JP2021147438A - フレキシブル画像表示装置内の積層体に用いる粘着シート、フレキシブル画像表示装置に用いる積層体、及びフレキシブル画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1000%モジュラスが0.01〜0.6N/mm2であり、
ゲル分率が30%以上である、巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置内の積層体に用いる粘着シートを提供する。
上記の粘着シートと、
前記粘着シートを支持する基材と、
を備えた、巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置に用いる積層体を提供する。
上記の積層体と、
画像表示パネルと、
を備え、
前記積層体が前記画像表示パネルよりも視認側に位置する、巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置を提供する。
本実施形態の粘着シートは、巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置内の積層体に用いられる部材であり、1000%モジュラスが0.01〜0.6N/mm2であり、ゲル分率が30%以上である。
ゲル分率(重量%)=(C−B)/(A−B)×100
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1〜30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。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル系ポリマー」は、アクリル系ポリマー及び/又はメタクリル系ポリマーを意味し、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
粘着剤組成物には、(メタ)アクリル系オリゴマーを含有させることができる。(メタ)アクリル系オリゴマーは、(メタ)アクリル系ポリマーよりも重量平均分子量(Mw)が小さい重合体を用いるのが好ましく、かかる(メタ)アクリル系オリゴマーを使用することで、(メタ)アクリル系ポリマー間に(メタ)アクリル系オリゴマーが介在して(メタ)アクリル系ポリマーの絡み合いが減少し、微小な歪みに対して変形しやすくなる。
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、溶剤型又は活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物のいずれにおいても、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では、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。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。溶剤型の粘着剤組成物の場合は、過酸化物系架橋剤やイソシアネート架橋剤が好ましく、中でも、過酸化物系架橋剤を用いることが好ましい。過酸化物系架橋剤は、例えば、(メタ)アクリル系ポリマーの側鎖の水素の引き抜きにより、ラジカルを発生させ、(メタ)アクリル系ポリマーの側鎖同士での架橋を進行させるため、イソシアネート系架橋剤(例えば、多官能イソシアネート系架橋剤)を用いて架橋する場合と比較して、架橋状態が比較的緩く、微小な歪みに対する変形のしやすさを維持しつつ、凝集力を高めることができる傾向がある。これにより、画像表示装置を構成する各層の割れや粘着シートとその他の層間における剥がれなどを抑制できる傾向がある。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、巻き取り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。巻き取り時には、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、剥がれが生じやすくなることがあるため、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。そのため、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とを併用することが好ましい態様である。なお、活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物としては、多官能モノマーを用いた重合によって架橋効果を得ることが、生産性や厚膜塗工の観点から好ましい。ただし、上述した架橋剤を用いてもよく、多官能モノマーと併用してもよい。例えば、(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分の混合物(モノマー混合物)又はその部分重合物に、架橋剤を混合し、粘着剤組成物の活性エネルギー線による硬化の前後で、熱乾燥を行うことによって架橋剤の反応を完了させてもよい。
さらに、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、例えば、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、イオン固体など)、無機又は有機の充填剤、金属粉、粒子、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。制御できる範囲内で還元剤を加えたレドックス系を採用してもよい。
モノマー成分の部分重合物の重合率(重量%)=[1−(重量減少量)/(乾燥前の部分重合物の重量)]×100
粘着シートを形成する方法としては、例えば、溶剤型の粘着剤組成物を剥離処理したセパレータ(剥離フィルム)等に塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着シートを形成する方法、偏光フィルム等に溶剤型の粘着剤組成物を塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着シートを偏光フィルム等に形成する方法、活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物を剥離処理したセパレータ等に塗布し、活性エネルギー線を照射することにより形成する方法などが挙げられる。なお、必要に応じて、活性エネルギー線照射に加えて、加熱乾燥が行われてもよい。粘着剤組成物を塗布するにあたって、重合溶剤以外の他の溶剤を新たに加えてもよい。
図1に示すとおり、本実施形態のフレキシブル画像表示装置100は、積層体10及び画像表示パネル3を備え、画像表示パネル3に対して視認側に積層体10が配置されている。
積層体10は、フレキシブル画像表示装置100に用いられる部材であり、上述した粘着シート1と基材2とを備えている。基材2は、粘着シート1を支持しており、例えば粘着シート1に接している。基材2は、粘着シート1と直接接していなくてもよい。積層体10は、粘着シート1によって画像表示パネル3に取り付けられている。積層体10は、例えば、後述する偏光膜を備えていない。
基材2は、積層体10に含まれる部材を保護する保護膜としても機能する。図1において、基材2は、積層体10の最も外側に位置しているため、例えばウインドウとしても機能する。
画像表示パネル3は、フレキシブル画像表示装置100の表示部を構成する。フレキシブル画像表示装置100において、画像表示パネル3で構成された表示部は、巻き取り可能である。画像表示パネル3は、典型的には有機EL表示パネルである。画像表示パネル3には、タッチセンサが組み込まれていてもよい。画像表示パネル3がタッチセンサを内蔵している場合、フレキシブル画像表示装置100は、いわゆるインセル型のフレキシブル画像表示装置である。
積層体10は、タッチセンサを構成する透明導電層をさらに備えていてもよい。透明導電層は、粘着シート1と基材2との間に位置していてもよく、粘着シート1と画像表示パネル3との間に位置していてもよい。透明導電層は、例えば湾曲可能に構成されている。
積層体10は、導電性を有する層(導電性層、帯電防止層)をさらに有していてもよい。積層体10は、非常に薄い厚み構成をとりうるため、製造工程等で生じる微弱な静電気に対してダメージを受けやすい。積層体10が導電性層を有する場合、製造工程等での静電気による負荷が大きく軽減される傾向がある。
フレキシブル画像表示装置100の積層体10は、複数の粘着シート1及び複数の基材2を備えていてもよく、光学フィルムをさらに備えていてもよい。図2に示すフレキシブル画像表示装置110の積層体11は、粘着シート1として、第1の粘着シート1a及び第2の粘着シート1bを備えている。積層体11は、基材2として、第1の基材2a及び第2の基材2bを備えている。積層体11は、光学フィルム20をさらに備えている。以上を除き、積層体11の構造は、フレキシブル画像表示装置100の積層体10の構造と同じである。したがって、フレキシブル画像表示装置100の積層体10と本実施形態の積層体11とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。本明細書では、積層体11を粘着剤層付き光学フィルムと呼ぶことがある。
光学フィルム20は、例えば、第1の基材2a、偏光膜4及び位相差膜5を有しており、偏光膜4が第1の基材2aと位相差膜5との間に位置する。第1の基材2aは、例えば、偏光膜4よりも視認側に位置し、偏光膜4の保護膜として機能する。偏光膜4及び位相差膜5は、例えば、偏光膜4の視認側から内部に入射した光が内部反射して視認側に射出されることを防止するための円偏光を生成し、視野角を補償する。
偏光膜4としては、例えば、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、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。
位相差膜5としては、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5は、面内及び/又は厚み方向に複屈折を有する。
上述のとおり、フレキシブル画像表示装置100(又は110)に含まれる粘着シート1は、当該装置が巻き取られた場合であっても、当該装置を構成する層に加わる歪みを十分に緩和することができる。粘着シート1による各層の歪みの緩和の程度は、フレキシブル画像表示装置100(又は110)がローラに巻き付けられた状態での粘着シートによる各層のずれ量によって評価することができる。以下では、一例として、フレキシブル画像表示装置110での粘着シート1(1a及び1b)による各層のずれ量を測定する方法を説明する。まず、第1の粘着シート1aを介して、フレキシブル画像表示装置110に含まれる積層体11をサポートフィルム55に貼り付け、320mm×50mmの短冊状に切り出して試験片15とする。図3Aは、試験片15の断面図を示している。サポートフィルム55には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の樹脂フィルムを使用できる。
上述のとおり、フレキシブル画像表示装置100(又は110)において、画像表示パネル3で構成された表示部は、巻き取り可能である。巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置100(又は110)は、例えば、図4に示すように、ローラ45に巻き付けられて曲げられながら引き込まれるように設計されうる。図4のフレキシブル画像表示装置100は、いわゆるローラブル画像表示装置である。なお、図4よりもさらにフレキシブル画像表示装置100が引き込まれると、装置100は、渦巻き状に巻き込まれることになる。
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、モノマー混合物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(AIBN)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。
使用するモノマーを表1のように変更したことを除き、(メタ)アクリル系ポリマーA1と同じ方法で、(メタ)アクリル系ポリマーA2の溶液及び(メタ)アクリル系ポリマーA3の溶液を調製した。
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)95重量部、アクリル酸(AA)2重量部、メチルアクリレート(MA)3重量部、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部、及びトルエン140重量部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して十分に窒素置換した後、フラスコ内の液温を70℃付近に保って8時間重合反応を行い、アクリル系オリゴマー(オリゴマーB1)溶液を調製した。上記オリゴマーB1の重量平均分子量は4500であった。
2EHA:2−エチルへキシルアクリレート
BA:n−ブチルアクリレート
LA:ラウリルアクリレート
MA:メチルアクリレート
NVP:N−ビニルピロリドン
AA:アクリル酸
HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート
AIBN:アゾ系重合開始剤、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(キシダ化学社製)
(実施例1〜7及び比較例1〜2)
以下の表2に示す組成となるように(メタ)アクリル系ポリマー、(メタ)アクリル系オリゴマー、架橋剤及び添加剤を混合して、溶剤型の粘着剤組成物を得た。次に、基材フィルム(セパレータ)であるPETフィルムの表面に得られた粘着剤組成物を塗布した後、155℃に設定した空気循環式恒温オーブンにて2分間乾燥させて、実施例1〜7及び比較例1〜2の粘着シートを形成した。粘着剤組成物の塗布には、ファウンテンコーターを使用した。
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)
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(日本油脂社製、商品名:ナイパーBMT)
次に、各実施例及び比較例において得られた基材フィルム及び粘着シートの積層体(a)に対して、1/4波長板(λ/4板)、1/2波長板(λ/2板)、偏光膜及び基材(保護膜)がこの順に積層されてなる光学フィルムを当該粘着シートにより接合して、粘着剤層付き光学フィルムAを得た。粘着剤層付き光学フィルムAは、基材フィルム側から、基材フィルム|粘着シート|λ/4板|λ/2板|偏光膜|保護膜の多層構造を有している。なお、光学フィルムを構成する各層及び光学フィルムは、以下のように準備した。
λ/4板及びλ/2板の積層体である位相差膜は、配向膜の形成後にネマチック液晶相を示す重合性液晶材料(BASF社製、PaliocolorLC242)を使用して作製した。具体的には、次のとおりである。上記重合性液晶材料、及び光重合開始剤(BASF製、イルガキュア907)をトルエンに溶解させた後、塗工性向上を目的としてフッ素系界面活性剤(DIC製メガファック)を液晶厚みに応じて0.1〜0.5重量%さらに加えて塗工液Lを調製した。塗工液Lの固形分濃度は25重量%とした。
偏光膜及び保護膜の積層体は、以下のように作製した。
<(メタ)アクリル系ポリマー及びアクリル系オリゴマーの重量平均分子量(Mw)>
得られた(メタ)アクリル系ポリマー及びアクリル系オリゴ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
粘着シート等の厚みは、ダイヤルゲージ(ミツトヨ製)を用いて測定した。
作製した粘着シートに対するゲル分率の評価は、上述の方法により実施した。粘着シートの一部を掻き取って得られた小片の重量は、約0.2gであった。ポリテトラフルオロエチレンの延伸多孔質膜には、日東電工製NTF1122(平均孔径0.2μm)を用いた。
作製した粘着シートに対する1000%モジュラスの評価は、上述の方法により実施した。引張試験機には、島津製作所製AG−ISを用いた。なお、粘着シートの巻回は、基材フィルムから粘着シートを剥離しながら実施した。
粘着剤層付き光学フィルムBを評価用試料として、連続巻取試験を行った。連続巻取試験は、ユアサシステム機器製の試験機を用いて、以下のように実施した。なお、図6(A)及び(B)に示すように、試験機は、面状体である試験片15Bに対して巻き取りを繰り返す機構を有しており、試験片15Bと接するローラ45の側面によって規定された円の半径を調整することにより、屈曲半径を変えることができる。連続巻取試験は、試験片15Bに100gfの荷重54を鉛直下方に加えた状態で行った。
AA:剥がれ又は顕著な巻き癖が発生するまでの巻き取り回数が10万回以上(実用上問題なし)
A:剥がれ又は顕著な巻き癖が発生するまでの巻き取り回数が5万〜10万回未満(実用上問題なし)
B:剥がれ又は顕著な巻き癖が発生するまでの巻き取り回数が3万〜5万回未満(実用上問題なし)
C:剥がれ又は顕著な巻き癖が発生するまでの巻き取り回数が1万〜3万回未満(実用上問題なし)
D:剥がれ又は顕著な巻き癖が発生するまでの巻き取り回数が1万回未満(実用上問題あり)
2 基材
3 画像表示パネル
4 偏光膜
5 位相差膜
10,11 フレキシブル画像表示装置用積層体
20 光学フィルム
100,110 フレキシブル画像表示装置
Claims (6)
- 1000%モジュラスが0.01〜0.6N/mm2であり、
ゲル分率が30%以上である、巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置内の積層体に用いる粘着シート。 - 前記1000%モジュラスが0.1N/mm2以下である、請求項1に記載の粘着シート。
- 前記ゲル分率が50%以上である、請求項1又は2に記載の粘着シート。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着シートと、
前記粘着シートを支持する基材と、
を備えた、巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置に用いる積層体。 - 偏光膜をさらに備えた、請求項4に記載の積層体。
- 請求項4又は5に記載の積層体と、
画像表示パネルと、
を備え、
前記積層体が前記画像表示パネルよりも視認側に位置する、巻き取り可能な表示部を有するフレキシブル画像表示装置。
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