JP7383448B2 - 粘着剤、粘着シート、バックライトユニットおよび表示装置 - Google Patents
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Description
〔粘着剤〕
本発明の一実施形態に係る粘着剤は、光拡散微粒子を含有し、23℃にて引張試験を行ったときの1000%モジュラスが0.23N/mm2以下であり、ゲル分率が10%以上であるものである。本明細書における1000%モジュラスおよびゲル分率の測定方法は、後述の試験例に示す通りである。
(1)(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)
本実施形態における(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、架橋剤(B)と反応する反応性基を分子内に有する反応性基含有モノマーを含むことが好ましい。この反応性基含有モノマー由来の反応性基が架橋剤(B)と反応して、架橋構造(三次元網目構造)が形成され、所望の凝集力を有する粘着剤が得られる。
架橋剤(B)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が有する反応性基と反応可能なものであればよい。また、粘着性組成物Pがポリロタキサン化合物(D)を含有する場合には、ポリロタキサン化合物(D)の環状分子が有する反応性基とも反応可能なものであることが好ましい。この場合、架橋剤(B)は、ポリロタキサン化合物(D)と架橋剤付加物を形成し、当該架橋剤付加物は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)同士を架橋する。これにより、得られる粘着剤の1000%モジュラスおよびゲル分率のバランスが良好になり、より優れた凹凸埋め込み性が発揮される。
光拡散微粒子(C)は、粘着剤が前述した物性を満たすことができ、所定の光拡散性により輝度ムラ抑制性の効果を発揮できるものであればよい。
ポリロタキサン化合物(D)は、少なくとも2つの環状分子の開口部に直鎖状分子が貫通し、かつ、直鎖状分子の両末端にブロック基を有してなる化合物である。このポリロタキサン化合物(D)においては、環状分子が直鎖状分子上を自由に移動することが可能であるが、ブロック基により環状分子は直鎖状分子からは抜け出せない構造となっている。すなわち、直鎖状分子および環状分子は、共有結合等の化学結合ではなく、いわゆる機械的結合によりその形態を維持するものとなっている。
活性エネルギー線硬化性成分(E)を含有する粘着性組成物Pを架橋してなる粘着剤を活性エネルギー線硬化した粘着剤においては、活性エネルギー線硬化性成分(E)が互いに重合し、その重合した活性エネルギー線硬化性成分(E)が(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)(およびポリロタキサン化合物(D))の架橋構造(三次元網目構造)に絡み付くものと推定される。かかる高次構造を有する粘着剤は、ゲル分率を所定程度増加させ、耐ブリスター性に優れたものとなる。
活性エネルギー線硬化性の粘着剤を硬化させる活性エネルギー線として紫外線を用いる場合には、粘着性組成物Pは、さらに光重合開始剤(F)を含有することが好ましい。このように光重合開始剤(F)を含有することにより、活性エネルギー線硬化性成分(D)を効率良く重合させることができ、また重合硬化時間および活性エネルギー線の照射量を少なくすることができる。
粘着性組成物Pには、所望により、アクリル系粘着剤に通常使用されている各種添加剤、例えばシランカップリング剤、防錆剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘着付与剤、酸化防止剤、光安定剤、軟化剤、屈折率調整剤などを添加することができる。なお、後述の重合溶媒や希釈溶媒は、粘着性組成物Pを構成する添加剤に含まれないものとする。
粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を製造し、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、架橋剤(B)と、光拡散微粒子(C)とを混合するとともに、所望により、ポリロタキサン化合物(D)、活性エネルギー線硬化性成分(E)、光重合開始剤(F)、添加剤等を加えることで調製することができる。
粘着性組成物Pを架橋することにより、粘着剤が得られる。粘着性組成物Pの架橋は、通常は加熱処理により行うことができる。なお、この加熱処理は、所望の対象物に塗布した粘着性組成物Pの塗膜から希釈溶剤等を揮発させる際の乾燥処理で兼ねることもできる。
本実施形態に係る粘着シートは、上述した粘着剤からなる粘着剤層を有するものである。本実施形態に係る粘着シートの一例としての具体的構成を図1に示す。図1に示すように、一実施形態に係る粘着シート1は、2枚の剥離シート12a,12bと、それら2枚の剥離シート12a,12bの剥離面と接するように当該2枚の剥離シート12a,12bに挟持された粘着剤層11とから構成される。なお、本明細書における剥離シートの剥離面とは、剥離シートにおいて剥離性を有する面をいい、剥離処理を施した面および剥離処理を施さなくても剥離性を示す面のいずれをも含むものである。
(1)粘着剤層
粘着剤層11は、前述した実施形態に係る粘着剤から構成され、好ましくは、粘着性組成物Pを架橋してなる粘着剤から構成される。
剥離シート12a,12bは、粘着シート1の使用時まで粘着剤層11を保護するものであり、粘着シート1(粘着剤層11)を使用するときに剥離される。本実施形態に係る粘着シート1において、剥離シート12a,12bの一方または両方は必ずしも必要なものではない。
(1)ヘイズ値
本実施形態に係る粘着剤層11のヘイズ値(JIS K7136:2000に準じて測定した値)は、下限値として、4%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、特に35%以上であることが好ましく、さらには56%以上であることが好ましい。これにより、良好な光拡散性、ひいては良好な輝度ムラ抑制性が得られ易い。一方、表示装置の視認性の観点から、粘着剤層11のヘイズ値は、100%以下であることが好ましく、99%以下であることがより好ましく、特に98%以下であることが好ましく、さらには97%以下であることが好ましい。また、粘着剤が活性エネルギー線硬化性である場合、上記と同様の理由により、活性エネルギー線硬化させた後の粘着剤層11のヘイズ値も上記範囲内であることが好ましい。
本実施形態に係る粘着シート1の粘着剤層11の全光線透過率(JIS K7361-1:1997に準拠して測定した値)は、80%以上であることが好ましく、特に90%以上であることが好ましく、さらには95%以上であることが好ましい。全光線透過率が上記であることにより、表示装置としての視認性が良好なものとなる。一方、上記全光線透過率の上限値は特に限定されないが、通常、100%以下である。また、粘着剤が活性エネルギー線硬化性である場合、上記と同様の理由により、活性エネルギー線硬化させた後の粘着剤層11の全光線透過率も上記範囲内であることが好ましい。
本実施形態に係る粘着シート1のソーダライムガラスに対する粘着力は、下限値として1N/25mm以上であることが好ましく、特に5N/25mm以上であることが好ましく、さらには15N/25mm以上であることが好ましい。粘着力の下限値が上記であると、高温高湿条件下での凹凸埋め込み性がより優れたものとなる。また、本実施形態に係る粘着シート1のソーダライムガラスに対する粘着力は、上限値として70N/25mm以下であることが好ましく、60N/25mm以下であることがより好ましく、50N/25mm以下であることが特に好ましい。粘着シートの粘着力の上限値が上記であると、良好なリワーク性が得られ、貼合ミスが生じた場合、高価な表示体構成部材の再利用が可能となる。
本実施形態に係る粘着シート1の粘着剤層11のCIE1976L*a*b*表色系により規定される明度L*は、10以上であることが好ましく、特に60以上であることが好ましく、さらには90以上であることが好ましい。また、当該明度L*は、100以下であることが好ましく、特に99以下であることが好ましく、さらには98以下であることが好ましい。粘着剤層11の明度L*が上記の範囲にあることにより、得られる表示装置の視認性が良好なものとなる。なお、粘着剤が活性エネルギー線硬化性の場合、硬化後の粘着剤層11についても上記範囲内であることが好ましい。
粘着シート1の一製造例として、上記粘着性組成物Pを使用した場合について説明する。一方の剥離シート12a(または12b)の剥離面に、粘着性組成物Pの塗布液を塗布し、加熱処理を行って粘着性組成物Pを熱架橋し、塗布層を形成した後、その塗布層に他方の剥離シート12b(または12a)の剥離面を重ね合わせる。養生期間が必要な場合は養生期間をおくことにより、養生期間が不要な場合はそのまま、上記塗布層が粘着剤層11となる。これにより、上記粘着シート1が得られる。加熱処理および養生の条件については、前述した通りである。
本発明の一実施形態に係るバックライトユニットは、複数の発光体を有するバックライトと、当該バックライトに積層された粘着剤層とを備えている。バックライトユニットは、複数の発光体を有することで、粘着剤層側の表面に凹凸を有することが多い。
(1)バックライト
バックライト20は、1または2以上の基板21と、当該基板21上に複数設けられた発光体22とを備えて構成される。かかるバックライト20は、複数の発光体22による凹凸を有している。
本実施形態における粘着剤層11は、前述した実施形態に係る粘着剤から構成され、好ましくは、粘着性組成物Pを架橋してなる粘着剤から構成される。また、本実施形態における粘着剤層11は、前述した粘着シート1の粘着剤層11であることが好ましい。
本実施形態に係るバックライトユニット2を製造するには、例えば、粘着シート1の一方の剥離シート12aを剥離して、粘着シート1の露出した粘着剤層を、バックライト20の発光体22が存在する側の面に貼合する。なお、粘着剤層が活性エネルギー線硬化性の場合、この段階で、剥離シート12b側から粘着剤層11に対して活性エネルギー線を照射して、粘着剤層11を硬化させてもよい。
バックライト20と粘着剤層11との間には、封止材が設けられていてもよい。その場合でも、封止材におけるバックライト20とは反対側の面には凹凸が形成されることが多く、この凹凸を粘着剤層11によって吸収することができる。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、上述した実施形態に係るバックライトユニットと、当該バックライトユニットの粘着剤層に積層された表示部とを備えて構成される。上記表示部は、粘着剤層に対し、直接接触して積層されていてもよいし、他の層または部材を介して、間接的に積層されていてもよい。
図3に示すように、本実施形態に係る表示装置3は、上述したバックライトユニット2と、バックライトユニット2における粘着剤層11に積層された表示部30とを備えて構成される。この表示装置3におけるバックライト20は、直下型のバックライトに該当する。
1.(メタ)アクリル酸エステル重合体の調製
アクリル酸2-エチルヘキシル55質量部、アクリル酸n-ブチル5質量部、アクリル酸イソボニル15質量部、N-アクリロイルモルホリン5質量部およびアクリル酸2-ヒドロキシエチル20質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を調製した。この(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量を後述する方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)70万であった。
上記工程(1)で得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部(固形分換算値;以下同じ)と、架橋剤(B)としてのトリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート(トーヨーケム社製,製品名「BHS8515」)0.3質量部と、光拡散微粒子(C)としてのシリコーン樹脂(無機と有機の中間的な構造を有するケイ素含有化合物)からなる光拡散微粒子(C1;モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製,製品名「トスパール145」,平均粒径:4.5μm)5質量部と、ポリロタキサン化合物(D)(アドバンスト・ソフトマテリアルズ社製,製品名「セルム スーパーポリマー SH3400P」,直鎖状分子:ポリエチレングリコール,環状分子:ヒドロキシプロピル基およびカプロラクトン鎖を有するα-シクロデキストリン,ブロック基:アダマンタン基,重量平均分子量(Mw)70万,水酸基価72mgKOH/g)15質量部と、活性エネルギー線硬化性成分(E)としてのε-カプロラクトン変性トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート(新中村化学社製,製品名「NKエステル A-9300-1CL」)5質量部と、光重合開始剤(F)としてのベンゾフェノンと1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの混合物(質量比50:50)(IGM resins社製,製品名「Omnirad 500」)0.5質量部と、シランカップリング剤としての3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製,製品名「KBM-403」)0.15質量部とを混合し、十分に撹拌して、メチルエチルケトンで希釈することにより、粘着性組成物の塗布溶液を得た。
[(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)]
2EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル
BA:アクリル酸n-ブチル
IBXA:アクリル酸イソボルニル
ACMO:N-アクリロイルモルホリン
HEA:アクリル酸2-ヒドロキシエチル
[光拡散微粒子(C)]
C1:平均粒径4.5μmのシリコーン樹脂(無機と有機の中間的な構造を有するケイ素含有化合物)からなる光拡散微粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製,製品名「トスパール145」,屈折率:1.43)
C2:平均粒径3.5μm、屈折率1.550のアクリル樹脂からなる光拡散微粒子
得られた粘着性組成物の塗布溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した重剥離型剥離シート(リンテック社製,製品名「SP-PET752150」)の剥離処理面に、ナイフコーターで塗布したのち、90℃で1分間加熱処理して塗布層を形成した。
架橋剤(B)の配合量、光拡散微粒子(C)の種類および配合量、ポリロタキサン化合物(D)の配合量、活性エネルギー線硬化性成分(E)の配合量、光重合開始剤(F)の配合量、ならびに粘着剤層の厚さを表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にして粘着シートを製造した。なお、実施例7の粘着シートにおける粘着剤層は、活性エネルギー線硬化性成分(E)および光重合開始剤(F)を含有しないため、活性エネルギー線非硬化性であった。また、粘着剤層の厚さの変更は、剥離シート上に形成した粘着剤層の厚さ及び/又は積層数を変えることにより行った。
<測定条件>
・GPC測定装置:東ソー社製,HLC-8020
・GPCカラム(以下の順に通過):東ソー社製
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
・測定溶媒:テトラヒドロフラン
・測定温度:40℃
実施例および比較例で得られた粘着シートの粘着剤層を複数層積層し、合計厚さ600μmとした後、10mm幅×75mm長のサンプルを切り出した。サンプル測定部位が10mm幅×20mm長(伸長方向)になるように上記サンプルを引張試験機(オリエンテック社製,製品名「テンシロン」)にセットし、23℃、50%RHの環境下で当該引張試験機を用いて引張速度200mm/分で伸長させ、伸び率が1000%となる応力値を1000%モジュラス(N/mm2)として測定した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で得られた粘着シートを80mm×80mmのサイズに裁断して、その粘着剤層をポリエステル製メッシュ(メッシュサイズ200)に包み、その質量を精密天秤にて秤量し、上記メッシュ単独の質量を差し引くことにより、粘着剤のみの質量を算出した。このときの質量をM1とする。
・高圧水銀ランプ使用
・照度200mW/cm2,光量1000mJ/cm2
・UV照度・光量計はアイグラフィックス社製「UVPF-A1」を使用
実施例および比較例で製造した粘着シートの粘着剤層をガラスに貼合して、これを測定用サンプルとした。ガラスでバックグラウンド測定を行った上で、上記測定用サンプルについて、JIS K7136:2000に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業社製,製品名「SH-7000」)を用いてヘイズ値(UV前;%)を測定した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で製造した粘着シートの粘着剤層をガラスに貼合して、これを測定用サンプルとした。ガラスでバックグラウンド測定を行った上で、上記測定用サンプルについて、JIS K7361-1:1997に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業社製,製品名「SH-7000」)を用いて全光線透過率(UV前;%)を測定した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で得られた粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層を、易接着層を有するポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡社製,製品名「PET A4300」,厚さ:100μm)の易接着層に貼合し、重剥離型剥離シート/粘着剤層/PETフィルムの積層体を得た。得られた積層体を25mm幅、100mm長に裁断した。
実施例および比較例で得られた粘着シートの粘着剤層について、同時測光分光式色度計(日本電色工業社製,製品名「SQ2000」)を使用し、CIE1976L*a*b*表色系により規定される明度L*、色度a*および色度b*(UV前)を測定した。結果を表2に示す
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」,縦90mm×横50mm×厚み0.5mm)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」)を塗布厚が5μm、10μm、15μm、20μm及び25μmのいずれか1つとなるように額縁状(外形:縦90mm×横50mm,幅5mm)にスクリーン印刷した。次いで、紫外線を照射(80W/cm2,メタルハライドランプ2灯,ランプ高さ15cm,ベルトスピード10~15m/分)して、印刷した上記紫外線硬化型インクを硬化させ、印刷による段差(段差の高さ:5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、及び100μmのいずれか1つ)を有する段差付ガラス板を作製した。
段差追従率(%)={(耐久試験後、気泡、浮き、剥がれ等が無く埋められた状態が維持された段差の高さ(μm))/(粘着剤層の厚み(μm)}×100
<凹凸埋め込み性の評価基準>
◎…段差追従率40%以上
○…段差追従率40%未満、30%以上
△…段差追従率30%未満、20%以上
×…段差追従率20%未満
面光源として、タブレット端末(アップル社製,製品名「iPad(登録商標)」,解像度:264ppi)の液晶表示装置を用意した。その液晶表示装置の表面にステンレス製メッシュを被せ、疑似バックライトを得た。なお、上記の液晶表示装置の条件およびステンレス製メッシュの詳細は以下の通りである。
<液晶表示装置>
・表示色:白色
・明るさ設定:最大
・画素数:980×980
<ステンレス製メッシュ>
・ステンレス種:SUS316
・織り方:平織
・線径:50μm
・目開き:204μm
・開口率:64.5%
・メッシュ数:100(/25.4mm)
◎…金属線が隠蔽されており、輝度分布が一様であった。
○…凝視すると金属線が確認できるが、輝度分布は概ね一様であった。
×…金属線が明らかに確認でき、輝度分布が一様でなかった。
実施例および比較例で得られた粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層を、PC板にPMMA層を積層したプラスチック板(三菱ガス化学社製,製品名「ユーピロン・シート MR58U」,厚さ:0.7mm,紫外線吸収剤含有)のPC板側に貼合して、粘着剤層付きプラスチック板を得た。
◎…気泡や浮き・剥がれが無かった。
○…微小な気泡が発生した。
×…全体的に気泡や浮き・剥がれが発生した。
11…粘着剤層
12a,12b…剥離シート
2…バックライトユニット
20…バックライト
21…基板
22…発光体
3…表示装置
30…表示部
Claims (9)
- 複数の発光体を有するバックライトに積層される粘着剤層を構成する粘着剤であって、
前記発光体の厚さが、5μm以上、1000μm以下であり、
互いに隣り合う前記発光体の間隙の幅が、0.01mm以上、100mm以下であり、
(メタ)アクリル酸エステル重合体と、架橋剤と、光拡散微粒子とを含有する粘着性組成物を架橋したものであり、
23℃にて引張試験を行ったときの1000%モジュラスが0.23N/mm2以下であり、
ゲル分率が10%以上である
ことを特徴とする粘着剤。 - ポリロタキサン化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の粘着剤。
- 活性エネルギー線硬化性成分を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の粘着剤。
- 粘着剤層を有する粘着シートであって、
前記粘着剤層が、請求項1~3のいずれか一項に記載の粘着剤からなる
ことを特徴とする粘着シート。 - 前記粘着剤層のヘイズ値が4%以上、100%以下であることを特徴とする請求項4に記載の粘着シート。
- 前記粘着シートが、2枚の剥離シートを備えており、
前記粘着剤層が、前記2枚の剥離シートの剥離面と接するように前記剥離シートに挟持されている
ことを特徴とする請求項4または5に記載の粘着シート。 - 複数の発光体を有するバックライトと、
前記バックライトに積層された粘着剤層と
を備えた構成体であって、
前記粘着剤層が、請求項1~3のいずれか一項に記載の粘着剤からなる粘着剤層である
ことを特徴とするバックライトユニット。 - 前記発光体が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項7に記載のバックライトユニット。
- 請求項7または8に記載のバックライトユニットと、
前記バックライトユニットの前記粘着剤層に積層された表示部と
を備えたことを特徴とする表示装置。
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