JP7299378B2 - 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積層体、及び、フレキシブル画像表示装置 Download PDF

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本発明は、少なくとも偏光膜を含む光学フィルム、及び、複数の特定の粘着剤層を含むフレキシブル画像表示装置用積層体、並びに、前記フレキシブル画像表示装置用積層体が配置されたフレキシブル画像表示装置に関する。
タッチセンサ一体型の有機EL表示装置として、図1に示されるように、有機EL表示パネル10の視認側に、光学積層体20が設けられ、光学積層体20の視認側にタッチパネル30が設けられている。光学積層体20は、両面に保護膜2-1、2-2が接合された偏光膜1と位相差膜3とを含み、位相差膜3の視認側に偏光膜1が設けられている。また、タッチパネル30は、基材フィルム5-1、5-2と透明導電層6-1、6-2とを積層した構造を有する透明導電フィルム4-1、4-2がスペーサー7を介して配置された構造を有する(例えば、特許文献1参照)。
また、より携帯性に優れた折り曲げ可能な有機EL表示装置の実現が期待されている。
特開2014-157745号公報
しかしながら、特許文献1に示されるような従来の有機EL表示装置は、折り曲げることを念頭に設計されているものではない。有機EL表示パネル基材にプラスチックフィルムを用いれば、有機EL表示パネルに屈曲性を与えることができる。また、タッチパネルにプラスチックフィルムを用いて、有機EL表示パネル中に組み込むような場合であっても、有機EL表示パネルに屈曲性を与えることができる。しかし、有機EL表示パネルに積層される、従来の偏光膜等を含む光学フィルムが、有機EL表示装置の屈曲性を阻害する問題が生じている。
そこで、本発明は、少なくとも偏光膜を含む光学フィルムと、複数の特定の粘着剤層を用いることで、繰り返しの屈曲に対してもハガレや破断することがなく、耐屈曲性や密着性に優れたフレキシブル画像表示装置用積層体、及び、前記フレキシブル画像表示装置用積層体が配置されたフレキシブル画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、複数の粘着剤層と、少なくとも偏光膜を含む光学フィルムと、を含むフレキシブル画像表示装置用積層体であって、前記偏光膜の厚みが、20μm以下であり、前記複数の粘着剤層のうち、前記積層体を折り曲げた場合の凸側の最外面の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’が、他の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’と略同一、又は、小さいことを特徴とする。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記光学フィルムが、前記偏光膜と、前記偏光膜の第1の面に有する透明樹脂材料の保護膜と、前記偏光膜の前記第1の面とは異なる第2の面に有する位相差膜と、を含む光学積層体であることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記複数の粘着剤層の内、前記保護膜に対して、前記偏光膜と接している面と反対側に、第1の粘着剤層が配置されていることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記複数の粘着剤層の内、前記位相差膜に対して、前記偏光膜と接している面と反対側に、第2の粘着剤層が配置されていることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記第2の粘着剤層に対して、前記位相差膜と接している面と反対側に、タッチセンサを構成する透明導電層が配置されていることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記タッチセンサを構成する透明導電層に対して、前記第2の粘着剤層と接している面と反対側に、第3の粘着剤層が配置されていることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記第1の粘着剤層に対して、前記保護膜と接している面と反対側に、タッチセンサを構成する透明導電層が配置されていることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記複数の粘着剤層の内、前記タッチセンサを構成する透明導電層に対して、前記第1の粘着剤層と接している面と反対側に、第3の粘着剤層が配置されていることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記複数の粘着剤層が、同一の粘着剤組成物から形成されることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置は、前記フレキシブル画像表示装置用積層体と、有機EL表示パネルと、を含み、前記有機EL表示パネルに対して、視認側に前記フレキシブル画像表示装置用積層体が配置されることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置は、前記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ることが好ましい。
本発明によれば、少なくとも偏光膜を含む光学フィルムと、複数の特定の粘着剤層を用いることで、繰り返しの屈曲に対してもハガレや破断することがなく、耐屈曲性や密着性に優れたフレキシブル画像表示装置用積層体を得ることができ、更に、前記フレキシブル画像表示装置用積層体が配置されたフレキシブル画像表示装置を得ることができ、有用である。
以下、本発明による光学フィルムやフレキシブル画像表示装置用積層体、フレキシブル画像表示装置の実施形態を、図面等を参照しながら詳細に説明する。
従来の有機EL表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるフレキシブル画像表示装置を示す断面図である。 本発明の別の実施形態によるフレキシブル画像表示装置を示す断面図である。 本発明の別の実施形態によるフレキシブル画像表示装置を示す断面図である。 耐折強さの測定方法を示す図である。 実施例で使用する評価用サンプルを示す断面図である(構成A)。 実施例で使用する評価用サンプルを示す断面図である(構成B)。 実施例で使用する位相差の製造方法を示す図である。 実施例で使用する位相差の製造方法を示す図である。
[フレキシブル画像表示装置用積層体]
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、複数の粘着剤層と、光学フィルムと、を含むことを特徴とする。
[光学フィルム]
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、少なくとも偏光膜を含む光学フィルムを含むことを特徴とし、前記光学フィルムとしては、前記偏光膜に加えて、例えば、透明樹脂材料から形成される保護膜や位相差膜などのフィルムを含むものを指す。
また、本発明において、前記光学フィルムとして、前記偏光膜と、前記偏光膜の第1の面に有する透明樹脂材料の保護膜と、前記偏光膜の前記第1の面とは異なる第2の面に有する位相差膜と、を含む構成を光学積層体という。なお、前記光学フィルム中には、後述する第1の粘着剤層などの複数の粘着剤層は含まれない。
前記光学フィルムの厚さは、好ましくは92μm以下であり、より好ましくは60μm以下であり、更に好ましくは10~50μmである。前記範囲内であれば、屈曲を阻害することなく、好ましい態様となる。
前記偏光膜は、本発明の特性を損なわなければ、少なくとも片側には、保護膜が接着剤(層)により貼り合わされていても構わない(図面により図示せず)。偏光膜と保護膜との接着処理には、接着剤を用いることができる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤として用いられ、通常、0.5~60重量%の固形分を含有してなる。上記の他、偏光膜と保護膜との接着剤としては、紫外硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤等が挙げられる。電子線硬化型偏光フィルム用接着剤は、上記各種の保護膜に対して、好適な接着性を示す。また本発明で用いる接着剤には、金属化合物フィラーを含有させることができる。なお、本発明においては、偏光膜と保護膜を接着剤(層)により貼り合わせたものを、偏光フィルム(偏光板)という場合がある。
<偏光膜>
本発明の光学フィルムに含まれる偏光膜(偏光子ともいう。)は、空中延伸(乾式延伸)やホウ酸水中延伸工程等の延伸工程によって延伸された、ヨウ素を配向させたポリビニルアルコール(PVA)系樹脂を用いることができる。
偏光膜の製造方法としては、代表的には、特開2004-341515号公報に記載のあるような、PVA系樹脂の単層体を染色する工程と延伸する工程を含む製法(単層延伸法)がある。また、特開昭51-069644号公報、特開2000-338329号公報、特開2001-343521号公報、国際公開第2010/100917号、特開2012-073563号公報、特開2011-2816号公報に記載のあるような、PVA系樹脂層と延伸用樹脂基材を積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法が挙げられる。この製法であれば、PVA系樹脂層が薄くても、延伸用樹脂基材に支持されていることにより延伸による破断などの不具合なく延伸することが可能となる。
積層体の状態で延伸する工程と染色する工程を含む製法には、上述の特開昭51-069644号公報、特開2000-338329号公報、特開2001-343521号公報に記載のあるような空中延伸(乾式延伸)法がある。そして、高倍率に延伸できて偏光性能を向上させることのできる点で、国際公開第2010/100917号、特開2012-073563号公報に記載のあるような、ホウ酸水溶液中で延伸する工程を含む製法が好ましく、特に特開2012-073563号公報のようなホウ酸水溶液中で延伸する前に空中補助延伸を行う工程を含む製法(2段延伸法)が好ましい。また、特開2011-2816号公報に記載のあるような、PVA系樹脂層と延伸用樹脂基材を積層体の状態で延伸した後に、PVA系樹脂層を過剰に染色し、その後脱色する製法(過剰染色脱色法)も好ましい。本発明の光学フィルムに含まれる偏光膜は、上述のようなヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなり、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とからなる2段延伸工程で延伸された偏光膜とすることができる。また、前記偏光膜は、上述のようなヨウ素を配向させたポリビニルアルコール系樹脂からなり、延伸されたPVA系樹脂層と延伸用樹脂基材の積層体を過剰に染色し、その後脱色することにより作製された偏光膜とすることができる。
前記偏光膜の厚さは、20μm以下であり、好ましくは12μm以下であり、より好ましくは9μm以下であり、さらに好ましくは1~8μmであり、特に好ましくは3~6μmである。前記範囲内であれば、屈曲を阻害することなく、好ましい態様となる。
<位相差膜>
本発明に用いられる光学フィルムには、位相差膜を含むことができ、前記位相差膜(位相差フィルムともいう。)は、高分子フィルムを延伸させて得られるものや液晶材料を配向、固定化させたものを用いることができる。本明細書において、位相差膜は、面内及び/又は厚み方向に複屈折を有するものをいう。
位相差膜としては、反射防止用位相差膜(特開2012-133303号公報〔0221〕、〔0222〕、〔0228〕参照)、視野角補償用相差膜(特開2012-133303号公報〔0225〕、〔0226〕参照)、視野角補償用の傾斜配向位相差膜(特開2012-133303号公報〔0227〕参照)等が挙げられる。
位相差膜としては、実質的に上記の機能を有するものであれば、例えば、位相差値、配置角度、3次元複屈折率、単層か多層かなどは特に限定されず公知の位相差膜を使用することができる。
前記位相差膜の厚さは、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは10μm以下であり、更に好ましくは1~9μmであり、特に好ましくは3~8μmである。前記範囲内であれば、屈曲を阻害することなく、好ましい態様となる。
<保護膜>
本発明に用いられる光学フィルムには、透明樹脂材料から形成される保護膜を含むことができ、前記保護膜(透明保護フィルムともいう。)は、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂などを用いることができる。
前記保護膜の厚さは、好ましくは5~60μmであり、より好ましくは10~40μmであり、更に好ましくは10~30μmであり、適宜、アンチグレア層や反射防止層などの表面処理層を設けることができる。前記範囲内であれば、屈曲を阻害することなく、好ましい態様となる。
[第1の粘着剤層]
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる複数の粘着剤層の内、第1の粘着剤層は、前記保護膜に対して、前記偏光膜と接している面と反対側に、配置されることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる第1の粘着剤層を構成する粘着剤層は、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、エポキシ系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤などが挙げられる。なお、上記粘着剤層を構成する粘着剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられる。但し、透明性、加工性、耐久性、密着性、耐屈曲性などの点から、アクリル系粘着剤を単独で用いることが好ましい。
<(メタ)アクリル系ポリマー>
前記粘着剤組成物として、アクリル系粘着剤を使用する場合、モノマー単位として、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~24のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを含む(メタ)アクリル系ポリマーを含有することが好ましい。前記直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~24であるアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを用いることにより、屈曲性に優れた粘着剤層が得られる。なお、本発明における(メタ)アクリル系ポリマーとは、アクリル系ポリマーおよび/またはメタクリル系ポリマーをいい、また(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。
前記(メタ)アクリル系ポリマーの主骨格を構成する直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~24のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、s-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、n-へキシル(メタ)アクリレート、イソヘキシル(メタ)アクリレート、イソヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-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、n-ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n-ドデシル(メタ)アクリレート、n-トリデシル(メタ)アクリレート、n-テトラデシル(メタ)アクリレートなどがあげられ、中でも、一般的にガラス転移温度(Tg)が低いモノマーは、屈曲時の速い速度領域でも粘弾性体となることから、屈曲性の観点より、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数4~8のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーが好ましい。前記(メタ)アクリル系モノマーとしては、1種または2種以上を使用することができる。
前記直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~24のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーは、(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー中の主成分とするものである。ここで、主成分とは、(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー中、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数1~24のアルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーが80~100重量%であることが好ましく、90~100重量%がより好ましく、92~99.9重量%が更に好ましく、94~99.9が特に好ましい。
前記粘着剤組成物として、アクリル系粘着剤を使用する場合、モノマー単位として、反応性官能基を有するヒドロキシル基含有モノマーを含む(メタ)アクリル系ポリマーを含有することが好ましい。前記ヒドロキシル基含有モノマーを用いることにより、密着性と屈曲性に優れた粘着剤層が得られる。前記ヒドロキシル基含有モノマーは、その構造中にヒドロキシル基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の重合性不飽和二重結合を含む化合物である。
前記ヒドロキシル基含有モノマーの具体的としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12-ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート等の、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートや(4-ヒドロキシメチルシクロヘキシル)-メチルアクリレート等が挙げられる。前記ヒドロキシル基含有モノマーの中でも、耐久性や密着性の点から、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましい。なお、前記ヒドロキシル基含有モノマーとしては、1種または2種以上を使用することができる。
また、前記(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマー単位として、反応性官能基を有するカルボキシル基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、及び、アミド基含有モノマー等のモノマーを含有することが可能である。これらのモノマーを用いることにより、湿熱環境下の密着性の観点から、好ましい。
前記粘着剤組成物として、アクリル系粘着剤を使用する場合、モノマー単位として、反応性官能基を有するカルボキシル基含有モノマーを含む(メタ)アクリル系ポリマーを含有することができる。前記カルボキシル基含有モノマーを用いることにより、湿熱環境下の密着性に優れた粘着剤層が得られる。前記カルボキシル基含有モノマーは、その構造中にカルボキシル基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の重合性不飽和二重結合を含む化合物である。
前記カルボキシル基含有モノマーの具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等が挙げられる。
前記粘着剤組成物として、アクリル系粘着剤を使用する場合、モノマー単位として、反応性官能基を有するアミノ基含有モノマーを含む(メタ)アクリル系ポリマーを含有することができる。前記アミノ基含有モノマーを用いることにより、湿熱環境下の密着性に優れた粘着剤層が得られる。前記アミノ基含有モノマーは、その構造中にアミノ基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の重合性不飽和二重結合を含む化合物である。
前記アミノ基含有モノマーの具体例としては、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記粘着剤組成物として、アクリル系粘着剤を使用する場合、モノマー単位として、反応性官能基を有するアミド基含有モノマーを含む(メタ)アクリル系ポリマーを含有することができる。前記アミド基含有モノマーを用いることにより、密着性に優れた粘着剤層が得られる。前記アミド基含有モノマーは、その構造中にアミド基を含み、かつ(メタ)アクリロイル基、ビニル基等の重合性不飽和二重結合を含む化合物である。
前記アミド基含有モノマーの具体例としては、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メチロール-N-プロパン(メタ)アクリルアミド、アミノメチル(メタ)アクリルアミド、アミノエチル(メタ)アクリルアミド、メルカプトメチル(メタ)アクリルアミド、メルカプトエチル(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド系モノマー;N-(メタ)アクリロイルモルホリン、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等のN-アクリロイル複素環モノマー;N-ビニルピロリドン、N-ビニル-ε-カプロラクタム等のN-ビニル基含有ラクタム系モノマー等が挙げられる。
前記(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマー単位としては、前記反応性官能基を有するモノマーの配合割合(合計量)は、前記(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー中、20重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましく、0.01~8重量%が更に好ましく、0.01~5重量%が特に好ましく、0.05~3重量%が最も好ましい。20重量%を超えると、架橋点が多くなり、粘着剤(層)の柔軟性が失われるため、応力緩和性が乏しくなる傾向にある。
前記(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマー単位としては、上記反応性官能基を有するモノマー以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、その他共重合モノマーを導入することができる。その配合割合は、特に限定されないが、前記(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー中、30重量%以下が好ましく、含まないことがより好ましい。30重量%を超えると、特に(メタ)アクリル系モノマー以外を用いた場合、フィルムとの反応点が少なくなり、密着力が低下する傾向にある。
本発明において、前記(メタ)アクリル系ポリマーを使用する場合、通常、重量平均分子量(Mw)が100万~250万の範囲のものが用いられる。耐久性、特に耐熱性や屈曲性を考慮すれば、好ましくは、120万~220万、より好ましくは、140万~200万である。重量平均分子量が100万よりも小さいと、耐久性を確保するために、ポリマー鎖同士を架橋させる際、重量平均分子量が100万以上のものに比べて、架橋点が多くなり、粘着剤(層)の柔軟性が失われるため、屈曲時に各フィルム間で生じる曲げ外側(凸側)と曲げ内側(凹側)の寸法変化を緩和できず、フィルムの破断が生やすくなる。また、重量平均分子量が250万よりも大きくなると、塗工するための粘度に調整するために多量の希釈溶剤が必要となり、コストアップとなることから好ましくなく、また、得られる(メタ)アクリル系ポリマーのポリマー鎖同士の絡み合いが複雑になるため、柔軟性が劣り、屈曲時にフィルムの破断が発生しやすくなる。なお、重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定し、ポリスチレン換算により算出された値をいう。
このような(メタ)アクリル系ポリマーの製造は、溶液重合、塊状重合、乳化重合、各種ラジカル重合等の公知の製造方法を適宜選択できる。また、得られる(メタ)アクリル系ポリマーは、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等いずれでもよい。
前記溶液重合においては、重合溶媒として、例えば、酢酸エチル、トルエン等が用いられる。具体的な溶液重合例としては、窒素等の不活性ガス気流下で、重合開始剤を加え、通常、50~70℃程度で、5~30時間程度の反応条件で行われる。
ラジカル重合に用いられる重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤等は特に限定されず適宜選択して使用することができる。なお、(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、重合開始剤、連鎖移動剤の使用量、反応条件により制御可能であり、これらの種類に応じて適宜のその使用量が調整される。
前記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-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、2,2´-アゾビス(N,N´-ジメチレンイソブチルアミジン)、2,2´-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]ハイドレート(商品名:VA-057、和光純薬工業(株)製)等のアゾ系開始剤、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、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、t-ブチルパーオキシピバレート、ジラウロイルパーオキシド、ジ-n-オクタノイルパーオキシド、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ(4-メチルベンゾイル)パーオキシド、ジベンゾイルパーオキシド、t-ブチルパーオキシイソブチレート、1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、t-ブチルハイドロパーオキシド、過酸化水素等の過酸化物系開始剤、過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムの組み合わせ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムの組み合わせ等の過酸化物と還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
前記重合開始剤は、1種または2種以上を混合して使用してもよいが、全体としての含有量は、例えば、前記(メタ)アクリル系ポリマーを構成する全モノマー100重量部に対して、0.005~1重量部程度であることが好ましく、0.02~0.5重量部程度であることがより好ましい。
また、連鎖移動剤、乳化重合する場合に用いる乳化剤又は反応性乳化剤を用いる場合、これらは従来公知のものを適宜用いることができるものである。また、これらの添加量としては、本発明の効果を損なわない範囲で適宜決定することができる。
<架橋剤>
本発明の粘着剤組成物には、架橋剤を含有することができる。架橋剤としては、有機系架橋剤や多官能性金属キレートを用いることができる。有機系架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤、エポキシ系架橋剤、イミン系架橋剤等が挙げられる。多官能性金属キレートは、多価金属が有機化合物と共有結合又は配位結合しているものである。多価金属原子としては、Al、Cr、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等が挙げられる。共有結合又は配位結合する有機化合物中の原子としては酸素原子等が挙げられ、有機化合物としてはアルキルエステル、アルコール化合物、カルボン酸化合物、エーテル化合物、ケトン化合物等が挙げられる。中でも、イソシアネート系架橋剤(特に、三官能のイソシアネート系架橋剤)は、耐久性の点で好ましく、また、過酸化物系架橋剤とイソシアネート系架橋剤(特に、二官能のイソシアネート系架橋剤)は、屈曲性の点から、好ましい。過酸化物系架橋剤や二官能のイソシアネート系架橋剤は、どちらも柔軟な二次元架橋を形成するのに対して、三官能のイソシアネート系架橋剤は、より強固な三次元架橋を形成する。屈曲時には、より柔軟な架橋である二次元架橋が有利となる。ただし、二次元架橋のみでは耐久性に乏しく、ハガレが生じやすくなるため、二次元架橋と三次元架橋のハイブリッド架橋が良好であるため、三官能のイソシアネート系架橋剤と、過酸化物系架橋剤や二官能のイソシアネート系架橋剤を併用することが好ましい態様である。
前記架橋剤の使用量は、例えば、(メタ)アクリル系ポリマー100重量部に対して、0.01~10重量部が好ましく、0.03~2重量部がより好ましい。前記範囲内であれば、耐屈曲性に優れ、好ましい態様となる。
<その他添加剤>
さらに本発明における粘着剤組成物には、その他の公知の添加剤を含有していてもよく、たとえば、各種シランカップリング剤、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのポリエーテル化合物、着色剤、顔料等の粉体、染料、界面活性剤、可塑剤、粘着性付与剤、表面潤滑剤、レベリング剤、軟化剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、帯電防止剤(イオン性化合物であるアルカリ金属塩やイオン液体など)、無機又は有機の充填剤、金属粉、粒子状、箔状物等を使用する用途に応じて適宜添加することができる。また、制御できる範囲内で、還元剤を加えてのレドックス系を採用してもよい。
[その他の粘着剤層]
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる複数の粘着剤層の内、第2の粘着剤層を、前記位相差膜に対して、前記偏光膜と接している面と反対側に配置することができる。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる複数の粘着剤層の内、第3の粘着剤層は、前記タッチセンサを構成する透明導電層に対して、前記第2の粘着剤層と接している面と反対側に、第3の粘着剤層が配置することができる。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる複数の粘着剤層の内、第3の粘着剤層を、前記タッチセンサを構成する透明導電層に対して、前記第1の粘着剤層と接している面と反対側に配置することができる。
なお、第1の粘着剤層に加えて、第2の粘着剤層、及び、更にはその他粘着剤層(例えば、第3の粘着剤層など)を使用する場合、これら粘着剤層は、同一組成(同一粘着剤組成物)、同一特性を有するものであっても、異なる特性を有するものであっても、特に制限されないが、前記複数の粘着剤層のうち、前記積層体を折り曲げた場合の凸側の最外面の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’が、他の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’と略同一、又は、小さいことが要求される。また、作業性、経済性、屈曲性の観点から、全ての粘着剤層が、実質的に同一組成、同一特性を有する粘着剤層であることが好ましい。
<粘着剤層の形成>
本発明における複数の粘着剤層は、前記粘着剤組成物から形成されることが好ましい。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剥離処理したセパレータ等に塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着剤層を形成する方法を挙げることができる。また、偏光フィルム等に前記粘着剤組成物を塗布し、重合溶剤等を乾燥除去して粘着剤層を偏光フィルム等に形成する方法等により作製することもできる。なお、粘着剤組成物の塗布にあたっては、適宜に、重合溶剤以外の一種以上の溶剤を新たに加えてもよい。
剥離処理したセパレータとしては、シリコーン剥離ライナーが好ましく用いられる。このようなライナー上に本発明の粘着剤組成物を塗布、乾燥させて粘着剤層を形成する場合、粘着剤を乾燥させる方法としては、目的に応じて、適宜、適切な方法が採用され得る。好ましくは、上記塗布膜を加熱乾燥する方法が用いられる。加熱乾燥温度は、例えば、(メタ)アクリル系ポリマーを使用したアクリル系粘着剤を調製する場合、好ましくは40~200℃であり、さらに好ましくは、50~180℃であり、特に好ましくは70~170℃である。加熱温度を上記の範囲とすることによって、優れた粘着特性を有する粘着剤を得ることができる。
乾燥時間は、適宜、適切な時間が採用され得る。上記乾燥時間は、例えば、(メタ)アクリル系ポリマーを使用したアクリル系粘着剤を調製する場合、好ましくは5秒~20分、さらに好ましくは5秒~10分、特に好ましくは、10秒~5分である。
前記粘着剤組成物の塗布方法としては、各種方法が用いられる。具体的には、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、ダイコーター等による押出しコート法等の方法が挙げられる。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる粘着剤層の厚みは、好ましくは1~200μmであり、より好ましくは5~150μmであり、更に好ましくは10~100μmである。粘着剤層は、単一層であってもよく、積層構造を有していてもよい。前記範囲内であれば、屈曲を阻害することなく、また、密着性(耐保持性)の点でも、好ましい態様となる。また、粘着剤層を複数有する場合において、全ての粘着剤層が、前記範囲内にあることが好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる複数の粘着剤層のうち、前記積層体を折り曲げた場合の凸側の最外面の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’が、他の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’と略同一、又は、小さいことを特徴とする。複数の貯蔵弾性率(G’)が略同一の場合、屈曲時(折り曲げ時)に発生する応力が一部の層に偏ることがないため、各膜・各層(例えば、偏光膜などの光学フィルム)の破断や、粘着剤層・接着剤層のハガレが抑制されるため、好ましい。
また、例えば、前記光学フィルムとして、前記光学積層体を用いる場合、貯蔵弾性率(G’)が前記位相差膜側を凸側(外側)にして、前記フレキシブル画像表示装置用積層体を中央で折り曲げた場合に前記凸側に向かって小さくなる場合、位相差側の粘着剤層は引っ張り方向の力を受け、凸側(外側)から凹側(内側)に向けて引っ張りの力は小さくなっていく。引っ張り方向の力を受ける粘着剤層は応力を緩和する粘着剤層、すなわちG’が小さい方が光学フィルムなどのフィルムにかかる応力が小さくなり、破断や層間のハガレが発生しにくくなる。凸側(外側)から凹側(内側)に向けてかかる応力は小さくなるので、G’が最表層側よりも大きくなっても、耐屈曲性は確保される。前記凸側(外側)に向かって大きくなる場合と比較して、各膜・各層の破断や層間ハガレがなくなり、好ましい態様となる。
なお、略同一とは、粘着剤層間の貯蔵弾性率(G’)の差異が、複数の粘着剤層の貯蔵弾性率(G’)の平均値に対して、±15%範囲内であり、好ましくは、±10%範囲内であることを指す。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる粘着剤層の貯蔵弾性率(G’)は、25℃において、好ましくは1.0MPa以下であり、より好ましくは0.8MPa以下であり、更に好ましくは、0.3MPa以下である。粘着剤層の貯蔵弾性率がこのような範囲であれば、粘着剤層が硬くなりにくく、応力緩和性に優れ、耐屈曲性にも優れるため、屈曲可能または折りたたみ可能なフレキシブル画像表示装置を実現することができる。
特に、前記フレキシブル画像表示装置用積層体を中央で折り曲げた場合に前記凹側(内側)の最内側の貯蔵弾性率(G’)は、25℃において、好ましくは0.05~0.2MPaであり、より好ましくは、0.05~0.15MPaである。0.2MPaを超えると、屈曲時にかかる応力を緩和できず、光学フィルムなどフィルムの破断が生じやすくなる。0.05MPa未満であると、連続屈曲時のフィルム間の寸法変化に完全に追従するため、粘着剤層の疲弊劣化によって、屈曲部の耐久性が悪化し、ハガレや発泡が生じやすくなる。
また、前記フレキシブル画像表示装置用積層体を中央で折り曲げた場合に前記凸側(外側)の最外側の貯蔵弾性率(G’)は、25℃において、好ましくは0.01~0.15MPaであり、より好ましくは、0.01~0.1MPaである。0.15MPaを超えると、屈曲時に発生するずり応力を緩和できず、光学フィルムなどフィルムの破断が生じやすくなる。また0.01MPa未満であると、連続屈曲時のフィルム間の寸法変化に完全に追従するため、粘着剤層の疲弊劣化によって屈曲部の耐久性が悪化し、ハガレや発泡が生じやすくなる。
複数の粘着剤層が存在する場合、中間に位置する粘着剤層の貯蔵弾性率(G‘)は25℃において、好ましくは0.01~0.2MPaであり、より好ましくは0.01~0.15MPaである。該粘着剤層は積層品の中間に位置するため、最も応力がかかりにくいため、複数の粘着剤層の凸側(外側)と凹側(内側)の粘着剤層の貯蔵弾性率(G’)の範囲を合わせたものが適応範囲となる。そして、前記範囲内であれば、屈曲時に凸側のフィルムの破断等が発生せず、好ましい。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる粘着剤層のガラス転移温度(Tg)の上限値としては、好ましくは0℃以下であり、より好ましくは-20℃以下、更に好ましくは、-25℃以下である。粘着剤層のTgがこのような範囲であれば、屈曲時の速い速度領域でも粘着剤層が硬くなりにくく、応力緩和性に優れ、屈曲可能または折りたたみ可能なフレキシブル画像表示装置を実現することができる。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる粘着剤層の可視光波長領域における全光線透過率(JIS K7136に準じる)は、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上である。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体に用いる粘着剤層のヘイズ(JIS K7136に準じる)は、好ましくは3.0%以下、より好ましくは2.0%以下である。
なお、上記全光線透過率及び上記ヘイズは、例えば、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所製、商品名「HM-150」)を用いて測定することができる。
[透明導電層]
透明導電層を有する部材としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができるが、透明フィルム等の透明基材上に透明導電層を有するものや、透明導電層と液晶セルを有する部材を挙げることができる。
透明基材としては、透明性を有するものであればよく、例えば、樹脂フィルム等からなる基材(例えば、シート状やフィルム状、板状の基材等)等が挙げられる。透明基材の厚さは、特に限定されないが、10~200μm程度が好ましく、15~150μm程度がより好ましい。
前記樹脂フィルムの材料としては、特に制限されないが、透明性を有する各種のプラスチック材料が挙げられる。例えば、その材料として、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等のポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等が挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂及びポリエーテルスルホン系樹脂である。
また、前記透明基材には、表面に予めスパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化等のエッチング処理や下塗り処理を施して、この上に設けられる透明導電層の前記透明基材に対する密着性を向上させるようにしてもよい。また、透明導電層を設ける前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄等により除塵、清浄化してもよい。
前記透明導電層の構成材料としては特に限定されず、インジウム、スズ、亜鉛、ガリウム、アンチモン、チタン、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、タングステンからなる群より選択される少なくとも1種の金属の金属酸化物が用いられる。当該金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属原子を含んでいてもよい。例えば、酸化スズを含有する酸化インジウム(ITO)、アンチモンを含有する酸化スズ等が好ましく用いられ、ITOが特に好ましく用いられる。ITOとしては、酸化インジウム80~99重量%及び酸化スズ1~20重量%を含有することが好ましい。
また、前記ITOとしては、結晶性のITO、非結晶性(アモルファス)のITOを挙げることができる。結晶性ITOは、スパッタ時に高温をかけたり、非結晶性ITOをさらに加熱することにより得ることができる。
本発明の透明導電層の厚みは、好ましくは0.005~10μmであり、より好ましくは0.01~3μmであり、さらに好ましくは0.01~1μmである。透明導電層の厚みが、0.005μm未満では、透明導電層の電気抵抗値の変化が大きくなる傾向がある。一方、10μmを超える場合は、透明導電層の生産性が低下し、コストも上昇し、さらに、光学特性も低下する傾向がある。
本発明の透明導電層の全光線透過率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。
本発明の透明導電層の密度は、好ましくは1.0~10.5g/cmであり、より好ましくは1.3~3.0g/cmである。
本発明の透明導電層の表面抵抗値は、好ましくは0.1~1000Ω/□であり、より好ましくは0.5~500Ω/□であり、さらに好ましくは1~250Ω/□である。
前記透明導電層の形成方法としては特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法を例示できる。また、必要とする膜厚に応じて適宜の方法を採用することもできる。
また、透明導電層と透明基材との間に、必要に応じて、アンダーコート層、オリゴマー防止層等を設けることができる。
前記透明導電層は、タッチセンサを構成し、折り曲げ可能に構成されていることが要求される。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記タッチセンサを構成する透明導電層を、前記第2の粘着剤層に対して、前記相差膜と接している面と反対側に配置することができる。
本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記タッチセンサを構成する透明導電層を、前記第1の粘着剤層に対して、前記保護膜と接している面と反対側に配置させることができる。
また、本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、前記タッチセンサを構成する透明導電層を、前記保護膜とウィンドウフィルム(OCA)の間に配置することができる。
前記透明導電層は、フレキシブル画像表示装置に用いられる場合として、インセル型またはオンセル型といったタッチセンサを内蔵した液晶表示装置に好適に適用することができ、特に、有機EL表示パネルにタッチセンサが内蔵(組み込まれていても)されてもよい
[導電性層(帯電防止層)]
また、本発明のフレキシブル画像表示装置用積層体は、導電性を有する層(導電性層、帯電防止層)を有していても構わない。前記フレキシブル画像表示装置用積層体は、屈曲機能を有し、非常に薄い厚み構成となるため、製造工程等で生じる微弱な静電気に対して反応性が大きく、ダメージを受けやすいが、前記積層体に導電性層を設けることで、製造工程等での静電気による負荷が大きく軽減され、好ましい態様となる。
また、前記積層体を含む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つであるが、連続屈曲させた場合に屈曲部のフィルム(基材)間の収縮により、静電気が生じる場合がある。そこで、前記積層体に導電性を付与した場合、発生した静電気を速やかに取り除くことができ、画像表示装置の静電気によるダメージを軽減させることができ、好ましい態様となる。
また、前記導電性層は、導電性機能をもつ下塗り層であってもよく、導電成分を含んだ粘着剤であってもよく、さらに導電成分を含んだ表面処理層であってもよい。例えば、ポリチオフェン等の導電性高分子及びバインダーを含有する帯電防止剤組成物を用いて、偏光フィルムと粘着剤層との間に導電性層を形成する方法を採用することができる。更に、帯電防止剤であるイオン性化合物を含む粘着剤も用いることができる。また、前記導電性層は1層以上有することが好ましく、2層以上含んでいてもよい。
[フレキシブル画像表示装置]
本発明のフレキシブル画像表示装置は、上記のフレキシブル画像表示装置用積層体と、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。任意ではあるが、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を配置することができる。
図2は、本発明によるフレキシブル画像表示装置の1つの実施形態を示す断面図である。このフレキシブル画像表示装置100は、フレキシブル画像表示装置用積層体11と、折り曲げ可能に構成された有機EL表示パネル10を含む。そして、有機EL表示パネル10に対して、視認側にフレキシブル画像表示装置用積層体11が配置され、フレキシブル画像表示装置100は折り曲げ可能に構成されている。また、任意ではあるが、フレキシブル画像表示装置用積層体11に対して、視認側に透明なウインドウ40が第1の粘着剤層12-1を介して配置させることができる。
フレキシブル画像表示装置用積層体11は、光学積層体20と、更に、第2の粘着剤層12-2、及び、第3の粘着剤層12-3を構成する粘着剤層とを含む。
光学積層体20は、偏光膜1、透明樹脂材料の保護膜2及び位相差膜3を含む。透明樹脂材料の保護膜2は、偏光膜1の視認側の第1面に接合される。位相差膜3は、偏光膜1の第1面とは異なる第2面に接合される。偏光膜1と位相差膜3は、例えば、偏光膜1の視認側から内部に入射した光が内部反射して視認側に射出されることを防止するために円偏光を生成したり、視野角を補償したりするためのものである。
本実施形態においては、従来偏光膜の両面に保護膜が設けられていたのに対して、片面のみに保護膜が設けられる構成とされ、偏光膜自体も従来の有機EL表示装置に使用されている偏光膜に比べて、非常に薄い厚み(20μm以下)の偏光膜が使用されることによって、光学積層体20の厚みが低減することができる。また、偏光膜1は、従来の有機EL表示装置に使用されている偏光膜に比べて非常に薄いので、温度又は湿度条件で発生する伸縮による応力が極めて小さくなる。したがって、偏光膜の収縮によって生じる応力が隣接する有機EL表示パネル10に反り等の変形を生じさせる可能性が大幅に軽減され、変形に起因する表示品質の低下やパネル封止材料の破壊を大幅に抑制することが可能になる。また、厚みの薄い偏光膜の使用により、屈曲を阻害することがなく、好ましい態様となる。
光学積層体20を、保護膜2側を内側として折り曲げる場合、光学積層体20の厚み(例えば、92μm以下)を薄くし、上記のような貯蔵弾性率を有する第1の粘着剤層12-1を保護膜2に対して位相差膜3とは反対側に配置することによって、光学積層体20にかかる応力を低減することが可能となり、これにより光学積層体20が折り曲げ可能となる。また、したがって、フレキシブル画像表示装置が使用される環境温度に応じて適切な貯蔵弾性率の範囲を設定してもよい。例えば、想定使用環境温度が-20℃~+85℃である場合、25℃における貯蔵弾性率が適切な数値範囲となるような第1の粘着剤層を用いることができる。
任意ではあるが、位相差膜3に対して、保護膜2とは反対側に、タッチセンサを構成する折り曲げ可能な透明導電層6が更に配置されることができる。透明導電層6は、例えば特開2014-219667号公報に示されるような製造方法によって位相差膜3に直接接合される構成とし、これにより光学積層体20の厚みが低減され、光学積層体20を折り曲げた場合の光学積層体20にかかる応力をより低減することができる。
任意ではあるが、透明導電層6に対して、位相差膜3とは反対側に、第3の粘着剤層12-3を構成する粘着剤層が更に配置されることができる。本実施形態においては、第2の粘着剤層12-2は、透明導電層6に直接接合されている。第2の粘着剤層12-2を設けることにより、光学積層体20を折り曲げた場合の光学積層体20にかかる応力をより低減することができる。
図3に示すフレキシブル画像表示装置は、図2に示すものとほぼ同一であるが、図2のフレキシブル画像表示装置においては、位相差膜3に対して保護膜2とは反対側に、タッチセンサを構成する折り曲げ可能な透明導電層6が配置されるのに対して、図3のフレキシブル画像表示装置においては、第1の粘着剤層12-1に対して、前記保護膜2とは反対側に、タッチセンサを構成する折り曲げ可能な透明導電層6が配置される点で異なる。また、図2のフレキシブル画像表示装置においては、第3の粘着剤層12-3が、透明導電層2に対して位相差膜3とは反対側に配置されるのに対して、図3のフレキシブル画像表示装置においては、位相差膜3に対して保護膜2とは反対側に第2の粘着剤層12-2が配置される点で異なる。
また、任意ではあるが、フレキシブル画像表示装置用積層体11に対して、視認側にウインドウ40が配置される場合に、第3の粘着剤層12-3を配置することができる。
本発明のフレキシブル画像表示装置としては、フレキシブルの液晶表示装置、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、電子ペーパーなどの画像表示装置として好適に用いることができる。また、抵抗膜方式や静電容量方式といったタッチパネル等の方式に関係なく使用することができる。
また、本発明のフレキシブル画像表示装置としては、図4に示すように、タッチセンサを構成する透明導電層6が有機EL表示パネル10-1に内蔵されたインセル型のフレキシブル画像表示装置としても使用することが可能である。
以下、本発明に関連するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。また、表中の数値は、配合量(添加量)であり、固形分又は固形分比(重量基準)を示した。配合内容及び評価結果を表1~表4に示した。
〔実施例1〕
[偏光膜]
熱可塑性樹脂基材として、イソフタル酸ユニットを7モル%有するアモルファスのポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう。)(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用意し、表面にコロナ処理(58W/m/min)を施した。一方、アセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業(株)製、商品名:ゴーセファイマーZ200(平均重合度:1200、ケン化度:98.5モル%、アセトアセチル化度:5モル%)を1重量%添加したPVA(重合度4200、ケン化度99.2%)を用意して、PVA系樹脂が5.5重量%であるPVA水溶液の塗工液を準備し、乾燥後の膜厚が12μmになるように塗工し、60℃の雰囲気下において熱風乾燥により10分間乾燥して、基材上にPVA系樹脂の層を設けた積層体を作製した。
次いで、この積層体をまず空気中130℃で1.8倍に自由端延伸して(空中補助延伸)、延伸積層体を生成した。次に、延伸積層体を液温30℃のホウ酸不溶化水溶液に30秒間浸漬することによって、延伸積層体に含まれるPVA分子が配向されたPVA層を不溶化する工程を行った。本工程のホウ酸不溶化水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3重量部とした。この延伸積層体を染色することによって着色積層体を生成した。着色積層体は、延伸積層体を液温30℃のヨウ素およびヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するPVA層の単体透過率が40~44%になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるPVA層をヨウ素により染色させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を0.1~0.4重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を0.7~2.8重量%の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は1対7である。次に、着色積層体を30℃のホウ酸架橋水溶液に60秒間浸漬することによって、ヨウ素を吸着させたPVA層のPVA分子同士に架橋処理を施す工程を行った。本工程のホウ酸架橋水溶液は、ホウ酸含有量を水100重量部に対して3重量部とし、ヨウ化カリウム含有量を水100重量部に対して3重量部とした。
さらに、得られた着色積層体をホウ酸水溶液中で延伸温度70℃として、先の空気中での延伸と同様の方向に3.05倍に延伸して(ホウ酸水中延伸)、最終的な延伸倍率は5.50倍である光学フィルム積層体を得た。光学フィルム積層体をホウ酸水溶液から取り出し、PVA層の表面に付着したホウ酸を、ヨウ化カリウム含有量が水100重量部に対して4重量部とした水溶液で洗浄した。洗浄された光学フィルム積層体を60℃の温風による乾燥工程によって乾燥した。得られた光学フィルム積層体に含まれる偏光膜の厚みは5μmであった。
[保護膜]
保護膜としては、グルタルイミド環単位を有するメタクリル樹脂ペレットを、押し出して、フィルム状に成形した後、延伸したものを用いた。この保護膜の厚み20μmであり、透湿度160g/mのアクリル系フィルムであった。
次いで、前記偏光膜と、前記保護膜を下記に示す接着剤を用いて貼り合わせ、偏光フィルムとした。
前記接着剤(活性エネルギー線硬化型接着剤)としては、表1に記載の配合表に従い各成分を混合して、50℃で1時間撹拌し、接着剤(活性エネルギー線硬化型接着剤A)を調製した。表中の数値は組成物全量を100重量%としたときの重量%を示す。使用した各成分は以下のとおりである。
HEAA:ヒドロキシエチルアクリルアミド
M-220:ARONIX M-220、トリプロピレングリコールジアクリレート)、東亞合成社製
ACMO:アクリロイルモルホリン
AAEM:2-アセトアセトキシエチルメタクリレート、日本合成化学社製
UP-1190:ARUFON UP-1190、東亞合成社製
IRG907:IRGACURE907、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、BASF社製
DETX-S:KAYACURE DETX-S、ジエチルチオキサントン、日本化薬社製
Figure 0007299378000001
なお、前記接着剤を用いた実施例および比較例においては、該接着剤を介して前記保護膜と前記偏光膜とを積層した後、紫外線を照射して該接着剤を硬化し、接着剤層を形成した。紫外線の照射には、ガリウム封入メタルハライドランプ(Fusion UV Systems,Inc社製、商品名「Light HAMMER10」、バルブ:Vバルブ、ピーク照度:1600mW/cm、積算照射量1000/mJ/cm(波長380~440nm))を使用した。
[位相差膜]
本実施例の位相差膜(1/4波長位相差板)は、液晶材料が配向、固定化された1/4波長板用位相差層、1/2波長板用位相差層の2層から構成される位相差膜であった。具体的には以下のように製造された。
(液晶材料)
1/2波長板用位相差層、1/4波長板用位相差層を形成する材料として、ネマチック液晶相を示す重合性液晶材料(BASF社製:商品名PaliocolorLC242)を用いた。当該重合性液晶材料に対する光重合開始剤(BASF社製:商品名イルガキュア907)をトルエンに溶解した。さらに塗工性向上を目的としてDIC製のメガファックシリーズを液晶厚みに応じて0.1から0.5%程度加え、液晶塗工液を調製した。配向基材上に、当該液晶塗工液をバーコーターにより塗工した後、90℃で2分間加熱乾燥後、窒素雰囲気下で紫外線硬化により配向固定化させた。基材は、例えばPETのように液晶コーティング層を後から転写できるものを使用した。さらに塗工性向上を目的としてDIC製のメガファックシリーズであるフッ素系ポリマーを液晶層の厚みに応じて0.1%から0.5%程度加え、MIBK(メチルイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、またはMIBKとシクロヘキサノンの混合溶剤を用いて固形分濃度25%に溶解して塗工液を作製した。この塗工液をワイヤーバーにより基材に塗工して65℃設定で3分間の乾燥工程を得て、窒素雰囲気下で紫外線硬化により配向固定して作製した。基材は、例えばPETのように液晶コーティング層を後から転写できるものを使用した。
(製造工程)
図8を参照して、本実施例の製造工程を説明する。なお、図8中の番号は、その他図面中の番号とは異なる。この製造工程20は、基材14がロールにより提供され、この基材14を供給リール21から供給した。製造工程20は、ダイ22によりこの基材14に紫外線硬化性樹脂10の塗布液を塗布した。この製造工程20において、ロール版30は、1/4波長位相差板の1/4波長板用配向膜に係る凹凸形状が周側面に形成された円筒形状の賦型用金型であった。製造工程20は、紫外線硬化性樹脂が塗布された基材14を加圧ローラ24によりロール版30の周側面に押圧し、高圧水銀燈からなる紫外線照射装置25による紫外線の照射により紫外線硬化性樹脂を硬化させた。これにより製造工程20は、ロール版30の周側面に形成された凹凸形状をMD方向に対して75°になるように基材14に転写した。その後、剥離ローラ26により硬化した紫外線硬化性樹脂10と一体に基材14をロール版30から剥離し、ダイ29により液晶材料を塗布した。またその後、紫外線照射装置27による紫外線の照射により液晶材料を硬化させ、これらにより1/4波長板用位相差層に係る構成を作成した。
続いてこの工程20は、搬送ローラ31により基材14をダイ32に搬送し、ダイ32によりこの基材14の1/4波長板用位相差層上に紫外線硬化性樹脂12の塗布液を塗布した。この製造工程20において、ロール版40は、1/4波長位相差板の1/2波長板用配向膜に係る凹凸形状が周側面に形成された円筒形状の賦型用金型であった。製造工程20は、紫外線硬化性樹脂が塗布された基材14を加圧ローラ34によりロール版40の周側面に押圧し、高圧水銀燈からなる紫外線照射装置35による紫外線の照射により紫外線硬化性樹脂を硬化させた。これにより製造工程20は、ロール版40の周側面に形成された凹凸形状をMD方向に対して15°になるように基材14に転写した。その後、剥離ローラ36により硬化した紫外線硬化性樹脂12と一体に基材14をロール版40から剥離し、ダイ39により液晶材料を塗布した。またその後、紫外線照射装置37による紫外線の照射により液晶材料を硬化させ、これらにより1/2波長板用位相差層に係る構成を作成し、1/4波長板用位相差層、1/2波長板用位相差層の2層から構成される厚み7μmの位相差膜を得た。
[光学フィルム(光学積層体)]
上記のように得られた位相差膜と、上記のように得られた偏光フィルムとを上記接着剤を用いてロールツーロール方式を用いて連続的に貼り合わせ、遅相軸と吸収軸の軸角度が45°となるように、積層フィルム(光学積層体)を作製した。
次いで、得られた積層フィルム(光学積層体)を15cm×5cmに裁断した。
[第2の粘着剤層]
<(メタ)アクリル系ポリマーA1の調製>
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)99重量部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)1重量部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。
さらに、前記モノマー混合物(固形分)100重量部に対して、重合開始剤として2,2´-アゾビスイソブチロニトリルを0.1重量部を酢酸エチルと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って7時間重合反応を行った。その後、得られた反応液に、酢酸エチルを加えて、固形分濃度30%に調整した、重量平均分子量160万の(メタ)アクリル系ポリマーA1の溶液を調製した。
<アクリル系粘着剤組成物の調製>
得られた(メタ)アクリル系ポリマーA1溶液の固形分100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤(商品名:タケネートD110N、トリメチロールプロパンキシリレンジイソシアネート、三井化学(株)製)0.1重量部、過酸化物系架橋剤のベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT、日本油脂(株)製)0.3重量部と、シランカップリング剤(商品名:KBM403、信越化学工業(株)製)0.08重量部を配合して、アクリル系粘着剤組成物を調製した。
<粘着剤層付光学積層体の作製>
前記アクリル系粘着剤組成物を、シリコーン系剥離剤で処理された厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム、透明基材、セパレータ)の表面に、ファウンテンコータで均一に塗工し、155℃の空気循環式恒温オーブンで2分間乾燥し、基材の表面に厚さ25μmの粘着剤層1(第2の粘着剤層)を形成した。
次いで、得られた光学積層体の保護膜側(コロナ処理済み)に、粘着剤層1(第2の粘着剤層)を形成したセパレータを移着させ、粘着剤層付光学積層体を作製した。
[第1の粘着剤層]
上記第2の粘着剤層と同様にして、粘着剤層4(第1の粘着剤層)を表2及び表3の配合内容に基づき、厚さ50μmの粘着剤層4(第1の粘着剤層)を形成し、厚さ75μmのPETフィルム(透明基材、三菱樹脂(株)製、商品名:ダイヤホイル)の表面(コロナ処理済み)に粘着剤層4を形成したセパレータを移着させ、粘着剤層付きPETフィルムを形成した。
[第3の粘着剤層]
上記第2の粘着剤層と同様にして、粘着剤層2(第3の粘着剤層)を表2及び表3の配合内容に基づき、厚さ50μmの粘着剤層2(第3の粘着剤層)を形成し、厚さ77μmのポリイミドフィルム(PIフィルム、東レ・デュポン(株)製、カプトン300V、基材)の表面(コロナ処理済み)に粘着剤層2を形成したセパレータを移着させ、粘着剤層付きPIフィルムを形成した。
<フレキシブル画像表示装置用積層体>
図6に示すように、上記のように得られた第1~第3の粘着剤層(各透明基材とともに)を、保護膜2となる(メタ)アクリル系樹脂フィルムに、第2の粘着剤層12-2を貼り合わせ、位相差膜3に第3の粘着剤層12-3を貼り合わせ、更に、第2の粘着剤層12-2が貼付されている透明基材8-2(PETフィルム)に、第1の粘着剤層12-1を貼り合わせることにより、実施例1で使用する構成Aに相当するフレキシブル画像表示装置用積層体11を作製した。なお、構成Bに相当するフレキシブル画像表示装置用積層体11は、図7に示した。
<(メタ)アクリル系ポリマーA3の調製>
フラスコ内の液温を55℃付近に保って7時間重合反応を行った際に、酢酸エチルとトルエンの配合割合(重量比)が95/5になるようにして、重合反応を行ったこと以外は、(メタ)アクリル系ポリマーA1の調製と同様に行った。
<(メタ)アクリル系オリゴマー(オリゴマー)の調製>
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)99重量部、アクリル酸(AA)2重量部、2-メルカプトエタノール3重量部、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部、およびトルエン140重量部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して十分に窒素置換した後、フラスコ内の液温を70℃付近に保って8時間重合反応を行い、アクリル系オリゴマー溶液を調製した。上記アクリル系オリゴマーの重量平均分子量は4500であった。得られたオリゴマーは、架橋剤等を混合する際に所定量添加し、アクリル系粘着剤組成物を調製した。このようなオリゴマーを用いることで、粘着剤層の耐久性向上や発泡を抑制する効果が期待できる。
〔実施例8〕
付加反応型シリコーン系粘着剤(商品名「X-40-3306」、信越化学工業株式会社製)100重量部、及び、白金系触媒(商品名「CAT-PL-50T」、信越化学工業株式会社製)0.2重量部を混合して、シリコーン系粘着剤組成物を得た。これを、透明基材であるPETフィルム、及び、PIフィルムに塗布し、乾燥後の厚みが、それぞれ第1の粘着剤層、及び、第3の粘着剤層は50μm、第2の粘着剤層は25μmになるように塗布し、100℃で3分間乾燥させ、シリコーン系粘着剤層(粘着剤層6)(第1~第3の粘着剤層共通)を得た。
〔比較例1〕
[偏光膜]
厚さ50μmのポリビニルアルコールフィルムを下記[1]~[5]の5浴に周速の異なる複数セットのロール間を通して順次フィルム長手方向に張力を付与しながら浸漬し、最終的な延伸倍率がフィルム元長に対し、6.0倍になるように延伸した。このフィルムを50℃オーブンで4分間乾燥させ、厚み22μmの偏光膜を得た。
[1]膨潤浴:30℃の純水
[2]染色浴:水100重量部に対し、ヨウ素濃度を0.02~0.2重量%の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を0.14~1.4重量%の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は1対7である。これらを含む30℃の水溶液へ、最終的な偏光膜の単体透過率が40~44%となるように任意の時間浸漬した。
[3]第1の架橋浴:3重量%のヨウ化カリウムと3重量%のホウ酸とを含む、40℃の水溶液。
[4]第2の架橋浴:5重量%のヨウ化カリウムと4重量%のホウ酸とを含む、60℃の水溶液。
[5]洗浄浴:3重量%のヨウ化カリウムを含む、25℃の水溶液
次いで、前記偏光膜と実施例1で用いた保護膜を実施例1で用いた接着剤を用いて貼り合わせ、偏光フィルムとした。
[光学フィルム(光学積層体)]
実施例1で用いた位相差膜と、上記のように得られた偏光フィルムとを実施例1で用いた接着剤を用いて貼り合わせ、遅相軸と吸収軸の軸角度が45°となるように、積層フィルムを作製した。
〔実施例2~8、及び、比較例1~3〕
使用するポリマー((メタ)アクリル系ポリマー)、粘着剤組成物、及び、粘着剤層の調製にあたり、特記したもの以外で、表2~表4に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にし、フレキシブル画像表示装置用積層体を作製した。なお、実施例5のみ、第2の粘着剤層を含まない構成B(図7参照)を採用した。
表2及び表3中の略称は以下のとおりである。
BA:n-ブチルアクリレート
2EHA:2-エチルへキシルアクリレート
AA:アクリル酸
HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート
HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
D110N:トリメチロールプロパン/キシリレンジイソシアネート付加物(三井化学製、商品名:タケネートD110N)
C/L:トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製、商品名:コロネートL)
過酸化物:ベンゾイルパーオキサイド(過酸化物系架橋剤、日本油脂(株)製、商品名:ナイパーBMT)
[評価]
<(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)の測定>
得られた(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)により測定した。
・分析装置:東ソー社製、HLC-8120GPC
・カラム:東ソー社製、G7000HXL+GMHXL+GMHXL
・カラムサイズ:各7.8mmφ×30cm 計90cm
・カラム温度:40℃
・流量:0.8ml/min
・注入量:100μl
・溶離液:テトラヒドロフラン
・検出器:示差屈折計(RI)
・標準試料:ポリスチレン
(厚みの測定)
偏光膜、位相差膜、保護膜、光学積層体、及び、粘着剤層等の厚みは、ダイヤルゲージ(ミツトヨ製)を用いて測定した。
(粘着剤層の貯蔵弾性率G’の測定)
各実施例および比較例の粘着シートからセパレータを剥離し、複数の粘着シートを積層して、厚さ約1.5mmの試験サンプルを作製した。この試験サンプルを直径7.9mmの円盤状に打ち抜き、パラレルプレートに挟み込み、Rheometric Scientific社製「Advanced Rheometric Expansion System(ARES)」を用いて、以下の条件により、動的粘弾性測定を行い、測定結果から、25℃における粘着剤層の貯蔵弾性率G’を読み取った。
(測定条件)
変形モード:ねじり
測定温度:-40℃~150℃
昇温速度:5℃/分
(耐折性試験方法)
図5に180°耐折性試験機(井元製作所製)の概略図を示す。本装置は、恒温槽内で、マンドレルを挟んで片側のチャックが180°曲げを繰り返す機構となっており、マンドレルの直径により折り曲げ半径を変えることができる。フィルム破断すると試験が停止する機構になっている。試験は、各実施例及び比較例で得られた5cm×15cmのフレキシブル画像表示装置用積層体を装置にセットし、温度25℃、曲げ角度180°、曲げ半径3mm、曲げ速度1秒/回、重り100gの条件で実施した。フレキシブル画像表示装置用積層体の破断までの回数で耐折強さを評価した。ここで、折り曲げの回数が20万回に達した場合は、試験を打ち切った。
なお、測定(評価)方法としては、フレキシブル画像表示装置用積層体の第1の粘着剤層側を内側(凹側)にして折り曲げる場合(実施例1のみ)、第1の粘着剤層を外側(凸側)にして折り曲げる場合の、折り曲げ(曲げ)方向として、2種類について、評価した。
<破断の有無>
○:破断なし
△:屈曲部の端部にわずかな破断有り(実用上問題なし)
×:屈曲部の全面に破断有り(実用上問題あり)
<外観(ハガレ)の有無>
○:折れ・ハガレ等が確認されない
△:屈曲部にわずかに折れ・ハガレ等が確認される(実用上問題なし)
×:屈曲部の全面に折れ・ハガレ等が確認される(実用上問題あり)
Figure 0007299378000002
Figure 0007299378000003
Figure 0007299378000004
表4の評価結果より、全ての実施例において、耐折性試験により、折れやハガレにおいて、実用上問題ないレベルであることが確認できた。すなわち、各実施例のフレキシブル画像表紙装置用積層体においては、使用する偏光膜の厚みを薄くし、複数の特定の粘着剤層を用いることで、繰り返しの屈曲に対してもハガレや破断することがなく、耐屈曲性や密着性に優れたフレキシブル画像表示装置用積層体を得られることが確認できた。
一方、比較例1では、偏光膜の厚みが所望の範囲を超えたため、耐屈曲性に劣ることが確認された。また、比較例2及び3では、折り曲げた場合の凸側の最外面の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’が、他の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G’よりも大きかったため、折れやハガレなどが生じ、耐屈曲性や密着性に劣ることが確認できた。
以上、本発明を特定の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明は、図示し説明した構成以外にも、幾多の変更が可能である。したがって、本発明は、図示し説明した構成に限定されるものではなく、その範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ定められるべきである。
1 偏光膜
2 保護膜
2-1 保護膜
2-2 保護膜
3 位相差層
4-1 透明導電フィルム
4-2 透明導電フィルム
5-1 基材フィルム
5-2 基材フィルム
6 透明導電層
6-1 透明導電層
6-2 透明導電層
7 スペーサー
8 透明基材
8-1 透明基材(PETフィルム)
8-2 透明基材(PETフィルム)
9 基材(PIフィルム)
10 有機EL表示パネル
10-1 有機EL表示パネル(タッチセンサ付き)
11 フレキシブル画像表示装置用積層体(有機EL表示装置用積層体)
12 粘着剤層
12-1 第1の粘着剤層
12-2 第2の粘着剤層
12-3 第3の粘着剤層
13 加飾印刷フィルム
20 光学積層体
30 タッチパネル
40 ウインドウ
100 フレキシブル画像表示装置(有機EL表示装置)

Claims (8)

  1. 複数の粘着剤層と、
    偏光膜と、前記偏光膜の第1の面に設けられた透明樹脂材料の保護膜と、前記偏光膜の前記第1の面とは異なる第2の面に設けられた位相差膜と、を含む光学積層体を含むフレキシブル画像表示装置用積層体であって、
    前記複数の粘着剤層の内、前記保護膜に対して、前記偏光膜に接している面と反対側に、第1の粘着剤層が配置されており、
    前記複数の粘着剤層の内、前記位相差膜に対して、前記偏光膜と接している面と反対側に、第2の粘着剤層が配置されており、
    前記第1の粘着剤層と前記保護膜の間、前記位相差膜と前記第2の粘着剤層の間は、いずれも導電性層(但し、タッチセンサを構成する透明導電層を除く)を介して、または介することなく、直接、積層されており、
    前記偏光膜の厚みが、20μm以下であり、
    前記複数の粘着剤層のうち、前記光学積層体の位相差膜が設けられた側を内側に折り曲げた場合の凸側の最外面の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G'が、前記第2の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G'より小さく、かつ、他の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率G'と略同一、又は、小さいことを特徴とするフレキシブル画像表示装置用積層体。
  2. 前記凸側の最外面の粘着剤層が、前記第1の粘着剤層であることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル画像表示装置用積層体。
  3. 前記第2の粘着剤層に対して、前記位相差膜と接している面と反対側に、タッチセンサを構成する透明導電層が配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のフレキシブル画像表示装置用積層体。
  4. 前記タッチセンサを構成する透明導電層に対して、前記第2の粘着剤層と接している面と反対側に、第3の粘着剤層が配置されており、前記凸側の最外面の粘着剤層が、前記第3の粘着剤層であることを特徴とする請求項3に記載のフレキシブル画像表示装置用積層体。
  5. 前記第1の粘着剤層に対して、前記保護膜が設けられた前記偏光膜の第1の面と反対側に、タッチセンサを構成する透明導電層が配置されていることを特徴とする請求項1~4のいずれかにに記載のフレキシブル画像表示装置用積層体。
  6. 前記複数の粘着剤層の内、前記タッチセンサを構成する透明導電層に対して、前記第1の粘着剤層と接している面と反対側に、第3の粘着剤層が配置されており、前記凸側の最外面の粘着剤層が、前記第1の粘着剤層であることを特徴とする請求項5に記載のフレキシブル画像表示装置用積層体。
  7. 請求項1~6のいずれかに記載のフレキシブル画像表示装置用積層体と、有機EL表示パネルと、を含み、
    前記有機EL表示パネルに対して、視認側に前記フレキシブル画像表示装置用積層体が配置されることを特徴とするフレキシブル画像表示装置。
  8. 前記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ることを特徴とする請求項7に記載のフレキシブル画像表示装置。
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