KR20200097216A - 점착 시트, 광학 적층체 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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아라타 후지하라
다카히로 노나카
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

점착 시트(20)는, 베이스 폴리머를 포함하는 점착제 조성물이 층상에 형성된 것이다. 점착 시트는, 두께가 D, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 환경 하에 72시간 정치 후의 수분율이 X％, 온도 65℃, 상대 습도 90％의 시험 조건에서 측정한 투습도가 Y이다. 수분율 X는 0.4 이하가 바람직하고, YD는 5×10-2g/m·24h 이상이 바람직하다. 투습도 Y는, 2000g/㎡·24h 이상이어도 된다.

Description

점착 시트, 광학 적층체 및 화상 표시 장치{ADHESIVE SHEET, OPTICAL LAMINATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 점착 시트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 광학 필름 상에 점착 시트가 적층된 광학 적층체 및 점착 시트를 통해 부재 사이가 접합된 화상 표시 장치에 관한 것이다.
휴대 전화, 스마트폰, 태블릿 단말기 등의 모바일 기기, 카 내비게이션 장치 등의 차량 탑재 장치, 퍼스널 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 등의 각종 화상 표시 장치로서, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치가 널리 사용되고 있다. 화상 표시 장치의 표면에는, 외표면으로부터의 충격에 의한 화상 표시 패널의 파손 방지나, 시인성 향상 등을 목적으로 하여, 투명 수지판이나 유리판으로 이루어지는 커버 윈도우가 마련되는 경우가 있다. 근년에는, 시인측 표면에, 터치 패널을 배치한 화상 표시 장치가 널리 보급되고 있다.
화상 표시 장치나 터치 패널 등의 구성 부재 사이의 접합, 화상 표시 패널과 터치 패널의 접합, 화상 표시 장치 표면으로의 커버 윈도우의 고정 등에, 점착 시트가 사용되고 있다. 화상 표시 장치의 시인측에 배치되는 점착 시트는, 실온 환경에 있어서 투명이면서 무색인 것에 더하여, 고온 고습 환경에 노출된 경우에도 백탁되지 않는 것(내백탁성)이 요구되고 있다. 특허문헌 1에서는, 점착 시트의 수분율(흡수성)을 높임으로써, 내백탁성을 향상시킬 수 있는 것이 기재되어 있다.
국제 공개 제2011/111576호
근년, 화상 표시 장치의 구성 부재의 저투습화가 진행되고 있다. 특히 모바일 기기를 중심으로, 유기 EL 표시 장치가 탑재되게 되어, 수분에 의한 유기 EL 소자의 열화 방지의 관점에서, 구성 부재의 저투습화의 흐름이 가속되고 있다. 예를 들어, 터치 패널의 투명 전극 센서 필름의 기재로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 널리 사용되고 있지만, 환상 폴리올레핀 필름 등의 저투습 필름으로의 치환이 진행되고 있다.
흡수성이 높은 점착 시트를 사용하여 저투습 부재를 접합한 광학 부재(예를 들어, 터치 패널)는, 고온 고습 환경으로부터 실온 환경으로의 급격한 환경 변화를 받으면, 백탁이 발생하기 쉽다. 이러한 과제를 감안하여, 본 발명은, 저투습 부재와 접합한 때에도 내백탁성이 우수한 점착 시트의 제공을 목적으로 한다.
본 발명자들이 검토한 결과, 수분율(흡수율)이 작고, 또한 투습도가 큰 점착 시트가, 내백탁성이 우수한 것을 알아내어, 본 발명에 이르렀다.
본 발명의 점착 시트는, 베이스 폴리머를 포함하는 점착제 조성물이 층상으로 형성된 것이다. 점착 시트는, 두께가 D, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 환경 하에 72시간 정치 후의 수분율이 X％, 온도 65℃, 상대 습도 90％의 시험 조건에서 측정한 투습도가 Y이다. 점착 시트의 두께 D는, 예를 들어 10 내지 100㎛ 정도이다. 점착 시트의 유리에 대한 접착력은, 1N/20㎜ 이상이 바람직하다.
수분율 X는 0.4 이하가 바람직하고, YD는 5×10-2g/m·24h 이상이 바람직하다. 투습도 Y는, 2000g/㎡·24h 이상이어도 된다.
수분율 X(％)와, 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD(g/m·24h)는, 하기의 식(A)를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure pat00001
수분율 X(％)와, 투습도 Y(g/㎡·24h)는, 하기의 식(B)를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure pat00002
점착 시트는, 예를 들어 아크릴계의 점착제 조성물로 이루어진다. 아크릴계 점착제는, 바람직하게는 아크릴계 베이스 폴리머를 50중량％ 이상 함유한다. 아크릴계 베이스 폴리머는, 구성 모노머 성분 전량 100중량부에 대한 히드록시기 함유 모노머의 양이 5중량부 이하여도 된다. 또한, 구성 모노머 성분 전량 100중량부에 대한, 히드록시기 함유 모노머, 카르복시기 함유 모노머 및 질소 함유 모노머의 합계량이, 10중량부 이하여도 된다.
터치 패널의 접합 등에 사용되는 점착 시트에 있어서는, 점착 시트를 구성하는 점착제 조성물의 베이스 폴리머가, 구성 모노머 성분으로서, 유기산 모노머를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기한 점착 시트를 통해 복수의 광학 부재가 접합된 광학 적층체에 관한 것이다. 점착 시트에 의해 접합되는 광학 부재로서는, 편광판 등의 광학 필름, 터치 패널용 투명 도전 필름, 커버 윈도우 등의 화상 표시 장치 형성 부재를 들 수 있다.
본 발명의 점착 시트는, 저투습 부재와 접합한 때에도 내백탁성이 우수하다. 그 때문에, 본 발명의 점착 시트를 통해 광학 부재를 접합한 화상 표시 장치는, 온도나 습도 등의 환경이 급격하게 변화된 경우라도, 백탁에 기인하는 시인성의 저하가 발생하기 어렵다.
도 1은 이형 필름이 부설된 점착 시트의 일 형태를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 2는 터치 패널을 구비하는 화상 표시 장치의 적층 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 1은, 점착 시트의 구성예를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 1에 도시하는 이형 필름을 갖는 점착 시트(80)에서는, 점착 시트(20)의 양면에, 이형 필름(81, 82)이 박리 가능하게 접착되어 있다.
점착 시트(20)는 점착제가 시트상으로 형성된 것이다. 점착 시트(20)의 두께 D는, 예를 들어 10 내지 200㎛ 정도이다. 화상 표시 장치의 박형화의 관점에서, 광학 필름끼리의 접합, 터치 패널의 투명 전극간의 접합, 광학 필름과 터치 패널의 접합에 사용되는 점착 시트는, 두께 D가 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 70㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 점착 시트의 두께 D는, 40㎛ 이하 또는 30㎛ 이하여도 된다.
점착 시트(20)는 투명성이 높은 것이 바람직하다. 점착 시트의 헤이즈는 1％ 이하가 바람직하고, 전체 광선 투과율은 90％ 이상이 바람직하다. 헤이즈 및 전체 광선 투과율은, 헤이즈 미터를 사용하여, JIS K7136에 준하여 측정된다.
점착 시트(20)는, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 환경 하에 72시간 정치한 후의 수분율 X가, 0.4％ 이하인 것이 바람직하다. 수분율 X는, 점착제의 단위 질량당의 수분의 양이고, 상대 습도 85％의 환경 하에 72시간 정치한 시료를 150℃에서 가열하여, 발생한 가스 중에 포함되는 수분량과 시료의 질량으로부터 산출된다.
점착 시트(20)는, 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD가, 5×10-2g/m·24h 이상인 것이 바람직하다. 투습도는, 소정의 환경 하에서, 면적 1㎡의 시료를 24시간 투과하는 수증기의 중량이고, JIS Z0208의 투습도 시험(컵법)에 준하여 측정된다. 또한, JIS Z0208에 있어서의 시험 조건은, 온도 25℃ 또는 40℃, 상대 습도 90％인 것에 비해, 본 명세서에 있어서는, 더 고온의 시험 환경에서의 내백탁성의 평가와의 정합을 도모하기 위해, 온도 65℃, 상대 습도 90％의 시험 조건에서의 투습도 Y를 사용한다.
투습도 Y와 두께 D는 반비례의 관계에 있고, 동일한 재료로 이루어지는 시트상물에서는, 투습도와 두께의 곱 YD는 거의 일정하다. YD는, 재료 중에서의 수분의 이동(확산)의 용이함을 나타내는 지표이고, YD가 클수록, 점착 시트(20) 내에서의 수분의 이동 속도가 커, 수분이 방출되기 쉽다.
점착 시트의 수분율 X 및 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD가 상기 범위인 것에 의해, 점착 시트를 저투습 부재와 접합한 경우라도, 급격한 환경 변화(특히 온도 및 습도의 변화)에 수반하는 적층체의 백탁이 억제되는 경향이 있다. 그 때문에, 점착 시트를 사용하여 부재 사이를 접합한 화상 표시 장치에 있어서의 시인성의 저하를 방지할 수 있다.
수분율 X가 작고, 투습도와 두께의 곱 YD(수분의 확산 속도)가 큰 것에 의해 백탁이 억제되는 이유로서, 점착 시트 및 점착 시트와 저투습 부재의 접합 계면으로의 수분의 체류가 억제되는 것을 들 수 있다.
점착 시트의 주면에, 저투습 필름 등의 광학 부재가 접합된 적층체가 고온 고습 환경에 장시간 노출되면, 점착 시트가 흡습되어 수분율이 커진다. 그 후, 적층체를 실온 환경으로 이동시키면, 온도 및 습도가 급격하게 저하되어, 고온 고습 환경 하에서 점착 시트가 흡수한 수분이 과포화의 상태로 되는 것이, 백탁의 일 요인이라고 생각된다.
점착 시트의 주면에 저투습 부재가 접합되어 있으면, 저투습 부재에 의해 수분의 이동이 차단되기 때문에, 점착 시트의 주면으로부터의 수분의 산일은 거의 기대할 수 없어, 점착 시트와 저투습 부재의 접합 계면에 수분이 체류하기 쉽다. 점착 시트의 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD가 큰 경우는, 점착 시트 내에서의 수분의 이동 속도가 크기 때문에, 점착 시트의 측면(단부면)으로부터의 수분의 산일 속도가 크고, 점착 시트 내 및 점착 시트와 저투습 부재의 계면에서의 수분의 체류가 억제되기 때문에, 백탁이 발생하기 어렵다고 생각된다.
단, 점착 시트의 단부면의 면적은, 주면의 면적에 비해 작고, 단부면으로부터 산일하는 수분량은 한정되어 있다. 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD가 큰 경우라도, 점착 시트의 수분율 X가 크면, 수분이 산일될 때까지 시간을 필요로 하기 때문에, 백탁이 발생하기 쉽고, 수분이 산일되어 백탁이 해소될 때까지의 시간이 길어진다. 한편, 수분율 X가 작은 경우는, 점착 시트가 흡수한 수분을 단시간에 계외로 산일시키는 것이 가능하기 때문에, 백탁이 발생하기 어렵고, 백탁이 발생한 경우라도, 단시간에 해소 가능하다.
따라서, 점착 시트의 YD가 큰 것에 더하여, 수분율 X가 작은 것에 의해, 저투습 부재와의 적층체에 있어서의 수분의 체류가 억제되는 것이, 내백탁성의 향상에 기여하고 있다고 생각된다.
내백탁성을 높이는 관점에서, 점착 시트(20)의 수분율 X는, 0.4％ 이하가 바람직하고, 0.3％ 이하가 보다 바람직하다. 수분율 X는, 0.25％ 이하 또는 0.2％ 이하여도 된다. 또한, 점착 시트(20)의 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD는, 5×10-2g/m·24h 이상이 바람직하고, 7×10-2g/m·24h 이상이 보다 바람직하고, 8×10-2g/m·24h 이상이 더욱 바람직하다. YD는, 0.1g/m·24h 이상, 0.12g/m·24h 이상, 또는 0.15g/m·24h 이상이어도 된다.
점착 시트의 두께 D를 전술한 범위로 하여 박형화를 도모하면서, YD를 상기 범위로 하는 등의 관점에서, 점착 시트(20)의 투습도 Y는, 2000g/㎡·24h 이상이 바람직하고, 3000g/㎡·24h 이상이 보다 바람직하고, 4000g/㎡·24h 이상이 더욱 바람직하다. 점착 시트(20)의 투습도 Y는, 5000g/㎡·24h 이상, 6000g/㎡·24h 이상, 또는 7000g/㎡·24h 이상이어도 된다.
점착 시트(20)의 투습도 Y의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는, 200000g/㎡·24h 이하이다. YD의 상한도 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 10g/m·24h 이하이다.
상기와 같이, 점착 시트(20)의 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD가 클수록, 점착 시트 내부에서의 수분의 이동 속도가 크고, 저투습 부재가 접합되어 있는 경우라도, 점착 시트의 단부면으로부터, 단시간에 계외로 수분이 산일되기 쉽다. 그 때문에, 점착 시트의 수분율 X가 큰 경우라도 백탁이 억제되고, 백탁이 발생한 경우라도, 단시간에 백탁이 해소되기 쉽다. 특히, 점착 시트의 수분율 X(％)와, 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD(g/m·24h)가, 하기의 식(A)를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure pat00003
식(A)의 좌변에 있어서, log(YD)는, 점착 시트 내에서의 수분의 이동 속도에 관련되어 있고, 2.1X는, 고온 고습 상태에 장시간 노출된 점착 시트에 포함되는 수분량에 관련되어 있다. X가 작을수록 수분량이 적기 때문에, 과포화로 된 수분을 단시간에 계외로 산일시켜 과포화의 상태가 해소된다. 또한, log(YD)가 클수록, 단위 시간당에 계외로 산일되는 수분량이 크기 때문에, 수분이 과포화인 상태를 단시간에 해소할 수 있다. 그 때문에, 식(A)의 좌변의 숫자가 클수록, 보다 단시간에 백탁이 해소되는 경향이 있다.
동일한 관점에서, 점착 시트의 수분율 X(％)와, 투습도 Y(g/㎡·24h)가, 하기의 식(B)를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure pat00004
식(B)에 있어서도, 좌변의 숫자가 클수록, 더 단시간에 수분이 과포화인 상태가 해소되는 경향이 있다.
[점착제의 조성]
(베이스 폴리머의 조성)
점착 시트(20)를 구성하는 점착제로서는, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산비닐/염화비닐 코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 습윤성, 응집성 및 접착성 등의 점착 특성을 나타내고, 또한 고투습도를 실현 가능한 점에서, 베이스 폴리머로서 아크릴계 폴리머를 함유하는 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.
아크릴계 점착제에 있어서의 아크릴계 베이스 폴리머의 함유량은, 바람직하게는 50중량％ 이상, 보다 바람직하게는 60중량％ 이상이다. 베이스 폴리머로서의 아크릴계 폴리머는, 주된 구성 모노머 성분으로서 (메트)아크릴산알킬에스테르를 함유한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미한다. 베이스 폴리머가 공중합체인 경우, 구성 모노머의 나열은 랜덤이어도 되고, 블록이어도 상관없다.
(메트)아크릴산알킬에스테르로서는, 알킬기의 탄소수가 1 내지 20인 (메트)아크릴산알킬에스테르가 적합하게 사용된다. (메트)아크릴산알킬에스테르는, 알킬기가 분지를 갖고 있어도 되고, 환상 알킬기를 갖고 있어도 된다.
쇄상 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르의 구체예로서는, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산s-부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산펜틸, (메트)아크릴산이소펜틸, (메트)아크릴산네오펜틸, (메트)아크릴산헥실, (메트)아크릴산헵틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산옥틸, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산노닐, (메트)아크릴산이소노닐, (메트)아크릴산데실, (메트)아크릴산이소데실, (메트)아크릴산운데실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산이소트리도데실, (메트)아크릴산테트라데실, (메트)아크릴산이소테트라데실, (메트)아크릴산펜타데실, (메트)아크릴산세틸, (메트)아크릴산헵타데실, (메트)아크릴산옥타데실, (메트)아크릴산이소옥타데실, (메트)아크릴산노나데실 등을 들 수 있다.
지환식 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르의 구체예로서는, (메트)아크릴산시클로펜틸, (메트)아크릴산시클로헥실, (메트)아크릴산시클로헵틸, (메트)아크릴산시클로옥틸 등의 (메트)아크릴산시클로알킬에스테르; (메트)아크릴산이소보르닐 등의 2환식의 지방족 탄화수소환을 갖는 (메트)아크릴산에스테르; 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 트리시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 1-아다만틸(메트)아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸(메트)아크릴레이트 등의 3환 이상의 지방족 탄화수소환을 갖는 (메트)아크릴산에스테르를 들 수 있다.
아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 성분 전량에 대한, (메트)아크릴산알킬에스테르의 양은, 40중량％ 이상이 바람직하고, 50중량％ 이상이 보다 바람직하고, 60중량％ 이상이 더욱 바람직하다.
아크릴계 폴리머는, 공중합 성분으로서, 가교 가능한 관능기를 갖는 모노머 성분을 포함해도 된다. 가교 가능한 관능기를 갖는 모노머로서는, 히드록시기 함유 모노머나, 카르복시기 함유 모노머를 들 수 있다.
히드록시기 함유 모노머로서는, (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴이나 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
아크릴계 폴리머에 있어서의 히드록시기 함유 모노머 유닛의 함유량이 큰 경우는, 점착 시트의 흡수성이 높기 때문에 수분율 X가 커져, 내백탁성이 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, 아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 성분의 합계 100중량부에 대한 히드록시기 함유 모노머의 양은, 5중량부 이하가 바람직하고, 4중량부 이하가 보다 바람직하다. 히드록시기 함유 모노머의 양은, 3중량부 이하, 2중량부 이하, 또는 1.5중량부 이하여도 된다.
한편, 점착 시트의 투습도 Y를 높이는 관점에서, 아크릴계 폴리머는 소량의 히드록시기 함유 모노머 유닛을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 아크릴계 폴리머에 이소시아네이트계 가교제 등에 의한 가교 구조를 도입하기 위해서도, 아크릴계 모노머는 히드록시기 함유 모노머 유닛을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 성분의 합계 100중량부에 대한 히드록시기 함유 모노머의 양은, 0.1중량부 이상이 바람직하고, 0.3중량부 이상이 보다 바람직하고, 0.5중량부 이상이 더욱 바람직하다.
카르복시기 함유 모노머로서는, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산카르복시에틸, (메트)아크릴산카르복시펜틸 등의 아크릴계 모노머나, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등을 들 수 있다.
점착 시트가 터치 패널의 센서 전극의 접착에 사용되는 경우, 산 성분에 의한 전극의 부식을 방지하기 위해, 점착 시트는 산의 함유량이 작은 산 프리 점착 시트인 것이 바람직하다. 산 프리 점착 시트는, (메트)아크릴산 등의 유기산 모노머의 함유량이, 100ppm 이하인 것이 바람직하고, 70ppm 이하인 것이 보다 바람직하고, 50ppm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 점착 시트의 유기산 모노머 함유량은, 점착 시트를 순수 중에 침지하여, 100℃에서 45분 가온하고, 수중에 추출된 산 모노머를 이온 크로마토그래프로 정량함으로써 구해진다.
점착 시트 중의 산 모노머 함유량을 저감시키기 위해서는, 베이스 폴리머를 구성하는 모노머 성분에 있어서의 (메트)아크릴산 등의 유기산 모노머 성분의 양이 적은 것이 바람직하다. 그 때문에, 점착 시트를 산 프리로 하기 위해서는, 베이스 폴리머가 모노머 성분으로서 유기산 모노머(카르복시기 함유 모노머)를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 산 프리 점착 시트에 있어서는, 베이스 폴리머의 모노머 성분의 합계 100중량부에 대한 카르복시기 함유 모노머의 양은, 0.5중량부 이하가 바람직하고 0.1중량부 이하가 보다 바람직하고, 0.05중량부 이하가 더욱 바람직하고, 이상적으로는 0이다.
점착 시트가 터치 패널의 센서 전극과 접촉하지 않는 경우, 점착 시트는 산 프리인 것을 필요로 하지 않는다. 단, 아크릴계 폴리머에 있어서의 카르복시기 함유 모노머 유닛의 함유량이 큰 경우는, 점착 시트의 흡수성이 높아지는 경향이 있기 때문에, 아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 성분의 합계 100중량부에 대한 카르복시기 함유 모노머의 양은, 10중량부 이하가 바람직하고, 7중량부 이하가 보다 바람직하고, 5중량부 이하가 더욱 바람직하다.
아크릴계 폴리머는, 구성 모노머 성분으로서, 질소 함유 모노머를 포함하고 있어도 된다. 질소 함유 모노머로서는, N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리돈, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 비닐모르폴린, (메트)아크릴로일모르폴린, N-비닐카르복실산아미드류, N-비닐카프로락탐 등을 들 수 있다. 그 중에서도, N-비닐피롤리돈 및 (메트)아크릴로일모르폴린이 바람직하게 사용된다.
아크릴계 폴리머에 있어서의 질소 함유 모노머 유닛의 함유량이 큰 경우는, 점착 시트의 흡수성이 높아지는 경향이 있기 때문에, 아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 성분의 합계 100중량부에 대한 질소 함유 모노머의 양은, 12중량부 이하가 바람직하고, 10중량부 이하가 보다 바람직하고, 8중량부 이하가 더욱 바람직하다.
상기와 같이 베이스 폴리머에 포함되는, 히드록시기, 카르복시기, 질소 원자 등의 양이 큰 경우는, 베이스 폴리머의 극성이 커, 점착 시트의 수분율 X가 높아지는 경향이 있다. 점착 시트의 수분율 X를 작게 하여, 내백탁성을 높이는 관점에서, 아크릴계 폴리머의 구성 모노머 성분 전량 100중량부에 대한 히드록시기 함유 모노머, 카르복시기 함유 모노머 및 질소 함유 모노머의 합계량은, 10중량부 이하가 바람직하고, 8중량부 이하가 보다 바람직하고, 7중량부 이하가 더욱 바람직하다. 이들 극성기 함유 모노머 성분의 양은, 5중량부 이하, 4중량부 이하 또는 3중량부 이하여도 된다.
한편, 베이스 폴리머가 극성기 함유 모노머 유닛을 전혀 포함하지 않는 경우, 응집력이 부족해, 피착체에 대한 접착력이 불충분해지는 경우가 있다. 또한, 베이스 폴리머가 소량의 극성기 함유 모노머 유닛을 포함함으로써, 점착 시트의 투습도 Y가 높여져, 내백탁성이 향상되는 경향이 있다. 그 때문에, 아크릴계 폴리머의 구성 모노머 성분 전량 100중량부에 대한 히드록시기 함유 모노머, 카르복시기 함유 모노머 및 질소 함유 모노머의 합계량은, 0.1중량부 이상이 바람직하고, 0.3중량부 이상이 보다 바람직하고, 0.5중량부 이상이 더욱 바람직하다.
히드록시기 함유 모노머 등의 극성기 함유 모노머 성분의 양이 큰 경우라도, 베이스 폴리머를 구성하는 다른 모노머 성분의 선택에 의해, 점착 시트의 수분율 X를 작게 할 수 있다. 예를 들어, 베이스 폴리머의 구성 모노머 성분으로서, 지환식 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르 등의 소수성이 높은 모노머를 사용함으로써, 점착 시트의 수분율이 작아지는 경향이 있다. 특히, 베이스 폴리머를 구성하는 모노머 성분의 합계 100중량부에 대한 히드록시기 함유 모노머의 양이 5중량부를 초과하는 경우는, 모노머 성분으로서, 다환의 지환식 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르를 사용하는 것이 바람직하다.
아크릴계 폴리머는, 상기 이외의 모노머 성분으로서, 산 무수물기 함유 모노머, (메트)아크릴산의 카프로락톤 부가물, 술폰산기 함유 모노머, 인산기 함유 모노머, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 비닐계 모노머; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 모노머; (메트)아크릴산글리시딜 등의 에폭시기 함유 모노머; (메트)아크릴산폴리에틸렌글리콜, (메트)아크릴산폴리프로필렌글리콜, (메트)아크릴산메톡시에틸렌글리콜, (메트)아크릴산메톡시폴리프로필렌글리콜 등의 글리콜계 아크릴에스테르 모노머; (메트)아크릴산테트라히드로푸르푸릴, 불소(메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트나 (메트)아크릴산2-메톡시에틸 등의 (메트)아크릴산에스테르계 모노머 등을 포함하고 있어도 된다.
(베이스 폴리머의 가교 구조)
베이스 폴리머에는, 가교 구조가 도입되어 있어도 된다. 베이스 폴리머에 가교 구조가 도입됨으로써, 점착제의 겔 분율이 상승하여, 접착성이나 점착제의 경도를 적절한 범위로 조정할 수 있다. 점착제에 적당한 접착성을 갖게 하는 관점에서, 점착제의 겔 분율은, 40 내지 85％가 바람직하고, 50 내지 80％가 보다 바람직하다.
겔 분율은, 아세트산에틸 등의 용매에 대한 불용분으로서 구할 수 있고, 구체적으로는, 점착제층을 아세트산에틸 중에 23℃에서 7일간 침지한 후의 불용 성분의, 침지 전의 시료에 대한 중량 분율(단위: 중량％)로서 구해진다. 일반적으로, 폴리머의 겔 분율은 가교도와 동등하고, 폴리머 중의 가교된 부분이 많을수록, 겔 분율이 커진다. 겔 분율(가교 구조의 도입량)은, 가교 구조의 도입 방법이나, 가교제의 종류 및 양 등에 의해 원하는 범위로 조정할 수 있다.
베이스 폴리머로의 가교 구조의 도입 방법으로서는, (1) 가교제와 반응 가능한 관능기(히드록시기, 카르복시기 등)를 갖는 베이스 폴리머를 중합 후에, 가교제를 첨가하고, 베이스 폴리머와 가교제를 반응시키는 방법; 및 (2) 베이스 폴리머의 중합 성분에 다관능 화합물을 포함함으로써, 폴리머쇄에 분지 구조(가교 구조)를 도입하는 방법 등을 들 수 있다. 이것들을 병용하여, 베이스 폴리머에 복수종의 가교 구조를 도입해도 된다.
상기 (1)의 베이스 폴리머와 가교제를 반응시키는 방법에서는, 중합 후의 베이스 폴리머에 가교제를 첨가하고, 필요에 따라 가열함으로써, 베이스 폴리머에 가교 구조가 도입된다. 가교제로서는, 베이스 폴리머에 포함되는 히드록시기나 카르복시기 등의 관능기와 반응하는 화합물을 들 수 있다. 가교제의 구체예로서는, 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 옥사졸린계 가교제, 아지리딘계 가교제, 카르보디이미드계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 베이스 폴리머의 히드록시기나 카르복시기와의 반응성이 높고, 가교 구조의 도입이 용이한 점에서, 이소시아네이트계 가교제 및 에폭시계 가교제가 바람직하다. 이들 가교제는, 베이스 폴리머 중에 도입된 히드록시기나 카르복시기 등의 관능기와 반응하여 가교 구조를 형성한다. 베이스 폴리머가 카르복시기를 포함하지 않는 산 프리의 점착제에서는, 이소시아네이트계 가교제를 사용하여, 베이스 폴리머 중의 히드록시기와, 이소시아네이트 가교제의 반응에 의해 가교 구조를 형성하는 것이 바람직하다.
이소시아네이트계 가교제로서는, 1분자 중에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트가 사용된다. 이소시아네이트계 가교제로서는, 예를 들어 부틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 저급 지방족 폴리이소시아네이트류; 시클로펜틸렌디이소시아네이트, 시클로헥실렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 지환족 이소시아네이트류; 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트류; 트리메틸올프로판/톨릴렌디이소시아네이트 3량체 부가물(예를 들어, 도소제 「코로네이트L」), 트리메틸올프로판/헥사메틸렌디이소시아네이트 3량체 부가물(예를 들어, 도소제 「코로네이트HL」), 크실릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 부가물(예를 들어, 미쓰이 가가쿠제 「타케네이트D110N」), 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트체(예를 들어, 도소제 「코로네이트HX」) 등의 이소시아네이트 부가물 등을 들 수 있다.
상기 (2)의 베이스 폴리머의 중합 성분에 다관능 모노머를 포함하는 방법에서는, 베이스 폴리머를 구성하는 모노머 성분 및 가교 구조를 도입하기 위한 다관능 화합물의 전량을 한번에 반응시켜도 되고, 다단계에서 중합을 행해도 된다. 다단계에서 중합을 행하는 방법으로서는, 베이스 폴리머를 구성하는 단관능 모노머를 중합(예비 중합)하고, 부분 중합물(프리폴리머 조성물)을 조제하여, 프리폴리머 조성물에 다관능 (메트)아크릴레이트 등의 다관능 화합물을 첨가하고, 프리폴리머 조성물과 다관능 모노머를 중합(본 중합)하는 방법이 바람직하다. 프리폴리머 조성물은, 저중합도의 중합물과 미반응의 모노머를 포함하는 부분 중합물이다.
베이스 폴리머의 구성 성분의 예비 중합을 행함으로써, 다관능 화합물에 의한 분지점(가교점)을, 베이스 폴리머에 균일하게 도입할 수 있다. 또한, 저분자량의 폴리머 또는 부분 중합물과 미중합의 모노머 성분의 혼합물(점착제 조성물)을 기재 상에 도포한 후, 기재 상에서 본 중합을 행하여, 점착 시트를 형성할 수도 있다. 프리폴리머 조성물 등의 저중합 조성물은 저점도에서 도포성이 우수하기 때문에, 프리폴리머 조성물과 다관능 화합물의 혼합물인 점착제 조성물을 도포 후에 기재 상에서 본 중합을 행하는 방법에 의하면, 점착 시트의 생산성을 향상시킬 수 있음과 함께, 점착 시트의 두께를 균일하게 할 수 있다.
가교 구조의 도입에 사용하는 다관능 화합물로서는, 불포화 이중 결합을 갖는 중합성의 관능기(에틸렌성 불포화기)를, 1분자 중에 2개 이상 함유하는 화합물을 들 수 있다. 다관능 화합물로서는, 아크릴계 폴리머를 구성하는 모노머 성분과의 공중합이 용이한 점에서, 다관능 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. 활성 에너지선 중합(광중합)에 의해 분지(가교) 구조를 도입하는 경우는, 다관능 아크릴레이트가 바람직하다.
다관능 (메트)아크릴레이트로서는, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A 에틸렌옥사이드 변성 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A 프로필렌옥사이드 변성 디(메트)아크릴레이트, 알칸디올디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디(메트)아크릴레이트, 에톡시화이소시아누르산트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 에톡시화펜타에리스톨테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스톨폴리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스톨헥사(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 글리세린디(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 부타디엔(메트)아크릴레이트, 이소프렌(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
(베이스 폴리머의 조제)
베이스 폴리머는, 용액 중합, UV 중합, 괴상 중합, 유화 중합 등의 공지의 중합 방법에 의해 조제할 수 있다. 점착제의 투명성, 내수성, 비용 등의 점에서, 용액 중합법, 또는 활성 에너지선 중합법(예를 들어, UV 중합)이 바람직하다. 용액 중합의 용매로서는 일반적으로 아세트산에틸, 톨루엔 등이 사용된다.
베이스 폴리머의 조제 시에는, 중합 반응의 종류에 따라, 광중합 개시제나 열 중합 개시제 등의 중합 개시제를 사용해도 된다. 광중합 개시제로서는, 광중합을 개시하는 것이라면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 벤조인에테르계 광중합 개시제, 아세토페논계 광중합 개시제, α-케톨계 광중합 개시제, 방향족 술포닐클로라이드계 광중합 개시제, 광 활성 옥심계 광중합 개시제, 벤조인계 광중합 개시제, 벤질계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 케탈계 광중합 개시제, 티오크산톤계 광중합 개시제, 아실포스핀옥사이드계 광중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 열 중합 개시제로서는, 예를 들어 아조계 개시제, 과산화물계 개시제, 과산화물과 환원제를 조합한 산화 환원계 개시제(예를 들어, 과황산염과 아황산수소나트륨의 조합, 과산화물과 아스코르브산나트륨의 조합 등)를 사용할 수 있다.
중합 시에는, 분자량 조정 등을 목적으로 하여, 연쇄 이동제나 중합 금지제(중합 지연제) 등을 사용해도 된다. 연쇄 이동제로서는, α-티오글리세롤, 라우릴머캅탄, 글리시딜머캅탄, 머캅토아세트산, 2-머캅토에탄올, 티오글리콜산, 티오글리콜산2-에틸헥실, 2,3-디머캅토-1-프로판올 등의 티올류나, α-메틸스티렌 2량체 등을 들 수 있다.
이소시아네이트계 가교제 등에 의해 가교 구조를 도입하는 경우는, 용액 중합에 의해 베이스 폴리머를 중합 후에, 가교제를 첨가하고, 필요에 따라 가열을 행하여, 베이스 폴리머에 가교 구조를 도입하는 것이 바람직하다. 다관능 (메트)아크릴레이트 등의 다관능 화합물에 의해 가교 구조를 도입하는 경우는, 용액 중합 또는 활성 에너지선 중합에 의해, 베이스 폴리머의 중합 또는 프리폴리머 조성물의 조제를 행하여, 다관능 화합물을 첨가한 후에, 활성 에너지선 중합에 의해 다관능 화합물에 의한 가교 구조를 도입하는 것이 바람직하다.
프리폴리머 조성물은, 예를 들어 아크릴 베이스 폴리머를 구성하는 모노머 성분과 중합 개시제를 혼합한 조성물(「프리폴리머 형성용 조성물」이라고 칭함)을, 부분 중합(예비 중합)시킴으로써 조제할 수 있다. 프리폴리머 형성용 조성물 중의 모노머는, 단관능 모노머인 것이 바람직하다. 프리폴리머 형성용 조성물은, 단관능 모노머에 더하여, 다관능 모노머를 함유하고 있어도 된다. 예를 들어, 다관능 모노머의 일부를 프리폴리머 형성용 조성물에 함유시켜, 예비 중합 후에 다관능 모노머 성분의 잔부를 첨가하여 본 중합을 행해도 된다.
프리폴리머의 중합률은 특별히 한정되지 않지만, 기재 상으로의 도포에 적합한 점도로 하는 관점에서, 3 내지 50중량％가 바람직하고, 5 내지 40중량％가 보다 바람직하다. 프리폴리머의 중합률은, 광중합 개시제의 종류나 사용량, UV광 등의 활성 광선의 조사 강도·조사 시간 등을 조정함으로써, 원하는 범위로 조정할 수 있다.
(점착제 조성물)
베이스 폴리머(또는 프리폴리머 조성물)에, 가교 구조도를 도입하기 위한 가교제 및/또는 다관능 화합물, 기타의 첨가제 등을 혼합하여 점착제 조성물을 조제한다. 점착제 조성물에는, 필요에 따라, 베이스 폴리머를 구성하는 모노머 성분의 잔부를 첨가해도 된다.
점착제 조성물은, 베이스 폴리머에 더하여, 올리고머를 포함하고 있어도 된다. 또한, 아크릴계 점착제는, 아크릴계 베이스 폴리머 이외에, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산비닐/염화비닐 코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 함유해도 된다.
점착제 조성물이 프리폴리머 조성물과 다관능 화합물 등을 포함하는 경우, 점착제 조성물은, 본 중합을 위한 광중합 개시제를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 예비 중합 후에, 프리폴리머 조성물에, 본 중합을 위한 중합 개시제를 첨가해도 된다. 예비 중합 시의 중합 개시제가 프리폴리머 조성물 중에서 실활되지 않고 잔존하는 경우는, 본 중합을 위한 중합 개시제 첨가를 생략해도 된다. 점착제 조성물은, 연쇄 이동제를 포함하고 있어도 된다.
접착력의 조정을 목적으로 하여, 점착제 조성물 중에, 실란 커플링제를 첨가해도 된다. 점착제 조성물에 실란 커플링제가 첨가되는 경우, 그 첨가량은, 베이스 폴리머 100중량부에 대하여, 통상 0.01 내지 5.0중량부 정도이고, 0.03 내지 2.0중량부 정도인 것이 바람직하다.
상기 예시의 각 성분 외에, 점착제 조성물은, 점착 부여제, 가소제, 연화제, 열화 방지제, 충전제, 착색제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 계면 활성제, 대전 방지제 등의 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
[점착 시트의 형성]
기재 상에 점착제 조성물을 도포하고, 필요에 따라 용매의 건조 제거, 및/또는 활성 광선의 조사에 의한 본 중합을 실시함으로써, 기재 상에 점착 시트가 형성된다. 점착 시트의 형성에 사용되는 기재로서는, 임의의 적절한 기재가 사용된다. 기재로서, 점착 시트와의 접촉면에 이형층을 구비하는 이형 필름(세퍼레이터)이어도 된다.
이형 필름의 필름 기재로서는, 각종 수지 재료로 이루어지는 필름이 사용된다. 수지 재료로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지가 특히 바람직하다. 필름 기재의 두께는, 10 내지 200㎛가 바람직하고, 25 내지 150㎛가 보다 바람직하다. 이형층의 재료로서는, 실리콘계 이형제, 불소계 이형제, 장쇄 알킬계 이형제, 지방산 아미드계 이형제 등을 들 수 있다. 이형층의 두께는, 일반적으로는, 10 내지 2000㎚ 정도이다.
기재 상으로의 점착제 조성물의 도포 방법으로서는, 롤 코트, 키스 롤 코트, 그라비아 코트, 리버스 코트, 롤 브러시, 스프레이 코트, 딥 롤 코트, 바 코트, 나이프 코트, 에어나이프 코트, 커튼 코트, 립 코트, 다이 코터 등의 각종 방법이 사용된다.
점착제 조성물의 베이스 폴리머가 용액 중합 폴리머인 경우, 도포 후에 용제의 건조를 행하는 것이 바람직하다. 건조 방법으로서는, 목적에 따라, 적합하고, 적절한 방법이 채용될 수 있다. 가열 건조 온도는, 바람직하게는 40℃ 내지 200℃이고, 더욱 바람직하게는, 50℃ 내지 180℃이고, 특히 바람직하게는 70℃ 내지 170℃이다. 건조 시간은, 적합하고, 적절한 시간이 채용될 수 있다. 건조 시간은, 바람직하게는 5초 내지 20분, 더욱 바람직하게는 5초 내지 15분, 특히 바람직하게는 10초 내지 10분이다.
점착제 조성물이 가교제를 함유하는 경우, 기재 상으로의 점착제 조성물의 도포 후에, 가교 반응이 행해져도 된다. 가교 시에는, 필요에 따라 가열을 행해도 된다. 가교 반응의 온도는, 통상 20℃ 내지 160℃의 범위이고, 가교 반응의 시간은 1분부터 7일 정도이다. 점착제 조성물을 도포 후, 용매를 건조시키기 위한 가열이, 가교를 위한 가열을 겸하고 있어도 된다. 용매를 건조 후에는 점착 시트의 표면을 보호하기 위해, 커버 시트를 부설하는 것이 바람직하다. 커버 시트로서는, 기재 필름과 마찬가지로, 점착 시트와의 접촉면에 이형층을 구비하는 이형 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
점착제 조성물이 프리폴리머 조성물과 다관능 화합물 등을 포함하는 광중합성의 조성물인 경우는, 기재 상에 점착제 조성물을 층상으로 도포한 후, 활성 광선을 조사함으로써 광경화가 행해진다. 광경화를 행할 때는, 도포층의 표면에 커버 시트를 부설하여, 점착제 조성물을 2매의 시트 사이에 끼워서 지지한 상태에서 활성 광선을 조사하여, 산소에 의한 중합 저해를 방지하는 것이 바람직하다.
활성 광선은, 모노머나 다관능 (메트)아크릴레이트 등의 중합성 성분의 종류나, 광중합 개시제의 종류 등에 따라 선택하면 되고, 일반적으로는, 자외선 및/또는 단파장의 가시광이 사용된다. 조사광의 적산 광량은, 100 내지 5000mJ/㎠ 정도가 바람직하다. 광조사를 위한 광원으로서는, 점착제 조성물에 포함되는 광중합 개시제가 감도를 갖는 파장 범위의 광을 조사할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고, LED 광원, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 크세논 램프 등이 바람직하게 사용된다.
[광학 적층체 및 화상 표시 장치]
점착 시트(20)는, 각종 투명 부재나 불투명 부재의 접합에 사용 가능하다. 피착체의 종류는 특별히 한정되지 않고, 각종 수지 재료, 유리, 금속 등을 들 수 있다. 본 발명의 점착 시트는, 투명성이 높고, 내백탁성이 우수하기 때문에, 화상 표시 장치의 구성 부재간의 접합에 적합하게 사용된다.
화상 표시 장치의 구성 부재간의 접합에 사용되는 점착 시트는, 피착체에 대하여 높은 접착성을 나타내는 것이 바람직하다. 점착 시트의 유리에 대한 접착력은 1N/20㎜ 이상이 바람직하다. 접착력은, 폭 20㎜의 점착 시트를 유리판에 접합하여, 박리 속도 300㎜/분으로 180° 필 시험을 실시한 때의 시험력이다.
도 2는, 화상 표시 패널(1) 상에 터치 패널(5)을 구비하고, 시인측 표면에 커버 윈도우(7)가 배치된 화상 표시 장치(100)의 적층 구성을 도시하는 단면도이다.
화상 표시 패널(1)의 시인측 표면에는, 일반적으로 편광판(13)이 마련된다. 예를 들어, 액정 표시 장치에서는, 액정 패널의 시인측에 마련된 편광판이 액정 셀을 투과한 광의 편광 상태에 따라 투과율을 조정한다. 유기 EL 표시 장치에서는, 유기 EL 패널의 시인측에 원 편광판을 마련함으로써, 유기 EL 패널의 금속 전극에서 반사한 외광의 시인측으로의 출사를 차폐하여 디스플레이의 시인성을 향상시킬 수 있다.
편광판으로서는, 편광자의 편면 또는 양면에, 필요에 따라 적당한 투명 보호 필름이 접합된 것이 일반적으로 사용된다. 편광자는, 특별히 한정되지 않고, 각종의 것을 사용할 수 있다. 편광자로서는, 예를 들어 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 일축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다.
편광자의 보호 필름으로서의 투명 보호 필름에는, 셀룰로오스계 수지, 환상 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 페닐말레이미드계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 등의, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성 및 광학 등방성이 우수한 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 편광자의 양면에 투명 보호 필름이 마련되는 경우, 그 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 보호 필름이 사용되어도 되고, 다른 폴리머 재료 등으로 이루어지는 보호 필름이 사용되어도 된다.
편광판의 한쪽 또는 양쪽의 면에, 필요에 따라 적당한 접착제층이나 점착제 층을 통해, 광학 필름이 적층되어 있어도 된다. 이와 같은 필름으로서는, 위상차판, 시야각 확대 필름, 시야각 제한(들여다봄 방지) 필름, 휘도 향상 필름 등의 화상 표시 장치의 형성에 사용되는 것이 사용되고, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 액정 표시 장치에서는, 액정 셀로부터 시인측으로 사출되는 광의 편광 상태를 적절하게 변환하여, 시야각 특성을 향상시키는 것 등의 목적으로, 화상 표시 패널(액정 패널)과 편광판 사이에 광학 보상 필름이 사용되는 경우가 있다.
상기와 같이 유기 EL 표시 장치에서는, 편광자의 유기 EL 패널측의 면에 1/4 파장판을 배치한 원 편광판을 마련함으로써, 금속 전극에서 반사한 외광의 시인측으로의 출사를 차폐할 수 있다. 편광자의 시인측에 1/4 파장판을 배치하고, 출사광을 원 편광으로 함으로써, 편광 선글라스를 장착한 시인자에 대해서도, 적절한 화상 표시를 시인시킬 수 있다. 이들 광학 필름(광학 이방성 필름)은, 다른 필름을 통하지 않고 편광자 상에 적층되어 있어도 된다. 이 경우, 광학 필름이 편광자의 보호 필름으로서의 기능을 겸비한다.
터치 패널(5)로서는, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학 방식, 초음파 방식 등, 임의의 방식의 터치 패널이 사용된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 시인측 표면에 커버 윈도우(7)가 배치되는 경우는, 정전 용량 방식의 터치 패널이 바람직하다.
도 2에 도시하는 형태에서는, 2매의 투명 도전 필름(30, 40)이, 점착 시트(25)를 통해 접합되어 있다. 투명 도전 필름(30, 40)은, 터치 패널에 있어서 센서 전극으로서 작용하는 것이고, 투명 필름 기판(31, 41) 상에 투명 전극(32, 42)을 구비한다.
투명 필름 기판(31, 32)의 수지 재료로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 환상 폴리올레핀, 폴리올레핀, (메트)아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지 등이 사용된다. 화상 표시 장치에 높은 수분 차단성이 요구되는 경우는, 환상 폴리올레핀 등의 저투습 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
투명 전극(32, 42)을 구성하는 도전 재료로서는, 백금, 금, 은, 구리 등의 금속; 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화아연 등의 금속 산화물; 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 불소 도프 산화인듐(FTO), 안티몬 도프 산화주석, 불소 도프 산화주석, 알루미늄 도프 산화아연 등의 복합 산화물을 들 수 있다. 그 중에서도, 산화인듐주석(ITO)이 바람직하다.
또한, 도 2에서는, 화상 표시 패널(1)과 커버 윈도우(7) 사이에 터치 패널(5)이 배치된 형태를 도시하고 있지만, 터치 패널은, 화상 표시 패널 내에 마련되어 있어도 된다. 예를 들어, 화상 표시 셀(11)과 편광판(13) 사이에 터치 패널을 배치해도 된다.
커버 윈도우(7)로서는, 적당한 기계 강도 및 두께를 갖는 투명판이 사용된다. 이와 같은 투명판으로서는, 예를 들어 아크릴계 수지나 폴리카르보네이트계 수지와 같은 투명 수지판, 혹은 유리판 등이 사용된다. 투명판(71)의 표면에는, 장식 인쇄에 의한 착색층(72)이 프레임상으로 마련되어 있어도 된다.
본 발명의 점착 시트는, 이들 광학 부재간의 접합에 사용할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(5)의 투명 도전 필름(30, 40)을 접합하는 점착 시트(25)로서, 본 발명의 점착 시트를 사용해도 된다. 본 발명의 점착 시트는, ITO 박막 등의 저투습층이 마련된 필름 재료와 접합한 경우라도, 우수한 내백탁성을 발휘할 수 있다. 또한, 도 2에 있어서는, 2매의 투명 도전 필름(30, 40)의 투명 전극(32, 42)끼리가 대항하도록 배치되어 있지만, 점착 시트를 통해 투명 전극과 투명 필름 기판을 접합해도 된다.
편광판(13)과 터치 패널(5)을 접합하는 점착 시트(23)로서, 본 발명의 점착 시트를 사용해도 된다. 또한, 터치 패널(5)과 커버 윈도우(7)의 접합에 본 발명의 점착 시트를 사용해도 된다. 또한, 터치 패널을 갖고 있지 않은 화상 표시 장치나, 터치 패널이 화상 표시 패널에 내장되어 있는 화상 표시 장치에서는, 화상 표시 패널(1)의 표면에 배치된 편광판(13)과 커버 윈도우(7)의 접합에, 본 발명의 점착 시트를 사용해도 된다. 화상 표시 셀(11)과 편광판(13)을 접합하는 점착 시트(21)로서 본 발명의 점착 시트를 사용해도 된다.
어느 형태에 있어서도, 본 발명의 점착 시트를 사용함으로써, 고온 고습 환경으로부터 실온 환경으로의 급격한 환경 변화가 발생한 경우라도, 백탁이 발생하기 어렵고, 백탁이 발생한 경우라도 단시간에 백탁이 해소된다. 그 때문에, 본 발명의 점착 시트를 사용한 화상 표시 장치는, 환경 변화가 발생한 경우라도 높은 시인성을 유지할 수 있다.
[실시예]
이하에 실시예 및 비교예를 들어 더 설명하지만, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
<베이스 폴리머의 중합>
온도계, 교반기, 냉각기 및 질소 가스 도입관을 구비하는 반응 용기 내에, 모노머 성분으로서, 아크릴산부틸(BA): 99중량부 및 아크릴산4-히드록시부틸(4HBA): 1중량부, 그리고 열 중합 개시제로서 아조 이소부티로니트릴(AIBN): 0.1중량부를, 아세트산에틸과 함께 투입하고, 실온에서 완만하게 교반하면서 질소 가스를 도입하여, 질소 치환을 행하였다. 그 후, 60℃로 승온하여 7시간 중합 반응을 행하여, 중량 평균 분자량 160만의 아크릴계 베이스 폴리머 용액을 조제했다.
<점착제 조성물의 조제>
상기에서 얻어진 아크릴계 베이스 폴리머 용액에, 베이스 폴리머 100중량부에 대하여, 이소시아네이트계 가교제로서, 크실릴렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 부가물(미쓰이 가가쿠제 「타케네이트D110N」): 0.1중량부 및 실란 커플링제로서, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(신에쓰 가가쿠제 「KBM-403」): 0.1중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 조제했다.
<점착 시트의 제작>
이형 필름(편면에 실리콘계 이형층이 마련된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)필름)의 이형 처리면에, 점착제 조성물을 건조 후 두께가 12㎛로 되도록 도포하고, 100℃에서 3분간 가열하여 용매를 제거 후, 도포층 상에 별도의 이형 필름을 접합했다. 이 적층체를, 25℃의 분위기 하에서 3일간 에이징하여 가교를 진행시켜, 양면에 이형 필름이 가착된 점착 시트를 얻었다.
[실시예 2, 3]
점착제 조성물의 두께를, 25㎛(실시예 2) 또는 50㎛(실시예 3)로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 점착 시트를 제작했다.
[실시예 4]
<프리폴리머의 중합>
온도계, 교반기, 냉각기 및 질소 가스 도입관을 구비하는 반응 용기 내에, 모노머 성분으로서, BA: 97중량부, 4HBA: 1중량부 및 N-비닐피롤리돈(NVP): 2중량부, 그리고 광중합 개시제로서, BASF제 「이르가큐어184」 및 「이르가큐어651」을 각각 0.05중량부 투입한 후, 질소 가스를 흐르게 하여, 교반하면서 약 1시간 질소 치환을 행하였다. 그 후, 질소 분위기 하에서, 5mW/㎠의 UVA를 조사하여 중합을 행하여, 프리폴리머 조성물을 조제했다. 중합 시간은, 프리폴리머의 중합률이 약 10％로 되도록 조정했다.
<점착제 조성물의 조제>
프리폴리머 조성물(전량을 100중량부로 함)에, 다관능 모노머로서 1,6-헥산디올디아크릴레이트(신나카무라 고교 가가쿠제 「NK에스테르 A-HD-N」): 0.3중량부, 실란 커플링제로서 「KBM-403」: 0.1중량부, 및 광중합 개시제로서 「이르가큐어651」: 0.3중량부를 첨가하여, 광중합성의 점착제 조성물을 조제했다.
<점착 시트의 제작>
이형 필름 상에, 점착제 조성물을 25㎛의 두께로 도포하고, 도포층 상에 별도의 이형 필름을 접합했다. 그 후, 한쪽의 이형 필름 상으로부터, 5mW/㎠의 UVA(적산 광량 3000mJ/㎠)를 조사하여 중합을 진행시켜, 양면에 이형 필름이 가착된 점착 시트를 얻었다.
[실시예 5 내지 10 및 비교예 1 내지 4]
프리폴리머 중합 시의 투입 모노머 조성 및 광중합 개시제의 첨가량, 프리폴리머 조성물로의 첨가 성분의 종류 및 첨가량, 그리고 점착 시트의 두께를 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하고, 실시예 4와 마찬가지로 하여, 점착 시트를 제작했다.
[비교예 5]
<점착제 조성물의 조제>
베이스 폴리머로서 중량 평균 분자량 약 75만의 폴리이소부틸렌(BASF사제 「OPPANOL B80」): 100중량부 및 점착 부여제로서 수소 첨가 테르펜페놀 수지(야스하라 케미컬제 「YS폴리스타TH130」): 30중량부를, 고형분 농도가 20중량％로 되도록 톨루엔에 용해하여, 점착제 조성물을 조제했다.
<점착 시트의 제작>
이형 필름 상에, 점착제 조성물을 건조 후 두께가 25㎛로 되도록 도포하고, 130℃에서 2분간 가열하여 용매를 제거 후, 도포층 상에 별도의 이형 필름을 접합하여, 양면에 이형 필름이 가착된 점착 시트를 얻었다.
[비교예 6]
점착제 조성물의 두께를, 50㎛로 변경한 것 이외는, 비교예 5와 마찬가지로 하여 점착 시트를 제작했다.
[비교예 7]
베이스 폴리머로서, 폴리스티렌-폴리(에틸렌/프로필렌)-폴리스티렌의 블록 공중합체(쿠라레제 「셉톤2063」, 스티렌 함유량: 13중량％): 100중량부, 그리고 점착 부여제로서, 「YS폴리스타 TH130」: 40중량부, 스티렌 올리고머(이스트만 케미컬제, 「피코라스틱A5」): 60중량부 및 저분자량 폴리부텐(JXTG 에너지제 「닛세키 폴리부텐HV-300」): 10중량부를, 고형분 농도 34중량％로 되도록 톨루엔에 용해하여, 점착제 조성물을 조제했다.
<점착 시트의 제작>
이형 필름 상에, 점착제 조성물을 건조 후 두께가 25㎛로 되도록 도포하고, 60℃에서 3분간, 그 후 130℃에서 4분간 가열하여 용매를 제거 후, 도포층 상에 별도의 이형 필름을 접합하여, 양면에 이형 필름이 가착된 점착 시트를 얻었다.
[비교예 8]
점착제 조성물의 두께를 50㎛로 변경한 것 이외는, 비교예 7과 마찬가지로 하여 점착 시트를 제작했다.
[평가]
<수분율>
양면에 이형 필름이 가착된 점착 시트를, 4㎝×5㎝(면적: 20㎠)의 사이즈로 잘라내어, 한쪽 면의 이형 필름을 박리하여, 미리 칭량해 둔 알루미늄박에 접합했다. 점착 시트의 다른 쪽 면의 이형 필름을 박리하여, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 항온 항습조에 투입하고, 72시간 후에 취출했다. 점착 시트와 알루미늄이 적층된 시험편을 칭량한 후, 가열 기화 장치(미쯔비시 가가쿠 애널리텍 VA-200형)를 구비하는 수분계(미쯔비시 가가쿠 애널리텍 CA-200형)를 사용하여, 칼 피셔 전량 적정법에 의해, 하기의 조건에서, 수분율을 측정했다.
양극액: 아쿠아미크론AKX(미쯔비시 가가쿠제)
음극 : 아쿠아미크론CXU(미쯔비시 가가쿠제)
가열 기화 온도: 150℃
<투습도>
양면에 이형 필름이 가착된 점착 시트를, 온도 23℃ 습도 55％의 분위기 하에서 3일간 정치하여 상태 조정을 행하였다. 점착 시트의 한쪽 면의 이형 필름을 박리하여, 두께 25㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름에 접합한 후, 다른 쪽 면의 이형 필름을 박리하여, JIS Z0208의 투습도 시험(컵법)에 준거하여, 온도 65℃, 상대 습도 90％의 분위기 중에서, 트리아세틸셀룰로오스 필름과 점착 시트의 적층체의 투습도 T0을 측정했다. 동일 조건에서, 트리아세틸셀룰로오스 필름(단체)의 투습도 T2를 측정하고, T0과 T2로부터, 하기의 관계식(1)에 기초하여 산출한 투습도 T1을, 점착 시트(단체)의 투습도 Y라고 했다.
Figure pat00005
<내백탁성>
노르보르넨계 수지 필름(닛폰 제온제 「제오노아 필름」)의 편면에 산화인듐주석(ITO) 박막이 마련된 투명 도전 필름 2매를, ITO 박막 형성면끼리가 대향하도록, 점착 시트를 통해 접합했다. 이 적층체의 한쪽 면에, 동일한 점착 시트를 사용하여, 유리판을 접합하여, 평가용 터치 패널을 제작했다.
평가용 터치 패널을, 온도 65℃, 상대 습도 90％의 항온 항습조에 투입하고, 500 시간 후에 취출하여, 온도 25℃, 상대 습도 50％의 환경 하에서 정치했다. 항온 항습조로부터 취출하여 30분 후 및 8시간 후에, 평가용 터치 패널을 눈으로 보아 관찰하여, 백탁의 유무를 확인하고, 하기의 기준에 의해 내백탁성을 평가했다.
○: 30분 후에 백탁이 보이지 않은 것
△: 30분 후에는 백탁이 보였지만, 8시간 후에는 백탁이 보이지 않은 것
×: 30분 후 및 8시간 후의 어느 것에 있어서도 백탁이 보인 것
[평가 결과]
각 점착 시트의 베이스 폴리머 조성, 점착 시트의 두께, 그리고 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서, 각 성분은 이하의 약칭에 의해 기재되어 있다.
<단관능 모노머>
BA: 아크릴산부틸
2EHA: 아크릴산2-에틸헥실
ISTA: 아크릴산이소스테아릴
4HBA: 아크릴산4-히드록시부틸
HEA: 아크릴산히드록시에틸
NVP: N-비닐피롤리돈
IBXA: 아크릴산이소보르닐
<다관능 모노머>
HDDA: 1,6-헥산디올디아크릴레이트
<중합 개시제>
AIBN: 아조이소부티로니트릴(열라디칼 중합 개시제)
IRG184: 이르가큐어184(광 라디칼 중합 개시제)
IRG651: 이르가큐어651(광 라디칼 중합 개시제)
<고무계 폴리머>
셉톤: 셉톤2063(블록 공중합체)
OPPANO: OPPANOL N80(폴리이소부틸렌)
<가교제>
타케네이트: 타케네이트 D110N(이소시아네이트계 가교제)
<점착 부여제>
YS폴리스타: YS폴리스타 TH130(수소 첨가 테르펜페놀 수지)
피코라스틱: 피코라스틱A5(스티렌 올리고머)
폴리부텐: 닛세키 폴리부텐HV-300(수 평균 분자량 1400의 폴리부텐)
Figure pat00006
고무계 점착제에 의해 점착 시트를 형성한 비교예 5 내지 8에서는, 투습도 Y가 낮아, 내백탁성이 떨어져 있었다. 고수 분율의 아크릴계 점착제에 의해 점착 시트를 형성한 비교예 1 내지 4도, 내백탁성이 떨어져 있었다.
수분율 X가 작고, 투습도 Y(투습도 Y와 두께 D의 곱 YD)가 큰 실시예 1 내지 10에서는, 고온 고습 환경으로부터 실온 환경으로 취출한 후, 8시간 이내에 백탁이 해소되어 있었다. 특히, log(YD)－2.1X가 －1.2 이상인 실시예 1 내지 7에서는, 3시간 이내에 백탁이 해소되어 있고, 우수한 내백탁성을 나타냈다.
20, 21, 23, 25, 27: 점착 시트
81, 82: 이형 필름
80: 이형 필름을 갖는 점착 시트
1: 화상 표시 패널
13: 편광판
5: 터치 패널
30, 40: 투명 도전 필름
31, 41: 투명 필름 기판
32, 42: 투명 전극
7: 커버 윈도우
100: 화상 표시 장치

Claims (13)

  1. 베이스 폴리머를 포함하는 점착제 조성물로 이루어지는 점착 시트이며,
    두께가 D; 온도 85℃, 상대 습도 85％의 환경 하에 72시간 정치 후의 수분율이 X％; 온도 65℃, 상대 습도 90％의 시험 조건에서 측정한 투습도가 Y이고,
    X가 0.4 이하이고, YD가 5×10-2g/m·24h 이상인, 점착 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투습도 Y가 2000g/㎡·24h 이상인, 점착 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수분율 X(％)와, 상기 투습도 Y와 두께 D의 곱 YD(g/m·24h)가, 하기의 관계를 만족시키는, 점착 시트.
    Figure pat00007
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수분율 X(％)와, 상기 투습도 Y(g/㎡·24h)가, 하기의 관계식을 만족시키는, 점착 시트.
    Figure pat00008
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 점착 시트를 구성하는 점착제 조성물이, 아크릴계 베이스 폴리머를 50중량％ 이상 함유하는, 점착 시트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 아크릴계 베이스 폴리머는, 구성 모노머 성분 전량 100중량부에 대한 히드록시기 함유 모노머의 양이 5중량부 이하인, 점착 시트.
  7. 제5항에 있어서, 상기 아크릴계 베이스 폴리머가, 구성 모노머 성분 전량 100중량부에 대한, 히드록시기 함유 모노머, 카르복시기 함유 모노머 및 질소 함유 모노머의 합계량이 10중량부 이하인, 점착 시트.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 점착 시트를 구성하는 점착제 조성물의 베이스 폴리머가, 구성 모노머 성분으로서, 유기산 모노머를 실질적으로 함유하지 않는, 점착 시트.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두께 D가 10 내지 100㎛인, 점착 시트.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유리에 대한 접착력이 1N/20㎜ 이상인, 점착 시트.
  11. 제1항 또는 제2항에 기재된 점착 시트; 상기 점착 시트의 제1 주면에 접합된 제1 광학 부재; 및 상기 점착 시트의 제2 주면에 접합된 제2 광학 부재를 구비하는, 광학 적층체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 광학 부재 및 상기 제2 광학 부재는, 각각, 편광판, 투명 도전 필름 및 커버 윈도우로 이루어지는 군에서 선택되는, 광학 적층체.
  13. 적어도 2개의 구성 부재가, 제1항 또는 제2항에 기재된 점착 시트를 통해 접합되어 있는, 화상 표시 장치.
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