JP2021091117A - 光学積層体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の光学積層体は、透明粘着シートの第一主面および第二主面のそれぞれに被着体が貼り合わせられた積層体である。被着体は、粘着剤層に固着積層されたものでものよく、剥離可能に貼着(仮着)されたものでもよい。
これらの光学積層体は、一般には大判サイズのマザー基板を形成した後、所定サイズの枚葉品(チップ)に切り出される。この方法では、マザー基板から多数のシート製品が得られるため、生産性を向上できる。粘着シートの両面に被着体が貼り合わせられている光学積層体から切り出したチップでは、粘着剤に貼り合わせられた被着体の端面と粘着剤層の端面の位置が揃っており、積層体の端面には粘着剤層が露出している。
上記のように、光学積層体を構成する構成要素は、粘着剤層21に貼り合わせられる光学部材、またはさらに他の粘着剤を介して貼り合わせられる光学部材であり、その具体例としては、光学フィルム、画像表示セル、カバーウインドウ等が挙げられる。
図4に示す光学積層体104において、画像表示セル70はトップエミッション型の有機ELセルであり、基板71上に、金属電極73、有機発光層75および透明電極77を順に備える。透明電極77上には、封止材79が積層されている。図示を省略しているが、封止材79は、電極73,77、および有機発光層75の側面を覆うように設けられていることが好ましい。
有機ELセル70の視認側表面に配置される光学フィルム10としては偏光板が挙げられる。偏光板は、偏光子11を含み、偏光子11の両面には、偏光子保護フィルムとしての透明フィルム13,15が積層されている。偏光子の一方の面または両面の偏光子保護フィルムを省略して、偏光子11上に直接粘着剤層を設けてもよい。
カバーウインドウ80としては、適宜の機械強度および厚みを有する透明板が用いられる。このような透明板としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、透明ポリイミド樹脂等の透明樹脂板、またはガラス板等が用いられる。カバーウインドウ80の厚みは、例えば20〜2000μm程度である。フレキシブルデバイスにおいては、カバーウインドウ80として透明樹脂フィルムを用いることが好ましく、その厚みは、20〜500μmが好ましく、30〜300μmがより好ましく、50〜200μmがさらに好ましい。カバーウインドウ80として、折り曲げ可能な薄ガラス基板を用いてもよい。
粘着剤層21,22に仮着される離型フィルム41,42,43としては、フィルム基材の表面に離型層を備えるものが好ましく用いられる。離型層の材料としては、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、長鎖アルキル系離型剤、脂肪酸アミド系離型剤等が挙げられる。アクリル系粘着剤に対する密着性と剥離性とを両立可能であることから、シリコーン離型剤が好ましい。
第一粘着剤層21は、粘着剤が層状に形成されたものである。図2〜5に示す光学積層体において、第一粘着剤層21は、光学フィルム10の視認側に配置されており、光学フィルム10とカバーウインドウ80等の透明部材との貼り合わせに用いられる。
第二粘着剤層22は、粘着剤が層状に形成されたものである。図3〜5に示す光学積層体において、第二粘着剤層22は、光学フィルム10と画像表示セル70との貼り合わせに用いられる。
粘着剤層を介して光学積層体の構成要素を積層することにより、光学積層体のマザー基板が形成される。積層は、ロールトゥーロール方式およびバッチ方式のいずれでもよい。ロールトゥーロール方式とバッチ方式を併用してもよい。例えば、光学フィルム10の両面に粘着剤層21,21(および離型フィルム41,42)をロールトゥーロール方式で積層して両面粘着剤付き偏光板を作製し、シート状に切り出した後、シート状に形成された画像表示セル70に、両面粘着剤付き偏光板の粘着剤層22を貼り合わせてもよい。画像表示セルの積層をロールトゥーロール方式により実施してもよい。
チップ状に加工した光学積層体は、必要に応じてさらに他の部材を積層してもよい。例えば、図4に示す光学積層体104のチップにおいて、粘着剤層21に仮着された離型フィルム41を剥離し、カバーウインドウ80等の被着体を貼り合わせて画像表示装置を形成してもよい。
<作製例1>
(ベースポリマーの調製)
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):64重量部、シクロヘキシルアクリレート(CHA):6重量部、イソステアリルアクリレート(ISA):10重量部、N−ビニルピロリドン(NVP):5重量部、および4−ヒドロキシブチルアクリレート(4HBA):15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139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。得られたポリマーの重量平均分子量は45万であった。
ベースポリマーの溶液に、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キシリレンジイソシアネート(三井化学製「タケネートD110N」):0.27重量部、多官能アクリレートとして、ポリプロピレングリコール(#400)ジアクリレート(新中村化学工業製「APG400」):2.5重量部、およびジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物(日本化薬製「KAYARAD DPHA」):2.2重量部、光重合開始剤としてIRM Resins製「Ominirad 184」:0.22重量部、ならびにシランカップリング剤として信越化学工業製「KBM−403」:0.33重量部を添加し、均一に混合して粘着剤組成物(溶液)を調製した。粘着剤組成物を、厚み75μmのセパレータの離型処理面上に、乾燥後の厚みが150μmとなるように塗布し、130℃で3分間乾燥させて溶媒を除去した後、粘着剤層上に別のセパレータの離型処理面を重ね合わせ、両面にセパレータが仮着された粘着シートAを得た。
(ベースポリマーの調製)
反応容器内に、モノマー成分として、BA:60重量部、CHA:6重量部、ISA:1重量部NVP:18重量部、および4HBA:15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139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、アクリル系ポリマー溶液を調製した。得られたポリマーの重量平均分子量は30万であった。
ベースポリマーの溶液に、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「タケネートD110N」:0.27重量部、多官能アクリレートとして「APG400」:1重量部、および「KAYARAD DPHA」:2.2重量部、光重合開始剤としてIRM Resins製「Ominirad 651」:0.22重量部、紫外線吸収剤としてBASF製「Tinuvin 384−2」:0.02重量部、ならびにシランカップリング剤として信越化学製「KBM−403」:0.33部を添加し、均一に混合して粘着剤組成物(溶液)を調製した。この粘着剤組成物を用いて、作製例1と同様にして、厚みが150μmの粘着シートBを作製した。
粘着剤組成物の調製において、イソシアネート系架橋剤(タケネートD110N)の量を0.05重量部、「APG400」の量を3重量部、「KAYARAD DPHA」の量を1重量部に変更した。それ以外は、作製例2と同様にして、厚みが150μmの粘着シートCを作製した。
粘着剤組成物の調製において、イソシアネート系架橋剤(タケネートD110N)の量を0.08重量部に変更し、多官能アクリレートおよび光重合開始剤を添加しなかった。それ以外は、作製例2と同様にして、厚みが150μmの粘着シートDを作製した。
酢酸エチルを溶媒として、ブチルアクリレート(BA):97重量部およびアクリル酸(AA):3重量部を、熱重合開始剤(AIBN)の存在下で重合して、重量平均分子量(Mw)が110万のポリマーの溶液を得た。この溶液に、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(東ソー製「コロネートL」):0.8重量部、およびシランカップリング剤(信越化学製「KBM−403」):0.1部を添加し、均一に混合して粘着剤組成物(溶液)を調製した。この組成物を、厚み38μmのセパレータの離型処理面上に、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た後、粘着剤層上に別のセパレータの離型処理面を重ね合わせ、50℃で48時間加熱して、架橋処理を行い、両面にセパレータが仮着された厚み30μmの粘着シートPを得た。
ロールラミネータを用いて、厚み約75μmの偏光板の一方の面(ハードコート層上)に粘着シートAを貼り合わせ、他方の面に粘着シートPを貼り合わせて、長尺の両面粘着剤付き偏光板を得た。偏光板としては、ヨウ素が含浸された厚み12μm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一方の面にハードコート層を設けたトリアセチルセルロースフィルム(32μm)が貼り合わせられ、偏光子の他方の面にコーティング位相差層が設けられたトリアセチルセルロースフィルム(31μm)が貼り合わせられたものを用いた。
粘着シートAに代えて粘着シートB〜Dを用いたこと以外は、積層体Aの作製と同様にして、偏光板の一方の面に厚み30μmの粘着シートPを介してポリイミドフィルムが貼り合わせられ、偏光板の他方の面に厚み150μmの粘着シートを備え、その上に離型フィルムが仮着された光学積層体を作製した。
上記の光学積層体を、2種類の方法で切断して、40mm×60mmの角丸長方形(角の部分の曲率半径:7mm)に切り出した。
<刃物による切断>
トムソン刃を用いて、光学積層体を打ち抜いた。
<紫外線レーザーによる切断>
ポリイミドフィルム側からYAG第三高調波の紫外線レーザー(波長355nm、周波数40Hz、出力0.4W)を、走査速度10mm/秒の速度で移動させながら照射して、光学積層体を切り出した。
<粘着剤のゲル分率>
粘着シートA〜Dから約1gの粘着剤を採取し、100mm×100mmのサイズに切り出した細孔径0.2μmの多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜(日東電工製「NTF−1122」)で包み、包んだ口をタコ糸で縛った。この試料の重量から、予め測定しておいた多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜およびタコ糸の重量の合計(A)を差し引いて、粘着剤試料の重量(B)を算出した。多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で包まれた粘着剤試料を、約50mLの酢酸エチル中に、23℃で7日間浸漬し、粘着剤のゾル成分を多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜外へ溶出させた。浸漬後、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で包まれた粘着剤を取出し、130℃で2時間乾燥させ、約20分間放冷した後、乾燥重量(C)を測定した。粘着剤のゲル分率は、次式により算出した。
ゲル分率(%)=100×(C−A)/B
実施例および比較例の積層体を、端面から3mmの位置で切断して、測定用試料を作製した。この試料を、ナノインデンテーションシステム(Hysitron製「TI950 TriboIndenter」)のステージ上に、積層体の端面が測定面となるように固定した。温度25℃、相対湿度50%の環境下で、Conical−spherical圧子(先端の曲率半径:10μm)を用いて、負荷速度1000nN/sで3000nmの深さまで押し込み、除荷速度1000nN/sで引き上げて試験を行った。得られた荷重−変位曲線から、負荷曲線における最小荷重、押込弾性率、および除荷曲線の変位量を求めた。押込弾性率Eは、除荷曲線の傾き、圧子の投影接触面積Aおよび円周率πから、下記式により算出した。
E=(S√π)/(2√A)
表面処理が施されていない厚み50μmのPETフィルムを、5mm×10mmのサイズに切り出し、水平な台の上に載置した。光学積層体の端面(切断面)をPETフィルムの表面に押し当てた後、上方へ引き上げた際の光学積層体の端面とPETフィルムとの接着状態から、下記の基準により端面のタック性を評価した。
〇:光学積層体の端面とPETフィルムが接着しておらず、抵抗なく光学積層体を引き上げることができたもの
△:光学積層体を引き上げる際に、PETフィルムは持ち上がらなかったが、光学積層体の端面とPETフィルムとの剥離抵抗が感じられたもの
×:積層体の端面とPETフィルムが接着状態を維持して、PETフィルムが持ち上がったもの
枚葉の光学積層体を、ポリイミドフィルム側の面が下側となるように10枚積み重ねた。積み重ねた粘着シートの上側(離型フィルム側の面)に吸盤を押し当てて、積層体を吸着させ、最も上に積み重ねられた積層体を吸盤で持ち上げてピックアップを行った。光学積層体を1枚のみをピックアップできるか否かを確認し、下記の基準によりピックアップ性を評価した。
〇:ピックアップした1枚の積層体のみが持ち上げられたもの
△:ピックアップした積層体の直下の積層体が持ち上がったが、その後に分離して1枚のみをピックアップできたもの
×:2枚以上の積層体が一体となって持ち上げられ、1枚ずつピックアップすることができなかったもの
11 偏光子
13,15 透明フィルム
21,22 粘着剤層
41,42,43 離型フィルム
70 画像表示セル(有機ELセル)
71 基板(ポリイミドフィルム)
80 カバーウインドウ
101,102,103,104,105 光学積層体
Claims (17)
- 第一主面および第二主面を有する第一粘着剤層、前記第一粘着剤層の第一主面に貼り合わせられた第一被着体、および前記第一粘着剤層の第二主面に貼り合わせられた第二被着体を備え、
前記第一粘着剤層の端面は、ナノインデンテーションにより測定した負荷曲線の最小荷重が−0.2μN以上であり、除荷曲線の変位量が8μm以下である、光学積層体。 - 前記第一粘着剤層は、面内中央部の粘着剤のゲル分率が25%以上である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記第一粘着剤層は、ナノインデンテーションにより測定した面内中央部の負荷曲線の最小荷重が、端面の負荷曲線の最小荷重の0.3倍以下である、請求項1または2に記載の光学積層体。
- 前記第一粘着剤層は、ナノインデンテーションにより測定した面内中央部の除荷曲線の変位量が、端面の除荷曲線の変位量の0.5倍以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 第一主面および第二主面を有する第一粘着剤層、前記第一粘着剤層の第一主面に貼り合わせられた第一被着体、および前記第一粘着剤層の第二主面に貼り合わせられた第二被着体を備え、
前記第一粘着剤層のゲル分率が25%以上であり、
前記第一粘着剤層を紫外線レーザーにより切断した際に、
切断加工面における粘着剤の負荷曲線の最小荷重が、切断加工前の0.3倍以下であり、
切断加工面における粘着剤の除荷曲線の変位量が、切断加工前の0.5倍以下であり、
切断加工面における粘着剤の押込弾性率が、切断加工前の1.5〜10倍である、
光学積層体。 - 前記第一粘着剤層を構成する粘着剤は、ベースポリマーを含有し、
前記粘着剤は、光硬化官能基を有するモノマーまたはオリゴマーを含むか、または光硬化性官能基を有する化合物が前記ベースポリマーに結合しており、光硬化性を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学積層体。 - 前記粘着剤がさらに光重合開始剤を含有する、請求項6に記載の光学積層体。
- 前記第一粘着剤層は、面内中央部の粘着剤の光硬化後のゲル分率が70%以上である、請求項6または7に記載の光学積層体。
- 前記第一粘着剤層は、面内中央部の粘着剤の光硬化後のゲル分率が光硬化前のゲル分率の1.2倍以上である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記第一粘着剤層が紫外線吸収剤を含有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記第一粘着剤層の厚みが30μm以上である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記第二被着体が前記第一粘着剤層に接する偏光板を有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記第二被着体は、さらに、前記偏光板に第二粘着剤層を介して貼り合わせられた画像表示セルを含む、請求項12に記載の光学積層体。
- 前記画像表示セルが有機ELセルである、請求項13に記載の光学積層体。
- 前記画像表示セルがポリイミドフィルムを含む、請求項13または14に記載の光学積層体。
- 前記第一被着体が、前記第一粘着剤層に剥離可能に貼着された離型フィルムである、請求項1〜15のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 請求項1〜16のいずれか1項に記載の光学積層体の製造方法であって、
第一主面および第二主面を有する第一粘着剤層、前記第一粘着剤層の第一主面に貼り合わせられた第一被着体、および前記第一粘着剤層の第二主面に貼り合わせられた第二被着体を備える光学積層体のマザー基板を準備し、
前記マザー基板に紫外線レーザーを照射して、前記光学積層体を切断加工することにより、前記マザー基板よりも小さなサイズのチップに切り出す、光学積層体の製造方法。
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