JP7269969B2 - 粘着シート、これを用いた表示装置、粘着フィルムの製造に用いる粘着層形成用組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置等に用いられる粘着シート、これを用いた表示装置、粘着フィルムの製造に用いる粘着層形成用組成物に関する。
表示装置は、室内外を問わず、外光が入射する環境下で使用されることが多い。表示装置に入射した外光は、表示装置の表面で反射され、外光の反射像が表示画像と混合することにより、表示品質の低下を引き起こす。したがって、表示装置に反射防止機能を付与することが必須であり、表示品質を向上させるため、反射防止機能の高性能化が求められている。
一般に、反射防止機能は、表示装置の表面に低屈折率層を形成することにより付与することができる。また、反射防止機能をより高性能化させるために、高屈折率層、または、中屈折率層及び高屈折率層の両方を設け、最表面に低屈折率層を形成する手法も知られている。
また、表示装置に入射した外光が、表示装置内部の部材(例えば、電極や蛍光体、カラーフィルタ)で反射され、反射光が表示面から再射出されることによって、表示品質が低下するという問題もある。この問題に対しては、円偏光板を表示面側に設けることにより、外光の表示装置内部への入射と内部における反射とを低減する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、一般に表示装置は高い色純度が求められる。色純度とは表示装置の表示可能な色の広さを示し、色再現範囲とも呼ばれる。よって、高い色純度であることは色再現範囲が広く、色再現性がよいことを意味する。色再現性の向上は、表示パネルの白色光源に対し、カラーフィルタを用いた色分離、もしくは単色光源をカラーフィルタで補正し、狭半値化させる手法が知られている。
特開2013-251376号公報
反射防止機能を付与するために円偏光板を使用した表示装置では、表示パネルから発せられる光も円偏光板により吸収される。円偏光板以外のフィルム等による吸収を加味すると、表示パネルから発せられた光の透過率は50%未満となり、輝度低下が顕著となる。輝度低下を補うためには表示パネルの発光強度を高くする必要があるが、発光素子の寿命低下を引き起こす可能性がある。更に、円偏光板を用いる場合、円偏光板自体の厚みにより薄型化が困難であるという問題もある。
また、表示装置の色再現性を向上させる場合には、カラーフィルタの厚膜化や色材の高濃度化が必要となり、画素形状や視野角特性の悪化など表示品位を低下させる問題があった。
それ故に、本発明は、表示装置の低反射率化、高輝度化及び薄型化、及び色再現性の向上を図ることができる粘着シート、粘着シートを用いた表示装置、粘着シートの製造に用いる粘着層形成用組成物を提供することを目的とする。
本発明に係る粘着シートは、粘着剤と、色素とを含有する第一の粘着層と、第一の粘着層の一方面側に積層される紫外線吸収層とを備える。色素は、極大吸収波長が470~530nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~45nmである第1の色材と、極大吸収波長が560~620nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~55nmである第2の色材とを含有し、第1の色材がピロメテンコバルト錯体染料であり、紫外線吸収層のJIS L 1925に準拠した紫外線遮蔽率が85%以上であり、第一の粘着層が、分子量2000以上のヒンダードアミン系光安定剤と一重項酸素クエンチャーとを含有することを特徴とする。
また、本発明に係る表示装置は、上記の粘着シートを備えるものである。
また、本発明に係る粘着層形成用組成物は、粘着剤と、色素と、添加剤とを含有し、色素が、極大吸収波長が470~530nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~45nmである第1の色材と、極大吸収波長が560~620nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~55nmである第2の色材とを含有し、第1の色材がピロメテンコバルト錯体染料であり、添加剤が、分子量2000以上のヒンダードアミン系光安定剤と一重項酸素クエンチャーとを含有することを特徴とする。
本発明によれば、表示装置の低反射率化、高輝度化、薄型化、及び色再現性向上を図ることができる粘着シート、これを用いた表示装置、粘着フィルムの製造に用いる粘着層形成用組成物を提供できる。
第1の実施形態に係る粘着シートの概略構成を示す断面図 第2の実施形態に係る粘着シートの概略構成を示す断面図 第3の実施形態に係る粘着シートの概略構成を示す断面図 第4の実施形態に係る粘着シートの概略構成を示す断面図 第5の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図 第6の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図 第7の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図 透過特性の評価に用いた光源のスペクトル 色再現性の評価に用いた光源のスペクトル
図1~図4は、それぞれ第1~第4の実施形態に係る粘着シートの概略構成を示す断面図である。図1~図4における上側が、表示装置に用いられたときの表示装置の観察側に相当する。本明細書において、「粘着シート」は、粘着剤を含む材料をシート状にした粘着層を単独で、あるいは、他の層と組み合わせて含むものをいい、シート状の粘着剤からなる粘着層のみの形態、粘着層の片面または両面に剥離フィルムを備える形態、粘着層の片面に透明基材を少なくとも備える透明基材付きフィルムの形態を含む。
詳細は後述するが、図1~図4に示す粘着シート11~14は、特定の波長域の光を吸収する色素を含有する第一の粘着層21を備える。粘着シート11~14の使用対象となる表示パネルは、光源を備えた表示パネルであって、特に、有機ELパネルやマイクロLEDパネル等の自発光型の表示パネルの場合には、金属電極や反射部材などが設けられる。第一の粘着層21は、粘着シート11~14に入射した外光の一部と、第一の粘着層21に貼り合わされる表示パネル(図示せず)により反射された外光の一部を吸収することにより、外光の反射光を低減する機能を有する。ただし、第一の粘着層21に含まれる色素は、耐光性が低く、外光に含まれる紫外線により光酸化されると、光吸収性が低下してしまう。そこで、本発明では、第一の粘着層21より観察側に紫外線を吸収する紫外線吸収層を設けることにより、入射した紫外線による第一の粘着層21の劣化(退色)を抑制する。
図1に示す粘着シート11は、第一の粘着層21と、第一の粘着層21の一方面側に積層される第二の粘着層22とを備える。粘着シート11は、別途作製された光学フィルムを表示パネルに貼り合わされるために用いられる。粘着シート11を用いて光学フィルムを貼り合わせる際、粘着シート11は、第一の粘着層21が表示パネル側となり、第二の粘着層22が光学フィルム側となるように用いられる。図1の例では、第二の粘着層22が紫外線吸収剤を含むことにより紫外線吸収層として機能する。尚、第一の粘着層21及び第二の粘着層22の表面には、図示しない剥離フィルムが剥離可能に貼り合わされていても良い。剥離フィルムにより、粘着シート11の使用時まで第一の粘着層21及び第二の粘着層22を保護することができる。
図2に示す粘着シート12は、第一の粘着層21と、第一の粘着層21の一方面に貼り合わされる透明基材20とを備える。透明基材20付きの粘着シート12は、表示パネルの表面に貼り合わされる光学フィルムとして用いられるものであり、典型的には、後述するように、透明基材20上に入射光を制御するための光学機能層が設けられる。粘着シート12は、第一の粘着層21が表示パネルに貼り合わされ、透明基材20が表示装置の観察側となる向きで用いられる。図2の例では、透明基材20が紫外線吸収剤を含むことにより紫外線吸収層として機能する。尚、第一の粘着層21の表面には、図示しない剥離フィルムが剥離可能に貼り合わされていても良い。剥離フィルムにより、粘着シート12の使用時まで第一の粘着層21を保護することができる。
図3に示す粘着シート13は、図1に示した粘着シート11に更に透明基材20を設けたものである。すなわち、粘着シート13は、第一の粘着層21と、第一の粘着層21の一方面側に積層される第二の粘着層22と、第二の粘着層22に貼り合わされる透明基材20とを備える。透明基材20付きの粘着シート13は、表示パネルの表面に貼り合わされる光学フィルムとして用いられるものであり、典型的には、後述するように、透明基材20上に入射光を制御するための光学機能層が設けられる。粘着シート13は、第一の粘着層21が表示パネルに貼り合わされ、透明基材20が表示装置の観察側となる向きで用いられる。図3の例では、第二の粘着層22が紫外線吸収剤を含むことにより紫外線吸収層として機能する。ただし、第二の粘着層22に加えて、透明基材20も紫外線吸収剤を含む紫外線吸収層であっても良い。尚、第一の粘着層21の表面には、図示しない剥離フィルムが剥離可能に貼り合わされていても良い。剥離フィルムにより、粘着シート12の使用時まで第一の粘着層21を保護することができる。
図4に示す粘着シート14は、透明基材20の一方面に積層される粘着層30と、透明基材20の他方面に積層される酸素バリア層23とを備える。粘着層30は、上述した第一の粘着層21、または、透明基材20側から順に積層された第二の粘着層22及び第一の粘着層21の積層体である。すなわち、図4に示した粘着シート14は、図2に示した粘着シート11または図3に示した粘着シート13の透明基材20上に更に酸素バリア層23を設けた層構成を有するものである。酸素バリア層23については後述するが、第一の粘着層21への酸素の侵入を遮断することにより、第一の粘着層21に含まれる色素の酸化による劣化を抑制するための機能層である。透明基材20付きの粘着シート14は、表示パネルの表面に貼り合わされる光学フィルムとして用いられるものであり、典型的には、後述するように、透明基材20の上層に入射光を制御するための光学機能層が設けられる。粘着シート14は、第一の粘着層21が表示パネルに貼り合わされ、酸素バリア層23が表示装置の観察側となる向きで用いられる。図4の例では、粘着層30に含まれる第二の粘着層22または透明基材20が紫外線吸収剤を含むことにより紫外線吸収層として機能する。尚、第一の粘着層21の表面には、図示しない剥離フィルムが剥離可能に貼り合わされていても良い。剥離フィルムにより、粘着シート12の使用時まで第一の粘着層21を保護することができる。
図5~図7は、それぞれ第5~第7の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。図5~図7における上側が、表示装置の表示画像を観察するときの観察側に相当する。
図5に示す表示装置1は、表示パネル10と、表示パネル10の表示面側に設けられる粘着シート15とを備える。表示パネル10は、光源を備えた表示パネルであって、典型的には、有機ELパネルやマイクロLEDパネル等の自発光型の表示パネルである、粘着シート15は、透明基材20と、透明基材20の一方面に積層される粘着層30と、透明基材の他方面に積層される高屈折率層24及び低屈折率層25とを備える。尚、図5~図7に示す粘着層30は、上述した第一の粘着層21、または、第一の粘着層及び第二の粘着層の積層体である。粘着シート15は、低屈折率層25が表示装置1の観察側の最表面となり、粘着層30が表示パネル10の表示面に貼り合わされている。低屈折率層25の屈折率は、高屈折率層24の屈折率より低く、高屈折率層24と低屈折率層25とで反射防止層を構成する。高屈折率層24と低屈折率層25は、粘着シート15に入射した外光と粘着シート15内の層間で反射した反射光とを干渉で打ち消すことにより、外光の反射を低減する。すなわち、図5に示す粘着シート15は、図2に示した粘着シート12または図3に示した粘着シート13に更に反射防止層を設けたものである。
図6に示す表示装置2は、表示パネル10と、表示パネル10の表示面側に設けられる粘着シート16とを備える。粘着シート16は、透明基材20と、透明基材20の一方面に積層される粘着層30と、透明基材20の他方面側に積層される防眩層26とを備える。粘着シート16は、防眩層26が表示装置2の観察側の最表面となり、粘着層30が表示パネル10の表示面に貼り合わされている。防眩層26は、外光の反射を制御するための光学機能層であり、表面に形成された微細な凹凸で外光を散乱させることにより外光の映り込みを低減する。すなわち、図6に示す粘着シート16は、図2に示した粘着シート12または図3に示した粘着シート13に更に防眩層を設けたものである。
図7に示す表示装置3は、表示パネル10と、表示パネル10の表示面側に設けられる粘着シート17とを備える。粘着シート17は、透明基材20と、透明基材20の一方面に積層される粘着層30と、透明基材20の他方面側に積層される防眩層26及び低屈折率層25とを備える。粘着シート17は、低屈折率層25が表示装置3の観察側の最表面となり、粘着層30が表示パネル10の表示面に貼り合わされている。防眩層26は、外光の反射を制御するための光学機能層であり、表面に形成された微細な凹凸で外光を散乱させることにより外光の映り込みを低減する。また、低屈折率層25の屈折率は、防眩層26の屈折率より低く、防眩層26と低屈折率層25とで反射防止層を構成する。すなわち、図7に示す粘着シート17は、図2に示した粘着シート12または図3に示した粘着シート13に更に防眩層及び反射防止層を設けたものである。
以下、粘着シート11~17が備える各層の詳細を説明する。
<第一の粘着層>
第一の粘着層21は、第一の粘着層21に入射する外光の一部と、表示パネルの金属電極や反射部材によって反射されて第一の粘着層21に再入射する反射光の一部とを吸収し、外光の反射を低減するための層である。第一の粘着層21は、粘着剤と可視光線に対する吸収性を有する色素とを含有する。粘着剤は、特に限定されないが、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等を使用できる。第一の粘着層21は、色素として、第1の色材及び第2の色材を含有する。第1の色材は、極大吸収波長が470~530nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~45nmであるものであり、第2の色材は、極大吸収波長が560~620nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~55nmであるものである。第一の粘着層21に含有させる第1の色材及び第2の色材として、上記の吸収特性を有するものを使用することにより、表示パネルが発光する可視光線のうち、相対的に発光強度が低い波長域の可視光線を第一の粘着層21に吸収させることができる。
表示装置に用いられる光学フィルムには、一般に、反射防止層や防眩層等の光学機能層が設けられるが、入射した外光の一部は、これらの光学機能層を透過して表示パネルにまで達し、表示パネルの表面に存在する金属電極や反射部材によって反射される。表示装置の内部で反射した光は、表示パネルの表示画像のコントラスト及び視認性を損なう原因となるため、従来、円偏光板を用いて表示パネル10の表面における反射光の低減が図られてきた。本発明では、円偏光板によって反射光を低減する代わりに、色素を含有する第一の粘着層21によって、入射光の一部を吸収する。第一の粘着層21によって吸収されなかった残りの入射光のうちの一部は、表示パネルによって反射されるが、第一の粘着層21は、反射光の一部を吸収する。これにより、外光の内部反射率は大幅に低減される。第一の粘着層21に含まれる2種類の色素の吸収波長域は、表示パネルが発する光の極大波長とは重ならないため、表示パネルから発せられた光の強度の低下は抑制される。
第一の粘着層21に含有させる色素としては、染料、顔料やナノ金属等を使用することができるが、分子内にポルフィリン構造、メロシアニン構造、フタロシアニン構造、アゾ構造、シアニン構造、スクアリリウム構造、クマリン構造、ポリエン構造、キノン構造、テトラジポルフィリン構造、ピロメテン構造及びインジゴ構造のいずれかを有する化合物及びその金属錯体からなる群から選択される1以上の化合物を含む色材を用いることが好ましい。特に、分子内にポルフィリン構造やピロメテン構造、フタロシアニン構造をもつ金属錯体を用いることがより好ましい。
また、第一の粘着層21は、上記の2種類の色材に加え、極大吸収波長が650~800nmの範囲内にある第3の色材を更に含有しても良い。ただし、第3の色材には、極大吸収波長が表示パネル10の極大発光波長と異なる色素を使用する。第一の粘着層21に第3の色材を含有させることにより、外光の反射をより低減することができる。
第一の粘着層21の厚みは、特に限定されないが5~100μm程度、より好ましくは10~60μm程度とすることが好ましい。
<第二の粘着層>
第二の粘着層22は、第一の粘着層21に含まれる色素の酸化による劣化を防止するために、紫外線吸収剤を含有する紫外線吸収層である。粘着剤は、特に限定されないが、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等を使用できる。使用可能な紫外線吸収剤化合物については後述する。
第二の粘着層22の厚みは、特に限定されないが5~100μm程度、より好ましくは10~60μm程度とすることが好ましい。
<剥離フィルム>
第一の粘着層21及び/または第二の粘着層22に剥離フィルムを設ける場合、剥離フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂からなる基材の表面にシリコーン系または非シリコーン系の剥離剤をコーティングすることにより易剥離処理を施した公知のフィルムを使用することができる。
<透明基材>
透明基材20は、可視光線の透過性に優れる材料により形成される。透明基材20の形成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリレート、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンコポリマー、含ノルボルネン樹脂、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等の透明樹脂や無機ガラスを利用できる。この中でも、ポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを好適に利用できる。透明基材20の厚みは、特に限定されないが、10~100μmとすることが好ましい。
図2に示した構成のように、第二の粘着層22を設けない場合、透明基材20を紫外線吸収層として使用することができ、この場合、透明基材20に紫外線吸収性を有する材料を含有し、形成する。透明基材20が紫外線吸収性を有することにより、第一の粘着層21に含まれる色素の退色を抑制することが可能となる。
<高屈折率層>
高屈折率層24は、活性エネルギー線硬化性樹脂、光重合開始剤、溶剤を含有する高屈折率層形成用組成物を塗布し硬化させることによって形成することができる。高屈折率層24は、典型的には、ハードコート層として構成される。高屈折率層24の屈折率は、1.50~2.40であることが好ましい。高屈折率層24の厚みは、特に限定されないが、2~10μmであることが好ましい。高屈折率層24の厚みが2μm未満の場合、高屈折率層24の硬度が不足する可能性がある。高屈折率層24の厚みが10μmを超える場合、表示装置の薄型化に不利となるため好ましくない。ただし、高屈折率層24の膜厚は、求められる表面硬度及び全体の厚みに応じて適宜設定することができる。また、高屈折率層24は、屈折率調整や硬度付与を目的として、金属酸化物微粒子を含有しても良い。高屈折率層24に金属酸化物微粒子を配合して高屈折率化することにより、後述する低屈折率層と共に反射防止層を構成することができる。
活性エネルギー線硬化性樹脂は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線の照射により重合して硬化する樹脂であり、例えば、単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを使用できる。尚、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの両方の総称であり、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルの両方の総称である。
単官能の(メタ)アクリレート化合物の例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(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、t-ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、N-ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ノニルフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2-アダマンタン、アダマンタンジオールから誘導される1価のモノ(メタ)アクリレートを有するアダマンチルアクリレート等のアダマンタン誘導体モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
2官能の(メタ)アクリレート化合物の例としては、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、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコ-ルジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
3官能以上の(メタ)アクリレート化合物の例としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス2-ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等のトリ(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、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジ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ペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物や、これら(メタ)アクリレートの一部をアルキル基やε-カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂として、ウレタン(メタ)アクリレートも使用できる。ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、ポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、もしくはプレポリマーを反応させて得られた生成物に水酸基を有する(メタ)アクリレートモノマーを反応させることによって得られるものを挙げることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートの例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等が挙げられる。
上述した活性エネルギー線硬化性樹脂は1種を用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。また、上述した活性エネルギー線硬化性樹脂、高屈折率層形成用組成物中でモノマーであっても良いし、一部が重合したオリゴマーであっても良い。
高屈折率層形成用組成物に用いる光重合開始剤としては、例えば、2,2-エトキシアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、p-クロロベンゾフェノン、p-メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、2-クロロチオキサントン等を使用できる。これらのうち1種類を単独で使用しても良いし、2種類以上を組み合わせて使用して良い。
また、高屈折率層形成用組成物に用いる溶剤としては、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、1,3,5-トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n-ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸n-ペンチル、およびγ-プチロラクトン等のエステル類、さらにメチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられる。これらを単独、もしくは2種類以上合わせて用いても良い。
また、屈折率調整や硬度付与を目的とし、高屈折率層形成用組成物に配合可能な金属酸化物微粒子としては、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛等が挙げられる。
その他の添加剤として、高屈折率層形成用組成物に、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、光増感剤、導電材料等を加えても良い。
<低屈折率層>
低屈折率層25は、活性エネルギー線硬化性樹脂を少なくとも含有する低屈折率層形成用組成物を透明基材に塗布し硬化させることによって形成することができる。低屈折率層形成用組成物に用いる活性エネルギー線硬化性樹脂としては、高屈折率層で説明したものを使用することができる。低屈折率層形成用組成物には、屈折率調整のために、LiF、MgF、3NaF・AlF、AlF、NaAlF等の微粒子やシリカ微粒子を配合しても良い。また、シリカ微粒子として、多孔質シリカ微粒子や中空シリカ微粒子等の粒子内部に空隙を有するものを用いることが、低屈折率層の低屈折率化に有効である。また、低屈折率層形成用組成物には、高屈折率層で説明した光重合開始剤や溶剤、その他の添加剤を適宜配合しても良い。低屈折率層25の屈折率は、1.20~1.55とすることが好ましい。また、低屈折率層32の膜厚は、特に限定されないが、40nm~1μmとすることが好ましい。
低屈折率層25は、珪素酸化物、フッ素含有シラン化合物、フルオロアルキルシラザン、フルオロアルキルシラン、フッ素含有珪素系化合物、パーフルオロポリエーテル基含有シランカップリング剤のいずれかを含有しても良い。これらの材料は、低屈折率層25に撥水性及び/または撥油性を付与することにより、防汚性を高めることができる。
<防眩層>
防眩層26は、表面に微細な凹凸を有し、この凹凸で外光を散乱させることにより外光の映り込みを低減する層である。防眩層26は、活性エネルギー線硬化性樹脂と、有機微粒子及び/または無機微粒子とを含有する防眩層形成用組成物を塗布し硬化させることによって形成することができる。防眩層形成用組成物に用いる活性エネルギー線硬化性樹脂としては、高屈折率層で説明したものを使用することができる。防眩層26の膜厚は、特に限定されないが、1~10μmであることが好ましい。
有機微粒子は、主として防眩層26の表面に微細な凹凸を形成し、外光を拡散させる機能を付与する材料である。有機微粒子としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン系樹脂等の透光性樹脂材料からなる樹脂粒子を使用できる。屈折率や樹脂粒子の分散性を調整するために、材質(屈折率)の異なる2種類以上の樹脂粒子を混合して使用しても良い。
無機微粒子は、主として防眩層26中の有機微粒子の沈降や凝集を調整するための材料である。無機微粒子としては、シリカ微粒子や、金属酸化物微粒子、各種の鉱物微粒子等を使用することができる。シリカ微粒子としては、例えば、コロイダルシリカや(メタ)アクリロイル基等の反応性官能基で表面修飾されたシリカ微粒子等を使用することができる。金属酸化物微粒子としては、例えば、アルミナや酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタニア、ジルコニア等を使用することができる。鉱物微粒子としては、例えば、雲母、合成雲母、バーミキュライト、モンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、ノントロナイト、マガディアイト、アイラライト、カネマイト、層状チタン酸、スメクタイト、合成スメクタイト等を使用することができる。鉱物微粒子は、天然物及び合成物(置換体、誘導体を含む)のいずれであっても良く、両者の混合物を使用しても良い。鉱物微粒子の中でも、層状有機粘土がより好ましい。層状有機粘土とは、膨潤性粘土の層間に有機オニウムイオンを導入したものをいう。有機オニウムイオンは、膨潤性粘土の陽イオン交換性を利用して有機化することができるものであれば制限されない。鉱物微粒子として、層状有機粘土鉱物を用いる場合、上述した合成スメクタイトを好適に使用できる。合成スメクタイトは、防眩層形成用の塗工液の粘性を増加させ、樹脂粒子及び無機微粒子の沈降を抑制して、光学機能層の表面の凹凸形状を調整する機能を有する。
防眩層26は、珪素酸化物、フッ素含有シラン化合物、フルオロアルキルシラザン、フルオロアルキルシラン、フッ素含有珪素系化合物、パーフルオロポリエーテル基含有シランカップリング剤のいずれかを含有しても良い。これらの材料は、防眩層26に撥水性及び/または撥油性を付与することにより、防汚性を高めることができる。
防眩層26は、材料を偏在させることにより、第一の粘着層21側から順に、相対的に屈折率が高い層と、相対的に屈折率が低い層とが積層された層として形成しても良い。材料を偏在させた防眩層26は、例えば、表面修飾したシリカ微粒子または中空シリカ微粒子を含有する低屈折率材料と、高屈折率材料とを含有する組成物を塗工し、両者の表面自由エネルギーの差を利用して相分離させることにより形成することができる。防眩層26を層分離した2層で構成する場合、第一の粘着層21側の相対的に屈折率が高い層の屈折率を1.50~2.40とし、表面側の相対的に屈折率が低い層の屈折率を1.20~1.55とすることが好ましい。
<紫外線吸収層>
実施形態に係る粘着シート11~17において、第一の粘着層21に含まれる色素の劣化を抑制するため、第一の粘着層よりも上層(観察側)に、紫外線吸収層が設けられる。紫外線吸収層の紫外線遮蔽率は、85%以上であることが好ましい。ここで、紫外線遮蔽率は、JIS L 1925に準拠して測定される値であり、以下の式により算出される。
紫外線遮蔽率(%)=100-波長290~400nmの紫外線の平均透過率(%)
紫外線吸収層は、第一の粘着層21よりも観察側に設けられる第二の粘着層22または透明基材20により構成することができる。ただし、第二の粘着層22または透明基材20に代えて、あるいは、第二の粘着層22または透明基材20に加えて、第一の粘着層21よりも観察側に設けられるいずれかの層に紫外線吸収剤を含有させることにより紫外線吸収層を設けても良い。また、図4~図7の例では、酸素バリア層23、高屈折率層24、低屈折率層25及び防眩層26のいずれか1層または2層以上に紫外線吸収剤を含有させて、紫外線吸収層としても良い。
紫外線吸収剤は、特に限定されないが、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、しゅう酸アニリド系、シアノアクリレート系の化合物を使用できる。紫外線吸収剤は、第一の粘着層21に含まれる色素の劣化を抑制するために配合するものであるため、紫外線領域のうち、第一の粘着層21に含まれる色素の劣化に寄与する波長域の光の吸収性を有するものを使用する。
紫外線吸収層を、紫外線吸収剤を含有する光重合性組成物を塗布及び硬化させることにより形成する場合、紫外線吸収剤による紫外線吸収量が多くなりすぎると、組成物の硬化が不十分となり、得られる粘着シートの表面硬度が不足してしまう。そこで、紫外線吸収剤を含有する光重合性組成物を用いて紫外線吸収層を形成する場合は、紫外線領域における吸収波長域が、光重合開始剤の紫外線領域における吸収波長域と異なる範囲である紫外線吸収剤を使用することにより、紫外線吸収剤を含有する際の硬化阻害を抑制することができる。紫外線吸収剤の紫外線領域における吸収波長域は、290~370nmの範囲であることが好ましい。紫外線吸収層を構成するいずれかの層に含有させる紫外線吸収剤の吸収波長域をこの範囲とした場合、当該波長域とは吸収波長域が異なるアシルフォスフィンオキサイド系の光重合開始剤を好適に使用することができる。アシルフォスフィンオキサイド系の光重合開始剤としては、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドやフェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドなどを例示できる。紫外線吸収剤と光重合開始剤の吸収波長域を異ならせることにより、紫外線吸収剤を含有する紫外線吸収層を形成する際の硬化阻害を抑制できると共に、硬化後においては、第一の粘着層21に含まれる色素が紫外線により劣化することを抑制できる。
<酸素バリア層>
酸素バリア層23の酸素透過度は、10cc/(m・day・atm)以下であり、5cc/(m・day・atm)以下であることがより好ましく、1cc/(m・day・atm)以下であることがさらに好ましい。酸素バリア層23の酸素バリア性により、第一の粘着層21に含まれる色材の酸化劣化(退色)を抑制することができる。酸素バリア層23の形成材料は、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、塩化ビリニデン、シロキサン樹脂等を含有するのが好ましく、三菱ガス化学社製のマクシーブ(登録商標)、株式会社クラレ製のエバール、旭化成株式会社のサランラテックス、サランレジン等を用いることができる。また、酸素バリア層23の厚さは特に限定されず、所望の酸素バリア性が得られる厚さとすればよい。
また、酸素バリア層23には、無機物粒子(無機化合物からなる粒子)が分散していてもよい。無機物粒子により、酸素透過度をより低くでき、第一の粘着層21の酸化劣化(退色)をより抑制することができる。無機物粒子の大きさや含有量は、特に限定されず、酸素バリア層23の厚さ等に応じて、適宜、設定すればよい。酸素バリア層23に分散させる無機物粒子の大きさ(最大長)は、酸素バリア層23の厚さ未満であるのが好ましく、小さいほど有利である。なお、酸素バリア層23に分散させる無機物粒子の大きさは、均一でも不均一でもよい。酸素バリア層23に分散させる無機物粒子としては、具体的には、シリカ粒子、アルミナ粒子、銀粒子、銅粒子、チタン粒子、ジルコニア粒子、スズ粒子等が挙げられる。
酸素バリア層23は、第一の粘着層21より上層の観察者側に積層されていればよい。したがって、酸素バリア層23は、図4に示したように、透明基材20の第一の粘着層21が設けられた面と反対側の面に積層されていても良いし、透明基材20と第一の粘着層21との間に積層されていても良い。例えば、第5の実施形態に係る粘着シート15において、透明基材20と低屈折率層25との間に酸素バリア層が更に設けられていても良い。また、第6の実施形態に係る粘着シート16において、透明基材20と防眩層26との間に酸素バリア層が更に設けられていても良い。また、第7の実施形態に係る粘着シート17において、透明基材20と低屈折率層25との間に酸素バリア層が更に設けられていても良い。図5~図7の層構成において、透明基材20と第一の粘着層21(粘着層30)との間に酸素バリア層を設けても良い。酸素バリア層を更に設けることによって、第4の実施形態と同様に、色素の酸化による退色をより抑制することができる。
<粘着層形成用組成物>
上述した第一の粘着層21は、粘着剤と、色素と、必要に応じて配合される添加剤及び溶剤とを含有する粘着層形成用組成物を剥離フィルム等の支持体や透明基材に塗布し、必要に応じて乾燥させることにより形成することができる。素としては、上述した吸収特性を有する第1の色材及び第2の色材を使用し、必要に応じて上述した吸収特性を有する第3の色材を更に配合しても良い。添加剤としては、ラジカル捕捉剤、一重項酸素クエンチャー及び過酸化物分解剤の少なくとも1種類を使用することができる。
ラジカル捕捉剤は、色素が酸化劣化する際のラジカルを捕捉し、自動酸化を抑制する働きを持ち、色素劣化(退色)を抑制する。ラジカル捕捉剤として、分子量が2000以上のヒンダードアミン系光安定剤を用いると、高い退色抑制効果が得られる。ラジカル捕捉剤の分子量が低い場合、揮発しやすいため、第一の粘着層内へ留まる分子が少なく、十分な退色抑制効果を得ることが難しい。ラジカル捕捉剤として好適に用いられる材料としては、例えば、BASF社製Chimasorb2020FDL、Chimasorb944FDL、Tinuvin622、ADEKA社製LA-63Pなどが挙げられる。
一重項酸素クエンチャーは、色素を酸化劣化(退色)させやすい性質を持つ反応性の高い一重項酸素を不活性化し、色素の酸化劣化(退色)を抑制する働きがある。一重項酸素クエンチャーとしては遷移金属錯体、色素類、アミン類、フェノール類、スルフィド類が挙げられるが、特に好適に用いられる材料としては、ジアルキルホスフェイト、ジアルキル
ジチオカルバネートまたはベンゼンジチオールの遷移金属錯体で、中心金属としてはニッケル、銅またはコバルトが好適に用いられる。
過酸化物分解剤としては、色素が酸化劣化した際に発生する過酸化物を分解し、自動酸化サイクルを停止させ、色素劣化(退色)を抑制する働きがある。過酸化物分解剤としては、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤を用いることができる。
リン系酸化防止剤としては、例えば2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、3,9-ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、および6-[3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-t-ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピンなどが挙げられる。
イオウ系酸化防止剤としては、例えば2,2-ビス({[3-(ドデシルチオ)プロピオニル]オキシ}メチル)-1,3-プロパンジイル-ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオネート]、2-メルカプトベンズイミダゾール、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル-3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオネート、ペンタエリスリチル-テトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)、2-メルカプトベンズイミダゾールなどが挙げられる。
以上説明したように、本発明に係る粘着シート11~17は、可視光線吸収性を有する色素を含有する第一の粘着層21を備える。表示装置に入射した外光の一部は、第一の粘着層21を透過して表示パネルに入射する過程と、表示パネルで反射されて第一の粘着層21を再透過する過程とにおいて、第一の粘着層21によって吸収さるため、外光の反射光の強度が低減される。これにより、表示装置の表示画像のコントラストや視認性を向上することができる。また、第一の粘着層21よりも観察側のいずれかの層に紫外線吸収層を設けることにより、色素の退色を抑制し、表示装置の表示性能を維持することが可能となる。
また、本発明に係る粘着シート11~17を用いた場合、色素の選択や配合量により、表示パネルから発せられた可視光線の透過率を50%以上とすることができるので、表示パネルの発光強度を増加することなく、円偏光板を用いた従来の構成と比べて表示装置の輝度を向上できる。また、輝度向上のために表示パネルの発光強度を増加させる必要がないので、表示パネルの耐久性を向上させることができる。また、円偏光板による可視光線カットの機能を第一の粘着層21の薄膜により実現できるため、円偏光板を用いる場合と比べて、表示装置の薄型化を図ることもできる。
尚、上記の各実施形態に係る粘着シートの最表面に防汚層を設けても良い。防汚層は、光学積層体に撥水性及び/または撥油性を付与することにより、防汚性を高めるものであり、珪素酸化物、フッ素含有シラン化合物、フルオロアルキルシラザン、フルオロアルキルシラン、フッ素含有珪素系化合物、パーフルオロポリエーテル基含有シランカップリング剤等をドライコーティングまたはウェットコーティングすることにより形成できる。
また、上記の各実施形態に係る粘着シートに帯電防止層を設けても良い。帯電防止層は、ポリエステルアクリレート系モノマー、エポキシアクリレート系モノマー、ウレタンアクリレート系モノマー、ポリオールアクリレート系モノマー等の電離放射線硬化性材料と、重合開始剤と、耐電防止剤とを含む塗液を塗布し、重合により硬化させることによって形成できる。帯電防止剤としては、例えば、アンチモンをドープした酸化錫(ATO)、スズをドープした酸化インジウム(ITO)等の金属酸化物系微粒子、高分子型導電性組成物や、4級アンモニウム塩等を使用できる。帯電防止層は、光学積層体の最表面に設けられても良いし、光学機能層と透明基材の間に設けられても良い。あるいは、上述した光学機能層を構成するいずれかの層に帯電防止剤を配合することにより帯電防止層を形成しても良い。耐電防止層を設ける場合、表面抵抗値は、1.0×10~1.0×1012(Ω/cm)であることが好ましい。
また、上記の第5の実施形態に係る粘着シートにおいて、反射防止層の性能を向上させるために、高屈折率層と透明基材との間に中屈折率層を更に設けても良い。同様に、上記の第7の実施形態に係る粘着シートにおいて、防眩層と透明基材との間に中屈折率層を更に設けても良い。これらの場合、透明基材側から順に、中屈折率層、高屈折率層(高屈折率層として機能する層)、低屈折率層の順に各層が積層されていれば良い。中屈折率層は、活性エネルギー線硬化性樹脂を少なくとも含有する中屈折率層形成用組成物を透明基材に塗布し硬化させることによって形成することができる。低屈折率層形成用組成物に用いる活性エネルギー線硬化性樹脂としては、高屈折率層で説明したものを使用することができる。中屈折率層形成用組成物には、屈折率調整のために、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛等の金属微粒子を配合しても良い。また、中屈折率層形成用組成物には、ハードコート層で説明した光重合開始剤や溶剤、その他の添加剤を適宜配合しても良い。
また、上記の各実施形態に係る粘着シートには、高屈折率層や防眩層とは別に、ハードコート層を設けて、表面硬度を付与しても良い。ハードコート層は、高屈折率層で説明した活性エネルギー線硬化性樹脂を含有する組成物を塗布し硬化させることによって形成することができる。
以下に、実施例を説明する。但し、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例では、表1、表2に示す層構成の粘着シート1~16を作製し、作製した粘着シート特性を評価した。また、粘着シートを用いた有機EL表示パネルの表示装置特性をシミュレーションにより確認した。
Figure 0007269969000001
Figure 0007269969000002
<粘着シートの作製>
以下、各層の形成方法を説明する。
(基材)
透明基材としては、下記のものを用いた。
・TAC:トリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 TG60UL、基材厚60μm、紫外線遮蔽率92.9%)
・PMMA1:ポリメチルメタクリレートフィルム(住友化学社製 W001U80、基材厚80μm、紫外線遮蔽率93.4%)
・PMMA2:ポリメチルメタクリレートフィルム(住友化学社製 W002N80、基材厚80μm、紫外線遮蔽率13.9%)
・PET1:ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡社製 SRF、基材厚80μm、紫外線遮蔽率 88.3%)
・PET2:ポリエチレンテレフタレートフィルム(SKC社製 TOR20、基材厚40μm、紫外線遮蔽率88.6%)
(光学機能層の作製)
[酸素バリア層の形成]
表1に示した実施例7の透明基材上に、PVA117(クラレ社製)80%水溶液を塗布し、乾燥させ、酸素透過度が1cc/m2・day・atmである酸素バリア層を形成した。
[ハードコート層の形成]
(ハードコート形成用組成物)
ハードコート層形成に用いるハードコート層形成用組成物の使用材料として下記のものを用い、表3に示す組成物を調製した。
・活性エネルギー線硬化性樹脂:
UA-306H(共栄社化学社製、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネート ウレタンプレポリマー)
DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
PETA(ペンタエリスリトールトリアクリレート)
・開始剤:
Omnirad TPO(IGM Resins B.V.社製)
・溶剤:
MEK(メチルエチルケトン)
酢酸メチル
Figure 0007269969000003
表1及び表2に示す透明基材または酸素バリア層上に、表3に示すハードコート形成用組成物を塗布し、80℃のオーブンで60秒間乾燥させ、その後、紫外線照射装置を用いて照射線量150mJ/cmで紫外線照射(フュージョンUVシステムズジャパン社製、光源Hバルブ)を行うことにより塗膜を硬化させ、硬化後の膜厚が5.0μmである表1及び表2に記載のハードコート層1及び2を形成した。
[低屈折率層の形成]
(低屈折率層形成用組成物)
低屈折率層形成に用いる低屈折層形成用組成物として下記のものを用いた。
・屈折率調整剤:
多孔質シリカ微粒子分散液(平均粒子径75nm、固形分20%、溶剤メチルイソブチ
ルケトン) 8.5質量部
・防汚性付与剤:
オプツールAR-110(ダイキン工業社製、固形分15%、溶剤メチルイソブチルケトン) 5.6質量部
・活性エネルギー線硬化性樹脂:
ペンタエリスリトールトリアクリレート 0.4質量部
・開始剤:
Omnirad 184(IGM Resins B.V.社製) 0.07質量部、
・レベリング剤:
RS-77(DIC社製) 1.7質量部
・溶剤:
メチルイソブチルケトン 83.73質量部
表1及び表2に示すハードコート層上に、上記組成の低屈折率層形成用組成物を塗布し、80℃のオーブンで60秒間乾燥させ、その後、紫外線照射装置(フュージョンUVシステムズジャパン社製、光源Hバルブ)を用いて照射線量200mJ/cmで紫外線照射を行うことにより塗膜を硬化させて、硬化後の膜厚が100nmである表1及び表2の低屈折率層を形成した。
[防眩層の形成]
(防眩層形成用組成物)
防眩層形成に用いる防眩層形成用組成物の使用材料として下記のものを用い、表4に示す組成物を調製した。
・活性エネルギー線硬化性樹脂:
ライトアクリレートPE-3A(共栄社化学株式会社製、屈折率1.52)
・光重合開始剤:
Omnirad TPO(IGM Resins B.V.社製)
・樹脂粒子:
スチレン-メタクリル酸メチル共重合体粒子(屈折率1.515、平均粒径2.0μm)
・無機微粒子1:
合成スメクタイト
・無機微粒子2:
アルミナナノ粒子、平均粒径40nm
・溶剤
トルエン
イソプロピルアルコール
Figure 0007269969000004
表2に示した実施例12の透明基材上に、表4に示す防眩層形成用組成物を塗布し、80℃のオーブンで60秒間乾燥させ、その後、紫外線照射装置を用いて照射線量150mJ/cmで紫外線照射(フュージョンUVシステムズジャパン社製、光源Hバルブ)を行うことにより塗膜を硬化させ、硬化後の膜厚が5.0μmである表2の防眩層を形成した。
[第一、第二粘着層の形成]
(ベース粘着剤の作製)
ベース粘着剤として下記の組成物を用いた。
・粘着樹脂:エチルアセテートに溶解されたブチルアクリレート(BA)/ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)共重合体溶液 70質量部
・硬化剤:イソシアネート系架橋剤 0.037質量部
・添加剤:シラン系カップリング剤 0.048質量部
・溶剤:MEK(メチルエチルケトン)30質量部
(第一、第二の粘着層形成用組成物)
第一、第二の粘着層形成に用いる粘着層形成用組成物の使用材料として下記のものを用い、表5に示す組成物を調製した。なお、色材の最大吸収波長及び半値幅は粘着層での特性値を分光透過率より算出した。
・第1色材
Dye-1 後述する化学式1で示されるピロメテンコバルト錯体染料(最大吸収波長493nm、半値幅 26nm)
・第2色材:
Dye-2 テトラアザポルフィリン銅錯体染料(山本化成社製 PD-311S、最大吸収波長 584nm、半値幅 17nm)
・第3色材:
Dye-3 フタロシアニン銅錯体染料(山田化学社製 FDN-002、最大吸収波長 800nm)
・添加剤:
ヒンダードアミン系光安定剤 Chimassorb944FDL(BASFジャパン社製、分子量 2000~3100)
ヒンダードアミン系光安定剤 Tinuvin249(BASFジャパン社製、分子量 482)
一重項酸素クエンチャー D1781(東京化成工業社製)
・紫外線吸収剤:
Tinuvin479(BASFジャパン社製、極大吸収波長 322nm)
LA-36(ADEKA社製、極大吸収波長 310nm、350nm)
・粘着剤:上記で作製したベース粘着剤
・溶剤:酢酸エチル
Figure 0007269969000005
Figure 0007269969000006
(粘着層及び粘着シートの作製)
上記のようにして得られた粘着剤を、離型基材フィルムに乾燥時25μmの膜厚となるように塗工し、十分に乾燥させた後、離型フィルムをラミネートし、粘着層を得た。得られた粘着層の片方の離型フィルムを剥離し、厚さ0.7mmの無アルカリガラスの支持体へ貼り合わせた。その後、粘着層のもう片方の離型フィルムを剥離し、表1及び表2で示した機能層を積層した基材を貼り合わせ、粘着シート1~16を得た。
[粘着シート特性評価]
(第一粘着層より上層の紫外線遮蔽率)
実施例1~13、比較例1~3の第一粘着層より上層の積層体について、自動分光光度計((株)日立製作所製、U-4100)を用いて透過率を測定した。これらの透過率を用いて、紫外域(290~400nm)の平均透過率を算出し、式(1)に示す紫外線遮蔽率を算出した。
式(1)
紫外線遮蔽率(%)=100-紫外域(290~400nm)の平均透過率(%)
(耐光性試験)
得られた粘着シートの信頼性試験として、キセノンウェザーメーター試験機(スガ試験機株式会社製、X75)を用い、キセノンランプ照度60W/cm(300~400nm)、試験機内温度45℃・湿度50%RH条件にて120時間試験し、試験前後に自動分光光度計((株)日立製作所製、U-4100)を用いて透過率測定を行い、波長範囲470~530nmにて試験前の最小透過率を示す波長λ1での試験前後透過率差ΔTλ1、波長範囲560~620nmにて試験前の最小透過率を示す波長λ2での試験前後透過率差ΔTλ2、試験前後でのC光源での色差ΔEabを算出した。透過率差及び色差はゼロに近い方が良好であり、ΔEab≦5となるものが好ましい。
上記の項目を評価した結果を表6、表7に示す。
Figure 0007269969000007
Figure 0007269969000008
表6、7の結果より、第1色材及び第2色材を含む粘着層は、紫外線遮蔽率85%以上の紫外線吸収層を上層に備えることで耐光性が大幅に改善した。紫外線吸収能は粘着層に備えることでは効果が小さく、上層への別層形成が必要である。更に酸素バリア層の積層や、粘着層内にラジカル捕捉剤として高分子量のヒンダードアミン光安定剤、一重項酸素クエンチャーとしてジアルキルジチオカルバネートニッケル錯体を含有することで更に耐光性が改善された。
[表示装置特性評価]
得られた粘着シート6、11、13、16について以下の評価を行った。
(白表示透過特性)
得られた粘着シートの透過率を自動分光光度計((株)日立製作所製、U-4100)を用いて測定し、この透過率を用いて、白表示時に光学フィルムを透過した光の効率を算出し、白表示透過特性として評価した。基準として、図8に示すスペクトルの白色有機EL光源とカラーフィルタを通して出力される白表示時のスペクトルの効率を100とした。
(表示装置反射特性)
得られた粘着シートの透過率を自動分光光度計((株)日立製作所製、U-4100)を用いて測定した。表示パネルの反射率を40%とし、粘着シートに低屈折率層又は防眩層などの反射防止層が観察者側最表層に設けられている場合の表面反射率Rを1%、設けられていない場合の表面反射率Rを4%とし、他の各層での界面反射及び表面反射は考慮せず、粘着シートのない状態でのD65光源に対する表示装置反射値を100とした際の相対反射値を式(2)に基づいて算出し、表示装置反射特性として評価した。
Figure 0007269969000009
(色再現性)
得られた粘着シートの透過率を自動分光光度計((株)日立製作所製、U-4100)を用いて測定し、図8に示すスペクトルの白色EL光源とカラーフィルタを通して出力される図9の赤色表示、緑色表示、青色表示スペクトルを測定した。測定した透過率と図9の赤色表示、緑色表示、青色表示スペクトルとを用いて算出されるCIE1931色度値からNTSC比を算出し、NTSC比を色再現性の指標として評価した。
表示装置での特性評価として、白表示透過特性、表示装置反射特性、色再現性を表7に示した。
Figure 0007269969000010
表8の結果より、第一の粘着層である着色粘着層を備える表示装置は反射特性が大幅に低くなった。また、円偏光板では透過率が半減するといわれているのに対し、白表示透過特性の評価値に示されるように輝度効率にも優れ、更に色再現性も向上した。
本発明は、表示装置に用いられる光学フィルム用の粘着シートとして利用できる。
1、2、3 表示装置
10 表示パネル
11、12、13、14、15、16、17 粘着シート
20 透明基材
21 第一の粘着層
22 第二の粘着層
23 酸素バリア層
24 高屈折率層
25 低屈折率層
26 防眩層
30 粘着層

Claims (13)

  1. 粘着剤と、色素とを含有する第一の粘着層と、
    前記第一の粘着層の一方面側に積層される紫外線吸収層とを備え、
    前記色素は、
    極大吸収波長が470~530nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~45nmである第1の色材と、
    極大吸収波長が560~620nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~55nmである第2の色材とを含有し、
    前記第1の色材がピロメテンコバルト錯体染料であり、
    前記紫外線吸収層のJIS L 1925に準拠した紫外線遮蔽率が85%以上であり、
    前記第一の粘着層が、分子量2000以上のヒンダードアミン系光安定剤と一重項酸素クエンチャーとを含有することを特徴とする粘着シート。
  2. 前記第1の色材吸光スペクトルの半値幅が15~26nmであることを特徴とする、請求項1に記載の粘着シート。
  3. 前記第一の粘着層が、過酸化物分解剤を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の粘着シート。
  4. 前記一重項酸素クエンチャーがジアルキルホスフェイト、ジアルキルジチオカルバネートまたはベンゼンチオールの遷移金属錯体であることを特徴とする請求項に記載の粘着シート。
  5. 前記第一の粘着層が、前記色素として、極大吸収波長が650~800nmの範囲内にある第3の色材を更に含有することを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の粘着シート。
  6. 前記第一の粘着層に含まれる色素が、ポルフィリン構造、メロシアニン構造、フタロシアニン構造、アゾ構造、シアニン構造、スクアリリウム構造、クマリン構造、ポリエン構
    造、キノン構造、テトラジポルフィリン構造、ピロメテン構造及びインジゴ構造のいずれかを有する化合物及びその金属錯体からなる群から選択される1以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の粘着シート。
  7. 前記紫外線吸収層が、粘着剤と紫外線吸収剤とを含有する第二の粘着層であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の粘着シート。
  8. 前記紫外線吸収層が、透明基材であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の粘着シート。
  9. 前記第一の粘着層よりも前記紫外線吸収層側に、酸素透過度が10cc/m・day・atm以下の酸素バリア層を更に備えることを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載の粘着シート。
  10. 前記紫外線吸収層の上層に、入射した外光の反射を低減する光学機能層として、高屈折率層および低屈折率層を含む反射防止層、または、防眩層を更に備える、請求項1~9のいずれかに記載の粘着シート。
  11. 帯電防止層または防汚層を更に含むことを特徴とする、請求項1~10のいずれかに記載の粘着シート。
  12. 請求項1~11のいずれかに記載の粘着シートを備える表示装置。
  13. 粘着剤と、色素と、添加剤とを含有し、
    前記色素が、
    極大吸収波長が470~530nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~45nmである第1の色材と、
    極大吸収波長が560~620nmの範囲内にあり、吸光スペクトルの半値幅が15~55nmである第2の色材とを含有し、
    前記第1の色材がピロメテンコバルト錯体染料であり、
    前記添加剤が、分子量2000以上のヒンダードアミン系光安定剤と一重項酸素クエンチャーとを含有することを特徴とする、粘着層形成用組成物。
JP2021006392A 2021-01-19 2021-01-19 粘着シート、これを用いた表示装置、粘着フィルムの製造に用いる粘着層形成用組成物 Active JP7269969B2 (ja)

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