JP2020157579A - 積層体及び表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コーティング層において、屈曲によるクラックの発生が抑制された積層体及びそれを備えた表示装置を提供する。【解決手段】第1保護層と、第1粘着剤層と、介在コーティング層と、基材層と、第2粘着剤層と、第2保護層とをこの順に備える積層体であって、各層は互いに接しており、前記第1粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’1〔kPa〕とし、前記第2粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’2〔kPa〕とし、前記第1粘着剤層の厚みをa1〔μm〕とし、前記第2粘着剤層の厚みをa2〔μm〕としたときに、下記式(1)及び式(2):A1=G’1/a1 (1)A2=G’2/a2 (2)で表される評価パラメータA1及びA2は、下記式(3)、式(4)及び式(5):A1+A2≦230 (3)A2−A1≧0 (4)A1≦20 (5)を満たす、積層体。【選択図】なし

Description

本発明は、積層体及び表示装置に関する。
特開2018−101117号公報(特許文献1)には、偏光板上に第一粘着シートを介して透明フィルム基材が貼り合わされ、透明フィルム基材上に第二粘着シートを介して前面透明部材が貼り合わされた画像表示装置が開示されている。特開2018−028573号公報(特許文献2)には、複数の粘着剤層と、偏光膜を含む光学フィルムとを含む画像表示装置用積層体が開示されている。
特開2018−101117号公報 特開2018−028573号公報
積層体においては、薄型化及び軽量化を実現するために、薄膜コーティングによって積層体を構成する層を形成する方法が採用されている。しかしながら、コーティング層を含む積層体を屈曲した際に、コーティング層にクラックが発生しやすいという問題があった。
本発明は、コーティング層において、屈曲によるクラックの発生が抑制された積層体及びそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、以下に示す積層体及び表示装置を提供する。
[1] 第1保護層と、第1粘着剤層と、介在コーティング層と、基材層と、第2粘着剤層と、第2保護層とをこの順に備える積層体であって、
各層は互いに接しており、
前記第1粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’1〔kPa〕とし、前記第2粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’2〔kPa〕とし、前記第1粘着剤層の厚みをa1〔μm〕とし、前記第2粘着剤層の厚みをa2〔μm〕としたときに、下記式(1)及び式(2):
A1=G’1/a1 (1)
A2=G’2/a2 (2)
で表される評価パラメータA1及びA2は、下記式(3)、式(4)及び式(5):
A1+A2≦230 (3)
A2−A1≧0 (4)
A1≦20 (5)
を満たす、積層体。
[2] 前記第1保護層は、引張弾性率が4.0GPa以上であるウィンドウフィルムを含む、[1]に記載の積層体。
[3] 前記第2保護層は、引張弾性率が4.0GPa以上である背面板を含む、[1]又は[2]に記載の積層体。
[4] 前記介在コーティング層は1層以上からなり、各層の厚みは5μm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の積層体。
[5] 前記介在コーティング層は、偏光子層、位相差層又はタッチセンサパネルを含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の積層体。
[6] 前記G’1及び前記G’2は、それぞれ10000kPa以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載の積層体。
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載の積層体を備える表示装置。
本発明によれば、コーティング層において、屈曲によるクラックの発生が抑制された積層体及びそれを備えた表示装置を提供することができる。
本発明に係る積層体の一例を示す概略断面図である。 実施例1−1の積層体を示す概略断面図である。 実施例2−1の積層体を示す概略断面図である。 屈曲性試験の方法を説明する概略図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
<積層体>
図1に本発明の一態様に係る積層体(光学積層体)の概略断面図を示す。積層体100は、第1保護層10と、第1粘着剤層11と、介在コーティング層12と、基材層15と、第2粘着剤層13と、第2保護層14とをこの順に含む。各層は互いに接している。以下、第1粘着剤層11及び第2粘着剤層13を総称して粘着剤層ということがある。
積層体100の厚みは、積層体に求められる機能及び積層体の用途等に応じて異なるため特に限定されないが、例えば50μm以上4000μm以下であり、好ましくは100μm以上2000μm以下であり、より好ましく150μm以上1000μm以下である。
積層体100の平面視形状は、例えば方形形状であってよく、好ましくは長辺と短辺とを有する方形形状であり、より好ましくは長方形である。積層体100の面方向の形状が長方形である場合、長辺の長さは、例えば10mm以上1400mm以下であってよく、好ましくは50mm以上600mm以下である。短辺の長さは、例えば5mm以上800mm以下であり、好ましくは30mm以上500mm以下であり、より好ましくは50mm以上300mm以下である。積層体を構成する各層は、角部がR加工されたり、端部が切り欠き加工されたり、穴あき加工されたりしていてもよい。
積層体100は、例えば表示装置等に用いることができる。表示装置は特に限定されず、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等が挙げられる。表示装置はタッチパネル機能を有していてよい。
[粘着剤層の評価パラメータ]
積層体100において、第1粘着剤層11の温度25℃における貯蔵弾性率をG’1〔kPa〕とし、第2粘着剤層13の温度25℃における貯蔵弾性率をG’2〔kPa〕とし、第1粘着剤層11の厚みをa1〔μm〕とし、第2粘着剤層13の厚みをa2〔μm〕としたときに、下記式(1)及び式(2):
A1=G’1/a1 (1)
A2=G’2/a2 (2)
で表される評価パラメータA1及びA2は、下記式(3)、式(4)及び式(5):
A1+A2≦230 (3)
A2−A1≧0 (4)
A1≦20 (5)
を満たす。粘着剤層の貯蔵弾性率、及び層の厚みは後述の実施例の欄に記載の測定方法に従って測定される。
積層体100は、好ましくは下記式(3’):
A1+A2≦130 (3’)
を満たす。
積層体100は、好ましくは下記式(4’):
A2−A1≧100 (4’)
を満たす。
積層体100は、好ましくは下記式(5’):
A1≦5 (5’)
を満たす。
このような積層体100は、第1保護層10を内側にして屈曲させても介在コーティング層12にクラックが発生しにくく、すなわち屈曲性に優れる。コーティング層を含む積層体は、繰り返し屈曲すると、コーティング層中にクラックが発生する場合がある。積層体100において、第1粘着剤層11及び第2粘着剤層13の評価パラメータA1及びA2は、それぞれ貯蔵弾性率が高くなるほど大きくなり、層の厚みが薄くなるほど大きくなる。すなわち、A1及びA2は大きいほど粘着剤層は硬くなり、A1及びA2は小さいほど粘着剤層が柔らかくなる傾向にある。本発明者らは、積層体を屈曲させた際に、屈曲軸を基準にして、硬い粘着剤層の外側にコーティング層が隣接していると、コーティング層の引張応力が増加し、クラックが発生しやすくなることを見出した。反対に、積層体を屈曲させた際に、屈曲軸を基準にして、硬い粘着剤層の内側にコーティング層が隣接していると、コーティング層の引張応力が低下し、クラックが発生しにくくなることを見出した。従って、第1粘着剤層11及び第2粘着剤層13が上記式(3)、式(4)及び式(5)を満たす場合、その間に挟まれた介在コーティング層12は、引張応力が上がりにくく、第1保護層を内側に繰り返し屈曲しても、クラックの発生が抑制されることがわかった。
本明細書において、屈曲には、曲げ部分に曲面が形成される折り曲げの形態が含まれる。折曲げの形態において、折り曲げた内面の曲率半径は特に限定されない。また、屈曲には、内面の屈折角が0度より大きく180度未満である屈折の形態、及び、内面の曲率半径がゼロに近似、又は内面の屈折角が0度である折り畳みの形態も含む。
本発明に係る積層体によれば、後述する実施例の欄に記載の試験方法に従って曲率半径1mmで20万回以上繰り返し屈曲してもクラックが発生しない程度まで、コーティング層の耐クラック性を向上させることができる。本発明において、コーティング層に発生するクラックには、コーティング層に生じる亀裂及びコーティング層と粘着剤層との間における剥離等が含まれる。
第1粘着剤層11は第1粘着剤組成物から形成されており、第2粘着剤層13は第2粘着剤組成物から形成されている。第1粘着剤層11及び第2粘着剤層13の評価パラメータA1及びA2が、式(3)、式(4)及び式(5)を満たすように第1粘着剤組成物及び第2粘着剤組成物を調製する方法として、例えば粘着剤層を後述する粘着剤組成物から構成したり、後述する(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマーの種類を変更したり、(メタ)アクリル系ポリマーの分子量を調節したり、粘着剤層の厚みを調製したりする方法、及びこれらの組み合わせの方法等が挙げられる。
[第1粘着剤層]
粘着剤層と、コーティング層と、熱可塑性樹脂フィルムと、粘着剤層とがこの順で、かつ、互いに接している構造を積層体が有しているとき、コーティング層に接する粘着剤層を第1粘着剤層11とする。第1粘着剤層11は、下記の粘着剤層であってよい。
第1粘着剤層11の温度25℃における貯蔵弾性率G’1は、通常10kPa以上であり、好ましくは30kPa以上である。第1粘着剤層11の温度25℃における貯蔵弾性率G’1は、通常10000kPa以下であり、より好ましくは5000kPa以下であり、さらに好ましくは1000kPa以下である。粘着剤層の貯蔵弾性率は、後述の実施例の欄に記載の方法に従って測定される。貯蔵弾性率G’1が小さすぎると積層体の加工性が低下する傾向にあり、例えば切削加工する際に積層体から粘着剤の端部が脱落し(糊抜け)、剥離フィルムを剥離しにくくなったり、積層体の汚れが生じやすくなる。貯蔵弾性率G’1が大きすぎると積層体の屈曲性が低下する傾向にある。
第1粘着剤層11の厚みa1は、1μm以上であってよく、好ましくは3μm以上である。第1粘着剤層11の厚みa1は、100μm以下であってよく、好ましくは50μm以下である。
[第2粘着剤層]
粘着剤層と、コーティング層と、熱可塑性樹脂フィルムと、粘着剤層とがこの順で、かつ、互いに接している構造を積層体が有しているとき、熱可塑性樹脂フィルムに接する粘着剤層を第2粘着剤層13とする。第2粘着剤層13は、下記の粘着剤層であってよい。
第2粘着剤層13の温度25℃における貯蔵弾性率G’2は、通常10kPa以上であり、好ましくは30kPa以上である。第2粘着剤層13の温度25℃における貯蔵弾性率G’2は、通常10000kPa以下であり、より好ましくは5000kPa以下であり、さらに好ましくは1000kPa以下である。粘着剤層の貯蔵弾性率は、後述の実施例の欄に記載の方法に従って測定される。貯蔵弾性率G’2が小さすぎると積層体の加工性が低下する傾向にあり、例えば切削加工する際に積層体から粘着剤の端部が脱落し(糊抜け)、剥離フィルムを剥離しにくくなったり、積層体の汚れが生じやすくなる。貯蔵弾性率G’2が大きすぎると積層体の屈曲性が低下する傾向にある。
第2粘着剤層13の厚みa2は、1μm以上であってよく、好ましくは3μm以上である。第2粘着剤層13の厚みa2は、100μm以下であってよく、好ましくは50μm以下である。
[介在コーティング層]
粘着剤層と、コーティング層と、熱可塑性樹脂フィルムと、粘着剤層とがこの順で、かつ、互いに接している構造を積層体が有しているとき、第1粘着剤層11と第2粘着剤層13との間に介在するコーティング層を介在コーティング層12とする。コーティング層は、塗布液を塗布する工程を含んで形成される、粘着剤層以外の層である。介在コーティング層12は、好ましくは下記の偏光子層、位相差層又はタッチセンサパネルを含み、より好ましくは位相差層又はタッチセンサパネルを含む。
塗布方法には、コート法、印刷法、蒸着法等が含まれる。コート法としては、バーコート法、ナイフコート法、ブレードコート法、ダイコート法、ダイレクトグラビアコート法、リバースグラビアコート法、ロールコート法、CAPコート法、スピンコート法、スプレーコート法、スクリーンコート法、スリットコート法、ディップコート法等が挙げられる。印刷法としては、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。蒸着法としては、スパッタリング法、物理蒸着法(PVD)、化学蒸着法(CVD)、プラズマCVD(PECVD)等が挙げられる。
介在コーティング層12は、1層以上からなる。各層の厚みは、通常5μm以下である。各層の厚みは、通常0.01μm以上である。介在コーティング層12の厚みは、好ましくは1μm以上20μm以下である。介在コーティング層12が偏光子層を含むとき、介在コーティング層12の厚みは、例えば1μm以上15μm以下である。介在コーティング層12が位相差層を含むとき、介在コーティング層12の厚みは、例えば1μm以上8μm以下である。介在コーティング層12がタッチセンサパネルを含むとき、介在コーティング層12の厚みは、例えば15μm以下である。
[基材層]
粘着剤層と、コーティング層と、熱可塑性樹脂フィルムと、粘着剤層とがこの順で、かつ、互いに接している構造を積層体が有しているとき、第1粘着剤層11と第2粘着剤層13との間にある熱可塑性樹脂フィルムを基材層15とする。基材層15は、通常、上記の塗布液が塗布される基材である。基材層15は、下記の基材フィルムであってよい。
[第1保護層]
積層体の一部であって、第1粘着剤層11に接し、介在コーティング層12側とは反対側に存在する構造部分全体を第1保護層10とする。第1粘着剤層11を挟んで、介在コーティング層12側とは反対側に複数の層がある場合は、その全てを第1保護層10とする。第1保護層10は、下記の前面板、基材フィルム、粘着剤層、偏光子層、位相差層、タッチセンサパネル、貼合層、背面板等のうち1つ以上を含んでもよい。第1保護層10は、好ましくは前面板を含む。
[第2保護層]
積層体の一部であって、第2粘着剤層13に接し、基材層15側とは反対側に存在する構造部分全体を第2保護層14とする。第2粘着剤層13を挟んで、基材層15側とは反対側に複数の層がある場合は、その全てを第2保護層14とする。第2保護層14は、下記の前面板、基材フィルム、粘着剤層、偏光子層、位相差層、タッチセンサパネル、貼合層、背面板等のうち1つ以上を含んでもよい。第2保護層14は、好ましくは背面板を含む。
積層体において、粘着剤層と、コーティング層と、熱可塑性樹脂フィルムと、粘着剤層とがこの順で、かつ、互いに接している構造が複数存在するとき、第1保護層10と、第1粘着剤層11と、介在コーティング層12と、基材層15と、第2粘着剤層13と、第2保護層14とは、複数のパターンで認定され得る。例えば積層体100が、前面板/粘着剤層I/コーティング層I/基材フィルムI/粘着剤層II/コーティング層II/基材フィルムII/粘着剤層III/背面板からなるとき(「/」は隣り合う層が接していることを意味する。以下同様。)、第1保護層10、第1粘着剤層11、介在コーティング層12、第2粘着剤層13及び第2保護層14は、二通りのパターンで認定できる。すなわち、第1保護層10は前面板であり、第1粘着剤層11は粘着剤層Iであり、介在コーティング層12はコーティング層Iであり、基材層15は基材フィルムIであり、第2粘着剤層13は粘着剤層IIであり、第2保護層14はコーティング層II/基材フィルムII/粘着剤層III/背面板であると認定しうる。一方で、第1保護層10は前面板/粘着剤層I/コーティング層I/基材フィルムI/であり、第1粘着剤層11は粘着剤層IIであり、介在コーティング層12はコーティング層IIであり、基材層15は基材フィルムIIであり、第2粘着剤層13は粘着剤層IIIであり、第2保護層14は背面板であるとも認定しうる。このような場合、両方の認定パターンにおいて、評価パラメータA1及びA2にかかる式(3)、式(4)及び式(5)を満たす積層体は、第1保護層を内側にして屈曲した際に、コーティング層におけるクラックの発生が抑制される。
以下、積層体100を構成しうる層について説明する。
(前面板)
前面板は、光を透過可能な板状体であれば、材料及び厚みは限定されることはなく、また1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されてもよい。その例としては、樹脂製の板状体(例えば樹脂板、樹脂シート、樹脂フィルム等)、ガラス製の板状体(例えばガラス板、ガラスフィルム等)、後述のタッチセンサパネルが挙げられる。前面板は、表示装置の最表面を構成するものであることができる。
前面板の厚みは、例えば30μm以上500μm以下であってよく、好ましくは40μm以上200μm以下であり、より好ましくは50μm以上100μm以下である。本発明において、各層の厚みは、後述する実施例において説明する厚み測定方法に従って測定することができる。
前面板が樹脂製の板状体である場合、樹脂製の板状体は、光を透過可能なものであれば限定されることはない。樹脂フィルム等の樹脂製の板状体を構成する樹脂としては、例えばトリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリ(メタ)アクリル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタアクリレート、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、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアミドイミドなどの高分子で形成されたフィルムが挙げられる。これらの高分子は、単独で又は2種以上混合して用いることができる。強度及び透明性向上の観点から好ましくはポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミドなどの高分子で形成された樹脂フィルムである。
前面板は、硬度の観点から好ましくは基材フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層が設けられたフィルムである。基材フィルムとしては、上記樹脂からできたフィルムを用いることができる。ハードコート層は、基材フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両方の面に形成されていてもよい。ハードコート層を設けることにより、硬度及びスクラッチ性を向上させた樹脂フィルムとすることができる。ハードコート層は、例えば紫外線硬化型樹脂の硬化層である。紫外線硬化型樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。ハードコート層は、強度を向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は限定されることはなく、無機系微粒子、有機系微粒子、又はこれらの混合物が挙げられる。
前面板がガラス板である場合、ガラス板は、ディスプレイ用強化ガラスが好ましく用いられる。ガラス板の厚みは、例えば50μm以上1000μm以下であってよい。ガラス板を用いることにより、優れた機械的強度及び表面硬度を有する前面板を構成することができる。
積層体100が表示装置に用いられる場合、前面板は、表示装置の前面(画面)を保護する機能(ウィンドウフィルムとしての機能)を有するのみではなく、タッチセンサとしての機能、ブルーライトカット機能、視野角調整機能等を有するものであってもよい。
前面板は、優れた屈曲性を有する積層体100を構成しやすい観点から、温度23℃での引張弾性率が、4.0GPa以上であることが好ましく、5.0GPa以上であることがさらに好ましい。前面板は、優れた屈曲性を有する積層体100を構成しやすい観点から、温度23℃での引張弾性率が20GPa以下であることが好ましく、15GPa以下であることがさらに好ましい。引張弾性率は、下記の実施例の欄に記載の試験方法によって測定することができる。
(基材フィルム)
基材フィルムは、例えば樹脂フィルムから構成されてよく、好ましくは透明樹脂フィルムから構成されてよい。樹脂フィルムは、長尺のロール状樹脂フィルムであってよく、枚葉状樹脂フィルムであってよい。連続的に製造できる点で長尺のロール状樹脂フィルムが好ましい。
樹脂フィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース及びセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド;ポリフェニレンオキシド;ポリアミド;ポリイミド;ポリアミドイミド等のプラスチックが挙げられる。中でも環状オレフィン系樹脂、セルロースエステル及びポリイミドが好ましい。
樹脂フィルムの厚みは、積層体100の薄膜化の観点からは薄い方が好ましいが、あまりに薄いと耐衝撃性が確保しにくくなる傾向がある。樹脂フィルムの厚みは、例えば10μm以上200μm以下であってよく、好ましくは15μm以上150μm以下、より好ましくは20μm以上100μm以下である。
基材フィルム上には、コーティング層が形成され得る。基材フィルムは、少なくとも一方の表面にハードコート層、反射防止層、又は帯電防止層を有していてもよい。基材フィルムは、コーティング層が形成されない側の表面のみに、ハードコート層、反射防止層、帯電防止層等が形成されていてもよい。基材フィルムは、コーティング層が形成されている側の表面のみに、ハードコート層、反射防止層、帯電防止層等が形成されていてもよい。基材フィルムは、他の層と貼合されるための接着剤層を含んでいてもよい。
(粘着剤層)
粘着剤層は、2つの層の間に介在して、これらを貼合する層であり、例えば粘着剤や接着剤から構成される層又は該層に対して何らかの処理を施してなる層であってよい。粘着剤とは、感圧式接着剤とも呼ばれるものである。本明細書において「接着剤」とは、粘着剤(感圧式接着剤)以外の接着剤をいい、粘着剤とは明確に区別される。粘着剤層は、1層であってもよく、2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層である。粘着剤層は、粘着剤組成物から形成することができる。
粘着剤層は、(メタ)アクリル系、ゴム系、ウレタン系、エステル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物で構成することができる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性等に優れる(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型、熱硬化型であってもよい。
粘着剤組成物に用いられる(メタ)アクリル系樹脂(ベースポリマー)としては、例えば、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルのような(メタ)アクリル酸エステルの1種又は2種以上をモノマーとする重合体又は共重合体が好適に用いられる。ベースポリマーには、極性モノマーを共重合させることが好ましい。極性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートのような、カルボキシル基、水酸基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等を有するモノマーを挙げることができる。
粘着剤組成物は、上記ベースポリマーのみを含むものであってもよいが、通常は架橋剤をさらに含有する。架橋剤としては、2価以上の金属イオンであって、カルボキシル基との間でカルボン酸金属塩を形成するもの;ポリアミン化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの;ポリエポキシ化合物やポリオールであって、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するもの;ポリイソシアネート化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するものが例示される。中でも、ポリイソシアネート化合物が好ましい。
活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物とは、紫外線や電子線のような活性エネルギー線の照射を受けて硬化する性質を有しており、活性エネルギー線照射前においても粘着性を有してフィルム等の被着体に密着させることができ、活性エネルギー線の照射によって硬化して密着力の調整ができる性質を有する粘着剤組成物である。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、紫外線硬化型であることが好ましい。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、ベースポリマー、架橋剤に加えて、活性エネルギー線重合性化合物をさらに含有する。さらに必要に応じて、光重合開始剤や光増感剤等を含有させることもある。
粘着剤組成物は、光散乱性を付与するための微粒子、ビーズ(樹脂ビーズ、ガラスビーズ等)、ガラス繊維、ベースポリマー以外の樹脂、粘着性付与剤、充填剤(金属粉やその他の無機粉末等)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、着色剤、消泡剤、腐食防止剤、光重合開始剤等の添加剤を含むことができる。
粘着剤層は、上記粘着剤組成物の有機溶剤希釈液を基材上に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた場合は、形成された粘着剤層に、活性エネルギー線を照射することにより所望の硬化度を有する硬化物とすることができる。
粘着剤層の厚みは、例えば1μm以上100μm以下であることが好ましく、3μm以上50μm以下であることがより好ましく、20μm以上であってもよい。
(偏光子層)
偏光子層としては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層、吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる層等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。二色性有機染料には、C.I.DIRECT RED 39等のジスアゾ化合物からなる二色性直接染料、トリスアゾ、テトラキスアゾ等の化合物からなる二色性直接染料が包含される。
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層としては、液晶性を有する二色性色素を含む組成物又は二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を塗布し硬化させて得られる層等の重合性液晶化合物の硬化物を含む偏光子層が挙げられる。
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層は、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
((延伸フィルム又は延伸層である偏光子層))
吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子層は、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。
偏光子層の厚みは、例えば2μm以上40μm以下である。偏光子層の厚みは5μm以上であってもよく、20μm以下、さらには15μm以下、なおさらには10μm以下であってもよい。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85モル%以上100モル%以下程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールも使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000以上10000以下であり、好ましくは1500以上5000以下である。
吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸層である偏光子層は、通常、上記ポリビニルアルコール系樹脂を含む塗布液を基材フィルム上に塗布する工程、得られた積層フィルムを一軸延伸する工程、一軸延伸された積層フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させて偏光子層とする工程、二色性色素が吸着されたフィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。
必要に応じて、基材フィルムを偏光子層から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、後述する熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
延伸フィルム又は延伸層である偏光子層は、その片面又は両面に熱可塑性樹脂フィルムが貼合されている形態で積層体に組み込まれてもよい。この熱可塑性樹脂フィルムは、偏光子層用の保護フィルム、又は位相差フィルムとして機能し得る。熱可塑性樹脂フィルムは、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など)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂など)等のポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の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;又はこれらの混合物等からなるフィルムであることができる。
熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、薄型化の観点から、通常300μm以下であり、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは80μm以下であり、なおさらに好ましくは60μm以下であり、また、通常5μm以上であり、好ましくは20μm以上である。
熱可塑性樹脂フィルムは位相差を有していても、有していなくてもよい。
熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、接着剤層を用いて偏光子層に貼合することができる。
((吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層))
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層としては、液晶性を有する重合性の二色性色素を含む組成物又は二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を基材フィルムに塗布し硬化させて得られる層等の重合性液晶化合物の硬化物を含む偏光子層が挙げられる。
必要に応じて、基材フィルムを偏光子層から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上述した熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層は、その片面又は両面に熱可塑性樹脂フィルムが貼合されている形態で光学積層体に組み込まれてもよい。熱可塑性樹脂フィルムとしては、延伸フィルム又は延伸層である偏光子層に用い得る熱可塑性樹脂フィルムと同様のものを用いることができる。熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、接着剤層を用いて偏光子層に貼合することができる。
吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層の厚みは、通常10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上5μm以下である。
介在コーティング層12は、例えば吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層を含むことができる。互いに接する介在コーティング層12及び基材層15を含む構造としては、基材フィルム上に吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層が形成された構造、吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層に熱可塑性樹脂フィルムが貼合された構造が挙げられる。介在コーティング層12が吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させてなる偏光子層を含むとき、介在コーティング層12は、コーティング層の一種である配向膜、保護層(具体的にはハードコート(OC)層やオーバーコート(HC)層が挙げられる。)などをさらに含んでもよい。
(位相差層)
積層体100は、1層又は2層以上の位相差層を含むことができる。位相差層は通常、偏光子層と背面板との間に配置される。位相差層は、第1粘着剤層11、第2粘着剤層13、又はこれらの層以外の粘着剤若しくは接着剤から構成される層(以下、貼合層ともいう)を介して他の層(他の位相差層を含む。)上に積層させることができる。
位相差層は、λ/4板、λ/2板等のポジティブAプレート、及びポジティブCプレートであることができる。位相差層は、上述の保護フィルムの材料として例示をした樹脂フィルムであってもよいし、重合性液晶化合物を硬化してなる層であってもよい。位相差層は、さらに配向膜や基材フィルムを含んでいてもよい。位相差層の厚みは、例えば0.1μm以上10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上6μm以下である。
重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層は、重合性液晶化合物を含む組成物を基材フィルムに塗布し硬化させることによって形成することができる。基材フィルムとコーティング層との間に配向層が形成されていてもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上述した熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層は、配向層及び/又は基材フィルムを有する形態で積層体100に組み込まれてもよい。
介在コーティング層12は、例えば重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層を含むことができる。互いに接する介在コーティング層12及び基材層15を含む構造としては、基材フィルム上に重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層が形成された構造が挙げられる。介在コーティング層12が重合性液晶化合物を硬化してなる位相差層を含むとき、介在コーティング層12は、コーティング層の一種である配向膜、保護層(具体的にはハードコート層やオーバーコート層が挙げられる。)などをさらに含んでもよい。
(タッチセンサパネル)
タッチセンサパネルは、タッチされた位置を検出可能なセンサであれば、検出方式は限定されることはなく、抵抗膜方式、静電容量方式、光センサ方式、超音波方式、電磁誘導結合方式、表面弾性波方式等のタッチセンサパネルが例示される。その中でも、低コスト、早い反応速度、薄膜化の面で、静電容量方式のタッチセンサパネルが好適に用いられる。タッチセンサパネルは、透明導電層とこれを支持する基材フィルムとの間に、接着層、分離層、保護層等を備えてもよい。接着層としては、接着剤層、粘着剤層が挙げられる。透明導電層を支持する基材フィルムとして、一方の表面に透明導電層が蒸着形成されている基材フィルム、接着層を介して透明導電層が転写された基材フィルム等が挙げられる。
静電容量方式のタッチセンサパネルの一例は、基材フィルムと、基材フィルムの表面に設けられた位置検出用の透明導電層と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。静電容量方式のタッチセンサパネルを有する光学積層体を設けた表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、タッチされた点で人体の静電容量を介して透明導電層が接地される。タッチ位置検知回路が、透明導電層の接地を検知し、タッチされた位置が検出される。互いに離間した複数の透明導電層を有することにより、より詳細な位置の検出が可能となる。
透明導電層は、ITO等の金属酸化物からなる透明導電層であってもよく、アルミニウムや銅、銀、金、またはこれらの合金等の金属からなる金属層であってもよい。透明電極層は、スパッタリング法、印刷法、蒸着法等の塗布法により形成される。透明電極層の上に感光性レジストを形成し、その後、フォトリソグラフィによって電極パターン層が形成される。感光性レジストはネガティブタイプ感光性レジスト又はポジティブタイプ感光性レジストが使用され、パターニング後には感光性レジストは残存していてもよいし、除去されていてもよい。スパッタリング法により製膜する場合には、電極パターン形状をもつマスクを配置して、スパッタリングを行い、電極パターン層を形成することもできる。
分離層は、ガラス等の基板上に形成されて、分離層上に形成された透明導電層を分離層とともに、基板から分離するための層であることができる。分離層は、無機物層又は有機物層であることが好ましい。無機物層を形成する材料としては、例えばシリコン酸化物が挙げられる。有機物層を形成する材料としては、例えば(メタ)アクリル系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、ポリイミド系樹脂組成物等を用いることができる。分離層は、公知のコート法で塗布し、熱硬化もしくはUV硬化又はこれらの組合わせの方法により硬化させて形成することができる。
保護層は、透明導電層に接して導電層を保護するために設けることができる。保護層は有機絶縁膜及び無機絶縁膜のうちの少なくとも一つを含み、これらの膜は、スピンコート法、スパッタリング法、蒸着法等の塗布法によって形成することができる。
絶縁層は、例えばシリコン酸化物等の無機絶縁物質、アクリル系樹脂等の透明有機物質から形成することができる。絶縁層は、公知のコート法で塗布した後、熱硬化、UV硬化、熱乾燥、真空乾燥等によって形成することができる。
タッチセンサパネルの基材フィルムとしては、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリノルボルネンなどの樹脂フィルムが挙げられる。所望のタフネスを有する基材フィルムを構成しやすい観点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
タッチセンサパネルの基材フィルムは、優れた耐屈曲性を有する光学積層体を構成しやすい観点から、厚みが50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがさらに好ましい。タッチセンサパネルの基材フィルムは、厚みが、例えば5μm以上である。
タッチセンサパネルは、例えば以下のようにして製造することができる。第1の方法では、まず基板へ接着層を介して基材フィルムを積層する。基材フィルム上に、フォトリソグラフィによりパターン化された透明導電層を形成する。熱を加えることにより、基板と基材フィルムとを分離して、透明導電層と基材フィルムとからなるタッチセンサパネルが得られる。基板は、平坦性を維持し、耐熱性を有する基板であれば特に限定されないが、好ましくはガラス基板である。
第2の方法では、まず基板上に分離層を形成する材料を塗布し、分離層を形成する。必要に応じて、分離層上に保護層を塗布によって形成する。パッドパターン層が形成される部分には保護層が形成されないように保護層を形成してもよい。分離層(または保護層)上に、フォトリソグラフィによりパターン化された透明導電層を形成する。透明導電層上に、電極パターン層を埋めるように絶縁層を形成する。絶縁層の上に剥離可能な粘着剤によって保護フィルムを積層し、絶縁層から分離層までを転写して、基板を分離する。剥離可能な保護フィルムを剥離することで、絶縁層/透明導電層/(保護層)/分離層をこの順に有するタッチセンサパネルが得られる。
基材フィルムを含むとき、タッチセンサパネルの厚みは、例えば5μm以上2000μm以下であってよく、5μm以上100μm以下であってもよい。
基材フィルムを含まないとき、タッチセンサパネルの厚みは、例えば0.5μm以上10μm以下であり、好ましくは5μm以下である。
介在コーティング層12は、例えば第2の方法によって作製したタッチセンサパネルを含むことができる。互いに接する介在コーティング層12及び基材層15を含む構造としては、上記第1の方法によって作製したタッチセンサパネル、基材フィルムと上記第2の方法によって作製したタッチセンサパネルとを接着剤で貼合した構造が挙げられる。
(貼合層)
貼合層は、粘着剤又は接着剤から構成される層である。貼合層は、例えば前面板とタッチセンサパネルとを貼合する層、前面板と偏光板とを貼合する層、偏光板とタッチセンサパネルとを貼合する層であることができる。貼合層を構成する粘着剤は、粘着剤層を構成する粘着剤組成物について例示したものと同じ剤であってもよいし、他の粘着剤、例えば(メタ)アクリル系粘着剤、スチレン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エポキシ系共重合体粘着剤等であってもよい。積層体100は、貼合層を1つ備えてもよいし、2以上備えてもよい。積層体100が貼合層を複数備える場合、複数の貼合層は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
貼合層を構成する接着剤としては、例えば、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤等のうち1又は2種以上を組み合せて形成することができる。水系接着剤としては、例えばポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等を挙げることができる。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射することによって硬化する接着剤であり、例えば重合性化合物及び光重合性開始剤を含むもの、光反応性樹脂を含むもの、バインダー樹脂及び光反応性架橋剤を含むもの等を挙げることができる。上記重合性化合物としては、光硬化性エポキシ系モノマー、光硬化性アクリル系モノマー、光硬化性ウレタン系モノマー等の光重合性モノマーや、これらモノマーに由来するオリゴマー等を挙げることができる。上記光重合開始剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射して中性ラジカル、アニオンラジカル、カチオンラジカルといった活性種を発生する物質を含むものを挙げることができる。
貼合層の厚みは、例えば1μm以上であってよく、好ましくは1μm以上25μm以下、より好ましくは2μm以上15μm以下、さらに好ましくは2.5μm以上5μm以下である。
(背面板)
背面板としては、光を透過可能な板状体や通常の表示装置に用いられる構成要素等を用いることができる。
背面板の厚みは、例えば5μm以上2000μm以下であってよく、好ましくは10μm以上1000μm以下であり、より好ましくは15μm以上500μm以下である。
背面板に用いる板状体としては、1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されたものであってよく、上記の前面板において述べた板状体について例示したものを用いることができる。
背面板に用いる通常の表示装置に用いられる構成要素としては、例えばタッチセンサパネル、有機EL表示素子等が挙げられる。表示装置における構成要素の積層順としては、例えばウィンドウフィルム/円偏光板/タッチセンサパネル/有機EL表示素子、ウィンドウフィルム/タッチセンサパネル/円偏光板/有機EL表示素子等が挙げられる。
背面板は、優れた屈曲性を有する積層体100を構成しやすい観点から、温度23℃での引張弾性率が、4.0GPa以上であることが好ましく、4.5GPa以上であることがさらに好ましい。背面板は、優れた屈曲性を有する積層体100を構成しやすい観点から、温度23℃での引張弾性率が20GPa以下であることが好ましく、15GPa以下であることがさらに好ましい。引張弾性率は、下記の実施例の欄に記載の試験方法によって測定することができる。
[積層体の製造方法]
積層体100は、粘着剤層、あるいはさらに接着剤層を介して積層体100を構成する層同士を貼合する工程を含む方法によって製造することができる。粘着剤層や接着剤層を介して層同士を貼合する場合には、密着性を高めるために、貼合面の一方または両方に対して、例えばコロナ処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。
<表示装置>
本発明に係る表示装置は、上記本発明に係る積層体100を含む。表示装置は特に限定されず、例えば有機EL表示装置、無機EL表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。表示装置はタッチパネル機能を有していてもよい。光学積層体は、屈曲又は折り曲げ等が可能な可撓性を有する表示装置に好適である。
表示装置において、光学積層体は、前面板を外側(表示素子側とは反対側、すなわち視認側)に向けて表示装置が有する表示素子の視認側に配置される。
本発明に係る表示装置は、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器、テレビ、デジタルフォトフレーム、電子看板、測定器や計器類、事務用機器、医療機器、電算機器等として用いることができる。本発明に係る表示装置は、前面板表面に映り込む反射像の歪曲が抑制されているため、画面の視認性に優れている。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<「基材フィルム/偏光子層」からなる積層体>
(基材フィルム)
基材フィルムとして、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム(ZF−14、日本ゼオン株式会社製、厚み23μm)を準備した。
(偏光子層)
厚み30μmの長尺のポリビニルアルコール(PVA)原反フィルム〔株式会社クラレ製の商品名「クラレポバールフィルムVF−PE#3000」、平均重合度2400、ケン化度99.9モル%以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、20℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間31秒で浸漬させた(膨潤工程)。その後、膨潤浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/水が、2/100(重量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間122秒で浸漬させた(染色工程)。次いで、染色浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/4.1/100(重量比)である56℃の架橋浴に滞留時間70秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が9/2.9/100(重量比)である40℃の架橋浴に滞留時間13秒で浸漬させた(架橋工程)。染色工程及び架橋工程において、浴中でのロール間延伸により縦一軸延伸を行った。原反フィルムを基準とする総延伸倍率は5.4倍とした。次に、架橋浴から引き出したフィルムを5℃の純水からなる洗浄浴に滞留時間3秒で浸漬させた後(洗浄工程)、引き続き、湿度調節が可能な第1加熱炉に導入することにより滞留時間190秒で高温高湿処理を行って(高温高湿処理工程)、厚み12.1μmの偏光子層(PVA)を得た。
(接着剤組成物)
水:100重量部、ポリビニルアルコール樹脂粉末(株式会社クラレ製、平均重合度18000、商品名:KL−318):3重量部、ポリアミドエポキシ樹脂(架橋剤、住化ケムテックス株式会社製、商品名:SR650(30)):1.5重量部を混合し、接着剤組成物を得た。
(「基材フィルム/偏光子層」からなる積層体の作製)
偏光子層と基材フィルムに、コロナ処理を施した。コロナ処理の条件は、出力0.3kW、処理速度3m/分とした。その後、接着剤組成物を介してこれらを貼合して、60℃で2分間乾燥することで、「基材フィルム/偏光子層」からなる積層体を得た。
<「基材フィルム/第2配向膜/位相差層」からなる積層体>
(基材フィルム)
基材フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み100μm)を準備した。
(配向膜形成用組成物)
ポリマー1は、以下の構造単位からなる光反応性基を有するポリマーである。

Figure 2020157579

GPC測定より、得られたポリマー1の分子量は数平均分子量28200、Mw/Mn1.82を示し、モノマー含有量は0.5%であった。
ポリマー1を濃度5質量%で、シクロペンタノンに溶解した溶液を配向膜形成用組成物として用いた。
(位相差層形成用組成物)
下記に示す各成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、位相差層形成用組成物を得た。
下記式で示される化合物b−1:80質量部
Figure 2020157579
下記式で示される化合物b−2:20質量部
Figure 2020157579
重合開始剤(Irgacure369、2−ジメチルアミノ−2−ベンジル−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン、BASFジャパン社製):6質量部
レベリング剤(BYK−361N、ポリアクリレート化合物、BYK−Chemie社製):0.1質量部
溶剤(シクロペンタノン):400質量部
(「基材フィルム/第2配向膜/位相差層」からなる積層体の作製)
基材フィルム上に配向膜形成用組成物をバーコート法により塗布し、80℃の乾燥オーブン中で1分間加熱乾燥した。得られた乾燥被膜に偏光UV照射処理を施して第2配向膜を形成した。偏光UV処理は、上記UV照射装置を用いて、波長365nmで測定した積算光量が100mJ/cmである条件で行った。また、偏光UVの偏光方向は偏光層の吸収軸に対して45°となるように行った。このようにして、「基材フィルム/第2配向膜」からなる積層体を得た。第2配向膜の厚みは100nmであった。
「基材フィルム/第2配向膜」からなる積層体の第2配向膜上に、位相差層形成用組成物をバーコート法により塗布し、120℃の乾燥オーブンで1分間加熱乾燥した後、室温まで冷却した。得られた乾燥被膜に、上記UV照射装置を用いて、積算光量1000mJ/cm(365nm基準)の紫外線を照射することにより、位相差層を形成した。得られた位相差層の厚みをレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製OLS3000)により測定したところ、2.0μmであった。位相差層は、面内方向にλ/4の位相差値を示すλ/4板であった。このようにして、「基材フィルム/第2配向膜/位相差層」からなる積層体を得た。
<位相差フィルム>
位相差フィルムとして、環状オレフィン系樹脂の一軸延伸フィルムである、厚みが20μmの1/4波長板(「ゼオノアフィルム」、日本ゼオン株式会社)を用意した。
<タッチセンサパネル/基材フィルム」からなる積層体>
基板上に有機高分子膜を塗布し、分離層を形成した。分離層上に有機絶縁膜を塗布し、保護層を形成した。保護層上に透明電極層としてITO透明電極層を形成し、その上に感光性レジストを形成した。その上に、フォトリソグラフィによって選択的にパターニングし、電極パターン層を形成した。感光性レジストを電極パターン層から除去した。その上に、絶縁層を塗布によって形成し、タッチセンサパネルを得た。タッチセンサパネルの厚みは4.6μmであった。タッチセンサパネルの絶縁層の上部に接着剤層を介してシクロオレフィンポリマー(COP)からなる基材フィルムを貼合し、分離層を基板から剥離し、「タッチセンサパネル/基材フィルム」からなる積層体を得た。
<粘着シート>
(粘着剤組成物A)
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、アセトン81.8質量部、アクリル酸ブチル98.6質量部、アクリル酸0.4質量部、及びアクリル酸2−ヒドロキシエチル1.0質量部の混合溶液を仕込み、窒素ガスで装置内の空気を置換して酸素不含としながら、内温を55℃に上げた。その後、アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)0.14質量部をアセトン10質量部に溶かした溶液を全量添加した。重合開始剤添加1時間後に、単量体を除くアクリル樹脂の濃度が35%になるよう、添加速度17.3質量部/hrでアセトンを連続的に反応器に添加しながら、内温54〜56℃で12時間保温し、最後に酢酸エチルを添加して、アクリル樹脂の濃度が20%となるようにアクリル樹脂溶液Aを調節した。
アクリル樹脂溶液Aの不揮発分量アクリル樹脂:100質量部
イソシアネート系化合物:0.4質量部
シラン系化合物:0.5質量部
を混合した。全体固形分濃度が10%になるように酢酸エチルを添加して、粘着剤組成物Aを得た。
上記イソシアネート系化合物は、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%)(東ソー株式会社製、「コロネートL」)を用いた。シラン系化合物は、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、「KBM403」)を用いた。
(粘着シート「A40」、「A25」、「A15」)
得られた粘着剤組成物Aを離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(軽剥離フィルムB、厚み38μm)の離型処理面に、アプリケータを利用して乾燥後の厚みが40μmになるように塗布し、100℃で1分間乾燥して、粘着剤層を備えるフィルムを得た。その後、粘着剤層上に、離型処理された別のポリエチレンテレフタレートフィルム(重剥離フィルムA、厚み38μm)を貼合した。その後、温度23℃、相対湿度50%RHの条件で7日間養生させて、粘着シート「A40」を製作した。
乾燥後の厚みが25μmになるように塗布した以外は、「A40」と同様にして粘着シート「A25」を製作した。
乾燥後の厚みが15μmになるように塗布した以外は、「A40」と同様にして粘着シート「A15」を製作した。
(粘着剤組成物B)
単量体組成を、アクリル酸ブチル78.6部、メタクリル酸メチル20部、アクリル酸0.4部、及びアクリル酸2−ヒドロキシエチル1.0部に変更した以外は、アクリル樹脂溶液Aと同様にしてアクリル樹脂溶液Bを得た。
アクリル樹脂溶液Bの不揮発分量アクリル樹脂:100質量部
イソシアネート系化合物:0.5質量部
シラン系化合物:0.5質量部
を混合した。全体固形分濃度が10%になるように酢酸エチルを添加して、粘着剤組成物Bを得た。イソシアネート系化合物及びシラン系化合物は、粘着剤組成物Aで使用したものと同じものを用いた。
(粘着シート「B40」、「B25」、「B15」)
粘着剤組成物Bを用いた以外は上記粘着シート「A40」と同様にして、乾燥後の粘着剤層の厚みが40μm、25μm、15μmとなる粘着シート「B40」、「B25」、「B15」を作製した。
(粘着剤組成物C)
単量体組成を、アクリル酸ブチル61.0部、メタクリル酸メチル37部、アクリル酸1.0部、及びアクリル酸2−ヒドロキシエチル1.0部に変更した以外は、アクリル樹脂溶液Aと同様にしてアクリル樹脂溶液Cを得た。
アクリル樹脂溶液Cの不揮発分量アクリル樹脂:100質量部
イソシアネート系化合物:3.0質量部
シラン系化合物:0.5質量部
を混合した。全体固形分濃度が10%になるように酢酸エチルを添加して、粘着剤組成物Cを得た。イソシアネート系化合物及びシラン系化合物は、粘着剤組成物Aで使用したものと同じものを用いた。
(粘着シート「C25」、「C15」、「C05」)
粘着剤組成物Cを用いた以外は上記粘着シート「A40」と同様にして、乾燥後の粘着剤層の厚みが25μm、15μm、5μmとなる粘着シート「C25」、「C15」、「C05」を作製した。
作製した粘着剤層について、貯蔵弾性率及び層の厚みを下記に従って測定し、評価パラメータA(貯蔵弾性率/層の厚み)を求めた。評価パラメータAとは、A1及びA2の総称である。結果を表1に示す。
Figure 2020157579
[層の厚み]
粘着剤層の厚みは、接触式膜厚測定装置(株式会社ニコン製「MS−5C」)を用いて測定した。ただし、偏光子層及び配向膜については、レーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製「OLS3000」)を用いて測定した。
[貯蔵弾性率測定方法]
粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率は、粘弾性測定装置(MCR−301、Anton Paar社)を使用して測定した。厚み25μmの各粘着シートを幅30mm×長さ30mmに裁断した。剥離フィルムを剥がし、厚みが150μmとなるように複数枚積層してガラス板に接合後、測定チップと接着した状態で−20℃から100℃の温度領域で周波数1.0Hz、変形量1%、昇温速度5℃/分の条件下にて測定を行い、温度25℃における貯蔵弾性率を確認した。
<前面板>
前面板であるウィンドウフィルムとして、片面にハードコート層を有するポリイミドフィルム(HC−PIフィルム、全体の厚み:70μm、引張弾性率5.6GPa)を用意した。
<背面板>
背面板として、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板(厚み38μm、引張弾性率4.5GPa)を用意した。
[引張弾性率測定方法]
前面板及び背面板の引張弾性率は次のように測定した。前面板又は背面板から長辺110mm×短辺10mmの長方形の小片をスーパーカッターを用いて切り出した。次いで、引張試験機(株式会社島津製作所製、オートグラフ AG−Xplus試験機)の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が5cmとなるように上記測定用サンプルの長辺方向両端を挟み、23℃、相対湿度55%の環境下、引張速度4mm/分で測定用サンプルを測定用サンプルの長さ方向に引張り、得られる応力−ひずみ曲線における20〜40MPa間の直線の傾きから、23℃、相対湿度55%での引張弾性率を算出した。このとき、応力を算出するための厚みは、上記に記載の方法によって測定した。
<実施例1−1の積層体の製造>
粘着シート「A25」から軽剥離フィルムBを剥離し、「基材フィルム/偏光子層」からなる積層体の偏光子層側に貼合し、積層体A1を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体A1から重剥離フィルムAを剥離し、位相差層である位相差フィルムに貼合し、積層体A2を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
粘着シート「B15」から軽剥離フィルムBを剥離し、積層体A2の位相差層側に貼合し、積層体A3を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
粘着シート「A25」から軽剥離フィルムBを剥離し、前面板のハードコート層を有さない側に貼合し、積層体A4を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体A4から重剥離フィルムAを剥離し、積層体A3の偏光子層の形成に用いた基材フィルムに貼合し、積層体A5を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体A5から重剥離フィルムAを剥離し、「タッチセンサパネル/基材フィルム」からなる積層体のタッチセンサパネル側に貼合し、積層体A6を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
粘着シート「C05」から軽剥離フィルムBを剥離し、積層体A6のタッチセンサパネルに貼合した基材フィルム側に貼合し、積層体A7を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体A7から重剥離フィルムAを剥離し、背面板に貼合し、図2に示すような実施例1−1の積層体を得た。図2中、前面板から位相差層までが第1保護層10、位相差層下の粘着剤層が第1粘着剤層11、タッチセンサパネルが介在コーティング層12、タッチセンサパネル下の基材フィルムが基材層15、タッチセンサパネル/基材フィルム下の粘着剤層が第2粘着剤層13、背面板が第2保護層14である。
<実施例1−2の積層体の製造>
粘着シート「B15」の代わりに「A15」を、「C05」の代わりに「B25」を用いた以外は実施例1−1と同様にして、実施例1−2の積層体を得た。
<比較例1−1の積層体の製造>
粘着シート「B15」の代わりに「C05」を、「C05」の代わりに「B15」を用いた以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−1の積層体を得た。
<比較例1−2の積層体の製造>
粘着シート「B15」の代わりに「C15」を用いた以外は実施例1−1と同様にして、比較例1−2の積層体を得た。
実施例1−1、1−2、比較例1−1、1−2の積層体に用いられた粘着剤層を表2にまとめる。「A1+A2」、「A2−A1」、「A1」の値は表2に記載の通りである。積層体について、屈曲性試験を行った結果を表2に示す。
[屈曲性試験]
積層体について、屈曲評価設備(Science Town社製、STS−VRT−500)を用いて、屈曲性を確認する評価試験を行った。図4は、本評価試験の方法を模式的に示す図である。図4に示すように、個別に移動可能な二つの載置台501,502を、間隙Cが2mm(曲率半径1mm)となるように配置し、間隙Cの中心に幅方向の中心が位置するようにし、かつ、第1保護層が上側に位置するようにして積層体を固定して配置した(図4(a))。そして、二つの載置台501,502を位置P1及び位置P2を回転軸の中心として上方に90度回転させて、載置台の間隙Cに対応する積層体の領域に曲げの力を付加した(図4(b))。その後、二つの載置台501,502を元の位置に戻した(図4(a))。以上の一連の操作を完了して、曲げの力の付加回数を1回とカウントした。これを、温度25℃において繰返し行った後、積層体の載置台501,502の間隙Cに対応する領域におけるコーティング層中のクラックの発生の有無を確認した。載置台501,502の移動速度、曲げの力の付加のペースは、いずれの積層体に対する評価試験においても同一の条件とした。
A:曲げの力の付加回数が30万に達してもクラックが発生しなかった。
B:曲げの力の付加回数が20万以上30万未満でクラックが発生した。
C:曲げの力の付加回数が10万以上20万未満でクラックが発生した。
D:曲げの力の付加回数が10万未満でクラックが発生した。
Figure 2020157579
表2中、「A1+A2」について、「A1+A2≦130」を「A」、「130<A1+A2≦230」を「B」、「230<A1+A2≦260」を「C」、「260<A1+A2」を「D」とした。「A2−A1」について、「100≦A2−A1」を「A」、「0≦A2−A1<100」を「B」、「−100≦A2−A1<0」を「C」、「A2−A1<−100」を「D」とした。「A1」について、「A1≦5」を「A」、「5<A1≦20」を「B」、「20<A1≦60」を「C」、「60<A1」を「D」とした。以下の表についても同様である。
実施例1−1及び1−2の積層体は、「A1+A2」が230以下であり、「A2−A1」が0以上であり、「A1」が20以下であった。これらの積層体では、コーティング層のクラックの発生が抑制されていた。「A1+A2」が130より小さく、「A2−A1」が0以上であり、「A1」が5以下であった実施例1−2の積層体では、クラックの発生がより抑制されていた。一方、同じコーティング層及び基材層を用いているにも関わらず、「A2−A1」が0より小さく、「A1」が20より大きい比較例1−1の積層体、「A1+A2」が230より大きく、「A1」が20より大きい比較例1−2の積層体では、クラックの発生が抑制されていなかった。
<実施例2−1の積層体の製造>
粘着シート「A25」から軽剥離フィルムBを剥離し、「基材フィルム/偏光子層」からなる積層体の偏光子層側に貼合し、積層体B1を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体B1から重剥離フィルムAを剥離し、「基材フィルム/第2配向膜/位相差層」からなる積層体の位相差層側に貼合し、積層体B2を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
粘着シート「B15」から軽剥離フィルムBを剥離し、積層体B2から位相差層の形成に用いた基材フィルムと第2配向膜とを剥離した面に貼合し、積層体B3を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
粘着シート「A25」から軽剥離フィルムBを剥離し、前面板のハードコート層を有さない側に貼合し、積層体B4を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体B4から重剥離フィルムAを剥離し、積層体A3の偏光子層の形成に用いた基材フィルムに貼合し、積層体B5を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体B5から重剥離フィルムAを剥離し、「タッチセンサパネル/基材フィルム」からなる積層体のタッチセンサパネル側に貼合し、積層体B6を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
粘着シート「C05」から軽剥離フィルムBを剥離し、積層体B6のタッチセンサパネルに貼合した基材フィルムに貼合し、積層体B7を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
積層体B7から重剥離フィルムAを剥離し、背面板に貼合し、図3に示すような実施例2−1の積層体を得た。図3中、前面板から位相差層までが第1保護層10、位相差層下の粘着剤層が第1粘着剤層11、タッチセンサパネルが介在コーティング層12、タッチセンサパネル下の基材フィルムが基材層15、タッチセンサパネル/基材フィルム下の粘着剤層が第2粘着剤層13、背面板が第2保護層14である。
<実施例2−2の積層体の製造>
粘着シート「B15」の代わりに「A15」を、「C05」の代わりに「B25」を用いた以外は実施例2−1と同様にして、実施例2−2の積層体を得た。
<比較例2−1の積層体の製造>
粘着シート「B15」の代わりに「C05」を、「C05」の代わりに「B15」を用いた以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−1の積層体を得た。
<比較例2−2の積層体の製造>
粘着シート「B15」の代わりに「C15」を用いた以外は実施例2−1と同様にして、比較例2−2の積層体を得た。
実施例2−1、2−2、比較例2−1、2−2の積層体に用いられた粘着剤層を表3にまとめる。「A1+A2」、「A2−A1」、「A1」の値は表3に記載の通りである。積層体について、屈曲性試験を行った結果を表3に示す。
Figure 2020157579
実施例2−1及び2−2の積層体は、「A1+A2」が230以下であり、「A2−A1」が0以上であり、「A1」が20以下であった。これらの積層体では、コーティング層においてクラックの発生が抑制されていた。「A1+A2」が130より小さく、「A2−A1」が0以上であり、「A1」が5以下であった実施例2−2の積層体では、クラックの発生がより抑制されていた。一方、同じコーティング層及び基材層を用いているにもかかわらず、「A2−A1」が0より小さく、「A1」が20より大きい比較例2−1の積層体、「A1+A2」が230より大きく、「A1」が20より大きい比較例2−2の積層体では、クラックの発生が抑制されていなかった。
100 積層体、10 第1保護層、11 第1粘着剤層、12 介在コーティング層、13 第2粘着剤層、14 第2保護層、15 基材層、501,502 ステージ。

Claims (7)

  1. 第1保護層と、第1粘着剤層と、介在コーティング層と、基材層と、第2粘着剤層と、第2保護層とをこの順に備える積層体であって、
    各層は互いに接しており、
    前記第1粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’1〔kPa〕とし、前記第2粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’2〔kPa〕とし、前記第1粘着剤層の厚みをa1〔μm〕とし、前記第2粘着剤層の厚みをa2〔μm〕としたときに、下記式(1)及び式(2):
    A1=G’1/a1 (1)
    A2=G’2/a2 (2)
    で表される評価パラメータA1及びA2は、下記式(3)、式(4)及び式(5):
    A1+A2≦230 (3)
    A2−A1≧0 (4)
    A1≦20 (5)
    を満たす、積層体。
  2. 前記第1保護層は、引張弾性率が4.0GPa以上であるウィンドウフィルムを含む、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記第2保護層は、引張弾性率が4.0GPa以上である背面板を含む、請求項1又は2に記載の積層体。
  4. 前記介在コーティング層は1層以上からなり、各層の厚みは5μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。
  5. 前記介在コーティング層は、偏光子層、位相差層又はタッチセンサパネルを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層体。
  6. 前記G’1及び前記G’2は、それぞれ10000kPa以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層体。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層体を備える表示装置。
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