JP5571995B2 - 両面粘着シートおよびタッチパネル付き表示装置 - Google Patents
両面粘着シートおよびタッチパネル付き表示装置 Download PDFInfo
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Description
現在、各社から100μmを超える厚みの粘着シートが上市されているが、通常50μm以上の厚みで粘着剤層を形成する場合、面状態や厚み精度を制御しにくいため、薄い粘着剤層を何層も積層するなど、複数回の粘着剤貼合工程を経て製造される。また厚膜の粘着剤であるため、被着対象となるフィルムとの貼合工程や裁断工程において粘着剤のはみ出しなどが発生し、それら工程内でトラブルを起こすことが少なくない。また、全体が均一の低弾性体であり、塑性変形しやすいので、打痕と呼ばれる製造・加工工程における外部応力による粘着剤表面の変形や凹凸や歪みが生じやすく、光学製品に適用したときに、画像の乱れが発生する可能性も生じる。さらには、製造工程中、巻き取り時に巻き締まりが発生しやすいという問題もある。
粘着剤のはみ出しがあるものや粘着剤表面の面状態が悪いものは、光学製品用粘着剤として製品化できないので、このような厚膜粘着剤の製造には、製品化の歩留まりがよくないという問題がある。
また、このような厚膜粘着剤は、両側を剥離シートで覆われた形で製品化されるが、光学製品に適用するときに、剥離シートを剥がそうとすると、両側の剥離シートに粘着剤層が残ろうとして粘着剤層が破壊してしまう現象(いわゆる「なき別れ現象」)が生じやすいという問題もある。
なお、このように使用される光学製品用粘着剤は、光学製品に耐衝撃性を付与するものであることが望ましい。
すなわち、本発明は、
(1)厚さ2〜50μmの透明樹脂層上に厚さ5〜60μmの透明粘着剤層を設けた繰り返し単位が2単位以上積層され、最外層の透明樹脂層の透明粘着剤層が設けられていない側に厚さ5〜60μmの透明粘着剤層が形成され、透明樹脂層の破断応力が28〜300MPaであり、透明粘着剤層の剪断貯蔵弾性率が0.05〜1.3MPaである光学製品用両面粘着シート。
(2)透明樹脂層と透明粘着剤層の屈折率差が0.2以下であり、全光線透過率が95%以上である(1)に記載の光学製品用両面粘着シート。
(3)積層部分が一つの繰り返し単位を裁断して得た複数の繰り返し単位を積層したものである(1)または(2)に記載の光学製品用両面粘着シート。
(4)(1)〜(3)のいずれかに記載の光学製品用両面粘着シートにより、タッチパネルモジュールと表示体とが固定されてなることを特徴とするタッチパネル付き表示装置を提供するものである。
また、本発明の両面粘着シートは、全体として厚いが、粘着剤層と樹脂層(芯材)とが交互に積層されており、各粘着剤層の厚みは薄いため、製造時・加工時に粘着剤のはみ出しが起こりにくく、打痕等もつきにくい。すなわち、従来の芯材を含まない厚膜粘着剤で頻発する製造時・加工時の諸問題も起こりにくいため、製品化の歩留まりがよい。
さらには、全体として厚膜であっても、芯材を含むため、剥離シートを剥がすときの、粘着剤層の「なき分かれ現象」も起こらない。
なお、透明樹脂層と透明粘着剤層の屈折率差を小さくすることにより、タッチパネルなど光学製品の視認性がより一層良好なものとなる。
そして、一つの繰り返し単位を生産し、これを裁断して得た複数の繰り返し単位を積層することで容易に本発明の光学製品用両面粘着シートを得ることができるので、生産性に優れている。
例えば、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などのポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステルウレタン、アクリル系樹脂などのプラスチックシート、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セロハンなどのセルロース系シートなどが挙げられるが、十分な透明性及び機械的強度が得られる点から、ポリエステル樹脂が好ましく、その中でもポリエステルウレタン樹脂が好ましい。なお、これらの樹脂は、2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記ポリエステルウレタンの重量平均分子量は、GPC法で測定した標準ポリスチレン換算の値で50,000以下が好ましく、より好ましくは5,000〜50,000、さらに好ましくは10,000〜40,000の範囲で選定される。
例えばアクリル系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤などを使用することができるが、粘着力や剪断貯蔵弾性率の制御の容易さからアクリル系粘着剤が特に好ましい。
また、粘着剤はエマルション型、溶剤型、無溶剤型のいずれでもよく、架橋タイプまたは非架橋タイプのいずれであってもよい。無溶剤型としては、紫外線硬化型化合物を紫外線照射により硬化させて得られる粘着剤が好ましい。
剥離シートに乾燥後に所定膜厚になるように粘着剤溶液をナイフコーター等で塗布し、乾燥後、基材シートを貼合して粘着シートを得る。得られた粘着シートを裁断し、複数枚の粘着シートを得る。裁断して得た粘着シートの剥離シートを剥離して他の粘着シートの基材シート面に貼合して積層部が2つの繰り返し単位からなる積層物を得る。同様の積層を繰り返すことで、3層またはそれ以上の繰り返し単位からなる積層物が得られる。そして、剥離シートに乾燥後に所定膜厚になるように粘着剤溶液をナイフコーター等で塗布し、乾燥後、上記2単位またはそれ以上の繰り返し単位からなる積層物の基材シート面に貼合して、所望の厚さの両面粘着シートを得る。
本発明を構成する透明樹脂層と透明粘着剤層とを設けた繰り返し単位は2単位以上が必須であるが、積層工程数の削減によりコスト抑制と歩留まり向上を期待できる観点から、好ましくは2〜5単位であり、さらに好ましくは2〜3単位である。
アクリル系共重合体(ブチルアクリレート単位98質量%、アクリル酸単位2質量%、重量平均分子量80万、固形分30質量%)の酢酸エチル溶液100質量部に対し、イソシアネート系架橋剤(東洋インキ製造社製、製品名「BHS8515」、固形分濃度37.5質量%)1質量部を加えて、トルエンで希釈し、固形分濃度20質量%の粘着剤組成物溶解液1を調製した。
(調製例 粘着剤組成物2)
ポリエステルウレタン樹脂(東洋紡績社製 製品名「バイロンUR8700」、重量平均分子量3.2万、Tg−22℃、固形分30質量%)をメチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度25質量%の粘着剤組成物溶解液2を調整した。
(調製例 粘着剤組成物3)
アクリル系共重合体(ブチルアクリレート単位79質量%、メチルアクリレート単位20質量%、4−ヒドロキシブチルアクリレート単位1質量%、重量平均分子量90万、固形分30質量%)の酢酸エチル溶液100質量部に対し、イソシアネート系架橋剤(綜研化学社製、製品名「TD−75」、固形分濃度75質量%)0.05重量部を加えて、メチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度30質量%の粘着剤組成物溶解液3を調製した。
(調製例 粘着剤組成物4)
アクリル系共重合体(2−エチルヘキシルアクリレート単位59.7質量%、シクロヘキシルアクリレート単位40質量%、2−ヒドロキシエチルアクリレート単位0.3質量%、重量平均分子量80万、固形分30質量%)の酢酸エチル溶液100質量部に対し、イソシアネート系架橋剤(東洋インキ製造社製、製品名「BHS8515」、固形分濃度37.5質量%)1質量部を加えて、トルエンで希釈し、固形分濃度30質量%の粘着剤組成物溶解液4を調製した。
(調製例 粘着剤組成物5)
アクリル系共重合体(ブチルアクリレート単位77質量%、エチルアクリレート単位20質量%、アクリル酸単位3質量%、重量平均分子量90万、固形分30質量%)の酢酸エチル溶液100質量部に対し、アルミキレート系架橋剤(綜研化学社製、製品名「M−5A」、固形分濃度4.95質量%)4質量部を加えて、メチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度25質量%の粘着剤組成物溶解液5を調製した。
(調製例 樹脂組成物1)
ポリエステルウレタン樹脂(東洋紡績社製 製品名「バイロンUR3200」、重量平均分子量4万、Tg−3℃、固形分30質量%)をメチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度25質量%の樹脂組成物溶解液1を調整した。
(調製例 樹脂組成物2)
ポリエステルウレタン樹脂(DIC社製 製品名「バーノック16−416」、固形分30質量%)をメチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度25質量%の樹脂組成物溶解液2を調整した。
(調製例 樹脂組成物3)
ポリエステルウレタン樹脂(東洋紡績社製 製品名「バイロンUR5537」、重量平均分子量2万、Tg34℃、固形分30質量%)をメチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度25質量%の樹脂組成物溶解液3を調整した。
軽剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように粘着剤組成物溶解液1をナイフコーターで塗布し、乾燥後、透明樹脂層用フィルム(東レ社製ポリエチレンテレフタレートフィルム、製品名「PET6 CF−53」、厚み6μm)を貼合して粘着シート1を作成し、これを複数枚に裁断した。一つの粘着シート1の軽剥離フィルムを剥離して他の粘着シート1のポリエチレンテレフタレートが表出している面に貼合して粘着シート1が2層重なった粘着シート2を得た。
一方それとは別に重剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3811」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように粘着剤組成物溶解液1をナイフコーターで塗布し、乾燥後、粘着シート2のポリエチレンテレフタレートが表出している面に貼合して実施例1の両面粘着シートを得た。
(実施例2)
透明樹脂層用フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績社製、製品名「PET25A4300」、厚み25μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法にて実施例2の両面粘着シートを得た。
(実施例3)
粘着剤組成物溶解液1の代わりに粘着剤組成物溶解液2を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法にて実施例3の両面粘着シートを得た。
(実施例4)
粘着剤組成物溶解液1の代わりに粘着剤組成物溶解液3を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法にて実施例4の両面粘着シートを得た。
(実施例5)
粘着剤組成物溶解液1の代わりに粘着剤組成物溶解液4を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法にて実施例5の両面粘着シートを得た。
(実施例6)
軽剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように樹脂組成物溶解液1をナイフコーターで塗布し、乾燥後、同じ軽剥離フィルム)を貼合して2枚の剥離フィルムに挟持された樹脂シート1を作成した。
一方それとは別に軽剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように粘着剤組成物溶解液3をナイフコーターで塗布し、乾燥後、前記樹脂シート1の一方の軽剥離フィルムを剥離して表出した透明樹脂層と貼合し、透明樹脂層側の軽剥離フィルムのみ剥離し、透明樹脂層/粘着剤層/軽剥離フィルムからなる粘着シート3を得た。
これを複数枚に裁断し、一つの粘着シート3の軽剥離フィルムを剥離して他の粘着シート3の透明樹脂層が表出している面に貼合して、粘着シート3が2層重なった粘着シート4を得た。
一方それとは別に重剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3811」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように粘着剤組成物溶解液3をナイフコーターで塗布し、乾燥後、粘着シート4の透明樹脂層が表出している面に貼合して実施例6の両面粘着シートを得た。
(実施例7)
樹脂組成物溶解液1の代わりに樹脂組成物溶解液2を用いたこと以外は、実施例6と同様の方法にて実施例7の両面粘着シートを得た。
(実施例8)
粘着剤組成物溶解液3の代わりに粘着剤組成物溶解液4を用いたこと以外は、実施例6と同様の方法にて実施例8の両面粘着シートを得た。
(実施例9)
軽剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように粘着剤組成物溶解液1をナイフコーターで塗布し、乾燥後、透明樹脂層用フィルム(東レ社製ポリエチレンテレフタレートフィルム、製品名「PET6 CF−53」、厚み6μm)を貼合して粘着シート1を作成し、これを複数枚に裁断した。一つの粘着シート1の軽剥離フィルムを剥離して他の粘着シート1のポリエチレンテレフタレートが表出している面に貼合して粘着シート1が3層重なった粘着シート5を得た。
一方それとは別に重剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3811」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように粘着剤組成物溶解液1をナイフコーターで塗布し、乾燥後、粘着シート5のポリエチレンテレフタレートが表出している面に貼合して実施例9の両面粘着シートを得た。
軽剥離フィルム(リンテック社製、商品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が40μmになるように粘着剤組成物溶解液1をナイフコーターで塗布し、乾燥後、重剥離フィルム(リンテック社製、商品名「SP−PET3811」)を貼合して粘着シート6を得、これを複数枚に裁断した。粘着シート6の粘着剤層のみを4回積層して、比較例1の両面粘着シートを得た。
(比較例2)
粘着剤組成物溶解液1の代わりに粘着剤組成物溶解液5を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法にて比較例2の両面粘着シートを得た。
(比較例3)
軽剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が80μmになるように粘着剤組成物溶解液3をナイフコーターで塗布し、乾燥後、透明樹脂層用フィルム(東レ社製ポリエチレンテレフタレートフィルム、製品名「PET6 CF−53」、厚み6μm)を貼合して粘着シート7を作成した。
一方それとは別に重剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3811」)に乾燥後の膜厚が80μmになるように粘着剤組成物溶解液3をナイフコーターで塗布し、乾燥後、粘着シート7のポリエチレンテレフタレートが表出している面に貼合して比較例3の両面粘着シートを得た。
(比較例4)
樹脂組成物溶解液1の代わりに樹脂組成物溶解液3を用いたこと以外は、実施例6と同様の方法にて比較例4の両面粘着シートを得た。
また、実施例及び比較例で使用した透明樹脂層、透明粘着剤層の下記(1)〜(3)の物性を測定し、実施例及び比較例で作製した両面粘着シートを下記(4)〜(8)の試験に供した。その結果を第2表に示す。
実施例及び比較例で使用した樹脂層の破断応力を測定するにあたり、樹脂組成物溶解液1〜3をそれぞれ軽剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が40μmになるようにナイフコーターで塗布し、重剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3811」)を貼合して2枚の剥離フィルムに挟持された樹脂シートを作成した。次に軽剥離フィルムを剥離して同じ樹脂シートを5枚積層し、厚みが200μmの樹脂層測定用サンプルを作成した。
実施例で用いた各樹脂層(前述の樹脂層測定用サンプル、または樹脂層として用いたポリエチレンテレフタレートフィルム)を幅15mm×長さ70mmに裁断して、破断応力測定用サンプルを作成した。次いで、引張り試験機(島津製作所社製、製品名「AG−IS」)を使用して、前述の測定用サンプルの両端部10mmをチャックにセットし、幅15mm×長さ50mmの測定箇所を引張り速度200mm/minで破断応力を測定した。
(2)剪断貯蔵弾性率
実施例及び比較例で使用した粘着剤層の剪断貯蔵弾性率を測定するにあたり、粘着剤組成物溶解液1〜5をそれぞれ軽剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3801」)に乾燥後の膜厚が40μmになるようにナイフコーターで塗布し、重剥離フィルム(リンテック社製、製品名「SP−PET3811」)を貼合して2枚の剥離フィルムに挟持された粘着シートを作成した。次に軽剥離フィルムを剥離して同じ粘着シートを5枚積層し、厚みが200μmの粘着剤層測定用サンプルを作成した。
形成した粘着剤層測定用サンプルを直径8mm×高さ2mmの円柱状に切り抜き、粘弾性測定装置(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製、商品名「RDAII」)を使用し、ねじり剪断法により測定周波数1Hzにて、23℃における貯蔵弾性率を測定した。
(3)屈折率
樹脂層測定用サンプル及び粘着剤層測定用サンプルの屈折率をJIS K 7142に準じて、アッベ屈折率計(アタゴ社製、製品名「DR−M2」)を用いて、D線での屈折率を測定した。サンプルは(1)と(2)で用意した測定用サンプルと同じものを使用した。
(4)裁断加工適性(抜き加工適性)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートを、抜き加工装置(リンテック社製、製品名:LPM300)で縦70mm×横40mmのサイズに抜き加工を行い両面粘着シートの形状変形および樹脂層の浸み出しを確認し、以下のように判定した。
○:形状変形および樹脂層の浸み出しがない
×:形状変形か樹脂層の浸み出しがある
(5)段差追従性
アクリル樹脂板(三菱レイヨン社製、製品名「アクリライトL011 」、縦70mm×横40mm×厚み1.5mm)の表面に、紫外線硬化型インク(帝国インキ社製、製品名「POS−911墨」)で、額縁状(外形、縦70mm×横40mm、幅5mm)の印刷を塗布厚み10μmおよび20μmとなるように行い、紫外線を照射して印刷による段差を有するアクリル板を作製した。
実施例および比較例で得られた両面粘着シートを、縦70mm×横40mmの形状に裁断し、剥離フィルムを取り除いて、表出した粘着剤層面に対してラミネーター(フジプラ社製、製品名「LPD3214」)を用いて、前記アクリル板の印刷面に、額縁状の印刷全面を覆うようにラミネートした。
ラミネート後にもう一方の剥離フィルムを剥離し、表出した粘着剤層面にガラス板(NSGプレシジョン社製、製品名「コーニングガラス イーグルXG」、厚み1.5mm×縦70mm×横70mm)を前記ラミネーターでラミネートして、段差追従性評価用サンプルを作製した。
その後、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、20分)を施し、気泡の有無を確認した。気泡の有無は下記の基準に沿って、3段階で判定した。
○:気泡が全くない
△:気泡が1、2ヶ所混入している
×:気泡が3ヶ所以上混入している
(6)なき別れ試験(剥離時における粘着剤層の破壊有無確認)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートの縦297mm×横210mmのサンプルを10枚作成し、剥離フィルムを手で剥がした時に、両側の剥離シートに粘着剤層が残ろうとして粘着剤層が破壊してしまう現象(なき別れ現象)が発生した回数(枚数)をカウントした。
(7)面状態(打痕確認)
実施例および比較例で得られた両面粘着シートの縦297mm×横210mmのサンプルを作成し、剥離フィルムを取り除いて、表出した粘着剤層面に対してラミネーター(フジプラ社製、製品名「LPD3214」)を用いて、ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績社製、製品名「PET100A4300」)にラミネートした。ラミネートしたサンプルの表面に生じた打痕をカウントした。
○:打痕が全くない
△:打痕が1、2ヶ所発生している
×:打痕が3ヶ所以上発生している
(8)全光線透過率
実施例および比較例で得られた両面粘着シートの剥離フィルムを2枚とも取り除き、JIS K7105−1981に準拠し、積分球式光線透過率測定装置(日本電色工業社製、製品名「NDH−2000」)を用いて全光線透過率を測定した。
(9)厚み
実施例および比較例で得られた両面粘着シートについて、JIS K7130−1999に準じて、定圧厚さ測定器(テクロック社製、製品名:PG−02)で測定した。また各樹脂層の厚みは、それぞれ単体樹脂層の状態で測定した。
Claims (4)
- 厚さ2〜50μmの透明樹脂層上に厚さ5〜60μmの透明粘着剤層を設けた繰り返し単位が2単位以上積層され、最外層の透明樹脂層の透明粘着剤層が設けられていない側に厚さ5〜60μmの透明粘着剤層が形成され、透明樹脂層の破断応力が28〜300MPaであり、透明粘着剤層の剪断貯蔵弾性率が0.05〜1.3MPaである光学製品用両面粘着シート。
- 透明樹脂層と透明粘着剤層の屈折率差が0.2以下であり、全光線透過率が95%以上である請求項1に記載の光学製品用両面粘着シート。
- 積層部分が一つの繰り返し単位を裁断して得た複数の繰り返し単位を積層したものである請求項1または2に記載の光学製品用両面粘着シート。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の光学製品用両面粘着シートにより、タッチパネルモジュールと表示体とが固定されてなることを特徴とするタッチパネル付き表示装置。
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