WO2023037715A1 - 積層体の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the support is not particularly limited as long as it can support the translucent resin layer, but it can usually be a resin film.
- resin films include polyester films (e.g., polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate (PBN), etc.), Thermoplastic resin films such as cycloolefin resin films (COP), acrylic resin films, and cellulose resin films (such as triacetyl cellulose films (TAC)) are included.
- PET polyethylene terephthalate
- PBT polytrimethylene terephthalate
- PBT polybutylene terephthalate
- PEN polyethylene naphthalate
- PBN polybutylene naphthalate
- Thermoplastic resin films such as cycloolefin resin films (COP), acrylic resin films, and cellulose resin films (such as triacetyl cellulose
- It preferably contains ketones because it easily dissolves acrylic resin, has relatively high affinity with rubber particles, has a low boiling point, and is easy to increase drying speed and productivity, and has high planarity. From the viewpoint of facilitating the formation of a flexible resin layer, it is preferable to further contain an alcohol.
- the method for manufacturing a laminate according to the present embodiment can be performed, for example, by the manufacturing apparatus shown in FIG.
- the translucent resin layer has an in-plane retardation Ro measured at a measurement wavelength of 550 nm under an environment of 23° C. and 55% RH is 0 to 10 nm. is preferred, and 0 to 5 nm is more preferred.
- the thickness direction retardation Rt of the translucent resin layer is preferably ⁇ 20 to 20 nm, more preferably ⁇ 10 to 10 nm.
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Abstract
Description
従来の積層体のようにカールしていないか、あるいはカール量がごく僅かであると、薄膜の透光性樹脂層はコシがないため、粘着剤層220へ貼り合わせ時にシワになりやすく、空気を噛み込みやすい。また、積層体が適度にカールしていても、局所的な応力が残留していると、貼り合わせ後に高温高湿環境下に曝された際に、局所的な残留応力に起因する透光性樹脂層120の熱変形により、空気の噛み込みが生じやすい。
これに対し、積層体100を適度にカールさせておくことで、積層体100の幅方向中央部の裏面が、ロール面によって十分に支持されるため、粘着剤層220に貼り合わせる際に、幅方向中央部で粘着剤層220と密着しやすくしうる。それにより、貼り合わせ時に幅方向中央部から幅方向両端部に向かって空気が押し出されやすく、空気の噛み込みを生じにくくしうる。また、透光性樹脂層の残留応力分布を均一にしておく(局所的な残留応力をなくしておく)ことで、貼り合わせ後に高温高湿環境下に曝された際の空気の噛み込みも抑制できる。
本実施の形態に係る積層体の製造方法は、1)支持体上に、樹脂溶液を塗布する工程(塗布工程)、2)樹脂溶液の塗膜を加熱して乾燥させる工程(乾燥工程)、3)塗膜を有する支持体のカール量を調整する工程(カール量調整工程)、および4)カール量が調整された、塗膜を有する支持体を加熱処理する工程(加熱処理工程)を含む。
支持体上に、透光性樹脂層を形成するための樹脂溶液を塗布する。
次いで、支持体に塗布した樹脂溶液を加熱して、溶媒を除去して(乾燥させて)、塗膜を形成する。
次いで、塗膜を有する支持体を、乾燥工程における加熱温度T1よりも低い温度T2に維持して、塗膜を有する支持体の幅方向端部のカール量を調整する。具体的には、加熱温度T1よりも低い温度T2の下で、塗膜を有する支持体を一定時間搬送して、塗膜を有する支持体の幅方向端部のカール量および残留応力を固定する。
その後、カール量が調整された、塗膜を有する支持体をさらに加熱処理する。それにより、支持体および透光性樹脂層を有する積層体を得るとともに、残留応力の分布を均一化しうる。
得られた帯状の積層体を、その幅方向に直交する方向にロール状に巻き取り、ロール体とする。
樹脂溶液は、熱可塑性樹脂と、溶媒とを含む。
樹脂溶液に含まれる熱可塑性樹脂は、特に制限されないが、(メタ)アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、セルロースエステルが含まれる。
樹脂溶液は、必要に応じて上記以外の他の成分をさらに含んでもよい。他の成分の例には、ゴム粒子やマット剤(微粒子)などが含まれる。
ゴム粒子は、ゴム状重合体を含む粒子である。ゴム状重合体は、ガラス転移温度が20℃以下、好ましくは0℃以下、より好ましくは-10℃以下の軟質な架橋重合体である。そのような架橋重合体の例には、ブタジエン系架橋重合体、(メタ)アクリル系架橋重合体、およびオルガノシロキサン系架橋重合体が含まれる。中でも、(メタ)アクリル系樹脂との屈折率差が小さく、透光性樹脂層の透明性が損なわれにくい観点では、(メタ)アクリル系架橋重合体が好ましく、アクリル系架橋重合体(アクリル系ゴム状重合体)がより好ましい。
マット剤は、フィルムに滑り性を付与する観点で、添加されうる。マット剤の例には、シリカ粒子などの無機微粒子などが含まれる。
樹脂溶液に用いられる溶媒は、(メタ)アクリル系樹脂やゴム粒子を良好に分散させうるものであればよく、特に制限されない。溶媒の例には、メタノール、エタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸メチルなどのエステル類、グリコールエーテル類(プロピレングリコールモノ(C1~C4)アルキルエーテル(具体的にはプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)等)、プロピレングリコールモノアルキルエーテルエステル(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン等の炭化水素類が含まれる。中でも、溶媒は、(メタ)アクリル系樹脂を溶解しやすく、かつゴム粒子との親和性が比較的高く、低沸点で、乾燥速度および生産性を高めやすい観点から、ケトン類を含むことが好ましく、平面性が高い透光性樹脂層を形成しやすい観点から、アルコール類をさらに含むことが好ましい。
本実施の形態に係る積層体の製造方法は、例えば図3に示される製造装置によって行うことができる。
本実施の形態に係る積層体の製造方法により得られる積層体は、支持体と、その表面に剥離可能に配置された透光性樹脂層とを有する(図1A参照)。
得られた積層体も、製造プロセスに起因して、幅方向両端部が、透光性樹脂層側に反り上がるように適度にカールしている。カール量は、上記と同様の範囲でありうる。
透光性樹脂層は、例えばIPSモード用の位相差フィルムとして用いる観点では、測定波長550nm、23℃55%RHの環境下で測定される面内方向の位相差Roは、0~10nmであることが好ましく、0~5nmであることがより好ましい。透光性樹脂層の厚み方向の位相差Rtは、-20~20nmであることが好ましく、-10~10nmであることがより好ましい。
式(2a):Ro=(nx-ny)×d
式(2b):Rt=((nx+ny)/2-nz)×d
(式中、
nxは、透光性樹脂層の面内遅相軸方向(屈折率が最大となる方向)の屈折率を表し、
nyは、透光性樹脂層の面内遅相軸に直交する方向の屈折率を表し、
nzは、透光性樹脂層の厚み方向の屈折率を表し、
dは、透光性樹脂層の厚み(nm)を表す。)
1)透光性樹脂層を23℃55%RHの環境下で24時間調湿する。このフィルムの平均屈折率をアッベ屈折計で測定し、厚みdを市販のマイクロメーターを用いて測定する。
2)調湿後のフィルムの、測定波長550nmにおける位相差RoおよびRtを、それぞれ自動複屈折率計アクソスキャン(Axo Scan Mueller Matrix Polarimeter:アクソメトリックス社製)を用いて、23℃55%RHの環境下で測定する。
透光性樹脂層の厚みは、特に制限されないが、偏光板の薄型化を実現する観点では、通常、支持体の厚みよりも薄く、具体的には、例えば0.1~35μmであることが好ましく、1~15μmであることがより好ましい。
本実施の形態に係る表示装置は、表示装置本体として、表示素子および偏光板を含む。
(有機EL素子)
有機EL素子410は、ガラス板や透明フィルムなどの透明基板411上に、金属電極412、発光層413、透明電極(ITO等)414、および封止層415を、この順に有する。
偏光板420は、有機EL素子410の視認側の面に配置された、円偏光板でありうる。そのような偏光板420は、偏光子421と、その視認側に配置された保護フィルム422と、偏光子421と有機EL素子410との間に配置された保護フィルム423とを有する。
カバーガラスユニット500は、カバーガラス510、粘着剤層220および耐衝撃フィルムとして透光性樹脂120を有する。
カバーガラス510は、表示装置本体400Aの最も視認側に配置される。カバーガラス510の厚みは、例えば30~50μmでありうる。
耐衝撃フィルムは、表示装置本体400Aとカバーガラス510との間に配置される。耐衝撃フィルムとしては、上記積層体100の透光性樹脂層120を用いることができる。
表示装置400は、1)カバーガラスユニット500を作製する工程、2)表示装置本体400Aとカバーガラスユニット500とを貼り合わせる工程を経て得ることができる。
本実施の形態におけるカバーガラスユニット500は、積層体100の透光性樹脂層120と、カバーガラス510とを粘着剤層220を介して貼り合わせるとともに、積層体100の支持体110を剥離する工程を経て製造されうる。
得られたカバーガラスユニット500の透光性樹脂層120(耐衝撃フィルム)を、表示装置本体400Aに粘着剤などで貼り合わせて、表示装置400を得ることができる。
なお、上記実施形態では、積層体の透光性樹脂層を、耐衝撃フィルムとして用いる例を示したが、これに限定されず、偏光板の保護フィルムとして用いてもよい。
1-1.支持体
<PET-1>
ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡社製TN100、離型層あり(非シリコーン系剥離剤含有)、厚み50μm)
<PET-2>
ポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡社製TN100、離型層あり(非シリコーン系剥離剤含有)、厚み100μm)
トリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタ社製4CT、離型層なし、厚み40μm)
(1)材料の準備
<樹脂>
(メタ)アクリル系樹脂:メタクリル酸メチル(MMA)/フェニルマレイミド(PMI)/アクリル酸メチル(MA)共重合体(85/10/5質量比)、Mw:200万、Tg:122℃
COP:シクロオレフィン系樹脂G7810(JSR社製)(下記式で表されるノルボルネン系単量体に由来する構造単位を含むシクロオレフィン系樹脂(COP)、Mw:11万、Tg:170℃)
樹脂のガラス転移温度(Tg)は、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS K 7121-2012に準拠して測定した。
樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(東ソー社製 HLC8220GPC)、カラム(東ソー社製 TSK-GEL G6000HXL-G5000HXL-G5000HXL-G4000HXL-G3000HXL 直列)を用いて測定した。試料20mg±0.5mgをテトラヒドロフラン10mlに溶解し、0.45mmのフィルターで濾過した。この溶液をカラム(温度40℃)に100ml注入し、検出器RI温度40℃で測定し、スチレン換算した値を用いた。
以下の方法で調製したゴム粒子R1を用いた。
撹拌機付き8L重合装置に、以下の物質を仕込んだ。
脱イオン水 180質量部
ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸 0.002質量部
ホウ酸 0.4725質量部
炭酸ナトリウム 0.04725質量部
水酸化ナトリウム 0.0076質量部
重合機内を窒素ガスで充分に置換した後、内温を80℃にし、過硫酸カリウム0.021質量部を2%水溶液として投入した。次いで、メタクリル酸メチル84.6質量%、アクリル酸ブチル5.9質量%、スチレン7.9質量%、メタクリル酸アリル0.5質量%、n-オクチルメルカプタン1.1質量%からなる単量体混合物(c’)21質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸を0.07質量部加えた混合液を、上記溶液に63分間にかけて連続的に添加した。さらに、60分重合反応を継続させることにより、最内硬質重合体(c)を得た。
得られた分散液中のゴム粒子の分散粒径を、ゼータ電位・粒径測定システム(大塚電子株式会社製 ELSZ-2000ZS)で測定した。
<樹脂溶液Aの作製>
下記成分を混合して、透光性樹脂層用溶液を得た。
メチレンクロライド:900質量部
COP(シクロオレフィン系樹脂):100質量部
表1に示される組成に変更した以外は樹脂溶液Aと同様にして、樹脂溶液B~Fを得た。
<積層体1の作製>
支持体として、PETフィルム(PET-1)を準備した。このPETフィルムの離型層上に、樹脂溶液Aを、スロットダイを用いて表2に示される塗布厚みa(μm)となるように塗布した後、80℃で4分間加熱して乾燥させた。次いで、樹脂溶液Aを塗布した支持体を25℃で搬送しながら10分間維持した後(カール量調整工程)、80℃で20分間さらに加熱した(加熱処理工程)。それにより、支持体と、透光性樹脂層とを有する積層体1を得た。
支持体と樹脂溶液の組み合わせおよび厚み比a/bを、表2に示されるように変更した以外は積層体1と同様にして積層体2~7を得た。
カール量調整工程の条件を表2に示されるように変更した以外は積層体3と同様にして積層体8~11を得た。
樹脂溶液中のゴム粒子の含有量または乾燥工程での加熱温度T1を表2に示されるように変更した以外は積層体3と同様にして積層体12~17を得た。
カール量調整工程および加熱処理工程を行わなかった以外は積層体14と同様にして積層体18を得た。
積層体1~18の作製途中の塗膜を有する支持体のカール量、塗膜の引張弾性率、ならびに積層体1~18を用いたサンプルの浮きおよび耐衝撃性を、以下の方法で評価した。
塗膜を有する支持体の幅方向端部のカール量を、オンラインで測定した。具体的には、キーエンス LJ-X8200を用いて、支持体上の塗膜表面の、幅方向両端部(最も低い部分)と幅方向中央部(最も高い部分)の高さを、支持体の長さ方向にそれぞれ100点測定し、各点における(幅方向両端部の高さー幅方向中央部の高さ)の平均値を「カール量」とした。
(1)カール量調整工程直後
カール量調整工程の終了後、得られた塗膜を支持体から剥離して、JIS K7127準拠した引張試験により引張弾性率を測定した。
すなわち、剥離した塗膜を、1cm(TD方向)×10cm(MD方向)に切り出してサンプルとし、25℃60%RHの環境下で24時間調湿した。得られたサンプルを、引張試験装置オリエンテック社製テンシロンにセットして引張試験を行い、引張弾性率を測定した。測定は、チャック間距離50.0mm、引張り速度50mm/min、乾燥工程における加熱温度T1で行った。また、測定は、MD方向とTD方向の両方について行い、各方向の引張弾性率の平均値を「引張弾性率」とした。
加熱処理工程後、巻き取り工程直前の塗膜の引張弾性率を、上記と同様にして測定した。測定温度は、カール量調整工程での加熱温度T1とした。
得られた積層体の透光性樹脂層を、粘着剤層を介してカバーガラスに貼り合わせ、カバーガラス/粘着剤層/透光性樹脂層のサンプルを得た。得られたサンプルを、80℃90%RHで500時間保存したときの浮きの発生の有無を、目視観察した。
◎:10サンプル中全てで浮きなし
〇:10サンプル中2サンプル未満で浮き発生
△:10サンプル中2サンプル以上、4サンプル未満で浮き発生
×:4サンプル以上で浮き発生、もしくは泡を巻き込んだ貼合不良で評価に値しない
△以上であれば合格とした。
浮きの評価用に作製したサンプルについて、80℃90%RHで500時間保存した後、以下の耐衝撃試験を行った。
厚みが約3cmのステンレス板上に、上記サンプルを透光性樹脂層が下面になるように設置し、四隅をテープで固定した。その後、カバーガラス上に、当該領域の上方20cmの位置から、鉄球(重さ:500g、直径:50mm)を落下させたときのサンプルの状態を目視観察した。
◎:10回実施して1回もカバーガラスの飛散(ひび割れ含む)がない場合
〇:10回実施してカバーガラスの飛散(ひび割れ含む)が2回未満の場合
△:10回実施してカバーガラスの飛散(ひび割れ含む)が2回以上、4回未満の場合
×:10回実施してカバーガラスの飛散(ひび割れ含む)が4回以上の場合
△以上であれば合格とした。
110 支持体
120 透光性樹脂層(耐衝撃フィルム)
210 離型フィルム
220 粘着剤層
300 製造装置
310 供給部
320 塗布部
330 乾燥部
340 カール量調整部
350 加熱処理部
360 巻き取り部
400 表示装置
400A 表示装置本体
410 有機EL素子
420 偏光板
500 カバーガラスユニット
510 カバーガラス
Claims (9)
- 支持体及びその上に剥離可能に配置された透光性樹脂層を有する積層体の製造方法であって、
前記支持体上に、前記透光性樹脂層を形成するための樹脂溶液を、塗布厚みa(μm)と前記支持体の厚みb(μm)の比a/bが0.5~5.8となるように塗布する工程、
前記樹脂溶液の塗膜を加熱して乾燥させる工程、
前記加熱時の温度よりも低い温度に維持して、前記塗膜を有する支持体の幅方向端部のカール量を5~50mmに調整する工程、及び
前記カール量が調整された前記塗膜を有する支持体を加熱処理する工程を含む、
積層体の製造方法。 - 前記カール量を調整する工程では、前記塗膜を有する支持体を10~40℃に維持する、
請求項1に記載の積層体の製造方法。 - 前記乾燥させる工程では、前記加熱時の温度における前記塗膜の引張弾性率は1.6GPa以下である、
請求項1または2に記載の積層体の製造方法。 - 前記加熱処理する工程では、前記カール量を調整する工程よりも高い温度で加熱する、
請求項1~3のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 - 前記樹脂溶液は、シクロオレフィン系樹脂または(メタ)アクリル系樹脂を含む、
請求項1~4のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 - 前記樹脂溶液は、ゴム粒子をさらに含む、
請求項1~5のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 - 前記透光性樹脂層の厚みは、0.1~35μmである、
請求項1~6のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 - 前記支持体は、熱可塑性樹脂フィルムである、
請求項1~7のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂フィルムは、ポリエステルフィルムである、
請求項8に記載の積層体の製造方法。
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