説明

光学フィルム用粘着剤、光学フィルム用粘着シート、光学フィルムの粘着方法、粘着剤層つき光学フィルムおよび表示装置

【課題】光学フィルムの粘着に用いた後に高温高湿下に長時間置いた場合であっても、粘着力の低下、ヘイズの上昇、色味の変化を抑えることができ、光学フィルムの変形追従性に優れる光学フィルム用の粘着剤を提供すること。
【解決手段】質量平均分子量が50,000〜200,000であるウレタンウレア樹脂100質量部に対して、架橋剤を0.1〜3質量部含む粘着剤を光学フィルムの粘着に使用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学フィルムを粘着するために用いる粘着剤および粘着シートに関する。また本発明は、前記粘着剤を用いた光学フィルムの粘着方法にも関する。さらに本発明は、前記粘着剤を有する光学フィルムや、光学フィルムを前記粘着剤で粘着させた表示装置にも関する。
【背景技術】
【0002】
光学フィルムは、特定の光学的機能を有する透明フィルムとして、表示装置などに幅広く使用されている。例えば、液晶表示装置に用いられる光学補償フィルム、偏光子保護フィルム、反射防止フィルムなどを光学フィルムの具体例として挙げることができる。これらのフィルムは、液晶表示装置内において決められた位置に積層され、液晶表示装置の使用環境において安定に保持されることが必要とされる。このため、液晶表示装置の製造時には、粘着剤を用いて光学フィルムを粘着して固定することが一般に行われている。
【0003】
光学フィルム用の粘着剤として、従来、様々な粘着剤が提案されている。代表的な光学フィルム用粘着剤は、主としてアクリル樹脂を含むアクリル系粘着剤であり、例えば特許文献1〜2に記載されている。また、主としてウレタン樹脂を含むウレタン系粘着剤も幾つか提案されており、例えば特許文献3〜5に記載されている。さらに、主としてウレタンウレア樹脂を含むウレタンウレア粘着剤も特許文献6および7に記載されている。
【0004】
一方、ITOなどの透明導電膜や金属回路などの導電部材へ適用するための粘着剤として、ウレタンプレポリマーにポリアミノ化合物を反応させて得たウレタンウレア樹脂に架橋剤を添加した粘着剤が提案されている(特許文献8参照)。この粘着剤は、腐食を引き起こすことがなく、高温高湿条件下において発泡や剥がれを生じず、良好な可塑剤耐性や加工性を示し、粘着性も高いと記載されている。しかしながら、この特許文献には、当該粘着剤を光学フィルムへ適用することについては記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006−77235号公報
【特許文献2】特表2008−507617号公報
【特許文献3】特開2003−292928号公報
【特許文献4】特開2007−119599号公報
【特許文献5】特開2009−91522号公報
【特許文献6】特開2010−180290号公報
【特許文献7】特開2011−26418号公報
【特許文献8】特開2011−148965号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
液晶表示装置などの表示装置は、表示中に発光素子が熱を帯びてくるために連続して使用していると温度が徐々に上昇する。また、近年では日光が当たる屋外に表示装置を設置して使用することが検討されており、高温下や高湿度下においても耐久性に優れているものが要求されるようになっている。このため、表示装置中に組み込まれている光学フィルムを粘着している粘着剤も、高温高湿下において表示装置に悪影響を及ぼさずに安定した機能を発揮することが求められている。具体的には、高温高湿下においても十分な粘着力を示し、光学フィルムの変形追従性に優れていることは勿論のこと、それ以外に白化や黄変を防いで、表示性能を低下させないものであることが必要とされている。
【0007】
このような観点から、従来提案されている種々の粘着剤を光学フィルムに適用して高温高湿下に長時間置いて評価してみたところ、ヘイズが上昇したり、色味が変化したりすることが多いことが判明した。また、ヘイズの上昇や色味の変化は抑えることができても、高温高湿下におけるフィルムの寸法変化に追従できず、表示装置の表示性能を低下させてしまうものもあることが判明した。
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決した光学フィルム用の粘着剤を開発することを試みた。すなわち本発明者らは、光学フィルムの粘着に用いた後に高温高湿下に長時間置いた場合であっても、粘着力の低下、ヘイズの上昇、色味の変化およびフィルムの変形に追従することができる、光学フィルム用粘着剤を提供することを目的として鋭意検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【0008】
度重なる試行錯誤のうえ検討を進めた結果、本発明者らは、特定の樹脂に架橋剤を混合した粘着剤が、特に光学フィルム用として優れた性能を発揮し、従来技術の課題を解決しうることを見出した。本発明は、このような知見に基づいて提供されたものであり、以下の構成を包含するものである。
【0009】
[1] 質量平均分子量が50,000〜200,000であるウレタンウレア樹脂100質量部に対して、架橋剤を0.1〜3質量部含む、光学フィルム用粘着剤。
[2] 前記ウレタンウレア樹脂が、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタンプレポリマーに、ポリアミノ化合物を反応させてなる、[1]に記載の光学フィルム用粘着剤。
[3] 前記ポリイソシアネートがイソホロンジイソシアネートである、[2]に記載の光学フィルム用粘着剤。
[4] さらにシランカップリング剤を含む、[2]または[3]に記載の光学フィルム用粘着剤。
[5] 位相差フィルムを粘着するために用いる、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
[6] 前記位相差フィルムがシクロオレフィン樹脂により構成されている、[5]に記載の光学フィルム用粘着剤。
[7] 前記位相差フィルムとガラスの間に適用して両者を粘着するために用いる、[5]または[6]に記載の光学フィルム用粘着剤。
[8] 前記位相差フィルムと偏光板の間に適用して両者を粘着するために用いる、[5]または[6]に記載の光学フィルム用粘着剤。
[9] [1]〜[8]のいずれか1項に記載の粘着剤を含む、光学フィルム用粘着シート。
【0010】
[10] 光学フィルムと[9]に記載の粘着シートと粘着対象物とを順に積層して加圧する工程を含む、光学フィルムの粘着方法。
[11] 前記光学フィルムが位相差フィルムである、[10]に記載の光学フィルムの粘着方法。
[12] 前記粘着対象物がガラスまたは偏光板である、[10]または[11]に記載の光学フィルムの粘着方法。
[13] 光学フィルムの表面に[1]〜[8]のいずれか1項に記載の粘着剤からなる粘着剤層を有する、粘着剤層つき光学フィルム。
[14] 光学フィルム上に形成された粘着剤層の上にさらに剥離フィルムが形成されている[13]に記載の粘着剤層つき光学フィルム。
[15] [1]〜[8]のいずれか1項に記載の粘着剤により光学フィルムが粘着されている表示装置。
[16] 液晶表示装置である、[15]に記載の表示装置。
【発明の効果】
【0011】
本発明の粘着剤は、光学フィルムの粘着に効果的に用いることができる。本発明の粘着剤を用いて光学フィルムを粘着した後に高温高湿下に長時間置いた場合であっても、粘着力の低下、ヘイズの上昇、色味の変化を効果的に抑え、フィルムの変形に追従することができる。このため、本発明の粘着剤を用いて光学フィルムを粘着させた表示装置は、長期間にわたって安定な表示機能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】両面に剥離フィルムを有する粘着シートの一実施形態を示す断面図である。
【図2】粘着剤層つき光学フィルムの一実施態様を示す断面図である。
【図3】粘着対象物に粘着させた粘着層つき光学フィルムの一実施態様を示す断面図である。
【図4】粘着剤層と剥離フィルムを有する粘着剤層つき光学フィルムの一実施態様を示す断面図である。
【図5】両面に粘着剤層と剥離フィルムを有する粘着剤層つき光学フィルムの一実施態様を示す断面図である。
【図6】本発明の粘着剤の粘弾性測定結果を示すグラフである。
【図7】比較例1〜2で用いたアクリル系粘着剤の粘弾性測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下において、本発明の光学フィルム用粘着剤について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【0014】
[本発明の粘着剤の特徴]
本発明の光学フィルム用粘着剤は、質量平均分子量が50,000〜200,000であるウレタンウレア樹脂100質量部に対して、架橋剤を0.1〜3質量部含むことを特徴とする。本発明の粘着剤には、ウレタンウレア樹脂と架橋剤以外の成分が含まれていてもよい。
【0015】
[ウレタンウレア樹脂]
本発明の粘着剤に用いるウレタンウレア樹脂は、ポリマー鎖中にウレタン結合とウレア結合を有する樹脂である。本発明の粘着剤に用いるウレタンウレア樹脂は、ポリマー鎖中にさらにエステル結合および/またはエーテル結合を有するものであることが好ましい。また、本発明の粘着剤に用いるウレタンウレア樹脂は、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタンプレポリマーに、ポリアミノ化合物を反応させてなる樹脂であることがさらに好ましい。このとき、必要に応じて反応停止剤を用いてもよいし、三級アミン化合物や有機金属化合物などの触媒を用いてもよい。
【0016】
本発明の粘着剤に用いるウレタンウレア樹脂の質量平均分子量は50,000〜200,000であり、80,000〜150,000であることが好ましい。ここでいう質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算の質量平均分子量である。本発明の粘着剤に用いるウレタンウレア樹脂の固形分50質量%の溶液粘度(25℃)は、3000〜25000mPa・sであることが好ましい。
本発明の粘着剤に用いるウレタンウレア樹脂のガラス転移温度(Tg)は−80℃〜0℃の範囲内であることが、粘着剤に十分な感圧粘着性を付与するために好ましい。
以下において、好ましいウレタンウレア樹脂の合成に用いることができるポリオール、ポリイソシアネート、ポリアミノ化合物について説明する。
【0017】
[ポリオール]
ウレタンウレア樹脂の合成に用いることができるポリオールとして、例えばポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、これらの共重合体、及びこれら以外のグリコール類などを挙げることができる。また、これら以外のポリオールを用いることもできる。
【0018】
ポリエーテルポリオール類としては、2個以上の水酸基とエーテル結合を有する化合物を用いることができ、例えば、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン、エチレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの重合体、共重合体、及びグラフト共重合体;ヘキサンジオール、メチルヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール若しくはこれらの混合物の縮合によるポリエーテルポリオール類;ビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノール類にエチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させたグリコール類を用いることができる。
【0019】
ポリエステルポリオール類としては、2個以上の水酸基とエステル結合を有する化合物を用いることができる。例えば、多官能アルコール成分と二塩基酸成分とが縮合反応したポリエステルポリオールを用いることができる。多官能アルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3,3’−ジメチロールヘプタン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、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、オクタンジオール、ブチルエチルペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、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などの2個の水酸基を有する化合物が挙げられ、更にグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3個以上の水酸基を有する化合物が挙げられる。二塩基酸成分としては、テレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸等の脂肪族または芳香族二塩基酸が挙げられる。また別のポリエステルポリオール類として、β−ブチロラクトン、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−ヘプタノラクトン、α−メチル−β−プロピオラクトン等のラクトン類等の環状エステル化合物の開環重合により得られるポリエステルポリオールも用いることができる。
【0020】
ポリカーボネートポリオール類とは、−[−O−R−O−CO−]−で表される構造単位を有するものである(Rは2価の有機基を表す)。ポリカーボネートポリオール類は、例えば、グリコール又はビスフェノールと炭酸エステルとの反応や、グリコール又はビスフェノールにアルカリの存在下でホスゲンを作用させる反応などで得ることができる。上記反応で用いられる炭酸エステルとして、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどが挙げることができる。また、上記反応で用いられるグリコール又はビスフェノールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、3,3’−ジメチロールヘプタン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、オクタンジオール、ブチルエチルペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、あるいはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノール類、ビスフェノール類に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を付加させたビスフェノール類等を挙げることができる。
【0021】
上記以外のグリコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ブタンジオール、プロパンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール等の2個の水酸基を有する化合物;グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、メチルグルコシド等の3個以上の水酸基を有する化合物;少なくとも1個のイオン性官能基(例えばカルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、第1〜3級アミノ基、第4級アンモニウム基、ホスホニウム基、及び第4級スルホニウム基)を含有するポリオールを用いることができる。
【0022】
ポリオールの中では、ポリプロピレングリコール骨格を有するポリオールを使用することが好ましい。本発明で用いるポリオールのうち、ポリプロピレングリコール骨格を有するポリオールの使用量は、50〜100質量%であることが好ましい。
本発明で用いるポリオールの数平均分子量は、800〜4,000であることが好ましく、1,000〜3,000であることがより好ましい。
【0023】
[ポリイソシアネート]
ウレタンウレア樹脂の合成に用いることができるポリイソシアネートとして、例えば、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等を用いることができる。
【0024】
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,4−フェニ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、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、2,4,6−トリイソシアネートトルエン、1,3,5−トリイソシアネートベンゼン、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’,4"−トリフェニルメタントリイソシアネート等を用いることができる。
【0025】
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメ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、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を用いることができる。
【0026】
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ω,ω’−ジイソシアネート−1,3−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を用いることができる。
【0027】
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート(別名:IPDI)、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を用いることができる。
【0028】
上記以外にも、上記のポリイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、イソシアヌレート環を有する3量体等も併用することができる。ポリフェニルメタンポリイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、及びこれらのポリイソシアネート変性物等を用いることができる。尚、ポリイソシアネート変性物としては、カルボジイミド基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、水と反応したビュレット基、イソシアヌレート基のいずれかの基、又はこれらの基の2種以上を有する変性物を使用できる。ポリオールとジイソシアネートの反応物もポリイソシアネートとして使用することができる。
【0029】
[ポリアミノ化合物]
ウレタンウレア樹脂の合成に用いることができるポリアミノ化合物は、2個以上のアミノ基を有する化合物である。ポリアミノ化合物として、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、トリアミノプロパン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)プロピレンジアミン、(2−ヒドロキシエチルプロピレン)ジアミン、(ジ−2−ヒドロキシエチルエチレン)ジアミン、(ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレン)ジアミン、(2−ヒドロキシプロピルエチレン)ジアミン、(ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレン)ジアミン、ピペラジン等の脂肪族ポリアミン;イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミン等の脂環式ポリアミン;フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、2,6−トリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン,3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ビス−(sec−ブチル)ジフェニルメタン等の芳香族ジアミン;及びダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したダイマージアミン、末端に一級又は二級アミノ基を有するデンドリマー、両末端にプロポキシアミンを有するポリオキシアルキレングリコールジアミン等を用いることができる。
本発明で用いるポリアミノ化合物としては、一級アミノ基を2個以上有する化合物にエチレン性不飽和化合物をマイケル付加反応させた化合物を用いることが好ましく、更にエチレン性不飽和化合物として、水酸基を有するエチレン性不飽和化合物を使用するのが好ましい。
【0030】
[架橋剤]
本発明の粘着剤に用いる架橋剤は、ウレタンウレア樹脂100質量部に対して、0.1〜3質量部となる量で用いる。架橋剤の使用量を3質量部以下とすることによって、粘着剤を光学フィルムに適用した場合に本発明の優れた効果を享受することができる。架橋剤は、0.2〜1.5質量部となる量で用いることがより好ましい。
【0031】
本発明の粘着剤に用いる架橋剤は、イソシアネート基、エポキシ基、アルコキシシリル基、メチロール基、アジリジン基、カルボジイミド基等の官能基を有するものであることが好ましい。架橋剤としては、例えば、ポリイソシアネート化合物、多官能エポキシ化合物、高分子量ポリカルボジイミド類、N−メチロール基含有化合物、多官能アジリジン化合物、金属キレートなどを用いることができる。
【0032】
本発明の粘着剤に用いる架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物を用いることが特に好ましい。ポリイソシアネート化合物は、イソシアネート基を分子内に複数有する化合物であり、具体的には、トリ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、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物、及びこれらポリイソシアネート化合物とトリメチロールプロパン等のポリオール化合物とのアダクト体、これらポリイソシアネート化合物のビュレット体やイソシアヌレート体、更にはこれらポリイソシアネート化合物と公知のポリエーテルポリオールやポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール等とのアダクト体等が挙げられる。
【0033】
ポリイソシアネート化合物以外の架橋剤として、例えば、エチ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、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノールA・エピクロロヒドリン型エポキシ樹脂、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、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、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジルトルイジン等の多官能エポキシ化合物;例えば、2,2’−ビスヒドロキシメチルブタノールトリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、4,4’−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等の多官能アジリジン化合物;例えば、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモン、マグネシウム、バナジウム、クロム及びジルコニウムなどの多価金属と、アセチルアセトンやアセト酢酸エチルとの配位化合物などの金属キレートが挙げられる。
【0034】
[粘着剤のその他の成分]
本発明の粘着剤には、ウレタンウレア樹脂と架橋剤以外の成分が含まれていてもよい。例えば、ウレタンウレア樹脂以外の樹脂として、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂を併用してもよい。
また、本発明の粘着剤には、必要に応じて酸化防止剤、金属腐食防止剤、粘着付与剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物等の光安定剤、充填剤、イオン性液体などの添加剤が含まれてもよい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等が挙げられる。これら酸化防止剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。金属腐食防止剤としては、粘着剤の相溶性や効果の高さから、ベンゾトリアゾール系樹脂が好ましい。粘着付与剤として、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、クマロンインデン系樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂などが挙げられる。シランカップリング剤としては、例えば、メルカプトアルコキシシラン化合物(例えば、メルカプト基置換アルコキシオリゴマー等)などが挙げられる。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物などが挙げられる。イオン性液体としては、例えば、含窒素オニウム塩、含硫黄オニウム塩、または含リンオニウム塩等のイオン性液体などが挙げられ、好ましくは、特開2011−89138号公報の段落番号0018〜0028に記載されるイオン性液体が挙げられる。特開2011−89138号公報の段落番号0018〜0028の記載は、本明細書の一部としてここに引用する。
これら添加剤の配合量は、粘着剤層100質量部に対して、通常、0.01〜10質量部が好ましく、0.05〜5質量部がより好ましく、0.1〜3質量部が特に好ましい。
なお、特開2011−148965号公報の段落番号0021〜0105に記載される材料や態様は本発明においても採用することができ、これらの記載は本明細書の一部としてここに引用する。
【0035】
[粘着剤の適用]
本発明の粘着剤は、粘着しようとしているものに直接適用することができる。適用法は特に制限されない。例えば、溶剤に溶解して溶液として塗布した後に乾燥させてもよいし(溶液法)、シート状に成形しておいて重ねてもよい(シート法)。溶液として適用する場合、剥離フィルムに塗布後、光学フィルムに接触させても良いし(転写法)、異なる剥離性能を持つ剥離フィルムと貼合わせて、両側に剥離フィルムを有するシート状に仕上げた後、剥離フィルムを剥がした粘着層に、光学フィルムあるいは光学フィルムと貼合わせようとしている粘着対象物に接触させてもよい(粘着シート法)。
粘着剤を溶液にして塗布する場合は、溶剤として、例えばメチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、アセトン、ベンゼン、ジオキサン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジグライム、ジメトルスルホキシド、N−メチルピロリドン、ジメチルホルミアミドなどを用いることができる。溶液を塗布した後は、高温または減圧下で溶媒を除去することにより粘着剤層とすることができる。
【0036】
[粘着剤層の粘弾性率]
本発明の粘着剤層は、貯蔵弾性率(以下G’という)が低く、それと損失弾性率(以下G”という)の比(G”/G’)として求められる損失正弦(以下、tanδという)の高い粘着剤を用いることで、変形追従性が向上する。本発明の粘着剤層のG’は−50℃〜120℃の範囲内で5×107以下であることが好ましく、1×107以下であることが好ましく、5×106以下であることがさらに好ましい。本発明の粘着剤層のtanδは−50℃〜120℃の範囲内で0.1以上であることが好ましく、0.15以上であることがより好ましく、0.2以上であることがさらに好ましい。また、tanδから求められるガラス転移温度は、−20℃よりも低いことが好ましく、−35℃より低いことが、より好ましい。
G’、G”、tanδの値は、それぞれ、ウレタンウレア樹脂の質量平均分子量、単量体の組成、架橋剤の配合量(架橋度合)等により調節できる。
【0037】
[粘着剤層の厚み]
本発明の粘着剤を用いて形成される粘着剤層の厚みは5〜50μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましい。粘着剤層の厚みが前記上限値以下であれば、粘着剤の打ち抜き加工時に変形を生じ難く、貼合後の気泡発生や光学ムラも起こりにくい上、モジュールの総厚みが厚くなりすぎることもない。反対に粘着剤層の厚みが前記下限値以上であれば、光学フィルムへの実用的な粘着強度が得られやすい上、耐久試験において、剥離や気泡等の欠陥を生じたり、光学フィルムの変形に対して充分な追従性が得られず、白抜け等の光学的不具合を引き起こしたりする問題も発生しにくい。
質量平均分子量が大きい粘着剤を使用する場合は、粘着剤層を形成するための塗工液の粘度が高くなりやすく、塗工液の濃度を薄めにすることがあるが、厚みが前記上限値以下の粘着剤層であれば、塗工液濃度を薄くしても容易に形成できる。
【0038】
[粘着シート]
本発明の粘着剤は、シート状に成形して粘着シートとすることができる。粘着シートは、例えば粘着剤を溶剤に溶解し、塗工した後に溶媒を除去することにより製造することができる。塗工方法としては、ナイフコータ、マイクロバーコータ、エアナイフコータ、リバースロールコータ、リバースグラビアコータ、バリオグラビアコータ、ダイコータ、カーテンコータ等から適宜選択することができる。
本発明の粘着シートは、例えば高分子フィルムなどの基材上に剥離剤層を設けた剥離フィルムを用意し、その剥離剤層上に本発明の粘着剤塗工液を塗布、乾燥することにより得ることができる。剥離シートは、図1に示すように、基材116上に剥離剤層115を設けた2枚の剥離フィルム114で粘着剤層112の上下を挟み込む構造を有するものであることが好ましい。このような構造を有する本発明の粘着シートは、高分子フィルムに剥離剤層を設けた第1の剥離フィルムの剥離層面に粘着剤塗工液を塗布、乾燥した後、第1の剥離フィルムとは剥離力の異なる剥離剤層からなる第2の剥離フィルムの剥離層面を粘着剤層面に貼合圧着することにより得ることができる。
第1の剥離フィルムと第2の剥離フィルムの剥離力が近接していると、軽剥離力側の剥離フィルムを剥離する際に、重剥離力側の剥離フィルムから粘着剤が浮き上がる泣別れ現象が発生する。そのため、重剥離力側の剥離フィルムの剥離力は0.15N〜0.05Nであることが好ましく、軽剥離力側の剥離フィルムの剥離力は0.04N〜0.01Nであることが好ましい。さらに、重剥離力÷軽剥離力の値は1.5以上が好ましく、さらには2.0以上が好ましい。
また、このとき、二つの剥離フィルムの剥離力の差が保てる場合は、第2の剥離フィルムに先に粘着剤塗工液を塗布したあと、第1の剥離フィルムを貼合圧着させてもよい。
粘着シートの形状はシート状であってもよいし、ロール状に巻き上げられていてもよい。
【0039】
粘着シートを用いれば、貼合段階での粘着剤の塗布、乾燥工程が必要なく、光学フィルムと粘着対象物の間に粘着シートを積層して加圧すれば粘着することができるため、簡便である。すなわち、光学フィルムと粘着シートと粘着対象物とをこの順に積層して、得られた積層体を加圧することにより、光学フィルムと粘着対象物とを容易に粘着させることができる。
【0040】
[粘着剤層つき光学フィルム]
図2に示すように、本発明の粘着剤を光学フィルム111の表面に、粘着剤層112として積層することにより、粘着剤層つき光学フィルム110を製造することができる。光学フィルムの表面に粘着剤を適用する方法については、上記の溶液法、シート法などを用いることができる。粘着剤層つき光学フィルムは、図3に示すように、光学フィルム111を貼着したい粘着対象物113に粘着剤層112側が接触するように重ね合わせて加圧することにより、容易に粘着対象物に貼着することができる。
また、図1に示す本発明の粘着剤を用いた粘着シートの片側の剥離フィルム114を剥がしたあと、図4に示すように粘着剤層112に光学フィルム111を圧着させることにより、粘着剤層つき光学フィルムを製造することができる。この際、粘着剤が意図しない対象物に粘着してしまったり、空気に晒されることにより劣化してしまったりすることを抑制するため、剥離フィルムはできるだけ貼りあわせようとする直前に剥がされるほうがよい。
さらに、前述の本発明の粘着剤をシート状に成形して粘着シートとする際、剥離フィルムに塗布したあとに、直接光学フィルムを圧着させることによっても粘着層つき光学フィルムが製造でき、その製造方法は便宜上使い分けることができる。
貼り合わせようとする光学フィルムの貼合面にコロナ処理やプラズマ処理をなどの公知の表面処理を行うことにより、粘着剤層と光学フィルムの密着性をさらに向上させることができる。
このような粘着剤つき光学フィルムの形状は、シート状でもよいし、ロール状に巻き上げられてもよい。
【0041】
粘着剤層つき光学フィルムは図3に示すように、剥離フィルムを剥がした粘着剤層に貼り合わせたい粘着対象物が接触するように重ね合わせて圧着することにより、容易に粘着対象物に貼着することができる。この際、粘着剤が意図しない対象物に粘着してしまったり、空気に晒されることにより劣化してしまったりすることを抑制するため、剥離フィルムはできるだけ貼りあわせようとする直前に剥がされるほうがよい。
また、そのようなことを抑制する手段として、図4に示すように、粘着剤層112の上に剥離フィルム114をさらに形成しておく態様を好ましい例として挙げることができる。剥離フィルム114は、基材116と剥離剤層115を含むものであることが好ましい。このとき、粘着剤層112の表面に剥離フィルムの剥離剤層115側が接触するように積層する。特にロール状にする場合は、このような剥離フィルムを適用して巻き上げておき、使用時に剥離フィルムを剥離して粘着剤層つき光学フィルムを粘着対象物に貼着することが好ましい。
なお、粘着剤層は光学フィルムの両面に形成しておいてもよい。また、両面に形成した粘着剤層の上にさらに上記の剥離フィルムを形成しておいてもよい。そのような態様の具体例として、図5に示す態様を挙げることができる。使用時には、例えば、一方の剥離フィルムを剥離して露出した粘着剤層を粘着対象物に重ね合わせ、さらにもう一方の剥離フィルムを剥離して露出したもう一方の粘着剤層を別の粘着対象物に重ね合わせて、全体を加圧することにより粘着することができる。
【0042】
剥離フィルム用基材としては、例えば、各種の高分子フィルムが使用可能であるが、特にポリエチレンテレフタレートが表面の平滑性や加工適性の点から好ましい。剥離剤層を構成する剥離剤としては、例えば、汎用の付加型もしくは縮合型のシリコーン系剥離剤や長鎖アルキル基含有化合物が用いられる。特に、反応性が高い付加型シリコーン系剥離剤が好ましく用いられる。シリコーン系剥離剤としては、具体的には、東レ・ダウコーニングシリコーン社製のBY24−4527、SD−7220等や、信越化学工業(株)製のKS−3600、KS−774、X62−2600などが挙げられる。また、シリコーン系剥離剤中にSiO2単位と(CH33SiO1/2単位あるいはCH2=CH(CH3)SiO1/2単位を有する有機珪素化合物であるシリコーンレジンを含有することが好ましい。シリコーンレジンの具体例としては、東レ・ダウコーニングシリコーン社製のBY24−843、SD−7292、SHR−1404等や、信越化学工業(株)製のKS−3800、X92−183等が挙げられる。
【0043】
[粘着する光学フィルム等]
本発明の粘着剤を用いて粘着する光学フィルムは、特定の光学的機能を有する透明フィルムである。例えば、光学異方性を有しており、特定の面内方向のレタデーションと特定の厚み方向のレタデーションを有する位相差フィルム(光学補償フィルム)を特に好ましい光学フィルムとして例示することができる。そのような位相差フィルムを構成する材料として、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートブチレート、セルロースプロピオネートブチレートなどのセルロースアシレート;シクロオレフィン樹脂などを挙げることができる。位相差フィルムとして用いることが可能な市販の樹脂材料として、アートン(JSR社製)、ゼオノア(日本ゼオン社製)などを挙げることができる。
【0044】
本発明の粘着剤を用いて粘着するものとして、偏光子保護するために形成される偏光子保護フィルム(偏光板保護フィルムと呼ばれることもある)、偏光板において偏光子用の支持体として機能する偏光板基材、外から入射する光の反射を抑える反射防止フィルムなども挙げることができる。これらを構成する材料として、上記の位相差フィルムを構成する例示材料を挙げることができる。
【0045】
さらに、本発明の粘着剤を用いて粘着するものは、優れた粘着性と変形追従性からポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネート(PC)よりもシクロオレフィン系位相差フィルムや偏光板であることが特に好ましい。
【0046】
[表示装置]
本発明の粘着剤を用いて光学フィルムを粘着させることにより、様々な表示装置を製造することが可能である。典型的な表示装置として、液晶表示装置(液晶ディスプレイパネル)、プラズマ表示装置(プラズマディスプレイパネル)、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(有機ELパネル)を挙げることができる。本発明の粘着剤は、特に液晶表示装置に適用することが好ましく、液晶表示装置の位相差フィルムと偏光板の貼合あるいは位相差フィルムと表示パネルの貼合に適用することが好ましい。
本発明の粘着剤を用いて光学フィルムを粘着させた表示装置は、長時間使用し続けたり、屋外で使用したりすることによりパネルが高温になったり、湿度が高い環境下で使用することによりパネルが高湿度下に置かれた場合であっても、安定な表示機能を維持することができる。すなわち、高温高湿下に長時間置かれた場合であっても、本発明の粘着剤によって表示の色味が変化したり、白化が進んだり、寸法変化によるゆがみや表示ムラが生じたりすることを防ぐことができる。
【実施例】
【0047】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。尚、実施例における「部」及び「%」は、特にことわらない限り「重量部」及び「重量%」を表す。
【0048】
(実施例1)ウレタンウレア系粘着剤を用いた積層体の製造1
(1)粘着剤および粘着シートの製造
[アミノ化合物の合成]
イソホロンジアミン(IPDA)25.0部、トルエン25.0部に、4−ヒドロキシブチルアクリレート19部、ブチルアクリレート19部を添加後、80℃で2時間反応させた後、トルエン63部を加え、固形分を50%に調整したものをアミノ化合物溶液とした。
[ウレタンウレア樹脂の合成]
2官能ポリプロピレングリコール589部、イソホロンジイソシアネート161部、トルエン2188部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.06部を添加し、100℃で2時間反応させた後、40℃まで冷却し、酢酸エチル804部、アセチルアセトン3.12部を加えた後、前述のアミノ化合物溶液78.3部を添加し、1時間熟成した。
さらに2−アミノ−2−メチル−プロパノール3.5部及び酢酸エチル200部を加えてウレタンウレア樹脂とした。このウレタンウレア樹脂の重量平均分子量Mwは100,000であった。
[ウレタンウレア系粘着剤の調製]
前述のウレタンウレア樹脂の固形分100部に対してジイソシアネート架橋剤0.7部、シランカップリング剤0.5部を配合し、ウレタンウレア系粘着剤とした。
[ウレタンウレア系粘着シートの作成]
前述のウレタンウレア系粘着剤を厚さ38μmの重剥離PETフィルム(帝人デュポンフィルム社製A71)の上にアプリケーターで乾燥膜厚25μmになるように塗布し、100℃で3分乾燥後、塗工膜表面に厚さ38μmの軽剥離PETフィルム(王子特殊紙製RL−07)を張り合わせてウレタンウレア系粘着シートを作成した。
【0049】
(2)積層体の作成
[積層体A]
厚さ30μmのシクロオレフィン系位相差フィルム(JSR社製ARTON)に前述のウレタンウレア系粘着フィルムの軽剥離PETフィルムを剥がしてロールで貼合し、次に、重剥離PETフィルム側を剥がして厚み1.1mmのガラスにロールで貼合し、その後、50℃、0.5MPaのオートクレーブ中に20分間保持することにより、位相差フィルム/粘着剤層(25μm厚)/ガラスの積層体Aを作成した。
[積層体B]
積層体Aのシクロオレフィン系位相差フィルムの上にさらに粘着剤付き偏光板(日東電工社製F1205DU)を貼合して偏光板/粘着剤層/位相差フィルム/粘着剤層(25μm厚)/ガラスの積層体Bを作成した。
【0050】
(実施例2)ウレタンウレア系粘着剤を用いた積層体の製造2
ウレタンウレア系粘着剤層の厚みを25μmから100μmに変更し、その他は実施例1と同様の製造工程を行うことにより、位相差フィルム/粘着剤層(100μm厚)/ガラスの積層体Aと偏光板/粘着剤層/位相差フィルム/粘着剤層(100μm厚)/ガラスの積層体Bを製造した。
【0051】
(比較例1〜2)アクリル系粘着剤を用いた積層体の製造1〜2
実施例で用いたウレタンウレア系粘着剤のかわりにアクリル系粘着剤(綜研化学社製SKダイン2094)を用いた点を変更し、その他は実施例1〜2と同様にして比較例1〜2の積層体A,Bをそれぞれ製造した。
【0052】
(試験例1)高温高湿耐久性評価試験
実施例1〜2および比較例1〜2で製造した積層体Aのヘイズ(Hz)と全光線透過率(Tt)を濁度計(日本電色工業社製「Haze Meter NDH2000」)を用いて測定し、明度(L*)と色度(a*、b*)を色差計(日本電色工業社製「Spectro Color Meter SE」)を用いて測定した。その後、各積層体を85℃、相対湿度90%に設定したオーブンに入れて100時間経過後に取り出し、30分経過後に再びヘイズ(Hz)、全光線透過率(Tt)、明度(L*)、色度(a*、b*)を測定して変化量を計算した。結果を以下の表1に示す。
【0053】
【表1】

【0054】
表1の結果から明らかなように、実施例1〜2の積層体は、対応する比較例1〜2の積層体に比べて変化量が小さかった。このことは、本発明の粘着剤を用いて光学フィルムを粘着した場合は、粘着後に高温高湿下に長時間置いた場合であっても、ヘイズの上昇、色味の変化を効果的に抑えうることを示している。また、実施例1〜2の積層体Aは、高温高湿試験後も十分な粘着力を示していたことから、粘着力の低下も抑えられることも確認された。
【0055】
85℃、相対湿度90%の条件を、70℃、相対湿度80%に変更して同じ試験を行った場合や、65℃、相対湿度90%に変更して同じ試験を行った場合も、実施例1〜2の積層体のヘイズ(Hz)、全光線透過率(Tt)、明度(L*)、色度(a*、b*)の変化量は小さかった。
【0056】
(試験例2)白抜け試験
実施例1〜2および比較例1〜2における積層体Bを2枚容易し、80℃/相対湿度20%ならびに60℃/相対湿度90%の雰囲気下に500時間放置した後、液晶パネル(びにっと社製)の上面と下面にクロスニコルの位置関係になるように置き、下からバックライトの光を当てて、上面から白抜けの状態を目視で観察した。以下の基準で評価した結果を表2に示す。
評価基準
○:偏光板に白抜けが観察されなかった。
△:偏光板に白抜けが僅かに観察された。
×:偏光板に白抜けが観察された。
【0057】
【表2】

【0058】
表2の結果から明らかなように、実施例1〜2の積層体Bは、対応する比較例1〜2の積層体Bに比べて白抜けが少なかった。このことは、本発明の粘着剤を用いて光学フィルムを粘着した後に高温高湿下に長時間置いた場合であっても、フィルムの寸法変化に対して、粘着剤が応力緩和で追従し、フィルムに歪みを生じさせることが無く、光学特性への影響を抑えることができることを示している。
【0059】
(試験例3)粘弾性測定
実施例1で用いたのと同じウレタンウレア系粘着剤を積層することによって、厚さ2mmの粘着剤層とした。貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G”)を、レオメーター(Reologica社製:型式DYNALYSERDAR−2000)により、周波数1Hz、昇温速度3℃/分の条件で測定した。また、損失正弦(tanδ)をG’とG”との比(G”/G’)として求めた。結果を図6に示す。
また、実施例1で用いたウレタンウレア系粘着剤のかわりに比較例1〜2で用いたアクリル系粘着剤を用いて、同様にして貯蔵弾性率(G’)および損失弾性率(G”)を測定し、損失正弦(tanδ)を求めた結果を図7に示す。
図6から明らかなように、本発明の条件を満たすウレタンウレア系粘着剤は変形追従性に好ましい、低い貯蔵弾性率(G’)と、高い損失正弦(tanδ)を広い温度範囲にわたって示し、またtanδから求められるガラス転移温度は−35℃より低く、変形追従性に優れていることを示している。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明の粘着剤は、光学フィルムの粘着に用いた後に高温高湿下に長時間置いた場合であっても、粘着力の低下、ヘイズの上昇、色味の変化抑えることができ、光学フィルムの変形追従性に優れるため、本発明の粘着剤は光学フィルムの粘着が必要とされる表示装置の製造に効果的に利用することができる。よって、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【0061】
110 粘着剤層つき光学フィルム
111 光学フィルム
112 粘着剤層
113 粘着対象物
114 剥離フィルム
115 剥離剤層
116 基材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量平均分子量が50,000〜200,000であるウレタンウレア樹脂100質量部に対して、架橋剤を0.1〜3質量部含む、光学フィルム用粘着剤。
【請求項2】
前記ウレタンウレア樹脂が、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタンプレポリマーに、ポリアミノ化合物を反応させてなる、請求項1に記載の光学フィルム用粘着剤。
【請求項3】
前記ポリイソシアネートがイソホロンジイソシアネートである、請求項2に記載の光学フィルム用粘着剤。
【請求項4】
さらにシランカップリング剤を含む、請求項2または3に記載の光学フィルム用粘着剤。
【請求項5】
位相差フィルムを粘着するために用いる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学フィルム用粘着剤。
【請求項6】
前記位相差フィルムがシクロオレフィン樹脂により構成されている、請求項5に記載の光学フィルム用粘着剤。
【請求項7】
前記位相差フィルムとガラスの間に適用して両者を粘着するために用いる、請求項5または6に記載の光学フィルム用粘着剤。
【請求項8】
前記位相差フィルムと偏光板の間に適用して両者を粘着するために用いる、請求項5または6に記載の光学フィルム用粘着剤。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の粘着剤を含む、光学フィルム用粘着シート。
【請求項10】
光学フィルムと請求項9に記載の粘着シートと粘着対象物とを順に積層して加圧する工程を含む、光学フィルムの粘着方法。
【請求項11】
前記光学フィルムが位相差フィルムである、請求項10に記載の光学フィルムの粘着方法。
【請求項12】
前記粘着対象物がガラスまたは偏光板である、請求項10または11に記載の光学フィルムの粘着方法。
【請求項13】
光学フィルムの表面に請求項1〜8のいずれか1項に記載の粘着剤からなる粘着剤層を有する、粘着剤層つき光学フィルム。
【請求項14】
光学フィルム上に形成された粘着剤層の上にさらに剥離フィルムが形成されている、請求項13に記載の粘着剤層つき光学フィルム。
【請求項15】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の粘着剤により光学フィルムが粘着されている表示装置。
【請求項16】
液晶表示装置である、請求項15に記載の表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−87225(P2013−87225A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−230062(P2011−230062)
【出願日】平成23年10月19日(2011.10.19)
【出願人】(000122298)王子ホールディングス株式会社 (2,055)
【Fターム(参考)】