JP7211457B1 - フレキシブル画像表示装置用粘着シート、フレキシブル画像表示装置用積層体及び、フレキシブル画像表示装置。 - Google Patents
フレキシブル画像表示装置用粘着シート、フレキシブル画像表示装置用積層体及び、フレキシブル画像表示装置。 Download PDFInfo
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Abstract
Description
復元率=(α-β)/α×100・・・(数式1)
(ここでβとはα計測後、ひずみを0kPaとしてから5分後の残留変形量を表す。)
本願発明のフレキシブル画像表示装置用粘着シート(以下、粘着シートとも省略する)は粘着剤層およびセパレータからなり、粘着剤層の一方面にセパレータが積層された形態、並びに粘着剤層の両面をセパレータで挟みこむ形態のいずれも含まれる。中でも両面を挟み込む形態が好ましい。
尚、粘着剤層は単層であることが好ましいが、間に芯材を設ける形態も好ましい。
芯材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドを用いることができる。
本願発明の粘着剤層は所定のゲル分率、弾性率、変形量α、及び復元率を満たし、カラーレスポリイミドと貼り合わせフレキシブル画像表示装置として曲げて使用した際に、曲げ部の白化と端部のズレを抑制することができる。
粘着剤層のゲル分率は50~90%であって、55~90%がより好ましい。ゲル分率を上記範囲とすることで、曲げ箇所の白化が良化する。ゲル分率は養生時間、温度の調整並びに、硬化剤量や数平均分子量が6000程度のアクリルモノマーや炭素数10以上の低極性成分、ヒドロキシ基含有モノマーの割合によって上記範囲に制御できる。
粘着剤層の-30℃での貯蔵弾性率(以下、貯蔵弾性率とも省略する)は10MPa以下であって、8MPa以下が好ましく、5MPa以下がより好ましい。貯蔵弾性率を上記範囲とすることで、曲げ部の白化を抑制できる。また、貯蔵弾性率の上限は0.5MP以上が好ましい。
上記弾性率はアクリル系粘着剤に2―エチルへキシルアクリレートなどの炭素数10以上のアルキル基を用いることで調整できる。
粘着剤層の変形量αは200~1000%であって、200~700%か好ましく、300~600%がより好ましい。粘着剤層の変形量αを上記範囲とすることで、端部のズレが抑制される。ここで、本発明における粘着剤層の変形量αとは、厚さ1mmの粘着剤層をレオメータにてφ8mmの測定プローブを用いて25℃、パラレルプレートで20kPaのひずみを5分間与えた時の変形量である。変形量αは粘着剤の硬化剤量を低下させると向上し、硬化剤量を増加させると変形量αが低下する。
粘着剤層の復元率は70%以上であって、75%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。復元率を70%以上とすることで曲げ箇所の白化が良化する。
本発明における復元率とは、数式1により算出される値である。
復元率=(α-β)/α×100・・・(数式1)
(ここでβとは上述したレオメータによるα計測後、ひずみを0kPaとした後、5分後の残留変形量αを表す。)
復元率は粘着剤層の硬化剤量を増加させると向上する。また、2―エチルへキシルアクリレートなどの炭素数10以上の分岐アルキル基や数平均分子量が6000程度のアクリルモノマーの割合を増やすことで向上する。
本フレキシブル画像表示装置用粘着シートはカラーレスポリイミドと貼り合わせることを特徴とする。カラーレスポリイミドとは400nm~700nmにおける透過率が80%以上であって、ガラス転移温度が250℃以上のポリイミドフィルムである。厚みは好ましくは10~200μmが好ましく、20~100μmがより好ましい。
本発明の粘着シートのカラーレスポリイミドに対する粘着力は、10~50N/25mmであることが好ましく、15~45N/25mmがより好ましい。上記範囲とすることでカラーレスポリイミドと粘着剤層界面の端部のズレが抑制される。
粘着力を上記範囲内とするためカラーレスポリイミド表面にコロナ処理又はプラズマ処理を施してもよい。
粘着剤層はアクリル系、ウレタン系、ゴム系等種々の粘着剤を用いて形成することが好ましく、特にアクリル系粘着剤を用いることが好ましい。
アクリル系粘着剤とは(メタ)アクリル共重合体からなる粘着剤である。この(メタ)アクリル共重合体)は、硬化剤と架橋し得る官能基を有する反応性官能基含有モノマーに由来するユニットを有することが好ましい。上記の粘着剤より形成された粘着剤層中の(メタ)アクリル共重合体と硬化剤との間で架橋を促すことにより、粘着剤層は硬化せしめられ、架橋構造が形成される。
アクリル系粘着剤は数平均分子量が3000~25000のマクロモノマーを含むことが好ましい。マクロモノマー数平均分子量は4000~10000が好ましく、5000~8000がより好ましい。上記範囲とすることで曲げ箇所の白化が良化する。
上記のマクロモノマーの市販品を挙げると、例えば、分子末端がメタクリロイル基であって、ポリマー鎖がポリメチルメタクリレートであるマクロモノマー(製品名:AA-6、AA-6S、数平均分子量6000;東亞合成社製)、ポリマー鎖がポリスチレンであるマクロモノマー(製品名:AS-6S、AS-6、数平均分子量6000;東亞合成社製)、ポリマー鎖がスチレン/ アクリルニトリルの共重合体であるマクロモノマー(製品名:AN-6S、数平均分子量6000;東亞合成社製)、ポリマー鎖がポリブチルアクリレートのマクロモノマー(製品名:AB-6、数平均分子量6000;東亞合成社製)、ポリマー鎖がポリブチルアクリレートのマクロモノマー(製品名:AB-8、数平均分子量8000;東亞合成社製)等が挙げられる。
アクリル系粘着剤は脂環式モノマーを含むことで、粘着力や復元率が向上するため好ましい。前記脂環式モノマーは、ハードセグメントとして凝集力の向上に寄与するため粘着力の剥離強度や復元率が向上すると考えられる。
前記アクリル系粘着剤は硬化剤を含むことが好ましい。硬化剤とはエポキシ系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、アジリジン系硬化剤、アミン系硬化剤、チオール系硬化剤、酸無水物系硬化剤から選択でき、なかでもエポキシ系硬化剤、イソシアネート系硬化剤が好ましい。
粘着剤100質量%に対して、0.1~80質量%を含むことが好ましい。この範囲とすることにより、凝集力が高く復元率を向上することできる。より好ましい範囲は、0.1~30質量%であり、より好ましくは0.1~10質量%である。
硬化剤は芳香族系化合物であることが好ましい。具体的にはエポキシ系の芳香族系化合物としてフェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、トリスフェノールメタン型、テトラフェノールエタン型、ビキシレノール型もしくはビフェノール型、複素環を有するエポキシなどがあげられる。イソシアネート系の芳香族系化合物としては、例えばトリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、キシリレ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およびこれらのアロファネート体、ビウレット体、イソシアヌレート体、プレポリマー体およびアダクト体があげられる。アミン系の芳香族系化合物としては、例えばメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルベンゼン、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、複素芳香環を含むアミンなどがあげられる。チオール系の芳香族系化合物としては、例えばN,N-ジメチルアニリン等の三級アミン、メルカプトベンゾイミダゾールなどがあげられる。酸無水物系の芳香族系化合物としては、例えば無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などがあげられる。
粘着剤層はZnが0.01%以上、0.2%以下含むことが好ましい。粘着剤層にZnを上記範囲含有することで、復元率が良化する。Znは粘着剤層を形成する原料としてZn化合物を含有させることが好ましい。Zn化合物としてステアリン酸亜鉛等、酢酸亜鉛、炭酸亜鉛が挙げられる。これらの中では、粘着剤層での分散性に優れるために、透明性が良好な、粘着剤組成物が得られることから、酢酸亜鉛が特に好ましい
本発明の粘着剤層は、粘着剤組成物から形成される。粘着剤組成物とは、後述する粘着剤に必要に応じて硬化剤や粘着付与樹脂、溶剤を配合したものである。粘着剤層を形成する方法としては、例えば、前記粘着剤組成物をセパレータに塗布し、溶剤等を乾燥除去して粘着剤層を形成する方法が挙げられる。一方、カラーレスポリイミドに前記粘着剤組成物を直接塗布し溶剤等を乾燥して粘着剤層を形成しても良い。
尚、粘着剤層とカラーレスポリイミドの積層面にハードコート層や、易接着用コーティング層が積層されていても良い。
フレキシブル画像表示装置は、屈曲機能を有することが大きな特徴の1つであり、上記のフレキシブル画像表示装置用積層体と、折り曲げ可能に構成された有機EL表示パネルとを含み、有機EL表示パネルに対して視認側にフレキシブル画像表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。また、有機EL表示パネルに代えて、液晶パネルであってもよく、更に、フレキシブル画像表示装置用積層体に対して視認側にウインドウが配置されていてもよい。
重量平均分子量(Mw)の測定は、島津製作所社製GPC「LC-GPCシステム」を用いた。重量平均分子量(Mw)の決定は、分子量既知のポリスチレンを標準物質とした換算で行った。
装置名:島津製作所社製、LC-GPCシステム「Prominence」
カラム:東ソー社製GMHXL 4本、東ソー社製HXL-H 1本を連結した。
移動相溶媒 : テトラヒドロフラン
流量 : 1.0ml/分
カラム温度 : -30℃
粘着剤の合成に用いたモノマー並びに、市販の粘着剤、添加剤、硬化剤の詳細を下記に示す。
2EHA:2-エチルへキシルアクリレート
BA:ブチルアクリレート
IBXA:イソボルニルアクリレート
CH:シクロヘキシルアクリレート
AA-6:マクロモノマー(片末端メタクリロイル基ポリメチルメタクリレート、数平均分子量6000(東亜合成社製))
AK-32:マクロモノマー(片末端メタクリロイル基ポリジメチルシロキサン、数平均分子量20000(東亜合成社製))
AA:アクリル酸
HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
Am:アクリルアミド
P6010:ポリ3-メチル-1,5-ペンタンジオールアジペート
MDI:ポリイソシアネート化合物としてトリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンのアダクト体
D-110N:ポリイソシアネート化合物として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のアダクト体
D-160N:ポリイソシアネート化合物としてヘ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のアダクト体
EX-313:多官能エポキシ化合物(グリセロールポリグリシジルエーテル)
PZ-33:3官能アジリジン化合物
X-40-3229:シリコーン系粘着剤;信越シリコーン社製
KR3700:シリコーン系粘着剤;信越シリコーン社製
TUFTEC H1272:水添スチレンエラストマー(SEBS);旭化成社製
LA2330:PMMA-PnBA-PMMAトリブロック共重合体、Mw:99400、PMMA/PnBA=20/80(質量比);クラレ社製
LA4285:PMMA-PnBAブロック共重合体、Mw:60000、PMMA/PnBA=55/45(質量比);クラレ社製
FTR6100:スチレン系モノマー/脂肪族系モノマー共重合体、軟化点95℃;三井化学社製
XK-614:非スズ系ウレタン硬化触媒
CAT-PL-50T:白金触媒;信越化学社製
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と記述する。)に、マクロモノマーAA-6(東亜合成社製、片末端メタクリロイル基アクリル酸ブチル)(AA-6)5部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)5部、2-エチルへキシルアクリレート(EHA)60部、n-ブチルアクリレート(BA)20部、イソボルニルアクリレート(IBXA)10部、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル(以下、単に「AIBN」と記述する。)0.2部を仕込み、この反応容器内の雰囲気を窒素ガスで置換した。その後、窒素雰囲気下で撹拌しながら、50℃まで加熱し反応を開始した。その後、反応溶液を50℃で4時間反応させた。反応終了後、冷却し、酢酸エチルで希釈して不揮発分30%、粘度3000mPa・sのアクリル系共重合体である、粘着剤(R1)を得た。得られた粘着剤(R1)の重量平均分子量は140万であった。
表1記載の組成および配合量(質量部)に変更した以外は、粘着剤(R1)の製造と同様の方法でR2~R12を合成した。得られた粘着剤の重量平均分子量(Mw)を表1に示す。尚、表中の空欄は配合していないことを表す。
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計、滴下ロートを備えた4口フラスコにポリオール「P1010(2官能ポリエステルポリオール、クラレ社製)」25.0部、「PPG1000(2官能ポリプロピレングリコール、三洋化成工業社製)」75.0部、「イソホロンジイソシアネート」20.0部、トルエン23.6部、触媒としてジオクチル錫ジラウレート0.01部を仕込み、100℃まで徐々に昇温して、2時間反応を行った-30℃まで冷却し、酢酸エチル76.4部を加えた。IRチャートのNCO特性吸収(2,270cm-1)が消失していることを確認し反応を終了した。このウレタン樹脂(R13)の分子量(Mw)は200,000不揮発分30%のウレタン系の粘着剤(R13)を得た。
粘着剤(R1)100部と、硬化剤であるD-110Nを0.40重量部配合し、更に酢酸エチルを加えて不揮発分を20%に調整した粘着剤組成物を得た。
粘着シートを30mm×100mmの大きさに裁断し、一方面のセパレータを剥離し露出した粘着剤層を、秤量した300メッシュのステンレス製金網(重量W0)に貼り付け、もう一方のセパレータを剥離して試料とした。前記試料を秤量した重量をW1とし、試料を酢酸エチル中で24時間静置後、100℃で1時間乾燥させ秤量した重量をW2とし、下記式で算出した。
ゲル分率(%)={(W2-W0)/(W1-W0)}×100
粘着シートの一方面のセパレータを剥がしたシートを2組用意し、粘着剤層同士をラミネータで貼り合わせ、セパレータ/粘着剤層/セパレータの積層体を作成した。前記積層体から一方面のセパレータを剥離して貼り合わせを繰り返すことで、厚さ1mmの粘着剤層の積層物を形成した。この積層物に対し、レオメータ(TAインスツルメント社製、DHR-2)にてφ8mmの測定プローブを用いて、歪み0.1%、周波数1Hz、-70℃から200℃まで昇温速度10℃/分の条件で貯蔵弾性率G’を測定した。
粘着シートの一方面のセパレータを剥がしたシートを2組用意し、粘着剤層同士をラミネータで貼り合わせ、セパレータ/粘着剤層/セパレータの積層体を作成した。前記積層体から一方面のセパレータを剥離して貼り合わせを繰り返すことで、厚さ1mmの粘着剤層の積層物を形成した。この積層物に対し、レオメータ(TAインスツルメント社製、DHR-2)にてφ8mmの測定プローブを用いて25℃、パラレルプレートで20kPaのひずみを5分間与えた時の変形量を変形量αとし、変形量α計測後ひずみを0KPaとした後、5分後の残留変形量をβとし、下記数式1にて「復元率」を算出とした。
復元率=(α-β)/α×100・・・(数式1)
粘着シートの一方面のセパレータを剥がして50μmのPETフィルムにラミネータを用いて貼り付けた。続いて、もう一方のセパレータを剥がし、一方の面に出力300Wでコロナ処理を施した厚さ50μmのカラーレスポリイミド(KOLON社製)のコロナ処理面にラミネータにより貼り付けた。その後50℃、5気圧のオートクレーブ内に20分保持させて各部材を密着させることで測定試料を得た。前記測定試料を、23℃で1日放置した後に、23℃、相対湿度50%の環境下で、引張試験機(オリエンテック社製「テンシロン」)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で粘着力を測定した。
作製した粘着シートからセパレータを剥がし、露出した粘着剤層を25℃、相対湿度50%雰囲気でカラーレスポリイミド(KOLON社製、50μm)にラミネータを用いて貼着し、もう一方のセパレータを剥がして、厚みが188μmのPETフィルムにラミネータを用いて貼り合わせ、PETフィルム/粘着剤層/カラーレスポリイミドからなる試験用積層体を得た。次いで試験用積層体を、常態試験として25℃、相対湿度50%雰囲気にて折り曲げ試験機(ユアサシステム機器社製)を用いて、折り曲げた時の内径(直径)が6mm条件に設定し、折り曲げと180°開放とを1サイクルとして30万サイクル繰り返し行った。別途、内径(直径)が3mmの条件に変更した試験も行った。試験後の外観を曲げ箇所の白化と端部のズレについて下記基準で評価した。
外観:試験用積層体の気泡の有無および粘着剤層の浮きや剥がれの有無を以下の条件で目視評価した。
[曲げ箇所の白化]
5:折り曲げた箇所から左右5mmずつの範囲で気泡が見られない。
4:折り曲げた箇所から左右5mmずつの範囲で気泡が10個以下である。
3:折り曲げた箇所から左右5mmずつの範囲で気泡が11個以上50個以下である。
2:折り曲げた箇所から左右5mmずつの範囲で気泡が51個以上100個以下である。
1:折り曲げた箇所から左右5mmずつの範囲で気泡が100個以上である。
[端部のズレ]
5:PETフィルムと偏光板のズレが1mm未満である。
4:PETフィルムと偏光板のズレが1mm以上、2mm未満である。
3:PETフィルムと偏光板のズレが2mm以上、3mm未満である。
3:PETフィルムと偏光板のズレが3mm以上、4mm未満である。
1:PETフィルムと偏光板のズレが4mm以上である。
実施例1と同様の方法で実施例2~21、比較例1~3の粘着シートを得た。配合比率及び評価結果を表2~3に示す。
Claims (7)
- カラーレスポリイミドと粘着剤層を貼付するための、粘着剤層およびセパレータを有するフレキシブル画像表示装置用粘着シートであって、
前記粘着剤層は、
ゲル分率が55~90%であって、
かつ、-30℃での貯蔵弾性率が0.5MPa以上8MPa以下であって、
かつ、レオメータにてφ8mmの測定プローブを用いて25℃、パラレルプレートで20kPaのひずみを5分間与えた時の変形量αが200~700%であって、
かつ、下記数式(1)により求められる復元率が70%以上であり、
前記粘着剤層は(メタ)アクリル共重合体および硬化剤を含むアクリル系粘着剤を用いて形成され、
前記(メタ)アクリル共重合体は脂環式モノマーおよび炭素数8以上の分岐アルキル基を有するアクリルモノマーを原料として含み、
前記アクリル系粘着剤の重量平均分子量(Mw)が100万以上であることを特徴とするフレキシブル画像表示装置用粘着シート。
復元率=(α-β)/α×100・・・(数式1)
(ここでβとはα計測後、ひずみを0kPaとしてから5分後の残留変形量を表す。) - カラーレスポリイミドに対する粘着剤層の粘着力が10~50N/25mmである請求項1記載のフレキシブル画像表示装置用粘着シート。
- 前記アクリル系粘着剤が数平均分子量の3000~25000のマクロモノマーを含む請求項1又は2記載のフレキシブル画像表示装置用粘着シート。
- カラーレスポリイミドと粘着剤層を貼付するための、粘着剤層およびセパレータを有するフレキシブル画像表示装置用粘着シートであって、
前記粘着剤層は、
ゲル分率が55~90%であって、
かつ、-30℃での貯蔵弾性率が0.5MPa以上8MPa以下であって、
かつ、レオメータにてφ8mmの測定プローブを用いて25℃、パラレルプレートで2
0kPaのひずみを5分間与えた時の変形量αが200~700%であって、
かつ、下記数式(1)により求められる復元率が70%以上であり、
前記粘着剤層は(メタ)アクリル共重合体および硬化剤を含むアクリル系粘着剤を用いて形成され、
前記(メタ)アクリル共重合体は数平均分子量の3000~25000のマクロモノマー、脂環式モノマーおよび炭素数8以上の分岐アルキル基を有するアクリルモノマーを原料として含むことを特徴とするフレキシブル画像表示装置用粘着シート。
復元率=(α-β)/α×100・・・(数式1)
(ここでβとはα計測後、ひずみを0kPaとしてから5分後の残留変形量を表す。) - カラーレスポリイミドに粘着剤層が貼付されたフレキシブル画像表示装置用積層体であって、
前記粘着剤層は、
ゲル分率が55~90%であって、
かつ、-30℃での貯蔵弾性率が0.5MPa以上8MPa以下であって、
かつ、レオメータにてφ8mmの測定プローブを用いて25℃、パラレルプレートで20kPaのひずみを5分間与えた時の変形量αが200~700%であって、
かつ、下記数式(1)により求められる復元率が70%以上であり、
前記粘着剤層は(メタ)アクリル共重合体および硬化剤を含むアクリル系粘着剤を用いて形成され、
前記(メタ)アクリル共重合体は脂環式モノマーおよび炭素数8以上の分岐アルキル基を有するアクリルモノマーを原料として含み、
前記アクリル系粘着剤の重量平均分子量(Mw)が100万以上であることを特徴とするフレキシブル画像表示装置用積層体。
復元率=(α-β)/α×100・・・(数式1)
(ここでβとはα計測後、ひずみを0kPaとしてから5分後の残留変形量を表す。) - カラーレスポリイミドに粘着剤層が貼付されたフレキシブル画像表示装置用積層体であって、
前記粘着剤層は、
ゲル分率が55~90%であって、
かつ、-30℃での貯蔵弾性率が0.5MPa以上8MPa以下であって、
かつ、レオメータにてφ8mmの測定プローブを用いて25℃、パラレルプレートで20kPaのひずみを5分間与えた時の変形量αが200~700%であって、
かつ、下記数式(1)により求められる復元率が70%以上であり、
前記粘着剤層は(メタ)アクリル共重合体および硬化剤を含むアクリル系粘着剤を用いて形成され、
前記(メタ)アクリル共重合体は数平均分子量の3000~25000のマクロモノマー、脂環式モノマーおよび炭素数8以上の分岐アルキル基を有するアクリルモノマーを原料として含むことを特徴とするフレキシブル画像表示装置用積層体。
復元率=(α-β)/α×100・・・(数式1)
(ここでβとはα計測後、ひずみを0kPaとしてから5分後の残留変形量を表す。) - 請求項5または6記載のフレキシブル画像表示装置用積層体を含むフレキシブル画像表示装置。
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