JP2022044052A - 画像表示装置用積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記画像表示装置用積層体は、上記ガラスフィルムと、接着剤層と、上記樹脂層と、粘着剤層とをこの順に備える。
1つの実施形態においては、上記画像表示装置用積層体は、下記式(1)で表される強度Pが、500((10-4(μm)3(GPa)2)以上である。
1つの実施形態においては、上記樹脂層が、偏光板である。
1つの実施形態においては、上記偏光板が、偏光子と、該偏光子の片側に配置された保護フィルムとを備え、該保護フィルムと、該偏光子とが、上記ガラスフィルム側からこの順に配置されている。
1つの実施形態においては、上記樹脂層の23℃における弾性率が、1.5GPa~10GPaである。
1つの実施形態においては、上記接着剤層の23℃における弾性率が、0.5GPa~15GPaである。
1つの実施形態においては、上記粘着剤層の23℃における弾性率が、0.00001GPa~10GPaである。
1つの実施形態においては、上記接着剤層の23℃における弾性率の上記粘着剤層の23℃における弾性率に対する比(接着剤層の弾性率/粘着剤層の弾性率)が、1~1000である。
図1は、本発明のひとつの実施形態による画像表示装置用積層体の概略断面図である。この画像表示装置用積層体100は、ガラスフィルム10と、ガラスフィルム10の片側に配置された樹脂層30とを備える。好ましくは、画像表示装置用積層体100は、ガラスフィルム10と樹脂層30との間に、接着剤層20をさらに備える。また、好ましくは、画像表示装置用積層体100は、樹脂層30のガラスフィルム10とは反対側に粘着剤層40をさらに備える。1つの実施形態においては、接着剤層20および粘着剤層40は、樹脂層30に直接に(すなわち、その他の層を介することなく)配置され得る。また、接着剤層20は、ガラスフィルム10に直接に配置され得る。なお、本明細書において、接着剤層とは、物質の間に介在することによって物質を結合することのできる層をいう。したがって、接着剤層に貼着した被着体を剥離した場合には、該接着剤層は実用的な接着力を有さない。また、粘着剤層とは、常温で接着性を有し、軽い圧力で被着体に接着する物質をいう。したがって、粘着剤層に貼着した被着体剥離した場合にも、該粘着剤は実用的な粘着力を保持する。
1つの実施形態においては、接着剤層20および粘着剤層40が、樹脂層30、30’に直接に配置され、接着剤層20が、ガラスフィルム10に直接に配置される場合において、ガラスフィルム10/接着剤層20/樹脂層30、30’/粘着剤層40からなる積層体の強度Pが、500((10-4(μm)3(GPa)2)以上となる。特定の理論に拘束されるものではないが、最表層のガラスフィルム、接着剤層、樹脂層および粘着剤層との関係を以下の様に考えることができる。ガラスフィルムの突き刺し強度の係数として接着剤層、粘着剤層、樹脂層の3層がそれぞれウエイトとして掛っている。そのウエイトを示す式は実験結果との整合性から得られたものである。本パラメータが厚みと弾性率で規定されるのは機械的強度の側面から考えた際に妥当である。
なお、本明細書において、ガラスフィルム、樹脂層および接着剤層の弾性率は、オートグラフを用いて測定することができる(詳細は後述)。また、粘着剤層の弾性率は、粘弾性測定装置を用いて測定することができる(詳細は後述)。
上記ガラスフィルムは、任意の適切なものが採用され得る。上記ガラスフィルムは、組成による分類によれば、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。また、アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスが挙げられる。上記ガラスのアルカリ金属成分(例えば、Na2O、K2O、Li2O)の含有量は、好ましくは15重量%以下であり、さらに好ましくは10重量%以下である。
上記樹脂層としては、偏光板、位相差板、等方性フィルム、導電性フィルム等が挙げられる。樹脂フィルムは、単層構成であってもよく、多層構成であってもよい。
1つの実施形態においては、上記のとおり、樹脂層は偏光板である。偏光板は、偏光子と該偏光子の少なくとも片側に配置された保護フィルムとを備える。偏光板の厚みは、好ましくは5μm~300μmであり、より好ましくは10μm~250μmであり、さらに好ましくは25μm~200μmであり、特に好ましくは25μm~100μmである。
上記偏光子の厚みは特に制限されず、目的に応じて適切な厚みが採用され得る。当該厚みは、代表的には、1μm~80μm程度である。1つの実施形態においては、薄型の偏光子が用いられ、当該偏光子の厚みは、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは15μm以下であり、さらに好ましくは10μm以下であり、特に好ましくは6μm以下である。このように薄い偏光子を用いることにより、薄型の画像表示装置用積層体を得ることができる。
上記保護フィルムとしては、任意の適切な樹脂フィルムが採用され得る。保護フィルムの形成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂等が挙げられる。なかでも好ましくは、ポリエチレンテレフタレート(PET)である。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。
上記接着剤層は、任意の適切な接着剤から形成される。接着剤としては、例えば、ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、エポキシ系接着剤が挙げられる。なかでも、エポキシ系接着剤が好ましい。特に良好な密着性が得られるからである。
上記粘着剤層は、任意の適切な接着剤から形成される。粘着剤としては、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとする粘着剤が用いられる。好ましくは、アクリル系粘着剤が用いられる。アクリル系粘着剤は、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れ得るからである。特に、炭素数が4~12のアクリル系ポリマーよりなるアクリル系粘着剤が好ましい。
本発明において、JISZ1707:1997による突き刺し強度を2kgを超えて50kg以下とし、曲げ半径と15mm~200mmとするためには、上記B項~E項に記載の要素を適宜組わせて達成することができるが、例えば、次の実施態様で好ましく達成することができる。
実施態様(1)
上記ガラスフィルムの厚みが30μm以上60μm以下の場合は、上記接着剤層の23℃における弾性率を1GPa以上5GPa以下とし、上記偏光板の厚みを25μm以上200μm以下とし、上記粘着剤層の厚みを3μm以上50μm以下とし、上記粘着剤層の23℃における弾性率を1GPa以上4GPa以下として、画像表示装置用積層体を作製する。
実施態様(2)
上記ガラスフィルムの厚みが70μm以上120μm以下の場合は、上記接着剤層の23℃における弾性率を1GPa以上5GPa以下とし、上記偏光板の厚みを25μm以上200μm以下とし、上記粘着剤層の厚みを3μm以上50μm以下とし、上記粘着剤層の23℃における弾性率を0.00001GPa以上0.1GPa以下として、画像表示装置用積層体を作製する。
(偏光子の準備)
まず、非晶性PET基材に9μm厚のPVA層が製膜された積層体を延伸温度130℃の空中補助延伸によって延伸積層体を生成し、次に、延伸積層体を染色によって着色積層体を生成し、さらに着色積層体を延伸温度65度のホウ酸水中延伸によって総延伸倍率が5.94倍になるように非晶性PET基材と一体に延伸された4μm厚のPVA層を含む光学フィルム積層体を生成した。このような2段延伸によって非晶性PET基材に製膜されたPVA層のPVA分子が高次に配向され、染色によって吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向された高機能偏光子を構成する、厚さ4μmのPVA層を含む光学フィルム積層体を生成することができた。
(アクリル系フィルムの準備)
グルタルイミド環単位を有するメタクリル樹脂ペレットを、100.5kPa、100℃で12時間乾燥させ、単軸の押出機にてダイス温度270℃でTダイから押し出してフィルム状に成形した。このフィルムを、搬送方向(MD方向)に樹脂のTgより10℃高い雰囲気下で延伸し、次いでフィルム搬送方向と直交する方向(TD方向)に樹脂のTgより7℃高い雰囲気下で延伸し、厚み40μm、アクリル系フィルムを得た。
(硬化型接着剤の準備)
接着剤として、N-ヒドロキシエチルアクリルアミドHEAA(興人社製)を35重量部、N-アクリロイルモルホリンACMO(興人社製)を45重量部、ポリプロピレングリコールジアクリレートTPGDA(東亜合成社製、「商品名」アロニックスM-220)を25重量部、光重合性開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「イルガキュア184」)を3重量部と、もう一つ別の光重合開始剤(日本化薬社製、商品名「KAYACUREDETX-S」)を1.5重量部添加した。
(偏光板の作製)
PETフィルム上に作製された偏光子に上記硬化型接着剤を塗布厚みを約1μmとして塗布した。次いで接着層に上記40μmのアクリル系フィルムを貼り合せた。PETフィルム側よりコンベア式UV照射装置(fusion社製)、ピークUV照度;1600mW/cm2、UV積算光量;1000mJ/cm2(波長380~440nm)の紫外線を照射した接着剤を硬化させ、さらに70℃で2分間乾燥した。最後にアクリル系フィルムと偏光子、PETフィルムが積層された積層体より、PETフィルムを剥離してアクリル系フィルム(保護フィルム)と偏光子の積層体(厚みが44μmの偏光板A)を得た。
厚さ80μmのポリビニルアルコールフィルム(PVA)を、速度比の異なるロール間において、30℃、0.3%濃度のヨウ素溶液中で1分間染色しながら、3倍まで延伸した。その後、60℃、4%濃度のホウ酸、10%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に0.5分間浸漬しながら総合延伸倍率が6倍まで延伸した。次いで、30℃、1.5%濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に10秒間浸漬することで洗浄した後、50℃で4分間乾燥を行い、厚さ20μmの偏光子を得た。当該偏光子の両面に、けん化処理した厚さ40μmのトリアセチルセルロースフィルム(TAC)を、他の片面に厚さ33μmのノルボルネン系フィルムを、それぞれ、ポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて偏光板B(厚み:93μm)を得た。
TACフィルムの厚みを100μm、偏光子の厚みを4μmにしたこと以外は、製造例2と同様にして、偏光板C(厚み:137μm)を得た。
製造例1で準備した偏光板Aの偏光子のアクリル系フィルム(保護フィルム)とは反対側の面に、下記製造例7で調製した接着剤から構成される接着剤層(厚み:5μm)を介して、TACフィルム(厚み:100μm)を貼り合わせ、アクリル系フィルム/偏光子/TACフィルムからなる偏光板D(厚み:149μm)を得た。
製造例1で準備した偏光板Aの偏光子のアクリル系フィルム(保護フィルム)とは反対側の面に、下記製造例6で調製した粘着剤から構成される接着剤層(厚み:20μm)を介して、TACフィルム(厚み:100μm)を貼り合わせ、アクリル系フィルム/偏光子/TACフィルムからなる偏光板E(厚み:164μm)を得た。
(アクリル系ポリマーの調製)
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた四つ口フラスコに、ブチルアクリレート100重量部、アクリル酸5重量部および2-ヒドロキシエチルアクリレート0.075重量部、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部、重合溶媒として酢酸エチル200重量部を仕込み、十分に窒素置換した後、窒素気流下で撹拌しながらフラスコ内の液温を55℃付近に保って10時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液を調製した。上記アクリル系ポリマーの重量平均分子量は220万であった。
(粘着剤組成物の調製)
上記アクリル系ポリマー溶液の固形分100重量部に、過酸化物としてジベンゾイルパーオキシド(ナイパーBMT、日本油脂社製)0.2重量部、エポキシ系架橋剤としてジグリシジルアミノメチルシクロへキサン(三菱瓦斯化学社製、テトラッドC)0.05重量部、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のアダクト体(日本ポリウレタン工業社製、コロネートL)0.1重量部と、シランカップリング剤(信越化学工業社製、KBM403)0.075重量部を、均一に混合撹拌して、アクリル系粘着剤(固形分10.9重量%)を調製した。
(エポキシ接着剤の準備)
セロキサイド2021P(ダイセル化学工業社製)70重量部、EHPE3150を5重量部、アロンオキセタンOXT-221(東亜合成社製)19重量部、KBM-403(信越化学工業社製)を4重量部、CPI101A(サンアフロ社製)を2重量部配合しエポキシ接着剤を準備した。
ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:100μm)と、製造例1で作製した偏光板Aとを、製造例7で調製した接着剤から構成される接着剤層(厚み:5μm)を介して、貼り合わせた。このとき、偏光板Aは、保護フィルムがガラスフィルム側となるようにして配置した。次に、高圧水銀ランプにより接着層に紫外線を照射(500mJ/cm2)して接着層を硬化させた。
さらに、偏光板の偏光子側に、製造例6で調製した粘着剤から構成される粘着剤層(厚み:20μm)を形成し、画像表示装置用積層体を得た。
なお、粘着剤層は、以下のようにして形成した。(i)シリコーン処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱化学ポリエステルフィルム社製、厚さ:38μm)上に塗布し、155℃で1分間加熱して、乾燥後の厚さが20μmの粘着剤層を形成し、(ii)当該粘着剤層を、ポリエチレンテレフタレートフィルムから、偏光子に転写して、粘着剤層を有する画像表示装置用積層体を得た。
偏光板Aに代えて、偏光板Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、画像表示装置用積層体を得た。
偏光板Aに代えて、偏光板Cを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、画像表示装置用積層体を得た。
偏光板Aに代えて、偏光板Dを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、画像表示装置容積相対を得た。偏光板Dは、TACフィルムがガラスフィルム側となるようにして配置した。
ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:100μm)に代えて、ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:70μm)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、画像表示装置用積層体を得た。
ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:100μm)に代えて、ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:50μm)を用いたこと以外は、実施例1同様にして、画像表示装置用積層体を得た。
偏光板Aに代えて、偏光板Bを用いたこと以外は、比較例1と同様にして、画像表示装置用積層体を得た。
偏光板Aに代えて、偏光板Cを用いたこと以外は、比較例1と同様にして、画像表示装置用積層体を得た。
ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:100μm)と、製造例6で調製した粘着剤から構成される粘着剤層(厚み:20μm)と、偏光板Aと、製造例6で調製した粘着剤から構成される粘着剤層(厚み:20μm)とをこの順に積層して、画像表示装置用積層体を得た。偏光板Aは、保護フィルムがガラスフィルム側となるようにして配置した。
ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:100μm)に代えて、ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:200μm)を用いたこと以外は、比較例4と同様にして、画像表示装置用積層体を得た。
ガラスフィルム(日本電気硝子社製、商品名「OA-10G」、厚み:50μm)と、製造例6で調製した粘着剤から構成される粘着剤層(厚み:20μm)と、TACフィルム(厚み:100μm)と、製造例6で調製した粘着剤から構成される粘着剤層(厚み:20μm)をこの順に積層して、画像表示装置用積層体を得た。
TACフィルム(厚み100μm)、製造例6で調製した粘着剤から構成される粘着剤層(厚み:20μm)、偏光板E、製造例6で調製した粘着剤から構成される粘着剤層(厚み:20μm)をこの順に積層して、画像表示装置用積層体を得た。偏光板Eは、TACフィルムがガラスフィルム側となるようにして配置した。
実施例、比較例および参考例で得られた画像表示装置用積層体を以下の評価に供した。結果を表1に示す。
1、弾性率
(粘着剤層の弾性率)
粘弾性測定装置ARES(TAインスツルメント社製)を使用して、粘着剤層の23℃における貯蔵弾性率を測定した。すなわち、粘着剤層を厚み2mmのシート状に成形し、これを直径25mmのパラレルプレートに合わせて打ち抜き、装置のチャックに装着した。そして、1Hzの周期でひずみを与えつつ、5℃/分の昇温速度で-70℃から150℃まで温度を上昇させて、23℃のときの貯蔵弾性率を測定した。
(接着剤層、偏光板、樹脂層、ガラスフィルムの弾性率)
厚み50μm、幅2cm、長さ15cmの短冊状サンプルを作製し、オートグラフ(島津製作所社製、AG-I)を用いて、短冊状サンプルの長手方向の伸びと応力から弾性率を測定した。試験条件は、チャック間距離を10cm、引っ張り速度を10mm/minとした。
塩化ビニル製の外径の異なるポールを半径10mm間隔で20~100mmまで準備した。屈曲試験は、サンプルをガラスフィルム側(比較例7および8においては、最表層のTACフィルム側)を外側にして、ポールに沿って沿わせ、ニチバン社製セロテープ(登録商標)を用い(CT405AP-24 粘着力3.93N/10cm)両辺を固定可能・不可能か又は割れるかで屈曲度合を確認し、曲げ半径を測定した。サンプルサイズは短辺20mm、長辺はポール外径の半径とした。
5cm□の積層体をガラス板に貼りつけ評価サンプルとした。電動式縦型フォースゲージスタンド(日本電産シンポ社製)に、フィルム突き刺し試験用治具(TKS-20N/250N(JIS Z1707:1997準拠、イマダ社製)を取り付け、評価サンプルをステージに設置し、突き刺し棒(Φ0.5mm)を20mm/minの速度でサンプルに突き刺し、ガラスが割れた際の押し込み荷重をフォースゲージで測定し突き刺し強度とした。
画像表示装置用積層体の粘着剤層とは反対側の面(すなわち、ガラスフィルム表面、またはTACフィルム表面)について、JIS K 5600-5-4の鉛筆硬度試験に準じて(但し、荷重500g)、鉛筆硬度を測定した。
上記A項で説明した強度Pを算出した。
20 接着剤層
30 樹脂層
30’ 偏光板
31 保護フィルム
32 偏光子
40 粘着剤層
100、200 画像表示装置用積層体
Claims (9)
- ガラスフィルムと、該ガラスフィルムの片側に配置された樹脂層とを備え、
ガラスフィルムの厚みが50μmより厚く、150μm以下であり、
JISZ1707:1997による突き刺し強度が、2kgを超えて50kg以下であり、
曲げ半径が、15mm~200mmである、
画像表示装置用積層体。 - 前記ガラスフィルムと、接着剤層と、前記樹脂層と、粘着剤層とをこの順に備える、請求項1に記載の画像表示装置用積層体。
- 前記樹脂層が、偏光板である、請求項1から3のいずれかに記載の画像表示装置用積層体。
- 前記偏光板が、偏光子と、該偏光子の片側に配置された保護フィルムとを備え、
該保護フィルムと、該偏光子とが、前記ガラスフィルム側からこの順に配置されている、
請求項4に記載の画像表示装置用積層体。 - 前記樹脂層の23℃における弾性率が、2GPa~10GPaである、請求項1から5のいずれかに記載の画像表示装置用積層体。
- 前記接着剤層の23℃における弾性率が、0.5GPa~15GPaである、請求項2から6のいずれかに記載の画像表示装置用積層体。
- 前記粘着剤層の23℃における弾性率が、0.00001GPa~10GPaである、請求項2から7のいずれかに記載の画像表示装置用積層体。
- 前記接着剤層の23℃における弾性率の前記粘着剤層の23℃における弾性率に対する比(接着剤層の弾性率/粘着剤層の弾性率)が、1~1000である、請求項2から8のいずれかに記載の画像表示装置用積層体。
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