JP2023006451A - 光学粘着剤層および光学粘着剤層付き光学フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブルデバイス用途に適した光学粘着剤層、および、光学粘着剤層付き光学フィルムを提供する。【解決手段】本発明の光学粘着剤層10Aは、高粘着剤層11と低粘着剤層12とを備える。低粘着剤層12は、第1面12aと、第1面12aとは反対側の第2面12bとを有する。高粘着剤層11は、第1面12a上に配置され、低粘着剤層12とは反対側に高粘着面11aを有する。高粘着面11aは、ポリイミドフィルムへの貼り合わせから23℃で30分間経過後に、当該ポリイミドフィルムに対し所定条件において5N/25mm以上の剥離粘着力を有する。高粘着剤層11の-20℃でのせん断貯蔵弾性率に対する、低粘着剤層12の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の比率は、1未満である。本発明の光学粘着剤層付き光学フィルムXは、光学フィルム20と、光学フィルム20に第2面12b側で貼着している光学粘着剤層10Aと備える。【選択図】図1
Description
本発明は、光学粘着剤層および光学粘着剤層付き光学フィルムに関する。
ディスプレイパネルは、例えば、画素パネル、タッチパネル、偏光板およびカバーフィルムなどの要素を含む積層構造を有する。その積層構造中の要素どうしは、例えば、光学用途の透明な粘着剤層(光学粘着剤層)によって接合されている。光学粘着剤層は、例えば、光学粘着剤組成物から形成される光学粘着シートとして作製される。そして、当該光学粘着シートが、ディスプレイパネルの製造過程において、要素どうしの接合に使用される。或いは、光学粘着剤層は、ディスプレイパネルの製造過程において、接合対象の要素上への光学粘着剤組成物の塗布等によって形成される。
一方、例えばスマートフォン用およびタブレット端末用に、繰り返し折り曲げ可能(フォルダブル)なディスプレイパネルの開発が進んでいる。フォルダブルディスプレイパネルでは、積層構造中の各要素が、繰り返し折り曲げ可能なフィルム部材として作製されており、そのような要素間が、光学粘着剤層により接合されている。フォルダブルディスプレイパネルなどフレキシブルデバイス用の光学粘着剤層については、例えば下記の特許文献1に記載されている。
フォルダブルディスプレイパネルの折り曲げ箇所では、従来、被着体(光学フィルム)からの光学粘着剤層の剥がれが生じやすい。ディスプレイパネルが折り曲げられたとき、当該折り曲げ箇所では、光学粘着剤層に対してせん断応力などの応力が局所的に作用するからである。当該剥がれの発生は、デバイスの機能不良の原因となり、好ましくない。フォルダブルディスプレイパネル用の光学粘着剤層には、ディスプレイ屈曲時に被着体とともに屈曲変形しやすいことと、当該被着体からの剥がれ抑制との両立が、より高いレベルで求められている。
フレキシブルデバイスとしては、巻き取り可能(ローラブル)なディスプレイパネルの開発も進んでいる。ローラブルディスプレイパネル用の光学粘着剤層には、ディスプレイ巻取り時に被着体とともに変形(巻き変形)しやすいことと、当該被着体からの剥がれ抑制との、非常に高いレベルでの両立が求められる。
本発明は、フレキシブルデバイス用途に適した光学粘着剤層、および、光学粘着剤層付き光学フィルムを提供する。
本発明[1]は、第1面と当該第1面とは反対側の第2面とを有する低粘着剤層と、前記第1面上に配置された高粘着剤層であって、前記低粘着剤層とは反対側に高粘着面を有する高粘着剤層と、を備え、前記高粘着面が、ポリイミドフィルムへの貼り合わせから23℃で30分間経過後に、当該ポリイミドフィルムに対し、剥離角度180°および剥離速度300mm/分の条件において5N/25mm以上の剥離粘着力を有し、前記高粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率に対する、前記低粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の比率が、1未満である、光学粘着剤層を含む。
本発明[2]は、前記高粘着剤層の厚さに対する前記低粘着剤層の厚さの比率が1以上である、上記[1]に記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[3]は、前記高粘着剤層の厚さに対する前記低粘着剤層の厚さの比率が30以下である、上記[1]または[2]に記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[4]は、前記第2面上に配置された高粘着剤層であって、前記低粘着剤層とは反対側に高粘着面を有する高粘着剤層を、更に備える、上記[1]に記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[5]は、前記高粘着剤層の厚さの合計に対する前記低粘着剤層の厚さの比率が1以上である、上記[4]に記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[6]は、前記高粘着剤層の厚さの合計に対する前記低粘着剤層の厚さの比率が30以下である、上記[4]または[5]に記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[7]は、5μm以上150μm以下の総厚を有する、上記[1]から[6]のいずれか一つに記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[8]は、最大厚さと最小厚さとの差が3μm以下である、上記[1]から[7]のいずれか一つに記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[9]は、前記高粘着剤層が、-20℃において1000kPa以下のせん断貯蔵弾性率を有する、上記[1]から[8]のいずれか一つに記載の光学粘着剤層を含む。
本発明[10]は、光学フィルムと、上記[1]から[3]のいずれか一つに記載の光学粘着剤層であって、前記光学フィルムに前記第2面側で貼着している光学粘着剤層と備える、光学粘着剤層付き光学フィルムを含む。
本発明の光学粘着剤層は、上記のように、高粘着剤層が、低粘着剤層とは反対側に高粘着面を有し、当該高粘着面が、所定条件にて5N/25mm以上の剥離粘着力を有する。このような構成は、被着体に対する光学粘着剤層の良好な密着性を高粘着面によって確保するのに適し、従って、被着体からの光学粘着剤層の剥がれを抑制するのに適する。また、光学粘着剤層では、上記のように、高粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率に対する、低粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の比率が、1未満である。このような構成は、光学粘着剤層の総体的な柔らかさを確保して曲げ変形性を確保するのに適する。光学粘着剤層が柔らかいほど、当該粘着剤層が貼り合わされた被着体が比較的大きな曲率で変形(上述の屈曲変形および巻き変形など)した場合に、光学粘着剤層は、当該被着体の変形に追従して大きな曲率で変形しやすい。光学粘着剤層が柔らかくて大きな曲率で変形しやすいこと(曲げ変形性)は、当該光学粘着剤層が用いられるフレキシブルデバイスの良好な繰り返し変形(繰り返される屈曲変形および巻き変形など)を実現するのに適する。以上のような剥離抑制性と曲げ変形性との両立に適する光学粘着剤層、および、そのような光学粘着剤層を備える上記の光学粘着剤層付き光学フィルムは、フレキシブルデバイス用途に適する。
本発明の光学粘着剤層の第1の実施形態としての光学粘着剤層10(光学粘着剤層10A)は、図1に示すように、所定の厚さのシート形状を有し、厚さ方向Hと直交する方向(面方向)に広がる。光学粘着剤層10は、透明性(可視光透過性)を有する。また、光学粘着剤層10Aは、高粘着剤層11と低粘着剤層12とを厚さ方向Hに順に備える多層粘着剤層である。高粘着剤層11は、相対的に表面粘着力が強い粘着剤層であり、低粘着剤層12は、相対的に表面粘着力が低い粘着剤層である。低粘着剤層12は、第1面12aと、第1面12aとは反対側の第2面12bとを有する。高粘着剤層11は、第1面12a上に配置されている。高粘着剤層11は、低粘着剤層12とは反対側に高粘着面11aを有する。高粘着面11aは、光学粘着剤層10Aにおける一方の粘着面である。低粘着剤層12の第2面12bは、光学粘着剤層10Aにおける他方の粘着面である。図1は、光学粘着剤層10Aが光学粘着シートSとして作製されて、当該シートの両面に剥離フィルムL1,L2が貼り合わされている状態を、例示的に示す。
本発明の光学粘着剤層の第2の実施形態としての光学粘着剤層10(光学粘着剤層10B)は、図2に示すように、所定の厚さのシート形状を有し、厚さ方向Hと直交する方向(面方向)に広がる。光学粘着剤層10Bは、二つの高粘着剤層11(11A,11B)と、高粘着剤層11間の低粘着剤層12とを備える。具体的には、光学粘着剤層10Bは、高粘着剤層11Aと、低粘着剤層12と、高粘着剤層11Bとを厚さ方向Hに順に備える多層粘着剤層である。低粘着剤層12は、第1面12aと、第1面12aとは反対側の第2面12bとを有する。高粘着剤層11A(一方の高粘着剤層11)は、第1面12a上に配置されている。高粘着剤層11Aは、低粘着剤層12とは反対側に高粘着面11a(第1高粘着面)を有する。高粘着面11aは、光学粘着剤層10Aにおける一方の粘着面である。高粘着剤層11B(他方の高粘着剤層11)は、第2面12b上に配置されている。高粘着剤層11Bは、低粘着剤層12とは反対側に高粘着面11a(第2高粘着面)を有する。高粘着剤層11Bの高粘着面11aは、光学粘着剤層10Aにおける他方の粘着面である。高粘着剤層11Aの高粘着面11aの粘着力と、高粘着剤層11Bの高粘着面11bの粘着力とは、同じであってもよいし、異なってもよい。図2は、光学粘着剤層10Bが光学粘着シートSとして作製されて、当該シートの両面に剥離フィルムL1,L2が貼り合わされている状態を、例示的に示す。
このような光学粘着剤層10は、フレキシブルデバイスにおける光通過箇所に配置される透明な粘着剤層である。フレキシブルデバイスとしては、例えばフレキシブルディスプレイパネルが挙げられる。フレキシブルディスプレイパネルは、例えば、画素パネル、タッチパネル、偏光板およびカバーフィルムなどの要素を含む積層構造を有する。フレキシブルディスプレイパネルとしては、例えば、フォルダブルディスプレイパネルおよびローラブルディスプレイパネルが挙げられる。光学粘着剤層10は、例えば、フレキシブルディスプレイパネルの製造過程において、前記積層構造に含まれる要素どうしの接合に、用いられる。
光学粘着剤層10Aにおける高粘着面11a、および、光学粘着剤層10Bにおける高粘着面11a,11bは、それぞれ、ポリイミドフィルムへの貼り合わせから23℃で30分間経過後に、当該ポリイミドフィルムに対し、剥離角度180°および剥離速度300mm/分の条件において5N/25mm以上の剥離粘着力を有する。ポリイミドフィルムに対する光学粘着剤層10の貼り付けは、23℃の環境下で2kgのローラーを1往復させる加重による、貼り付けである。被着体(フレキシブルデバイスの積層構造に含まれる要素)に対する良好な密着性を確保する観点から、この剥離粘着力は、好ましくは7N/25mm以上、より好ましくは9N/25mm以上、更に好ましくは11N/25mm以上である。当該剥離粘着力は、例えば30N/25mm以下である。粘着剤層表面の剥離粘着力の調整方法としては、例えば、粘着剤層におけるベースポリマーの種類の選択、分子量の調整、および配合量の調整が挙げられる。粘着剤層表面の剥離粘着力の調整方法としては、粘着剤層におけるベースポリマー以外の成分の種類の選択、および、当該成分の配合量の調整も挙げられる。当該成分としては、架橋剤、シランカップリング剤、およびオリゴマーが挙げられる。
光学粘着剤層10(光学粘着剤層10A,光学粘着剤層10B)において、高粘着剤層11の-20℃でのせん断貯蔵弾性率(E1)に対する、低粘着剤層12の-20℃でのせん断貯蔵弾性率(E2)の比率(E2/E1)は、1未満である。すなわち、低粘着剤層12は、高粘着剤層11よりも、-20℃でのせん断貯蔵弾性率が小さく、低弾性である。同比率は、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.3以下、特に好ましくは0.15以下である。同比率(E2/E1)は、例えば0.05以上である。粘着剤層のせん断貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置によって測定できる。その測定においては、測定モードをせん断モードとし、測定温度範囲を-60℃~150℃とし、昇温速度を5℃/分とし、周波数を1Hzとする。具体的には、実施例に関して後述するとおりである。粘着剤層のせん断貯蔵弾性率の調整方法としては、例えば、粘着剤層におけるベースポリマーの種類の選択、分子量の調整、および配合量の調整、並びに、前記ベースポリマーを架橋する架橋剤の種類の選択および配合量の調整が、挙げられる。ベースポリマーの種類の選択には、ベースポリマーにおける主鎖の種類の選択、並びに、官能基の種類の選択および量の調整が含まれる。
光学粘着剤層10は、上述のように、高粘着剤層11が、低粘着剤層12とは反対側に高粘着面11aを有し、高粘着面11aの上記所定条件での剥離粘着力が、5N/25mm以上、好ましくは7N/25mm以上、より好ましくは9N/25mm以上、更に好ましくは11N/25mm以上である。このような構成は、被着体に対する光学粘着剤層10の良好な密着性を高粘着面11aによって確保するのに適し、従って、被着体からの光学粘着剤層10の剥がれを抑制するのに適する。
また、光学粘着剤層10では、上述のように、高粘着剤層11の-20℃でのせん断貯蔵弾性率に対する、低粘着剤層12の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の比率が、1未満、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.3以下、特に好ましくは0.15以下である。このような構成は、光学粘着剤層10の総体的な柔らかさを確保して曲げ変形性を確保するのに適する。光学粘着剤層10が柔らかいほど、当該光学粘着剤層10が貼り合わされた被着体が比較的大きな曲率で変形した場合に、当該被着体の変形に追従して大きな曲率で変形しやすい。被着体における比較的大きな曲率での変形としては、例えば、フォルダブルディスプレイの屈曲変形、および、ローラブルディスプレイ巻取り時の変形(巻き変形)が挙げられる。光学粘着剤層10が柔らかくて大きな曲率で変形しやすいこと(曲げ変形性)は、光学粘着剤層10が用いられるフレキシブルデバイスの良好な繰り返し変形(繰り返される屈曲変形および巻き変形など)を実現するのに適する。
高粘着剤層11と低粘着剤層12との機能分担によって以上のように剥離抑制性と曲げ変形性との両立に適する光学粘着剤層10は、フレキシブルデバイス用途に適する。
光学粘着剤層10の-20℃でのせん断貯蔵弾性率は、光学粘着剤層10において、フレキシブルデバイスに適した柔軟性および屈曲性を確保する観点から、好ましくは180kPa以下、より好ましくは150kPa以下、更に好ましくは130kPa以下、特に好ましくは100kPa以下である。また、光学粘着剤層10の凝集力を確保する観点から、光学粘着剤層10の-20℃でのせん断貯蔵弾性率は、好ましくは30kPa以上、より好ましくは40kPa以上、更に好ましくは50kPa以上、特に好ましくは60kPa以上である。光学粘着剤層10における各粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の調整、および、各粘着剤層の厚さの調整により、光学粘着剤層10の-20℃での総体的なせん断貯蔵弾性率を調整できる。
高粘着剤層11の-20℃でのせん断貯蔵弾性率E1は、光学粘着剤層10の上述の柔軟性および屈曲性を確保する観点から、好ましくは1000kPa以下、より好ましくは800kPa以下、更に好ましくは700kPa以下である。高粘着剤層11の-20℃でのせん断貯蔵弾性率E1は、高粘着面11aの高粘着力を確保する観点から、好ましくは100kPa以上、より好ましくは200kPa以上、更に好ましくは300kPa以上、特に好ましくは500kPa以上である。
低粘着剤層12の-20℃でのせん断貯蔵弾性率E2は、光学粘着剤層10の上述の柔軟性および屈曲性を確保する観点から、好ましくは150kPa以下、より好ましくは110kPa以下、更に好ましくは80kPa以下である。低粘着剤層12の-20℃でのせん断貯蔵弾性率E2は、第1面12aおよび第2面12bでの粘着力を確保する観点から、好ましくは10kPa以上、より好ましくは20kPa以上、更に好ましくは30kPa以上である。
高粘着剤層11の厚さH1(光学粘着剤層10が複数の高粘着剤層11を備える場合には、当該複数の高粘着剤層11の厚さの合計)に対する低粘着剤層12の厚さH2の比率は、好ましくは1以上、より好ましくは3以上、更に好ましくは6以上、特に好ましくは9以上である。このような構成は、光学粘着剤層10の上述の柔軟性および屈曲性を確保するのに好ましい。高粘着剤層11の厚さH1に対する低粘着剤層12の厚さH2の比率は、好ましくは30以下、更に好ましくは25以下、より好ましくは20以下である。このような構成は、光学粘着剤層10のコシを確保して良好な取扱い性を確保するのに好ましい。
単一の高粘着剤層11の厚さは、好ましくは0.1μm以上、更に好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上である。このような構成は、高粘着剤層11の凝集力を確保して高粘着力を確保するのに好ましい。単一の高粘着剤層11の厚さは、例えば10μm以下である。
低粘着剤層12の厚さは、好ましくは3μm以上、更に好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上である。このような構成は、高粘着剤層11の凝集力を確保して高粘着力を確保するのに好ましい。低粘着剤層12の厚さは、好ましくは70μm以下、更に好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。このような構成は、光学粘着剤層10のコシを確保して良好な取扱い性を確保するのに好ましい。
光学粘着剤層10の総厚は、凝集力を確保して高粘着力を確保する観点から、好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上である。光学粘着剤層10の総厚は、良好な変形性(変形のしやすさ)を確保する観点から、好ましくは150μm以下、更に好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。
光学粘着剤層10において、最大厚さと最小厚さとの差は、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下である。このような構成は、光学粘着剤層10が接する被着体の変形時に、当該被着体における応力集中を抑制するのに好ましい。また、厚さの差に関する当該構成は、光学粘着剤層10を積層構造中に有するフレキシブルデバイス(光学デバイス)の視認性の観点からも好ましい。
光学粘着剤層10を断面直径20mmの巻芯に巻き回してから1時間経過による光学粘着剤層10の透過率の変化は、好ましくは5%以下、より好ましくは4%以下、更に好ましくは3%以下である。このような構成は、フレキシブルデバイス用途の光学粘着剤層としての透明性を確保するのに適する。光学粘着剤層10の上記透過率変化は、具体的には、実施例に関して後述する方法によって測定できる。
光学粘着剤層10のヘイズは、好ましくは3%以下、より好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。光学粘着剤層10のヘイズは、JIS K7136(2000年)に準拠して、ヘイズメーターを使用して測定できる。ヘイズメーターとしては、例えば、日本電色工業社製の「NDH2000」、および、村上色彩技術研究所社製の「HM-150型」が挙げられる。
光学粘着剤層10の全光線透過率は、好ましくは60%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは85%以上である。光学粘着剤層10の全光線透過率は、例えば100%以下である。光学粘着剤層10の全光線透過率は、JIS K 7375(2008年)に準拠して、測定できる。
光学粘着剤層10の高粘着剤層11および低粘着剤層12は、それぞれ、粘着剤組成物から形成された透明な感圧接着剤層である。低粘着剤層12は、上述のように高粘着剤層11より低弾性であり、高粘着剤層11とは異なる組成を有する。光学粘着剤層10Bにおける高粘着剤層11Aと高粘着剤層11Bとは同じ組成を有してもよいし、異なる組成を有してもよい。各粘着剤層は、少なくともベースポリマーを含む。
ベースポリマーは、粘着剤層(高粘着剤層11,低粘着剤層12)において粘着性を発現させる粘着成分である。ベースポリマーとしては、例えば、アクリルポリマー、シリコーンポリマー、ポリエステルポリマー、ポリウレタンポリマー、ポリアミドポリマー、ポリビニルエーテルポリマー、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィンポリマー、エポキシポリマー、フッ素ポリマー、およびゴムポリマーが挙げられる。ベースポリマーは、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。粘着剤層における良好な透明性および粘着性を確保する観点から、ベースポリマーとしては、好ましくはアクリルポリマーが用いられる。
アクリルポリマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを50質量%以上の割合で含むモノマー成分の共重合体である。「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸および/またはメタクリル酸を意味する。
(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1~20である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが、好適に用いられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、直鎖状または分岐状のアルキル基を有してもよく、脂環式アルキル基など環状のアルキル基を有してもよい。
直鎖状または分岐状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル(即ちラウリルアクリレート)、(メタ)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソオクタデシル、および(メタ)アクリル酸ノナデシルが挙げられる。
脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、二環式の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステル、および、三環以上の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘプチル、および(メタ)アクリル酸シクロオクチルが挙げられる。二環式の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸イソボルニルが挙げられる。三環以上の脂肪族炭化水素環を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロペンタニル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、および、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、好ましくは、炭素数3~15のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルが用いられ、より好ましくは、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、およびアクリル酸ドデシルからなる群より選択される少なくとも一つが用いられる。
モノマー成分における(メタ)アクリル酸アルキルエステルの割合は、粘着剤層において粘着性等の基本特性を適切に発現させる観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。同割合は、例えば99質量%以下である。
モノマー成分は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な共重合性モノマーを含んでもよい。共重合性モノマーとしては、例えば、極性基を有するモノマーが挙げられる。極性基含有モノマーとしては、例えば、窒素原子含有環を有するモノマー、ヒドロキシ基含有モノマー、およびカルボキシ基含有モノマーが挙げられる。極性基含有モノマーは、アクリルポリマーへの架橋点の導入、アクリルポリマーの凝集力の確保など、アクリルポリマーの改質に役立つ。
窒素原子含有環を有するモノマーとしては、例えば、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メチルビニルピロリドン、N-ビニルピリジン、N-ビニルピペリドン、N-ビニルピリミジン、N-ビニルピペラジン、N-ビニルピラジン、N-ビニルピロール、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルオキサゾール、N-(メタ)アクリロイル-2-ピロリドン、N-(メタ)アクリロイルピペリジン、N-(メタ)アクリロイルピロリジン、N-ビニルモルホリン、N-ビニル-3-モルホリノン、N-ビニル-2-カプロラクタム、N-ビニル-1,3-オキサジン-2-オン、N-ビニル-3,5-モルホリンジオン、N-ビニルピラゾール、N-ビニルイソオキサゾール、N-ビニルチアゾール、およびN-ビニルイソチアゾールが挙げられる。窒素原子含有環を有するモノマーとしては、好ましくはN-ビニル-2-ピロリドンが用いられる。
モノマー成分における、窒素原子含有環を有するモノマーの割合は、粘着剤層における凝集力の確保、および、粘着剤層における対被着体密着力の確保の観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.55質量%以上である。同割合は、アクリルポリマーのガラス転移温度の調整、および、アクリルポリマーの極性(粘着剤層における各種添加剤成分とアクリルポリマーとの相溶性に関わる)の調整の観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。
ヒドロキシ基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシブチル、(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6-ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10-ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12-ヒドロキシラウリル、および(4-ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチル(メタ)アクリレートが挙げられる。ヒドロキシ基含有モノマーとしては、好ましくは(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチルが用いられ、より好ましくはアクリル酸4-ヒドロキシブチルが用いられる。
モノマー成分におけるヒドロキシ基含有モノマーの割合は、アクリルポリマーへの架橋構造の導入、および、粘着剤層における凝集力の確保の観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.8質量%以上である。同割合は、アクリルポリマーの極性(粘着剤層における各種添加剤成分とアクリルポリマーとの相溶性に関わる)の調整の観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、およびイソクロトン酸が挙げられる。
モノマー成分におけるカルボキシ基含有モノマーの割合は、アクリルポリマーへの架橋構造の導入、粘着剤層における凝集力の確保、および、粘着剤層における対被着体密着力の確保の観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.8質量%以上である。同割合は、アクリルポリマーのガラス転移温度の調整、および、酸による被着体の腐食リスクの回避の観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。
フレキシブルデバイスにおける電極など金属要素が酸成分によって腐食することを防止するには、粘着剤層は、酸の含有量が小さいことが好ましい。また、粘着剤層が偏光板の接着に用いられる場合、酸成分によるポリビニルアルコール系偏光子のポリエン化を抑制するために、粘着剤層は、酸の含有量が小さいことが好ましい。このような酸フリーの粘着剤層では、有機酸モノマー(例えば、(メタ)アクリル酸およびカルボキシル基含有モノマー)の含有量が、好ましくは100ppm以下、より好ましくは70ppm以下、更に好ましくは50ppm以下である。粘着剤層の有機酸モノマー含有量は、粘着剤層を純水中に浸漬して100℃で45分加温することによって水中に抽出された酸モノマーを、イオンクロマトグラフで定量することにより、求められる。
酸フリーの観点からは、粘着剤層中のベースポリマーがモノマー成分として有機酸モノマーを実質的に含有しないことが好ましい。酸フリーの観点からは、モノマー成分における有機酸モノマーの割合は、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.05質量%であり、理想的には0質量%である。
モノマー成分は、他の共重合性モノマーを含んでいてもよい。他の共重合性モノマーとしては、例えば、酸無水物モノマー、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、シアノ基含有モノマー、アルコキシ基含有モノマー、および芳香族ビニル化合物が挙げられる。これら他の共重合性モノマーは、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。
ベースポリマーは、好ましくは、架橋構造を有する。ベースポリマーへの架橋構造の導入方法としては、架橋剤と反応可能な官能基を有するベースポリマーと架橋剤とを粘着剤組成物に配合し、ベースポリマーと架橋剤とを粘着剤層中で反応させる方法(第1の方法)、および、ベースポリマーを形成するモノマー成分に多官能モノマーを含め、当該モノマー成分の重合により、ポリマー鎖に分枝構造(架橋構造)が導入されたベースポリマーを形成する方法(第2の方法)が、挙げられる。これら方法は、併用されてもよい。
上記第1の方法で用いられる架橋剤としては、例えば、ベースポリマーに含まれる官能基(ヒドロキシ基およびカルボキシ基など)と反応する化合物が挙げられる。そのような架橋剤としては、例えば、イソシアネート架橋剤、過酸化物架橋剤、エポキシ架橋剤、オキサゾリン架橋剤、アジリジン架橋剤、カルボジイミド架橋剤、および金属キレート架橋剤が挙げられる。架橋剤は、単独で用いられてもよいし、二種類以上が併用されてもよい。架橋剤としては、ベースポリマーにおけるヒドロキシ基およびカルボキシ基との反応性が高くて架橋構造の導入が容易であることから、好ましくは、イソシアネート架橋剤、過酸化物架橋剤、およびエポキシ架橋剤が用いられる。
イソシアネート架橋剤としては、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、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタリ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、およびポリメチレンポリフェニルイソシアネートが挙げられる。また、イソシアネート架橋剤としては、これらイソシアネートの誘導体も挙げられる。当該イソシアネート誘導体としては、例えば、イソシアヌレート変性体およびポリオール変性体が挙げられる。イソシアネート架橋剤の市販品としては、例えば、コロネートL(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,東ソー製)、コロネートHL(へキサメチ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,東ソー製)、コロネートHX(ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体,東ソー製)、およびタケネートD110N(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アダクト体,三井化学製)が挙げられる。
過酸化物架橋剤としては、ジベンゾイルパーオキシド、ジ(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、およびt-ブチルパーオキシピバレートが挙げられる。
エポキシ架橋剤としては、ビスフェノールA、エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂、エチレン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、ジグリシジルアニリン、ジアミングリシジルアミン、N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、および1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンが挙げられる。
イソシアネート架橋剤(特に、二官能のイソシアネート架橋剤)および過酸化物架橋剤は、粘着剤層の適度な柔軟性(従って屈曲性)の確保の観点から好ましい。イソシアネート架橋剤(特に、三官能のイソシアネート架橋剤)は、粘着剤層の耐久性確保の観点から好ましい。ベースポリマーにおいて、二官能イソシアネート架橋剤および過酸化物架橋剤は、より柔軟な二次元架橋を形成するのに対し、三官能イソシアネート架橋剤は、より強固な三次元架橋を形成する。粘着剤層の耐久性と柔軟性との両立の観点からは、三官能イソシアネート架橋剤と、過酸化物架橋剤および/または二官能イソシアネート架橋剤との併用が、好ましい。
架橋剤の配合量は、粘着剤層の凝集力を確保する観点から、ベースポリマー100質量部に対して、例えば0.01質量部以上であり、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.07質量部以上である。粘着剤層において良好なタック性を確保する観点から、ベースポリマー100質量部に対する架橋剤の配合量は、例えば10質量部以下であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下である。
上記第2の方法では、モノマー成分(架橋構造を導入するための多官能モノマーと他のモノマーとを含む)は、一度で重合させてもよいし、多段階で重合させてもよい。多段階重合の方法では、まず、ベースポリマーを形成するための単官能モノマーを重合させ(予備重合)、これによって部分重合物(低重合度の重合物と未反応のモノマーとの混合物)を含有するプレポリマー組成物を調製する。次に、プレポリマー組成物に多官能モノマーを添加した後、部分重合物と多官能モノマーとを重合させる(本重合)。
多官能モノマーとしては、例えば、エチレン性不飽和二重結合を1分子中に2個以上含有する多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。多官能モノマーとしては、活性エネルギー線重合(光重合)によって架橋構造を導入可能な観点から、多官能アクリレートが好ましい。
多官能(メタ)アクリレートとしては、二官能(メタ)アクリレート、三官能(メタ)アクリレート、および、四官能以上の多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
二官能(メタ)アクリレートとしては、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、テトラエチエレングルコールジメタクリレート、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、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルジアクリレート、ジ(メタ)アクリロイルイソシアヌレート、およびアルキレンオキサイド変性ビスフェノールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
三官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、およびトリス(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートが挙げられる。
四官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、およびジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
多官能モノマーの分子量は、好ましくは1500以下、より好ましくは1000以下である。また、多官能モノマーの官能基当量(g/eq)は、好ましくは50以上、より好ましくは70以上、更に好ましくは80以上である。同官能基当量は、好ましくは500以下、より好ましくは300以下、更に好ましくは200以下である。これら構成は、ベースポリマーにおいて架橋構造の導入により粘弾性(例えば、貯蔵弾性率G'および損失正接tanδ)を適切に調整する観点から好ましい。
アクリルポリマーは、上述のモノマー成分を重合させることによって形成できる。重合方法としては、例えば、溶液重合、活性エネルギー線重合(例えばUV重合)、塊状重合、および乳化重合が挙げられる。粘着剤層の透明性、耐水性、およびコストの観点から、溶液重合およびUV重合が好ましい。溶液重合の溶媒としては、例えば、酢酸エチルおよびトルエンが用いられる。また、重合の開始剤としては、例えば、熱重合開始剤および光重合開始剤が用いられる。重合開始剤の使用量は、モノマー成分100質量部に対して、例えば0.05質量部以上であり、また、例えば1質量部以下である。
熱重合開始剤としては、例えば、アゾ重合開始剤および過酸化物重合開始剤が挙げられる。アゾ重合開始剤としては、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、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオン酸)ジメチル、4,4'-アゾビス-4-シアノバレリアン酸、アゾビスイソバレロニトリル、2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2'-アゾビス[2-(5-メチル-2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、および、2,2'-アゾビス(N,N'-ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロライドが挙げられる。過酸化物重合開始剤としては、例えば、ジベンゾイルペルオキシド、t-ブチルペルマレエ-ト、および過酸化ラウロイルが挙げられる。
光重合開始剤としては、例えば、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、およびアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤が挙げられる。
重合においては、分子量調整等を目的として、連鎖移動剤および/または重合禁止剤(重合遅延剤)を用いてもよい。連鎖移動剤としては、α-チオグリセロール、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、メルカプト酢酸、2-メルカプトエタノール、チオグリコール酸、チオグルコール酸2-エチルヘキシル、2,3-ジメルカプト-1-プロパノール、およびα-メチルスチレン二量体が挙げられる。
重合開始剤の種類および/または量の調整により、ベースポリマーの分子量を調整できる。例えば、ラジカル重合では、重合開始剤の量が多いほど、反応系のラジカル濃度が高いため、反応開始点の密度が高く、形成されるベースポリマーの分子量が小さくなる傾向がある。これに対し、重合開始剤の量が少ないほど、反応開始点の密度が低いためにポリマー鎖が伸長しやすく、形成されるベースポリマー分子量が大きくなる傾向がある。
ベースポリマーの重量平均分子量は、粘着剤層における凝集力の確保の観点から、好ましくは10万以上、より好ましくは30万以上、更に好ましくは50万以上である。同重量平均分子量は、好ましくは500万以下、より好ましくは300万以下、更に好ましくは200万以下である。ベースポリマーの重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ(GPC)によって測定してポリスチレン換算により算出される。
ベースポリマーのガラス転移温度(Tg)は、好ましくは0℃以下、より好ましくは-10℃以下、更に好ましくは-20℃以下である。同ガラス転移温度は、例えば-80℃以上である。
ベースポリマーのガラス転移温度(Tg)については、下記のFoxの式に基づき求められるガラス転移温度(理論値)を用いることができる。Foxの式は、ポリマーのガラス転移温度Tgと、当該ポリマーを構成するモノマーのホモポリマーのガラス転移温度Tgiとの関係式である。下記のFoxの式において、Tgはポリマーのガラス転移温度(℃)を表し、Wiは当該ポリマーを構成するモノマーiの重量分率を表し、Tgiは、モノマーiから形成されるホモポリマーのガラス転移温度(℃)を示す。ホモポリマーのガラス転移温度については文献値を用いることができる。例えば、「Polymer Handbook」(第4版,John Wiley & Sons, Inc., 1999年)および「新高分子文庫7 塗料用合成樹脂入門」(北岡協三著,高分子刊行会,1995年)には、各種のホモポリマーのガラス転移温度が挙げられている。一方、モノマーのホモポリマーのガラス転移温度については、特開2007-51271号公報に具体的に記載されている方法によって求めることも可能である。
Foxの式 1/(273+Tg)=Σ[Wi/(273+Tgi)]
各粘着剤層の上記の剥離粘着力および/または上記せん断貯蔵弾性率の調整方法としては、例えば、当該粘着剤層内のベースポリマーにおける分子量の調整とガラス転移温度の調整と架橋度の調整とが有効である。ベースポリマーの分子量が大きいほど、粘着剤層は高弾性率化する傾向にあり、また、高粘着力化する傾向にある。ベースポリマーのガラス転移温度が小さいほど、粘着剤層は低弾性率化する傾向にあり、また、低粘着力化する傾向にある。ベースポリマーの架橋度が高いほど、粘着剤層は高弾性率化する傾向にある。また、粘着剤層の粘着力は、ベースポリマーにおける所定の架橋度で極大値を有するように、架橋度に応じて変化する。具体的には、次のとおりである。ベースポリマーの架橋度が高いほど、一定程度の架橋度までは、粘着剤層内部の凝集力が高くなって粘着剤層が高粘着力化する傾向にある。前記一定程度の架橋度を超えると、ベースポリマーの架橋度が高いほど、粘着剤層が高弾性化しすぎて低粘着力化する傾向にある。
高粘着剤層11に含まれるベースポリマーを形成するモノマー成分は、好ましくは、炭素数6~15のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルと、窒素原子含有環を有するモノマーと、ヒドロキシ基含有モノマーとを含み、より好ましくは、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)と、N-ビニル-2-ピロリドン(NVP)と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)とを含む。
低粘着剤層12に含まれるベースポリマーを形成するモノマー成分は、好ましくは、炭素数6~15のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルと、ヒドロキシ基含有モノマーとを含み、より好ましくは、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)と、ラウリルアクリレート(LA)と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)とを含む。
粘着剤組成物は、ベースポリマーに加えて、一種類または二種類以上のオリゴマーを含んでいてもよい。ベースポリマーとしてアクリルポリマーが用いられる場合、好ましくは、オリゴマーとしてアクリルオリゴマーが用いられる。アクリルオリゴマーは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを50質量%以上の割合で含むモノマー成分の共重合体であり、重量平均分子量が例えば1000以上30000以下である。
アクリルオリゴマーのガラス転移温度は、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは100℃以上、特に好ましくは110℃以上である。アクリルオリゴマーのガラス転移温度は、例えば200℃以下であり、好ましくは180℃以下、より好ましくは160℃以下である。架橋構造が導入された低Tgのアクリルポリマー(ベースポリマー)と高Tgのアクリルオリゴマーとの併用により、粘着剤層の粘着力、特に高温での粘着力を高められる。アクリルオリゴマーのガラス転移温度は、上記のFoxの式により算出される。
ガラス転移温度が60℃以上のアクリルオリゴマーは、好ましくは、鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(鎖状アルキル(メタ)アクリレート)と、脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(脂環式アルキル(メタ)アクリレート)とを含むモノマー成分の重合体である。これら(メタ)アクリル酸アルキルエステルの具体例としては、例えば、アクリルポリマーのモノマー成分として上記した(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。
鎖状アルキル(メタ)アクリレートとしては、ガラス転移温度が高く、ベースポリマーとの相溶性に優れることから、メタクリル酸メチルが好ましい。脂環式アルキル(メタ)アクリレートとしては、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、アクリル酸シクロヘキシル、およびメタクリル酸シクロヘキシルが好ましい。すなわち、アクリルオリゴマーは、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、アクリル酸シクロヘキシル、およびメタクリル酸シクロヘキシルからなる群より選択される1種以上と、メタクリル酸メチルとを含むモノマー成分の重合体であるのが好ましい。
アクリルオリゴマーのモノマー成分における脂環式アルキル(メタ)アクリレートの割合は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。同割合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。アクリルオリゴマーのモノマー成分における鎖状アルキル(メタ)アクリレートの割合は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。同割合は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。
アクリルオリゴマーの重量平均分子量は、好ましくは1000以上、より好ましくは1500以上、更に好ましくは2000以上である。同分子量は、好ましくは30000以下、より好ましくは10000以下、更に好ましくは8000以下である。このようなアクリルオリゴマーの分子量範囲は、粘着剤層の接着力および接着保持力を確保するのに好ましい。
アクリルオリゴマーは、当該アクリルオリゴマーのモノマー成分を重合することによって得られる。重合方法としては、例えば、溶液重合、活性エネルギー線重合(例えばUV重合)、塊状重合、および乳化重合が挙げられる。アクリルオリゴマーの重合においては、重合開始剤を用いてもよく、分子量の調整を目的として連鎖移動剤を用いてもよい。
粘着剤層におけるアクリルオリゴマーの含有量は、粘着剤層の接着力を充分に高めるためには、ベースポリマー100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上、更に好ましくは1質量部以上である。一方、粘着剤層の透明性の確保の観点からは、粘着剤層におけるアクリルオリゴマーの含有量は、ベースポリマー100質量部に対して、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。粘着剤層においては、アクリルオリゴマーの含有量が大きすぎる場合、当該アクリルオリゴマーの相溶性の低下に起因して、ヘイズが上昇して透明性が低下する傾向がある。
粘着剤組成物は、シランカップリング剤を含有してもよい。粘着剤組成物におけるシランカップリング剤の含有量は、ベースポリマー100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上である。同含有量は、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下である。
粘着剤組成物は、必要に応じて他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、粘着付与剤、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤、および帯電防止剤が挙げられる。
多層構造の光学粘着剤層10の形成方法としては、ドライ・オン・ドライ法(ドライラミネート法)、ウェット・オン・ドライ法、およびウェット・オン・ウェット法が挙げられる。ドライ・オン・ドライ法では、例えば、複数の粘着剤層(高粘着剤層11,低粘着剤層12)のそれぞれを、剥離フィルム上への粘着剤組成物の塗布および乾燥によって形成した後、当該複数の粘着剤層を貼り合わせることにより、多層粘着剤層を形成できる。ウェット・オン・ドライ法では、例えば、剥離フィルム上において、粘着剤組成物の塗布および乾燥による粘着剤層の形成を、粘着剤層ごとに実施することにより、多層粘着剤層を形成できる。ウェット・オン・ウェット法では、例えば、剥離フィルム上に複数の粘着剤組成物を多段に塗布して多層塗膜を形成した後、当該多層塗膜を乾燥させることにより、多層粘着剤層を形成できる。
2層構造の上述の光学粘着剤層10Aは、ウェット・オン・ウェット法によると、例えば次のようにして製造できる(第1の製造方法)。まず、高粘着剤層11を形成するための第1粘着剤組成物と、低粘着剤層12を形成するための第2粘着剤組成物とを調製する。次に、表面が剥離処理されている第1剥離フィルムの剥離処理面上に、第1粘着剤組成物(下位)および第2粘着剤組成物(上位)を塗布する。具体的には、第1剥離フィルム上に第1粘着剤組成物を塗布して第1塗膜を形成するとともに、当該第1塗膜上に第2粘着剤組成物を塗布して第2塗膜を形成する(多層塗膜の形成)。次に、第1剥離フィルム上の多層塗膜を、加熱によって乾燥し、多層粘着剤層を形成する。次に、第1剥離フィルム上の多層粘着剤層に、片面が剥離処理されている第2剥離フィルムの剥離処理面を貼り合わせる。この後、必要に応じてエージング処理し、粘着剤層中の架橋反応を進行させる。以上のようにして、剥離フィルムL1,L2によって粘着面が被覆保護された光学粘着シートSとしての光学粘着剤層10Aを製造できる。剥離フィルムL1,L2は、光学粘着シートSを使用する際に必要に応じて光学粘着シートSから剥がされる。
3層構造の上述の光学粘着剤層10Bは、ウェット・オン・ウェット法によると、例えば次のようにして製造できる(第2の製造方法)。まず、高粘着剤層11Aを形成するための第1粘着剤組成物と、低粘着剤層12を形成するための第2粘着剤組成物と、高粘着剤層11Bを形成するための第3粘着剤組成物とを調製する。次に、表面が剥離処理されている第1剥離フィルムの剥離処理面上に、第1粘着剤組成物(下位)、第2粘着剤組成物(中位)、および第3粘着剤組成物(上位)を塗布する。具体的には、第1剥離フィルム上に第1粘着剤組成物を塗布して第1塗膜を形成するとともに、当該第1塗膜上に第2粘着剤組成物を塗布して第2塗膜を形成し、更に当該第2塗膜上に第3粘着剤組成物を塗布して第3塗膜を形成する(多層塗膜の形成)。次に、第1剥離フィルム上の多層塗膜を、加熱によって乾燥し、多層粘着剤層を形成する。次に、第1剥離フィルム上の多層粘着剤層に、片面が剥離処理されている第2剥離フィルムの剥離処理面を貼り合わせる。この後、必要に応じてエージング処理し、粘着剤層中の架橋反応を進行させる。以上のようにして、剥離フィルムL1,L2によって粘着面が被覆保護された光学粘着シートSとしての光学粘着剤層10Bを製造できる。剥離フィルムL1,L2は、光学粘着シートSを使用する際に必要に応じて光学粘着シートSから剥がされる。
上記製造方法において、剥離フィルムとしては、例えば、可撓性を有するプラスチックフィルムが挙げられる。当該プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、およびポリエステルフィルムが挙げられる。剥離フィルムの厚さは、例えば3μm以上であり、また、例えば200μm以下である。
上記製造方法において、粘着剤組成物の塗布方法としては、例えば、ロールコート、キスロールコート、グラビアコート、リバースコート、ロールブラッシュ、スプレーコート、ディップロールコート、バーコート、ナイフコート、エアーナイフコート、カーテンコート、リップコート、およびダイコートが挙げられる。塗膜の乾燥温度は、例えば50℃~200℃である。乾燥時間は、例えば5秒~20分である。
図3Aから図3Cは、光学粘着剤層10の使用方法の一例を表す(図3Aから図3Cでは、光学粘着剤層10の多層構造の図示を省略する)。
本方法では、まず、図3Aに示すように、光学粘着剤層10を、第1部材21(被着体)の厚さ方向Hの一方面に貼り合わせる。第1部材21は、例えば、フレキシブルディスプレイパネルが有する積層構造中の一要素である。当該要素としては、例えば、画素パネル、タッチパネル、偏光板、およびカバーフィルムが挙げられる(後記の第2部材22についても同様である)。本工程により、第1部材21上に、他の部材との接合用の光学粘着剤層10が設けられる。
次に、図3Bに示すように、第1部材21上の光学粘着剤層10を介して、第1部材21の厚さ方向H一方面側と、第2部材22の厚さ方向H他方面側とを接合する。第2部材22は、例えば、フレキシブルディスプレイパネルが有する積層構造中の他の要素である。
次に、図3Cに示すように、第1部材21と第2部材22との間の光学粘着剤層10をエージングする。エージングにより、光学粘着剤層10においてベースポリマーの架橋反応が進行し、第1部材21と第2部材22との間の接合力が高まる。エージング温度は、例えば20℃~160℃である。エージング時間は、例えば1分から21日である。エージングとしてオートクレーブ処理(加熱加圧処理)する場合、温度は例えば30℃~80℃であり、圧力は例えば0.1~0.8MPaであり、処理時間は例えば15分以上である。
フレキシブルデバイスの製造プロセスにおいて以上のように使用される光学粘着剤層10は、上述のように、高粘着面11aが、所定条件にて5N/25mm以上の剥離粘着力を有し、且つ、高粘着剤層11の-20℃でのせん断貯蔵弾性率に対する、低粘着剤層12の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の比率が、1未満である。このような光学粘着剤層10は、上述のように、曲げ変形性と剥離抑制性とを両立するのに適し、従って、フレキシブルデバイス用途に適する。
図4は、本発明の光学粘着剤層付き光学フィルムの一実施形態としての光学粘着剤層付き光学フィルムXの断面模式図である。光学粘着剤層付き光学フィルムXは、光学フィルム23と、上述の光学粘着剤層10Aとを厚さ方向Hに順に備える。
光学フィルム23は、可撓性を有する。光学フィルム23は、本実施形態では、フレキシブルディスプレイパネルの積層構造中に組み込まれる機能性フィルムまたは基材フィルムである。機能性フィルムとしては、例えば、偏光子フィルムおよび位相差フィルムが挙げられる。偏光子フィルムとしては、例えば、二色性物質による染色処理とその後の延伸処理とを経た親水性高分子フィルムが挙げられる。二色性物質としては、例えば、ヨウ素および二色性染料が挙げられる。親水性高分子フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルム、部分ホルマール化PVAフィルム、および、エチレン・酢酸ビニル共重合体の部分ケン化フィルムが挙げられる。位相差フィルムとしては、例えば、λ/2波長フィルムおよびλ/4波長フィルム、および視野角補償フィルムが挙げられる。光学フィルム23の厚さは、例えば5μm以上であり、また、例えば500μm以下である。
光学粘着剤層10Aは、上述のように、高粘着剤層11と低粘着剤層12とを厚さ方向Hに順に備える多層粘着剤層である。光学粘着剤層10Aは、低粘着剤層12の第2面12b側で光学フィルム23に対して貼着している。また、光学粘着剤層10Aは、本実施形態では、光学フィルム23上で形成された多層粘着剤層である。
光学粘着剤層付き光学フィルムXは、高粘着剤層11を形成するための第1粘着剤組成物と、低粘着剤層12を形成するための第2粘着剤組成物とを調製した後、ドライ・オン・ドライ法、ウェット・オン・ドライ法、またはウェット・オン・ウェット法で製造できる。
ドライ・オン・ドライ法では、まず、光学フィルム23上への第2粘着剤組成物の塗布および乾燥によって低粘着剤層12を形成する。一方、剥離フィルム上への第1粘着剤組成物の塗布および乾燥によって高粘着剤層11を形成する。その後、光学フィルム23上の低粘着剤層12に対し、高粘着剤層11を貼り合わせる。例えばこのようにして、光学フィルム23上で光学粘着剤層10Aを形成できる。
ウェット・オン・ドライ法では、まず、光学フィルム23上への第2粘着剤組成物の塗布および乾燥によって低粘着剤層12を形成する。次に、低粘着剤層12上への第1粘着剤組成物の塗布および乾燥によって高粘着剤層11を形成する。例えばこのようにして、光学フィルム23上で光学粘着剤層10Aを形成できる。
ウェット・オン・ウェット法では、まず、光学フィルム23上に、第2粘着剤組成物(下位)および第1粘着剤組成物(上位)を塗布する。具体的には、光学フィルム23上に第2粘着剤組成物を塗布して塗膜を形成するとともに、当該塗膜上に第1粘着剤組成物を塗布して塗膜を形成する(多層塗膜の形成)。次に、光学フィルム23上の多層塗膜を、加熱によって乾燥する。例えばこのようにして、光学フィルム23上で光学粘着剤層10Aを形成できる。
被着体としての光学フィルム23上への第2粘着剤組成物の塗布および乾燥によって上述のように低粘着剤層12を形成する場合、剥離フィルムなどの基材上に一旦形成された低粘着剤層12を光学フィルム23に貼り合わせる場合よりも、低粘着剤層12は、光学フィルム23表面に対して より高い投錨力を作用させることができる。したがって、光学粘着剤層付き光学フィルムXは、光学フィルム23に対する低粘着剤層12の第2面12bの良好な貼着性を、確保するのに適する。
光学粘着剤層10Aは、所定の基材上に形成された後、低粘着剤層12側が光学フィルム23に対して貼り合わされた多層粘着剤層であってもよい。その場合、光学粘着剤層10Aの低粘着剤層12側を光学フィルム23に貼り合わせる前に、光学フィルム23表面(貼り合わせ予定面)をプラズマ処理することにより、光学フィルム23と光学粘着剤層10Aとの間の密着性を確保するのが好ましい。
また、光学粘着剤層10Aは、上述のように、高粘着面11aが、所定条件にて5N/25mm以上の剥離粘着力を有し、且つ、高粘着剤層11の-20℃でのせん断貯蔵弾性率に対する、低粘着剤層12の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の比率が、1未満である。このような光学粘着剤層10Aは、上述のように、曲げ変形性と、高粘着面11aによる剥離抑制性とを、両立するのに適する。したがって、光学粘着剤層10Aを備える光学粘着剤層付き光学フィルムXは、曲げ変形性と剥離抑制性とを両立するのに適する。
光学粘着剤層付き光学フィルムXは、光学フィルム23に対して光学粘着剤層10Aとは反対側に、光学粘着剤層10と追加の光学フィルムとが交互に積層された複合光学フィルムであってもよい。追加の光学フィルムとしては、例えば、画素パネル(OLEDパネルなど)、タッチパネル、偏光板、およびカバーフィルムが挙げられ、所定の順序で配置される。光学粘着剤層10は、上述の光学粘着剤層10Aであってもよいし、光学粘着剤層10Bであってもよい。このような複合光学フィルムとしての光学粘着剤層付き光学フィルムXでは、要素間を接合する粘着剤層は、すべて、光学粘着剤層10(10A,10B)である。このようにして得られる複合光学フィルムは、フォルダブルディスプレイパネルであってもよい。
本発明について、以下に実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。また、以下に記載されている配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上述の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合量(含有量)、物性値、パラメータなどの上限(「以下」または「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」または「超える」として定義されている数値)に代替できる。
〈ポリマーP1の調製〉
撹拌機、温度計、還流冷却器、および窒素ガス導入管を備える反応容器内で、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)89質量部と、N-ビニル-2-ピロリドン(NVP)10質量部と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)1質量部と、熱重合開始剤としての2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1質量部と、溶媒としての酢酸エチルおよびトルエンとを含む混合物(固形分濃度50質量%,溶媒におけるトルエンの割合は5質量%)を、55℃で6時間、窒素雰囲気下で撹拌した(重合反応)。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP1)を含有する溶液を得た。その後、この溶液に酢酸エチルを加えて、当該溶液のポリマー濃度を30質量%に調整した。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP1)を含有する第1ポリマー溶液を得た。第1ポリマー溶液中のアクリルポリマーの重量平均分子量は219万であった。
撹拌機、温度計、還流冷却器、および窒素ガス導入管を備える反応容器内で、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)89質量部と、N-ビニル-2-ピロリドン(NVP)10質量部と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)1質量部と、熱重合開始剤としての2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1質量部と、溶媒としての酢酸エチルおよびトルエンとを含む混合物(固形分濃度50質量%,溶媒におけるトルエンの割合は5質量%)を、55℃で6時間、窒素雰囲気下で撹拌した(重合反応)。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP1)を含有する溶液を得た。その後、この溶液に酢酸エチルを加えて、当該溶液のポリマー濃度を30質量%に調整した。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP1)を含有する第1ポリマー溶液を得た。第1ポリマー溶液中のアクリルポリマーの重量平均分子量は219万であった。
〈ポリマーP2の調製〉
撹拌機、温度計、還流冷却器、および窒素ガス導入管を備える反応容器内で、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)56質量部と、ラウリルアクリレート(LA)39質量部と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)5質量部と、熱重合開始剤としての2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1質量部と、溶媒としての酢酸エチルとを含む混合物(固形分濃度33質量%)を、58℃で5時間、窒素雰囲気下で撹拌した(重合反応)。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP2)を含有する溶液を得た。その後、この溶液に酢酸エチルを加えて、当該溶液のポリマー濃度を30質量%に調整した。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP2)を含有する第2ポリマー溶液を得た。第2ポリマー溶液中のアクリルポリマーの重量平均分子量は83万であった。
撹拌機、温度計、還流冷却器、および窒素ガス導入管を備える反応容器内で、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)56質量部と、ラウリルアクリレート(LA)39質量部と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)5質量部と、熱重合開始剤としての2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1質量部と、溶媒としての酢酸エチルとを含む混合物(固形分濃度33質量%)を、58℃で5時間、窒素雰囲気下で撹拌した(重合反応)。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP2)を含有する溶液を得た。その後、この溶液に酢酸エチルを加えて、当該溶液のポリマー濃度を30質量%に調整した。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP2)を含有する第2ポリマー溶液を得た。第2ポリマー溶液中のアクリルポリマーの重量平均分子量は83万であった。
〈ポリマーP3の調製〉
撹拌機、温度計、還流冷却器、および窒素ガス導入管を備える反応容器内で、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)97.3質量部と、N-ビニル-2-ピロリドン(NVP)1.7質量部と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)1.0質量部と、熱重合開始剤としての2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1質量部と、溶媒としての酢酸エチルおよびトルエンとを含む混合物(固形分濃度50質量%,溶媒におけるトルエンの割合は5質量%)を、55℃で6時間、窒素雰囲気下で撹拌した(重合反応)。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP1)を含有する溶液を得た。その後、この溶液に酢酸エチルを加えて、当該溶液のポリマー濃度を30質量%に調整した。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP4)を含有する第3ポリマー溶液を得た。第3ポリマー溶液中のアクリルポリマーの重量平均分子量は200万であった。
撹拌機、温度計、還流冷却器、および窒素ガス導入管を備える反応容器内で、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)97.3質量部と、N-ビニル-2-ピロリドン(NVP)1.7質量部と、アクリル酸4-ヒドロキシブチル(4HBA)1.0質量部と、熱重合開始剤としての2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.1質量部と、溶媒としての酢酸エチルおよびトルエンとを含む混合物(固形分濃度50質量%,溶媒におけるトルエンの割合は5質量%)を、55℃で6時間、窒素雰囲気下で撹拌した(重合反応)。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP1)を含有する溶液を得た。その後、この溶液に酢酸エチルを加えて、当該溶液のポリマー濃度を30質量%に調整した。これにより、アクリルポリマー(ポリマーP4)を含有する第3ポリマー溶液を得た。第3ポリマー溶液中のアクリルポリマーの重量平均分子量は200万であった。
〔実施例1〕
〈第1粘着剤組成物の調製〉
第1ポリマー溶液に酢酸エチルを加えて固形分濃度を10質量%に調整し、第1粘着剤組成物を得た。
〈第1粘着剤組成物の調製〉
第1ポリマー溶液に酢酸エチルを加えて固形分濃度を10質量%に調整し、第1粘着剤組成物を得た。
〈第2粘着剤組成物の調製〉
第2ポリマー溶液に、当該ポリマー溶液中のアクリルポリマー(ポリマーP2)100質量部あたり、架橋剤(品名「ナイパーBMT 40SV」,ジベンゾイルパーオキシド,日本油脂社製)0.5質量部を加えて混合し、その後に酢酸エチルを加えて固形分濃度を23質量%に調整し、第2粘着剤組成物を得た。
第2ポリマー溶液に、当該ポリマー溶液中のアクリルポリマー(ポリマーP2)100質量部あたり、架橋剤(品名「ナイパーBMT 40SV」,ジベンゾイルパーオキシド,日本油脂社製)0.5質量部を加えて混合し、その後に酢酸エチルを加えて固形分濃度を23質量%に調整し、第2粘着剤組成物を得た。
〈光学粘着剤層の形成〉
片面がシリコーン剥離処理されている第1剥離フィルム(品名「JT-50Wa」,ポリエステルフィルム,厚さ50μm,日東電工社製)の剥離処理面上に、ウェット・オン・ウェット法により、第1粘着剤組成物(下位)および第2粘着剤組成物(上位)を塗布した。具体的には、第1剥離フィルム上に第1粘着剤組成物を塗布して塗膜(乾燥後の厚さ2μm)を形成するとともに、当該塗膜上に第2粘着剤組成物を塗布して塗膜(乾燥後の厚さ23μm)を形成した(多層塗膜の形成)。次に、第1剥離フィルム上の多層塗膜を、155℃で2分間の加熱によって乾燥し、厚さ25μmの多層粘着剤層を形成した。次に、第1剥離フィルム上の多層粘着剤層に、片面がシリコーン剥離処理されている第2剥離フィルム(品名「MRQ25T100J」,ポリエステルフィルム,厚さ25μm,三菱ケミカル社製)の剥離処理面を貼り合わせた。この後、50℃で48時間、エージング処理し、粘着剤層中の架橋反応を進行させた。以上のようにして、実施例1の光学粘着シート(光学粘着剤層)を作製した。実施例1の光学粘着シートは、第1粘着剤組成物から形成された高粘着剤層としての第1層(厚さ2μm)と、第2粘着剤組成物から形成された低粘着剤層としての第2層(厚さ23μm)との2層構造を有する。実施例1の光学粘着シートにおけるポリマーのモノマー組成および粘着剤層組成について、単位を質量部として表1に示す(後記の実施例および比較例についても同様である)。
片面がシリコーン剥離処理されている第1剥離フィルム(品名「JT-50Wa」,ポリエステルフィルム,厚さ50μm,日東電工社製)の剥離処理面上に、ウェット・オン・ウェット法により、第1粘着剤組成物(下位)および第2粘着剤組成物(上位)を塗布した。具体的には、第1剥離フィルム上に第1粘着剤組成物を塗布して塗膜(乾燥後の厚さ2μm)を形成するとともに、当該塗膜上に第2粘着剤組成物を塗布して塗膜(乾燥後の厚さ23μm)を形成した(多層塗膜の形成)。次に、第1剥離フィルム上の多層塗膜を、155℃で2分間の加熱によって乾燥し、厚さ25μmの多層粘着剤層を形成した。次に、第1剥離フィルム上の多層粘着剤層に、片面がシリコーン剥離処理されている第2剥離フィルム(品名「MRQ25T100J」,ポリエステルフィルム,厚さ25μm,三菱ケミカル社製)の剥離処理面を貼り合わせた。この後、50℃で48時間、エージング処理し、粘着剤層中の架橋反応を進行させた。以上のようにして、実施例1の光学粘着シート(光学粘着剤層)を作製した。実施例1の光学粘着シートは、第1粘着剤組成物から形成された高粘着剤層としての第1層(厚さ2μm)と、第2粘着剤組成物から形成された低粘着剤層としての第2層(厚さ23μm)との2層構造を有する。実施例1の光学粘着シートにおけるポリマーのモノマー組成および粘着剤層組成について、単位を質量部として表1に示す(後記の実施例および比較例についても同様である)。
〔実施例2〕
次のこと以外は実施例1の光学粘着シートと同様にして、実施例2の光学粘着シートを作製した。第2粘着剤組成物の調製において、架橋剤(品名「ナイパーBMT 40SV」)の配合量を、0.5質量部に代えて1.0質量部とした。
次のこと以外は実施例1の光学粘着シートと同様にして、実施例2の光学粘着シートを作製した。第2粘着剤組成物の調製において、架橋剤(品名「ナイパーBMT 40SV」)の配合量を、0.5質量部に代えて1.0質量部とした。
実施例2の光学粘着シートは、第1粘着剤組成物から形成された高粘着剤層としての第1層(厚さ2μm)と、第2粘着剤組成物から形成された低粘着剤層としての第2層(厚さ23μm)との2層構造を有する。実施例2の光学粘着シートと実施例2の光学粘着シートとでは、第1粘着剤層および第2粘着剤層におけるポリマー成分の架橋度に差が生じている。その結果、実施例1,2の光学粘着シート間では、後記の剥離粘着力Fに差が生じている。光学粘着シート製造過程における上述のウェット・オン・ウェット法では、第1粘着剤組成物(下位)上に塗布された第2粘着剤組成物(上位)から、一部の架橋剤が第1粘着剤組成物に拡散するからである。
〔比較例1〕
上述の第1ポリマー溶液に、当該ポリマー溶液中のアクリルポリマー(ポリマーP1)100質量部あたり、架橋剤(品名「ナイパーBMT 40SV」,ジベンゾイルパーオキシド,日本油脂社製)0.5質量部を加えて混合し、その後に酢酸エチルを加えて固形分濃度を15質量%に調整し、第3粘着剤組成物を得た。次に、片面がシリコーン剥離処理されている第1剥離フィルム(品名「JT-50Wa」,ポリエステルフィルム,厚さ50μm,日東電工社製)の剥離処理面上に、第3粘着剤組成物を塗布して塗膜(乾燥後の厚さ25μm)を形成した。次に、第1剥離フィルム上の塗膜を、155℃で2分間の加熱によって乾燥し、厚さ25μmの粘着剤層を形成した。次に、第1剥離フィルム上の粘着剤層に、片面がシリコーン剥離処理されている第2剥離フィルム(品名「MRQ25T100J」,ポリエステルフィルム,厚さ25μm,三菱ケミカル社製)の剥離処理面を貼り合わせた。この後、50℃で48時間、エージング処理し、粘着剤層中の架橋反応を進行させた。以上のようにして、比較例1の光学粘着シート(単層構造の光学粘着剤層)を作製した。
上述の第1ポリマー溶液に、当該ポリマー溶液中のアクリルポリマー(ポリマーP1)100質量部あたり、架橋剤(品名「ナイパーBMT 40SV」,ジベンゾイルパーオキシド,日本油脂社製)0.5質量部を加えて混合し、その後に酢酸エチルを加えて固形分濃度を15質量%に調整し、第3粘着剤組成物を得た。次に、片面がシリコーン剥離処理されている第1剥離フィルム(品名「JT-50Wa」,ポリエステルフィルム,厚さ50μm,日東電工社製)の剥離処理面上に、第3粘着剤組成物を塗布して塗膜(乾燥後の厚さ25μm)を形成した。次に、第1剥離フィルム上の塗膜を、155℃で2分間の加熱によって乾燥し、厚さ25μmの粘着剤層を形成した。次に、第1剥離フィルム上の粘着剤層に、片面がシリコーン剥離処理されている第2剥離フィルム(品名「MRQ25T100J」,ポリエステルフィルム,厚さ25μm,三菱ケミカル社製)の剥離処理面を貼り合わせた。この後、50℃で48時間、エージング処理し、粘着剤層中の架橋反応を進行させた。以上のようにして、比較例1の光学粘着シート(単層構造の光学粘着剤層)を作製した。
〔比較例2〕
光学粘着剤層の形成において、第3粘着剤組成物に代えて上述の第2粘着剤組成物を用いたこと以外は比較例1の光学粘着シートと同様にして、比較例2の光学粘着シート(単層構造の光学粘着剤層)を作製した。
光学粘着剤層の形成において、第3粘着剤組成物に代えて上述の第2粘着剤組成物を用いたこと以外は比較例1の光学粘着シートと同様にして、比較例2の光学粘着シート(単層構造の光学粘着剤層)を作製した。
〔比較例3〕
上述の第3ポリマー溶液に酢酸エチルを加えて固形分濃度を10質量%に調整し、第4粘着剤組成物を得た。そして、光学粘着剤層の形成において、第1粘着剤組成物に代えて第4粘着剤組成物を用いたこと以外は実施例1の光学粘着シートと同様にして、比較例3の光学粘着シートを作製した。比較例3の光学粘着シートは、第4粘着剤組成物から形成された高粘着剤層としての第1層(厚さ2μm)と、第2粘着剤組成物から形成された低粘着剤層としての第2層(厚さ23μm)との2層構造を有する。
上述の第3ポリマー溶液に酢酸エチルを加えて固形分濃度を10質量%に調整し、第4粘着剤組成物を得た。そして、光学粘着剤層の形成において、第1粘着剤組成物に代えて第4粘着剤組成物を用いたこと以外は実施例1の光学粘着シートと同様にして、比較例3の光学粘着シートを作製した。比較例3の光学粘着シートは、第4粘着剤組成物から形成された高粘着剤層としての第1層(厚さ2μm)と、第2粘着剤組成物から形成された低粘着剤層としての第2層(厚さ23μm)との2層構造を有する。
〈粘着剤層の厚さ〉
実施例1,2および比較例1~3の各光学粘着シートについて、厚さを調べた。具体的には、まず、光学粘着シートから粘着シート片(短辺25mm×長辺100mm)を切り出した。次に、粘着シート片における5つの測定点それぞれの厚さを、ダイヤルゲージで測定した。5つの測定点は、粘着シートの幅方向中央を長辺方向に6等分する5点である。5つの測定点での厚さ測定値のうち、最大厚さT1(μm)および最小厚さT2(μm)を表1に示す。また、最大厚さと最小厚さとの差(T1-T2)も表1に示す。
実施例1,2および比較例1~3の各光学粘着シートについて、厚さを調べた。具体的には、まず、光学粘着シートから粘着シート片(短辺25mm×長辺100mm)を切り出した。次に、粘着シート片における5つの測定点それぞれの厚さを、ダイヤルゲージで測定した。5つの測定点は、粘着シートの幅方向中央を長辺方向に6等分する5点である。5つの測定点での厚さ測定値のうち、最大厚さT1(μm)および最小厚さT2(μm)を表1に示す。また、最大厚さと最小厚さとの差(T1-T2)も表1に示す。
〈剥離粘着力〉
実施例1,2および比較例1~3の各光学粘着シートについて、剥離試験によって剥離粘着力を調べた。
実施例1,2および比較例1~3の各光学粘着シートについて、剥離試験によって剥離粘着力を調べた。
まず、光学粘着シートごとに測定用試料を作製した。実施例1,2の各光学粘着シートの測定用試料の作製においては、まず、光学粘着シートから第2剥離フィルムを剥離し、これによって露出した露出面に、表面がプラズマ処理されたポリイミド基材(品名「ユーピレックス25RN」,厚さ25μm,宇部興産社製)を貼り合わせて、積層体を得た。次に、この積層体(ポリイミド基材/粘着剤層/第1剥離フィルム)から試験片(幅25mm×長さ100mm)を切り出した。次に、この試験片における粘着剤層から第1剥離フィルムを剥離し、これによって露出した露出面(多層粘着剤層では第1層側表面)に、ポリイミドフィルム(品名「ユーピレックス50S」,厚さ50μm,宇部興産社製)を貼り合わせた。この貼り合わせでは、23℃の環境下で2kgのハンドローラーを1往復させる作業によってポリイミドフィルムに対して試験片を圧着させた。以上のようにして、実施例1,2および比較例3の各光学粘着シートの測定用試料を作製した。比較例1,2の各光学粘着シートの測定用試料は、表面がプラズマ処理された上記ポリイミド基材の代わりに、プラズマ処理されていないポリイミド基材(品名「ユーピレックス25RN」,厚さ25μm,宇部興産社製)を用いたこと以外は、実施例1,2および比較例3における測定用試料と同様にして作製した。
次に、測定用試料を室温で30分間静置した後、測定用試料におけるポリイミドフィルムから試験片を剥離する剥離試験を実施し、剥離強度を測定した。実施例1,2および比較例3における測定用試料では、第2層表面のポリイミドフィルム表面からの剥離強度を測定した。本測定には、引張試験機(品名「オートグラフAG-50NX plus)」,島津製作所製)を使用した。本測定では、測定温度を25℃とし、ポリイミドフィルムからの試験片の剥離角度を180°とし、試験片の引張速度を300mm/分とし、剥離長さを50mmとした。測定された剥離強度の平均値を剥離粘着力F(N/25mm)として表1に示す。多層構造(高粘着剤層としての第1層/低粘着剤層としての第2層)の粘着剤層の剥離粘着力Fは、第1層の露出表面の粘着力である。
〈せん断貯蔵弾性率〉
実施例1,2および比較例1~3の光学粘着シートの各粘着剤層について、次のようにしてせん断貯蔵弾性率を測定した。
実施例1,2および比較例1~3の光学粘着シートの各粘着剤層について、次のようにしてせん断貯蔵弾性率を測定した。
まず、測定試料を作製した。比較例1,2の測定試料の作製においては、光学粘着シートから切り出された複数の粘着剤層片を貼り合わせて約1mmの厚さの粘着剤シートを作製した後、当該シートを打抜いて、測定試料としての円柱状のペレット(直径9mm)を得た。実施例1,2および比較例3の測定試料の作製においては、粘着剤層(高粘着剤層,低粘着剤層)ごとに光学粘着シートを作製した後、当該光学粘着シートを用いること以外は比較例1,2の測定試料と同様にして作製した。実施例1の高粘着剤層(第1層)の光学粘着シートは、第1剥離フィルム上の第1粘着剤組成物の上に第2粘着剤組成物を塗布しないこと(その結果、低粘着剤層は形成されないこと)以外は、実施例1の多層構造の光学粘着シートと同様にして作製した。実施例1の低粘着剤層(第2層)の光学粘着シートは、第1剥離フィルム上に第1粘着剤組成物を塗布しないこと(その結果、高粘着剤層は形成されないこと)以外は、実施例1の多層構造の光学粘着シートと同様にして作製した。実施例2の高粘着剤層(第1層)の光学粘着シートは、第1剥離フィルム上の第1粘着剤組成物の上に第2粘着剤組成物を塗布しないこと(その結果、低粘着剤層は形成されないこと)以外は、実施例2の多層構造の光学粘着シートと同様にして作製した。実施例2の低粘着剤層(第2層)の光学粘着シートは、第1剥離フィルム上に第1粘着剤組成物を塗布しないこと(その結果、高粘着剤層は形成されないこと)以外は、実施例2の多層構造の光学粘着シートと同様にして作製した。
そして、測定用サンプルについて、動的粘弾性測定装置(品名「ARES-G2」,TA Instruments社製)を使用して、直径8mmのパラレルプレートの治具に固定した後に動的粘弾性測定を行った。本測定において、測定モードをせん断モードとし、測定温度範囲を-60℃~150℃とし、昇温速度を5℃/分とし、周波数を1Hzとした。測定結果から、-20℃でのせん断貯蔵弾性率(kPa)を読み取った。その結果を表1に示す。表1には、高粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率E1(kPa)に対する、低粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率E2(kPa)の比率も、示す。
〈透過率の変化〉
実施例1,2および比較例1~3の各光学粘着シート(光学粘着剤層)について、次のようにして透過率変化を調べた。
実施例1,2および比較例1~3の各光学粘着シート(光学粘着剤層)について、次のようにして透過率変化を調べた。
まず、測定用のサンプルを作製した。具体的には、光学粘着シートから第2剥離フィルムを剥がした後、これによって露出した粘着剤層側を、PET基材(品名「T100C50」,厚さ50μm,三菱ケミカル社製)に貼り合わせた。次に、光学粘着シート(粘着剤層)から第1剥離フィルムを剥がした後、これによって露出した粘着剤層表面を、PET基材(品名「T100C50」,厚さ50μm,三菱ケミカル社製)に貼り合わせた。これによって、PET基材/光学粘着剤層/PET基材の積層構成の積層体を得た。次に、この積層体から、幅25mm×長さ100mmのサイズの測定用のサンプルを切り出した。
次に、測定用サンプルについて、波長550nmの光の透過率(T1)をした(第1の透過率測定)。測定には、透過率測定装置(品名「U4100形分光光度計」,日立ハイテクノロジーズ社製)を使用した。
次に、第1の透過率測定を経た測定用サンプルを、直径20mmの巻芯に対し、同サンプルの長さ方向が巻芯の周方向に沿う態様で巻き付けた(巻芯まわりに約1.6周)。次に、このようにして巻芯に巻き付けたサンプルを、23℃で1時間、保管した。次に、当該保管後の測定用サンプルについて、第1の透過率測定と同様にして、波長550nmの光の透過率(T2)をした(第2の透過率測定)。
そして、透過率T1に対する透過率T2の変化率を、下記の式に基づき求めた。その値を表1に示す。
透過率の変化率(%)=[(T2-T1)/T]×100
S 光学粘着シート
10A,10B 光学粘着剤層
11,11A,11B 高粘着剤層
11a 高粘着面
12 低粘着剤層
12a 第1面
12b 第2面
H 厚さ方向
L1,L2 剥離フィルム
21 第1部材
22 第2部材
X 光学粘着剤層付き光学フィルム
10A,10B 光学粘着剤層
11,11A,11B 高粘着剤層
11a 高粘着面
12 低粘着剤層
12a 第1面
12b 第2面
H 厚さ方向
L1,L2 剥離フィルム
21 第1部材
22 第2部材
X 光学粘着剤層付き光学フィルム
Claims (10)
- 第1面と当該第1面とは反対側の第2面とを有する低粘着剤層と、
前記第1面上に配置された高粘着剤層であって、前記低粘着剤層とは反対側に高粘着面を有する高粘着剤層と、を備え、
前記高粘着面が、ポリイミドフィルムへの貼り合わせから23℃で30分間経過後に、当該ポリイミドフィルムに対し、剥離角度180°および剥離速度300mm/分の条件において5N/25mm以上の剥離粘着力を有し、
前記高粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率に対する、前記低粘着剤層の-20℃でのせん断貯蔵弾性率の比率が、1未満である、光学粘着剤層。 - 前記高粘着剤層の厚さに対する前記低粘着剤層の厚さの比率が1以上である、請求項1に記載の光学粘着剤層。
- 前記高粘着剤層の厚さに対する前記低粘着剤層の厚さの比率が30以下である、請求項1または2に記載の光学粘着剤層。
- 前記第2面上に配置された高粘着剤層であって、前記低粘着剤層とは反対側に高粘着面を有する高粘着剤層を、更に備える、請求項1に記載の光学粘着剤層。
- 前記高粘着剤層の厚さの合計に対する前記低粘着剤層の厚さの比率が1以上である、請求項4に記載の光学粘着剤層。
- 前記高粘着剤層の厚さの合計に対する前記低粘着剤層の厚さの比率が30以下である、請求項4または5に記載の光学粘着剤層。
- 5μm以上150μm以下の総厚を有する、請求項1から6のいずれか一つに記載の光学粘着剤層。
- 最大厚さと最小厚さとの差が3μm以下である、請求項1から7のいずれか一つに記載の光学粘着剤層。
- 前記高粘着剤層が、-20℃において1000kPa以下のせん断貯蔵弾性率を有する、請求項1から8のいずれか一つに記載の光学粘着剤層。
- 光学フィルムと、
請求項1から3のいずれか一つに記載の光学粘着剤層であって、前記光学フィルムに前記第2面側で貼着している光学粘着剤層と備える、光学粘着剤層付き光学フィルム。
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