WO2024080145A1 - 補強フィルム、補強フィルム付きデバイスおよびその製造方法 - Google Patents

補強フィルム、補強フィルム付きデバイスおよびその製造方法 Download PDF

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WO2024080145A1
WO2024080145A1 PCT/JP2023/035238 JP2023035238W WO2024080145A1 WO 2024080145 A1 WO2024080145 A1 WO 2024080145A1 JP 2023035238 W JP2023035238 W JP 2023035238W WO 2024080145 A1 WO2024080145 A1 WO 2024080145A1
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adhesive layer
photocuring
pressure
sensitive adhesive
weight
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PCT/JP2023/035238
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賢一 片岡
智哉 西野
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日東電工株式会社
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    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09J133/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J133/04Homopolymers or copolymers of esters
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    • C09J4/00Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/38Pressure-sensitive adhesives [PSA]

Definitions

  • the present invention relates to a reinforcing film that is applied to the surface of a device. Furthermore, the present invention relates to a device equipped with a reinforcing film and a method for manufacturing the same.
  • Adhesive films are sometimes applied to the surfaces of optical devices such as displays and electronic devices for the purposes of surface protection, impact resistance, etc.
  • Such adhesive films usually have an adhesive layer fixedly laminated to the main surface of a film substrate, and are attached to the device surface via this adhesive layer.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a reinforcing film that has an adhesive layer made of a photocurable adhesive composition on a film substrate.
  • This reinforcing film has a high gel fraction in the adhesive and has low adhesion immediately after application to the adherend, making it easy to peel off from the adherend. This allows for rework from the adherend, and also makes it possible to selectively peel off the reinforcing film from areas of the adherend that do not require reinforcement.
  • the adhesive in the reinforcing film adheres firmly to the adherend when photocured, so the film base material is permanently bonded to the surface of the adherend, making it usable as a reinforcing material for protecting the surfaces of devices, etc.
  • Patent Document 4 proposes using a photocurable adhesive containing an acrylic-based polymer with a low glass transition temperature as the adhesive for the reinforcing film of the foldable device.
  • Patent Document 2 proposes preventing charging of the reinforcing film by providing an antistatic layer on the back surface (the surface opposite the surface to which the adhesive layer is attached) of the film base material of the reinforcing film.
  • an antistatic layer is provided on the back surface of the base material.
  • the adhesive layer that is in contact with the device In order to suppress static electricity in the device, it is effective to make the adhesive layer that is in contact with the device contain an antistatic agent to reduce the resistance of the adhesive layer and provide antistatic properties.
  • an antistatic agent is added to the adhesive of the reinforcing film described in Patent Document 4, the adhesive does not have a sufficiently low resistance, and if the amount of antistatic agent added is increased, the antistatic agent bleeds out, causing a decrease in the adhesive strength between the adhesive layer and the device and causing contamination of the device surface.
  • the present invention aims to provide a reinforcing film that is unlikely to peel off during bending tests, can be applied to foldable devices, and can contribute to preventing static electricity in the device.
  • the reinforcing film of the present invention comprises an adhesive layer adhered and laminated onto one main surface of a film substrate.
  • the adhesive layer is made of a photocurable composition containing an acrylic-based polymer, a photocuring agent, a photopolymerization initiator, an antistatic agent, and a polyol.
  • the glass transition temperature of the acrylic-based polymer is preferably -40°C or lower.
  • the number average molecular weight of the polyol contained in the photocurable composition is preferably 300 to 30,000.
  • the amount of polyol in the photocurable composition is preferably 5 to 60 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
  • the polyol may be polypropylene glycol or polytetramethylene glycol.
  • the polyol may be a diol type or triol type polypropylene glycol.
  • the acrylic base polymer contains, as a monomer unit, one or more monomers selected from the group consisting of hydroxyl group-containing monomers and carboxyl group-containing monomers, and a crosslinking structure is introduced by bonding a crosslinking agent such as an isocyanate crosslinking agent or an epoxy crosslinking agent to the hydroxyl group and/or carboxyl group of the acrylic base polymer.
  • a crosslinking agent such as an isocyanate crosslinking agent or an epoxy crosslinking agent to the hydroxyl group and/or carboxyl group of the acrylic base polymer.
  • the amount of the crosslinking agent may be about 0.03 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic polymer.
  • the photocurable composition constituting the adhesive layer preferably contains 3 to 40 parts by weight of a photocuring agent per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
  • a polyfunctional (meth)acrylate is used as the photocuring agent.
  • the polyfunctional (meth)acrylate may be an alkylene oxide-modified polyfunctional (meth)acrylate modified with an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide.
  • the surface resistance of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 1 ⁇ 10 11 ⁇ or less.
  • the pressure-sensitive adhesive layer preferably has a shear storage modulus of 1.0 ⁇ 10 4 to 1.0 ⁇ 10 6 Pa at ⁇ 20° C. after photocuring.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may have a shear storage modulus of 1.0 ⁇ 10 4 to 2.0 ⁇ 10 5 Pa at ⁇ 20° C. before photocuring.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may have a shear storage modulus of 5.0 ⁇ 10 3 to 1.0 ⁇ 10 5 Pa at 25° C. before photocuring.
  • the adhesive layer preferably has an adhesive strength to the polyimide film of 1 N/25 mm or less before photocuring.
  • the adhesive layer preferably has an adhesive strength to the polyimide film after photocuring of 5 times or more the adhesive strength to the polyimide film before photocuring.
  • the reinforcing film is attached to the surface of the device and the adhesive layer is photocured to obtain a device with the reinforcing film.
  • the device may be a flexible device that can be bent.
  • the reinforcing film of the present invention has an adhesive layer made of a photocurable composition, and the adhesive strength with the adherend is increased by photocuring the adhesive layer after adhesion to the adherend. Since the adhesive strength with the adherend is low before photocuring, the film can be easily peeled off from the adherend.
  • the adhesive layer of the reinforcing film contains an antistatic agent and polyol, which reduces resistance, suppressing static buildup in the adhesive layer itself and contributing to antistatic properties in the adherend.
  • the adhesive layer contains polyol, it has a low shear storage modulus and high stress-strain relaxation even after photocuring, so even if the same location is repeatedly bent, peeling of the adhesive layer at the bent location is suppressed, resulting in excellent adhesion reliability. Therefore, the reinforcing film of the present invention can also be suitably used in foldable devices that use a resin film substrate.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a reinforcing film.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a reinforcing film.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a device to which a reinforcing film is attached.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a reinforcing film.
  • the reinforcing film 10 has an adhesive layer 2 on one main surface of a film substrate 1.
  • the adhesive layer 2 is fixedly laminated on one main surface of the film substrate 1.
  • the adhesive layer 2 is a photocurable adhesive made of a photocurable composition, and is cured by exposure to active light such as ultraviolet light, thereby increasing the adhesive strength with the adherend.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a reinforcing film with a release liner 5 temporarily attached to the main surface of the adhesive layer 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the reinforcing film 10 attached to the surface of the device 20.
  • the release liner 5 is peeled off and removed from the surface of the adhesive layer 2, and the exposed surface of the adhesive layer 2 is bonded to the surface of the device 20, thereby attaching the reinforcing film 10 to the surface of the device 20.
  • the adhesive layer 2 has not yet been photocured, and the reinforcing film 10 (adhesive layer 2) is temporarily attached to the device 20.
  • the adhesive strength at the interface between the device 20 and the adhesive layer 2 increases, and the device 20 and the reinforcing film 10 are fixed together.
  • “Fixed” means that the two layers are firmly bonded together, making it difficult or impossible to separate them at their interface.
  • “Temporary adhesion” means that the adhesive strength between the two layers is weak, making them easy to separate at their interface.
  • the film substrate 1 and the adhesive layer 2 are bonded together, and the release liner 5 is temporarily attached to the adhesive layer 2.
  • peeling occurs at the interface between the adhesive layer 2 and the release liner 5, and the adhesive layer 2 remains bonded to the film substrate 1. No adhesive remains on the release liner 5 after peeling.
  • the device 20 and the adhesive layer 2 are in a temporary bonded state.
  • the peeling occurs at the interface between the adhesive layer 2 and the device 20, so the adhesive layer 2 remains adhered to the film substrate 1. Since no adhesive remains on the device 20, peeling operations such as rework and cutting are easy.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 2 and the device 20 increases and they become adhered, so it is difficult to peel the film 1 from the device 20.
  • a flexible plastic film is used as the film substrate 1 of the reinforcing film 10.
  • the surface of the film substrate 1 to which the pressure-sensitive adhesive layer 2 is to be attached is not subjected to a release treatment.
  • the thickness of the film substrate is, for example, about 4 to 150 ⁇ m.
  • the thickness of the film substrate 1 is preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 12 ⁇ m or more, even more preferably 20 ⁇ m or more, and particularly preferably 25 ⁇ m or more.
  • the thickness of the film substrate 1 is preferably 125 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less.
  • the compressive strength of the film substrate 1 is preferably 100 to 3000 kg/cm 2 , more preferably 200 to 2900 kg/cm 2 , even more preferably 300 to 2800 kg/cm 2 , and particularly preferably 400 to 2700 kg/cm 2 .
  • Plastic materials constituting the film substrate 1 include polyester resins, polyolefin resins, cyclic polyolefin resins, polyamide resins, polyimide resins, polyether ether ketone, polyether sulfone, polyarylate resins, aramid resins, etc.
  • the film substrate 1 is preferably a transparent film.
  • the film substrate 1 is preferably transparent to the active light used to cure the adhesive layer.
  • Polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, transparent polyimides, and transparent aramids are preferably used because they have both mechanical strength and transparency.
  • the adherend When irradiating active light from the adherend side, it is sufficient that the adherend has transparency to the active light, and the film substrate 1 does not need to be transparent to the active light.
  • the surface of the film substrate 1 may be provided with a functional coating such as an easy-adhesion layer, an easy-slip layer, a release layer, an antistatic layer, a hard coat layer, or an antireflection layer.
  • a functional coating such as an easy-adhesion layer, an easy-slip layer, a release layer, an antistatic layer, a hard coat layer, or an antireflection layer.
  • no release layer is provided on the surface of the film substrate 1 to which the adhesive layer 2 is attached.
  • an antistatic layer is provided on the surface of the film substrate, it is preferable to provide an antistatic layer on the surface of the film substrate 1 to which the adhesive layer 2 is attached, from the viewpoint of reducing the surface resistance of the adhesive layer.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 2 that is fixedly laminated on the film substrate 1 is made of a photocurable composition.
  • the photocurable composition that constitutes the pressure-sensitive adhesive layer 2 contains an acrylic-based polymer, a photocuring agent, and a photopolymerization initiator, and further contains an antistatic agent and a polyol.
  • the adhesive layer 2 Before photocuring, the adhesive layer 2 has low adhesive strength with the adherend, such as a device or device parts, and is therefore easy to peel off.
  • the adhesive layer 2 has improved adhesive strength with the adherend upon photocuring, so the reinforcing film is less likely to peel off from the device surface even when the device is in use, providing excellent adhesive reliability.
  • the reinforcing film of the present invention has the advantage that the timing of curing of the adhesive layer 2 can be set as desired, allowing for flexible response to process lead times, etc.
  • the base polymer is the main component of the pressure-sensitive adhesive composition and is the main factor that determines the adhesive strength and storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer before photocuring.
  • the pressure-sensitive adhesive composition preferably contains an acrylic polymer as the base polymer because it has excellent optical transparency and adhesiveness and is easy to control the adhesive strength and storage modulus.
  • acrylic polymer one that contains an alkyl (meth)acrylate ester as the main monomer component is preferably used.
  • (meth)acrylic means acrylic and/or methacrylic.
  • a (meth)acrylic acid alkyl ester having an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms is preferably used.
  • the alkyl group of the (meth)acrylic acid alkyl ester may be linear or branched.
  • Examples of (meth)acrylic acid alkyl esters include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, s-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, isopentyl (meth)acrylate, neopentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, and the like.
  • acrylate isononyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, undecyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, isotridecyl (meth)acrylate, tetradecyl (meth)acrylate, isotetradecyl (meth)acrylate, pentadecyl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate, heptadecyl (meth)acrylate, octadecyl (meth)acrylate, isooctadecyl (meth)acrylate, nonadecyl (meth)acrylate, and eicosyl (meth)acrylate.
  • (meth)acrylic acid alkyl esters from the viewpoint of suppressing peeling of the pressure-sensitive adhesive layer during repeated bending by lowering the Tg of the acrylic base polymer and reducing the shear storage modulus at low temperatures, (meth)acrylic acid C1-9 alkyl esters are preferred, and those having a homopolymer glass transition temperature of -50°C or less are preferred.
  • (meth)acrylic acid C1-9 alkyl esters having a homopolymer glass transition temperature of -50°C or less include 2-ethylhexyl acrylate (Tg: -70°C), n-hexyl acrylate (Tg: -65°C), n-octyl acrylate (Tg: -65°C), isononyl acrylate (Tg: -60°C), n-nonyl acrylate (Tg: -58°C), isooctyl acrylate (Tg: -58°C), butyl acrylate (Tg: -55°C), and the like.
  • butyl acrylate (BA) and 2-ethylhexyl acrylate are preferred.
  • 2-ethylhexyl acrylate (2EHA) is particularly preferred.
  • the monomer (main monomer) that is the most abundant among the constituent monomers of the acrylic base polymer is 2EHA
  • the glass transition temperature of the acrylic base polymer can be set to -60°C or lower, or -65°C or lower.
  • the polyol (described in detail later) acts as a plasticizer, so that the shear storage modulus at low temperatures is small, which contributes to improving the adhesive reliability. Therefore, when the adhesive composition contains a polyol, sufficient adhesive reliability can be ensured even if the glass transition temperature of the acrylic base polymer is about -50°C.
  • the main monomer of the acrylic base polymer is butyl acrylate (BA).
  • the content of the (meth)acrylic acid alkyl ester is preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and even more preferably 85% by weight or more, and may be 90% by weight or more, 93% by weight or more, or 95% by weight or more, based on the total amount of monomer components constituting the acrylic base polymer.
  • the amount of the (meth)acrylic acid C1-9 alkyl ester is in the above range, it is more preferable that the sum of 2-ethylhexyl acrylate and butyl acrylate is in the above range, and the amount of butyl acrylate may be in the above range.
  • the acrylic base polymer preferably contains a monomer component having a crosslinkable functional group as a copolymerization component.
  • monomers having a crosslinkable functional group include hydroxyl group-containing monomers and carboxyl group-containing monomers.
  • the acrylic base polymer may have both a hydroxyl group-containing monomer and a carboxyl group-containing monomer as copolymerization components, or may have only one of them. The introduction of a crosslinked structure into the acrylic base polymer tends to improve the cohesive strength and the peelability of the pressure-sensitive adhesive layer 2 from the adherend before photocuring.
  • Hydroxy group-containing monomers include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, 10-hydroxydecyl (meth)acrylate, 12-hydroxylauryl (meth)acrylate, 4-(hydroxymethyl)cyclohexylmethyl (meth)acrylate, etc.
  • 2-hydroxyethyl acrylate and 4-hydroxybutyl acrylate are preferred because they contribute greatly to improving the adhesive strength of the adhesive after photocuring.
  • Carboxy group-containing monomers include (meth)acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate, carboxypentyl (meth)acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, etc.
  • acrylic acid is particularly preferred because of its large contribution to improving adhesive strength.
  • the acrylic base polymer preferably contains 0.5 to 15% by weight of the hydroxyl group-containing monomer and carboxyl group-containing monomer relative to the total amount of the constituent monomer components, more preferably 1 to 10% by weight, and even more preferably 2 to 7% by weight.
  • the acrylic base polymer preferably contains a carboxyl group-containing monomer such as (meth)acrylic acid as a constituent monomer component, and the content of the carboxyl group-containing monomer is preferably within the above range.
  • the acrylic base polymer may contain nitrogen-containing monomers such as N-vinylpyrrolidone, methylvinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinylpiperidone, vinylpyrimidine, vinylpiperazine, vinylpyrazine, vinylpyrrole, vinylimidazole, vinyloxazole, vinylmorpholine, N-acryloylmorpholine, N-vinyl carboxylic acid amides, and N-vinylcaprolactam as constituent monomer components.
  • nitrogen-containing monomers such as N-vinylpyrrolidone, methylvinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinylpiperidone, vinylpyrimidine, vinylpiperazine, vinylpyrazine, vinylpyrrole, vinylimidazole, vinyloxazole, vinylmorpholine, N-acryloylmorpholine, N-vinyl carboxylic acid amides, and N-vinylcaprolactam as constituent monomer components.
  • the acrylic base polymer may contain monomer components other than those mentioned above.
  • the acrylic base polymer may contain, as monomer components, for example, vinyl ester monomers, aromatic vinyl monomers, epoxy group-containing monomers, vinyl ether monomers, sulfo group-containing monomers, phosphate group-containing monomers, acid anhydride group-containing monomers, etc.
  • the acrylic base polymer before the introduction of the crosslinking structure may be substantially free of nitrogen atoms.
  • the ratio of nitrogen in the constituent elements of the acrylic base polymer may be 0.1 mol% or less, 0.05 mol% or less, 0.01 mol% or less, 0.005 mol% or less, 0.001 mol% or less, or 0.
  • an acrylic base polymer that is substantially free of nitrogen atoms can be obtained.
  • the amount of nitrogen-containing monomers relative to the total amount of the constituent monomer components of the acrylic base polymer may be 1 wt% or less, 0.5 wt% or less, 0.1 wt% or less, 0.05 wt% or less, or 0.
  • the glass transition temperature of the acrylic base polymer is preferably -40°C or lower, and may be -45°C or lower.
  • the glass transition temperature is the temperature (peak top temperature) at which the loss tangent tan ⁇ in viscoelasticity measurement is maximized.
  • the shear storage modulus G' of the adhesive layer is small within the operating temperature range, and peeling during repeated bending tends to be suppressed.
  • a theoretical Tg calculated by Fox's formula may be used instead of the glass transition temperature measured by viscoelasticity measurement.
  • Tg is the glass transition temperature of the polymer chain (unit: K)
  • W i is the weight fraction (copolymerization ratio based on weight) of the monomer component i constituting the segment
  • Tg i is the glass transition temperature of the homopolymer of the monomer component i (unit: K).
  • the glass transition temperature of the homopolymer the values described in Polymer Handbook, 3rd Edition (John Wiley & Sons, Inc., 1989) can be used.
  • the peak top temperature of tan ⁇ measured by dynamic viscoelasticity measurement may be used.
  • the lower limit of the glass transition temperature of the acrylic base polymer is not particularly limited, but is generally -80°C or higher, and may be -70°C or higher, -65°C or higher, -60°C or higher, or -55°C or higher. From the viewpoint of reducing the shear storage modulus at low temperatures and suppressing peeling during repeated bending, the lower the glass transition temperature of the acrylic base polymer, the more preferable it is, but when the adhesive composition contains a polyol, even if the glass transition temperature of the acrylic base polymer is -55°C or higher, the adhesive after photocuring has excellent adhesive reliability and can suppress peeling from the adherend during repeated bending at low temperatures.
  • the above monomer components are polymerized by various known methods such as solution polymerization, emulsion polymerization, and bulk polymerization to obtain an acrylic polymer as the base polymer. From the viewpoint of the balance of adhesive strength, retention, and other properties of the adhesive, as well as cost, the solution polymerization method is preferred. Ethyl acetate, toluene, etc. are used as the solvent for solution polymerization. The solution concentration is usually about 20 to 80% by weight. Various known polymerization initiators such as azo-based and peroxide-based initiators can be used. A chain transfer agent may be used to adjust the molecular weight. The reaction temperature is usually about 50 to 80°C, and the reaction time is usually about 1 to 8 hours.
  • the weight average molecular weight of the acrylic base polymer is preferably 100,000 to 2,000,000, more preferably 200,000 to 1,500,000, and even more preferably 300,000 to 1,000,000. Note that when a crosslinked structure is introduced into the acrylic base polymer, the molecular weight of the acrylic base polymer refers to the molecular weight before the crosslinked structure is introduced.
  • a crosslinked structure is introduced into the base polymer.
  • the crosslinked structure is introduced by adding a crosslinking agent to a solution obtained by polymerizing an acrylic base polymer, and heating the solution as necessary.
  • Crosslinking agents include isocyanate-based crosslinking agents, epoxy-based crosslinking agents, oxazoline-based crosslinking agents, aziridine-based crosslinking agents, carbodiimide-based crosslinking agents, and metal chelate-based crosslinking agents. These crosslinking agents react with functional groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups introduced into the acrylic-based polymer to form a crosslinked structure. Isocyanate-based crosslinking agents and epoxy-based crosslinking agents are preferred because they are highly reactive with the hydroxyl groups and carboxyl groups of the acrylic-based polymer and allow easy introduction of a crosslinked structure.
  • the acrylic base polymer has a carboxy group derived from a carboxy group-containing monomer such as acrylic acid. It is preferable to introduce a crosslinked structure into the acrylic base polymer having a carboxy group using an epoxy crosslinking agent.
  • the epoxy crosslinking agent a multifunctional epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule is used.
  • the epoxy crosslinking agent may have three or more or four or more epoxy groups in one molecule.
  • the epoxy group of the epoxy crosslinking agent may be a glycidyl group.
  • epoxy crosslinking agents include N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylylene diamine, diglycidyl aniline, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitan polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, adipic acid diglycidyl este
  • the isocyanate-based crosslinking agent a polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule is used.
  • the isocyanate-based crosslinking agent include lower aliphatic polyisocyanates such as butylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate; alicyclic isocyanates such as cyclopentylene diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate; aromatic isocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate; trimethylolpropane/trile diisocyanate; and polyisocyanates such as cyclopentylene diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate.
  • isocyanate adducts examples include a diisocyanate trimer adduct (e.g., Mitsui Chemicals' "Takenate D101E"), a trimethylolpropane/hexamethylene diisocyanate trimer adduct (e.g., Tosoh's "Coronate HL”), a xylylene diisocyanate trimethylolpropane adduct (e.g., Mitsui Chemicals' "Takenate D110N”), and a hexamethylene diisocyanate isocyanurate (e.g., Tosoh's "Coronate HX").
  • a diisocyanate trimer adduct e.g., Mitsui Chemicals' "Takenate D101E
  • a trimethylolpropane/hexamethylene diisocyanate trimer adduct e.g., Tosoh's "Coronate HL
  • the amount of crosslinking agent used may be adjusted appropriately depending on the composition and molecular weight of the acrylic base polymer.
  • the amount of crosslinking agent used is about 0.03 to 2 parts by weight, preferably 0.05 to 1 part by weight, more preferably 0.08 to 0.8 parts by weight, and may be 0.1 to 0.5 parts by weight, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
  • a crosslinking catalyst may be used to promote the formation of a crosslinked structure.
  • the amount of crosslinking catalyst used is generally 0.5 parts by weight or less per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
  • the pressure-sensitive adhesive composition constituting the pressure-sensitive adhesive layer 2 contains a photocuring agent in addition to an acrylic base polymer.
  • a photocuring agent in addition to an acrylic base polymer.
  • the light hardener a light hardening monomer or a light hardening oligomer is used.
  • a compound having two or more ethylenically unsaturated bonds in one molecule is preferable.
  • a compound that shows compatibility with the acrylic base polymer and the polyol is preferable. Since the light hardener shows moderate compatibility with the acrylic base polymer, it is preferable that the light hardener is a liquid at room temperature.
  • a polyfunctional (meth)acrylate is an ester of a polyol and (meth)acrylic acid.
  • polyfunctional (meth)acrylates include polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, polytetramethylene glycol di(meth)acrylate, alkanediol di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, isocyanuric acid di(meth)acrylate, isocyanuric acid tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, and trimethylol di(meth)acrylate.
  • acrylates examples include thyrolpropane tri(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol poly(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, glycerin di(meth)acrylate, urethane (meth)acrylate, epoxy (meth)acrylate, butadiene (meth)acrylate, and isoprene (meth)acrylate.
  • the polyfunctional (meth)acrylate may be an ester of an alkylene oxide-modified polyol and (meth)acrylic acid.
  • alkylene oxide examples include ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO).
  • EO ethylene oxide
  • PO propylene oxide
  • the alkylene oxide may be a polyalkylene oxide such as polyethylene glycol or polypropylene glycol.
  • alkylene oxide modified polyfunctional (meth)acrylates include bisphenol A ethylene oxide modified di(meth)acrylate, bisphenol A propylene oxide modified di(meth)acrylate, trimethylolpropane ethylene oxide modified tri(meth)acrylate, trimethylolpropane propylene oxide modified tri(meth)acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified di(meth)acrylate, isocyanuric acid propylene oxide modified di(meth)acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified tri(meth)acrylate, isocyanuric acid propylene oxide modified tri(meth)acrylate, pentaerythritol ethylene oxide modified tetra(meth)acrylate, pentaerythritol propylene oxide modified tetra(meth)acrylate, etc.
  • the chain length n of the alkylene oxide is approximately 1 to 10.
  • the compatibility with the acrylic base polymer can be adjusted to an appropriate range.
  • Multifunctional (meth)acrylates with alkylene oxide chains are not only highly compatible with acrylic-based polymers, but also with polyols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol.
  • multifunctional (meth)acrylates with alkylene oxide chains can contribute to lowering the resistance of adhesives.
  • the compatibility between the base polymer and the photohardener also depends on the molecular weight of the photohardener.
  • the molecular weight of the photohardener is preferably 1500 or less, more preferably 1000 or less, and may be 800 or less, 600 or less, 500 or less, or 400 or less.
  • the functional group equivalent of the photocuring agent i.e., the greater the number of functional groups per unit molecular weight
  • the functional group equivalent (g/eq) of the photocuring agent is preferably 80 to 500, more preferably 90 to 400, and may be 100 to 300, 110 to 250, or 120 to 200.
  • the type and amount of photocuring agent affect not only the adhesive strength but also the bulk properties of the adhesive. If the base polymer of the adhesive composition is the same, even if the type of photocuring agent is different, the change in the shear storage modulus of the adhesive layer before photocuring is small. On the other hand, as the content of the photocuring agent increases, the content of the base polymer in the composition becomes relatively smaller, so the shear storage modulus of the adhesive layer before photocuring tends to decrease.
  • the greater the content of the photocuring agent the smaller the shear storage modulus of the adhesive layer before photocuring and the greater the shear storage modulus of the adhesive layer after photocuring tends to be.
  • the content of the photocuring agent in the adhesive composition is preferably 3 to 40 parts by weight, more preferably 5 to 35 parts by weight, and may be 7 to 30 parts by weight or 10 to 25 parts by weight, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
  • Two or more types of photocuring agents may be used in combination.
  • the total amount of photocuring agents is within the above range.
  • a photocuring agent that has relatively high compatibility with acrylic-based polymers in combination with a photocuring agent that has relatively low compatibility with acrylic-based polymers, it is possible to adjust the properties of the adhesive layer before and after photocuring, such as increasing the room temperature shear storage modulus of the adhesive after photocuring while keeping the initial adhesive strength low.
  • the photopolymerization initiator generates active species by irradiation with active light rays, and promotes the curing reaction of the photocuring agent.
  • a photocation initiator photoacid generator
  • a photoradical initiator photobase generator
  • photobase generator photoanion initiator
  • a photoradical generator that is cleaved by visible light or ultraviolet light having a wavelength shorter than 450 nm to generate a radical is preferable, and examples of the photoradical initiator include hydroxyketones, benzyl dimethyl ketals, aminoketones, acylphosphine oxides, benzophenones, trichloromethyl group-containing triazine derivatives, etc.
  • the photoradical generator may be used alone or in a mixture of two or more types.
  • the content of the photopolymerization initiator in the adhesive composition is preferably 0.001 to 5 parts by weight, more preferably 0.01 to 3 parts by weight, and even more preferably 0.03 to 1 part by weight, per 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
  • the content of the photopolymerization initiator in the adhesive composition is preferably 0.02 to 20 parts by weight, more preferably 0.05 to 10 parts by weight, and even more preferably 0.1 to 7 parts by weight, per 100 parts by weight of the photocuring agent.
  • the pressure-sensitive adhesive composition contains an antistatic agent.
  • the resistance of the pressure-sensitive adhesive layer is reduced, reducing the static electricity of the pressure-sensitive adhesive layer and providing the effect of suppressing static electricity on the adherend.
  • antistatic agents examples include ionic compounds containing organic cations, alkali metal salts, ion-conductive polymers, ion-conductive fillers, conductive polymers, etc.
  • ionic compounds containing organic cations and alkali metal salts are preferred because of their excellent compatibility with acrylic-based polymers.
  • the ionic compound containing an organic cation may be an ionic liquid that is liquid at room temperature, or an ionic solid that is solid at room temperature.
  • the ionic compound containing an organic cation is preferably composed of a fluoro-organic anion or a fluoro-inorganic anion and an onium cation.
  • onium cations examples include nitrogen-containing onium cations, sulfur-containing onium cations (e.g., trialkylsulfonium cations), phosphorus-containing onium cations (e.g., tetraalkylphosphonium cations), etc. Among these, nitrogen-containing onium cations are preferred.
  • nitrogen-containing onium cations include pyridinium cations, pyrrolidinium cations, piperidinium cations, cations having a pyrroline skeleton, cations having a pyrrole skeleton, imidazolium cations, tetrahydropyrimidinium cations, dihydropyrimidinium cations, pyrazolium cations, pyrazolinium cations, and tetraalkylammonium cations.
  • the fluoro organic anions constituting the ionic compounds containing organic cations may be completely fluorinated (perfluorinated) or partially fluorinated.
  • fluoro organic anions include perfluoroalkylsulfonates, bis(fluorosulfonyl)imides, and bis(perfluoroalkanesulfonyl)imides, and more specifically, for example, trifluoromethanesulfonate, pentafluoroethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, bis(fluorosulfonyl)imides, and bis(trifluoromethanesulfonyl)imides.
  • fluoro inorganic anions include hexafluorophosphate and tetrafluoroboric acid.
  • the alkali metal salt preferably comprises the above-mentioned fluoro-organic or fluoro-inorganic anion and an alkali metal cation, which is Li + , Na + or K + , with Li + being preferred.
  • the content of the antistatic agent in the adhesive composition is about 0.01 to 3 parts by weight, preferably 0.03 to 2 parts by weight, more preferably 0.05 to 1 part by weight, and even more preferably 0.1 to 0.7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acrylic base polymer.
  • the content of the antistatic agent in the adhesive layer 2 is about 0.01 to 2 parts by weight, preferably 0.03 to 1 part by weight, more preferably 0.05 to 0.7 parts by weight, and even more preferably 0.1 to 0.5 parts by weight, and may be 0.15 to 0.4 parts by weight. If the amount of the antistatic agent is small, the adhesive may not be sufficiently low-resistance. If the amount of the antistatic agent is excessively large, it may cause contamination or corrosion of the adherend due to bleed-out of the antistatic agent, or a decrease in adhesive strength.
  • the pressure-sensitive adhesive composition contains a polyol.
  • the pressure-sensitive adhesive contains a polyol in addition to an antistatic agent, the pressure-sensitive adhesive layer has a further low resistance.
  • the pressure-sensitive adhesive layer has flexibility, and peeling from the adherend when repeatedly bent at low temperature can be suppressed.
  • polyols examples include polyols (diols) with two hydroxy groups per molecule, polyols (triols) with three hydroxy groups per molecule, polyols (tetraols) with four hydroxy groups per molecule, polyols (pentaols) with five hydroxy groups per molecule, and polyols (hexaols) with six hydroxy groups per molecule.
  • the polyol is preferably a high molecular weight polyol, and the number average molecular weight of the polyol is preferably 300 to 30,000. If the molecular weight of the polyol is less than 300, the polyol is likely to bleed out onto the surface of the adhesive layer, causing contamination of the adherend. If the molecular weight of the polyol is excessively large, the compatibility with the acrylic base polymer and the photocuring agent is low, and the transparency of the adhesive may decrease (become cloudy).
  • the number average molecular weight of the polyol is preferably 400 or more, more preferably 500 or more, even more preferably 700 or more, and particularly preferably 1000 or more, and may be 2000 or more, 3000 or more, 4000 or more, or 5000 or more. From the viewpoint of compatibility, the number average molecular weight of the polyol is preferably 25000 or less, more preferably 20000 or less, and may be 15000 or less, or 12000 or less.
  • high molecular weight polyols examples include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, and caprolactone polyols.
  • polyether polyols are preferred because of their excellent compatibility with acrylic base polymers and photocuring agents.
  • Polyether polyols are obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxides to low molecular weight polyols.
  • low molecular weight diols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, bisphenol A, bisphenol F, hydrogenated bisphenol A, and hydrogenated bisphenol F.
  • low molecular weight triols include glycerin and trimethylolpropane.
  • alkylene oxides examples include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and tetrahydrofuran (tetramethylene oxide).
  • Diol-type polyether polyols can be obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide to low-molecular-weight diols
  • triol-type polyether polyols can be obtained by ring-opening addition polymerization of ethylene oxide to low-molecular-weight triols.
  • the polyol is preferably a liquid at room temperature, since it exhibits moderate compatibility with the acrylic-based polymer.
  • the polyol tends to act as a plasticizer, reducing the shear storage modulus of the adhesive before and after photocuring, and tends to suppress peeling from the adherend when repeatedly flexed at low temperatures.
  • the polyol has a low freezing point.
  • the freezing point of the polyol is preferably 0°C or lower, and may be -5°C or lower, -10°C or lower, -15°C or lower, -20°C or lower, or -25°C or lower.
  • Polyethylene glycol is solid at room temperature when its molecular weight is 500 or more.
  • polypropylene glycol and polytetramethylene glycol have a lower freezing point than polyethylene glycol.
  • polypropylene glycol is liquid at room temperature even when its molecular weight is 10,000 or more, and has a large effect of reducing the shear storage modulus of the adhesive.
  • polypropylene glycol or polytetramethylene glycol is preferred as the polyol, and diol or triol type polypropylene glycol is particularly preferred.
  • the content of polyol in the adhesive composition is preferably 5 to 60 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic base polymer. If the amount of polyol is too small, the adhesive may not be sufficiently low in resistance. If the amount of polyol is too large, it may cause a decrease in the adhesive strength of the adhesive and contamination of the adherend.
  • the content of polyol in the adhesive composition is more preferably 10 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic base polymer, and may be 15 to 45 parts by weight, 20 to 40 parts by weight, or 25 to 35 parts by weight.
  • the photocurable pressure-sensitive adhesive composition constituting the pressure-sensitive adhesive layer 2 contains an antistatic agent and a polyol in addition to an acrylic base polymer, a photocuring agent and a photopolymerization initiator.
  • the pressure-sensitive adhesive composition may contain components other than these.
  • the adhesive composition may contain an oligomer having a lower molecular weight than the base polymer.
  • the adhesive composition may contain, in addition to the acrylic base polymer, an acrylic oligomer having a weight average molecular weight of about 1,000 to 30,000.
  • the acrylic oligomer contains an alkyl (meth)acrylate ester as the main constituent monomer component.
  • the glass transition temperature of the acrylic oligomer is preferably 40°C or higher, and more preferably 50°C or higher.
  • the acrylic oligomer may contain a crosslinkable functional group like the acrylic base polymer.
  • the adhesive composition may contain additives such as silane coupling agents, tackifiers, plasticizers, softeners, anti-degradants, fillers, colorants, UV absorbers, antioxidants, and surfactants, to the extent that the properties of the present invention are not impaired.
  • additives such as silane coupling agents, tackifiers, plasticizers, softeners, anti-degradants, fillers, colorants, UV absorbers, antioxidants, and surfactants, to the extent that the properties of the present invention are not impaired.
  • a reinforcing film is obtained by laminating a photocurable pressure-sensitive adhesive layer 2 on a film substrate 1.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 2 may be formed directly on the film substrate 1, or a pressure-sensitive adhesive layer formed in a sheet form on another substrate may be transferred onto the film substrate 1.
  • the above adhesive composition is applied to a substrate by roll coating, kiss roll coating, gravure coating, reverse coating, roll brush, spray coating, dip roll coating, bar coating, knife coating, air knife coating, curtain coating, lip coating, die coating, or the like, and the solvent is dried and removed as necessary to form an adhesive layer.
  • the drying method any appropriate method may be adopted.
  • the heating and drying temperature is preferably 40°C to 200°C, more preferably 50°C to 180°C, and even more preferably 70°C to 170°C.
  • the drying time is preferably 5 seconds to 20 minutes, more preferably 5 seconds to 15 minutes, and even more preferably 10 seconds to 10 minutes.
  • the adhesive composition contains a crosslinking agent
  • the heating temperature and heating time are set appropriately depending on the type of crosslinking agent used, and crosslinking is usually achieved by heating at a temperature in the range of 20°C to 160°C for about 1 minute to 7 days.
  • the heating for drying and removing the solvent may also serve as the heating for crosslinking.
  • the introduction of a crosslinked structure into the acrylic-based polymer increases the gel fraction, and the shear storage modulus of the adhesive layer 2 tends to increase.
  • the higher the gel fraction of the adhesive before photocuring the harder the adhesive is, and the less adhesive remains on the adherend when the reinforcing film is peeled off from the adherend by rework or the like.
  • the gel fraction of the adhesive layer 2 before photocuring i.e., the gel fraction of the photocurable composition constituting the adhesive layer
  • the gel fraction of the adhesive layer 2 before photocuring is preferably 80% or less, and may be 75% or less, 70% or less, or 65% or less.
  • the gel fraction can be determined as the insoluble portion in a solvent such as ethyl acetate. Specifically, it is determined as the weight fraction (unit: weight %) of the insoluble portion after immersing the adhesive layer in ethyl acetate at 23°C for 7 days relative to the sample before immersion.
  • the gel fraction of a polymer is equal to the degree of crosslinking, and the more crosslinked parts in the polymer, the higher the gel fraction.
  • the adhesive layer 2 contains an acrylic base polymer with a crosslinking structure introduced therein, a photocuring agent, a photopolymerization initiator, an antistatic agent, and a polyol.
  • a release liner 5 onto the adhesive layer 2 for the purpose of protecting the adhesive layer 2, etc.
  • Crosslinking may be performed after attaching the release liner 5 onto the adhesive layer 2.
  • the reinforcing film is obtained by transferring the adhesive layer 2 onto the film substrate 1 after drying the solvent.
  • the substrate used to form the adhesive layer may be used as the release liner 5 as is.
  • a plastic film such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, or polyester film is preferably used.
  • the thickness of the release liner is usually 3 to 200 ⁇ m, and preferably about 10 to 100 ⁇ m.
  • the surface of the release liner 5 that comes into contact with the adhesive layer 2 is preferably treated with a release agent such as a silicone-based, fluorine-based, long-chain alkyl-based, or fatty acid amide-based release agent, or with silica powder or the like.
  • the release liner 5 may be treated with an antistatic treatment on either or both of the release-treated surface and the non-treated surface. By treating the release liner 5 with an antistatic treatment, it is possible to suppress charging when the release liner is peeled from the adhesive layer.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is, for example, about 1 to 300 ⁇ m.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is preferably 3 to 100 ⁇ m, more preferably 5 to 50 ⁇ m, even more preferably 6 to 40 ⁇ m, and particularly preferably 8 to 30 ⁇ m. From the viewpoint of thinning, the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 2 may be 25 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, or 18 ⁇ m or less.
  • the total light transmittance of the adhesive layer 2 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 90% or more.
  • the haze of the adhesive layer 2 is preferably 2% or less, more preferably 1% or less, even more preferably 0.7% or less, and particularly preferably 0.5% or less.
  • the acrylic base polymer, the photocuring agent, and the polyol have suitable compatibility, which makes the adhesive less likely to become cloudy, and forms an adhesive layer with low haze.
  • the surface resistance of the pressure-sensitive adhesive layer 2 is preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ or less, more preferably 5.0 ⁇ 10 ⁇ or less, and may be 3.0 ⁇ 10 ⁇ or less or 2.0 ⁇ 10 ⁇ or less.
  • the pressure-sensitive adhesive composition contains an antistatic agent and a polyol, so that the resistance of the pressure-sensitive adhesive layer 2 can be reduced.
  • the low resistance of the adhesive layer 2 can suppress electrical damage to the adherend caused by static electricity, etc., when the reinforcing film is peeled off from the adherend.
  • the adhesive layer 2 preferably has a surface resistance in the above range even after photocuring. In general, the surface resistance of the adhesive layer changes very little before and after photocuring. Since the adhesive layer after photocuring has the above surface resistance, static electricity on the adherend to which the adhesive layer 2 is attached is removed via the adhesive layer 2, so charging of the adherend can be suppressed. Therefore, defects caused by static electricity, such as electrostatic breakdown, in devices to which the reinforcing film is attached can be suppressed.
  • the shear storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 25° C. before photocuring is preferably 5.0 ⁇ 10 3 to 1.0 ⁇ 10 5 Pa.
  • the shear storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer (hereinafter simply referred to as "storage modulus") is determined by reading the value at a predetermined temperature when measured at a temperature rise rate of 5° C./min in the range of -50 to 150° C. under a condition of a frequency of 1 Hz in accordance with the method described in JIS K7244-1 "Plastics - Test methods for dynamic mechanical properties".
  • the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 25° C. before photocuring is preferably 7.0 ⁇ 10 3 Pa or more, more preferably 9.0 ⁇ 10 3 Pa or more, and may be 1.0 ⁇ 10 4 Pa or more or 1.5 ⁇ 10 4 Pa or more.
  • the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 25° C. before photocuring is preferably 7.0 ⁇ 10 4 Pa or less, more preferably 5.0 ⁇ 10 4 Pa or less, and may be 4.0 ⁇ 10 4 Pa or less or 3.0 ⁇ 10 4 Pa or less.
  • the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 60°C before photocuring is preferably 5.0x10 3 to 8.0x10 4 Pa, more preferably 7.0x10 3 to 5.0x10 4 Pa, even more preferably 8.0x10 3 to 4.0x10 4 Pa, and may be 1.0x10 4 Pa to 3.0x10 4 Pa or 1.5x10 4 Pa to 2.5x10 4 Pa.
  • the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at 60°C before photocuring is preferably 0.3 times or more, more preferably 0.5 times or more, and may be 0.6 times or more or 0.7 times or more of the storage modulus at 25°C.
  • the storage modulus at 60°C is generally 1.1 times or less, and may be 1.0 times or less or 0.9 times or less of the storage modulus at 25°C.
  • the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 at ⁇ 20° C. before photocuring is preferably 1.0 ⁇ 10 4 to 2.0 ⁇ 10 5 Pa, more preferably 1.5 ⁇ 10 4 to 1.0 ⁇ 10 5 Pa, and may be 2.0 ⁇ 10 4 to 7.0 ⁇ 10 4 Pa or 3.0 ⁇ 10 4 to 7.0 ⁇ 10 4 Pa.
  • the storage modulus at low temperature of the pressure-sensitive adhesive layer before photocuring is within the above range, the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer tends to be maintained low even after photocuring.
  • the storage modulus of the adhesive changes rapidly near the glass transition temperature of the base polymer. As described above, a low glass transition temperature of the base polymer allows the preparation of an adhesive with a low storage modulus at low temperatures. Furthermore, the adhesive composition containing a high molecular weight polyol tends to have a low storage modulus at low temperatures.
  • the storage modulus of the adhesive layer 2 at -20°C before photocuring is preferably 5 times or less, more preferably 3 times or less, and may be 2.5 times or less or 2 times or less, of the storage modulus at 25°C.
  • the storage modulus at -20°C is generally 1.0 times or more, and may be 1.1 times or more, 1.3 times or more, or 1.5 times or more, of the storage modulus at 25°C.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 2 and the adherend before photocuring is preferably 1 N/25 mm or less, more preferably 0.5 N/25 mm or less, even more preferably 0.3 N/25 mm or less, and may be 0.2 N/25 mm or less, or 0.1 N/25 mm or less.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 2 and the adherend before photocuring is preferably 0.01 N/25 mm or more, more preferably 0.02 N/25 mm or more, and may be 0.03 N/25 mm or more, 0.04 N/25 mm or more, or 0.05 N/25 mm or more.
  • Adhesive strength is determined by a peel test using a polyimide film as the adherend, with a tensile speed of 300 mm/min and a peel angle of 180°. Unless otherwise specified, adhesive strength is measured at 25°C.
  • the storage modulus and adhesive strength of the adhesive layer before photocuring depend on the composition of the base polymer, the amount of crosslinking agent introduced, the type and content of the photocuring agent and polyol, etc.
  • the greater the amount of crosslinking agent introduced the higher the gel fraction and the greater the storage modulus tends to be.
  • the greater the amount of photocuring agent and polyol the smaller the content of the base polymer in the composition is relatively, and the smaller the storage modulus tends to be.
  • the liquid photocuring agent bleeds out to the surface and an adhesion inhibitor layer (Weak Boundary Layer; WBL) is formed at the adhesive interface with the adherend, strengthening the liquid properties.
  • WBL Weak Boundary Layer
  • the adhesive strength with the adherend tends to decrease due to the strengthened liquid properties of the surface (adhesive interface) while retaining the bulk properties of the adhesive layer, such as storage modulus.
  • the base polymer, photocuring agent, and polyol are moderately compatible without impairing transparency, but are not completely compatible, it is thought that a WBL is formed in the adhesive layer before photocuring, weakening the adhesive strength with the adherend.
  • the photocuring agent undergoes a curing reaction, increasing the storage modulus and increasing the adhesive strength with the adherend. It is preferable that the adhesive layer 2 has a small storage modulus at low temperatures even after photocuring.
  • the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring at ⁇ 20° C. is preferably 1.0 ⁇ 10 6 Pa or less, more preferably 5.0 ⁇ 10 6 Pa or less, even more preferably 4.0 ⁇ 10 5 Pa or less, and may be 3.0 ⁇ 10 5 Pa or less, 2.5 ⁇ 10 5 Pa or less, or 2.0 ⁇ 10 5 Pa or less. Since the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer 2 after photocuring is small at low temperatures, the pressure-sensitive adhesive layer exhibits strain relaxation properties in a low-temperature environment, and therefore peeling of the pressure-sensitive adhesive layer at the bending portion can be suppressed even when the device to which the reinforcing film is attached is repeatedly bent or when the bent state is maintained for a long period of time.
  • the storage modulus of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring is preferably 1.0 x 10 4 Pa or more, more preferably 3.0 x 10 4 Pa or more, even more preferably 5.0 x 10 4 Pa or more, and may be 7.0 x 10 4 Pa or more or 1.0 x 10 5 Pa or more.
  • the storage modulus at -20°C of the adhesive layer after photocuring is preferably 13 times or less, more preferably 10 times or less, and may be 7 times or less, 5 times or less, or 4.5 times or less, of the storage modulus at -20°C of the adhesive layer before photocuring.
  • the storage modulus at -20°C of the adhesive layer after photocuring may be 1.1 times or more, 1.5 times or more, 2.0 times or more, or 2.5 times or more, of the storage modulus at -20°C of the adhesive layer before photocuring.
  • the storage modulus of the adhesive layer at -20°C after photocuring is preferably 7 times or less, more preferably 5 times or less, and may be 4.5 times or less or 4 times or less, than the storage modulus at 25°C.
  • the storage modulus of the adhesive layer at -20°C before photocuring may be 1.5 times or more, 2.0 times or more, or 2.5 times or more, than the storage modulus at 25°C.
  • the storage modulus of the adhesive layer after photocuring at 25°C is preferably 5.0 x 10 3 to 1.5 x 10 5 Pa, more preferably 1.0 x 10 4 to 1.0 x 10 5 Pa, even more preferably 1.5 x 10 4 to 8.0 x 10 4 Pa, and may be 2.0 x 10 4 to 7.0 x 10 4 Pa or 3.0 x 10 4 to 5.0 x 10 4 Pa.
  • the storage modulus at 25°C of the adhesive layer after photocuring is preferably 7 times or less than the storage modulus at 25°C of the adhesive layer before photocuring, and may be 5 times or less, 4 times or less, or 3 times or less.
  • the storage modulus at 25°C of the adhesive layer after photocuring may be 1.1 times or more, 1.3 times or more, 1.5 times or more, or 1.7 times or more than the storage modulus at 25°C of the adhesive layer before photocuring.
  • the storage modulus at 60°C of the pressure-sensitive adhesive layer after photocuring is preferably 5.0 x 10 3 to 1.0 x 10 5 Pa, more preferably 8.0 x 10 3 to 8.0 x 10 4 Pa, even more preferably 1.0 x 10 4 to 6.0 x 10 4 Pa, and may be 2.0 x 10 4 Pa to 5.0 x 10 4 Pa or 2.5 x 10 4 Pa to 4.5 x 10 4 Pa.
  • the storage modulus of the adhesive layer after photocuring at 60°C is preferably 0.3 times or more, more preferably 0.5 times or more, and may be 0.6 times or more or 0.7 times or more, that at 25°C.
  • the storage modulus at 60°C may be 1.1 times or less, 1.0 times or less, 0.9 times or less, or 0.8 times or less that at 25°C.
  • the storage modulus at 60°C of the adhesive layer after photocuring is preferably 7 times or less than the storage modulus at 60°C of the adhesive layer before photocuring, and may be 5 times or less, 4 times or less, or 3 times or less.
  • the storage modulus at 60°C of the adhesive layer after photocuring may be 1.1 times or more, 1.3 times or more, 1.5 times or more, or 1.7 times or more than the storage modulus at 60°C of the adhesive layer before photocuring.
  • the adhesive strength between the adhesive layer and the adherend after photocuring is preferably 1.5 N/25 mm or more, and more preferably 2.0 N/25 mm or more. From the viewpoint of suppressing peeling of the adhesive when the flexible device is repeatedly bent at the same location, the adhesive strength between the adhesive layer and the adherend after photocuring may be 2.5 N/25 mm or more or 3.0 N/25 mm or more.
  • the adhesive strength between the adhesive layer and the adherend after photocuring is preferably at least 5 times, more preferably at least 10 times, even more preferably at least 15 times, and may be at least 20 times, at least 30 times, or at least 50 times, of the adhesive strength between the adhesive layer and the adherend before photocuring.
  • the type (compatibility with the base polymer) and amount of the photocuring agent and polyol it is possible to keep the adhesive strength before photocuring (initial adhesive strength) low and increase the adhesive strength of the adhesive after photocuring.
  • the reinforcing film of the present invention is used by being attached to a device or a device component.
  • the reinforcing film 10 has the pressure-sensitive adhesive layer 2 fixed to the film substrate 1, and has a low adhesive strength to the adherend before being photocured after being attached to the adherend. Therefore, the reinforcing film is easy to peel from the adherend before being photocured.
  • the adherend to which the reinforcing film is attached is not particularly limited, and examples include various electronic devices, optical devices, and their components.
  • the reinforcing film is attached to the surface of a foldable flexible device.
  • the foldable device has a hinge portion and can be folded around this hinge portion. The folding angle can be set as desired, and the device may be bent (folded) at 180°.
  • the reinforcing film may be attached to the surface on the screen side, or the reinforcing film may be attached to the back side (housing).
  • a flexible device that is configured to be bendable at a predetermined location such as a hinge portion, bending and stretching are repeated at the same location when in use.
  • the reinforcing film may be attached to the entire surface of the adherend, or may be selectively attached only to the areas requiring reinforcement (areas to be reinforced). Alternatively, the reinforcing film may be attached to the entire areas requiring reinforcement (areas to be reinforced) and areas not requiring reinforcement (areas not to be reinforced), and then the reinforcing film attached to the areas not requiring reinforcement may be cut and removed. If the adhesive has not yet been photocured, the reinforcing film is in a state where it is temporarily attached to the surface of the adherend, so that it can be easily peeled off and removed from the surface of the adherend.
  • the reinforcing film may be attached to the areas to be reinforced and areas not requiring reinforcement, and the areas to be reinforced may be selectively irradiated with light to photocur the adhesive, and then the reinforcing film may be selectively peeled off and removed from the non-reinforced areas where the adhesive is not yet cured.
  • the reinforcing film By laminating the reinforcing film, appropriate rigidity is imparted, which is expected to improve the handling properties and prevent damage to thin components such as flexible devices.
  • the reinforcing film When the reinforcing film is laminated to a work-in-progress during the device manufacturing process, the reinforcing film may be laminated to a large-sized work-in-progress before it is cut to the product size.
  • the reinforcing film may also be laminated roll-to-roll to the mother roll of a device manufactured by a roll-to-roll process.
  • the surface of the adherend Before laminating the reinforcing film, the surface of the adherend may be activated for the purpose of cleaning, etc.
  • surface activation treatments include plasma treatment, corona treatment, and glow discharge treatment.
  • Adherends with activated surfaces contain many active groups such as hydroxyl groups, carbonyl groups, and carboxyl groups, and the adhesive strength is likely to increase due to intermolecular interactions with the polar functional groups of the base polymer of the adhesive.
  • the adherend is a polyimide
  • the activation treatment activates the amide acid, terminal amino groups, and carboxyl groups (or carboxylic anhydride groups), etc., which have a strong interaction with the polar functional groups of the base polymer, so the initial adhesive strength may be significantly increased by the activation treatment.
  • the adhesive layer 2 is irradiated with active light rays to photocure the adhesive layer.
  • active light rays include ultraviolet light, visible light, infrared light, X-rays, alpha rays, beta rays, and gamma rays.
  • Ultraviolet light is preferred as the active light rays because it can suppress curing of the adhesive layer during storage and is easy to cure.
  • the irradiation intensity and irradiation time of the active light rays may be set appropriately depending on the composition and thickness of the adhesive layer.
  • the adhesive layer 2 may be irradiated with active light rays from either the film substrate 1 side or the adherend side, or from both sides.
  • the adherend is given an appropriate rigidity and stress is alleviated and dispersed, thereby suppressing various defects that may occur during the manufacturing process, improving production efficiency, and improving yield.
  • the reinforcing film Before the adhesive layer is photocured, the reinforcing film can be easily peeled off from the adherend, so rework is easy even if lamination or lamination defects occur.
  • processing such as selectively removing the reinforcing film from areas other than those to be reinforced is also easy.
  • the reinforcing film attached to the device can prevent damage to the device.
  • the reinforcing film is firmly attached to the device after the adhesive is photocured, the reinforcing film is unlikely to peel off even with long-term use, providing excellent reliability.
  • the reinforced film is unlikely to peel off at the bent portion even when the device is repeatedly bent or kept bent for a long period of time. Furthermore, since static electricity on the device's resin substrate, etc. can be removed via the adhesive layer, defects such as electrostatic breakdown of the device caused by charging (static electricity) can be suppressed.
  • the monomer ratios and glass transition temperatures of the acrylic polymers A to C are shown in Table 1.
  • the glass transition temperatures were calculated from the monomer ratios according to the Fox formula.
  • Example 1 (Preparation of Pressure-Sensitive Adhesive Composition) To the solution of acrylic polymer A (100 weight percent of polymer solids), 0.1 parts by weight of a tetrafunctional epoxy crosslinking agent ("Tetrad C” manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) as a crosslinking agent, 0.2 parts by weight of zirconium tetraacetylacetonate ("ZC-150" manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) as a crosslinking catalyst, 20 parts by weight of polyethylene glycol #600 diacrylate ("NK Ester A-600” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) as a photocuring agent, 0.3 parts by weight of "Omnirad 651" manufactured by IGM Resins as a photopolymerization initiator, 0.2 parts by weight of 1-butyl-3-methylpyridinium bistrifluoromethanesulfonylimide ("CIL-312
  • the above adhesive composition was applied to a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 ⁇ m using a fountain roll so that the thickness after drying was 25 ⁇ m. After drying at 130 ° C for 1 minute to remove the solvent, the release-treated surface of a release liner (a polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 ⁇ m, both sides of which were antistatically treated and one side of which was silicone release-treated) was attached to the adhesive-coated surface.
  • a release liner a polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 ⁇ m, both sides of which were antistatically treated and one side of which was silicone release-treated
  • aging treatment was performed for 4 days in an atmosphere of 25 ° C to promote crosslinking, and a reinforcing film was obtained in which a photocurable adhesive sheet was fixed and laminated on a polyethylene terephthalate film substrate and a release liner was temporarily attached thereon.
  • 0.2 parts by weight of zirconium tetraacetylacetonate was used as a crosslinking catalyst as in Example 1, and in Comparative Example 2, 0.25 parts by weight of iron acetylacetonate was used as a crosslinking catalyst as in Comparative Example 1.
  • Example 2 Using a pressure-sensitive adhesive composition having the composition shown in Table 2, coating and crosslinking were performed as in Example 1 to prepare a reinforcing film.
  • the amounts of the crosslinking agent, photocuring agent, antistatic agent, and polyol are the amounts added relative to 100 parts by weight of the solid content of the acrylic polymer. Details of the crosslinking agent, photocuring agent, antistatic agent, and polyol are as follows.
  • CIL312 1-butyl-3-methylpyridinium bistrifluoromethanesulfonylimide
  • CIL-312 manufactured by Nippon Carlit
  • AS110 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonyl)imide (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., "Elexel AS-110")
  • Example 15 A film substrate having an antistatic layer of conductive polymer (PEDOT/PSS) on one side of a 50 ⁇ m-thick polyethylene terephthalate film was used, and an adhesive layer was formed on the antistatic layer-forming surface of the film substrate using the same adhesive composition as in Example 13.
  • the antistatic layer (thickness 30 nm) was formed by applying an antistatic treatment solution with a solid content of about 0.4% prepared by adding the following (A) to (D) to a water/ethanol mixed solvent at a weight ratio of 1/1 and stirring and mixing for about 20 minutes to one side of the polyethylene terephthalate film using a bar coater, and drying by heating at 130° C. for 2 minutes.
  • ⁇ Surface resistance of pressure-sensitive adhesive layer> The release liner was peeled off from the reinforcing film to expose the pressure-sensitive adhesive layer (before photocuring).
  • a probe (Model 152P-2P, manufactured by TREK) was brought into contact with the surface of the pressure-sensitive adhesive layer in an environment of a temperature of 25° C. and a relative humidity of 50%, and the surface resistance was measured using a resistivity meter (Model 152-1, manufactured by TREK) under conditions of an applied voltage of 10 V and a voltage application time of 10 seconds.
  • ⁇ Storage modulus> The adhesive composition was applied and crosslinked on the release liner in the same manner as above to prepare an adhesive sheet (before photocuring).
  • a release liner was attached to the surface of the adhesive layer of the adhesive sheet before photocuring to isolate it from oxygen, and 2000 mJ/ cm2 ultraviolet light was irradiated from a 365 nm LED lamp to photocur it.
  • the adhesive sheet before photocuring and the adhesive sheet after photocuring were laminated to prepare a measurement sample with a thickness of about 1.5 mm, and dynamic viscoelasticity measurement was performed under the following conditions using Rheometric Scientific's "Advanced Rheometric Expansion System (ARES)", and the shear storage modulus G' was read at -20 ° C and 25 ° C.
  • Deformation mode Torsion Measurement frequency: 1 Hz Heating rate: 5°C/min Measurement temperature: -50 to 150°C Shape: Parallel plate 8.0mm ⁇
  • a polyimide film having a thickness of 25 ⁇ m (Ube Industries, "Upilex 25S") was attached to a glass plate via a double-sided adhesive tape (Nitto Denko, "No. 531”) to obtain a polyimide film substrate for measurement.
  • the release liner was peeled off and removed from the surface of the reinforced film cut to a width of 25 mm x length of 100 mm, and the film was attached to the polyimide film substrate for measurement using a hand roller to obtain a test sample before photocuring.
  • the test sample before photocuring was irradiated with ultraviolet light from the reinforced film side (PET film substrate side) to photocur the adhesive layer, and the test sample after photocuring was obtained.
  • the end of the film substrate of the reinforced film was held with a chuck, and the reinforced film was peeled at 180° at a pulling speed of 300 mm/min, and the peel strength was measured.
  • the release liner was peeled off from the surface of the reinforcing film, and a polyimide film (Ube Industries, Ltd., "Upilex 25S") was attached to the surface of the adhesive layer using a hand roller. After standing at 25°C for 30 minutes, the reinforcing film was peeled off from the polyimide film, and the surface of the polyimide film was visually inspected under a fluorescent lamp to confirm the presence or absence of contamination. Those that were found to be contaminated by attached matter were rated as NG, and those that were not found to be contaminated were rated as OK.
  • Example 1 in which the adhesive composition contains an antistatic agent and a polyol (triol-type polypropylene glycol) in addition to a base polymer, a crosslinking agent, a photocuring agent, and a photopolymerization initiator, the surface resistance of the adhesive was 2 ⁇ 10 10 ⁇ or less, and no contamination of the adherend was observed.
  • the adhesive strength to the polyimide film increased by 10 times or more due to photocuring, the shear storage modulus G' at -20°C after photocuring was 5 ⁇ 10 5 Pa or less, and no peeling of the adhesive layer was observed after repeated bending tests, showing good adhesion reliability.
  • Example 12 in which a diol-type polypropylene glycol was used as the polyol, the adhesive had low resistance and good adhesion reliability in the bending test, similar to Example 1 and the like.
  • Example 13 which used an antistatic agent having bis(fluorosulfonyl)imide, a non-perfluorinated fluoro organic anion, had a reduced surface resistance compared to Example 1.
  • Example 13 had a smaller initial adhesive strength than Example 1, and after photocuring, showed a high adhesive strength equivalent to that of Example 1.
  • Example 14 which used triol-type polytetramethylene glycol as the polyol, the adhesive had low resistance and good adhesion reliability in the bending test, but showed a higher surface resistance than Example 13. Comparing Example 6 and Example 13, which used polyols with the same molecular weight, it can be seen that polypropylene glycol contributes more to low resistance than polytetramethylene glycol.
  • Comparative Example 3 in which the adhesive composition did not contain polyol, the surface resistance of the adhesive was higher than in Example 5, and the G' of the adhesive before and after photocuring was also high.
  • the G' of the adhesive layer after photocuring at -20°C was large, so the adhesive layer peeled off after repeated bending tests at -20°C, and the adhesion reliability was poor.
  • Comparative Example 4 in which the amount of crosslinker was reduced to 0.1 parts by weight, the G' of the adhesive layer after photocuring at -20°C was large, and the adhesive layer peeled off after repeated bending tests at -20°C, just like Comparative Example 3.
  • Comparative Example 1 which used polymer C with a low glass transition temperature, had a small G' before and after photocuring, and no peeling of the adhesive layer was observed in the bending test, but the surface resistance was high, and no resistance-reducing effect of the antistatic agent was observed.
  • Comparative Example 2 in which 30 parts by weight of polyol was added to the composition of Comparative Example 1, the adhesive became cloudy. It is believed that the cloudiness was caused by the polyol having low compatibility with the other components of the adhesive composition.
  • Example 11 which used M350 as the photocuring agent as in Comparative Example 2, no clouding was observed, so it is believed that the cause of the clouding in Comparative Example 2 is the low compatibility between the acrylic base polymer and/or crosslinking agent and the polyol.
  • Example 10 which used a combination of a low glass transition temperature polymer B with 2EHA as the main monomer component and an epoxy crosslinking agent, no clouding of the adhesive was observed, so it is believed that the cause of the reduced compatibility with the polyol in Comparative Example 2 is that the base polymer does not contain acrylic acid, which is a carboxyl group-containing monomer, but contains 2-hydroxyethyl acrylate, which is a hydroxyl group-containing monomer, and contains an isocyanate crosslinking agent.
  • the base polymer contains a carboxyl group-containing monomer as a monomer component, and a crosslinking structure is introduced by the epoxy crosslinking agent, so that the compatibility with the polyol is excellent, and the transparency of the adhesive is high.
  • Comparative Example 5 in which the amount of polyol added was increased compared to Examples 1, 3, 4, and 9, the surface of the polyimide film was contaminated after the reinforcing film was peeled off. In addition, in Comparative Example 5, the surface resistance of the adhesive was higher than in Examples 1, 3, 4, and 9, and it can be seen that even if an excess amount of polyol was added, no resistance reduction effect was observed.
  • Comparative Example 6 where a low molecular weight polyol was used, contamination of the adherend was observed, similar to Comparative Example 5. It is believed that the cause of contamination of the adherend is that low molecular weight polyols have little interaction with the base polymer and photocuring agent of the adhesive composition and tend to bleed out onto the surface of the adhesive layer.
  • Comparative Example 6 the adhesive strength of the adhesive before photocuring was greater, the adhesive strength after photocuring was smaller, and the rate of increase in adhesive strength before and after photocuring was smaller, compared to Examples 1, 6, 7, and 8. Comparing Examples 1, 6, 7, and 8 with Comparative Example 6, there was a tendency that the adhesive strength of the adhesive before photocuring was smaller, the adhesive strength after photocuring was greater, and the rate of increase in adhesive strength before and after photocuring was greater, as the molecular weight of the polyol increased. It is thought that low molecular weight polyols have little effect as a WBL before the adhesive layer is photocured, but after the adhesive layer is photocured, they tend to precipitate near the surface of the adhesive layer and act as a WBL.
  • the adhesive has low resistance and antistatic properties, low initial adhesive strength, and excellent adhesive properties after photocuring.
  • the shear storage modulus in the low temperature range is low, and peeling of the adhesive is suppressed even when repeatedly bent.

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Abstract

補強フィルム(10)は、フィルム基材(1)の一主面上に固着積層された粘着剤層(2)を備える。粘着剤層は、架橋構造を有するアクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤、帯電防止剤およびポリオールを含む光硬化性組成物からなる。光硬化性組成物に含まれるポリオールの数平均分子量は、300~30000が好ましく、光硬化性組成物におけるポリオールの量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、5~60重量部が好ましい。

Description

補強フィルム、補強フィルム付きデバイスおよびその製造方法
 本発明は、デバイス表面に貼設される補強フィルムに関する。さらに、本発明は補強フィルムを備えるデバイスおよびその製造方法に関する。
 ディスプレイ等の光学デバイスや電子デバイスの表面には、表面保護や耐衝撃性付与等を目的として、粘着性フィルムが貼着される場合がある。このような粘着性フィルムは、通常、フィルム基材の主面に粘着剤層が固着積層されており、この粘着剤層を介してデバイス表面に貼り合わせられる。
 デバイスの組み立て、加工、輸送等の使用前の状態において、デバイスまたはデバイス構成部品の表面に粘着性フィルムを仮着することにより、被着体の傷つきや破損を抑制できる。特許文献1および特許文献2には、フィルム基材上に光硬化性の粘着剤組成物からなる粘着剤層を備える補強フィルムが開示されている。
 この補強フィルムは、粘着剤のゲル分率が高く、被着体との貼り合わせ直後は低粘着性であるため、被着体からのはく離が容易である。そのため、被着体からのリワークが可能であるとともに、被着体の補強を必要としない箇所から補強フィルムを位置選択的にはく離除去することも可能である。補強フィルムの粘着剤は、光硬化により被着体と強固に接着するため、被着体の表面にフィルム基材が永久接着した状態となり、デバイスの表面保護等を担う補強材として利用可能である。
 近年では、樹脂フィルム等の折り曲げ可能な基板(フレキシブル基板)を用いた有機ELパネルが実用化されており、折り曲げ可能なフレキシブルディスプレイが提案されている。折り畳み可能なデバイス(フォルダブルデバイス)では、同じ場所で屈曲が繰り返し行われる。屈曲箇所では、内側には圧縮応力、外側には引張応力が付与され、屈曲箇所およびその周辺に歪みが生じ、被着体からの粘着剤の剥がれが生じる場合がある。特許文献4では、フォルダブルデバイスの補強フィルムの粘着剤として、低ガラス転移温度のアクリル系ベースポリマーを含む光硬化性の粘着剤を用いることが提案されている。
特開2020-41113号公報 特開2020-134540号公報 特開2019-20726号公報 国際公開第2022/050009号
 特許文献3に記載されているように、フォルダブルデバイスでは、基板材料として樹脂フィルムが用いられているため、帯電しやすく、帯電(静電気)に起因するデバイスの静電破壊の問題が生じる場合がある。特許文献2では、補強フィルムのフィルム基材の背面(粘着剤層付設面と反対側の面)に帯電防止層を設けることにより、補強フィルムの帯電を防止することが提案されている。しかし、補強フィルムの基材の背面は、被着体から隔てられているため、基材の背面に帯電防止層を設けても、デバイスの帯電を適切に抑制することは困難である。
 デバイスの帯電を抑制するためには、デバイスに接して設けられる粘着剤層に帯電防止剤を含有させることにより粘着剤層を低抵抗化して、帯電防止性を持たせることが効果的である。しかし、特許文献4に記載の補強フィルムの粘着剤に帯電防止剤を添加しても、粘着剤が十分に低抵抗化せず、帯電防止剤の添加量を増大させると、帯電防止剤がブリードアウトして、粘着剤層とデバイスとの接着力の低下や、デバイス表面の汚染の原因となる。
 上記に鑑み、本発明は、屈曲試験による剥がれが生じ難くフォルダブルデバイスに適用可能であり、かつデバイスの帯電防止に寄与し得る補強フィルムの提供を目的とする。
 本発明の補強フィルムは、フィルム基材の一主面上に固着積層された粘着剤層を備える。粘着剤層は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤、帯電防止剤およびポリオールを含む光硬化性組成物からなる。アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度は-40℃以下が好ましい。
 光硬化性組成物に含まれるポリオールの数平均分子量は、300~30000が好ましい。光硬化性組成物におけるポリオールの量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、5~60重量部が好ましい。ポリオールは、ポリプロピレングリコールまたはポリテトラメチレングリコールであってもよい。ポリオールは、ジオール型またはトリオール型のポリプロピレングリコールであってもよい。
 アクリル系ベースポリマーは、モノマーユニットとして、ヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシル基含有モノマーからなる群から選択される1以上を含有し、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤等の架橋剤が、アクリル系ベースポリマーのヒドロキシ基および/またはカルボキシ基と結合することにより架橋構造が導入されている。架橋剤の量は、アクリル系ポリマー100重量部に対して、0.03~2重量部程度であってもよい。
 粘着剤層を構成する光硬化性組成物は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、光硬化剤を3~40重量部含有することが好ましい。光硬化剤としては、例えば、多官能(メタ)アクリレートが用いられる。多官能(メタ)アクリレートは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドにより変性されたアルキレンオキサイド変性多官能(メタ)アクリレートであってもよい。
 粘着剤層の表面抵抗は、1×1011Ω以下が好ましい。粘着剤層は、光硬化後において、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率が1.0×10~1.0×10Paであることが好ましい。粘着剤層は、光硬化前において、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率が1.0×10~2.0×10Paであってもよい。粘着剤層は、光硬化前において、25℃におけるせん断貯蔵弾性率が5.0×10~1.0×10Paであってもよい。
 粘着剤層は、光硬化前において、ポリイミドフィルムに対する接着力が、1N/25mm以下であることが好ましい。粘着剤層は、光硬化後におけるポリイミドフィルムに対する接着力が、光硬化前におけるポリイミドフィルムに対する接着力の5倍以上であることが好ましい。
 デバイスの表面に上記の補強フィルムを貼り合わせ、粘着剤層を光硬化することにより、補強フィルム付きデバイスが得られる。デバイスは折り曲げ可能なフレキシブルデバイスであってもよい。
 本発明の補強フィルムは、粘着剤層が光硬化性組成物からなり、被着体との接着後に粘着剤層を光硬化することにより、被着体との接着力が上昇する。光硬化前は被着体との接着力が小さいため、被着体からのはく離が容易である。
 補強フィルムの粘着剤層が、帯電防止剤およびポリオールを含むことにより低抵抗化されているため、粘着剤層自体の帯電が抑制されるとともに、被着体の帯電防止にも寄与する。また、粘着剤層がポリオールを含むことにより、光硬化後もせん断貯蔵弾性率が低く、応力歪の緩和性が高いため、同一箇所で屈曲を繰り返した場合でも、屈曲箇所における粘着剤層のはく離が抑制され、接着信頼性に優れている。そのため、本発明の補強フィルムは、樹脂フィルム基板を用いたフォルダブルデバイスにも好適に使用できる。
補強フィルムの積層構成を示す断面図である。 補強フィルムの積層構成を示す断面図である。 補強フィルムが貼設されたデバイスを示す断面図である。
 図1は、補強フィルムの一実施形態を表す断面図である。補強フィルム10は、フィルム基材1の一主面上に粘着剤層2を備える。粘着剤層2は、フィルム基材1の一主面上に固着積層されている。粘着剤層2は光硬化性組成物からなる光硬化性粘着剤であり、紫外線等の活性光線の照射により硬化して、被着体との接着強度が上昇する。
 図2は、粘着剤層2の主面上にはく離ライナー5が仮着された補強フィルムの断面図である。図3は、デバイス20の表面に補強フィルム10が貼設された状態を示す断面図である。
 粘着剤層2の表面からはく離ライナー5をはく離除去し、粘着剤層2の露出面をデバイス20の表面に貼り合わせることにより、デバイス20の表面に補強フィルム10が貼設される。この状態では、粘着剤層2は光硬化前であり、デバイス20上に補強フィルム10(粘着剤層2)が仮着された状態である。粘着剤層2を光硬化することにより、デバイス20と粘着剤層2との界面での接着力が上昇し、デバイス20と補強フィルム10とが固着される。
 「固着」とは積層された2つの層が強固に接着しており、両者の界面でのはく離が不可能または困難な状態である。「仮着」とは、積層された2つの層間の接着力が小さく、両者の界面で容易にはく離できる状態である。
 図2に示す補強フィルムでは、フィルム基材1と粘着剤層2とが固着しており、はく離ライナー5は粘着剤層2に仮着されている。フィルム基材1とはく離ライナー5をはく離すると、粘着剤層2とはく離ライナー5との界面ではく離が生じ、フィルム基材1上に粘着剤層2が固着した状態が維持される。はく離後のはく離ライナー5上には粘着剤は残存しない。
 図3に示す補強フィルム付きデバイスは、粘着剤層2の光硬化前においては、デバイス20と粘着剤層2とが仮着状態である。フィルム基材1とデバイス20をはく離すると、粘着剤層2とデバイス20との界面ではく離するため、フィルム基材1上に粘着剤層2が固着した状態が維持される。デバイス20上には粘着剤が残存しないため、リワークや切断加工等のはく離操作が容易である。粘着剤層2を光硬化後は、粘着剤層2とデバイス20との接着力が上昇し、固着状態となるため、デバイス20からフィルム1をはく離することは困難である。
[フィルム基材]
 補強フィルム10のフィルム基材1としては、可撓性のプラスチックフィルムが用いられる。フィルム基材1と粘着剤層2とを固着するために、フィルム基材1の粘着剤層2付設面は離型処理が施されていないことが好ましい。
 フィルム基材の厚みは、例えば4~150μm程度である。剛性付与や衝撃緩和等によりデバイスを補強する観点から、フィルム基材1の厚みは5μm以上が好ましく、12μm以上がより好ましく、20μm以上がさらに好ましく、25μm以上が特に好ましい。補強フィルムに可撓性を持たせて折り畳み可能とする観点から、フィルム基材1の厚みは125μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。機械強度と可撓性とを両立する観点から、フィルム基材1の圧縮強さは、100~3000kg/cmが好ましく、200~2900kg/cmがより好ましく、300~2800kg/cmがさらに好ましく、400~2700kg/cmが特に好ましい。
 フィルム基材1を構成するプラスチック材料としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート系樹脂、アラミド系樹脂等が挙げられる。ディスプレイ等の光学デバイス用の補強フィルムにおいては、フィルム基材1は透明フィルムであることが好ましい。また、フィルム基材1側から活性光線を照射して粘着剤層2の光硬化を行う場合は、フィルム基材1は、粘着剤層の硬化に用いられる活性光線に対する透明性を有することが好ましい。機械強度と透明性とを兼ね備えることから、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系樹脂、透明ポリイミド、透明アラミドが好適に用いられる。被着体側から活性光線を照射する場合は、被着体が活性光線に対する透明性を有していればよく、フィルム基材1は活性光線に対して透明でなくてもよい。
 フィルム基材1の表面には、易接着層、易滑層、離型層、帯電防止層、ハードコート層、反射防止層等の機能性コーティングが設けられていてもよい。なお、前述のように、フィルム基材1と粘着剤層2とを固着するために、フィルム基材1の粘着剤層2付設面には離型層が設けられていないことが好ましい。フィルム基材の表面に帯電防止層を設ける場合、粘着剤層の表面抵抗低減の観点からは、フィルム基材1の粘着剤層2付設面に帯電防止層を設けることが好ましい。
[粘着剤層]
 フィルム基材1上に固着積層される粘着剤層2は、光硬化性組成物からなる。粘着剤層2を構成する光硬化性組成物は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤および光重合開始剤を含み、さらに、帯電防止剤およびポリオールを含む。
 粘着剤層2は、光硬化前はデバイスやデバイス部品等の被着体との接着力が小さいため、はく離が容易である。粘着剤層2は、光硬化により被着体との接着力が向上するため、デバイスの使用時においても補強フィルムがデバイス表面からはく離し難く、接着信頼性に優れる。
 光硬化性の粘着剤は一般的な保管環境では硬化はほとんど進行せず、紫外線等の活性光線の照射により硬化する。そのため、本発明の補強フィルムは、粘着剤層2の硬化のタイミングを任意に設定可能であり、工程のリードタイム等に柔軟に対応できるとの利点を有する。
<ベースポリマー>
 ベースポリマーは粘着剤組成物の主構成成分であり、光硬化前の粘着剤層の接着力や貯蔵弾性率を決定する主要素である。光学的透明性および接着性に優れ、かつ接着力や貯蔵弾性率の制御が容易であることから、粘着剤組成物は、ベースポリマーとしてアクリル系ポリマーを含有するものが好ましい。
 アクリル系ポリマーとしては、主たるモノマー成分として(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むものが好適に用いられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、アルキル基の炭素数が1~20である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好適に用いられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は直鎖でもよく分枝を有していてもよい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルの例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソオクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル等が挙げられる。
 例示の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの中でも、アクリル系ベースポリマーを低Tg化して、低温でのせん断貯蔵弾性率を低減することにより、屈曲を繰り返した際の粘着剤層のはく離を抑制する観点から、(メタ)アクリル酸C1-9アルキルエステルが好ましく、ホモポリマーのガラス転移温度が-50℃以下であるものが好ましい。ホモポリマーのガラス転移温度が-50℃以下である(メタ)アクリル酸C1-9アルキルエステルの具体例としては、アクリル酸2-エチルヘキシル(Tg:-70℃)、アクリル酸n-ヘキシル(Tg:-65℃)、アクリル酸n-オクチル(Tg:-65℃)、アクリル酸イソノニル(Tg:-60℃)、アクリル酸n-ノニル(Tg:-58℃)、アクリル酸イソオクチル(Tg:-58℃)、アクリル酸ブチル(Tg:-55℃)等が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸ブチル(BA)およびアクリル酸2-エチルヘキシル)が好ましい。
 アクリル系ベースポリマーの低Tg化の観点からは、アクリル酸2-エチルヘキシル(2EHA)が特に好ましい。アクリル系ベースポリマーの構成モノマーの中で最も含有量の多いモノマー(主モノマー)が2EHAであれば、アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度を-60℃以下、または-65℃以下とすることもできる。一方、粘着剤組成物では、ポリオール(詳細は後述)が可塑剤的に作用するために、低温でのせん断貯蔵弾性率が小さくなり、接着信頼性向上に寄与する。そのため、粘着剤組成物がポリオールを含む場合は、アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度が-50℃程度であっても、十分な接着信頼性を確保できる。接着性向上、およびアクリル系ベースポリマーとポリオールとの相溶性の観点からは、アクリル系ベースポリマーの主モノマーがアクリル酸ブチル(BA)であることが特に好ましい。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、アクリル系ベースポリマーを構成するモノマー成分全量に対して70重量%以上が好ましく、80重量%以上がより好ましく、85重量%以上がさらに好ましく、90重量%以上、93重量%以上または95重量%以上であってもよい。中でも、(メタ)アクリル酸C1-9アルキルエステルの量が上記範囲であることが好ましく、アクリル酸2-エチルヘキシルとアクリル酸ブチルの合計が上記範囲であることがより好ましく、アクリル酸ブチルの量が上記範囲であってもよい。
 アクリル系ベースポリマーは、共重合成分として、架橋可能な官能基を有するモノマー成分を含有することが好ましい。架橋可能な官能基を有するモノマーとしては、ヒドロキシ基含有モノマーや、カルボキシ基含有モノマーが挙げられる。アクリル系ベースポリマーは、共重合成分として、ヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシ基含有モノマーの両方を有していてもよく、いずれか一方のみを有していてもよい。アクリル系ベースポリマーに架橋構造が導入されることにより、凝集力が向上し、光硬化前の粘着剤層2の被着体からのはく離性が向上する傾向がある。
 ヒドロキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8-ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10-ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12-ヒドロキシラウリル、(メタ)アクリル酸4-(ヒドロキシメチル)シクロヘキシルメチル等が挙げられる。これらの中でも、光硬化後の粘着剤の接着力向上への寄与が大きいことから、アクリル酸2-ヒドロキシエチルおよびアクリル酸4-ヒドロキシブチルが好ましい。
 カルボキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸カルボキシペンチル、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等が挙げられる。これらの中でも、接着力向上への寄与が大きいことから、アクリル酸が特に好ましい。
 アクリル系ベースポリマーは、構成モノマー成分全量に対するヒドロキシ基含有モノマーとカルボキシ基含有モノマーの合計量が、0.5~15重量%であることが好ましく、1~10重量%であることがより好ましく、2~7重量%であることがさらに好ましい。アクリル系ベースポリマーがカルボキシ基を含む場合に、アクリル系ベースポリマーとポリオールが高い相溶性を示すことから、アクリル系ベースポリマーは、構成モノマー成分として(メタ)アクリル酸等のカルボキシ基含有モノマーを含むことが好ましく、カルボキシ基含有モノマーの含有量が上記範囲であることが好ましい。
 アクリル系ベースポリマーは、構成モノマー成分として、N-ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、N-アクリロイルモルホリン、N-ビニルカルボン酸アミド類、N-ビニルカプロラクタム等の窒素含有モノマーを含有していてもよい。
 アクリル系ベースポリマーは、上記以外のモノマー成分を含んでいてもよい。アクリル系ベースポリマーは、モノマー成分として、例えば、ビニルエステルモノマー、芳香族ビニルモノマー、エポキシ基含有モノマー、ビニルエーテルモノマー、スルホ基含有モノマー、リン酸基含有モノマー、酸無水物基含有モノマー等を含んでいてもよい。
 架橋構造を導入する前のアクリル系ベースポリマーは、窒素原子を実質的に含まないものであってもよい。アクリル系ベースポリマーの構成元素中の窒素の割合は、0.1モル%以下、0.05モル%以下、0.01モル%以下、0.005モル%以下、0.001モル%以下、または0であってもよい。窒素原子を実質的に含まないアクリル系ベースポリマーを用いることにより、被着体に表面活性化処理を行った場合の、光硬化前の粘着剤層の接着力(初期接着力)の上昇が抑制される傾向がある。アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分として、シアノ基含有モノマー、ラクタム構造含有モノマー、アミド基含有モノマー、モルホリン環含有モノマー等の窒素原子含有モノマーを用いないことにより、窒素原子を実質的に含まないアクリル系ベースポリマーが得られる。アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分全量に対する窒素含有モノマーの量は、1重量%以下、0.5重量%以下、0.1重量%以下、0.05重量%以下または0であってもよい。
 アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度は、-40℃以下が好ましく、-45℃以下であってもよい。ガラス転移温度は、粘弾性測定における損失正接tanδが極大となる温度(ピークトップ温度)である。ガラス転移温度がデバイスの使用環境温度よりも十分低いことにより、使用環境温度範囲における粘着剤層のせん断貯蔵弾性率G’が小さく、屈曲を繰り返した際の剥がれが抑制される傾向がある。
 粘弾性測定によるガラス転移温度に代えて、Foxの式により算出される理論Tgを適用してもよい。理論Tgは、アクリル系ベースポリマーの構成モノマー成分のホモポリマーのガラス転移温度Tgと、各モノマー成分の重量分率Wから、下記のFoxの式により算出される。
    1/Tg=Σ(W/Tg
 Tgはポリマー鎖のガラス転移温度(単位:K)、Wはセグメントを構成するモノマー成分iの重量分率(重量基準の共重合割合)、Tgはモノマー成分iのホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)である。ホモポリマーのガラス転移温度としては、Polymer Handbook 第3版(John Wiley & Sons, Inc., 1989年)に記載の数値を採用できる。上記文献に記載されていないモノマーのホモポリマーのTgは、動的粘弾性測定によるtanδのピークトップ温度を採用すればよい。
 アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度の下限は特に限定されないが、一般には-80℃以上であり、-70℃以上、-65℃以上、-60℃以上または-55℃以上であってもよい。低温でのせん断貯蔵弾性率を小さくして、屈曲を繰り返した際の剥がれが抑制する観点からは、アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度は低いほど好ましいが、粘着剤組成物がポリオールを含む場合は、アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度が-55℃以上であっても、光硬化後の粘着剤が接着信頼性に優れ、低温で屈曲を繰り返した際の被着体からの剥がれを抑制できる。
 上記モノマー成分を、溶液重合、乳化重合、塊状重合等の各種公知の方法により重合することによりベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーが得られる。粘着剤の接着力、保持力等の特性のバランスや、コスト等の観点から、溶液重合法が好ましい。溶液重合の溶媒としては、酢酸エチル、トルエン等が用いられる。溶液濃度は通常20~80重量%程度である。重合開始剤としては、アゾ系、過酸化物系等の各種公知のものを使用できる。分子量を調整するために、連鎖移動剤が用いられていてもよい。反応温度は通常50~80℃程度、反応時間は通常1~8時間程度である。
 アクリル系ベースポリマーの重量平均分子量は、10万~200万が好ましく、20万~150万がより好ましく、30万~100万がさらに好ましい。なお、アクリル系ベースポリマーに架橋構造が導入される場合、アクリル系ベースポリマーの分子量とは、架橋構造導入前の分子量を指す。
<架橋剤>
 粘着剤に適度の凝集力を持たせ、接着力を発現させるとともに、光硬化前の粘着剤層の被着体からのはく離性を確保する観点から、ベースポリマーには架橋構造が導入されることが好ましい。例えば、アクリル系ベースポリマーを重合後の溶液に架橋剤を添加し、必要に応じて加熱を行うことにより、架橋構造が導入される。
 架橋剤としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。これらの架橋剤は、アクリル系ベースポリマーに導入されたヒドロキシ基やカルボキシ基等の官能基と反応して架橋構造を形成する。アクリル系ベースポリマーのヒドロキシ基やカルボキシ基との反応性が高く、架橋構造の導入が容易であることから、イソシアネート系架橋剤およびエポキシ系架橋剤が好ましい。
 前述のように、ポリオールとの相溶性の観点から、アクリル系ベースポリマーは、アクリル酸等のカルボキシ基含有モノマーに由来するカルボキシ基を有することが好ましい。カルボキシ基を有するアクリル系ベースポリマーには、エポキシ系架橋剤により架橋構造を導入することが好ましい。
 エポキシ系架橋剤としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物が用いられる。エポキシ系架橋剤は、1分子中に3個以上または4個以上のエポキシ基を有するものであってもよい。エポキシ系架橋剤のエポキシ基はグリシジル基であってもよい。エポキシ系架橋剤としては、例えば、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o-フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル-トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール-S-ジグリシジルエーテル等が挙げられる。エポキシ系架橋剤として、ナガセケムテックス製の「デナコール」、三菱ガス化学製の「テトラッドX」「テトラッドC」等の市販品を用いてもよい。
 イソシアネート系架橋剤としては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートが用いられる。イソシアネート系架橋剤としては、例えば、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類;2,4-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート類;トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート3量体付加物(例えば、三井化学製「タケネートD101E」)、トリメチロールプロパン/へキサメチレンジイソシアネート3量体付加物(例えば、東ソー製「コロネートHL」)、キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物(例えば、三井化学製「タケネートD110N」)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(例えば、東ソー製「コロネートHX」)等のイソシアネート付加物等が挙げられる。
 架橋剤の使用量は、アクリル系ベースポリマーの組成や分子量等に応じて適宜に調整すればよい。架橋剤の使用量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、0.03~2重量部程度であり、好ましくは0.05~1重量部、より好ましくは0.08~0.8重量部であり、0.1~0.5重量部であってもよい。
 架橋構造の形成を促進するために架橋触媒を用いてもよい。架橋触媒の使用量は、一般には、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して0.5重量部以下である。
<光硬化剤>
 粘着剤層2を構成する粘着剤組成物は、アクリル系ベースポリマーに加えて光硬化剤を含有する。光硬化性の粘着剤組成物からなる粘着剤層2は、被着体との貼り合わせ後に光硬化を行うと、被着体との接着力が向上する。
 光硬化剤としては、光硬化性モノマー、または光硬化性オリゴマーが用いられる。光硬化剤としては、1分子中に2個以上のエチレン性不飽和結合を有する化合物が好ましい。また、光硬化剤は、アクリル系ベースポリマーおよびポリオールとの相溶性を示す化合物が好ましい。アクリル系ベースポリマーとの適度の相溶性を示すことから、光硬化剤は常温で液体であるものが好ましい。
 アクリル系ベースポリマーとの相溶性が高いことから、光硬化剤として多官能(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。多官能(メタ)アクリレートは、代表的には、ポリオールと(メタ)アクリル酸とのエステルである。多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ポリエチレングリコールジ(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、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリストールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールポリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ブタジエン(メタ)アクリレート、イソプレン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 多官能(メタ)アクリレートは、アルキレンオキサイド変性されたポリオールと(メタ)アクリル酸とのエステルであってもよい。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド(EO)およびプロピレンオキサイド(PO)が挙げられる。アルキレンオキサイドは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレンオキサイドでもよい。
 アルキレンオキサイド変性多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、ビスフェノールAエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸プロピレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエチレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールプロピレンオキサイド変性テトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 アルキレンオキサイド変性多官能(メタ)アクリレートにおいて、アルキレンオキサイドの鎖長nは1~10程度である。アルキレンオキサイドの種類および鎖長を調整することにより、アクリル系ベースポリマーとの相溶性を適切な範囲に調整できる。
 アルキレンオキサイド鎖(エーテル鎖)を有する多官能(メタ)アクリレートは、アクリル系ベースポリマーとの相溶性に優れることに加えて、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等のポリオールとの相溶性にも優れている。また、アルキレンオキサイド鎖を有する多官能(メタ)アクリレートは、粘着剤の低抵抗化にも寄与し得る。
 ベースポリマーと光硬化剤との相溶性は、光硬化剤の分子量にも左右される。光硬化剤の分子量が小さいほど、ベースポリマーとの相溶性が高くなる傾向がある。アクリル系ベースポリマーとの相溶性の観点から、光硬化剤の分子量は、1500以下が好ましく、1000以下がより好ましく、800以下、600以下、500以下または400以下であってもよい。
 また、光硬化剤の官能基当量が小さい(すなわち、単位分子量あたりの官能基数が大きい)ほど、アクリル系ベースポリマーとの相溶性が高くなる傾向がある。アクリル系ベースポリマーとの相溶性の観点から、光硬化剤の官能基当量(g/eq)は80~500が好ましく、90~400がより好ましく、100~300、110~250または120~200であってもよい。
 光硬化剤の種類および量は、接着力だけでなく、粘着剤のバルク特性にも影響を与える。粘着剤組成物のベースポリマーが同一であれば、光硬化剤の種類が異なっても、光硬化前の粘着剤層のせん断貯蔵弾性率の変化は小さい。一方、光硬化剤の含有量が大きくなると、組成物中のベースポリマーの含有量が相対的に小さくなるため、光硬化前の粘着剤層のせん断貯蔵弾性率が小さくなる傾向がある。
 光硬化剤の官能基当量が小さく、光硬化剤の含有量が多いほど、光硬化による架橋密度が高くなるため、光硬化後の粘着剤層のせん断貯蔵弾性率が大きくなる傾向がある。すなわち、光硬化剤の含有量が多いほど、光硬化前の粘着剤層のせん断貯蔵弾性率が小さく、光硬化後の粘着剤層のせん断貯蔵弾性率が大きくなる傾向がある。
 光硬化後の粘着剤の接着力を高めつつ、せん断貯蔵弾性率の過度の上昇を抑制する観点から、粘着剤組成物における光硬化剤の含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、3~40重量部が好ましく、5~35重量部がより好ましく、7~30重量部または10~25重量部であってもよい。
 光硬化剤は2種以上を併用してもよい。光硬化剤を2種以上併用する場合は、光硬化剤の合計量が上記範囲であることが好ましい。例えば、アクリル系ベースポリマーとの相溶性が相対的に高い光硬化剤と、アクリル系ベースポリマーとの相溶性が相対的に低い光硬化剤を併用することにより、初期接着力を低く抑えつつ、光硬化後の粘着剤の常温のせん断貯蔵弾性率を高くする等、粘着剤層の光硬化前後の特性を調整できる。
<光重合開始剤>
 光重合開始剤は、活性光線の照射により活性種を発生し、光硬化剤の硬化反応を促進する。光重合開始剤としては、光硬化剤の種類等に応じて、光カチオン開始剤(光酸発生剤)、光ラジカル開始剤、光アニオン開始剤(光塩基発生剤)等が用いられる。光硬化剤として多官能アクリレートが用いられる場合は、光ラジカル開始剤を用いることが好ましい。光ラジカル開始剤としては、波長450nmよりも短波長の可視光または紫外線により開裂してラジカルを発生する光ラジカル発生剤が好ましく、ヒドロキシケトン類、ベンジルジメチルケタール類、アミノケトン類、アシルフォスフィンオキサイド類、ベンゾフェノン類、トリクロロメチル基含有トリアジン誘導体等が挙げられる。光ラジカル発生剤は、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
 粘着剤組成物における光重合開始剤の含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、0.001~5重量部が好ましく、0.01~3重量部がより好ましく、0.03~1重量部がさらに好ましい。粘着剤組成物における光重合開始剤の含有量は、光硬化剤100重量部に対して、0.02~20重量部が好ましく、0.05~10重量部がより好ましく、0.1~7重量部がさらに好ましい。
<帯電防止剤>
 粘着剤組成物は、帯電防止剤を含む。粘着剤が帯電防止剤を含むことにより、粘着剤層が低抵抗化されて粘着剤層の帯電が低減されるとともに、被着体の帯電を抑制する作用を付与できる。
 帯電防止剤としては、有機カチオンを含むイオン性化合物、アルカリ金属塩、イオン伝導ポリマー、イオン伝導フィラー、導電性ポリマー等が挙げられる。中でも、アクリル系ベースポリマーとの相溶性に優れることから、有機カチオンを含むイオン性化合物、およびアルカリ金属塩が好ましい。
 有機カチオンを含むイオン性化合物は、常温で液体であるイオン性液体でもよく、常温で固体であるイオン性固体でもよい。有機カチオンを含むイオン性化合物は、好ましくは、フルオロ有機アニオンまたはフルオロ無機アニオンと、オニウムカチオンから構成される。
 オニウムカチオンとしては、窒素含有オニウムカチオン、硫黄含有オニウムカチオン(例えば、トリアルキルスルホニウムカチオン)、リン含有オニウムカチオン(例えば、テトラアルキルホスホニウムカチオン)等が挙げられる。中でも窒素含有オニウムカチオンが好ましい。
 窒素含有オニウムカチオンとしては、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリン骨格を有するカチオン、ピロール骨格を有するカチオン、イミダゾリウムカチオン、テトラヒドロピリミジニウムカチオン、ジヒドロピリミジニウムカチオン、ピラゾリウムカチオン、ピラゾリニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン等が挙げられる。
 有機カチオンを含むイオン性化合物を構成するフルオロ有機アニオンは、完全にフッ素化(パーフルオロ化)されていてもよいし、部分的にフッ素化されていてもよい。フルオロ有機アニオンとしては、パーフルオロアルキルスルホネート、ビス(フルオロスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドであり、より具体的には、例えば、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ヘプタフルオロプロパンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ビス(フルオロスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド等が挙げられる。フルオロ無機アニオンとしては、ヘキサフルオロリン酸、テトラフルオロホウ酸等が挙げられる。
 アルカリ金属塩は、好ましくは、上記フルオロ有機アニオンまたはフルオロ無機アニオンと、アルカリ金属カチオンから構成される。アルカリ金属カチオンは、Li、NaまたはKであり、中でもLiが好ましい。
 粘着剤組成物における帯電防止剤の含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、0.01~3重量部程度であり、好ましくは0.03~2重量部、より好ましくは0.05~1重量部、さらに好ましくは0.1~0.7重量部である。粘着剤層2における帯電防止剤の含有量は、0.01~2重量%程度であり、好ましくは0.03~1重量%、より好ましくは0.05~0.7重量%、さらに好ましくは0.1~0.5重量%であり、0.15~0.4重量%であってもよい。帯電防止剤の量が少ないと、粘着剤を十分に低抵抗化できない場合がある。帯電防止剤の量が過度に多い場合は、帯電防止剤のブリードアウトによる被着体の汚染や腐食、接着力低下の原因となり得る。
<ポリオール>
 粘着剤組成物はポリオールを含む。粘着剤が帯電防止剤に加えてポリオールを含むことにより、粘着剤層がさらに低抵抗化される。また、粘着剤組成物がポリオールを含むことにより、粘着剤層に柔軟性が付与され、低温で屈曲を繰り返した際の被着体からの剥がれを抑制できる。
 ポリオールとしては、1分子中に2個のヒドロキシ基を有するポリオール(ジオール)、1分子中に3個のヒドロキシ基を有するポリオール(トリオール)、1分子中に4個のヒドロキシ基を有するポリオール(テトラオール)、1分子中に5個のヒドロキシ基を有するポリオール(ペンタオール)、1分子中に6個のヒドロキシ基を有するポリオール(ヘキサオール)等が挙げられる。
 ポリオールとしては、高分子ポリオールが好ましく、ポリオールの数平均分子量は、300~30000が好ましい。ポリオールの分子量が300未満の場合は、ポリオールが粘着剤層の表面にブリードアウトしやすく、被着体の汚染の原因となる。ポリオールの分子量が過度に大きい場合は、アクリル系ベースポリマーや光硬化剤との相溶性が低く、粘着剤の透明性が低下する(白濁する)場合がある。
 ポリオールの分子量が大きいほど、光硬化前の粘着剤層2の被着体に対する接着力が小さく、光硬化後の接着力が大きく、光硬化前後の接着力の上昇率が大きくなる傾向がある。光硬化前後の粘着剤層の接着特性の観点から、ポリオールの数平均分子量は、400以上が好ましく、500以上がより好ましく、700以上がさらに好ましく、1000以上が特に好ましく、2000以上、3000以上、4000以上または5000以上であってもよい。相溶性の観点から、ポリオールの数平均分子量は、25000以下が好ましく、20000以下がより好ましく、15000以下または12000以下であってもよい。
 高分子量ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、カプロラクトンポリオール等が挙げられる。中でも、アクリル系ベースポリマーおよび光硬化剤との相溶性に優れることから、ポリエーテルポリオールが好ましい。
 ポリエーテルポリオールは、低分子量ポリオールにアルキレンオキサイドを開環付加重合することにより得られる。低分子量のジオールとしては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジオール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF等が挙げられる。低分子量のトリオールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン等が挙げられる。
 アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン(テトラメチレンオキサイド)等が挙げられる。低分子量ジオールにアルキレンオキサイドを開環付加重合することにより、ジオールタイプのポリエーテルポリオールが得られ、低分子量トリオールにエチレンオキサイドを開環付加重合することにより、トリオールタイプのポリエーテルポリオールが得られる。
 アクリル系ベースポリマーとの適度の相溶性を示すことから、ポリオールは常温で液体であるものが好ましい。常温で液体であるポリオールを用いることにより、ポリオールが可塑剤的に作用しやすく、光硬化前および光硬化後の粘着剤のせん断貯蔵弾性率が低減し、低温で屈曲を繰り返した際の被着体からの剥がれが抑制される傾向がある。低温での接着力の屈曲耐性を高める観点から、ポリオールは低凝固点であることが好ましい。ポリオールの凝固点は、0℃以下が好ましく、-5℃以下、-10℃以下、-15℃以下、-20℃以下または-25℃以下であってもよい。
 ポリエチレングリコールは、分子量500以上では常温で固体である。一方、ポリプロピレングリコールやポリテトラメチレングリコールは、ポリエチレングリコールに比べて凝固点が低く、例えば、ポリプロピレングリコールは分子量10000以上でも常温で液体であり、粘着剤のせん断貯蔵弾性率の低減作用が大きい。そのため、ポリオールとしては、ポリプロピレングリコールまたはポリテトラメチレングリコールが好ましく、中でも、ジオールタイプまたはトリオールタイプのポリプロピレングリコールが好ましい。
 粘着剤組成物におけるポリオールの含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、5~60重量部が好ましい。ポリオールの量が過度に少ないと、粘着剤を十分に低抵抗化できない場合がある。ポリオールの量が過度に多いと、粘着剤の接着力の低下や被着体の汚染の原因となり得る。粘着剤組成物におけるポリオールの含有量は、アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、10~50重量部がより好ましく、15~45重量部、20~40重量部または25~35重量部であってもよい。
<他の成分>
 上記の通り、粘着剤層2を構成する光硬化性の粘着剤組成物は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤および光重合開始剤に加えて、帯電防止剤およびポリオールを含む。粘着剤組成物は、これら以外の成分を含んでいてもよい。
 例えば、粘着剤組成物は、ベースポリマーよりも低分子量のオリゴマーを含んでいてもよい。例えば、粘着剤組成物は、アクリル系ベースポリマーに加えて、重量平均分子量が1000~30000程度アクリル系オリゴマーを含んでいてもよい。アクリル系オリゴマーは、主たる構成モノマー成分として(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有する。光硬化後の粘着剤層2の接着力を高める観点から、アクリル系オリゴマーのガラス転移温度は、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。アクリル系オリゴマーは、アクリル系ベースポリマーと同様に架橋可能な官能基を含んでいてもよい。
 粘着剤組成物は、上記の各成分の他に、シランカップリング剤、粘着性付与剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤等の添加剤を、本発明の特性を損なわない範囲で含有していてもよい。
[補強フィルムの作製]
 フィルム基材1上に光硬化性の粘着剤層2を積層することにより、補強フィルムが得られる。粘着剤層2は、フィルム基材1上に直接形成してもよく、他の基材上でシート状に形成された粘着剤層をフィルム基材1上に転写してもよい。
 上記の粘着剤組成物を、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、ダイコート等により、基材上に塗布し、必要に応じて溶媒を乾燥除去することにより粘着剤層が形成される。乾燥方法としては、適宜、適切な方法が採用され得る。加熱乾燥温度は、好ましくは40℃~200℃、より好ましくは50℃~180℃、さらに好ましくは70℃~170℃である。乾燥時間は、好ましくは5秒~20分、より好ましくは5秒~15分、さらに好ましくは10秒~10分である。
 粘着剤組成物が架橋剤を含有する場合は、溶媒の乾燥と同時、または溶媒の乾燥後に、加熱またはエージングにより架橋を進行させることが好ましい。加熱温度や加熱時間は、使用する架橋剤の種類によって適宜設定され、通常、20℃~160℃の範囲で、1分から7日程度の加熱により架橋が行われる。溶媒を乾燥除去するための加熱が、架橋のための加熱を兼ねていてもよい。
 アクリル系ベースポリマーに架橋構造が導入されることにより、ゲル分率が上昇し、粘着剤層2のせん断貯蔵弾性率が上昇する傾向がある。光硬化前の粘着剤のゲル分率が高いほど、粘着剤が硬く、リワーク等による被着体からの補強フィルムのはく離時に、被着体への糊残りが抑制される傾向がある。粘着剤層2の光硬化前のゲル分率(すなわち、粘着剤層を構成する光硬化性組成物のゲル分率)は、25%以上が好ましく、30%以上がより好ましく、35%以上、40%以上または45%以上であってもよい。一方、ゲル分率が過度に大きい場合は、せん断貯蔵弾性率が高くなり、応力歪みの緩和性が低いために、フレキシブルデバイスの使用時に、屈曲部分で粘着剤のはく離が生じる場合がある。そのため、光硬化前の粘着剤層2のゲル分率は、80%以下が好ましく、75%以下、70%以下または65%以下であってもよい。
 ゲル分率は、酢酸エチル等の溶媒に対する不溶分として求めることができ、具体的には、粘着剤層を酢酸エチル中に23℃で7日間浸漬した後の不溶成分の、浸漬前の試料に対する重量分率(単位:重量%)として求められる。一般に、ポリマーのゲル分率は架橋度に等しく、ポリマー中の架橋された部分が多いほど、ゲル分率が大きくなる。
 架橋剤によりポリマーに架橋構造を導入後も、光硬化剤は未反応の状態を維持している。そのため、粘着剤層2は、架橋構造が導入されたアクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤、帯電防止剤およびポリオールを含む。フィルム基材1上に粘着剤層2を形成する場合は、粘着剤層2の保護等を目的として、粘着剤層2上にはく離ライナー5を付設することが好ましい。粘着剤層2上にはく離ライナー5を付設後に架橋を行ってもよい。
 他の基材上に粘着剤層2を形成する場合は、溶媒を乾燥後に、フィルム基材1上に粘着剤層2を転写することにより補強フィルムが得られる。粘着剤層の形成に用いた基材を、そのままはく離ライナー5としてもよい。
 はく離ライナー5としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムが好ましく用いられる。はく離ライナーの厚みは、通常3~200μm、好ましくは10~100μm程度である。はく離ライナー5の粘着剤層2との接触面には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系、もしくは脂肪酸アミド系等の離型剤、またはシリカ粉等による離型処理が施されていることが好ましい。はく離ライナー5の表面が離型処理されていることにより、フィルム基材1とはく離ライナー5をはく離した際に、粘着剤層2とはく離ライナー5との界面ではく離が生じ、フィルム基材1上に粘着剤層2が固着した状態が維持される。はく離ライナー5は、離型処理面および非処理面のいずれか一方または両方に帯電防止処理が施されていてもよい。はく離ライナー5に帯電防止処理が施されていることにより、粘着剤層からはく離ライナーをはく離した際の帯電を抑制できる。
[粘着剤層の物性]
 粘着剤層2の厚みは、例えば、1~300μm程度である。粘着剤層2の厚みが大きいほど被着体との接着性が向上する傾向がある。一方、粘着剤層2の厚みが過度に大きい場合は、光硬化前の流動性が高く、ハンドリングが困難となる場合がある。そのため、粘着剤層2の厚みは3~100μmが好ましく、5~50μmがより好ましく、6~40μmがさらに好ましく、8~30μmが特に好ましい。薄型化の観点から、粘着剤層2の厚みは、25μm以下、20μm以下または18μm以下であってもよい。
 補強フィルムが、ディスプレイ等の光学デバイスに用いられる場合、粘着剤層2の全光線透過率は80%以上が好ましく、85%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。粘着剤層2のヘイズは2%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、0.7%以下がさらに好ましく、0.5%以下が特に好ましい。上記の通り、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤およびポリオールが適度の相溶性を有することにより、粘着剤が白濁し難く、ヘイズが小さい粘着剤層が形成される。
 粘着剤層2の表面抵抗は、1.0×1011Ω以下が好ましく、5.0×1010Ω以下がより好ましく、3.0×1010Ω以下または2.0×1010Ω以下であってもよい。上記の様に、粘着剤組成物が帯電防止剤およびポリオールを含むことにより、粘着剤層2を低抵抗化できる。
 粘着剤層2が低抵抗であることにより、被着体から補強フィルムをはく離した際の静電気等による被着体への電気的なダメージを抑制できる。粘着剤層2は、光硬化後においても、表面抵抗が上記範囲であることが好ましい。一般には、光硬化前後で粘着剤層の表面抵抗はほとんど変化しない。光硬化後の粘着剤層が上記の表面抵抗を有することにより、粘着剤層2が貼り合わせられる被着体の静電気が、粘着剤層2を介して除去されるため、被着体の帯電を抑制できる。そのため、補強フィルムが貼り合わせられたデバイスにおける静電破壊等の静電気に起因する不具合を抑制できる。
 光硬化前の粘着剤層2の25℃におけるせん断貯蔵弾性率は、5.0×10~1.0×10Paであることが好ましい。粘着剤層のせん断貯蔵弾性率(以下、単に「貯蔵弾性率」と記載する)は、JIS K7244-1「プラスチック-動的機械特性の試験方法」に記載の方法に準拠して、周波数1Hzの条件で、-50~150℃の範囲で昇温速度5℃/分で測定した際の、所定温度における値を読み取ることにより求められる。
 粘着剤層の加工性向上、補強フィルムの端面からの粘着剤のはみ出しの抑制、被着体から補強フィルムをはく離する際の被着体への糊残りによる汚染防止等の観点から、光硬化前の粘着剤層2の25℃における貯蔵弾性率は、7.0×10Pa以上が好ましく、9.0×10Pa以上がより好ましく、1.0×10Pa以上または1.5×10Pa以上であってもよい。粘着剤層に柔軟性を持たせる観点から、光硬化前の粘着剤層2の25℃における貯蔵弾性率は、7.0×10Pa以下が好ましく、5.0×10Pa以下がより好ましく、4.0×10Pa以下または3.0×10Pa以下であってもよい。
 上記と同様の観点から、光硬化前の粘着剤層2の60℃における貯蔵弾性率は、5.0×10~8.0×10Paが好ましく、7.0×10~5.0×10Paがより好ましく、8.0×10~4.0×10Paがさらに好ましく、1.0×10Pa~3.0×10Paまたは1.5×10Pa~2.5×10Paであってもよい。光硬化前の粘着剤層2の60℃における貯蔵弾性率は、25℃における貯蔵弾性率の0.3倍以上が好ましく、0.5倍以上がより好ましく、0.6倍以上または0.7倍以上であってもよい。60℃における貯蔵弾性率は、一般に、25℃における貯蔵弾性率の1.1倍以下であり、1.0倍以下または0.9倍以下であってもよい。
 光硬化前の粘着剤層2の-20℃における貯蔵弾性率は、1.0×10~2.0×10Paが好ましく、1.5×10~1.0×10Paがより好ましく、2.0×10~7.0×10Paまたは3.0×10~7.0×10Paであってもよい。光硬化前の粘着剤層の低温での貯蔵弾性率が上記範囲であることにより、光硬化後においても粘着剤層の貯蔵弾性率が低く保持される傾向がある。
 粘着剤の貯蔵弾性率は、ベースポリマーのガラス転移温度付近で急激に変化する。前述のように、ベースポリマーのガラス転移温度が低いことにより、低温での貯蔵弾性率が小さい粘着剤を調製できる。また、粘着剤組成物が高分子量ポリオールを含むことにより、低温での貯蔵弾性率が小さくなる傾向がある。光硬化前の粘着剤層2の-20℃における貯蔵弾性率は、25℃における貯蔵弾性率の5倍以下が好ましく、3倍以下がより好ましく、2.5倍以下または2倍以下であってもよい。-20℃における貯蔵弾性率は、一般に、25℃における貯蔵弾性率の1.0倍以上であり、1.1倍以上、1.3倍以上または1.5倍以上であってもよい。
 被着体からのはく離を容易とし、補強フィルムをはく離後の被着体への糊残りを防止する観点から、光硬化前の粘着剤層2と被着体との接着力は、1N/25mm以下が好ましく、0.5N/25mm以下がより好ましく、0.3N/25mm以下がさらに好ましく、0.2N/25mm以下、または0.1N/25mm以下であってもよい。保管やハンドリングの際の補強フィルムのはく離を防止する観点から、光硬化前の粘着剤層2と被着体との接着力は、0.01N/25mm以上が好ましく、0.02N/25mm以上がより好ましく、0.03N/25mm以上、0.04N/25mm以上または0.05N/25mm以上であってもよい。
 接着力は、ポリイミドフィルムを被着体として、引張速度300mm/分、はく離角度180°のピール試験により求められる。特に断りがない限り、接着力は25℃での測定値である。
 光硬化前の粘着剤層の貯蔵弾性率および接着力は、ベースポリマーの組成、架橋剤の導入量、光硬化剤およびポリオールの種類および含有量等に依存する。架橋剤の導入量が多いほど、ゲル分率が高くなり、貯蔵弾性率が大きくなる傾向がある。光硬化剤およびポリオールの量が多いほど、組成物中のベースポリマーの含有量が相対的に小さくなるため、貯蔵弾性率が小さくなる傾向がある。
 ベースポリマーと、光硬化剤およびポリオールとが完全相溶系ではない場合は、液状の光硬化剤が表面にブリードアウトして、被着体との接着界面に接着阻害層(Weak Boundary Layer; WBL)が形成され、液状の特性が強くなる。WBLが形成されると、貯蔵弾性率等の粘着剤層のバルク特性を保持したまま、表面(接着界面)の液状の特性が強くなることにより、被着体との接着力が小さくなる傾向がある。ベースポリマーと光硬化剤およびポリオールが、透明性を損なわない程度の適度の相溶性を示すが完全相溶系ではない場合は、光硬化前の粘着剤層ではWBLが形成されることにより、被着体に対する接着力が小さくなると考えられる。
 粘着剤層2を光硬化すると、光硬化剤が硬化反応して、貯蔵弾性率が上昇し、被着体との接着力が上昇する。粘着剤層2は、光硬化後においても低温での貯蔵弾性率が小さいことが好ましい。
 光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、1.0×10Pa以下が好ましく、5.0×10Pa以下がより好ましく、4.0×10Pa以下がさらに好ましく、3.0×10Pa以下、2.5×10Pa以下または2.0×10Pa以下であってもよい。光硬化後の粘着剤層2の低温での貯蔵弾性率が小さいことにより、低温環境において粘着剤層が歪み緩和性を示すため、補強フィルムを貼り合わせたデバイスの屈曲を繰り返した場合や、屈曲状態を長時間保持した場合でも、屈曲箇所での粘着剤層のはく離を抑制できる。
 一方、光硬化後の粘着剤層の貯蔵弾性率が過度に小さい場合は、粘着剤層が塑性変形しやすく、接着保持力の不足に起因して被着体から粘着剤層がはく離する場合がある。そのため、光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、1.0×10Pa以上が好ましく、3.0×10Pa以上がより好ましく、5.0×10Pa以上がさらに好ましく、7.0×10Pa以上または1.0×10Pa以上であってもよい。
 光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、光硬化前の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率の13倍以下が好ましく、10倍以下がより好ましく、7倍以下、5倍以下または4.5倍以下であってもよい。光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、光硬化前の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率の1.1倍以上、1.5倍以上、2.0倍以上または2.5倍以上であってもよい。
 光硬化後の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、25℃における貯蔵弾性率の7倍以下が好ましく、5倍以下がより好ましく、4.5倍以下または4倍以下であってもよい。光硬化前の粘着剤層の-20℃における貯蔵弾性率は、25℃における貯蔵弾性率の1.5倍以上、2.0倍以上または2.5倍以上であってもよい。
 常温での接着性を確保するとともに、端面からの粘着剤のはみ出しを抑制する観点から、光硬化後の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率は、5.0×10~1.5×10Paが好ましく、1.0×10~1.0×10Paがより好ましく、1.5×10~8.0×10Paがさらに好ましく、2.0×10~7.0×10Paまたは3.0×10~5.0×10Paであってもよい。
 光硬化後の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率は、光硬化前の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率の7倍以下が好ましく、5倍以下、4倍以下または3倍以下であってもよい。光硬化後の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率は、光硬化前の粘着剤層の25℃における貯蔵弾性率の1.1倍以上、1.3倍以上、1.5倍以上または1.7倍以上であってもよい。
 上記と同様の観点から、光硬化後の粘着剤層の60℃における貯蔵弾性率は、5.0×10~1.0×10Paが好ましく、8.0×10~8.0×10Paがより好ましく、1.0×10~6.0×10Paがさらに好ましく、2.0×10Pa~5.0×10Paまたは2.5×10Pa~4.5×10Paであってもよい。
 光硬化後の粘着剤層の60℃における貯蔵弾性率は、25℃における貯蔵弾性率の0.3倍以上が好ましく、0.5倍以上がより好ましく、0.6倍以上または0.7倍以上であってもよい。60℃における貯蔵弾性率は、25℃における貯蔵弾性率の1.1倍以下、1.0倍以下、0.9倍以下または0.8倍以下であってもよい。
 光硬化後の粘着剤層の60℃における貯蔵弾性率は、光硬化前の粘着剤層の60℃における貯蔵弾性率の7倍以下が好ましく、5倍以下、4倍以下または3倍以下であってもよい。光硬化後の粘着剤層の60℃における貯蔵弾性率は、光硬化前の粘着剤層の60℃における貯蔵弾性率の1.1倍以上、1.3倍以上、1.5倍以上または1.7倍以上であってもよい。
 デバイスの実用時の接着信頼性の観点から、光硬化後の粘着剤層と被着体との接着力は、1.5N/25mm以上が好ましく、2.0N/25mm以上がより好ましい。フレキシブルデバイスを同一箇所での屈曲を繰り返した際の粘着剤のはく離を抑制する観点から、光硬化後の粘着剤層と被着体との接着力は、2.5N/25mm以上または3.0N/25mm以上であってもよい。
 光硬化後の粘着剤層と被着体との接着力は、光硬化前の粘着剤層と被着体との接着力の5倍以上が好ましく、10倍以上がより好ましく、15倍以上がさらに好ましく、20倍以上、30倍以上または50倍以上であってもよい。前述のように、光硬化剤およびポリオールの種類(ベースポリマーとの相溶性)および添加量を調整することにより、光硬化前の接着力(初期接着力)を低く抑え、かつ光硬化後の粘着剤の接着力を大きくすることができる。
[補強フィルムの使用]
 本発明の補強フィルムは、デバイスまたはデバイス構成部品に貼り合わせて用いられる。補強フィルム10は、粘着剤層2がフィルム基材1と固着されており、被着体との貼り合わせ後光硬化前は、被着体への接着力が小さい。そのため、光硬化前は被着体からの補強フィルムのはく離が容易である。
 補強フィルムを貼り合わせる被着体は特に限定されず、各種の電子デバイス、光学デバイスおよびその構成部品等が挙げられる。一実施形態において、補強フィルムは、折り曲げ可能なフレキシブルデバイスの表面に貼り合わせられる。折り曲げ可能なデバイスは、ヒンジ部を有し、このヒンジ部を中心に折り曲げることができる。折り曲げ角度は、任意に設定可能であり、180°折り曲げ(折りたたみ)可能であってもよい。デバイスが表示装置である場合、画面側の表面に補強フィルムを貼り合わせてもよく、裏面側(筐体)に補強フィルムを貼り合わせてもよい。ヒンジ部等の所定箇所で折り曲げ可能に構成されているフレキシブルデバイスでは、その使用状態において、同一箇所で屈曲と伸展が繰り返し行われる。
 補強フィルムは被着体の全面に貼り合わせられてもよく、補強を必要とする部分(補強対象領域)にのみ選択的に貼り合わせられてもよい。また、補強を必要とする部分(補強対象領域)と補強を必要としない領域(非補強対象領域)の全体に補強フィルムを貼り合わせた後、非補強対象領域に貼り合わせられた補強フィルムを切断除去してもよい。粘着剤が光硬化前であれば、補強フィルムは被着体表面に仮着された状態であるため、被着体の表面から補強フィルムを容易にはく離除去できる。補強対象領域と非補強対象領域に補強フィルムを貼り合わせ、補強対象領域に選択的に光を照射して粘着剤を光硬化した後、粘着剤が未硬化である非補強対象領域の補強フィルムを選択的にはく離除去してもよい。
 補強フィルムを貼り合わせることにより、適度な剛性が付与されるため、フレキシブルデバイス等の厚みが小さい部材に対して、ハンドリング性向上や破損防止等の効果が期待される。デバイスの製造工程において、仕掛品に補強フィルムが貼り合わせられる場合は、製品サイズに切断される前の大判の仕掛品に補強フィルムを貼り合わせてもよい。ロールトゥーロールプロセスにより製造されるデバイスのマザーロールに、補強フィルムをロールトゥーロールで貼り合わせてもよい。
 補強フィルムを貼り合わせる前に、清浄化等を目的として、被着体の表面の活性化処理を行ってもよい。表面活性化処理としては、プラズマ処理、コロナ処理、グロー放電処理等が挙げられる。表面が活性化処理された被着体は、ヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシル基等の活性基を多く含んでおり、粘着剤のベースポリマーの極性官能基との分子間相互作用により、接着力が上昇しやすい。特に、被着体がポリイミドである場合は、活性化処理により、アミド酸、末端のアミノ基やカルボキシ基(またはカルボン酸無水物基)等が活性化され、ベースポリマーの極性官能基との相互作用が強いため、活性化処理により初期接着力が大幅に上昇する場合がある。
 初期接着力が過度に大きくなると、リワーク等のはく離作業が困難となる場合がある。前述のように、ベースポリマーが窒素原子を実質的に含まないことにより、表面が活性化処理された被着体に対する初期接着力の過度の上昇を抑制できる。
 被着体に補強フィルムを貼り合わせた後、粘着剤層2に活性光線を照射することにより、粘着剤層を光硬化させる。活性光線としては、紫外線、可視光、赤外線、X線、α線、β線、およびγ線等が挙げられる。保管状態における粘着剤層の硬化を抑制可能であり、かつ硬化が容易であることから、活性光線としては紫外線が好ましい。活性光線の照射強度や照射時間は、粘着剤層の組成や厚み等に応じて適宜設定すればよい。粘着剤層2への活性光線の照射は、フィルム基材1側および被着体側のいずれの面から実施してもよく、両方の面から活性光線の照射を行ってもよい。
 上記のように、本発明の補強フィルムを貼り合わせることにより、被着体に適度な剛性が付与されるとともに、応力が緩和・分散されるため、製造工程において生じ得る種々の不具合を抑制し、生産効率を向上し、歩留まりを改善できる。補強フィルムは、粘着剤層を光硬化する前は、被着体からのはく離が容易であるため、積層や貼り合わせ不良が生じた場合もリワークが容易である。また、補強対象領域以外から選択的に補強フィルムを除去する等の加工も容易である。
 完成後のデバイスの使用において、デバイスの落下、デバイス上への重量物の載置、デバイスへの飛来物の衝突等により、不意に外力が負荷された場合でも、補強フィルムが貼り合わせられていることにより、デバイスの破損を防止できる。また、粘着剤を光硬化後の補強フィルムはデバイスに強固に接着しているため、長期使用においても補強フィルムが剥がれ難く、信頼性に優れている。
 樹脂基板を用いたフレキシブルデバイスに本発明の補強フィルムを貼り合わせた補強フィルム付きデバイスでは、屈曲を繰り返した場合や、屈曲状態を長時間保持した場合でも、屈曲箇所での補強フィルムのはく離が生じ難い。さらに、粘着剤層を介してデバイスの樹脂基板等の静電気を除去可能であるため、帯電(静電気)に起因するデバイスの静電破壊等の不具合を抑制できる。
 以下に実施例および比較例を挙げてさらに説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
[アクリル系ポリマーの重合]
<ポリマーA>
 温度計、攪拌機、還流冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、モノマーとして、ブチルアクリレート(BA)95重量部、およびアクリル酸(AA)5重量部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.2重量部、ならびに溶媒として酢酸エチル233重量部を投入し、窒素ガスを流し、攪拌しながら約1時間窒素置換を行った。その後、60℃に加熱し、7時間反応させて、重量平均分子量(Mw)が60万のアクリル系ポリマーAの溶液を得た。
<ポリマーB,C>
 モノマーの仕込み量を表1に示すように変更した。それ以外はポリマーAの重合と同様にして、ポリマーB,Cの溶液を得た。
 アクリル系ポリマーA~Cの仕込みモノマー比率およびポリマーのガラス転移温度を表1に一覧で示す。なお、ガラス転移温度は、仕込みモノマー比率からFoxの式に基づいて算出した。
  BA:   ブチルアクリレート
  2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート
  AA:   アクリル酸
  2HEA: 2-ヒドロキシエチルアクリレート
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[補強フィルムの作製]
<実施例1>
(粘着剤組成物の調製)
 アクリル系ポリマーAの溶液(ポリマーの固形分として100重量)に、架橋剤として4官能のエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学製「テトラッドC」)を0.1重量部、架橋触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトナート(マツモトファインケミカル製「ZC-150」)を0.2重量部、光硬化剤としてポリエチレングリコール#600ジアクリレート(新中村化学工業製「NKエステルA-600」)を20重量部、光重合開始剤としてIGM Resins製「Omnirad 651」を0.3重量部、帯電防止剤として1-ブチル-3-メチルピリジニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本カーリット製「CIL-312」)を0.2重量部、ポリオールとしてポリプロピレングリコール(AGC製「プレミノール S3011」)を30重量部添加し、均一に混合して、表2に示す組成の粘着剤組成物を調製した。
(粘着剤溶液の塗布および架橋)
 厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、上記の粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが25μmとなるように、ファウンテンロールを用いて塗布した。130℃で1分間乾燥して溶媒を除去後、粘着剤の塗布面に、はく離ライナー(両面が帯電防止処理され、一方の面がシリコーン離型処理された厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム)の離型処理面を貼り合わせた。その後、25℃の雰囲気で4日間のエージング処理を行い、架橋を進行させ、ポリエチレンテレフタレートフィルム基材上に光硬化性粘着シートが固着積層され、その上にはく離ライナーが仮着された補強フィルムを得た。
<比較例1>
(粘着剤組成物の調製)
 アクリル系ポリマーCの溶液(ポリマーの固形分として100重量)に、架橋剤として3官能のイソシアネート系架橋剤(東ソー製「コロネートHX」)を0.25重量部、架橋触媒として鉄アセチルアセトナート(日本化学産業製「ナーセム第二鉄」)を0.03重量部、光硬化剤としてトリメチロールプロパンEO変性(n=1)トリアクリレート(東亞合成製「アロニックスM-350」)を10重量部、光重合開始剤としてIGM Resins製「Omnirad 651」を0.3重量部、帯電防止剤として1-ブチル-3-メチルピリジニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本カーリット製「CIL-312」)を0.2重量部添加し、均一に混合して、表2に示す組成の粘着剤組成物を調製した。
(粘着剤溶液の塗布および架橋)
 上記の粘着剤組成物を用い、実施例1と同様に、塗布および架橋を行い、補強フィルムを作製した。
<実施例2~14、比較例2~6>
 アクリル系ポリマーの種類、架橋剤の種類および添加量、光硬化剤の種類および添加量、帯電防止剤の種類、ならびにポリオールの種類および添加量を表2に示すように変更して粘着剤組成物を調製した。実施例2~11および比較例3~6では、実施例1と同様、架橋触媒として0.2重量部のジルコニウムテトラアセチルアセトナートを用い、比較例2では、比較例1と同様、架橋触媒として0.25重量部の鉄アセチルアセトナートを用いた。表2に示す組成の粘着剤組成物を用い、実施例1と同様に、塗布および架橋を行い、補強フィルムを作製した。表2において、架橋剤、光硬化剤、帯電防止剤およびポリオールの量は、アクリル系ポリマーの固形分100重量部に対する添加量である。架橋剤、光硬化剤、帯電防止剤およびポリオールの詳細は下記の通りである。
(架橋剤)
 T-C:N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン(4官能のエポキシ化合物、三菱ガス化学製「テトラッドC」)
 C-HX:ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(東ソー製「コロネートHX)
(光硬化剤)
 A200:ポリエチレングリコール#200(n=4)ジアクリレート(新中村化学工業製「NKエステルA200」、官能基当量151g/eq)
 A600:ポリエチレングリコール#600(n=14)ジアクリレート(新中村化学工業製「NKエステル A600」、官能基当量371g/eq)
 M350:トリメチロールプロパンEO変性(n=1)トリアクリレート(東亞合成製「アロニックスM-350」、官能基当量143g/eq)
(帯電防止剤)
 CIL312:1-ブチル-3-メチルピリジニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本カーリット製「CIL-312」)
 AS110:1-エチル-3-メチルイミダゾリウム=ビス(フルオロスルホニル)イミド(第一工業製薬製「エレクセル AS-110」)
(ポリオール)
 S3011:ポリプロピレングリコール、トリオールタイプ(AGC製「プレミノールS-3011」、Mn=10000)
 GP3000:ポリプロピレングリコール、トリオールタイプ(三洋化成工業製「サンニックス GP-3000」、Mn=3000)
 GP1000:ポリプロピレングリコール、トリオールタイプ(三洋化成工業製「サンニックス GP-1000」、Mn=1000)
 GP400:ポリプロピレングリコール、トリオールタイプ(三洋化成工業製「サンニックス GP-400」、Mn=400)
 GP250:ポリプロピレングリコール、トリオールタイプ(三洋化成工業製「サンニックス GP-250」、Mn=250)
 PP3000:ポリプロピレングリコール、ジオールタイプ(三洋化成工業製「サンニックス PP-3000」、Mn=3000)
 PTGL3000:ポリテトラメチレングリコール、トリオールタイプ(保土谷化学工業製「PTGL3000」、Mn=3000)
<実施例15>
 厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の面に導電性ポリマー(PEDOT/PSS)の帯電防止層を備えるフィルム基材を用い、フィルム基材の帯電防止層形成面に、実施例13と同一の粘着剤組成物を用いて粘着剤層を形成した。帯電防止層(厚み30nm)は、下記の(A)~(D)を、重量比1/1の水/エタノール混合溶媒に加え、約20分間攪拌混合することにより調製した固形分約0.4%の帯電防止処理液を、バーコーターにてポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に塗布し、130℃で2分間加熱して乾燥させることにより形成した。
 (A)バインダーとして、飽和共重合ポリエステル樹脂の25%水分散液(東洋紡製「バイナロールMD-1480」):固形分で30重量部
 (B)バインダーとして、メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸ヒドロキシエチルを、85/10/5の重量比で乳化重合したアクリル樹脂の水分散液:固形分で70重量部
 (C)導電性ポリマーとして、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)0.5%および重量平均分子量15万のポリスチレンスルホネート0.8%を含む水溶液(Bytron P.H.C.Stark製):固形分で20重量部
 (D)メラミン系架橋剤(住友化学製「スミマールM-50W」):固形分で5重量部
[評価]
<外観>
 補強フィルムを目視観察し、白濁していたものをNG、透明であったものをOKとした。白濁が見られた比較例2については、以降の評価は実施しなかった。
<粘着剤層の表面抵抗>
 補強フィルムからはく離ライナーをはく離して粘着剤層(光硬化前)を露出させ、温度25℃、相対湿度50%の環境下で、粘着剤層の表面に、プローブ(TREK製「Model 152P-2P」)を接触させ、抵抗率計(TREK製「Model 152-1」)を用いて、印加電圧10V、電圧印加時間10秒の条件で、表面抵抗を測定した。
<貯蔵弾性率>
 はく離ライナー上に、上記と同様に粘着剤組成物の塗布および架橋を行い、粘着シート(光硬化前)を作製した。光硬化前の粘着シートの粘着剤層の表面にはく離ライナーを付設して酸素から遮断し、365nmのLEDランプで2000mJ/cmの紫外線を照射して光硬化させた。光硬化前の粘着シートおよび光硬化後の粘着シートのそれぞれを積層して、厚さ約1.5mmの測定用試料を作成し、Rheometric Scientific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、-20℃および25℃におけるせん断貯蔵弾性率G’の値を読み取った。
(測定条件)
  変形モード:ねじり
  測定周波数:1Hz
  昇温速度:5℃/分
  測定温度:-50~150℃
  形状:パラレルプレート 8.0mmφ
<接着力>
 厚み25μmのポリイミドフィルム(宇部興産製「ユーピレックス25S」)を、両面接着テープ(日東電工製「No.531」)を介してガラス板に貼付し、測定用ポリイミドフィルム基板を得た。幅25mm×長さ100mmに切り出した補強フィルムの表面からはく離ライナーをはく離除去し、測定用ポリイミドフィルム基板にハンドローラを用いて貼り合わせ、光硬化前の試験サンプルとした。光硬化前の試験サンプルの補強フィルム側(PETフィルム基材側)から紫外線を照射して粘着剤層を光硬化したものを光硬化後の試験サンプルとした。これらの試験サンプルを用い、補強フィルムのフィルム基材の端部をチャックで保持して、引張速度300mm/分で、補強フィルムの180°ピールを行い、ピール強度を測定した。
<屈曲試験>
 補強フィルムの表面からはく離ライナーをはく離除去し、粘着剤層の表面に厚み12.5μmのポリイミドフィルム(宇部興産製「ユーピレックス12.5SN」)を、ハンドローラを用いて貼り合わせた。この積層体を幅25mm×長さ100mmのサイズに切り出し、補強フィルム側(PETフィルム基材側)から紫外線を照射して粘着剤層を光硬化して試験片を得た。面状体無負荷U字伸縮試験機(ユアサシステム機器製)を用い、試験片の短辺に屈曲冶具を取り付け、温度-20℃または25℃、相対湿度50%の恒温槽中で、補強フィルム側(フィルム基材側)の面を内側として、以下の条件により繰り返し屈曲試験を行った。繰り返し屈曲試験後の試料の屈曲部分において、補強フィルムと被着体の間に剥がれや浮きがなかったものをOK、剥がれや浮きがみられたものをNGとした。
(試験条件)
  曲げ半径:3mm
  曲げ角度:180°
  曲げ速度:1秒/回
  曲げ回数:20万回
<被着体汚染性>
 補強フィルムの表面からはく離ライナーをはく離除去し、粘着剤層の表面にポリイミドフィルム(宇部興産製「ユーピレックス25S」)を、ハンドローラを用いて貼り合わせた。25℃で30分静置した後、ポリイミドフィルムから補強フィルムをはく離し、蛍光灯下でポリイミドフィルムの表面を目視して、汚染の有無を確認した。付着物による汚染が確認されたものをNG、汚染が確認されなかったものをOKとした。
 各補強フィルムの粘着剤の組成、および評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 粘着剤組成物が、ベースポリマー、架橋剤、光硬化剤および光重合開始剤に加えて、帯電防止剤およびポリオール(トリオールタイプのポリプロピレングリコール)を含む実施例1~11は、いずれも、粘着剤の表面抵抗が2×1010Ω以下であり、被着体の汚染がみられなかった。また、光硬化により、ポリイミドフィルムに対する接着力が10倍以上に上昇しており、光硬化後の-20℃のせん断貯蔵弾性率G’が5×10Pa以下であり、繰り返し屈曲試験後に粘着剤層のはく離がみられず、良好な接着信頼性を示した。ポリオールとしてジオールタイプのポリプロピレングリコールを用いた実施例12も、実施例1等と同様、粘着剤が低抵抗であり、屈曲試験での接着信頼性も良好であった。
 パーフルオロ化されていないフルオロ有機アニオンであるビス(フルオロスルホニル)イミドを有する帯電防止剤を用いた実施例13は、実施例1に比べて表面抵抗が低減していた。実施例13は、実施例1に比べて初期接着力が小さく、光硬化後は実施例1と同等の高い接着力を示した。帯電防止層を備える基材上に粘着剤層を形成した実施例15は、実施例13に比べて粘着剤層の表面抵抗が小さく、貯蔵弾性率および接着力は実施例13と同様であった。
 ポリオールとしてトリオールタイプのポリテトラメチレングリコールを用いた実施例14は、粘着剤が低抵抗であり、屈曲試験での接着信頼性も良好であったが、実施例13に比べて表面抵抗が大きな値を示した。同等の分子量を有するポリオールを用いた実施例6と実施例13の対比から、ポリテトラメチレングリコールよりもポリプロピレングリコールの方が低抵抗化への寄与が大きいことが分かる。
 粘着剤組成物がポリオールを含まない比較例3では、実施例5に比べて粘着剤の表面抵抗が高く、光硬化前後の粘着剤のG’も高い値を示した。比較例3では、光硬化後の粘着剤層の-20℃におけるG’が大きいため、-20℃の繰り返し屈曲試験後に粘着剤層がはく離しており、接着信頼性に劣っていた。架橋剤の量を0.1重量部に減少させた比較例4も、比較例3と同様、光硬化後の粘着剤層の-20℃におけるG’が大きく、-20℃の繰り返し屈曲試験後に粘着剤層がはく離していた。
 ガラス転移温度が低いポリマーCを用いた比較例1は、光硬化前後のG’が小さく、屈曲試験による粘着剤層のはく離はみられなかったが、表面抵抗が大きく、帯電防止剤による抵抗低減の効果がみられなかった。
 これらの結果から、粘着剤組成物が、帯電防止剤に加えてポリオールを含むことにより、粘着剤の抵抗率が低減して帯電防止性が付与されるとともに、ポリオールが可塑剤的に作用して低温でのG’が小さくなるために、屈曲試験での接着信頼性が向上することが分かる。
 比較例1の組成物に30重量部のポリオールを添加した比較例2では、粘着剤が白濁していた。ポリオールが、粘着剤組成物の他の成分との相溶性が低いことが、白濁の原因であると考えられる。
 比較例2と同様に光硬化剤としてM350を用いた実施例11では、白濁はみられなかったことから、比較例2では、アクリル系ベースポリマーおよび/または架橋剤と、ポリオールとの相溶性が低いことが白濁の原因であると考えられる。2EHAを主たるモノマー成分とする低ガラス転移温度のポリマーBとエポキシ系架橋剤の組合せを適用した実施例10では、粘着剤の白濁がみられなかったことから、比較例2では、ベースポリマーがカルボキシ基含有モノマーであるアクリル酸を含まず、ヒドロキシ基含有モノマーである2-ヒドロキシエチルアクリレートを含んでいること、およびイソシアネート架橋剤を含んでいることが、ポリオールとの相溶性低下の要因であると考えられる。換言すると、実施例では、ベースポリマーがモノマー成分としてカルボキシ基含有モノマーを含み、エポキシ系架橋剤による架橋構造が導入されていることにより、ポリオールとの相溶性に優れるため、粘着剤の透明性が高いと考えられる。
 実施例1,3,4,9に比べてポリオールの添加量を増大させた比較例5では、補強フィルムをはく離後のポリイミドフィルムの表面が汚染していた。また、比較例5では、実施例1,3,4,9よりも粘着剤の表面抵抗が高く、ポリオールを過剰に添加しても、抵抗低減の効果がみられないことが分かる。
 実施例1,3,4,9および比較例5の対比から、ポリオールの添加量が大きいほど、光硬化前の粘着剤の接着力が小さく、光硬化による接着力の上昇率が大きくなる傾向がみられた。これらの例では、光硬化前の粘着剤では、ポリオールによりWBLが形成され、粘着剤層の表面(被着体との接着界面)の液状の特性が強くなることにより、被着体との接着力が小さくなったと考えられ、比較例7では、WBLの形成が過剰であるために、表面に析出したポリオールが、被着体の汚染の原因になったと考えられる。
 低分子量のポリオールを用いた比較例6では、比較例5と同様、被着体の汚染がみられた。低分子量のポリオールは、粘着剤組成物のベースポリマーや光硬化剤との相互作用が少なく、粘着剤層の表面にブリードアウトしやすいことが、被着体の汚染の原因であると考えられる。
 また、比較例6は、実施例1,6,7,8と比べて、光硬化前の粘着剤の接着力が大きく、光硬化後の接着力が小さく、光硬化前後の接着力の上昇率が小さかった。実施例1,6,7,8および比較例6の対比から、ポリオールの分子量が大きいほど、光硬化前の粘着剤の接着力が小さく、光硬化後の接着力が大きく、光硬化前後の接着力の上昇率が大きくなる傾向がみられた。低分子量のポリオールは、粘着剤層を光硬化する前はWBLとしての作用が小さく、粘着剤層を光硬化後は、粘着剤層の表層付近に析出してWBLとして作用する傾向があると考えられる。
 以上の結果から、光硬化性の粘着剤組成物が、帯電防止剤および所定の分子量のポリオールを含むことにより、粘着剤が低抵抗で帯電防止性を有するとともに、初期接着力が低く、かつ光硬化後は優れた接着特性を示し、さらに、低温領域におけるせん断貯蔵弾性率が低く、屈曲を繰り返した際にも粘着剤のはく離が抑制されることが分かる。
  1   フィルム基材
  2   粘着剤層
  10  補強フィルム
  5   はく離ライナー
  20  被着体

 

Claims (17)

  1.  フィルム基材と、前記フィルム基材の一主面上に固着積層された粘着剤層とを備え、
     前記粘着剤層は、アクリル系ベースポリマー、光硬化剤、光重合開始剤、帯電防止剤およびポリオールを含む光硬化性組成物からなり、
     前記アクリル系ベースポリマーは、モノマーユニットとして、ヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシル基含有モノマーからなる群から選択される1以上を含み、前記アクリル系ベースポリマーには架橋構造が導入されており、
     前記ポリオールは、数平均分子量が300~30000であり、
     前記光硬化性組成物は、前記アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、前記ポリオールを5~60重量部含有する、
     補強フィルム。
  2.  前記ポリオールが、ポリプロピレングリコールまたはポリテトラメチレングリコールである、請求項1に記載の補強フィルム。
  3.  前記ポリオールが、ジオール型またはトリオール型のポリプロピレングリコールである、請求項1に記載の補強フィルム。
  4.  前記アクリル系ベースポリマーのガラス転移温度が-40℃以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  5.  前記アクリル系ベースポリマーは、ポリマー100重量部に対して、0.03~2重量部の架橋剤を用いて架橋構造が導入された架橋ポリマーである、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  6.  前記アクリル系ベースポリマーが、モノマーユニットとしてカルボキシル基含有モノマーを含み、
     前記架橋剤がエポキシ系架橋剤である、請求項5に記載の補強フィルム。
  7.  前記光硬化性組成物は、前記アクリル系ベースポリマー100重量部に対して、前記光硬化剤を3~40重量部含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  8.  前記光硬化剤が多官能(メタ)アクリレートである、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  9.  前記光硬化剤が、アルキレンオキサイド鎖を含む多官能(メタ)アクリレートである、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  10.  前記粘着剤層は、光硬化後において、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率が1.0×10~1.0×10Paである、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  11.  前記粘着剤層は、光硬化前において、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率が1.0×10~2.0×10Paであり、25℃におけるせん断貯蔵弾性率が5.0×10~1.0×10Paである、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  12.  前記粘着剤層は、光硬化前において、ポリイミドフィルムに対する接着力が、1N/25mm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  13.  前記粘着剤層は、光硬化後におけるポリイミドフィルムに対する接着力が、光硬化前におけるポリイミドフィルムに対する接着力の5倍以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  14.  前記粘着剤層の表面抵抗が1×1011Ω以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルム。
  15.  折り曲げ可能なデバイスの表面に補強フィルムが貼設された補強フィルム付きデバイスの製造方法であって、
     折り曲げ可能なデバイスの表面に請求項1~3のいずれか1項に記載の補強フィルムの前記粘着剤層を貼り合わせ、
     前記粘着剤層を光硬化する、
     補強フィルム付きデバイスの製造方法。
  16.  折り曲げ可能なデバイスの表面に補強フィルムが貼設された補強フィルム付きデバイスであって、
     前記補強フィルムは、フィルム基材と、前記フィルム基材の一主面上に固着積層された粘着剤層とを備え、
     前記粘着剤層が、デバイス表面に貼り合わせられており、
     前記粘着剤層は、アクリル系ベースポリマーおよび光硬化剤を含む光硬化性粘着剤組成物を光硬化した光硬化物であり、帯電防止剤および数平均分子量が300~20000のポリオールを含み、
     前記アクリル系ベースポリマーは、モノマーユニットとして、ヒドロキシ基含有モノマーおよびカルボキシル基含有モノマーからなる群から選択される1以上を含有し、前記アクリル系ベースポリマーには架橋構造が導入されており、
     前記粘着剤層は、-20℃におけるせん断貯蔵弾性率が1.0×10~1.0×10Paである、
     補強フィルム付きデバイス。
  17.  前記粘着剤層の表面抵抗が1×1011Ω以下である、請求項16に記載の補強フィルム付きデバイス。

     
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