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(1−メチルプロポキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−メチルプロポキシメチル)(メタ)アクリルアミド〔別名:N−(イソブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド〕、N−(ブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(1,1−ジメチルエトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−エトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−プロポキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−〔2−(1−メチルエトキシ)エチル〕(メタ)アクリルアミド、N−〔2−(1−メチルプロポキシ)エチル〕(メタ)アクリルアミド、N−〔2−(2−メチルプロポキシ)エチル〕(メタ)アクリルアミド〔別名:N−(2−イソブトキシエチル)(メタ)アクリルアミド〕、N−(2−ブトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−〔2−(1,1−ジメチルエトキシ)エチル〕(メタ)アクリルアミド等を含む。中でも、N−(メトキシメチル)アクリルアミド、N−(エトキシメチル)アクリルアミド、N−(プロポキシメチル)アクリルアミド、N−(ブトキシメチル)アクリルアミド、N−(2−メチルプロポキシメチル)アクリルアミドが好ましく用いられる。
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、これを構成する全構成単位中、その他の単量体に由来する構成単位を通常0〜20重量%、好ましくは0〜10重量%の割合で含有する。
粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系樹脂(A)に属する(メタ)アクリル系樹脂を2種以上含有していてもよい。また粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系樹脂(A)とは異なる他の(メタ)アクリル系樹脂を含有していてもよい。他の(メタ)アクリル系樹脂の例は、式(I)で表される(メタ)アクリル系単量体に由来する構成単位を有し、かつ極性官能基を有さない(メタ)アクリル樹脂である。ただし、粘着剤組成物は、(メタ)アクリル系樹脂(A)を主成分として含有することが好ましく、(メタ)アクリル系樹脂(A)の含有量は、すべての(メタ)アクリル系樹脂の合計中、好ましくは60重量%以上であり、より好ましくは80重量%以上であり、さらに好ましくは90重量%以上である。
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、示差走査熱量計(DSC)により測定されるガラス転移温度(Tg)が−10℃以下であり、好ましくは−15℃以下であり、さらに好ましくは−20℃以下である。Tgが−20℃以下である(メタ)アクリル系樹脂(A)を含有する本発明に係る粘着剤組成物によれば、粘着剤層と光学部材との密着性や粘着剤層の耐久性を向上させることができる。耐久性の観点から、(メタ)アクリル系樹脂(A)のTgは、通常−55℃以上であり、好ましくは−50℃以上である。
(メタ)アクリル系樹脂(A)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が50万〜200万の範囲にあることが好ましく、60万〜180万の範囲にあることがより好ましい。Mwが50万以上であると、高温高湿環境下における粘着剤層と光学部材との密着性が向上し、粘着剤層と光学部材との間に浮きや剥れの発生する可能性が低くなる傾向にあり、しかも粘着剤層のリワーク性が向上する傾向にある。また、Mwが200万以下であると、粘着剤層を光学部材に貼合したときに光学部材の寸法が変化しても、その寸法変化に粘着剤層が追随して変動しやすくなるので、粘着剤層と光学部材との密着性や粘着剤層の耐久性の面で有利であり、また、上記追随性により、粘着剤層付光学部材を液晶表示装置に適用したとき、液晶セルの周縁部の明るさと中心部の明るさとの間に差がなくなり、白抜けや色ムラが抑制される傾向にある。重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表される分子量分布は、通常2〜10程度であり、好ましくは3〜7である。
(メタ)アクリル系樹脂(A)や任意で併用できる他の(メタ)アクリル系樹脂は、例えば、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法によって製造することができる。(メタ)アクリル系樹脂の製造においては通常、重合開始剤が用いられる。重合開始剤は、(メタ)アクリル系樹脂の製造に用いられる全ての単量体の合計100重量部に対して、0.001〜5重量部程度使用される。また、(メタ)アクリル系樹脂は、例えば紫外線等の活性エネルギー線によって重合を進行させる方法により製造してもよい。
重合開始剤としては、熱重合開始剤や光重合開始剤等が用いられる。光重合開始剤として、例えば、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン等を挙げることができる。熱重合開始剤として、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−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)のようなアゾ系化合物;ラウリルパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジプロピルパーオキシジカーボネート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイドのような有機過酸化物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素のような無機過酸化物等を挙げることができる。また、過酸化物と還元剤を併用したレドックス系開始剤等も、重合開始剤として使用し得る。
(メタ)アクリル系樹脂の製造方法としては、上に示した方法の中でも溶液重合法が好ましい。溶液重合法の一例は、用いる単量体及び有機溶媒を混合し、窒素雰囲気下、熱重合開始剤を添加して、40〜90℃程度、好ましくは50〜80℃程度にて3〜15時間程度攪拌することである。反応を制御するために、単量体や熱重合開始剤を重合中に連続的又は間歇的に添加したり、有機溶媒に溶解した状態で添加したりしてもよい。有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類;プロピルアルコール、イソプロピルアルコールのような脂肪族アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類等を用いることができる。
〔2〕架橋剤(B)
粘着剤組成物は、以上のような(メタ)アクリル系樹脂に、さらに架橋剤を配合して調製される。架橋剤は、(メタ)アクリル系樹脂中の特に極性官能基含有(メタ)アクリル系単量体に由来する構成単位と架橋し得る官能基を分子内に少なくとも2個有する化合物であり、具体的には、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、金属キレート系化合物、アジリジン系化合物などが例示される。
イソシアネート系化合物(以下、イソシアネート系架橋剤(B−1)ともいう。)は、分子内に少なくとも2個のイソシアナト基(−NCO)を有する化合物であり、例えば、ト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、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートなどが挙げられる。また、これらのイソシアネート化合物に、グリセロールやトリメチロールプロパンなどのポリオールを反応せしめたアダクト体や、イソシアネート化合物を二量体、三量体等にしたものも、粘着剤組成物に用いられる架橋剤となりうる。2種以上のイソシアネート系化合物を混合して用いることもできる。
エポキシ系化合物は、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物であり、例えば、ビスフェノールA型のエポキシ樹脂、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、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリ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、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−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)シクロヘキサンなどが挙げられる。2種以上のエポキシ系化合物を混合して用いることもできる。
金属キレート化合物としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロム又はジルコニウムなどの多価金属に、アセチルアセトンやアセト酢酸エチルが配位した化合物などが挙げられる。
アジリジン系化合物は、エチレンイミンとも呼ばれる1個の窒素原子と2個の炭素原子からなる3員環の骨格を分子内に少なくとも2個有する化合物であり、例えば、ジフェニルメタン−4,4’−ビス(1−アジリジンカルボキサミド)、トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサミド)、トリエチレンメラミン、イソフタロイルビス−1−(2−メチルアジリジン)、トリス−1−アジリジニルホスフィンオキサイド、ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキサミド)、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネートなどが挙げられる。
これらの架橋剤の中でも、イソシアネート系架橋剤(B−1)、とりわけ、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート若しくはヘキサメチレンジイソシアネート、又はこれらのイソシアネート化合物を、グリセロールやトリメチロールプロパンなどのポリオールに反応せしめたアダクト体や、イソシアネート化合物を二量体、三量体等にしたもの、これらのイソシアネート系化合物の混合物などが、好ましく用いられる。(メタ)アクリル系樹脂(A)が、遊離カルボキシル基、水酸基、アミノ基及びエポキシ環から選ばれる極性官能基を有する場合は特に、架橋剤(B)の少なくとも一つとして、イソシアネート系架橋剤(B−1)を用いることが好ましい。好適なイソシアネート系架橋剤(B−1)として、キシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートをポリオールに反応せしめたアダクト体、キシリレンジイソシアネートの二量体、キシリレンジイソシアネートの三量体、トリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネートをポリオールに反応せしめたアダクト体、トリレンジイソシアネートの二量体、及びトリレンジイソシアネートの三量体、また、ヘキサメチ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をポリオールに反応せしめたアダクト体、ヘキサメチレンジイソシアネートの二量体、及びヘキサメチレンジイソシアネートの三量体が挙げられる。
架橋剤(B)は、(メタ)アクリル樹脂(A)100重量部に対し、通常0.01〜5重量部の割合で配合される。架橋剤(B)の配合量は、好ましくは(メタ)アクリル樹脂(A)100重量部に対し、0.1〜5重量部程度、さらに好ましくは0.2〜3重量部程度である。(メタ)アクリル樹脂(A)100重量部に対する架橋剤(B)の量が0.01重量部以上、特に0.1重量部以上であると、粘着剤層の耐久性が向上する傾向にあることから好ましく、また5重量部以下であると、粘着剤付光学部材を液晶表示装置に適用したときの白ヌケが目立たなくなることから好ましい。
〔3〕化合物(C)
粘着剤組成物は通常、架橋触媒(C−1)及びアルキレンオキシ基を含む化合物(C−2)を含有する。架橋触媒(C−1)及びアルキレンオキシ基を含む化合物(C−2)を含有する本発明に係る粘着剤組成物によれば、50℃という比較的高い温度に48時間保管したときの無アルカリガラス板に対する剥離力(P50)と、23℃で24時間保管したときの無アルカリガラス板に対する剥離力(P23)との比(P50/P23)を容易に4.5以上とすることができる。
架橋触媒(C−1)としては通常、有機酸塩が用いられ、カルボン酸末端を有する有機酸と塩基からなる塩、すなわち有機カルボン酸塩であることが好ましい。架橋触媒(C−1)として有機カルボン酸塩を用いる場合、カルボキシラートアニオンの対カチオンは、3価以下の対カチオンであることが好ましい。有機酸塩は、1種のみを使用してもよいし2種以上を併用してもよい。
上記の対カチオンとしては、金属イオン、アンモニウムイオン、ヘテロ環式構造を有するカチオンなどを挙げることができる。金属イオンの好ましい例は、アルカリ金属イオン、及びアルカリ土類金属イオンを含む。ヘテロ環式構造を有するカチオンの好ましい例は、ピロリニウムイオン、イミダゾリウムイオン、トリアゾニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピリジニウムイオン、及びピペリジニウムイオンを含む。
有機酸塩のカルボキシラートアニオンとしては、例えば、蟻酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン、ヘプタン酸イオン、オクタン酸イオン、ラウリン酸イオンのような直鎖飽和アルキルカルボキシラートイオン;(メタ)アクリル酸、オレイン酸のような直鎖不飽和アルキルカルボキシラートイオン;安息香酸、桂皮酸のような芳香族カルボキシラートイオン;ニコチン酸のようなヘテロ環式構造を有するカルボキシラートイオン;コハク酸、フマル酸、フタル酸のようなジカルボキシラートイオン;2−(2−エトキシ)エトキシカルボキシラートイオンのようなオキシエチレン骨格を有するカルボキシラートのアニオンなどが挙げられる。
架橋触媒(C−1)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(A)100重量部に対して通常0.0001〜5重量部であり、好ましくは0.0005〜3重量部であり、より好ましくは0.0007〜1重量部であり、さらに好ましくは0.001〜1重量部であり、とりわけ好ましくは0.0015〜0.5重量部である。この範囲内の含有量であれば、粘着剤層と光学部材との密着性、及び粘着剤層を光学部材に貼合したときの耐久性が良好であり、また、粘着剤層の養生時間の短縮化が可能な粘着剤組成物を得ることができる。
アルキレンオキシ基を含む化合物(C−2)は、分子内に少なくとも1つのアルキレンオキシ基を含む化合物である。アルキレンオキシ基は、好ましくはアルキレンジオキシ基(−O−アルキレン−O−)として化合物(C−2)に含まれる。アルキレンオキシ基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基などが挙げられるが、これらに限定されない。アルキレンオキシ基を含む化合物の例としては、ポリアルキレングリコール、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールやこれら2種以上のポリアルキレングリコールの共重合体などがある。ポリアルキレングリコールを構成するアルキレンオキシ基の平均繰り返し数は、特に制限されないが、通常1〜50、好ましくは2〜40、さらに好ましくは3〜30である。ここで、「アルキレンオキシ基の平均繰り返し数」とは、前記ポリアルキレングリコールの分子構造に含まれる「ポリアルキレンオキシ鎖」の部分において、アルキレンオキシ単位が繰り返す平均の数である。また、ポリアルキレングリコールの水酸基の少なくとも1つが、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基の如きアルコキシ基で置換されていてもよい。この例として、ポリアルキレングリコールモノメチルエーテル、ポリアルキレングリコールモノエチルエーテル、ポリアルキレングリコールジメチルエーテル、ポリアルキレングリコールジエチルエーテルなどが挙げられる。
また、アルキレンオキシ基を含む化合物(C−2)は、アルキレンオキシ基に加え、分子内に少なくとも1つの二重結合を含んでいてもよい。上記二重結合の好ましい例は、(メタ)アクリロイル基に含まれる二重結合である。アルキレンオキシ基を含む化合物(C−2)は、1種のみを使用してもよいし2種以上を併用してもよい。アルキレンオキシ基を含む化合物(C−2)を含有する粘着剤組成物からなる粘着剤層によれば、粘着剤層表面に積層される剥離フィルムの粘着剤層に対する剥離力が熱によって亢進することを抑制することもできる。
上記アルキレンジオキシ基の好ましい例は、粘着剤層と光学部材との密着性、及び粘着剤層を光学部材に貼合したときの耐久性などの観点から、炭素数1〜4のアルキレンジオキシ基であり、より好ましくは炭素数1〜3の直鎖又は分岐のアルキレンジオキシ基であり、さらに好ましくはエチレンジオキシ基(−O−C2H4−O−)である。なお、アルキレンジオキシ基ではないアルキレンオキシ基の例についても同様であり、アルキレンオキシ基は、好ましくは炭素数1〜4のアルキレンオキシ基であり、より好ましくは炭素数1〜3の直鎖又は分岐のアルキレンオキシ基であり、さらに好ましくはエチレンオキシ基(−O−C2H4−)である。
粘着剤層と光学部材との密着性、及び粘着剤層を光学部材に貼合したときの耐久性などの観点から、化合物(C−2)は、下記式(C−2a):
で表される(メタ)アクリロイル基を含有する化合物(C−2a)を含むことが好ましく、化合物(C−2a)からなることがより好ましい。式中、hは1〜6の整数を表し、Q1は水素原子又はメチル基を表し、Q0は少なくとも1つのアルキレンジオキシ基を有するh価の基を表す。化合物(C−2)は、化合物(C−2a)を2種以上含んでいてもよい。hは好ましくは1〜3の整数である。
Q0で表される少なくとも1つのアルキレンジオキシ基を有するh価の基は、少なくとも1つのアルキレンジオキシ基を有するh価の炭化水素基であることができ、好ましくは、少なくとも1つのエチレンジオキシ基を有する1〜3価の炭化水素基である。当該炭化水素基としては、下記のQ01、Q02、Q03及びQ04で表される基を挙げることができる。
Q01において、Q2は炭素数1〜3のアルコキシ基で置換されていてもよい、炭素数1〜4のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Lは単結合又は炭素数1〜4のアルキレン基を表し、iは1〜50(例えば1〜30)の整数を表す。Q2となり得るアリール基の炭素数は好ましくは6〜20であり、アラルキル基の炭素数は好ましくは7〜20である。Q02において、jは1〜40(例えば1〜30)の整数を表す。Q03において、y及びzはそれぞれ独立して1〜40(例えば1〜30)の整数を表し、y+zは1〜40(例えば1〜30)の整数であることができる。Q04において、e、f及びgはそれぞれ独立して1〜20(例えば1〜10)の整数を表し、e+f+gは1〜30(例えば1〜25)の整数であることができる。
好ましく用いられる化合物(C−2a)として、下記式(C−2a−1):
で表される化合物(C−2a−1)を挙げることができる。化合物(C−2)は、化合物(C−2a−1)を2種以上含んでいてもよい。化合物(C−2a−1)は、上記式(C−2a)におけるQ0がQ01である化合物である。式中のQ1、L、i、Q2は前記と同じ意味を表す。化合物(C−2a−1)において、Lは好ましくは単結合であり、iは好ましくは7〜35の整数であり、より好ましくは9〜25の整数である。Q2は好ましくは炭素数1〜3のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、Q2の具体例としてメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、フェニル基、ビフェニル基が例示される。
化合物(C−2a−1)の具体例としては、Q1、L、i、Q2が下記表1に示されるものを挙げることができる。
好ましく用いられる化合物(C−2a)の他の例は、上記式(C−2a)におけるQ0がQ04である化合物である。この場合、上記式(C−2a)におけるhは3となる。化合物(C−2)は、Q0がQ04である化合物を2種以上含んでいてもよい。Q04において、e+f+gは好ましくは5〜25の整数である。
好ましく用いられる化合物(C−2a)の他の例は、上記式(C−2a)におけるQ0がQ03である化合物である。この場合、上記式(C−2a)におけるhは2となる。化合物(C−2)は、Q0がQ03である化合物を2種以上含んでいてもよい。Q03において、y+zは好ましくは5〜25の整数である。
化合物(C−2)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(A)100重量部に対して通常0.1〜5重量部であり、好ましくは0.15〜5重量部であり、より好ましくは0.2〜4.5重量部であり、さらに好ましくは0.5〜4重量部である。この範囲内の含有量であれば、粘着剤層と光学部材との密着性、及び粘着剤層を光学部材に貼合したときの耐久性が良好であり、また、粘着剤層の養生時間の短縮化が可能な粘着剤組成物を得ることができ、また、剥離力の亢進抑制効果を得ることができる。
〔4〕イオン性化合物(D)
粘着剤組成物は、粘着剤層に帯電防止性を付与するための帯電防止剤としてイオン性化合物(D)をさらに含有していてもよい。イオン性化合物(D)は、無機カチオン又は有機カチオンと、無機アニオン又は有機アニオンとを有する化合物である。2種以上のイオン性化合物(D)を使用してもよい。
無機カチオンとしては、例えば、リチウムカチオン〔Li+〕、ナトリウムカチオン〔Na+〕、カリウムカチオン〔K+〕のようなアルカリ金属イオンや、ベリリウムカチオン〔Be2+〕、マグネシウムカチオン〔Mg2+〕、カルシウムカチオン〔Ca2+〕のようなアルカリ土類金属イオン等が挙げられる。
有機カチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスホニウムカチオン等が挙げられる。
上記したカチオン成分のうち、有機カチオン成分は、粘着剤組成物との相溶性に優れることから好ましく用いられる。有機カチオン成分の中でも特に、ピリジニウムカチオン及びイミダゾリウムカチオンは、粘着剤層の上に設けられる剥離フィルムを剥がすときに帯電しにくいという観点から好ましく用いられる。
無機アニオンとしては、例えば、クロライドアニオン〔Cl-〕、ブロマイドアニオン〔Br-〕、ヨーダイドアニオン〔I-〕、テトラクロロアルミネートアニオン〔AlCl4 -〕、ヘプタクロロジアルミネートアニオン〔Al2Cl7 -〕、テトラフルオロボレートアニオン〔BF4 -〕、ヘキサフルオロホスフェートアニオン〔PF6 -〕、パークロレートアニオン〔ClO4 -〕、ナイトレートアニオン〔NO3 -〕、ヘキサフルオロアーセネートアニオン〔AsF6 -〕、ヘキサフルオロアンチモネートアニオン〔SbF6 -〕、ヘキサフルオロニオベートアニオン〔NbF6 -〕、ヘキサフルオロタンタレートアニオン〔TaF6 -〕、ジシアナミドアニオン〔(CN)2N-〕等が挙げられる。
有機アニオンとしては、例えば、アセテートアニオン〔CH3COO-〕、トリフルオロアセテートアニオン〔CF3COO-〕、メタンスルホネートアニオン〔CH3SO3 -〕、トリフルオロメタンスルホネートアニオン〔CF3SO3 -〕、p−トルエンスルホネートアニオン〔p−CH3C6H4SO3 -〕、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン〔(FSO2)2N-〕、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン〔(CF3SO2)2N-〕、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタニドアニオン〔(CF3SO2)3C-〕、ジメチルホスフィネートアニオン〔(CH3)2POO-〕、(ポリ)ハイドロフルオロフルオライドアニオン〔F(HF)n -〕(nは1〜3程度)、チオシアンアニオン〔SCN-〕、パーフルオロブタンスルホネートアニオン〔C4F9SO3 -〕、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドアニオン〔(C2F5SO2)2N-〕、パーフルオロブタノエートアニオン〔C3F7COO-〕、(トリフルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンカルボニル)イミドアニオン〔(CF3SO2)(CF3CO)N-〕、パーフルオロプロパン−1,3−ジスルホネートアニオン〔-O3S(CF2)3SO3 -〕、カーボネートアニオン〔CO3 2-〕等が挙げられる。
上記したアニオン成分の中でも特に、フッ素原子を含むアニオン成分は、帯電防止性能に優れるイオン性化合物(D)を与えることから好ましく用いられる。フッ素原子を含むアニオン成分として、具体的には、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン、ヘキサフルオロホスフェートアニオン、又はビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオンが挙げられる。
イオン性化合物(D)の具体例は、上記カチオン成分とアニオン成分の組み合わせから適宜選択することができる。有機カチオンを有するイオン性化合物(D)の例を有機カチオンの構造ごとに分類して掲げると、次のようなものが挙げられる。
ピリジニウム塩:
N−ヘキシルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
N−オクチルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
N−オクチル−4−メチルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
N−ブチル−4−メチルルピリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
N−デシルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ドデシルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−テトラデシルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ヘキサデシルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ドデシル−4−メチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−テトラデシル−4−メチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ヘキサデシル−4−メチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ベンジル−2−メチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ベンジル−4−メチルピリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ヘキシルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
N−オクチルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
N−オクチル−4−メチルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
N−ブチル−4−メチルルピリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド。
イミダゾリウム塩:
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ヘキサフルオロホスフェート、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム p−トルエンスルホネート、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム メタンスルホネート、
1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(フルオロスルホニル)イミド。
ピロリジニウム塩:
N−ブチル−N−メチルピロリジニウム ヘキサフルオロホスフェート、
N−ブチル−N−メチルピロリジニウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
N−ブチル−N−メチルピロリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド。
4級アンモニウム塩:
テトラブチルアンモニウム ヘキサフルオロホスフェート、
テトラブチルアンモニウム p−トルエンスルホネート、
(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム ジメチルホスフィネート。
また、無機カチオンを有するイオン性化合物(D)の例を挙げると、次のようなものがある。
リチウム ブロマイド、
リチウム ヨーダイド、
リチウム テトラフルオロボレート、
リチウム ヘキサフルオロホスフェート、
リチウム チオシアネート、
リチウム パークロレート、
リチウム トリフルオロメタンスルホネート、
リチウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
リチウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
リチウム ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド、
リチウム トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタニド、
リチウム p−トルエンスルホネート、
ナトリウム ヘキサフルオロホスフェート、
ナトリウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
ナトリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
ナトリウム p−トルエンスルホネート、
カリウム ヘキサフルオロホスフェート、
カリウム ビス(フルオロスルホニル)イミド、
カリウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
カリウム p−トルエンスルホネート。
イオン性化合物(D)は、室温において固体であることが好ましい。常温で液体であるイオン性化合物(D)を用いる場合に比べ、帯電防止性能を長期間保持することができる。このような帯電防止性の長期安定性という観点からすると、イオン性化合物(D)は、30℃以上、さらには35℃以上の融点を有することが好ましい。一方で、その融点があまり高すぎると、(メタ)アクリル系樹脂(A)との相溶性が悪くなるため、融点は好ましくは90℃以下、より好ましくは70℃以下、さらに好ましくは50℃未満である。
粘着剤組成物におけるイオン性化合物(D)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは0.2〜8重量部であり、より好ましくは0.2〜5重量部であり、さらに好ましくは0.3〜5重量部であり、特に好ましくは0.5〜3重量部である。イオン性化合物(D)の含有量が0.2重量部以上であることは、帯電防止性能の向上に有利であり、8重量部以下であることは粘着剤層の耐久性維持に有利である。
〔5〕シラン化合物(E)
粘着剤組成物は、シラン化合物(E)をさらに含有することができる。これにより粘着剤層とガラス基板等の光学部材との密着性を高めることができる。
シラン化合物(E)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、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−グリシドキシプロピルエトキシジメチルシラン等が挙げられる。2種以上のシラン化合物を使用してもよい。
シラン化合物(E)は、シリコーンオリゴマータイプのものであってもよい。シリコーンオリゴマーを(単量体)オリゴマーの形式で示すと、例えば、次のようなものを挙げることができる。
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー
等のメルカプトプロピル基含有のコポリマー;
メルカプトメチルトリメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
メルカプトメチルトリメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
メルカプトメチルトリエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
メルカプトメチルトリエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー
等のメルカプトメチル基含有のコポリマー;
3−グリジドキシプロピルトリメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−グリジドキシプロピルトリメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−グリジドキシプロピルトリエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−グリジドキシプロピルトリエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−グリジドキシプロピルメチルジメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−グリジドキシプロピルメチルジメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−グリジドキシプロピルメチルジエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−グリジドキシプロピルメチルジエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー等の3−グリジドキシプロピル基含有のコポリマー;
3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー
等のメタクリロイルオキシプロピル基含有のコポリマー;
3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー
等のアクリロイルオキシプロピル基含有のコポリマー;
ビニルトリメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
ビニルトリメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
ビニルトリエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
ビニルトリエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
ビニルメチルジメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
ビニルメチルジメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
ビニルメチルジエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
ビニルメチルジエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー
等のビニル基含有のコポリマー;
3−アミノプロピルトリメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アミノプロピルトリメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−アミノプロピルトリエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アミノプロピルトリエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー、
3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン−テトラメトキシシランコポリマー、
3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン−テトラエトキシシランコポリマー
等のアミノ基含有のコポリマーなど。
以上で例示したシラン化合物(E)の多くは液体である。粘着剤組成物におけるシラン化合物(E)の含有量は、(メタ)アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、通常0.01〜10重量部であり、好ましくは0.05〜5重量部であり、より好ましくは0.2〜0.4重量部である。シラン化合物(E)の含有量が0.01重量部以上であると、粘着剤層とガラス基板等の光学部材との密着性向上効果が得られやすい。また含有量が10重量部以下であると、粘着剤層からのシラン化合物(E)のブリードアウトを抑制することができる。
〔6〕その他の成分
粘着剤組成物は、架橋触媒、耐候安定剤、タッキファイヤー、可塑剤、軟化剤、染料、顔料、無機フィラー、光散乱性微粒子、(メタ)アクリル系樹脂(A)以外の樹脂等の添加剤を含有することができる。そのほか、粘着剤組成物に紫外線硬化性化合物を配合し、粘着剤層を形成した後に紫外線を照射して硬化させ、より硬い粘着剤層とすることも有用である。架橋触媒としては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、エチレンジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、トリメチレンジアミン、ポリアミノ樹脂及びメラミン樹脂等のアミン系化合物を挙げることができる。
<粘着剤層>
本発明に係る粘着剤層は、上述の本発明に係る粘着剤組成物を含むものであり、典型的には本発明に係る粘着剤組成物からなる。粘着剤層は、上記粘着剤組成物を構成する各成分を溶剤に溶解又は分散して溶剤含有の粘着剤組成物とし、次いで、基材フィルム上に塗布し、乾燥させることによって得ることができる。本発明に係る粘着剤層は、密着性及び耐久性に優れており、また必要な養生時間を短くし得る。
基材フィルムは、プラスチックフィルムであるのが一般的であり、その典型的な例として、離型処理が施された剥離フィルム(セパレーター)を挙げることができる。剥離フィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアレート等の各種樹脂からなるフィルムの粘着剤層が形成される面に、シリコーン処理等の離型処理が施されたものであることができる。例えば、剥離フィルムの離型処理面に粘着剤組成物を直接塗布して粘着剤層を形成し、この剥離フィルム付粘着剤層を光学部材に積層することにより粘着剤層付光学部材を得ることができる。また、光学部材の表面に粘着剤組成物を直接塗布して粘着剤層を形成し、必要に応じて粘着剤層の外面に剥離フィルムを積層して粘着剤層付光学部材としてもよい。粘着剤層を光学部材の表面に設ける際には、光学部材の貼合面及び/又は粘着剤層の貼合面に表面活性化処理、例えばプラズマ処理、コロナ処理等を施すことが好ましく、コロナ処理を施すことがより好ましい。
粘着剤層の厚みは、5〜45μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましく、15〜25μmであることがさらに好ましい。粘着剤層の厚みがこの範囲であると、粘着剤層と光学部材との密着性、及び粘着剤層を光学部材に貼合したときの耐久性に有利である。同様の理由で粘着剤層は、ゲル分率が30〜85%の範囲にあることが好ましい。
本発明の粘着剤組成物においては、これを、環状ポリオレフィン系樹脂からなる第1フィルムの上に層状に成形して、成形された層状の粘着剤組成物(第1層)とし、第1層の上に第1無アルカリガラス板を積層した状態で23℃の環境下に24時間保管したときの第1層と第1無アルカリガラス板との間の剥離力をPCO23とし、環状ポリオレフィン系樹脂からなる第2フィルムの上に層状に成形して、成形された層状の粘着剤組成物(第2層)とし、第2層の上に第3無アルカリガラス板を積層した状態で50℃の環境下に48時間保管したときの第2層と第2無アルカリガラス板との間の剥離力をPCO50とするとき、PCO50とPCO23との比(PCO50/PCO23)が4.5以上である。
このような粘着剤組成物からなる粘着剤層を介して、偏光板等の光学部材が有する樹脂フィルムを無アルカリガラス製の液晶セル基板に貼合することとすれば、貼合直後に光学部材を剥離して新たな光学部材に貼り替える、いわゆるリワークが容易となる。また、貼合後に加熱することにより剥離力が増大するので、偏光板等の光学部材をより強く液晶セル等に貼合することができて、好ましい。
PCO23は、無アルカリガラス製の液晶セル基板等へ容易に貼合し得る点で、通常0.5N/25mm以上であり、通常は5N/25mm以下、好ましくは3N/25mm以下である。PCO50は、比較的高い温度でも十分な剥離力で液晶セル等へ密着し得る点で、通常2N/25mm以上であり、通常は20N/25mm以下、好ましくは18N/25mm以下である。
<粘着剤層付光学部材>
本発明に係る粘着剤層は、偏光板等の光学部材を液晶セル基板、とりわけ無アルカリガラス製の液晶セル基板と貼合するための粘着剤層として好適に用いることができる。本発明に係る粘着剤層付光学部材は、例えば偏光板等の光学部材に粘着剤層が積層されたものであることができるほか、その粘着剤層の外面にさらに他の光学部材が積層貼合されたものであることができる。
〔1〕第1実施形態
本発明に係る粘着剤層付光学部材の1つの好ましい実施形態は、光学部材としての樹脂フィルムとその少なくとも一方の面に積層される粘着剤層とを含むものである。樹脂フィルムは、偏光子、保護フィルム、位相差フィルム等の光学フィルムや、被保護体である光学フィルム等に貼合され、その表面を傷や汚れから保護する目的で用いられる表面保護フィルム(プロテクトフィルム)を挙げることができる。
偏光子は、入射する自然光から直線偏光を取り出す機能を有するフィルムであり、好適な例は、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性色素が吸着配向しているものである。偏光子の厚みは特に制限されないが、通常0.5〜35μmである。
保護フィルムは、透光性を有する(好ましくは光学的に透明な)樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂;ポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹脂;ポリスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂からなるフィルムであることができる。
鎖状ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂のような鎖状オレフィンの単独重合体のほか、2種以上の鎖状オレフィンからなる共重合体を挙げることができる。
環状ポリオレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称である。環状ポリオレフィン系樹脂の具体例を挙げれば、環状オレフィンの開環(共)重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレンのような鎖状オレフィンとの共重合体(代表的にはランダム共重合体)、及びこれらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、並びにそれらの水素化物等である。中でも、環状オレフィンとしてノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマー等のノルボルネン系モノマーを用いたノルボルネン系樹脂が好ましく用いられる。
セルロース系樹脂は、セルロースの部分又は完全エステル化物であり、例えば、セルロースの酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪酸エステル、それらの混合エステル等が挙げられる。中でも、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等が好ましく用いられる。
ポリエステル系樹脂はエステル結合を有する、上記セルロース系樹脂以外の樹脂であり、多価カルボン酸又はその誘導体と多価アルコールとの重縮合体からなるものが一般的である。多価カルボン酸又はその誘導体としてはジカルボン酸又はその誘導体を用いることができ、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ジメチルテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸ジメチル等が挙げられる。多価アルコールとしてはジオールを用いることができ、例えばエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
ポリエステル系樹脂の具体例は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリシクロへキサンジメチルテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルナフタレートを含む。
ポリカーボネート系樹脂は、カルボナート基を介してモノマー単位が結合された重合体からなる。ポリカーボネート系樹脂は、ポリマー骨格を修飾したような変性ポリカーボネートと呼ばれる樹脂や、共重合ポリカーボネート等であってもよい。
(メタ)アクリル系樹脂は、メタクリル酸エステルを主たるモノマーとする重合体であることができ、これに少量の他のコモノマー成分が共重合されている共重合体であることが好ましい。(メタ)アクリル系樹脂は、より好ましくはメタクリル酸メチルとアクリル酸メチルとの共重合体であり、第三の単官能モノマーをさらに共重合させてもよい。
第三の単官能モノマーとしては、例えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルのようなメタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル類;アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルのようなアクリル酸メチル以外のアクリル酸エステル類;2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル、2−(1−ヒドロキシエチル)アクリル酸メチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸ブチルのようなヒドロキシアルキルアクリル酸エステル類;メタクリル酸、アクリル酸のような不飽和酸類;クロロスチレン、ブロモスチレンのようなハロゲン化スチレン類;ビニルトルエン、α−メチルスチレンのような置換スチレン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルのような不飽和ニトリル類;無水マレイン酸、無水シトラコン酸のような不飽和酸無水物類;フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミドのような不飽和イミド類等を挙げることができる。第三の単官能モノマーは、1種のみを単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル系樹脂には、多官能モノマーをさらに共重合させてもよい。多官能モノマーとしては、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、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレートのようなエチレングリコール又はそのオリゴマーの両末端水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;プロピレングリコール又はそのオリゴマーの両末端水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレートのような2価アルコールの水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、又はこれらのハロゲン置換体の両末端水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールのような多価アルコールをアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの、並びにこれら末端水酸基にグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのエポキシ基を開環付加させたもの;コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、フタル酸、これらのハロゲン置換体等の二塩基酸、及びこれらのアルキレンオキサイド付加物等にグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのエポキシ基を開環付加させたもの;アリール(メタ)アクリレート;ジビニルベンゼンのような芳香族ジビニル化合物等が挙げられる。中でも、エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレートが好ましく用いられる。
(メタ)アクリル系樹脂は、さらに共重合体が有する官能基間の反応を行い、変性されたものであってもよい。その反応としては、例えば、アクリル酸メチルのメチルエステル基と2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルの水酸基との高分子鎖内脱メタノール縮合反応、アクリル酸のカルボキシル基と2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルの水酸基との高分子鎖内脱水縮合反応等が挙げられる。また(メタ)アクリル系樹脂は、グルタルイミド誘導体、グルタル酸無水物誘導体又はラクトン環構造のいずれかの構造を有してもよい。
(メタ)アクリル系樹脂は、必要に応じて添加剤を含有していてもよい。添加剤としては例えば、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤、界面活性剤等を挙げることができる。
(メタ)アクリル系樹脂は、フィルムへの製膜性やフィルムの耐衝撃性等の観点から、アクリル系ゴム粒子を含有していてもよい。アクリル系ゴム粒子とは、アクリル酸エステルを主体とする弾性重合体を必須成分とする粒子であり、実質的にこの弾性重合体のみからなる単層構造のものや、この弾性重合体を1つの層とする多層構造のものが挙げられる。この弾性重合体の例として、アクリル酸アルキルを主成分とし、これに共重合可能な他のビニルモノマー及び架橋性モノマーを共重合させた架橋弾性共重合体が挙げられる。弾性重合体の主成分となるアクリル酸アルキルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルへキシル等、アルキル基の炭素数が1〜8程度のものが挙げられ、特に炭素数4以上のアルキル基を有するアクリル酸が好ましく用いられる。このアクリル酸アルキルに共重合可能な他のビニルモノマーとしては、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を1個有する化合物を挙げることができ、より具体的には、メチルメタクリレートのようなメタクリル酸エステル、スチレンのような芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物等が挙げられる。架橋性モノマーとしては、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも2個有する架橋性の化合物を挙げることができ、より具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレートのような多価アルコールの(メタ)アクリレート類、アリル(メタ)アクリレートのような(メタ)アクリル酸のアルケニルエステル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
ゴム粒子を含まない(メタ)アクリル系樹脂からなるフィルムと、ゴム粒子を含む(メタ)アクリル系樹脂からなるフィルムとの積層物を保護フィルムとすることもできる。
位相差フィルムは、光学異方性を示す光学フィルムであり、上記保護フィルムに用いることができる樹脂のほか、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリビニリデンフルオライド/ポリメチルメタクリレート系樹脂、液晶ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリ塩化ビニル系樹脂等からなる樹脂フィルムを1.01〜6倍程度に延伸することにより得られる延伸フィルムであることができる。中でも、ポリカーボネート系樹脂フィルム、環状ポリオレフィン系樹脂フィルム、(メタ)アクリル系樹脂フィルム又はセルロース系樹脂フィルムを一軸延伸又は二軸延伸した延伸フィルムが好ましい。また本明細書においては、ゼロレタデーションフィルムも位相差フィルムに含まれる(ただし、保護フィルムとして用いることもできる。)。そのほか、一軸性位相差フィルム、広視野角位相差フィルム、低光弾性率位相差フィルム等と称されるフィルムも位相差フィルムとして適用可能である。
ゼロレタデーションフィルムとは、面内位相差値Re及び厚み方向位相差値Rthがともに−15〜15nmであるフィルムをいう。この位相差フィルムは、IPSモードの液晶表示装置に好適に用いられる。面内位相差値Re及び厚み方向位相差値Rthは、好ましくはともに−10〜10nmであり、より好ましくはともに−5〜5nmである。ここでいう面内位相差値Re及び厚み方向位相差値Rthは、波長590nmにおける値である。
面内位相差値Re及び厚み方向位相差値Rthは、それぞれ下記式:
Re=(nx−ny)×d
Rth=〔(nx+ny)/2−nz〕×d
で定義される。式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向(x軸方向)の屈折率であり、nyはフィルム面内の進相軸方向(面内でx軸に直交するy軸方向)の屈折率であり、nzはフィルム厚み方向(フィルム面に垂直なz軸方向)の屈折率であり、dはフィルムの厚みである。
ゼロレタデーションフィルムには、例えば、セルロース系樹脂、鎖状ポリオレフィン系樹脂及び環状ポリオレフィン系樹脂のようなポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂又は(メタ)アクリル系樹脂からなる樹脂フィルムを用いることができる。特に、位相差値の制御が容易で、入手も容易であることから、セルロース系樹脂、ポリオレフィン系樹脂又は(メタ)アクリル系樹脂が好ましく用いられる。例えば、(メタ)アクリル系樹脂とは異なる樹脂からなる位相差発現層の片面又は両面に、(メタ)アクリル系樹脂層を積層したものを位相差フィルムとすることもできる。
また、液晶性化合物の塗布・配向によって光学異方性を発現させたフィルムや、無機層状化合物の塗布によって光学異方性を発現させたフィルムも、位相差フィルムとして用いることができる。このような位相差フィルムには、温度補償型位相差フィルムと称されるもの、また、JX日鉱日石エネルギー(株)から「NHフィルム」の商品名で販売されている棒状液晶が傾斜配向したフィルム、富士フイルム(株)から「WVフィルム」の商品名で販売されている円盤状液晶が傾斜配向したフィルム、住友化学(株)から「VACフィルム」の商品名で販売されている完全二軸配向型のフィルム、同じく住友化学(株)から「new VACフィルム」の商品名で販売されている二軸配向型のフィルム等がある。
一方、表面保護フィルムは、被保護体である光学フィルム等の表面を傷や汚れから保護する目的で用いられるフィルムであり、例えば、液晶表示装置用の光学部材である偏光子、保護フィルム、位相差フィルム、光拡散シート、反射シート等の各種光学フィルムは通常、その表面(片面に粘着剤層を有する場合は、その粘着剤層と反対側の面)に表面保護フィルムを貼合した状態で流通している。表面保護フィルムは、上記光学フィルムを液晶セル等に貼合した後、剥離除去されるのが通例である。
表面保護フィルムの基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンのようなポリオレフィン系樹脂;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレンのようなフッ素化ポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンナフタート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体のようなポリエステル系樹脂;ナイロン6、ナイロン6,6のようなポリアミド;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロンのようなビニル重合体;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロハンのようなセルロース系樹脂;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチルのような(メタ)アクリル系樹脂;その他、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド等の熱可塑性樹脂からなるフィルムが挙げられる。樹脂フィルムが表面保護フィルムである本発明に係る粘着剤層付光学部材は、この基材上に粘着剤層を設けたものである。
本実施形態に係る粘着剤層付光学部材において、その粘着剤層表面には、上述の剥離フィルムを貼着し、使用時まで仮着保護しておくことが好ましい。剥離フィルムが貼着された本実施形態に係る粘着剤層付光学部材は、剥離フィルムの上に粘着剤組成物を塗布して粘着剤層を形成し、得られた粘着剤層にさらに樹脂フィルムを積層する方法、樹脂フィルムの上に粘着剤組成物を塗布して粘着剤層を形成し、その粘着剤面に剥離フィルムを貼り合わせる方法によって製造できる。
本実施形態にかかる粘着剤層付光学部材は、これを構成する粘着剤層により無アルカリガラス板に積層した状態で温度23℃の環境下に24時間保管したときの粘着剤層付光学部材と無アルカリガラスとの間の剥離力をP23とし、これを構成する粘着剤層により無アルカリガラス板に積層した状態で温度50℃の環境下に48時間保管したときの粘着剤層付光学部材と無アルカリガラスとの間の剥離力をP50とするとき、P50とP23との比(P50/P23)が4.5以上、好ましくは5.0以上であり、通常は20以下である。P50とP23との比(P50/P23)が上記範囲であることにより、いわゆるリワークが容易となり、また貼合後に加熱することにより剥離力が増大するので、偏光板等の光学部材をより強固に無アルカリガラス製の液晶セル基板等に貼合することができる。
P23は、無アルカリガラス製の液晶セル基板等へ容易に貼合し得る点で、通常0.5N/25mm以上であり、通常は5N/25mm以下、好ましくは3N/25mm以下である。P50は、比較的高い温度でも十分な剥離力で液晶セル等へ密着し得る点で、通常2N/25mm以上であり、通常は20N/25mm以下、好ましくは15N/25mm以下である。
〔2〕第2実施形態
本発明に係る粘着剤層付光学部材の他の好ましい実施形態は、樹脂フィルムの積層体とその少なくとも一方の面に積層される粘着剤層とを含むものである。樹脂フィルムの積層体は、偏光子、保護フィルム、位相差フィルム等の光学フィルムなどから選択される光学フィルムの積層体であることが好ましい。光学フィルムの積層体の代表例は、偏光板である。本実施形態に係る粘着剤層付光学部材においても、その粘着剤層表面には、剥離フィルムを貼着し、使用時まで仮着保護しておくことが好ましい。
偏光板としては、フィルム面に入射するある方向の振動面を有する直線偏光を吸収し、それと直交する振動面を有する直線偏光を透過する性質を有する直線偏光板、フィルム面に入射するある方向の振動面を有する直線偏光を反射し、それと直交する振動面を有する直線偏光を透過する性質を有する偏光分離板、直線偏光板に位相差フィルムを積層した楕円偏光板等が挙げられる。
直線偏光板は一般に、上述の偏光子の片面又は両面に、上述の保護フィルムが貼合された構成を有する。偏光子の両面に保護フィルムが貼合される場合は、その保護フィルムの少なくとも一方の表面に粘着剤層を形成することができる。偏光子の片面にのみ保護フィルムを貼合する場合は、偏光子の表面(保護フィルムの貼合されていない面)に粘着剤層を形成することができる。楕円偏光板は、直線偏光板に位相差フィルムを積層したものであるが、その直線偏光板も一般に、上と同じ構成を有する。楕円偏光板に粘着剤層を積層するときは通常、位相差フィルム側に粘着剤層を積層する。
光学部材が偏光板である場合における粘着剤層付光学部材の具体例を、図面を参照して説明する。図1に示される例では、偏光子1の片面に、表面処理層2を有する保護フィルム3をその表面処理層2とは反対側の面で貼着して偏光板10が構成されている。偏光子1の保護フィルム3とは反対側の面に粘着剤層20が設けられ、粘着剤層付偏光板(粘着剤層付光学部材)25が構成されている。この粘着剤層20は、偏光板10とは反対側の面でガラス基板30に貼合することができるが、ガラス基板30については後述する。
図2に示される粘着剤層付偏光板25は、偏光板10が偏光子1の他面に貼着される第2の保護フィルム4を含むこと以外は図1と同じである。粘着剤層20は、第2の保護フィルム4の外面に積層されている。図3に示される粘着剤層付偏光板25は、偏光板10が、偏光子1の他面に層間粘着剤8を介して貼着される位相差フィルム7を含むこと以外は図1と同じである。図4に示される粘着剤層付偏光板25は、偏光板10が、第2の保護フィルム4の外面に層間粘着剤8を介して貼着される位相差フィルム7を含むこと以外は図2と同じである。図3及び図4に示される例において粘着剤層20は、位相差フィルム7に貼着されている。
保護フィルム3の表面に形成される表面処理層2は、ハードコート層、防眩層、反射防止層、帯電防止層等であることができる。これらのうち複数の層を設けることも可能である。図3及び図4に示される例のように、偏光板10が位相差フィルム7を含む場合、中小型の液晶表示装置であれば、位相差フィルム7の好適な例として、1/4波長板を挙げることができる。この場合は、偏光子1の吸収軸と位相差フィルム7の遅相軸とがほぼ45度で交差するように配置するのが一般的であるが、液晶セルの特性に応じてその角度を45度からある程度ずらすこともある。一方で、テレビ等の大型液晶表示装置であれば、液晶セルの位相差補償や視野角補償を目的に、その液晶セルの特性に合わせて各種の位相差値を有する位相差フィルム7が用いられる。この場合は、偏光子1の吸収軸と位相差フィルム7の遅相軸とがほぼ直交又はほぼ平行の関係となるように配置するのが一般的である。位相差フィルム7を1/4波長板で構成する場合は、一軸又は二軸の延伸フィルムが好適に用いられる。また、位相差フィルム7を液晶セルの位相差補償や視野角補償の目的で設ける場合には、一軸又は二軸延伸フィルムのほか、一軸又は二軸延伸に加えて厚み方向にも配向させたフィルム、支持フィルム上に液晶等の位相差発現物質を塗布して配向固定させたフィルム等、光学補償フィルムと呼ばれるものを、位相差フィルム7として用いることもできる。
図3及び図4における層間粘着剤8には、一般的な(メタ)アクリル系粘着剤を用いるのが通例であるが、本発明に係る粘着剤層を用いることももちろん可能である。先に述べた大型液晶表示装置のように、偏光子1の吸収軸と位相差フィルム7の遅相軸とがほぼ直交又はほぼ平行の関係となるように配置する場合等においては、層間粘着剤8に代えて、接着剤を用いることも可能である。接着剤としては、例えば、水溶液又は水分散液で構成され、溶剤である水を蒸発させることによって接着力を発現する水系接着剤、紫外線照射によって硬化し、接着力を発現する紫外線硬化型接着剤等を挙げることができる。偏光子1と保護フィルム3,4との貼合も通常接着剤を用いて行われる。
〔3〕第3実施形態
本発明に係る粘着剤層付光学部材のさらに他の好ましい実施形態は、上記第1又は第2実施形態に係る粘着剤層付光学部材における粘着剤層の外面にさらに他の光学部材が積層貼合されたものである。当該他の光学部材は、好適にはガラス基板であり、図1〜図4には、第2実施形態に係る粘着剤層付偏光板をガラス基板30に貼合する様子を併せて示している。
ガラス基板30としては、例えば、液晶セルのガラス基板、防眩用ガラス、サングラス用ガラス等を挙げることができる。ガラス基板30の材料としては、例えば、ソーダライムガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。中でもガラス基板は、液晶セルのガラス基板であることが好ましい。
液晶セルには通常、その両面に粘着剤層を介して偏光板が積層されるが、これらの偏光板のうち、液晶セルの前面側(視認側)に配置される偏光板のみが本発明に係る粘着剤層付偏光板であってもよいし、液晶セルの背面側(バックライト側)に配置される偏光板のみが本発明に係る粘着剤層付偏光板であってもよいし、これらの双方が本発明に係る粘着剤層付偏光板であってもよい。液晶セルの駆動方式は、従来公知のいかなる方式であってもよい。背面側(バックライト側)に配置される偏光板は通常、表面処理層2を有しない。背面側に配置される偏光板の外面に輝度向上フィルム、集光フィルム、拡散フィルム等、液晶セルの背面側に配置されることが知られている各種光学フィルムを設けることもできる。
粘着剤層付偏光板等の粘着剤層付光学部材は、液晶表示装置に好適に用いることができる。液晶表示装置は、例えば、ノート型、デスクトップ型、PDA(Personal Digital Assistant)等を包含するパーソナルコンピュータ;スマートフォン、タブレット型端末等の各種モバイル機器;テレビ;車載用ディスプレイ;電子辞書;デジタルカメラ;デジタルビデオカメラ;電子卓上計算機;時計用等の液晶表示装置として好適に用いることができる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。以下、使用量ないし含有量を表す部及び%は、特に断りのない限り重量基準である。
<製造例1〜3:粘着剤層用(メタ)アクリル系樹脂(A)の製造>
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器に酢酸エチル120部を仕込み、窒素ガスで装置内の空気を置換し、酸素不含とした後、内温を75℃に上げた。アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)0.05部を酢酸エチル5部に溶かした溶液を全量添加した後、内温を74〜76℃に保ちながら、表2に示される組成を有するモノマー混合物を、2時間かけて反応系内に滴下した。さらに、内温74〜76℃で5時間保温して反応を完結した。最後に酢酸エチルを添加して、(メタ)アクリル系樹脂の濃度が40%となるように調節し、(メタ)アクリル系樹脂(A)の酢酸エチル溶液を調製した。
製造例1〜3で得られた(メタ)アクリル系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及びガラス転移温度(Tg)を測定した。Mw及びMnは、GPC装置にカラムとして、東ソー(株)製の「TSKgel XL」を4本、及び昭和電工(株)製で昭光通商(株)が販売する「Shodex GPC KF−802」を1本の計5本を直列につないで配置し、溶出液としてテトラヒドロフランを用い、試料濃度5mg/mL、試料導入量100μL、温度40℃、流速1mL/分の条件で、標準ポリスチレン換算により測定した。Tgは、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の示差走査熱量計(DSC)「EXSTAR DSC6000」を用い、窒素雰囲気下、測定温度範囲−80〜50℃、昇温速度10℃/分の条件で測定した。用いたモノマー混合物のモノマー組成(重量%)、並びに製造例1〜3で得られた(メタ)アクリル系樹脂(A)のMw、分子量分布Mw/Mn、及びTgを表2にまとめた。
表2の「モノマー組成」の欄にある略称は、次のモノマーを意味する。
BA:アクリル酸n−ブチル、
MA:アクリル酸メチル、
PEA:アクリル酸2−フェノキシエチル、
PEA2:アクリル酸2−(2−フェノキシエトキシ)エチル、
HEA:アクリル酸2−ヒドロキシエチル、
BMAA:ブトキシメチルアクリルアミド、
AA:アクリル酸。
<実施例1〜10、比較例1>
(1)粘着剤組成物の調製
上記製造例で得られた(メタ)アクリル系樹脂(A)の固形分100重量部に対し、表3に示す架橋剤(B)、化合物(C)、及びシラン化合物(E)をそれぞれ表3に示す量(重量部)混合し、さらに固形分濃度が28重量%となるように酢酸エチルを添加して粘着剤組成物の溶液を調製した。表3に示す各配合成分の配合量は、使用した商品が溶剤等を含む場合は、そこに含まれる有効成分としての重量部数である。
表3において略称で示される各配合成分の詳細は次のとおりである。
(メタ)アクリル系樹脂(A)製造例1:上記製造例1で得られた(メタ)アクリル系樹脂(A)、
(メタ)アクリル系樹脂(A)製造例2:上記製造例2で得られた(メタ)アクリル系樹脂(A)、
(メタ)アクリル系樹脂(A)製造例3:上記製造例3で得られた(メタ)アクリル系樹脂(A)、
B1:トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体の酢酸エチル溶液(固形分濃度75%)、日本ポリウレタン(株)から入手した「コロネートL」、
C1:酢酸ナトリウム:和光純薬工業(株)から入手(粘着剤組成物には、エチルアルコールに溶解して0.5重量%溶液を調製し、添加した。)、
C2:新中村化学工業(株)から入手した「AM−230G」(下記式:
で表されるメトキシ化ポリエチレングリコールアクリレート)、
C3:新中村化学工業(株)から入手した「AM−130G」(下記式:
で表されるメトキシ化ポリエチレングリコールアクリレート)、
C4:新中村化学工業(株)から入手した「M−130G」(下記式:
で表されるメトキシ化ポリエチレングリコールメタクリレート)、
C5:新中村化学工業(株)から入手した「M−230G」(下記式:
で表されるメトキシ化ポリエチレングリコールメタクリレート)、
S1:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)から入手した「KBM403」。
(2)粘着剤層の作製
上記(1)で調製した各粘着剤組成物を、離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなる剥離フィルム〔リンテック(株)から入手した「PLR−382051」〕の離型処理面に、アプリケーターを用いて乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布し、100℃で1分間乾燥して粘着剤層(粘着剤シート)を作製した。
(3)粘着剤層付偏光板の作製
一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向された厚み23μmの偏光子の一方の面に環状ポリオレフィン系樹脂からなる厚み50μmの第1保護フィルムを、接着剤を介して貼合し、他方の面に(メタ)アクリル系樹脂からなる厚み80μmの第2保護フィルムを、上とは異なる接着剤を用いて貼合することにより偏光板を作製した。次に、第1保護フィルムの外面に対して、コロナ処理行い、そのコロナ処理面に、上記(2)で作製した粘着剤層におけるセパレーターとは反対側の面(粘着剤層面)をラミネーターにより貼り合わせた後、温度23℃、相対湿度65%の条件で養生して粘着剤層付偏光板を得た。
(4)耐久性の評価
上記(3)で作製した粘着剤層付偏光板からセパレーターを剥がした後、その粘着剤層面を液晶セル用ガラス基板〔コーニング社製の「Eagle XG」〕の両面にクロスニコルになるように貼着して評価用サンプルを作製した。このサンプルを用いて次の3種の耐久性試験を実施した。
〔耐久性試験〕
・温度80℃の乾燥条件下で1000時間保持する耐熱試験、
・温度60℃、相対湿度90%の環境下で1000時間保持する耐湿熱試験、
・温度80℃の乾燥条件下で30分保持し、次いで温度−40℃の乾燥条件下で30分保持する操作を1サイクルとし、これを500サイクル繰り返す耐ヒートショック(HS)試験。
各試験後のサンプルを目視観察し、下記の評価基準に従って耐久性を評価した。結果を表4に示す。
A:浮き、剥れ、発泡等の外観変化が全くみられない、
B:浮き、剥れ、発泡等の外観変化がほとんどみられない、
C:浮き、剥れ、発泡等の外観変化が多く認められる、
D:浮き、剥れ、発泡等の外観変化が顕著に認められる。
(5)リワーク性の評価
上記(3)で作製した粘着剤層付偏光板をサイズ25mm×150mmの試験片に裁断した。次に、この試験片からセパレーターを剥がした後、その粘着剤層面を、液晶セル用ガラス基板〔コーニング社製の「Eagle XG」〕に貼着し、温度50℃、圧力5kg/cm2(490.3kPa)で20分間オートクレーブ処理を行った。次いで、50℃のオーブン中にて50時間保持した後、温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下で、ガラス基板に貼着された試験片を粘着剤層ごと、300mm/分の引張速度で180°方向(偏光板を剥がして裏返しとなった状態でガラス基板面に平行な方向)に剥離する剥離試験を行った。剥離試験後のガラス基板表面の状態を目視観察し、下記の評価基準に従ってリワーク性を評価した。結果を表4に示す。
A:ガラス板表面に曇り及び糊残りが全く認められない、
B:ガラス板表面に曇り及び糊残りがほとんど認められない、
C:ガラス板表面に糊残りはほとんどみとめられないが、曇りが認められる、
D:ガラス板表面に糊残りが認められる。
(6)粘着剤層付光学部材の剥離力評価
上記(3)で作製した粘着剤層付偏光板から幅25mm×長さ150mmの試験片を裁断した。次に、この試験片からセパレーターを剥がした後、その粘着剤層面を、貼付装置〔フジプラ(株)製の商品名「ラミパッカー」〕により、液晶セル用ガラス基板〔商品名「EAGLE XG」、コーニング社から入手、無アルカリガラス板〕に貼り付けた。得られたガラス基板が貼り付けられた試験片(ガラス基板が貼り付けられた粘着剤層付光学部材)を、オートクレーブ中、温度50℃、圧力5kgf/cm2(490.3kPa)で、20分間加圧した。さらに、温度23℃の雰囲気中に24時間と、温度50℃の雰囲気中に48時間の条件で、それぞれ静置した。静置後のサンプルを、引張試験機〔(株)島津製作所製の「AUTOGRAPH AGS−X」〕にチャッキングし、温度23℃、相対湿度55%の環境下において、ガラス基板に貼着された試験片を粘着剤層ごと、引張速度300mm/分の条件で180°方向に剥離した。この際に測定される剥離強度を剥離力(試験片(粘着剤層)と無アルカリガラス板との間の剥離力)として評価した。ここで、温度23℃の雰囲気中で24時間保管した条件における剥離力をP23とし、温度50℃の雰囲気中で48時間保管した条件における剥離力をP50とする。結果を表4に示す。ここでいうP23、P50は、上述のPCO23、PCO50に相当する。