JP4953717B2 - 光学機能性フィルム貼合用粘着剤、光学機能性フィルム及びその製造方法 - Google Patents

光学機能性フィルム貼合用粘着剤、光学機能性フィルム及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、光学機能性フィルム貼合用粘着剤、光学機能性フィルム及びその製造方法に関する。
液晶表示パネルはCRTに代わる表示装置として急速に普及し、その需要も拡大している。液晶表示パネルは、薄型で消費電力が小さいという利点を有する反面、CRTに比較して、輝度や視野角の点で不十分であるという欠点がある。そこで、バックライトを使用し、さらにパネル透過光を散乱させることでこれらを解決しようとする試みがなされてきた。
その一つとして、透明樹脂中に無機微粒子を分散させた光拡散粘着層を、液晶セルに設けることで視野角の拡大と表示品質を高める手法が提案されている(特許文献1、特許請求の範囲参照)。また、反射型液晶ディスプレイにおいても、透過した光を拡散させるために、光を拡散するためのフィラーを粘着剤に配合した拡散粘着層を液晶パネルに貼り合わせた液晶表示装置が提案されており、拡散粘着層の両面に離型シートを設けることが開示されている(特許文献2、特許請求の範囲参照)。
しかしながら、これらの液晶表示パネルは、光の拡散によって輝度むらが抑制され、均一な明るさが得られるものの、耐久性に劣るという問題があった。具体的には、液晶パネルの使用に際して、経時的に光拡散粘着層中に発泡が生じ、輝度むらが生じる。さらには、液晶セルに粘着剤を介して配置された偏光板や、視野角特性の改善を図るため、偏光板と液晶セルの間に粘着剤を介して配置された位相差板の経時による浮きや剥がれが発生する場合がある。また、拡散粘着層の両面に離型シートを設けた場合、拡散粘着層から一方の離型シートを剥離する際に拡散粘着層が他の粘着シートからも剥離してしまうこと(いわゆる泣き別れ)がある。
特開2001−133606号公報 特開平11−223712号公報
本発明は、このような状況下で、光学機能性フィルムの接着、より具体的には偏光板、特に視野角拡大フィルムなどと一体化してなる偏光板と液晶セルの接着、偏光板と位相差板の接着、位相差板相互の接着及び位相差板と液晶セルの接着に際して、耐久性よく接着し得ると共に、経時においても粘着層中の発泡や輝度むらが生じることがなく、液晶表示装置が均一な明るさとなる光学機能性フィルム貼合用粘着剤、光学機能性フィルム及びその製造方法、並びにいわゆる泣き別れが発生せず、光学機能性及びフィルムの貼合作業性に優れる粘着シートを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、粘着性樹脂と微粒子を含有し、特定の貯蔵弾性率(G’)及びヘイズ値を有する粘着剤がその目的に適合し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
(1)粘着性樹脂と平均粒径0.1〜20μmの微粒子を含有する粘着剤であって、23℃における貯蔵弾性率(G’)が、0.3〜15MPaであり、かつヘイズ値が5%以上である光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(2)80℃における貯蔵弾性率(G’)が、0.3MPa以上である上記(1)に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(3)80℃における貯蔵弾性率(G’)が、0.3〜10MPaである上記(2)に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(4)ゲル分率が60%以上である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(5)前記光学機能性フィルムが偏光板及び/又は位相差板であり、偏光板と液晶ガラスセルの貼合、偏光板と位相差板の貼合、位相差板と位相差板の貼合又は位相差板と液晶ガラスセルの貼合に用いられる上記(1)〜(4)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(6)前記粘着性樹脂が(A)アクリル系共重合体及び(B)活性エネルギー線硬化型化合物からなり、これに前記微粒子を分散させた粘着性材料に活性エネルギー線を照射してなる上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(7)(B)成分の活性エネルギー線硬化型化合物が、分子量1000未満の多官能(メタ)アクリレート系モノマーである上記(6)に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(8)多官能(メタ)アクリレート系モノマーが環状構造を有する上記(7)に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(9)多官能(メタ)アクリレート系モノマーがイソシアヌレート構造を有する上記(8)に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(10)(A)成分と(B)成分の含有割合が、質量比で100:1〜100:100である上記(6)〜(9)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(11)粘着性材料が、さらに(C)成分として架橋剤を含む上記(6)〜(10)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(12)粘着性材料が、さらに(D)成分としてシランカップリング剤を含む上記(6)〜(11)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(13)偏光板が偏光フィルムと視野角拡大フィルムとが一体化してなるものである上記(5)〜(12)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(14)無アルカリガラスに対する粘着力が0.2N/25mm以上である上記(1)〜(13)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(15)80℃における保持力が、70000秒後のずれ量で200μm以下である上記(1)〜(14)のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤、
(16)光学機能性フィルム上に上記(1)〜(15)のいずれかに記載の粘着剤からなる層を有することを特徴とする粘着剤付き光学機能性フィルム、
(17)剥離シートの剥離層上に設けられた粘着性材料層に光学機能性フィルムを貼合した後、剥離シート側から活性エネルギー線を照射することを特徴とする上記(16)に記載の粘着剤付き光学機能性フィルムの製造方法、
(18)2枚の剥離シートの剥離層側に接するように上記(1)〜(15)のいずれかに記載の粘着剤を挟持してなる粘着シート、及び
(19)上記(18)に記載の粘着シートを用いて偏光板と位相差板を貼合する光学機能性フィルムの製造方法、
を提供するものである。
本発明の粘着剤によれば、光学機能性フィルムの接着、より具体的には偏光板、特に視野角拡大フィルムなどと一体化してなる偏光板と液晶セルの接着、偏光板と位相差板の接着、位相差板と位相差板の接着及び位相差板と液晶セルの接着に際して、耐久性よく接着することができるとともに、液晶表示装置において、輝度むらがなく、均一な明るさを得ることができる。また、時間が経過しても粘着層中に発泡が生じることがなく、輝度むらが生じることもない。従って、本発明の粘着剤を用いることで、長期間にわたって、液晶表示装置が輝度むらのない、均一な明るさを保持することができる。
本発明は光学機能性フィルム貼合用粘着剤に関するものであり、特には光学機能性フィルムの一種である偏光板と液晶セルの接着、偏光板と位相差板又は位相差板と位相差板などの光学機能性フィルム相互の接着、及び光学機能性フィルムの一種である位相差板と液晶セルの接着に用いる粘着剤に関する。
まず、液晶表示装置(LCD)の液晶セルに偏光板を貼合して使用する場合について、図1を用いて説明する。
液晶セル13は、一般に配向層を形成した2枚の透明電極基板の配向層を内側にして、スペーサにより所定の間隔になるように配置し、その周辺をシールして、該間隔に液晶材料を挟持させると共に、上記2枚の透明電極基板に、それぞれ粘着剤12を介して、偏光板11が配置された講造を有している。前記偏光板は、一般的にポリビニルアルコール系偏光子の両面に、光学的等方性フィルム、例えばトリアセチルセルロース(TAC)フィルムなどを貼り合わせた3層講造を有する偏光フィルムからなり、さらにその片面には、液晶セルなどの光学部品に貼着することを目的に粘着剤層が設けられている。本発明の粘着剤はこの粘着剤層の材料として好適に用いられるものである。
また、図2に示す模式図のように、視野角特性の改善を図るため、偏光板21と液晶セル23の間に粘着剤22及び25を介して位相差板24が配置される場合がある。ここで使用される粘着剤22及び25として、本発明の粘着剤は好適に用いられるものである。
本発明の光学機能性フィルム貼合用粘着剤は、粘着性樹脂と平均粒径0.1〜20μmの微粒子を主成分とする粘着剤により得られる。
粘着性樹脂としては、(A)アクリル系共重合体と、(B)活性エネルギー線硬化型化合物からなるものが好ましく、これに前記微粒子を分散させた粘着性材料に活性エネルギー線を照射して得られた粘着剤が好ましい。
(A)成分であるアクリル系共重合体としては、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体を挙げることができる。なお、本発明において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの両方を意味する。他の類似用語も同様である。
前記(メタ)アクリル酸エステル系共重合体としては、各種架橋方法によって架橋が可能な架橋点を有するものが好ましく用いられる。このような架橋点を有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体としては特に制限はなく、従来粘着剤の樹脂成分として慣用されている(メタ)アクリル酸エステル系共重合体の中から、任意のものを適宣選択して用いることができる。
このような架橋点を有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体としては、エステル部分のアルキル基の炭素数が1〜20の(メタ)アクリル酸エステルと、分子内に架橋性官能基を有する単量体と、所望により用いられる他の単量体との共重合体を好ましく挙げることができる。ここで、エステル部分のアルキル基の炭素数が1〜20の(メタ)アクリル酸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)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸パルミチル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一方、分子内に架橋性官能基を有する単量体は、官能基として水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基の少なくとも1種を含むことが好ましく、具体例としては、(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3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどのアクリルアミド類;(メタ)アクリル酸モノメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノプロピルなどの(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノエステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸などが挙げられる。これらの単量体は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
当該粘着性材料において、(A)成分として用いられる(メタ)アクリル酸エステル系共重合体は、その共重合形態については特に制限はなく、ランダム、ブロック、グラフト共重合体のいずれであってもよい。また、分子量としては、重量平均分子量で50万以上であるものが通常用いられる。この重量平均分子量が50万以上であると、被着体との密着性や接着耐久性が十分となり、浮きや剥がれなどが生じない。密着性及び接着耐久性などを考慮すると、この重量平均分子量は、60万〜220万のものが好ましく、特に70万〜200万のものが好ましい。
なお、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定したポリスチレン換算の値である。
さらに、この(メタ)アクリル酸エステル系共重合体においては、分子内に架橋性官能基を有する単量体単位の含有量は、0.01〜10質量%の範囲が好ましい。この含有量が0.01質量%以上であると、後述する架橋剤との反応により、架橋が十分となり、耐久性が良好となる。一方、10質量%以下であると、架橋度が高くなりすぎることによる、液晶ガラスセルや位相差板への貼合適性の低下がなく好ましい。耐久性と液晶ガラスセルや位相差板への貼合適性などを考慮すると、この架橋性官能基を有する単量体単位のより好ましい含有量は0.05〜7.0質量%であり、特に0.2〜6.0質量%の範囲が好ましい。
本発明においては、この(A)成分の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
当該粘着性材料において、(B)成分として用いられる活性エネルギー線硬化型化合物としては、分子量1000未満の多官能(メタ)アクリレート系モノマーを好ましく挙げることができる。
この分子量1000未満の多官能(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、ジ(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ヒドロフタル酸ジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、アダマンタンジ(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレンなどの2官能型;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどの3官能型;ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの4官能型;プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの5官能型;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの6官能型などが挙げられる。
本発明において、これらの多官能(メタ)アクリレート系モノマーは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、骨格構造に環状構造を有するものを含有することが好ましい。環状構造は、炭素環式構造でも、複素環式構造でもよく、また、単環式構造でも多環式構造でもよい。このような多官能(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えばジ(アクリロキシエチル)イソシアヌレート,トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレートなどのイソシアヌレート構造を有するもの、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、エチレンオキサイド変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、アダマンタンジアクリレートなどが好適である。
また、(B)成分として活性エネルギー線硬化型のアクリレート系オリゴマーを用いることができる。このようなアクリレート系オリゴマーの例としては、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリブタジエンアクリレート系、シリコーンアクリレート系などが挙げられる。
ここで、ポリエステルアクリレート系オリゴマーとしては、例えば多価カルボン酸と多価アルコールの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより、あるいは、多価カルボン酸にアルキレンオキサイドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。エポキシアクリレート系オリゴマーは、例えば、比較的低分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂のオキシラン環に、(メタ)アクリル酸を反応しエステル化することにより得ることができる。また、このエポキシアクリレート系オリゴマーを部分的に二塩基性カルボン酸無水物で変性したカルボキシル変性型のエポキシアクリレートオリゴマーも用いることができる。ウレタンアクリレート系オリゴマーは、例えば、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとポリイソシアナートの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーを、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができ、ポリオールアクリレート系オリゴマーは、ポリエーテルポリオールの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
上記アクリレート系オリゴマーの重量平均分子量は、GPC法で測定した標準ポリメチルメタクリレート換算の値で、50,000以下が好ましく、より好ましくは500〜50,000、さらに好ましくは3,000〜40,000の範囲で選定される。
これらのアクリレート系オリゴマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、(B)成分として(メタ)アクリロイル基を有する基が側鎖に導入されたアダクトアクリレート系ポリマーを用いることもできる。このようなアダクトアクリレート系ポリマーは、前述の(A)成分の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体において説明した(メタ)アクリル酸エステルと、分子内に架橋性官能基を有する単量体との共重合体を用い、該共重合体の架橋性官能基の一部に、(メタ)アクリロイル基及び架橋性官能基と反応する基を有する化合物を反応させることにより得ることができる。該アダクトアクリレート系ポリマーの重量平均分子量は、ポリスチレン換算で、通常50万〜200万である。
本発明においては、(B)成分として、前記の多官能アクリレート系モノマー、アクリレート系オリゴマー及びアダクトアクリレート系ポリマーの中から、適宜1種を選び用いてもよく、2種以上を選び併用してもよい。
本発明においては、前記(A)成分のアクリル系共重合体と、(B)成分の活性エネルギー線硬化型化合物の含有割合は、得られる粘着剤の性能の面から、質量比で、100:1〜100:100が好ましく、より好ましくは100:5〜100:50、さらに好ましくは100:10〜100:40の範囲である。
次に、本発明の粘着剤に用いられる微粒子は、光を拡散させるために用いられるもので、具体的には、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレー、タルク、二酸化チタン等の無機系白色顔料;アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等有機系の透明または白色顔料等をあげることができる。粘着性樹脂としてアクリル系共重合体を選択したときは、シリコーンビーズ、エポキシ樹脂ビーズ、ポリメチルメタクリレートビーズがアクリル系共重合体に対する分散性が優れ、均一で良好な光拡散性が得られることから好ましい。また、微粒子としては、光拡散が均一な球状の微粒子が好ましい。
該微粒子の平均粒径は0.1〜20μmの範囲である。平均粒径が0.1μm未満であると光拡散性が低下して、液晶表示装置において、輝度むらがなく、均一な明るさを得るという本発明の効果を達成することができない。一方、平均粒径が20μmを超えると、画像のコントラストに悪影響を与え、さらに、ディスプレイの画像ピッチより大きくなる場合にはギラツキが発生する。以上の点より、該微粒子の平均粒径は1〜10μmの範囲が好ましく、特に0.5〜10μmの範囲が好ましい。
なお、ここで微粒子の平均粒径は遠心沈降光透過法で測定した値である。測定には遠心式自動粒度分布測定装置(堀場製作所製「CAPA−700」)を用い、微粒子1.2gとイソプロピルアルコール98.8gからなる液を十分に撹拌したものを測定用試料とした。
本発明の粘着剤における前記微粒子の含有量は1〜40質量%の範囲が好ましい。この含有量が1質量%以上であると、輝度むらがなく、均一な明るさを得るという本発明の効果を達成することができ、一方、微粒子の含有量が40質量%以下であると、粘着剤としての粘着力が確保される。
本発明の粘着性材料には、所望により光重合開始剤を含有させることができる。この光重合開始剤としては、例えばベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2−(ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、ベンゾフェノン、p−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリ−ブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、p−ジメチルアミノ安息香酸エステル、オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン]、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、また、その配合量は、前記(B)成分100質量部に対して、通常0.2〜20質量部の範囲で選ばれる。
また、本発明の粘着性材料には、所望により、(C)成分として架橋剤を含有させることができる。この架橋剤としては、特に制限はなく、従来アクリル系粘着剤において架橋剤として慣用されているものの中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。このような架橋剤としては、例えばポリイソシアネート化合物、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ジアルデヒド類、メチロールポリマー、アジリジン系化合物、金属キレート化合物、金属アルコキシド、金属塩などが挙げられるが、ポリイソシアネート化合物が好ましく用いられる。
ここで、ポリイソシアネート化合物としては、ト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、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネートなど、及びそれらのビウレット体、イソシアヌレート体、さらにはエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物との反応物であるアダクト体などを挙げることができる。
本発明においては、この架橋剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その使用量は、架橋剤の種類にもよるが、前記(A)成分のアクリル系共重合体100質量部に対し、通常0.01〜20質量部、好ましくは、0.1〜10質量部である。
さらに、本発明の粘着性材料には、所望により、(D)成分としてシランカップリング剤を含有させることができる。このシランカップリング剤を含有させることにより、偏光板等の光学機能性フィルムを、例えば液晶ガラスセルなどに貼合する場合に、粘着剤とガラスセルの間の密着性がより良好となる。このシランカップリング剤としては、分子内にアルコキシシリル基を少なくとも1個有する有機ケイ素化合物であって、粘着剤成分との相溶性がよく、かつ光透過性を有するもの、例えば実質上透明なものが好適である。このようなシランカップリング剤の添加量は、前記(A)成分のアクリル系共重合体100質量部に対し、0.001〜10質量部の範囲が好ましく、特に0.005〜5質量部の範囲が好ましい。
前記シランカップリング剤の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の重合性不飽和基含有ケイ素化合物、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ構造を有するケイ素化合物、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有ケイ素化合物、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の粘着性材料には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望によりアクリル系粘着剤に通常使用されている各種添加剤、例えば粘着付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤などを添加することができる。
本発明の光学機能性フィルム貼合用粘着剤は、このようにして得られた前記粘着性材料に、活性エネルギー線を照射してなるものである。
活性エネルギー線としては、例えば紫外線や電子線などが挙げられる。上記紫外線は、高圧水銀ランプ、無電極ランプ、キセノンランプなどで得られ、一方、電子線は電子線加速器などによって得られる。この活性エネルギー線の中では、特に紫外線が好適である。なお、電子線を使用する場合は、光重合開始剤を添加することなく、粘着剤を形成することができる。
当該粘着性材料に対する活性エネルギー線の照射量としては、後に詳述する貯蔵弾性率、無アルカリガラスに対する粘着力を有する粘着剤が得られるように、適宜選定されるが、紫外線の場合は照度50〜1000mW/cm2、光量50〜1000mJ/cm2、電子線の場合は10〜1000kradの範囲が好ましい。
本発明の粘着剤は、23℃における貯蔵弾性率(G’)が、0.3〜15MPaであることを要する。この貯蔵弾性率(G’)が0.3MPa未満であると粘着剤層中に発泡が生じ、輝度むらが生じたり、偏光板や位相差板等の光学機能性フィルムの経時による浮きや剥がれが発生する場合がある。一方、貯蔵弾性率(G’)が15MPaを超えると十分な接着耐久性が得られない。以上の観点から特に好ましい23℃の貯蔵弾性率(G’)は0.35〜12MPaであり、最も好ましくは0.5〜5MPaである。
また、耐久性の点から80℃の貯蔵弾性率(G’)も、通常0.3MPa以上が好ましく、さらには0.3〜10MPa、特に0.4〜3MPaであることが好ましい。
なお、前記貯蔵弾性率(G’)は、下記の方法で測定した値である。
<貯蔵弾性率(G’)の測定方法>
貯蔵弾性率(G’)は、厚さ30μmの粘着剤を積層し、8mmφ×3mm厚の円柱状の試験片を作製し、ねじり剪断法により、下記の条件で測定する。
測定装置:レオメトリック社製動的粘弾性測定装置「DYNAMIC ANALYZER RDAII」
周波数 :1Hz
温度 :23℃、80℃
次に、本発明の粘着剤はそのヘイズ値が5%以上である。ヘイズ値が5%以上であると画像コントラスト及び視認性が良好となる。ヘイズ値の上限については本発明の効果を奏する範囲であれば特に限定されないが、耐久性及び粘着物性の点から90%以下が好ましい。以上の点から、ヘイズ値は20〜90%の範囲が好ましく、さらには30〜75%の範囲が好ましい。なお、ここでヘイズ値とは、JIS K7105に準拠して測定される曇価であり、積分球式光線透過率測定装置を用いて、拡散透過率(Hd%)と全光線透過率(Ht%)を測定し、下記式にて算出する。
ヘイズ値=Hd/Ht×100
また、本発明の粘着剤はゲル分率が60%以上であることが好ましい。すなわち、有機溶媒にて抽出される程度の低分子量成分が少ない場合は、加熱下や温熱下の環境で浮きや剥がれ、被着体への汚染が少なく、ゲル分率が60%以上である粘着性材料は耐久性や安定性が高い。ゲル分率はさらに85%以上であることが好ましく、特に90〜99.9%であることが好ましい。
本発明の光学機能性フィルム用粘着剤を用いて、例えば、液晶ガラスセル又は位相差板に偏光板を接着させることにより作製した液晶表示装置は、高温高湿環境下でも光漏れが生じにくい上、偏光板と液晶ガラスセルとの接着耐久性に優れている。
また、本発明の光学機能性フィルム用粘着剤は、無アルカリガラスに対する粘着力が、0.2N/25mm以上であることが好ましい。この粘着力が0.2N/25mm以上であれば、偏光板等の光学機能性フィルムを十分な粘着力で、例えば液晶ガラスセルに貼合することができる。より好ましい粘着力は1.0〜50N/25mmである。
また、ポリカーボネートに対する粘着力が、5N/25mm以上であることが好ましい。この粘着力が5N/25mm以上であれば、例えば偏光板を十分な粘着力で位相差板に貼合することができる。
なお、上記粘着力の測定方法については、後に詳述する。
本発明の光学機能性フィルム貼合用粘着剤は、80℃における保持力が、70000秒後のずれ量で200μm以下であることが好ましい。このずれ量が200μm以下であれば、偏光板等の光学機能性フィルムを、例えば液晶ガラスセルに貼合した場合に長期間にわたって良好な貼合状態を保持することができる。このずれ量は、より好ましくは100μm以下である。
なお、上記ずれ量の測定(保持力の測定)方法については、後に詳述する。
本発明の粘着剤は、光学機能性フィルムの貼合用に用いられ、特に、偏光板と液晶ガラスのセル、偏光板と位相差板、位相差板と位相差板又は位相差板と液晶ガラスのセルなどの貼合に好適に使用される。
より具体的には、偏光フィルム単独からなる偏光板に適用して、該偏光板を、例えば液晶ガラスセルに接着させるのに用いることができ、特に偏光フィルムと視野角拡大フィルムとが一体化してなる偏光板に適用し、この偏光板を、例えば液晶ガラスセルに接着させるのに、好ましく用いることができる。
前記偏光フィルムと視野角拡大フィルムとが一体化してなる偏光板としては、例えばポリビニルアルコール系偏光子の両面に、それぞれトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを貼り合わせてなる偏光フィルムの片面に、例えばディスコティック液晶からなる視野角拡大機能層を塗布により設けたもの、あるいは視野角拡大フィルムを接着剤で貼り合わせたものなどを挙げることができる。この場合、粘着剤は、前記視野角拡大機能層又は視野角拡大フィルム側に設ける。
また、図2に示すように偏光板と液晶ガラスセルの間に位相差板がある場合にも、本発明の光学機能性フィルム用粘着剤は好適に使用し得る。すなわち、偏光フィルム単独からなる偏光板と位相差板を本発明の粘着剤で貼合して光学フィルムを製造し、該光学フィルムの位相差板と液晶ガラスセルを粘着剤で貼合するものである。
ここで、偏光板と位相差板を本発明の粘着剤で貼合している場合には、位相差板と液晶ガラスセルを貼合する粘着剤としては本発明の粘着剤以外のものを使用することもでき、特に限定されないが、本発明の粘着剤を用いることがより好ましい。なお、本発明の粘着剤以外の粘着剤としては、例えば、特開平11−131033に開示されるアクリル系共重合体、架橋剤及びシラン化合物からなる粘着剤組成物などが挙げられる。
本発明はまた、偏光板等の光学機能性フィルム上に、前述の本発明の粘着剤からなる層を有する粘着剤付き光学機能性フィルムをも提供する。より具体的には、粘着剤付き偏光板が挙げられ、この偏光板としては、前述したように、偏光フィルム単独からなるものであってもよいが、図1に示すような構成の場合には、偏光フィルムと視野角拡大フィルムとが一体化してなるものが好ましい。
なお、該粘着剤からなる層の厚さは、通常5〜100μm程度、好ましくは10〜50μm、さらに好ましくは10〜30μmである。
この粘着剤付き光学機能性フィルムの製造方法については、偏光板等の光学機能性フィルム上に本発明の粘着剤からなる層が設けられたものが得られる方法であればよく、特に制限はないが、以下に示す本発明の方法によれば、効率よく所望の粘着剤付き光学機能性フィルムを製造することができる。
本発明の方法においては、剥離シートの剥離層上に設けられた粘着性材料層に、偏光板等の光学機能性フィルムを貼合した後、該剥離シート側から活性エネルギー線を、前記粘着性材料層が、前述の所定の特性を有する本発明の粘着剤から構成される層になるように照射することによって、本発明の粘着剤付き光学機能性フィルムが得られる。
前記剥離シートとしては、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フィルム、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンフィルムなどのプラスチックフィルムに、シリコーン樹脂などの剥離剤を塗布し剥離層を設けたものなどが挙げられる。この剥離シートの厚さについては特に制限はないが、通常20〜150μm程度である。
また、粘着性材料及び活性エネルギー線の照射条件については、前述の本発明の光学機能性フィルム貼合用粘着剤において説明したとおりである。
剥離シート上に粘着性材料層を設ける方法としては、例えば、粘着性材料に溶剤を加えて、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などを用いて、粘着性材料をコーティングして塗膜を形成させ、乾燥させる方法を用いることができる。乾燥条件は特に制限されないが、通常50〜150℃で10秒〜10分程度である。また、溶剤としては、例えば、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
また、図2に示すような構成の場合には、偏光板としては、偏光フィルム単独からなるものである場合が多く、偏光板用粘着剤からなる層の厚さは前記と同様である。図2に示すような構成における粘着剤付き偏光板の製造方法についても、上記と同様に偏光板上に本発明の粘着剤からなる層が設けられたものが得られる方法であればよく、特に制限はない。上記した本発明の製造方法によって効率的に製造することができる。
さらに、図2に示すような構成の場合には、2枚の剥離シートの剥離層側に接するように上述の偏光板用粘着剤(光学機能性フィルム貼合用粘着剤)を挟持してなる粘着シートを作製しておき、該粘着シートを用いて偏光板と位相差板を貼合することができる。ここで粘着剤として上記(B)成分を用いる場合には、活性エネルギー線は2枚の剥離シートに粘着性材料を挟持した後に照射してもよいし、一方の剥離シートに粘着性材料層を設け、活性エネルギー線を照射した後に他の剥離シートで挟持してもよい。なお、活性エネルギー線の照射条件は、前述の所定の特性を有する本発明の粘着剤から構成される層になるように選択される。
この2枚の剥離シートに挟持された粘着剤を用いて本発明の光学フィルムを製造する場合には、一方の剥離シートが剥がされ、通常の方法により偏光板あるいは位相差板と貼合される。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、実施例1〜8及び比較例1〜3で得られた粘着剤の性能、粘着剤付き偏光板の性能及び粘着シートの性能を、以下に示す要領で求めた。
(1)粘着剤の貯蔵弾性率
明細書本文に記載の方法に従って、23℃及び80℃における貯蔵弾性率を測定した。
(2)粘着力(無アルカリガラスに対する粘着力)
粘着剤付き偏光板から、25mm幅、100mm長のサンプルを2つ切り出し、剥離シートを剥がして(粘着剤層の厚さ25μm)、無アルカリガラス[コーニング社製「1737」]に貼付したのち、栗原製作所製オートクレーブにて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。その後、23℃、相対湿度50%の環境下で24時間放置したのち、同環境下で、引張試験機(オリエンテック社製テンシロン)を用いて、剥離速度300mm/min、剥離角度180°の条件で粘着力を測定した。
(3)ヘイズ値
粘着剤付きフィルムの剥離シートを剥離除去して、JIS K7105に準拠し、積分球式光線透過率測定装置(日本電色工業製「NDH−2000」)を用いて、拡散透過率(Hd%)と全光線透過率(Ht%)を測定し、下記式にて算出した。
ヘイズ値=Hd/Ht×100
(4)ゲル分率
厚さ25μmの粘着剤を80mm×80mmのサイズにサンプリングして、ポリエステル製メッシュ(メッシュサイズ200)に包み粘着剤のみの重さを精密天秤にて秤量した。このときの重さをM1とする。ソックスレー(抽出器)を用いて酢酸エチル溶剤に粘着剤を浸漬させ、還流を行い16時間処理した。その後粘着剤をとり出し、温度23℃、相対湿度50%の環境下、24時間で風乾させ、さらに80℃のオーブン中にて12時間乾燥させた。乾燥後の粘着剤のみの重さを精密天秤にて秤量した。このときの重さをM2とする。(M2/M1)×100(%)で表される値をゲル分率とする。
(5)粘着剤付き偏光板の耐久性
粘着剤付き偏光板を、裁断装置(荻野精機製作所社製スーパーカッター「PN1−600」)により、233mm×309mmサイズに調整したのち、無アルカリガラス[コーニング社製「1737」]に貼合後、栗原製作所社製オートクレーブにて、0.5MPa、50℃、20分間の条件で加圧した。その後、下記の各耐久条件の環境下に投入し、200時間後に、10倍率ルーペを用いて観察を行い、以下の判定基準で耐久性を評価した。
○:4辺において、外周端部から0.6mm以上の領域に欠点がないもの。
×:4辺のいずれか1辺に、外周端部から0.6mm以上の領域に浮き、剥がれ、発泡、スジなどの0.1mm以上の粘着剤の外観異常欠点があるもの。
<耐久条件>
80℃、90℃、60℃・相対湿度90%環境、
−30℃⇔70℃の各30分のヒートショック試験、200サイクル
(6)保持力
粘着剤付きフィルムから、25mm幅、150mm長のサンプルを切り出し、剥離シートを剥がして(粘着剤層の厚さ25μm)、25mm×25mm(面積)が試験板に接するように貼付したのち、サンプルの上から2kgのローラを速度300mm/minで一往復させて、粘着剤層を試験板に圧着した。その後、23℃、相対湿度50%の環境下で2時間放置し、特開平11−23449号公報に記載の保持力測定装置を用い、荷重を1000gとして、80℃の環境下で、70000秒後におけるずれ量を測定した。試験板としては、JIS−G−4305に規定する厚さ1.5〜2.0mmのSUS−304鋼板を、JIS−R−6253に規定する360番の耐水性研磨紙で長さ方向に均一に研磨したものを使用した。また、保持力測定装置の測定センサーとしては、デジタルインジケーター(株式会社ミツトヨ製「DEGIMATIC INDICATOR」)を使用した。
(7)泣き別れの評価
長尺の粘着シートから、300mm幅、200m長のロール状サンプルを20本作製し、粘着剤層から第2の剥離シートを、剥離速度10m/min又は30m/minで剥がしたときの第1の剥離シートと粘着剤層との間で部分的に剥離する現象(いわゆる泣き別れ)が発生したロール数(X)を求め、泣き別れ発生率(%)を、下記式にて算出した。
泣き別れ発生率=X/20×100
実施例1〜8及び比較例1〜3
第1表に示す組成(固形分)の粘着性材料(a)の酢酸エチル溶液(固形分14質量%)を調製し、剥離シートとしての厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製剥離フィルム[リンテック社製「SP−PET3811」]の剥離層上に、乾燥後の厚さが25μmになるように、ナイフ式塗工機で塗布したのち、90℃で1分間乾燥処理して粘着性材料層を形成した。
次いで、偏光フィルムと視野角拡大フィルムとが一体化した偏光板であるディスコティック液晶層付偏光フィルムのディスコティック液晶層と粘着性材料層とが接するように貼合した。貼合してから30分後に剥離フィルム側から、紫外線(UV)を下記の条件で照射し、粘着剤付き偏光板を作製した。なお、第1表のシリコーンビーズの欄における()内の数値は、粘着剤におけるシリコーンビーズの含有量(質量%)である。
<UV照射条件>
・フュージョン社製無電極ランプ Hバルブ使用
・照度600mW/cm2、光量150mJ/cm2
UV照度・光量計は、アイグラフィックス社製「UVPF−36」を使用した。
また、ヘイズ値と保持力の測定に用いる粘着剤付きフィルムを以下のようにして作製した。上記の酢酸エチル溶液を、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム[東洋紡績社製「コスモシャインA4100」]に、乾燥後の厚さが25μmになるように、ナイフ式塗工機で塗布したのち、90℃で1分間乾燥処理して粘着性材料層を形成した。次いで、剥離シートとしての厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製剥離フィルム[リンテック社製「SP−PET3811」]の剥離層と上記粘着性材料層を貼合し、貼合してから30分後に剥離フィルム側から、上記と同様の条件で紫外線を照射し、粘着剤付きフィルムを作製した。
さらに、粘着シートを以下のようにして作製した。上記の酢酸エチル溶液を、第1の剥離シートとしての厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製剥離フィルム[リンテック社製「SP−PET3811」]の剥離層上に、乾燥後の厚さが25μmになるように、ナイフ式塗工機で塗布したのち、90℃で1分間乾燥処理して粘着性材料層を形成した。
次いで、第2の剥離シートとして厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製剥離フィルム[リンテック社製「SP−PET3801」]を用い、第2の剥離シートの剥離層と上記粘着材料層が接するように貼合した。貼合してから30分後に第1の剥離シート側から、紫外線を上記と同様の条件で照射し、2枚の剥離シートの剥離層側に接するように粘着剤を挟持してなる長尺の粘着シートを作製した。
粘着剤の性能、粘着剤付き偏光板の性能及び粘着シートの性能の評価結果を第2表に示す。
Figure 0004953717
(注)
1)アクリル系共重合体:アクリル酸ブチル及びアクリル酸を、質量比95:5の割合で用い、常法に従って重合してなる、重量平均分子量180万の共重合体
2)多官能アクリレート系モノマー:トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、分子量=423、3官能型(東亜合成社製、商品名「アロニックスM−315」)
3)光重合開始剤:ベンゾフェノンと1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの質量比1:1の混合物、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア500」
4)イソシアネート系架橋剤:トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン社製「コロネートL」)
5)シランカップリング剤:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製「KBM−403」)
6)シリコーンビーズ:真球状シリコーン微粒子(GE東芝シリコーン社製「トスパール145」、平均粒径4.5μm)
Figure 0004953717
7)糊残りが認められる。
本発明の光学機能性フィルム貼合用粘着剤によれば、光学機能性フィルムの接着、より具体的には偏光板、特に視野角拡大フィルムなどと一体化してなる偏光板と液晶セルの接着、偏光板と位相差板の接着、位相差板と位相差板の接着及び位相差板と液晶セルの接着に際して、耐久性よく接着することができるとともに、液晶表示装置において、輝度むらがなく、均一な明るさを得ることができる。また、時間が経過しても粘着層中に発泡が生じることがなく、輝度むらが生じることもない。従って、本発明の粘着剤を用いることで、長期間にわたって、液晶表示装置が輝度むらのない、均一な明るさを保持することができる。また、本発明の粘着剤を2枚の剥離シートで挟持した粘着シートは、いわゆる泣き別れが発生せず、光学機能性フィルムの貼合作業性に優れる。
LCDの構成を示す概略図である。 LCDの構成を示す概略図である。
符号の説明
1,2;液晶表示装置
11,21;偏光板
12,22,25;粘着剤
13,23;ガラス(液晶セル)
24;位相差板

Claims (18)

  1. (A)重量平均分子量が50万以上のアクリル系共重合体及び(B)活性エネルギー線硬化型化合物からなる粘着性樹脂と平均粒径0.1〜20μmの微粒子を含有する粘着剤であって、前記粘着剤における前記微粒子の含有量が1〜40質量%であり、前記粘着性樹脂に前記微粒子を分散させた粘着性材料に活性エネルギー線を照射してなり、23℃における貯蔵弾性率(G’)が、0.3〜15MPaであり、かつヘイズ値が5%以上である光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  2. 80℃における貯蔵弾性率(G’)が、0.3MPa以上である請求項1に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  3. 80℃における貯蔵弾性率(G’)が、0.3〜10MPaである請求項2に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  4. ゲル分率が60%以上である請求項1〜3のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  5. 前記光学機能性フィルムが偏光板及び/又は位相差板であり、偏光板と液晶ガラスセルの貼合、偏光板と位相差板の貼合、位相差板と位相差板の貼合又は位相差板と液晶ガラスセルの貼合に用いられる請求項1〜4のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  6. (B)成分の活性エネルギー線硬化型化合物が、分子量1000未満の多官能(メタ)アクリレート系モノマーである請求項5に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  7. 多官能(メタ)アクリレート系モノマーが環状構造を有する請求項6に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  8. 多官能(メタ)アクリレート系モノマーがイソシアヌレート構造を有する請求項7に記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  9. (A)成分と(B)成分の含有割合が、質量比で100:1〜100:100である請求項1〜8のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  10. 粘着性材料が、さらに(C)成分として架橋剤を含む請求項1〜9のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  11. 粘着性材料が、さらに(D)成分としてシランカップリング剤を含む請求項1〜10のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  12. 偏光板が偏光フィルムと視野角拡大フィルムとが一体化してなるものである請求項1〜11のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  13. 無アルカリガラスに対する粘着力が0.2N/25mm以上である請求項1〜12のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  14. 80℃における保持力が、70000秒後のずれ量で200μm以下である請求項1〜13のいずれかに記載の光学機能性フィルム貼合用粘着剤。
  15. 光学機能性フィルム上に請求項1〜14のいずれかに記載の粘着剤からなる層を有することを特徴とする粘着剤付き光学機能性フィルム。
  16. 剥離シートの剥離層上に設けられた粘着性材料層に光学機能性フィルムを貼合した後、剥離シート側から活性エネルギー線を照射することを特徴とする請求項15に記載の粘着剤付き光学機能性フィルムの製造方法。
  17. 2枚の剥離シートの剥離層側に接するように請求項1〜14のいずれかに記載の粘着剤を挟持してなる粘着シート。
  18. 請求項17に記載の粘着シートを用いて偏光板と位相差板を貼合する光学機能性フィルムの製造方法。
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