JP6363930B2 - 粘着剤付き光学フィルムおよびその製造方法、ならびに画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
光学フィルム10は偏光板を含む。偏光板としては、偏光子の片面または両面に、必要に応じて適宜の透明保護フィルムが貼り合せられたものが一般に用いられる。偏光子は、特に限定されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。
光学フィルム10の一方の面に付設された第一粘着剤層21は、前面透明板やタッチパネル等の前面透明部材70との貼り合せに用いられる。光学フィルム10上に予め粘着剤層21が付設された粘着剤付き光学フィルムを用いれば、前面透明部材70の貼り合せ時に、光学フィルム上に液状接着剤や別途のシート状粘着剤を付設する工程を省略でき、画像表示装置の製造工程を簡略化できる。
図1Bに示すように、粘着剤付き光学フィルムは、光学フィルム10の第二の主面(画像表示セル61側の面)に、第二粘着剤層22が付設されていることが好ましい。第二粘着剤層22の厚さは、3μm〜30μmが好ましく、5μm〜27μmがより好ましく、10μm〜25μmがさらに好ましい。第二粘着剤層の厚みが上記範囲であれば、耐久性に優れると共に、気泡の混入等の不具合を抑制することができる。
光学フィルム10に第一粘着剤層21および第二粘着剤層22を付設する方法としては、例えば、粘着剤組成物を剥離処理したセパレータ等に塗布し、溶媒等を乾燥除去して、必要に応じて架橋処理を行って粘着剤層を形成した後に、光学フィルム10上に転写する方法;または光学フィルム10に前記粘着剤組成物を塗布し、溶媒等を乾燥除去して、粘着剤層を光学フィルム上に形成する方法、等が挙げられる。
粘着剤付き光学フィルムは、画像表示装置のサイズ(画面サイズ)と合致する製品サイズに切り出される。切断方法としては、トムソン刃等を用いて打ち抜く方法や、丸刃や皿刃等のカッターを用いる方法や、レーザー光、水圧を利用する方法等が挙げられる。
本発明においては、粘着剤付き光学フィルムを所定サイズに切断後、第一粘着剤層21の端面の粘着剤21eの流動性を低下させるために、端面を硬化する処理(端面処理)が行われることが好ましい。硬化方法としては、前述のように熱硬化あるいは光硬化が挙げられる。中でも、粘着剤付き光学フィルムの側面から、紫外線等の活性光線を照射して光硬化を行うことが好ましい。
粘着剤付き光学フィルム55は、図2に模式的に示すように、偏光板を含む光学フィルム10の一方の面(視認側)にタッチパネルや前面透明板等の前面透明部材70を備え、他方の面に液晶セルや有機ELセル等の画像表示セル61を備える画像表示装置100の形成に好適に用いられる。
以下の各実施例および比較例では、光学フィルムとして、ヨウ素が含浸された厚み25μmの延伸ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光子の両面に透明保護フィルムが貼り合せられた偏光板を用いた。偏光子の一方の面(画像表示セル側)の透明保護フィルムは、厚さ40μmのアクリル系フィルムであり、他方の面(視認側)の透明保護フィルムは、厚さ60μmのトリアセチルセルロースフィルムであった。
(ベースポリマーの調製)
温度計、攪拌機、冷却器および窒素ガス導入管を備える反応容器内に、モノマー成分として、ブチルアクリレート(BA):97重量部およびアクリル酸(AA):3重量部、ならびに熱重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN):0.2重量部を、酢酸エチル233重量部とともに投入し、23℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌し、窒素置換を行った。その後、60℃で5時間反応させ、重量平均分子量(Mw)が110万のアクリル系ベースポリマーを得た。
上記で得られたアクリル系ベースポリマー溶液に、ベースポリマー100重量部に対して、イソシアネート系架橋剤としてトリメチロールプロパントリレンジイソシアネート(商品名:コロネートL,日本ポリウレタン工業社製):0.8重量部、およびシランカップリング剤(商品名:KBM−403,信越化学社製):0.1部を添加した後、均一に混合して粘着剤組成物(溶液)を調製した(以下、この粘着剤組成物を「粘着剤X」とする)。
厚み38μmのセパレータ(表面が離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム)の離型処理面上に、上記の粘着剤組成物を、乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布し、100℃で3分間乾燥させて溶媒を除去して、粘着シートを得た。その後、50℃で48時間加熱して、架橋処理を行った(以下、この粘着シートを「粘着シートX」と称する)。
<粘着シートA>
(ベースポリマーの調製)
温度計、攪拌機、冷却器および窒素ガス導入管を備える反応容器内に、モノマー成分として、2‐エチルヘキシルアクリレート(2EHA):40重量部、イソステアリルアクリレート(ISA):40重量部、N‐ビニルピロリドン(NVP):10重量部、および4‐ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA):10重量部、ならびに熱重合開始剤としてAIBN:0.2重量部を、酢酸エチル233重量部とともに投入し、23℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌し、窒素置換を行った。その後、65℃で5時間反応させ、続けて70℃で2時間反応させて、アクリル系ベースポリマー溶液を調製した。
上記で得られたアクリル系ベースポリマー溶液に、ベースポリマー100重量部に対して、エーテル結合を有する二官能アクリレートとして、ポリプロピレングリコール(#700)ジアクリレート(商品名:NKエステルAPG‐700,新中村化学工業社製):7重量部;イソシアネート系架橋剤として、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(商品名:タケネートD110N,三井化学社製):0.1重量部;および光重合開始剤として、2,2‐ジメトキシ‐1,2‐ジフェニルエタン‐1‐オン(商品名:イルガキュア651,BASF社製):0.1重量部を添加した後、均一に混合して、紫外線硬化型粘着剤組成物を調製した(以下、この粘着剤組成物を「粘着剤A」とする)。
厚み75μmのセパレータの離型処理面上に、上記の粘着剤Aを乾燥後の厚みが150μmとなるように塗布し、100℃で3分間乾燥させて溶媒を除去後、25℃の雰囲気下での3日間のエージング処理により架橋を行い、粘着シートを得た。
上記粘着剤Aと同様に調製したベースポリマー溶液に、ベースポリマー100重量部に対して、イソシアネート基を有するアクリルモノマーとして、2‐アクリロイルオキシエチルイソシアネート(商品名:カレンズAOI、昭和電工社製):1重量部を添加し、50℃で24時間撹拌して、ベースポリマーのヒドロキシ基とイソシアネートを結合させることにより、ベースポリマーに二重結合を導入した。その後、タケネートD110N:0.05重量部;およびイルガキュア651:0.1重量部を添加し、均一に混合して、紫外線硬化型粘着剤を調製した(以下、この粘着剤組成物を「粘着剤B」とする)。粘着剤Bをセパレータ上に塗布し、上記の粘着シートAの形成と同様にして、粘着シートを得た。
(ベースポリマーの調製)
温度計、攪拌機、冷却器および窒素ガス導入管を備える反応容器内に、モノマー成分として、2EHA:60重量部、メチルメタクリレート(MMA):10重量部;NVP:15重量部、およびヒドロキシエチルアクリレート(HEA):15重量部、ならびにAIBN:0.2重量部を、酢酸エチル233重量部とともに投入し、23℃の窒素雰囲気下で1時間撹拌し、窒素置換を行った。その後、65℃で5時間反応させ、続けて70℃で2時間反応させて、アクリル系ベースポリマー溶液を調製した。
上記で得られたアクリル系ベースポリマー溶液に、ベースポリマー100重量部に対して、NKエステルAPG‐700:13重量部;タケネートD110N:0.2重量部;およびイルガキュア651:0.1重量部を添加した後、均一に混合して、紫外線硬化型粘着剤を調製した(以下、この粘着剤組成物を「粘着剤C」とする)。粘着剤Cをセパレータ上に塗布し、上記の粘着シートAの形成と同様にして、粘着シートを得た。
上記粘着剤Cと同様に調製したベースポリマー溶液に、ベースポリマー100重量部に対して、カレンズAOI:1重量部を添加し、50℃で24時間撹拌して、ベースポリマーのヒドロキシ基とカレンズAOIのイソシアネートを結合させることにより、ベースポリマーに二重結合を導入した。その後、タケネートD110N:0.05重量部;およびイルガキュア651:0.1重量部を添加し、均一に混合して、紫外線硬化型粘着剤を調製した(以下、この粘着剤組成物を「粘着剤D」とする)。粘着剤Dをセパレータ上に塗布し、上記の粘着シートAの形成と同様にして、粘着シートを得た。
上記粘着剤Cと同様に調製したベースポリマー溶液に、ベースポリマー100重量部に対して、タケネートD110N:0.1重量部を添加した後、均一に混合して、粘着剤を調製した(以下、この粘着剤組成物を「粘着剤E」とする)。粘着剤Eをセパレータ上に塗布し、上記の粘着シートAの形成と同様にして、粘着シートを得た。
ベースポリマー100重量部に対するタケネートD110Nの添加量を、それぞれ、0.2重量部(粘着剤F)および0.3重量部(粘着剤G)に変更した。それ以外は、上記粘着シートEの作製と同様にして、粘着剤組成物の調製(調製された粘着剤組成物を、それぞれ「粘着剤F」および「粘着剤G」とする)、および粘着シートの形成を行った。
<両面粘着剤付き偏光板の作製>
偏光板の一方の面にセル側粘着剤層として粘着シートXを貼り合せた。その後、偏光板の他方の面に視認側粘着剤層として粘着シートAを貼り合わせた。このようにして、偏光板の一方の面に、厚み20μmの粘着シートX、他方の面に厚み150μmの粘着シートAが貼り合せられ、各粘着シート上にセパレータが剥離可能に貼着された両面粘着剤付き偏光板を得た。この両面粘着剤付き偏光板を、50mm×80mmのサイズにトムソン刃で打ち抜いた。打抜き後の両面粘着剤付き偏光板を50枚積み重ね、ハンディ型UVランプ(UVAのエネルギー密度:300mW/cm2)を用いて、偏光板の側面から積算光量約1000mJ/cm2の紫外線を照射して、視認側粘着剤層の端面の粘着剤を硬化させた。
任天堂3DSの交換用上部液晶パネルから、バックライト部分を取り外し、液晶パネルのバックライトと反対側の偏光板を取り外した後、エタノールを染みこませた清浄な布を用いて、セル表面の粘着剤を除去した。両面粘着剤付き光学フィルムのセル側粘着シート上のセパレータを剥離し、セル表面の中央部にセル側粘着シート面を重ね合わせ、ハンドローラーを用いて加圧して貼り合せた。
視認側粘着剤層として粘着シートB〜Dを用いたこと以外は、実施例1と同様にして両面粘着剤付き偏光板を作製し、実施例1と同様に画像表示装置を作製した。
視認側粘着剤層として粘着シートE〜Gを用い、打抜き後の端面の粘着剤の硬化を行わなかったこと、およびオートクレーブ処理後の紫外線による硬化を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、両面粘着剤付き偏光板の作製および画像表示装置の作製を行った。
視認側粘着剤層として粘着シートA,Cを用い、打抜き後の端面の粘着剤の硬化を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして両面粘着剤付き偏光板を作製し、実施例1と同様に画像表示装置を作製した。
<粘着剤のゲル分率>
両面粘着剤付き偏光板の粘着剤のゲル分率の測定には、偏光板の中央部を40mm×40mmのサイズに切り出し、セパレータを剥離して表面に露出した粘着剤を1g〜2g採取したものを試料として用いた。両面粘着剤付き偏光板の端面の粘着剤のゲル分率の測定には、粘着剤層の端面(0.2mm以内の範囲)から削り取って採取した粘着剤1g〜2gを試料として用いた。画像表示装置の粘着剤のゲル分率の測定には、画像表示装置から前面透明板を剥離して、表面に露出した粘着剤を、画面中央部から1g〜2g採取したものを試料として用いた。
ゲル分率(%)=100×(C−A)/B
粘着シートを積層して、厚さ約1.5mmとしたものを測定用サンプルとした。Rheometric Scientific社製「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、測定結果から、サンプルの25℃における貯蔵弾性率を読み取った。
(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℃の範囲
形状:パラレルプレート 8.0mmφ
粘着シートから、40mm×40mmのシート片を切り出し、円柱状に丸めて測定試料とした。引張試験機にてチャック間距離を20mmに合わせて、上記測定試料をセットし、引張速度200mm/分、測定温度25℃で、歪み300%(チャック間距離は80mm)まで引っ張り、チャック位置を固定し、180秒間経過後の応力(引張応力)を残留応力とした。粘着剤A〜Dについては、粘着シートへの光照射量を変更することにより、ゲル分率の異なる試料を作成し、ゲル分率と残留応力との関係をプロットして線形近似を行った。得られた関係式と、端面硬化後のゲル分率の実測値から、実施例1〜4の偏光板の端部の粘着剤の残留応力を算出した。
粘着シートを無アルカリガラス(厚さ0.8〜1.0mm、全光線透過率92%、ヘイズ0.4%)に貼り合わせた試験片を用い、ヘイズメータ(村上色彩技術研究所製、装置名「HM−150」)を用いて、ヘイズおよび全光線透過率を測定した。測定値から無アルカリガラスのヘイズ(0.4%)を差引いた値を粘着シートのヘイズとした。全光線透過率は、測定値をそのまま採用した。粘着シートA〜G,およびXは、いずれもヘイズが0.4〜0.5%の範囲内であり、全光線透過率は92%であった。
両面粘着剤付き光学フィルムの端面を、ポリエチレンテレフタレートフィルムで擦り、ポリエチレンテレフタレートフィルム表面に付着した粘着剤の有無を目視にて確認した。粘着剤汚れが確認されなかったものを〇、粘着剤汚れが確認されたものを×とした。
評価用画像表示装置のパネルを白黒表示として、周縁の印刷枠付近での表示ムラの有無を目視で確認した。表示ムラがないものを○、表示ムラが有るものを×とした。
上記各実施例、比較例の両面粘着剤付き偏光板の視認側粘着剤層における粘着剤の組成および物性、両面粘着剤付き光学フィルム作製時の端面硬化(側面からのUV照射)の有無、視認側粘着剤の中央部および端部のゲル分率、視認側粘着剤の中央部および端部の残留応力、視認側粘着剤の中央部の貯蔵弾性率、端部からの粘着剤のはみ出し(粘着剤汚れ)の評価結果、画像表示装置の表示ムラの有無、ならびに画像表示装置の視認側粘着剤(実施例1〜4および比較例4,5は紫外線照射による硬化後)の中央部のゲル分率、残留応力および貯蔵弾性率の評価結果を表1に示す。
2EHA: 2‐エチルヘキシルアクリレート
ISA: イソステアリルアクリレート
MMA: メチルメタクリレート
NVP: N‐ビニルピロリドン
4HBA: 4‐ヒドロキシブチルアクリレート
HEA: ヒドロキシエチルアクリレート
Irg651:イルガキュア651
21,22 粘着剤層
31,32 保護シート
50,55 粘着剤付き光学フィルム
61 画像表示セル
70 前面透明部材
71 板状透明部材
76 印刷部
100 画像表示装置
Claims (15)
- 前面透明板またはタッチパネルと画像表示セルとの間に配置して用いられる粘着剤付き光学フィルムであって、
偏光板を含む光学フィルム;前記光学フィルムの前面透明板またはタッチパネルと貼り合せられる側の面に付設された第一粘着剤層;および前記光学フィルムの画像表示セルと貼り合せられる側の面に付設された第二粘着剤層を備え、
前記第一粘着剤層は、厚みが30μm以上であり、端面の粘着剤の流動性が面内の中央部の粘着剤の流動性よりも小さいことを特徴とする、粘着剤付き光学フィルム。 - 前記第一粘着剤層は、端面の粘着剤のゲル分率が、面内の中央部の粘着剤のゲル分率よりも5%以上大きい、請求項1に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記第一粘着剤層は、端面の粘着剤のゲル分率が55%以上である、請求項2に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記第一粘着剤層は、面内の中央部の粘着剤のゲル分率が55%未満である、請求項3に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記第一粘着剤層の面内の中央部の粘着剤は、25℃における貯蔵弾性率が1×104Pa〜1×106Paである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記第一粘着剤層を構成する粘着剤組成物は、固形分全量に対するアクリル系ベースポリマーの含有量が50重量%以上であり、
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ユニットを含有し、構成モノマーユニット全量に対するヒドロキシ基含有モノマーユニットの含有量が3〜50重量%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の粘着剤付き光学フィルム。 - 前記第一粘着剤層は、ヘイズ1.0%以下であり、全光線透過率が90%以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記第一粘着剤層を構成する粘着剤組成物が、炭素‐炭素二重結合を有するラジカル重合性化合物を含有するか、炭素‐炭素二重結合を有するラジカル重合性化合物がベースポリマーに結合している、請求項1〜7のいずれか1項に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記ラジカル重合性化合物が、1分子中に2以上の重合性官能基を有する多官能重合性化合物である、請求項8に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記第一粘着剤層を構成する粘着剤組成物が、さらに光重合開始剤を含有する、請求項8または9に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 前記第二粘着剤層の厚みが30μm以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の粘着剤付き光学フィルム。
- 請求項10に記載の粘着剤付き光学フィルムを製造する方法であって、
第一粘着剤層および第二粘着剤層を付設後の粘着剤付き光学フィルムを所定サイズに切断する工程;および
切断後の粘着剤付き光学フィルムの側面から活性光線を照射することにより、前記第一粘着剤層の端面の粘着剤の流動性を低下させる端面処理工程
をこの順に有する、粘着剤付き光学フィルムの製造方法。 - 視認側から、前面透明板またはタッチパネル、偏光板を含む光学フィルム、および画像表示セルがこの順に配置された画像表示装置を製造する方法であって、
請求項1〜11のいずれか1項に記載の粘着剤付き光学フィルムと画像表示セルとが前記第二粘着剤層を介して貼り合せられるセル側貼合工程;および
前記粘着剤付き光学フィルムと前面透明板またはタッチパネルとが前記第一粘着剤層を介して貼り合わせられる視認側貼合工程
を有する、画像表示装置の製造方法。 - 視認側から、前面透明板またはタッチパネル;偏光板を含む光学フィルム;および画像表示セルがこの順に配置された画像表示装置を製造する方法であって、
請求項10に記載の粘着剤付き光学フィルムと画像表示セルとが第二粘着剤層を介して貼り合せられるセル側貼合工程;および
前記粘着剤付き光学フィルムと前面透明板またはタッチパネルとが第一粘着剤層を介して貼り合わせられる視認側貼合工程を有し、
さらに、前記視認側貼合工程の後に、前記前面透明板またはタッチパネル側から活性光線を照射することにより、前記第一粘着剤層が硬化される前面硬化工程
を有する、画像表示装置の製造方法。 - 視認側から、前面透明板またはタッチパネル;偏光板を含む光学フィルム;および画像表示セルがこの順に配置された画像表示装置を製造する方法であって、
偏光板を含む光学フィルムの第一の主面上に第一粘着剤層が付設され、前記光学フィルムの第二の主面上に第二粘着剤層が付設された粘着剤付き光学フィルムを準備する工程;
前記粘着剤付き光学フィルムを所定サイズに切断する工程;
切断後の粘着剤付き光学フィルムの第一粘着剤層の端面の粘着剤の流動性を低下させる端面処理工程;
前記光学フィルムと画像表示セルとが前記第二粘着剤層を介して貼り合せられるセル側貼合工程;
前記光学フィルムと前面透明板またはタッチパネルとが前記第一粘着剤層を介して貼り合わせられる視認側貼合工程;および
前記視認側貼合工程の後に、前記前面透明板またはタッチパネル側から活性光線を照射することにより、前記第一粘着剤層が硬化される前面硬化工程
を有し、
前記第一粘着剤層は、厚みが30μm以上であり、炭素‐炭素二重結合を有するラジカル重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、
前記端面処理工程において、粘着剤付き光学フィルムの側面から活性光線を照射することにより、前記第一粘着剤層の端面の粘着剤を硬化させ、端面の粘着剤の流動性を低下させることを特徴とする、画像表示装置の製造方法。
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