JP2022056940A - 光学透明粘着シート、積層体、及び、貼り合わせ構造物 - Google Patents

光学透明粘着シート、積層体、及び、貼り合わせ構造物 Download PDF

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仁 谷口
Hitoshi Taniguchi
真理子 尾上
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Abstract

【課題】樹脂パネルとOCAシートとの接着界面で高い接着力を有し、かつ、被着体の膨張・収縮への追従性、適度な透湿性、及び、車載用途として使用可能な高耐候性及び紫外線カット能を有する光学透明粘着シート、これを用いた積層体及びこれを用いた貼り合わせ構造物を提供する。【解決手段】第一の表面を構成する第一のアクリル粘着剤層11と、中間粘着剤層12と、第二の表面を構成する第二のアクリル粘着剤層13とをこの順に有し、上記第一のアクリル樹脂剤層及び上記第二のアクリル樹脂剤層はアクリル系樹脂100重量部に対して、0.1~3重量部の紫外線吸収剤が配合されてなるものであり、総厚が200~2100μmであり、接着力が20N/25mm以上であることを特徴とする光学透明粘着シート。【選択図】図1

Description

本発明は、光学透明粘着シート、上記光学透明粘着シートを有する積層体、及び、上記光学透明粘着シートを有する貼り合わせ構造物に関する。
光学透明粘着(OCA:Optically Clear Adhesive)シートは、光学部材の貼り合わせに利用される透明な粘着シートである。OCAシートの使用例としては、表示装置内において、液晶モジュール等の表示パネルと表示装置の最表面に設けられるカバーパネルとの接合に用いられることがある。OCAシートによって、表示パネルとカバーパネルとの間の空間が埋められることで、表示パネルの画面の視認性を向上することができる。
OCAシート関連分野における先行技術を開示した文献としては、例えば、下記特許文献が挙げられる。特許文献1には、表示画面用粘着シート、積層体、それらを用いた表示体及びその画面保護方法に関し、透明基材(A)の一方の面上に、樹脂(b1)及び紫外線吸収剤(トリアジン系等)を含有する粘着剤組成物(x)から形成される粘着剤層(B1)を有し、透明基材(A)のもう一方の面上に樹脂(b2)を含有する粘着剤組成物(y)から形成される粘着剤層(B2)を有する、表示画面用粘着シートが開示されている。そして、樹脂に対して特定量の紫外線吸収剤を含有する粘着剤組成物から形成される粘着剤層を有することにより、ブルーライトを遮蔽できることが開示されている。
特許文献2には、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂およびウレタン系樹脂から選ばれる少なくとも1種である樹脂層と、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂およびウレタン系樹脂から選ばれる少なくとも1種である粘着層とが積層されている粘着テープが開示されている。また、樹脂層及び粘着層は、離型シート上に積層して形成され、離型シート、樹脂層、粘着層、離型シートの順に積層された粘着テープであり、上記樹脂層や上記粘着層に紫外線吸収剤を用いることが開示されている。
また、特許文献3には、柔軟性に優れ、かつ、高温・高湿環境下におけるディレイバブルの発生が抑制された光学透明粘着シートを提供することを目的とし、第一の表面粘着剤層と、中間粘着剤層と、第二の表面粘着剤層とをこの順に有し、85℃における上記第一の表面粘着剤層及び上記第二の表面粘着剤層の貯蔵弾性率は、85℃における上記中間粘着剤層の貯蔵弾性率よりも高く、85℃における上記第一の表面粘着剤層及び上記第二の表面粘着剤層の貯蔵弾性率は、3.0×10Pa以上、30.0×10Pa以下であり、85℃における上記中間粘着剤層の貯蔵弾性率は、1.0×10Pa以上、15.0×10Pa以下であり、上記中間粘着剤層はポリウレタンを含有する光学透明粘着シートが開示されている。
ところで、表示装置の多様化に伴い、カバーパネルとして、従来一般的であったガラスパネルよりもデザイン性、安全性(割れたときの飛散防止)及び価格面において有利な樹脂パネルの採用について、近年検討がなされている。そのため、OCAシートには、透明性や各種材料に対する充分な接着力が求められている。
特開2017-179242号公報 特開2016-155958号公報 国際公開第2019/026577号
本発明者らは、表示パネルとタッチパネル本体との貼り合わせに適したOCAシートを実現するため、第一のアクリル粘着剤層、中間粘着剤層及び第二のアクリル粘着剤層を積層した多層構造を有するOCAシートの開発を進めてきた。この多層構造を有するOCAシートは、第一及び第二のアクリル粘着剤層によって優れた粘着性を得ることができることから、せん断応力に対して剥離しにくい等の優れた特性を発揮することができる。
しかしながら、この多層構造を有するOCAシートと樹脂パネルとを接合して作製した貼り合わせ構造物を車載信頼性試験の高温環境下(高温:95℃、高温高湿:85℃/85%)に投入すると、樹脂パネルから発生するアウトガスによる浮きや気泡による剥がれ、及び高温高湿の環境下による白化等の不具合を生じることがあった。OCAシートと樹脂パネルとの接着界面に、貼り合わせ直後には存在せず後発的に生成する気泡は、遅れ泡(ディレイバブル)と言われ、樹脂パネルから発生した水蒸気の圧力によって接着力の弱い面が剥離する現象により生じると考えられる。
また、紫外線カット能が付与されたOCAシート、及び、紫外線劣化が抑制されたOCAシートが接合された貼り合わせ構造物が望まれていた。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、樹脂パネルとOCAシートとの接着界面で高い接着力を有し、かつ、被着体の膨張・収縮への追従性、適度な透湿性、及び、車載用途として使用可能な高耐候性及び紫外線カット能を有する光学透明粘着シート、これを用いた積層体及びこれを用いた貼り合わせ構造物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題について検討し、高い接着力を有し、かつ、被着体の膨張・収縮への追従性を達成させるために光学透明粘着シートを複層構造とすることに着目した。また、本発明者らは、上記光学透明粘着シートを用いた貼り合わせ構造物の高温・高湿環境下でのディレイバブルの抑制と白化防止について更に検討を重ね、アクリル樹脂と紫外線吸収剤とが配合されてなる第一のアクリル粘着剤層及び第二のアクリル粘着剤層を設けることで、高温・高湿環境下にてディレイバブルの発生及び白化を抑制できることを見出し、本発明を完成した。
本発明の光学透明粘着シートは、第一の表面を構成する第一のアクリル粘着剤層と、中間粘着剤層と、第二の表面を構成する第二のアクリル粘着剤層とをこの順に有し、上記第一のアクリル樹脂剤層及び上記第二のアクリル樹脂剤層はアクリル系樹脂100重量部に対して、0.1~3重量部の紫外線吸収剤が配合されてなるものであり、総厚が200~2100μmであり、接着力が20N/25mm以上であることを特徴とする。
上記光学透明粘着シートは、ヘイズが2%未満であることが好ましい。
上記第一のアクリル樹脂剤層及び上記第二のアクリル樹脂剤層は透湿性を有し、透湿度が400~800g/mであることが好ましい。
上記中間粘着剤層は、ウレタン系エラストマー及び/又はアクリル系エラストマーを含有することが好ましい。
本発明の積層体は、本発明の光学透明粘着シートと、上記光学透明粘着シートの一方の面を覆う第一の離型フィルムと、上記光学透明粘着シートの他方の面を覆う第二の離型フィルムとが積層されたものであることを特徴とする。
本発明の貼り合わせ構造物は、本発明の光学透明粘着シートの第一の表面に接着した樹脂基材を備えることを特徴とする。
本発明の光学透明粘着シートによれば、樹脂基材とOCAシートとの接着界面で高い接着力を有し、かつ、被着体の膨張・収縮への追従性、適度な透湿性、及び、車載用途として使用可能な高耐候性を有する光学透明粘着シートを得ることができ、高温・高湿環境下における白化が抑制された光学透明粘着シートであって、紫外線カット能を有する光学透明粘着シートを得ることができる。本発明の積層体によれば、本発明の光学透明粘着シートの取り扱い性を高めることができ、紫外線カット能を付与することができる。本発明の貼り合わせ構造物によれば、高温・高湿環境下においても剥離が発生し難く、高温・高湿環境下におけるディレイバブルの発生及び白化が抑制され、車載用として使用可能な高耐候性を有し、紫外線劣化が抑制され貼り合わせ構造物が得られる。
本発明の光学透明粘着シートの一例を模式的に示した断面図である。 本発明の積層体の一例を模式的に示した断面図である。 接着力の評価方法を説明するための模式図である。 本発明の光学透明粘着シートを用いたタッチパネル付き表示装置の一例を模式的に示した断面図である。
[光学透明粘着シート]
本発明の光学透明粘着シートは、第一のアクリル粘着剤層と、中間粘着剤層と、第二のアクリル粘着剤層とをこの順に有し、上記第一のアクリル粘着剤層及び上記第二のアクリル粘着剤層は、アクリル系樹脂100重量部に対して、0.1~3重量部の紫外線吸収剤が配合されてなるものであり、総厚が200~2100μmであり、接着力が20N/25mm以上であることを特徴とする。
図1は、本発明の光学透明粘着シートの一例を模式的に示した断面図である。図1に示したように、本発明の光学透明粘着シート10は、第一の表面(粘着面)を構成する第一のアクリル粘着剤層11と、中間粘着剤層12と、第二の表面(粘着面)を構成する第二のアクリル粘着剤層13とをこの順に有する。また、中間粘着剤層12は、第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13よりも厚いことが好ましい。このような積層構造を有することによって、被着体が樹脂パネルである場合であっても接着界面での高い接着力が得られ、かつ被着体の膨張や収縮に追従して変形することができる。
<アクリル粘着剤層>
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13は、アクリル系樹脂を含有する層である。上記アクリル系樹脂は、アクリル系樹脂組成物を硬化させたものである。上記アクリル系樹脂組成物としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル系重合体、又は、これらの共重合体(以下、(メタ)アクリル系共重合体ともいう)と、架橋剤とを含有するもの挙げられる。
上記(メタ)アクリル系共重合体としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、カルボキシル基含有モノマーとの共重合体が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が1~18の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(CH=CR-COOR;Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素数1~18のアルキル基である)であるものが挙げられ、上記アルキル基の炭素数は4~12が好ましい。
上記アルキル基の炭素数が1~18の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデカ(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレートが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
上記カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸β-カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸5-カルボキシペンチル、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有(メタ)アクリレート;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
上記架橋剤としては、例えば、上記(メタ)アクリル系共重合体が有する、架橋性官能基含有モノマー由来の架橋性官能基と架橋反応を起こすことができる成分を用いることができ、具体的には、イソシアネート化合物、金属キレート化合物、エポキシ化合物等が挙げられる。上記架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13は、ポリウレタンを含有してもよい。上記ポリウレタンはポリウレタン組成物を硬化させたものである。上記ポリウレタン組成物としては、例えば、熱硬化性ポリウレタン組成物が挙げられる。上記熱硬化性ポリウレタン組成物としては、後述する中間粘着剤層12に用いる熱硬化性ポリウレタン組成物と同様のものを用いることができる。
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13は透湿性を有することが好ましい。第一の表面及び第二の表面は被着体との接着界面を形成するため、第一の表面及び第二の表面を構成する第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13が透湿性を有することにより、ディレイバブルの発生原因と考えられる水蒸気が上記接着界面に溜まりにくくなり、ディレイバブルの発生をより抑制できるためである。
上記透湿度は、JIS Z 0208に準じて測定することができる。
上記透湿度は、第一のアクリル粘着剤層11及び上記第二のアクリル粘着剤層13を構成するアクリル系樹脂の組成によって調整することができ、例えば、アクリル系樹脂を共重合体で構成し、透湿性に寄与する成分の割合を調整する方法が一般的に知られている(特開2015-227395号公報、特許第5920519号明細書参照)。
また、第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13の透湿度が400~800g/mであることが好ましい。透湿度が上記範囲にあることで、長時間(例えば、1000時間)の高温高湿環境下(85℃85%)に、光学透明粘着シート10を用いた貼り合わせ構造物を置いた場合に、ディレイバブルの発生を充分に抑制できるためである。上記透湿度は、450~750g/mであることがより好ましい。
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13は、常温(23℃)におけるガラスに対する接着力が、20N/25mm以上である。なお、本明細書において、接着力は、180°剥離試験での測定値を意味する。180°剥離試験の試験方法は、JIS Z2037に準拠して行われるものであればよく、詳細については後述する。上記常温における接着力の上限は特に限定されないが、例えば、100N/25mmである。
図3は、接着力の評価方法を説明するための模式図である。図3を用いて上記180°剥離試験について説明する。まず、長さ75mm×幅25mmに裁断した光学透明粘着シート10を試験片とする。この試験片の片面を長さ75mm×幅25mmのスライドガラス31に貼り付け、圧力0.4MPaで30分間保持し、光学透明粘着シート10とスライドガラス31とを貼り合わせる。次に、図3(a)に示すように、光学透明粘着シート10のスライドガラス31とは反対側の面に、PETシート32を貼り合わせる。その後、所定の温度で、一定時間放置した後、図3(b)に示すように、PETシート32を180°方向に引っ張り、光学透明粘着シート10をスライドガラス31との界面で剥離させ、スライドガラス31に対する光学透明粘着シート10の接着力を測定する。上記PETシートとしては、例えば、厚み125μmのPETシート(帝人デュポンフィルム社製の「メリネックス(登録商標)S」)等を用いることができる。
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13の厚みは、3~100μmであることが好ましい。上記厚みが3μm未満であると、遅れ泡を充分に抑制するのに充分な接着力が得られないおそれがある。一方で、上記厚みが100μmを超えると、上記光学透明粘着シートを貼り付ける被着体の表面に存在する段差に追従して変形できる程度の柔軟性(段差追従性)が得られなくなるおそれがある。また、ガラス基材と樹脂基材との貼り合わせのように、環境変化時の伸縮性が異なる基材同士の貼り合わせに上記光学透明粘着シートを用いた場合には、上記光学透明粘着シートが環境変化時の基材の寸法変化に追従できず剥離するおそれがある。第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13の厚みは、3~40μmであることがより好ましい。
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13は、紫外線吸収剤を含有する。上記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤等が用いられ、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤であることが好ましい。ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤を用いれば、アクリル系樹脂との相溶性が充分に確保されることから、耐候性及び紫外線カット能の良好な第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13が得られる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、特に限定されず、各種のものを使用できる。例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス(4-tert-オクチル-6-ベンゾトリアゾリルフェノール)、2-(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-カルボキシフェニル)ベンゾトリアゾールのポリエチレングリコールエステル、2-[2-ヒドロキシ-3-(2-アクリロイルオキシエチル)-5-メチルフェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-5-tert-ブチルフェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-5-tert-オクチルフェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3-(2-メタクリロイルオキシエチル)-5-tert-ブチルフェニル]-5-クロロベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-5-(2-メタクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-(2-メタクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3-tert-アミル-5-(2-メタクリロイルオキシエチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-(3-メタクリロイルオキシプロピル)フェニル]-5-クロロベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-4-(2-メタクリロイルオキシメチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-4-(3-メタクリロイルオキシプロピル)フェニル]ベンゾトリアゾール等が挙げられる。これらのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤は、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。
トリアジン系紫外線吸収剤としては、特に限定されず、各種のものを使用できる。例えば、2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル-5-[2-(2-エチルヘキサノイルオキシ)エトキシ]フェノール、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシ-3-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-(2´-エチル)ヘキシル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブチルオキシフェニル)-6-(2,4-ビス-ブチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、及び、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。これらのトリアジン系紫外線吸収剤は、1種のみの単独で用いられてもよいし、2種以上で併用されてもよい。
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13は、アクリル系樹脂100重量部に対して、0.1~3重量部の紫外線吸収剤が配合されてなることが好ましい。上記紫外線吸収剤の配合量が、アクリル系樹脂100重量部に対して、0.1重量部未満であると、耐候性や紫外線カット能を向上させる効果を充分に得ることができないおそれがある。一方で、上記紫外線吸収剤の配合量が、アクリル系樹脂100重量部に対して、3重量部を超えると、光学透明粘着シート10の透明性を充分に得ることができないおそれがある。
<中間粘着剤層>
中間粘着剤層12は、ウレタン系エラストマー及び/又はアクリル系エラストマーを含有することが好ましい。これにより、透明性及び追従性に優れた光学透明粘着シート10を得ることができる。
中間粘着剤層12がウレタン系エラストマーを含有する場合、ポリウレタンを含有することが好ましい。ポリウレタンは、柔軟であるため、本発明の光学透明粘着シート10は、引っ張り応力が加わったときに、良く伸び、非常に千切れにくい。このため、糊残りすることなく、引き剥がすことが可能である。さらに、ポリウレタンは誘電率が高く、中間粘着剤層12としてポリウレタンが使用された光学透明粘着シート10は高い静電容量が得られる。このため、中間粘着剤層12がポリウレタンを含有する光学透明粘着シートは、静電容量方式のタッチパネルの貼り合わせに好適に用いることができる。更に、中間粘着剤層12がポリウレタンを含有することで、優れた透明性を確保し、かつ、高温・高湿環境下においても白化の発生を抑制することができる。
中間粘着剤層12がウレタン系エラストマーを含有する場合、熱硬化ポリウレタンを含有することが好ましい。熱硬化ポリウレタンは、熱硬化性ポリウレタン組成物の硬化物である。熱硬化ポリウレタンは、溶剤を用いずに成膜できるため、中間粘着剤層12が熱硬化ポリウレタンを含有することで、中間粘着剤層12の厚膜化が可能となる。また、中間粘着剤層12が熱硬化ポリウレタンを含有することで、厚膜に形成しても、優れた柔軟性及び透明性を有し、かつ、高温・高湿環境下においても白化が起こり難い信頼性の高い光学透明粘着シートを得ることができる。上記熱硬化性ポリウレタン組成物は、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分を含有することが好ましい。上記熱硬化ポリウレタンは、例えば、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させることにより得られ、下記式(A)に示した構造を有することが好ましい。
Figure 2022056940000002
上記式(A)中、Rは、ポリイソシアネート成分のNCO基を除いた部位を表し、R’は、ポリオール成分のOH基を除いた部位を表し、nは、繰り返し単位数を表す。
上記熱硬化ポリウレタンは、アクリル変性されていないことが好ましく、主鎖中にアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等に由来する部位が含まれないことが好ましい。熱硬化ポリウレタンがアクリル変性されると、疎水化されるため、高温・高湿下において水分の凝集が生じやすくなる。この水分の凝集は、白化、発泡等を引き起こし、光学特性を損なうことがある。したがって、熱硬化ポリウレタンをアクリル変性されていないものとすることで、高温・高湿下において白化、発泡等による光学特性の低下を防止することができる。上記熱硬化ポリウレタンは、ポリオール成分に由来する単量体単位と、ポリイソシアネート成分に由来する単量体単位との合計量が、熱硬化ポリウレタン全体を構成する単量体単位の80モル%以上であることが好ましい。
上記ポリオール成分及び上記ポリイソシアネート成分としては、いずれも常温(23℃)で液体のものを用いることができ、溶剤を用いずに熱硬化ポリウレタンを得ることができる。タッキファイヤー等の他の成分は、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分のいずれかに添加することができ、好ましくは、ポリオール成分に添加される。中間粘着剤層12を作製する際には、溶剤の除去が必要ないため、均一なシートを厚く形成することができる。また、中間粘着剤層12は厚く形成しても光学特性を維持することができるものであり、色付き、発泡(被着体との界面での気泡の発生)を充分に抑制することができる。更に、中間粘着剤層12は、厚膜化できるとともに柔軟であることから、耐衝撃性に優れる。中間粘着剤層12を備えた光学透明粘着シートは、透明導電膜を表層に有する透明部材とカバーパネルとの貼り合わせに用いることができ、更に他の部材を用いる場合には、表示パネル、又は、透明導電膜を表層に有する透明部材と、他の部材との貼り合わせにも用いることができる。中間粘着剤層12を備えた光学透明粘着シートを、表示パネルと透明導電膜を表層に有する透明部材(タッチパネル)との貼り合わせに用いる場合、表示パネルの外縁上に配置されたベゼルによって形成された段差を光学透明粘着シートによって被覆することができる。
上記ポリオール成分としては特に限定されず、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
上記ポリオール成分は、オレフィン骨格を有するものが好ましい。すなわち主鎖がポリオレフィン又はその誘導体によって構成されていることが好ましい。上記オレフィン骨格を有するポリオール成分としては、例えば、1,2-ポリブタジエンポリオール、1,4-ポリブタジエンポリオール、1,2-ポリクロロプレンポリオール、1,4-ポリクロロプレンポリオール等のポリブタジエン系ポリオールや、ポリイソプレン系ポリオール、それらの二重結合を水素又はハロゲン等で飽和化したものが挙げられる。また、上記ポリオール成分は、ポリブタジエン系ポリオール等に、スチレン、エチレン、酢酸ビニル、アクリル酸エステル等のオレフィン化合物を共重合させたポリオールやその水添物であってもよい。上記ポリオール成分は、直鎖構造を有するものであってもよく、分岐構造を有するものであってもよい。上記ポリオール成分は、1種類のみ用いられてもよいし、2種類以上用いられてもよい。上記ポリウレタンに用いられるポリオール成分は、オレフィン骨格を有するポリオール成分を80モル%以上含むことが好ましく、より好ましくは、オレフィン骨格を有するポリオール成分のみからなる。
上記ポリイソシアネート成分としては特に限定されず、従来公知のポリイソシアネートを用いることができ、親水性ユニットを有する親水性ポリイソシアネート、及び、親水性ユニットを有さない疎水性ポリイソシアネートのいずれか一方、又は、両方を用いてもよい。なお、上記親水性ユニットを有する親水性ポリイソシアネートとは、イソシアヌレート構造やビウレット構造のようにイソシアネート基に由来する構造のみによって親水性を向上させたものではなく、親水性を高める官能基(親水性ユニット)が付加されたポリイソシアネートを意味する。上記ポリイソシアネート成分中に親水性ユニットが含まれることで、吸湿による白化を抑制する作用が得られる。
上記親水性ユニットとしては、ポリアルキレンオキシドユニットが好適である。ポリアルキレンオキシドユニットとしては、例えば、ポリエチレンオキシドユニットおよびポリプロピレンオキシドユニットが挙げられる。上記ポリアルキレンオキシドユニットの含有量は、熱硬化性ポリウレタン組成物の全体に対して、0.1重量%以上、20重量%以下であることが好ましい。上記含有量が0.1重量%未満であると、白化を抑制する効果が充分に得られないおそれがある。上記含有量が20重量%を超えると、低極性のオレフィン系ポリオール成分、タッキファイヤー、可塑剤等との相溶性が低下することによって、ヘイズ等の光学特性が低下するおそれがある。上記ポリアルキレンオキシドユニットの含有量は、0.1~5重量%であることがより好ましい。上記含有量が5重量%を超えると、上記高温高湿環境での吸湿量が多くなりすぎるおそれがある。
ポリアルキレンオキシドユニット以外の親水性ユニットとしては、例えば、カルボン酸基、カルボン酸のアルカリ金属塩基、スルホン酸基、スルホン酸のアルカリ金属塩基、ヒドロキシル基、アミド基、アミノ基等を含むユニットが挙げられる。さらに詳しくは、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩、スルホン酸基含有共重合体、スルホン酸基含有共重合体のアルカリ金属塩、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
ポリイソシアネート成分は、イソシアネート基を有する脂肪族及び/又は脂環族ポリイソシネートと、ポリアルキレンオキシドユニットを有するエーテル化合物とを反応させて得られる変性ポリイソシアネートであることが好ましい。脂肪族及び/又は脂環族ポリイソシネートを用いることにより、着色や変色がより発生しにくく、長期に渡って光学透明粘着シートの透明性をより確実に確保することができる。また、ポリアルキレンオキシドユニットを有するエーテル化合物を反応させた変性体とすることによって、ポリイソシアネート成分は、親水性部分(ポリアルキレンオキシドユニット)の作用によって白化を抑制することができ、疎水性部分(その他のユニット)の作用によって低極性のタッキファイヤー、可塑剤等との相溶性を発揮することができる。
熱硬化性ポリウレタン組成物は、α比(ポリオール成分由来のOH基のモル数/ポリイソシアネート成分由来のNCO基のモル数)が1以上であることが好ましい。α比が1未満である場合には、ポリイソシアネート成分の配合量が、ポリオール成分の配合量に対して過剰であるため、熱硬化ポリウレタンが硬くなり、光学透明粘着シートに要求される柔軟性を確保することが困難となることがある。中間粘着剤層12の柔軟性が低いと、特に、タッチパネル等の光学部材を貼り合わせる場合、貼り合わせ面に存在する凹凸及び段差を被覆することができない。また、α比が1未満であると、光学透明粘着シートに要求される接着力を確保することができないおそれがある。上記α比は、2.0未満であることが好ましい。α比が2.0以上である場合には、熱硬化性ポリウレタン組成物が充分に硬化しないことがある。
上記熱硬化性ポリウレタン組成物は、更に、可塑剤を含有してもよい。上記可塑剤としては、熱硬化ポリウレタンに柔軟性を付与するために用いられる化合物であれば特に限定されないが、相溶性及び耐候性の観点から、カルボン酸系可塑剤を含むことが好ましい。
上記熱硬化性ポリウレタン組成物は、更に、触媒を含有してもよい。触媒としては、ウレタン化反応に用いられる触媒であれば特に限定されず、例えば、ジラウリル酸ジ-n-ブチル錫、ジラウリル酸ジメチル錫、ジブチル錫オキシド、オクタン酸錫等の有機錫化合物;有機チタン化合物;有機ジルコニウム化合物;カルボン酸錫塩;カルボン酸ビスマス塩;トリエチレンジアミン等のアミン系触媒が挙げられる。
中間粘着剤層12がアクリル系エラストマーを含有する場合、アクリル系エラストマーとしては本発明の属する技術分野において通常使用されているものであれば特に限定されず使用することができる。また、アクリル系エラストマーの市販品(例えば、SKダイン1875(綜研化学社製)等)を用いて中間粘着剤層用組成物を調製することができる。
中間粘着剤層12の厚みは、100~2000μmであることが好ましい。上記厚みが100μm未満である場合には、光学透明粘着シート全体の柔軟性が低下し、光学透明粘着シートの一方の面を光学部材の表面に貼り付けたときに、光学透明粘着シートによって光学部材の表面に存在する凹凸又は段差を被覆することができず、光学透明粘着シートの他方の面と他の光学部材の表面とを充分な接着力で貼り合わせることができないことがある。上記厚みが2000μmを超える場合には、ヘイズや全光線透過率等の光学特性が充分に得られないことがある。中間粘着剤層12の厚みの、より好ましい下限は200μmであり、更に好ましい下限は250μmである。中間粘着剤層12の厚みの、より好ましい上限は1500μmであり、更に好ましい上限は1000μmである。
光学透明粘着シート10は、第一のアクリル粘着剤層11と中間粘着剤層12と第二のアクリル粘着剤層13とをこの順に有していればよく、更に他の層を有してもよい。第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13は、それぞれ光学透明粘着シート10の最表面(被着体と接する面)に位置すればよい。また、第一のアクリル粘着剤層11と中間粘着剤層12とは互いに接することが好ましく、第二のアクリル粘着剤層13と中間粘着剤層12とは互いに接することが好ましい。
中間粘着剤層12を構成する中間粘着剤層用組成物には、光学透明粘着シートの要求特性を阻害しない範囲で、必要に応じて、タッキファイヤー(粘着付与剤)、着色剤、安定剤、酸化防止剤、防徽剤、難燃剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。
また、上記中間粘着剤層用組成物には、光学透明粘着シートの要求特性を阻害しない範囲で、紫外線吸収剤が添加されてもよいが、光学粘着シートのヘイズの低減及び高温・高湿環境下(85℃85%)環境下におけるディレイバブルの発生抑制の観点から、紫外線吸収剤を含有しないことが好ましい。
<光学透明粘着シート>
本発明の光学透明粘着シート10は、光学透明粘着シートとしての性能を確保するために、ヘイズが2%未満であることが好ましく、1%以下であることがより好ましく、0.5%以下であることがさらに好ましい。光学透明粘着シート10は、全光線透過率が90%以上であることが好ましい。また、光学透明粘着シートとしての性能を確保するために、第一のアクリル粘着剤層11、中間粘着剤層12、及び、第二のアクリル粘着剤層13の各層は、いずれもヘイズが2%未満であり全光線透過率90%以上であることが好ましく、ヘイズが1%以下であり全光線透過率が90%以上であることがより好ましい。ヘイズ及び全光線透過率は、例えば、日本電色工業社製の濁度計「HazeMeter NDH2000」を用いて測定することができる。ヘイズは、JIS K 7136に準拠した方法で測定され、全光線透過率は、JIS K 7361-1に準拠した方法で測定される。
本発明の光学粘着シート10の総厚は、200~2100μmである。上記総厚が200μm未満である場合には、光学透明粘着シート10の柔軟性が低下し、光学透明粘着シートの一方の面を光学部材の表面に貼り付けたときに、光学透明粘着シートによって光学部材の表面に存在する凹凸又は段差を被覆することができず、光学透明粘着シートの他方の面と他の光学部材の表面とを充分な接着力で貼り合わせることができないことがある。上記総厚が2000μmを超える場合には、ヘイズや全光線透過率等の光学特性が充分に得られないことがある。光学粘着シート10の総厚の、より好ましい下限は250μmである。また、光学粘着シート10の総厚は、250μmを超えることがよりさらに好ましい。
第一のアクリル粘着剤層11と、中間粘着剤層12と、第二のアクリル粘着剤層13とをこの順に積層する方法としては特に限定されず、例えば、第一のアクリル粘着剤層11、第二のアクリル粘着剤層13及び中間粘着剤層12を個別に作製した後、これらを貼り合わせる方法が挙げられる。
第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13の製法は特に限定されず、例えば、アクリル樹脂組成物を各種コーティング装置、バーコート、ドクターブレード等の汎用の成膜装置や成膜方法を用いるものであってもよい。また、遠心成形法を用いて第一のアクリル粘着剤層11及び第二のアクリル粘着剤層13を作製してもよい。
中間粘着剤層12の製法は特に限定されず、例えば、中間粘着剤層用組成物を調製した後、この組成物を従来公知の方法で熱硬化等させつつ成形する方法が挙げられる。例えば、中間粘着剤層用組成物が熱硬化性ポリウレタン組成物である場合、好ましくは、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、及び、タッキファイヤーを攪拌混合して熱硬化性ポリウレタン組成物を調製する工程と、熱硬化性ポリウレタン組成物を硬化する工程とを含む。
中間粘着剤層用組成物が熱硬化性ポリウレタン組成物である場合、製法の具体例としては、まず、所定量のタッキファイヤーを、ポリオール成分に添加し、加温及び攪拌して溶解させることによって、マスターバッチを調製する。続いて、得られたマスターバッチ、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、シランカップリング剤、及び、必要に応じて触媒等の他の成分を混合し、ミキサー等で攪拌することによって、液状又はゲル状の熱硬化性ポリウレタン組成物を得る。その後、即座に熱硬化性ポリウレタン組成物を成形装置に投入し、第一及び第二の離型フィルムによって挟んだ状態で熱硬化性ポリウレタン組成物を移動させながら硬化反応(架橋反応)させることで、熱硬化性ポリウレタン組成物が半硬化され、第一及び第二の離型フィルムと一体化されたシートを得る。その後、炉で一定時間架橋反応させることで、中間粘着剤層12が得られる。
中間粘着剤層用組成物として、アクリル系エラストマーを含有する場合も、まずは、これらを有する中間粘着剤層用組成物を調製した後、この組成物を熱硬化等させつつ中間粘着剤層12を形成することができる。
[積層体]
本発明の光学透明粘着シートの両面には離型フィルムが貼り付けられてもよい。図2は、本発明の積層体の一例を模式的に示した断面図である。本発明の光学透明粘着シート10と、光学透明粘着シート10の一方の面を覆う第一の離型フィルム21と、光学透明粘着シート10の他方の面を覆う第二の離型フィルム22とが積層された積層体20(以下、「本発明の積層体」とも言う)もまた、本発明の一態様である。本発明の積層体によれば、第一の離型フィルム及び第二の離型フィルムによって、本発明の光学透明粘着シートの両面を、被着体に貼り付ける直前まで保護することができる。これにより、本発明の光学透明粘着シートに対する、粘着性の低下、及び、異物の付着が防止される。また、本発明の光学透明粘着シートが被着体以外に貼り付いてしまうことも防止されるため、取り扱い性が高まる。
第一の離型フィルム及び第二の離型フィルムとしては、例えば、PETフィルム等が挙げられる。第一の離型フィルム及び第二の離型フィルムの材質及び厚みは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本発明の光学透明粘着シート及び第一の離型フィルムの貼り合わせ強度(剥離強度)と、本発明の光学透明粘着シート及び第二の離型フィルムの貼り合わせ強度(剥離強度)とは、互いに異なることが好ましい。このように貼り合わせ強度が互いに異なることにより、第一の離型フィルム及び第二の離型フィルムのうちの一方(貼り合わせ強度が低い方の離型フィルム)のみを本発明の積層体から剥離し、露出させた光学透明粘着シートの第一の面と第一の被着体とを貼り合わせ、その後、第一の離型フィルム及び第二の離型フィルムのうちの他方(貼り合わせ強度が高い方の離型フィルム)を剥離し、露出させた光学透明粘着シートの第二の面と第二の被着体とを貼り合わせることが容易になる。
第一の離型フィルムの本発明の光学透明粘着シートと接する側の表面、及び、第二の離型フィルムの本発明の光学透明粘着シートと接する側の表面のうちの少なくとも一方には、易剥離処理(離型処理)が施されていてもよい。易剥離処理としては、例えば、シリコン処理等が挙げられる。
[貼り合わせ構造物]
本発明の貼り合わせ構造物は、光学透明粘着シートの第一の表面に接着した樹脂基材を備える構成を有するものであればよい。光学透明粘着シートの第二の表面には、ガラス基材が接着されてもよいし、上記樹脂基材と同一及び/又は異なる樹脂基材が接着されてもよい。光学透明粘着シートの第一の表面に接着する樹脂基材を構成する樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が挙げられる。また、光学透明粘着シートの第二の表面に接着する樹脂基材を構成する樹脂としては、上記第一の表面に接着する樹脂基材を構成する樹脂と同様の樹脂を用いることができる。樹脂基材を構成する樹脂としては、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)が好ましい。
例えば、光学透明粘着シートの第一の表面に接着される樹脂基材としてポリカーボネートを用いる場合、一般に、ポリカーボネートは吸湿しやすい材料であるため、ポリカーボネート基材と光学透明粘着シートとを貼り合わせた構造物を高温環境下に投入すると、ポリカーボネート基材と光学透明粘着シートとの界面において気泡(遅れ泡)が発生することがあった。特に、高温高湿環境(85℃85%)下では、ポリカーボネート基材の吸湿が促進されるため、より遅れ泡が生じやすくなっていた。これに対して、本発明では、第一のアクリル粘着剤層によって構成された第一の表面に樹脂基材(例えば、ポリカーボネート基材)が接着されているので、高い接着強度を発揮し、遅れ泡の発生を抑制することができる。また、本発明の光学透明粘着シートは、第一及び第二のアクリル樹脂剤層が紫外線吸収剤を含有するため、耐候性及び紫外線カット能に優れ、これを備える本発明の貼り合わせ構造物が高温・高湿環境下に置かれた場合も、優れた耐候性及び紫外線劣化抑制能を示す。また、本発明の光学透明粘着シートにおける第一及び第二のアクリル粘着剤層は、樹脂基材(例えば、ポリカーボネート基材)から放出されるアウトガス(水分)を透湿する働きを示すことから、アウトガス(水分)が本発明の光学透明粘着シートと樹脂基材との界面に溜まって遅れ泡(ディレイバブル)が生じることを防止できる。
なお、上記樹脂基材の厚みの下限は特に限定されないが、0.5mm以上であることが好ましい。樹脂基材の厚みが0.5mm未満であると、樹脂基材から放出されるアウトガス(水分)が少ないことから、光学透明粘着シートの厚みを調整することによって得られる遅れ泡抑制の効果が比較的小さくなる。
また、本発明で使用される樹脂基材が、加熱処理や表面処理が施されたものである場合には、遅れ泡の抑制における光学透明粘着シートの厚みの調整の寄与分が比較的小さくなる可能性がある。よって、本発明の効果を享受する観点からは、本発明で使用される樹脂基材は、加熱処理や表面処理が施されていない未処理品であることが好ましい。
本発明の貼り合わせ構造物の用途は特に限定されず、液晶モジュールとカバーパネルとを光学透明粘着シートによって接合したものであってもよい。本発明で使用される樹脂基材は、液晶モジュールの最表面の部材であってもよいし、カバーパネルであってもよい。液晶モジュールとカバーパネルとを光学透明粘着シートによって接合し、液晶モジュールとカバーパネルとの間に存在する空気層をなくすことで、液晶モジュールの視認性を向上することができる。表示部に開口が設けられた筐体(ベゼル)内に液晶モジュールが配置される場合、液晶モジュールの外縁上にベゼルが配置されることになる。そのため、ベゼルの厚みに対応する段差が形成される。液晶モジュールの中央だけでなく、ベゼルが配置された領域にも光学透明粘着シートを重ねて液晶モジュールとカバーパネルとの接合を行う方式を「ベゼルオン貼合」ともいう。ベゼルオン貼合により形成される貼り合わせ構造を「ベゼルオン貼合構造」ともいう。
本発明で使用される光学透明粘着シートは、柔軟であり、かつ厚膜化が可能であることから、ベゼルオン貼合に適している。本発明の貼り合わせ構造物は、ベゼルオン貼合構造を有するものであってもよく、例えば、光学透明粘着シート及び支持部材を第一の基材と第二の基材との間に備える構造を有し、上記支持部材は、上記第一の基材の外縁上に配置された段差形成部を有し、上記光学透明粘着シートは、上記第一の基材と上記第二の基材とを接着する厚膜部と、上記段差形成部と上記第二の基材との間に挟み込まれた端部とを含むものであってもよい。上記樹脂基材は、第一の基材であってもよいし、第二の基材であってもよい。
図4は、ベゼルオン貼合構造を有する本発明の貼り合わせ構造物の構成を模式的に示した断面図である。図4に示した貼り合わせ構造物50は、第一の基材51及び第二の基材52との間に、光学透明粘着シート10及び上ベゼル(支持部材)41が設けられた構成を有し、例えば、表示装置等の電子機器の一部であってもよい。上ベゼル41は、下ベゼル42と一体化され、第一の基材51を収容する筐体(ベゼル)を構成する。
貼り合わせ構造物50において、光学透明粘着シート10は、第一の基材51と第二の基材52とを接着する厚膜部と、上ベゼル41の段差形成部と第二の基材52との間に挟み込まれた端部とを含む。光学透明粘着シート10の端部は、第二の基材52と上ベゼル41の段差形成部との間に挟み込まれているため、剥がれにくい。また、光学透明粘着シート10が上ベゼル41の段差形成部まで到達していることから、第一の基材51の上面は全て、上ベゼル41の段差形成部又は光学透明粘着シート10によって被覆されており、第一の基材51の吸湿を防止できる。第一の基材51の上面に偏光板が位置する場合には、偏光板の吸湿を防止できる。偏光板が吸湿すると、性能劣化が早まったり、高温環境下で吸湿された水分が蒸発することで遅れ泡を引き起こしたりすることがある。
第一の基材51と第二の基材52との組み合わせは特に限定されず、例えば、表示パネル、タッチパネル(ITO透明導電膜付きガラス基板)、カバーパネル(カバーガラス)等の表示装置を構成する各種部材が挙げられる。表示パネルの種類は特に限定されず、例えば、液晶パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル(有機ELパネル)等が挙げられる。また、表示パネルの光学透明粘着シート10が貼り付けられる面には、偏光板、位相差フィルム等が配置されていてもよい。光学透明粘着シート10を用いて表示装置内の各種部材を貼り合わせれば、表示装置内の空気層(エアギャップ)を無くすことができ、表示画面の視認性を向上することができる。また、偏光板が配置されている場合には、光学透明粘着シート10によって偏光板の吸湿を効果的に防止することができる。第一の基材51が液晶モジュール等の表示パネルであり、第二の基材52がポリカーボネートから構成される樹脂基材(カバーパネル)である組み合わせが好適である。
上ベゼル41は、平面視したときに、光学透明粘着シート10の周囲に配置された枠状の部材であり、少なくとも一部が第一の基材51の外縁上に配置されている。第一の基材51の外縁上に配置された部分(段差形成部)の側面が段差を形成する。段差形成部の側面の形状は特に限定されず、第一の基材51の上面に対して段差形成部の側面が垂直であってもよい。第一の基材51が表示パネルである場合には、上ベゼル41が表示装置の額縁領域に配置されるが、表示装置の使用者から上ベゼル41が見えないように、第一の基材51の外縁に遮光部52Aが設けられてもよい。上ベゼル41の材質は特に限定されず、例えば、金属、樹脂等が挙げられる。
上ベゼル41の厚み(段差の大きさ)は特に限定されないが、例えば、200~1000μmとされる。上ベゼル41の厚みが200μmを超えると、光学透明粘着シート10の厚みを300μm(0.3mm)以上にすることが必要となるため、通常の光学透明粘着シートよりも厚い光学透明粘着シートが用いられる。
光学透明粘着シート10の厚膜部の厚みは、上ベゼル41の段差形成部の厚みの1.5倍以上であり、2倍以上であることがより好ましい。これにより、上ベゼル41の段差形成部と第二の基材52との間に挟み込まれた光学透明粘着シート10の端部において充分な厚みを確保することができ、端部の剥離を防止できる。なお、貼り合わせ構造物50における光学透明粘着シート10の厚膜部の厚みは、光学透明粘着シート10の貼り合わせ前の厚みと実質的に同じである。すなわち、光学透明粘着シート10の貼り合わせ前の厚みは、上ベゼル41の厚みの1.5倍以上であることが好ましく、2倍以上であることがより好ましい。
以下、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
まず、ポリオレフィンポリオール(出光興産社製の「EPOL(エポール、登録商標)」)75重量部、IPDI(イソホロンジイソシアネート)系ポリイソシアネート(住化バイエルウレタン社製の「デスモジュールI」)2.4重量部、エチレンオキシドユニットを含む変性ポリイソシアネート(東ソー社製の「コロネート4022」)4.6重量部、タッキファイヤー(出光興産社製の「アイマーブP-100」)17重量部、及び、触媒(ジラウリル酸ジメチル錫)1重量部を、往復回転式撹拌機アジターを用いて攪拌混合し、α比が1.60である熱硬化性ポリウレタン組成物を調製した。なお、熱硬化性ポリウレタン組成物において、IPDI系ポリイソシアネート(A)と変性ポリイソシアネート(B)との混合比(モル比)は、A:B=2:1であった。
なお、東ソー社製の「コロネート4022」は、ヘキサメチレンジイソシアネート及び/又はヘキサメチレンジイソシアネートモノマーを出発物質とするポリイソシアネートに対して、エチレンオキシドユニットを1分子当たり平均3個以上有するエーテルポリオールを反応させて得られたものである。
その後、得られた熱硬化性ポリウレタン組成物を一対の離型フィルム(表面に離型処理が施されたPETフィルム)によって挟んだ状態で搬送しつつ、炉内温度50~90℃、炉内時間数分間の条件で架橋硬化させ、離型フィルム付きのシートを得た。その後、加熱装置で10~15時間架橋反応させ、両面に離型フィルムが設けられた、熱硬化ポリウレタン層(中間粘着剤層)を作製した。熱硬化ポリウレタン層(中間粘着剤層)の厚みは960μmであった。
その一方で、アクリル系樹脂(綜研化学社製の「SK1838」と「SK1875」を固形分比5:5となるようにブレンドしたもの)100重量部に、イソシアネート系硬化剤(綜研化学社製の「DY-70」)を0.6重量部、及び、紫外線吸収剤(ADEKA社製「LA-36」)を1phr添加し、紫外線吸収剤を含むアクリル系樹脂組成物を作製した。得られたアクリル系樹脂組成物を離型フィルムにコンマコーターにて塗工し、80~120℃の乾燥炉において乾燥した後、塗工面に離型フィルムを重ねた。その後、40℃で1週間加熱することにより硬化を完了させ、アクリル粘着剤層を作製した。アクリル粘着剤層の厚みは25μmであった。
その後、上記離型フィルム付きアクリル粘着剤層を二枚と、上記離型フィルム付き熱硬化ポリウレタン層(中間粘着剤層)を一枚とを準備した。一枚目の離型フィルム付きアクリル粘着剤層から一方の離型フィルムを剥離し、一枚目のアクリル粘着剤層の上記離型フィルムを剥離した面に熱硬化ポリウレタン層(中間粘着剤層)を積層した。更に、二枚目の離型フィルム付きアクリル粘着剤層から一方の離型フィルムを剥離し、上記熱硬化ポリウレタン層の上記一枚目のアクリル粘着剤層(第一のアクリル粘着剤層)を積層した面と反対側の面に、二枚目のアクリル粘着剤層(第二のアクリル粘着剤層)を積層した。これにより、離型フィルム、第一のアクリル粘着剤層、熱硬化ポリウレタン層(中間粘着剤層)、第二のアクリル粘着剤層及び離型フィルムがこの順で積層された実施例1に係る積層体を作製した。実施例1に係る光学透明粘着シート(第一のアクリル粘着剤層、熱硬化ポリウレタン層(中間粘着剤層)及び第二のアクリル粘着剤層)の総厚は1010μmであった。
(実施例2)
アクリル系樹脂(綜研化学社製の「SK1838」と「SK1875」を固形分比5:5となるようにブレンドしたもの)100重量部に、イソシアネート系硬化剤(綜研化学社製の「DY-70」)を0.6重量部、及び、紫外線吸収剤(大和化成社製「ダインソーブP-6」)1phrを添加し、紫外線吸収剤を含むアクリル系樹脂組成物を作製した以外は、実施例1と同様にして、実施例2に係る積層体を作製した。
(実施例3)
光学透明粘着シート(OCA)で用いられる中間粘着剤層を構成する中間粘着剤層用組成物として熱硬化性ポリウレタン組成物の代わりにアクリル系エラストマー(綜研化学社製「SKダイン1875」)を用い、中間粘着剤層の厚み、得られた光学透明粘着シートの総厚を下記表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3に係る積層体を作製した。
なお、アクリル系エラストマーを用いた中間粘着剤層は、以下のようにして作製した。
アクリル系樹脂(綜研化学社製の「SK1875」)100重量部に、イソシアネート系硬化剤(綜研化学社製の「DY-70」)を0.6重量部添加し、アクリル系樹脂組成物を作製した。得られたアクリル系樹脂組成物を離型フィルム上に塗工し、80~120℃の乾燥炉において乾燥させた後、目的の厚みに達するまで塗工と乾燥を繰り返した。その後、塗工面に離型フィルムを重ねた。その後、40℃で1週間加熱することにより硬化を完了させ、中間粘着剤層を作製した。
(実施例4)
光学透明粘着シート(OCA)で用いられる中間粘着剤層の厚み、得られた光学透明粘着シートの総厚を下記表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4に係る積層体を作製した。
(比較例1)
第一及び第二のアクリル粘着剤層(表面アクリル粘着剤層)を積層せず、中間粘着剤層の厚みを1000μmに変更した以外は、実施例1と同様にして両面に離型フィルムが設けられた中間粘着剤層を作製した。これを比較例1に係る積層体とした。
(比較例2)
アクリル系樹脂組成物における紫外線吸収剤(ADEKA社製「LA-36」)の添加量を10phrとした以外は、実施例1と同様にして、比較例2に係る積層体を作製した。
(比較例3)
光学透明粘着シート(OCA)で用いられる中間粘着剤層(熱硬化ポリウレタン層)を形成する熱硬化性ポリウレタン組成物に上記アクリル粘着剤層で用いられた紫外線吸収剤(ADEKA社製「LA-36」)を1phr添加した以外は、比較例1と同様にして、比較例3に係る積層体を作製した。
(比較例4)
光学透明粘着シート(OCA)で用いられるアクリル粘着剤層に紫外線吸収剤を添加せずに、中間粘着剤層(熱硬化ポリウレタン層)を形成する熱硬化性ポリウレタン組成物に上記アクリル粘着剤層で用いられた紫外線吸収剤(ADEKA社製「L-36」)を1phr添加した以外は、実施例1と同様にして、比較例4に係る積層体を作製した。
(比較例5)
第一及び第二のアクリル粘着剤層(表面アクリル粘着剤層)を積層せず、中間粘着剤層の厚みを500μmに変更した以外は、実施例3と同様にして両面に離型フィルムが設けられた中間粘着剤層を作製した。これを、比較例5に係る積層体とした。
実施例及び比較例で使用したポリカーボネート基材としては以下の通りである。
厚さ0.5mm:ミスミグループ本社製の「樹脂シートPCTSH」
(信頼性評価試験及び分散度(HAZE)試験)
透明なガラス基材(松波硝子工業社製のソーダガラス)に、実施例及び比較例で作製した各積層体の一方の離型フィルムを剥離し、光学透明粘着シートの一方の面を押し圧0.15MPaで真空貼合した。次に、残りの離型フィルムを剥離した光学透明粘着シートの他方の面に、厚さ1mmのポリカーボネート基材(ミスミグループ本社製の「樹脂シートPCTSH」)を押し圧0.15MPaで真空貼合した。この貼合により、ポリカーボネート基材とガラス基材とを実施例及び比較例に係る各光学透明粘着シートによって接合した貼り合わせ構造物を得た。
得られた実施例及び比較例に係る貼り合わせ構造物の矩形の試験体(対角線の長さ:7インチ)を1つずつ用意し、85℃85%の高温高湿環境下に24時間放置した。放置後の試験体を目視で観察し、ガラス基材と光学透明粘着シートの接着界面、及び、ポリカーボネート基材と光学透明粘着シートの接着界面に、気泡(遅れ泡)が生じているか否かを確認した。下記表1に試験結果を示す。気泡(遅れ泡)が発生していなかった条件には「〇」を記載し、気泡(遅れ泡)が1つでも発生していた条件には「×」を記載した。また、JIS K 7136に準拠したHAZE測定を実施し、HAZEが2%を超えた条件には「×」を記載し、HAZEが2%未満の条件には「〇」を記載した。評価結果を下記表1に示す。
(紫外線カット評価試験)
透明なガラス基材(松波硝子工業社製のソーダガラス)に、実施例及び比較例で作製した各積層体の一方の離型フィルムを剥離し、光学透明粘着シートの一方の面を押し圧0.15MPaで真空貼合した。次に、残りの離型フィルムを剥離した光学透明粘着シートの他方の面に、上記透明なガラス基材を押し圧0.15MPaで真空貼合した。この貼合により、ガラス基材、実施例及び比較例に係る各光学透明粘着シート及びガラス基材の順に積層された積層構造物を得た。
得られた積層構造物(ガラス/光学透明粘着シート/ガラス)の各々について、JIS A 5759に準拠した紫外線透過率試験を実施し、透過率が2%以上の条件には「×」を記載し、透過率が2%未満の条件には「〇」を記載した。評価結果を下記表1に示す。
(耐候性評価)
得られた積層構造物(ガラス/光学透明粘着シート/ガラス)の各々について、ISO-4892-2に準拠した耐候性試験を実施し、積層構造物(ガラス/光学透明粘着シート/ガラス)をキセノンWOM(照射強度60W/m2(300~400nm)、BPT:63℃)にて1000時間評価を行い、色調変化(Δb)が1以上のものを「×」、1未満のものを「〇」とした。評価結果を下記表1に示す。
(接着力評価)
実施例及び比較例に係る光学粘着シートの各々ついて、JIS Z2037に準拠した180°剥離試験を行い、接着力(N/25mm)を測定した。具体的には、図3に示した方法で180°剥離試験を行った。実施例及び比較例で作製した光学透明粘着シートを、長さ75mm×幅25mmに裁断し、試験片とした。この試験片の片面の離型フィルムを剥離した後、長さ75mm×幅25mmのスライドガラス31に貼り付け、圧力0.4MPaで30分間保持し、光学透明粘着シートとスライドガラス31とを貼り合わせた。次に、スライドガラス31とは反対側の離型フィルムを剥離し、厚み125μmのPETシート32(帝人デュポンフィルム社製の「メリネックス(登録商標)S」を貼り合わせた。その後、常温・常湿(温度23℃、湿度50%)下で12時間放置した後、23℃の環境下でPETシートを30mm/分の速度で180°方向に引っ張り、光学透明粘着シートをスライドガラス31との界面で剥離させ、光学透明粘着シートのスライドガラス31に対する接着力を測定した。なお、測定された剥離の接着力が、20N/25mm未満の場合を「×」と評価し、20N/25mm以上であれば「〇」と評価した。評価結果を下記表1に示す。
Figure 2022056940000003
上記表1から分かるように、第一の表面を構成する第一のアクリル粘着剤層と、中間粘着剤層と、第二の表面を構成する第二のアクリル粘着剤層とをこの順に有し、上記第一のアクリル樹脂剤層及び上記第二のアクリル樹脂剤層が、特定量の紫外線吸収剤を含有し、総厚が200~2100μmを満たす実施例1~4に係る光学透明粘着シートは、85℃85%の高温高湿環境下に24時間放置されてもディレイバブル(遅れ泡)が発生せず信頼性評価もよく、接着力が20N/25mm以上であり、また、ヘイズも2%未満であり、耐候性評価、紫外線カット能のいずれにも優れていた。
一方で、第一及び第二のアクリル粘着剤層を有さず、紫外線吸収剤が含まれていない比較例1及び5に係る光学透明粘着シートは、紫外線カット能が劣っており、また、耐候性評価、ヘイズ、接着力及び信頼性評価のいずれかがが劣っていた。
また、第一及び第二のアクリル粘着剤層に紫外線吸収剤を有する比較例2に係る光学透明粘着シートは、紫外線吸収剤の含有量が10phrであり、紫外線吸収剤の含有量が3phrを大きく超えており、ヘイズ、接着力及び信頼性評価が劣るものであった。
また、第一及び第二のアクリル粘着剤層ではなく、中間粘着剤層に紫外線吸収剤を有する比較例3及び4に係る光学透明粘着シートは、耐候性評価、紫外線カット能は良好であったものの、ヘイズ、接着力及び信頼性評価が劣っていた。
10:光学透明粘着シート
11:第一のアクリル粘着剤層
12:中間粘着剤層
13:第二のアクリル粘着剤層
20:積層体
21:第一の離型フィルム
22:第二の離型フィルム
31:スライドガラス
32:PETシート
41:上ベゼル(支持部材)
42:下ベゼル
50:貼り合わせ構造物
51:第一の基材
52:第二の基材
52A:遮光部

Claims (6)

  1. 第一の表面を構成する第一のアクリル粘着剤層と、中間粘着剤層と、第二の表面を構成する第二のアクリル粘着剤層とをこの順に有し、
    前記第一のアクリル樹脂剤層及び前記第二のアクリル樹脂剤層は、アクリル系樹脂100重量部に対して、0.1~3重量部の紫外線吸収剤が配合されてなるものであり、
    総厚が200~2100μmであり、
    接着力が20N/25mm以上であることを特徴とする光学透明粘着シート。
  2. 前記光学透明粘着シートは、ヘイズが2%未満であることを特徴とする請求項1に記載の光学透明粘着シート。
  3. 前記第一のアクリル樹脂剤層及び前記第二のアクリル樹脂剤層は透湿性を有し、透湿度が400~800g/mであることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の光学透明粘着シート。
  4. 前記中間粘着剤層は、ウレタン系エラストマー及び/又はアクリル系エラストマーを含有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の光学透明粘着シート。
  5. 請求項1~4のいずれかに記載の光学透明粘着シートと、前記光学透明粘着シートの一方の面を覆う第一の離型フィルムと、前記光学透明粘着シートの他方の面を覆う第二の離型フィルムとが積層されたものであることを特徴とする積層体。
  6. 請求項1~4のいずれかに記載の光学透明粘着シートと、前記第一の表面に接着した樹脂基材とを備えることを特徴とする貼り合わせ構造物。

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023188926A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 三菱ケミカル株式会社 両面粘着シート、画像表示装置構成用積層体及び画像表示装置

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