JP2022021888A - 粘着シート、粘着剤付き偏光板、ならびに画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<ベースポリマー>
粘着シート21を構成する粘着剤組成物は、アクリル系ベースポリマーを含有する。アクリル系ベースポリマーは、主たる構成モノマー成分として(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有する。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
1/Tg=Σ(Wi/Tgi)
アクリル系ベースポリマーは架橋構造を有していることが好ましい。ベースポリマーへの架橋構造の導入方法としては、一般に、(1)架橋剤と反応可能な官能基を有するベースポリマーを重合後に、架橋剤を添加して、ベースポリマーと架橋剤とを反応させる方法;および(2)ベースポリマーの重合成分に光重合性多官能化合物を含めることにより、ポリマー鎖に分枝構造(架橋構造)を導入する方法、等が挙げられる。
アクリル系ベースポリマーに、架橋剤、光重合性多官能化合物、光重合開始剤重合開始剤、および必要に応じて、オリゴマーや各種の添加剤等を混合して、粘着剤組成物を調製する。粘着剤組成物は、基材上への塗布に適した粘度(例えば、0.5~20Pa・s程度)を有することが好ましい。ベースポリマーの分子量、光重合性多官能化合物の添加量、その他の成分(例えばオリゴマー)の組成、分子量、添加量等を調整することにより、粘着剤組成物の粘度を適切な範囲とすることができる。粘度調整等を目的として、増粘性添加剤等を用いてもよい。
粘着シート21は、紫外線吸収性を有することが好ましい。偏光子の視認側表面に透明保護フィルムが設けられている偏光板では、一般に、透明保護フィルムが紫外線吸収性を有することにより、表示装置の外部から入射する紫外線による偏光子の劣化を抑制している。一方、偏光子11の視認側表面に接して粘着シート21が配置される構成では、偏光子の視認側に透明保護フィルムが設けられていないため、粘着シート21に紫外線吸収性を持たせて、紫外線に起因する偏光子11の光劣化(例えば、ポリヨウ素イオンの構造変化(I5 -からI3 -への変化)等に伴う偏光子の色変化)を防止することが好ましい。
上記のように、アクリル系ベースポリマーは、架橋構造を有することが好ましい。粘着剤組成物に架橋剤を添加し、必要に応じて加熱することにより、ベースポリマーに架橋構造が導入される。光重合性多官能化合物により導入される架橋構造と区別するために、イソシアネート系架橋剤等による架橋を「熱架橋」と記載する場合があるが、架橋剤による架橋構造の導入は、加熱を伴わないものでもよい。アクリル系ベースポリマーに熱架橋構造を導入することにより、粘着シートの凝集性が高められ、接着性が向上する傾向がある。
粘着シートに光硬化性を持たせるためには、粘着剤組成物が光重合性多官能化合物を含むことが好ましい。光重合性多官能化合物は、1分子中に2個以上の光重合性官能基を有する。光重合性官能基は、ラジカル重合性、カチオン重合性およびアニオン重合性のいずれでもよいが、反応性に優れることから、不飽和二重結合(エチレン性不飽和基)を有するラジカル重合性官能基が好ましい。光重合性多官能化合物としては、アクリル系ベースポリマーとの相溶性が高いことから、多官能(メタ)アクリレートが好ましく、光ラジカル反応性が高いことから、多官能アクリレートが特に好ましい。
光重合性多官能化合物を含む光硬化性の粘着剤組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、α-ケトール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤、光活性オキシム系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ケタール系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤等が挙げられる。粘着剤組成物における光重合開始剤の含有量は、ベースポリマー100重量部に対して、0.01~5重量部が好ましく、0.05~3重量部がより好ましい。
粘着剤組成物は、粘着シートの接着力の調整や粘度調整等を目的として、各種のオリゴマーを含んでいてもよい。オリゴマーとしては、例えば重量平均分子量が1000~30000程度のものが用いられる。オリゴマーとしては、アクリル系ベースポリマーとの相溶性に優れることから、アクリル系オリゴマーが好ましい。
接着力の調整等を目的として、粘着剤組成物中に、シランカップリング剤を添加してもよい。粘着剤組成物にシランカップリング剤が添加される場合、その添加量は、ベースポリマー100重量部に対し通常0.01~5.0重量部程度であり、0.03~2.0重量部程度であることが好ましい。
粘着剤組成物は酸化防止剤を含んでいてもよい。酸化防止剤を含むことにより、粘着剤組成物や粘着シートの保存環境や使用環境における熱や光に起因する硬化性成分の反応や劣化を抑制できる。酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。中でも、アミン系酸化防止剤およびフェノール系酸化防止剤等のラジカル連鎖防止剤として作用するものが好ましく、ヒンダードフェノール構造を有するフェノール系酸化防止剤が特に好ましい。
上記例示の各成分の他、粘着剤組成物は、連鎖移動剤、粘着付与剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、着色剤、界面活性剤、帯電防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。
基材上に粘着剤組成物を塗布し、必要に応じて溶媒を乾燥除去することにより、基材上に粘着シートが形成される。粘着シートの形成には、任意の適切な基材が用いられる。基材は、樹脂フィルムの表面に離型層を備える離型フィルムでもよい。
<偏光子>
偏光板10は偏光子11を含む。偏光子11は、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムである。偏光子に適用されるポリビニルアルコール系フィルムの材料としては、ポリビニルアルコールまたはその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等が挙げられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものが挙げられる。ポリビニルアルコールは、重合度が1000~10000程度、ケン化度が80~100モル%程度のものが一般に用いられる。
偏光子11の第一主面(視認側の面)には光学層が設けられておらず、前述のように、偏光子11に接して粘着シート21が設けられる。偏光板10は、偏光子11のみからなるものでもよく、偏光子11の第二主面(画像表示セル60側の面)に適宜の光学層15が配置されていてもよい。
粘着シート21は、図2に示す様に、偏光板10と一体積層された粘着剤付き偏光板81として提供されてもよい。粘着剤付き偏光板では、偏光子11の第一主面に接して粘着シート21が配置されている。図2では、偏光子11の第二主面に光学層15が設けられているが、上記の通り、偏光板10は、偏光子の第二主面に光学層を有していなくてもよい。
図1に示すように、画像表示装置100は、偏光板10の視認側に、粘着シート21を介して貼り合わせられたカバーウインドウ70を備える。偏光板10の他方の面には、粘着シート22を介して、液晶セルや有機ELセル等の画像表示セル60が貼り合わせられている。画像表示セル60は、折り曲げ可能であってもよい。
<ベースポリマーの重合>
温度計、攪拌機、冷却器および窒素ガス導入管を備える反応容器内に、表1に示す比率のモノマー成分(合計100重量部)、および熱重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を、酢酸エチル233重量部とともに投入し、23℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌し、窒素置換を行った。その後、56℃で5時間反応させ、続けて70℃で3時間反応させて、アクリル系ベースポリマー溶液を調製した。
BA :アクリル酸ブチル
CHA :アクリル酸シクロヘキシル
IBXA :アクリル酸イソボルニル
DCPA :アクリル酸ジシクロペンテニル
4HBA :アクリル酸4-ヒドロキシブチル
NVP :N-ビニル-2-ピロリドン
AM :アクリルアミド
HEAA :ヒドロキシエチルアクリルアミド
上記で得られたアクリル系ベースポリマー溶液に、ベースポリマー100重量部に対して、下記の後添加成分を表1に示す量で添加した後、均一に混合して、光硬化性粘着剤組成物を調製した。
イソシアネート系架橋剤:キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物(三井化学製「タケネートD110N」)
多官能アクリレート:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)
シランカップリング剤:3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製「KBM-403」)
酸化防止剤:ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート](BASF製「「Irganox 1010」
光重合開始剤:2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン(IGM Resins製「Omnirad651」):0.2重量部;および
紫外線吸収剤:5,5’-ビス(2-エチルヘキシルオキシ)-2,2’-[6-(4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル]ジフェノール(BASF製「Tinosorb S」)
離型フィルム(片面にシリコーン系離型層が設けられたポリエチレンテレフタレートフィルム)上に、上記の光硬化性粘着剤組成物を塗布し、100℃で3分間加熱して溶媒を除去後、表面に別の離型フィルムを貼り合わせた。この積層体を、25℃の雰囲気下で3日間エージングして架橋を進行させ、両面に離型フィルムが仮着された粘着シートを得た。
温度計、攪拌機、冷却器および窒素ガス導入管を備える反応容器内に、モノマー成分として、アクリル酸ブチル:99重量部、およびアクリル酸4-ヒドロキシブチル:1重量部、ならびに熱重合開始剤としてAIBN:0.2重量部を、酢酸エチル233重量部とともに投入し、23℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌し、窒素置換を行った。その後、60℃で5時間反応させ、重量平均分子量(Mw)が110万のアクリル系ベースポリマーの溶液を得た。このベースポリマー溶液に、イソシアネート系架橋剤として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製「コロネートL」):0.8重量部、およびシランカップリング剤(信越化学工業製「KBM403」):0.1重量部を添加した後、均一に混合して粘着剤組成物溶液を調製した。
<紫外線透過率>
粘着シートの表面から一方の離型フィルムを剥離し、無アルカリガラス板に貼り合わせた後、他方の離型フィルムを剥離して測定用試料とした。可視紫外分光光度計により透過率スペクトルを測定し、波長380nmにおける透過率を読み取った。
無アルカリガラス板上に、粘着シート1~14を介してヨウ素が含浸された厚み25μmの延伸ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光子を貼り合わせた。その上に、粘着シートAを介してアルミホイルを貼り合わせた後、無アルカリガラス板側からメタルハライドランプ(300mW/cm2)で積算光量3000mJ/cm2の紫外線を照射して粘着剤を硬化し、評価用試料を作製した。
第1の無アルカリガラス板上に、粘着シートAを介してヨウ素が含浸された厚み25μmの延伸ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光子を貼り合わせた。その上に粘着シート1~Xを介して第2の無アルカリガラス板を貼り合わせた後、第2の無アルカリガラス板側からメタルハライドランプ(300mW/cm2)で積算光量3000mJ/cm2の紫外線を照射して粘着剤を硬化し、評価用試料を作製した。
評価用試料を、温度85℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽内で100時間保持して、耐湿熱試験を実施した。試験前の波長550nmにおける透過率T0と、試験後の波長550nmにおける光透過率T1との差ΔT=T1-T0を求めた。
評価用試料を、第1の無アルカリガラス板側から光が入射しないように固定治具に取り付け、紫外線フェードメーター(スガ試験機製「U48AU」」を用いて、温度40℃、相対湿度20%の環境下、放射強度(300~700nm積算照度)500±50W/m2の条件で、第2の無アルカリガラス板側からカーボンアークランプの光を100時間照射して耐候フェード試験を実施した。試験前の試料の透過光のb* 0と、試験後の試料の透過光のb* 1との差Δb*=b* 1-b* 0を求めた。なお、b*は、CIE1976色空間のクロマティクネス指数b*であり、バックライト上に試料を載置して測定した。
11 偏光子
15 光学層
21,22 粘着シート
81,82 粘着剤付き偏光板
60 画像表示セル
70 カバーウインドウ
100 画像表示装置
Claims (16)
- ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光子と、画像表示装置のカバーウインドウとの貼り合わせに用いられ、前記偏光子に接して配置される粘着シートであって、
アクリル系ベースポリマーおよび紫外線吸収剤を含む粘着剤組成物からなる、
粘着シート。 - 波長380nmの光透過率が5%以下である、請求項1に記載の粘着シート。
- 前記アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分の合計100重量部に対する、窒素含有モノマーの量が5重量部以下である、請求項1または2に記載の粘着シート。
- 前記アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分の合計100重量部に対するヒドロキシ基含有モノマーの含有量が、0.1~8重量部である、請求項1~3のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 前記アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分の合計100重量部に対するカルボキシ基含有モノマーの含有量が、1重量部以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 前記アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分の合計100重量部に対して、ヒドロキシ基、カルボキシ基、および窒素原子をいずれも含まず、かつホモポリマーのガラス転移温度が10℃以上である高Tgモノマーを、20~75重量部含有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 前記高Tgモノマーが、脂環式構造を有する(メタ)アクリル酸エステルである、請求項6に記載の粘着シート。
- 前記アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分の合計100重量部に対して、ホモポリマーのガラス転移温度が-40℃以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを20~79重量部含有する、請求項1~7のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 前記アクリル系ベースポリマーが、熱架橋剤による架橋構造を有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の粘着シート。
- 前記粘着剤組成物が、1分子中に2個以上の光重合性官能基を有する光重合性多官能化合物、および光重合開始剤を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の粘着シート。
- ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムからなり、第一主面および第二主面を有する偏光子;および前記偏光子の第一主面に接して配置された第一粘着シート、を備える粘着剤付き偏光板であって、
前記第一粘着シートが、請求項1~10のいずれか1項に記載の粘着シートである、粘着剤付き偏光板。 - さらに、前記偏光子の第二主面側に第二粘着シートを備える、請求項11に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記偏光子の第二主面に接して前記第二粘着シートが積層されている、請求項12に記載の粘着剤付き偏光板。
- 前記偏光子の第二主面に、他の層を介して前記第二粘着シートが積層されている、請求項12に記載の粘着剤付き偏光板。
- 画像表示セルの表面に、第二粘着シート、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光子、第一粘着シート、およびカバーウインドウをこの順に備える画像表示装置であって、
前記第一粘着シートが、請求項1~10のいずれか1項に記載の粘着シートであり、前記偏光子に接して配置されている、画像表示装置。 - 画像表示装置の製造方法であって、
前記画像表示装置は、画像表示セルの表面に、第二粘着シート、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光子、前記偏光子に接する第一粘着シート、およびカバーウインドウを順に備え、
前記第一粘着シートが、請求項10に記載の粘着シートであり、
前記偏光子と前記カバーウインドウとを、前記第一粘着シートを介して貼り合わせた後に、前記カバーウインドウ側から活性光線を照射して、前記粘着剤組成物を光硬化する、
画像表示装置の製造方法。
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