JP6584187B2 - 積層体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記粘着剤層は、当該粘着剤層の一方の主面から厚み方向にわたって、粘着剤組成物により本質的に形成されるベース粘着剤領域を、他方の主面から厚み方向にわたって、無機粒子を含む無機粒子含有領域を有し、
前記粘着剤層と前記透明導電体は、前記粘着剤層の前記無機粒子含有領域と、前記透明導電体の透明導電層が接するように積層されており、
前記透明導電層と接する光学調整層が、Na、Al、Li、Mg、Ca、Si、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Zr、及びZnからなる群から選択される1種以上の無機原子を含有する無機物のみから形成されるか、又は、前記無機物と有機物の混合物から形成され、
前記透明導電層と接する光学調整層が、無機物と有機物の混合物から形成される場合は、前記無機物を構成する無機原子の原子数と炭素原子の原子数の比(無機原子/炭素原子)が0.15以上であることを特徴とする積層体に関する。
粘着剤組成物から形成された粘着剤層の一方の主面に、無機粒子を含有する分散液を塗布して、該分散液に含まれる無機粒子を、粘着剤層の一方の主面から厚み方向に浸透させて、前記粘着剤組成物により本質的に形成されるベース粘着剤領域と、無機粒子を含む無機粒子含有領域とを形成する工程、
前記粘着剤層と前記透明導電体を、前記粘着剤層の前記無機粒子含有領域と、前記透明導電体の透明導電層が接するように貼り合せる工程、を有し、
前記透明導電層と接する光学調整層が、Na、Al、Li、Mg、Ca、Si、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Zr、及びZnからなる群から選択される1種以上の無機原子を含有する無機物のみから形成されるか、又は、前記無機物と有機物の混合物から形成され、
前記透明導電層と接する光学調整層が、無機物と有機物の混合物から形成される場合は、前記無機物を構成する無機原子の原子数と炭素原子の原子数の比(無機原子/炭素原子)が0.15以上であることを特徴とする前記積層体の製造方法に関する。
本発明の積層体は、透明基材、少なくとも1層の光学調整層及び透明導電層をこの順に有し、前記光学調整層が前記透明導電層と接している透明導電体、並びに当該透明導電体の透明導電層上に形成された粘着剤層を有し、
前記粘着剤層は、当該粘着剤層の一方の主面から厚み方向にわたって、粘着剤組成物により本質的に形成されるベース粘着剤領域を、他方の主面から厚み方向にわたって、無機粒子を含む無機粒子含有領域を有し、
前記粘着剤層と前記透明導電体は、前記粘着剤層の前記無機粒子含有領域と、前記透明導電体の透明導電層が接するように積層されており、
前記透明導電層と接する光学調整層が、Na、Al、Li、Mg、Ca、Si、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Zr、及びZnからなる群から選択される1種以上の無機原子を含有する無機物のみから形成されるか、又は、前記無機物と有機物の混合物から形成され、
前記透明導電層と接する光学調整層が、無機物と有機物の混合物から形成される場合は、前記無機物を構成する無機原子の原子数と炭素原子の原子数の比(無機原子/炭素原子)が0.15以上であることを特徴とする。
(1−1)透明基材
透明基材2としては、透明性を有するものであればよく、例えば、樹脂フィルムや、ガラス等からなる基材(例えば、シート状やフィルム状、板状の基材等)等が挙げられ、樹脂フィルムが特に好ましい。透明基材2の厚さは、特に限定されないが、10μm〜200μm程度が好ましく、15μm〜150μm程度がより好ましい。
本発明で用いる透明導電体5は、少なくとも1層の光学調整層3を有する。透明導電層と接する光学調整層3は、Na、Al、Li、Mg、Ca、Si、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Zr、及びZnからなる群から選択される1種以上の無機原子を含有する無機物のみから形成されるか、又は、前記無機物と有機物の混合物から形成される。
透明導電層4は、金属酸化物により形成された層であることが好ましい。金属酸化物としては、インジウム、スズ、亜鉛、ガリウム、アンチモン、チタン、珪素、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、パラジウム、タングステンからなる群より選択される少なくとも1種の金属の金属酸化物が好適に用いられる。当該金属酸化物には、必要に応じて、さらに上記群に示された金属原子を含んでいてもよい。これらの中でも、インジウム・スズ酸化物(ITO)であることが好ましい。
本発明で用いる透明導電体5は、透明基材2、少なくとも1層の光学調整層3及び透明導電層4をこの順に有し、かつ、前記透明導電層4は、前記光学調整層3上に直接形成されていればよく、その他の層を含むことを除外するものではない。
(2−1)ベース粘着剤領域
本発明で用いる粘着剤層8は、粘着剤組成物により本質的に形成されるベース粘着剤領域7と、無機粒子を含む無機粒子含有領域6とを有する。ここで、「粘着剤組成物により本質的に形成される」とは、ベース粘着剤領域7中の無機粒子の金属元素の元素比率が1atomic%以下であることを意味し、0.5atomic%以下であることが好ましく、0atomic%である(すなわち、無機粒子を含有しない)ことが特に好ましい。無機粒子の金属元素の元素比率の測定方法は、実施例に記載の方法による。
本発明で用いる粘着剤層8の無機粒子含有領域6を構成する無機粒子は、特に限定されるものではないが、ベース粘着剤層7よりも屈折率が高い高屈折率粒子を含むことが好ましい。
前記無機粒子含有領域6とベース粘着剤領域7により構成される粘着剤層8の、無機粒子に含まれる金属元素と炭素の元素比率(金属元素/炭素)が0.01〜0.20であることが好ましく、0.05〜0.15であることがより好ましく、0.07〜0.13であることがより好ましい。無機粒子に含まれる金属元素と炭素の元素比率が前記範囲にあることで上記範囲を下回ると、透明導電層にクラックが発生するおそれがあり、上記範囲を上回ると、粘着力の低下や、パターン化された透明導電層の視認性が上がる可能性がある。ここで、無機粒子に含まれる金属元素と炭素の元素比率とは、具体的には、例えば、無機粒子がZrO2の場合、ZrとCの元素比率(Zr/C)を示すものである。また、無機粒子が複数の金属元素を含む場合は、全ての金属元素と炭素の比である。無機粒子含有領域6における金属元素と炭素の元素比率は、ESCAで元素比率のデプスプロファイルを測定することで求めることができる。すなわち、無機粒子含有領域6に含まれる金属元素の元素比率を、深さ方向に対してプロットし、無機粒子含有領域6に該当する深さ範囲(すなわち、金属元素の元素比率が1atomic%以上になる深さ範囲)において、各元素の元素比を積分し、金属元素の積分値と炭素の積分値の比として算出した値をここでは採用することとする。
本発明の積層体の製造方法は、
透明基材、少なくとも1層の光学調整層及び透明導電層をこの順に有し、前記光学調整層が前記透明導電層と接している透明導電体を準備する工程、
粘着剤組成物から形成された粘着剤層の一方の主面に、無機粒子を含有する分散液を塗布して、該分散液に含まれる無機粒子を、粘着剤層の一方の主面から厚み方向に浸透させて、前記粘着剤組成物により本質的に形成されるベース粘着剤領域と、無機粒子を含む無機粒子含有領域とを形成する工程、
前記粘着剤層と前記透明導電体を、前記粘着剤層の前記無機粒子含有領域と、前記透明導電体の透明導電層が接するように貼り合せる工程、を有し、
前記透明導電層と接する光学調整層が、Na、Al、Li、Mg、Ca、Si、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Zr、及びZnからなる群から選択される1種以上の無機原子を含有する無機物のみから形成されるか、又は、前記無機物と有機物の混合物から形成され、
前記透明導電層と接する光学調整層が、無機物と有機物の混合物から形成される場合は、前記無機物を構成する無機原子の原子数と炭素原子の原子数の比(無機原子/炭素原子)が0.15以上であることを特徴とする。
(アクリル系オリゴマー(A−1)の作製)
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ジシクロペンタニルメタクリレート(DCPMA)60重量部、メチルメタクリレート(MMA)40重量部、連鎖移動剤としてのα−チオグリセロール3.5重量部、及び重合溶媒としてのトルエン100重量部を仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を70℃付近に保って1時間撹拌した。次に、重合開始剤としての2,2−アゾビスイソブチロニトリル0.2重量部を前記4つ口フラスコに投入し、70℃で2時間反応させ、続いて、80℃で2時間反応させた。その後、反応液を130℃の温度雰囲気下に投入し、トルエン、連鎖移動剤及び未反応モノマーを乾燥除去して、固形状のアクリル系オリゴマー(A−1)を得た。このアクリル系オリゴマー(A−1)の重量平均分子量(Mw)は、5.1×103であった。
アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA)68重量部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)14.5重量部、及びアクリル酸2−ヒドロキシエチル(HEA)17.5重量部から構成されるモノマー成分に、さらに、光重合開始剤(商品名:イルガキュア184、BASF製)0.035重量部、及び光重合開始剤(商品名:イルガキュア651、BASF製)0.035重量部を配合した後、粘度(計測条件:BH粘度計No.5ローター、10rpm、測定温度:30℃)が約20Pa・sとなるまで紫外線を照射して、上記モノマー成分の一部が重合したプレポリマー組成物(A−2)を得た。
(粘着剤シートの製造)
製造例1で得られた粘着剤層Aの一方の剥離フィルムを剥離した。露出した粘着剤層の表面に、ジルコニア粒子(ZrO2、屈折率:2.17、一次粒子径:20nm)を含有する塗布用分散液(分散媒:エタノール、粒子濃度:1.5重量%、分散液の透過率:75%、CIKナノテック(株)製)を、無機粒子含有領域の平均厚さが200nmになるように、バーコーターRDS No.5を用いて塗布し、110℃の乾燥オーブンで180秒間乾燥させた。次いで、ジルコニア(ZrO2)粒子が分散された粘着剤表面に、PET剥離シートを貼り合せて、粘着剤シートを得た。無機粒子含有領域表面の屈折率は、1.68であり、得られた粘着剤層における、ZrとCの元素比率(Zr/C)は0.07であった。得られた粘着剤層の元素比率のデプスプロファイルを取得した所、Zrの元素比率は深さ方向でピークを持たず、粘着剤層表面(無機粒子含有領域表面)から粘着剤層の内部に向かって、単調に減少していることが分かった。減少率は、0.20atomic%/nm(厚さはSiO2換算)であった。また、ベース粘着剤領域中の無機粒子の金属元素比率は0atomic%であった。なお、ジルコニア粒子の平均一次粒子径は、TEM観察により計測した。
厚さ50μmのPETフィルムからなる透明フィルム基材(屈折率:1.65)の両面に、ハードコート層形成用塗布液として紫外線硬化型アクリル樹脂(屈折率:1.52)を乾燥後の厚さが2.0μmとなるように塗布し、80℃で3分間加熱することにより塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて、積算光量200mJ/cm2の紫外線を照射することで、ハードコート層(屈折率:1.52)を形成した(ハードコート層を有するPETフィルム)。
なお、スパッタリング条件は、以下の通りであった。
ターゲット材料:酸化スズ濃度10質量%のITO
ガス:ArおよびO2(O2流量比:0.1%(/Ar及びO2の合計流量))
気圧:0.4Pa
前記得られた粘着剤シートの無機粒子含有領域側の剥離シートを剥離し、前記得られた透明導電体のパターニングされたITO層面に、前記粘着剤層の無機粒子含有領域が接するように、透明導電体と粘着剤層を積層して、積層体を得た。
粘着剤層の無機粒子含有領域の膜厚を500nmとすること以外は実施例1と同様の手法で、透明導電体と粘着剤層の積層体を作製した。
実施例1と同様の方法により、ハードコート層を片面のみに有するPETフィルムを準備した。続いて、紫外線硬化型アクリル樹脂(屈折率:1.52)に対して、酸化ジルコニウムのナノ粒子(平均粒径:10nm)を配合して、屈折率が1.65となるように調整した高屈折率ハードコート層形成用塗布液を調整した。次に、ハードコート層を有するPETフィルムの一方のハードコート層とは逆面に前記高屈折率ハードコート層形成用塗布液を乾燥後の厚さが300nmとなるように塗布し、80℃で3分間加熱することにより塗膜を乾燥させた。その後、高圧水銀ランプにて、積算光量200mJ/cm2の紫外線を照射することで、高屈折率ハードコート層を形成した。
なお、スパッタリング条件は、以下の通りであった。
ターゲット材料:Si
ガス:ArおよびO2:(O2流量比30%(/Ar及びO2の合計流量))
減圧度:0.2Pa
粘着剤層の無機粒子含有領域の膜厚を500nmとすること以外は実施例3と同様の手法で、透明導電体と粘着剤層の積層体を作製した。
メラミン樹脂:アルキド樹脂:有機シラン縮合物を、固形分で2:2:1の重量比で含む熱硬化型樹脂組成物を、固形分濃度が8重量%となるようにメチルエチルケトンで希釈した。この溶液を、厚さ50μmのPETフィルムの一方主面に塗布し、150℃で2分間加熱硬化させ、膜厚30nm、屈折率1.54の第1アンダーコート層を形成した。
粘着剤層の無機粒子含有領域の膜厚を500nmとすること以外は比較例1と同様の手法で、透明導電体と粘着剤層の積層体を作製した。
実施例1において、製造例1で得られた粘着剤層Aを粘着シートとして用いた(すなわち、比較例3の粘着剤層には無機粒子含有領域を有さない)以外は、実施例1と同様にして、透明導電体の透明導電層と積層した。
比較例1において、製造例1で得られた粘着剤層Aを粘着シートとして用いた(すなわち、比較例4の粘着剤層には無機粒子含有領域を有さない)以外は、比較例1と同様にして、透明導電体の透明導電層と積層した。
実施例及び比較例で得られた粘着シートの平均表面屈折率を、分光エリプソメーター(商品名:EC−400、JA.Woolam製)を用いてナトリウムD線(589nm)における屈折率を測定した。実施例及び比較例1、2の粘着シートでは、両面の剥離シートを剥離して、粒子を塗布してない面に黒板を貼り合せた状態で、粒子が塗布されている面の平均屈折率を測定した。比較例3、4の粘着シートでは、両方の剥離シートを剥離して、一方の面に黒板を貼り合せた状態で、粘着剤層表面の平均屈折率を測定した。
粘着剤層の深さ方向の断面を調整し、TEM観察を行った。得られたTEM像から無機粒子含有領域の厚さの測定を計測した。無機粒子含有領域の厚みは、ベース粘着剤層と無機粒子含有領域との界面の凹凸の平均値とし、ベース粘着剤層との界面の判断が困難な場合には、表面TEM像を画像処理ソフト(ImageJ)で二値化画像処理し、ナノ粒子の90%が存在する領域の深さを調整層の厚みとした。
粘着剤層の無機粒子含有領域表面を、FE−SEMを用いて、加速電圧2kV、観察倍率500倍、2,000倍、5,000倍で観察した。得られた表面SEM画像を画像処理ソフト(ImageJ)で二値化画像処理することで、長辺23μm、短辺18μmの長方形領域における全体面積に対する面積として、高屈折率粒子の占める面積比率(%)を求めた。
下記の条件にてX線光電子分光法(ESCA:Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)を実施して、デプスプロファイルを取得した。
測定装置:Quantera SMX、アルバック・ファイ社製
X線源:モノクロAlKα
X Ray setting:200μmφ、15kV、26W
光電子取り出し角:試料表面に対して45°
帯電中和条件:電子中和銃とArイオン銃(中和モード)の併用
結合エネルギー:C1sスペクトルのC−C結合由来のピークを285.0eVに補正 Arイオン銃の加速電圧:1kV
Arイオン銃のエッチング速度:2nm/分(SiO2換算)
エッチング面積:2mm×2mm
デプスプロファイルの光学調整層に該当する領域において、無機原子の元素比率(光学調整層に含まれる全元素(但し、H、Heを除く)に対する無機原子の元素比率)が最も高くなる深さにおける、(無機原子/炭素原子)の原子数比をここでは採用した。
前記<透明導電層に接する光学調整層における(無機原子/炭素原子)の原子数比の測定方法>と同様の手法で、粘着剤層中の金属元素の元素比率のデプスプロファイルを作成した。デプスプロファイルの無機粒子含有領域に該当する深さ(すなわち、金属元素の元素比率が1atomic%以上となる領域)において、元素比率の深さ方向での積分値を元素ごとに算出し、その積分値の金属元素/炭素の比を算出し、元素比率を算出した。
前記<透明導電層に接する光学調整層における(無機原子/炭素原子)の原子数比の測定方法>と同様の手法で、ベース粘着剤層領域に含まれる全元素(但し、H、Heを除く)に対する無機粒子の金属元素比率を算出した。
上記のデプスプロファイルの、深さ方向に対する金属元素のプロットの傾き(atomic%/nm)を、最小二乗法を用いて算出した。
まず、作製した透明導電体を6cm×6cmで切り出し、透明導電層の表面に幅1mmのポリイミドテープを10mm間隔でストライプ状に面内に3本貼付した。続いて、この状態で50℃、10質量%の塩酸(HCl)に含浸させ、透明導電層をエッチングした。その後、ポリイミドテープを透明導電体から剥がし、150℃で、30分間で乾燥させた後、厚さ700μmのガラス板に、実施例及び比較例で得られた粘着剤層を用いて貼付した。粘着剤層が無機粒子含有領域を持つ場合(実施例、比較例1、2)は、透明導電層に接する側に無機粒子含有領域が接するように貼付した。この状態で、138℃、95%R.H.環境下(エスペック(株)製のHAST CHAMBER EHS−411(M)を使用)へ一定時間放置し、その後、レーザー顕微鏡で20倍の倍率で透明導電層にクラック(損傷)が発生していないかを観察し、クラック発生までの時間を測定した。
実施例及び比較例で得られた粘着シートから、長さ100mm、幅20mmのシート片を切り出した。次いで、実施例及び比較例1、2のシート片では、無機粒子含有領域と反対側の剥離シートを剥離し、PETフィルム(商品名:ルミラーS−10、厚さ:25μm、東レ(株)製)を貼付(裏打ち)した。また、比較例3、4のシート片では、一方の剥離シートを剥離して、PETフィルム(商品名:ルミラーS−10、厚さ:25μm、東レ(株)製)を貼付(裏打ち)した。次に、他方の剥離シートを剥離して、試験板としてのガラス板(商品名:ソーダタイムガラス#0050、松浪硝子工業(株)製)に、2kgローラー、1往復の圧着条件で圧着し、試験板/粘着剤層/PETフィルムから構成されるサンプルを作製した。
得られたサンプルを、オートクレーブ処理(50℃、0.5MPa、15分)し、その後、23℃、50%R.H.の雰囲気下で30分間放冷した。放冷後、引張試験機(装置名:オートグラフAG−IS、(株)島津製作所製)を用い、JIS Z0237に準拠して、23℃、50%R.H.の雰囲気した、引張速度300mm/分、剥離角度180°の条件で、試験板から粘着シート(粘着剤層/PETファイルム)を引き剥がし、180°引き剥がし接着力(N/20mm)を測定した。
2 透明基材
3 光学調整層
4 透明導電層
5 透明導電体
6 無機粒子含有領域(屈折率調整層)
7 ベース粘着剤領域
8 粘着剤層
9 無機粒子
10 分散液
Claims (13)
- 透明基材、少なくとも1層の光学調整層及び透明導電層をこの順に有し、前記光学調整層が前記透明導電層と接している透明導電体、並びに当該透明導電体の透明導電層上に形成された粘着剤層を有する積層体であって、
前記粘着剤層は、当該粘着剤層の一方の主面から厚み方向にわたって、粘着剤組成物により本質的に形成されるベース粘着剤領域を、他方の主面から厚み方向にわたって、無機粒子を含む無機粒子含有領域を有し、
前記粘着剤層と前記透明導電体は、前記粘着剤層の前記無機粒子含有領域と、前記透明導電体の透明導電層が接するように積層されており、
前記透明導電層と接する光学調整層が、Na、Al、Li、Mg、Ca、Si、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Zr、及びZnからなる群から選択される1種以上の無機原子を含有する無機物のみから形成されるか、又は、前記無機物と有機物の混合物から形成され、
前記透明導電層と接する光学調整層が、無機物と有機物の混合物から形成される場合は、前記無機物を構成する無機原子の原子数と炭素原子の原子数の比(無機原子/炭素原子)が0.15以上であることを特徴とする積層体。 - 前記透明導電層が、インジウム・スズ酸化物を含むことを特徴とする請求項1に記載の積層体。
- 前記無機粒子が、前記粘着剤組成物よりも高屈折率であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記無機粒子が、ジルコニア粒子を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
- 前記光学調整層が、本質的に前記無機物から形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の積層体。
- 前記無機粒子含有領域の平均厚みが、20nm〜600nmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の積層体。
- 前記無機粒子含有領域に含まれる金属元素と炭素の元素比率(金属元素/炭素)が0.07〜0.13であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の積層体。
- 前記粘着剤層における前記無機粒子の濃度分布が、当該粘着剤層の透明導電層と接する側の表面から、他方の表面へ向けて、略連続的に減少していくことを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の積層体。
- 前記無機粒子の減少率が、0.09〜0.20atomic%/nmであることを特徴とする、請求項8に記載の積層体。
- 前記無機物が、無機酸化物であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の積層体。
- 前記無機酸化物が、酸化ケイ素であることを特徴とする請求項10に記載の積層体。
- 前記透明導電層が、パターニングされていることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の積層体。
- 透明基材、少なくとも1層の光学調整層及び透明導電層をこの順に有し、前記光学調整層が前記透明導電層と接している透明導電体を準備する工程、
粘着剤組成物から形成された粘着剤層の一方の主面に、無機粒子を含有する分散液を塗布して、該分散液に含まれる無機粒子を、粘着剤層の一方の主面から厚み方向に浸透させて、前記粘着剤組成物により本質的に形成されるベース粘着剤領域と、無機粒子を含む無機粒子含有領域とを形成する工程、
前記粘着剤層と前記透明導電体を、前記粘着剤層の前記無機粒子含有領域と、前記透明導電体の透明導電層が接するように貼り合せる工程、を有し、
前記透明導電層と接する光学調整層が、Na、Al、Li、Mg、Ca、Si、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Zr、及びZnからなる群から選択される1種以上の無機原子を含有する無機物のみから形成されるか、又は、前記無機物と有機物の混合物から形成され、
前記透明導電層と接する光学調整層が、無機物と有機物の混合物から形成される場合は、前記無機物を構成する無機原子の原子数と炭素原子の原子数の比(無機原子/炭素原子)が0.15以上であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の積層体の製造方法。
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