特許第6105412号(P6105412)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6105412フラットパネルディスプレイ用粘着テープ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6105412
(24)【登録日】2017年3月10日
(45)【発行日】2017年3月29日
(54)【発明の名称】フラットパネルディスプレイ用粘着テープ
(51)【国際特許分類】
   C09J 7/02 20060101AFI20170316BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20170316BHJP
【FI】
   C09J7/02 B
   G09F9/00 342
【請求項の数】3
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2013-139445(P2013-139445)
(22)【出願日】2013年7月3日
(65)【公開番号】特開2015-13909(P2015-13909A)
(43)【公開日】2015年1月22日
【審査請求日】2016年4月13日
(73)【特許権者】
【識別番号】591000506
【氏名又は名称】早川ゴム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 功作
(72)【発明者】
【氏名】村上 博文
(72)【発明者】
【氏名】藤田 和也
【審査官】 菅野 芳男
(56)【参考文献】
【文献】 特開2012−184322(JP,A)
【文献】 特開2012−072299(JP,A)
【文献】 特開昭58−180090(JP,A)
【文献】 特開2011−126962(JP,A)
【文献】 特開2013−023526(JP,A)
【文献】 特開2013−028728(JP,A)
【文献】 特開2005−309071(JP,A)
【文献】 特開2005−306996(JP,A)
【文献】 特開2012−246394(JP,A)
【文献】 特開2007−126569(JP,A)
【文献】 特開2007−163518(JP,A)
【文献】 特開2009−138155(JP,A)
【文献】 特開2012−131998(JP,A)
【文献】 特開2002−235059(JP,A)
【文献】 特開2006−010931(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0164394(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09J 7/02
G09F 9/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フラットパネルディスプレイを筐体に接合する際に用いられるフラットパネルディスプレイ用粘着テープにおいて、
テープ幅0.7mm以下の額縁形状とされ、上記フラットパネルディスプレイの接合面に粘着する粘着層を有し、
上記粘着層の厚みは、100μm以上に設定され、
上記粘着層の表面粗さは、算術平均粗さが0.1μm以下であり、かつ、十点平均粗さが1.5μm以下であり、
厚み100μmで幅25mmに形成された上記粘着層をステンレス板表面に圧着した場合、180度剥離強度が50N以上であり、かつ、剥離状態が界面剥離であり、
厚み100μmの上記粘着層のダンベル形状3号における25%伸びでの引張強度が0.5MPa以上1.0MPa以下の範囲にあることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用粘着テープ。
【請求項2】
請求項1に記載のフラットパネルディスプレイ用粘着テープにおいて、
0.5mm幅の上記粘着テープを50mm×100mmの2枚の板材の周縁部間に配置して当該2枚の板材を上記粘着テープで接合し、マイナス20℃まで冷却した状態で、水平に配置して上方の板を固定し、デュポン式衝撃試験の落下重り300gを下方の板に落下させた際、該重りの落下距離が30cmとなるまで上記下方の板が上方の板から剥離しない接合強度を有していることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用粘着テープ。
【請求項3】
請求項1に記載のフラットパネルディスプレイ用粘着テープにおいて、
厚み100μmの上記粘着層のダンベル形状3号における1000%伸びでの引張強度が3.0MPa以上6.0MPa以下の範囲にあることを特徴とする粘着テープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばスマートフォン等の機器に用いられるフラットパネルディスプレイと、筐体(機器の主要部品を収容するプラスチックや金属の器)とを接合する際に用いられるフラットパネルディスプレイ用粘着テープに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、例えばスマートフォンやタブレット端末、カメラ、携帯型音楽プレーヤー等の電子機器は、フラットパネルディスプレイと、CPUや充電池等を収容する筐体とを備えており、これらフラットパネルディスプレイ及び筐体は粘着テープによって接合されているのが一般的な構成となっている。
【0003】
そして、フラットパネルディスプレイと筐体とを接合して最終製品に仕上げる際に用いられる粘着テープとしては、筐体の接合面への追従性、フラットパネルディスプレイと筐体との間の防水性の確保、落下時等の衝撃吸収のために、発泡体基材の両面に粘着層を設けた両面粘着テープが用いられている(例えば、特許文献1〜3参照)。
【0004】
特許文献1には、発泡体基材の両面に粘着層を有する両面粘着テープにおいて、発泡体基材として、25%圧縮強度が40〜160kPa、引張強度が300〜500N/cmの範囲にあるものを使用し、これにより、剛体同士の接合に対しても両面粘着テープと被着体との間の密着性を向上させ、筐体内への水の浸入を防止することが開示されている。
【0005】
特許文献2には、発泡体基材の両面に粘着層が設けられており、総厚みを250μm以下とし、引張強さを0.5〜20MPaの範囲にすることで、防水性(止水性)及び加工性に優れる両面粘着テープとすることが開示されている。
【0006】
特許文献3には、発泡体基材の両面に粘着層を有する両面粘着テープであって、発泡体基材の層間強度を12N/cm以上とし、25%圧縮強度を30〜170kPaとし、粘着層が、炭素数4〜12の(メタ)アクリレート及びカルボキシル基を有するビニルモノマーをモノマー成分として有するアクリル系共重合体と、重合ロジンエステル系粘着付与樹脂とを含有するアクリル系粘着剤組成物からなる両面粘着テープが開示されている。さらに、特許文献3には、剛体同士の貼り合わせに際しても両面粘着テープと被着体との間の密着性を高め、リワーク適性や再剥離性を実現でき、さらには水の浸入を効果的に防止できることも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2009−108314号公報
【特許文献2】特開2010−155969号公報
【特許文献3】特開2010−260880号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、特許文献1〜3の両面粘着テープによれば、基材が発泡体で非常に柔軟なため、フラットパネルディスプレイにおける筐体との接合面や、筐体におけるフラットパネルディスプレイとの接合面の凹凸に追従しやすいという利点がある。
【0009】
しかしながら、以下の問題があった。
【0010】
すなわち、フラットパネルディスプレイへの要求事項として、外寸を変えることなく、有効表示領域をできるだけ拡大したい、いわゆる狭額縁化したいという強い要求があるため、自ずと筐体への接合面の幅が狭くなる。接合面の幅が狭くなるということは、それに対応して粘着テープの幅も狭くしなければならない。粘着テープの要求幅としては、例えば1.0mm以下、例えば0.7mm以下の場合もある。
【0011】
ところが、特許文献1〜3の基材は、追従性を確保する観点から独立気泡構造の発泡体としている。粘着テープの基材における筐体等との接合面に対応する部分には独立気泡が開口した状態で存在することになり、その開口幅は200μm〜600μm、あるいはそれ以上になることもあり、大きさがまちまちである。したがって、例えば粘着テープの幅を1.0mmよりも狭くすると、単位面積当たりの接合面に対応する部分に開口する独立気泡の開口数が多くなり、また、接合面の幅よりも独立気泡の開口幅の方が広くなる可能性が高まる。このことは接合強度の低下、及び防水性能の急激な低下を意味する。
【0012】
また、特許文献1〜3では、基材が発泡体であるため、粘着層が形成される基材面に独立気泡の開口が存在することになり、その結果、粘着層の平滑性が低くなる。また、価格を安く抑えるために安価な紙のセパレーターを使用した場合にも粘着層の平滑性が低くなる。このため、フラットパネルディスプレイや筐体の接合面が平滑な場合には、その接合面に粘着層を密着させるために大きな圧力が必要となる。
【0013】
さらに、一般的にはフラットパネルディスプレイと筐体とを接合した後、機器の良否判定を行うが、このとき、フラットパネルディスプレイと筐体のどちらかが不良の場合、フラットパネルディスプレイを筐体から剥離して修理を行うのがコストの面から好ましい。
【0014】
しかし、発泡体基材の場合、剥離力を加えた際、独立気泡が存在していることから発泡体基材が凝集破壊しやすく、フラットパネルディスプレイと筐体の両方の接合面に発泡体基材や粘着層が残り、その除去が非常に困難である。
【0015】
この点、特許文献3では、リワーク性が良好と記載されているが、発泡体基材の粘着テープなので、発泡体基材が凝集破壊しやすいことには変わりなく、指で粘着テープを引っ張るだけでフラットパネルディスプレイや筐体の接合面から破断することなく完全に剥がすことができるものではない。
【0016】
また、一般のアクリル系粘着剤は凝集力を向上させるために架橋させているので、発泡体基材から分離して粘着剤をリサイクルすることは困難であり、例えば額縁状にカットしたときに、その内側にできる大きな抜きカスは廃棄するしか方法がなく、資源の有効活用ができない。
【0017】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、幅が0.7mm以下の狭額縁状にしても接合面に簡単に馴染むようにして十分な接合強度と防水性を確保することにある。
【0018】
さらに、上記の課題を解決した上で、従来のものよりもリワークが完全に、かつ、容易に行えるようにし、また、額縁状にカットした際に出る抜きカスをリサイクルして資源を有効活用することができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記目的を達成するために、本発明者らが鋭意研究した結果、以下のような構成を備えた粘着テープであれば上記課題を解決できることを見いだし、本発明に至った。
【0020】
第1の発明は、
フラットパネルディスプレイを筐体に接合する際に用いられるフラットパネルディスプレイ用粘着テープにおいて、
テープ幅0.7mm以下の額縁形状とされ、上記フラットパネルディスプレイの接合面に粘着する粘着層を有し、
上記粘着層の厚みは、100μm以上に設定され、
上記粘着層の表面粗さは、算術平均粗さが0.1μm以下であり、かつ、十点平均粗さが1.5μm以下であり、
厚み100μmで幅25mmに形成された上記粘着層をステンレス板表面に圧着した場合、180度剥離強度が50N以上であり、かつ、剥離状態が界面剥離であり、
厚み100μmの上記粘着層のダンベル形状3号における25%伸びでの引張強度が0.5MPa以上1.0MPa以下の範囲にあることを特徴とする。
【0021】
この構成によれば、各辺の幅が0.7mm以下の狭額縁形状の粘着テープとなる。そして、粘着層の厚みが100μm以上あるので、粘着層が十分に変形してフラットパネルディスプレイ及び筐体の接合面の形状に容易に追従して馴染みやすい。
【0022】
また、粘着層の表面粗さを、算術平均粗さで0.1μm以下とし、十点平均粗さで1.5μm以下として十分に平滑な面としている。これにより、粘着層の表面粗さが、従来例の粘着テープの粘着層の表面粗さに比べて10倍程度平滑であるため、平滑な面に容易に馴染む。よって、十分な接合強度と防水性を確保することが可能になる。
【0023】
また、テープ幅0.7mm以下の狭額縁形状とした場合の具体的な接合強度として、従来から一般に使用されている発泡体基材を有する粘着テープの幅1mm以上の接合強度と同等以上の接合強度が確保される。また、剥離時には界面剥離の状態となるため、粘着層の一部がフラットパネルディスプレイや筐体に残ることはなく、リワークが容易である。
【0024】
さらに、25%伸びでの引張強度を0.5MPa以上1.0MPa以下の範囲にしたことで、粘着層が適度な柔軟性を持つことになり、フラットパネルディスプレイ及び筐体の接合面の形状に良好に追従する。
【0025】
の発明は、第1の発明において、
0.5mm幅の上記粘着テープを50mm×100mmの2枚の板材の周縁部間に配置して当該2枚の板材を上記粘着テープで接合し、マイナス20℃まで冷却した状態で、水平に配置して上方の板を固定し、デュポン式衝撃試験の落下重り300gを下方の板に落下させた際、該重りの落下距離が30cmとなるまで上記下方の板が上方の板から剥離しない接合強度を有していることを特徴とする。
【0026】
この構成によれば、常温及び低温での衝撃を粘着層で十分に吸収することが可能になるので、本発明に係る粘着テープを使用して製造された製品が衝撃を受けたり、落下した場合にもフラットパネルディスプレイの剥離を抑制して信頼性を高めることが可能になる。
【0027】
の発明は、第1の発明において、
厚み100μmの上記粘着層のダンベル形状3号における1000%伸びでの引張強度が3.0MPa以上6.0MPa以下の範囲にあることを特徴とする。
【0028】
この構成によれば、粘着層がゴム弾性を有することになるので、リワーク時の途中で粘着層が破断することなく、フラットパネルディスプレイや筐体の接合面から綺麗に剥離する
【発明の効果】
【0029】
第1の発明によれば、フラットパネルディスプレイで要求の高い幅0.7mm以下の狭額縁に対応できる。そして、粘着層の厚みが100μm以上あるので、フラットパネルディスプレイや筐体の接合面にある凹凸に粘着層が十分追従し、また、表面が滑らかであるため、平滑な接合面に対しては容易に馴染ませることができる。これにより、粘着強度を十分に高めることができるとともに、安定して高い防水性能を確保することができる。
【0030】
また、従来困難であった幅0.7mm以下の狭額縁形状においても一般の発泡体基材の粘着テープと同等以上の接合強度を得ることができる。また、25%伸びでの引っ張り強度を所定の範囲に設定したので、粘着層が一般の粘着テープほど柔らかすぎず、かつ、フラットパネルディスプレイや筐体に追従できないほど硬くないため、弱いクランプ圧力でフラットパネルディスプレイや筐体に追従させることができ、粘着強度を十分に高めることができるとともに、安定して高い防水性能を確保することができる。さらに、剥離時にはフラットパネルディスプレイや筐体に粘着テープの一部が残ってしまうことなく、リワークも良好に行うことができる。
【0031】
の発明によれば、一般の発泡基材の粘着テープよりも低温でのデュポン衝撃試験の結果が良好であり、本発明に係る粘着テープを使用して製造された製品が衝撃を受けたり、落下した場合に粘着層がそのときの衝撃を吸収できるので、フラットパネルディスプレイの剥離を抑制して信頼性を高めることができる。
【0032】
の発明によれば、粘着層が1000%伸びた段階でも十分な引っ張り強度を有しているので、リワーク時に粘着テープを指で引き剥がしても途中で破断することがなく、フラットパネルディスプレイや筐体から綺麗に剥離できる
【図面の簡単な説明】
【0033】
図1】本発明の実施形態に係るスマートフォンの分解図である。
図2】フラットパネルディスプレイ用粘着テープの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0035】
図1は、本発明の実施形態に係るフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を使用して製造されるスマートフォン1の分解斜視図である。このスマートフォン1は、液晶表示パネルや有機ELパネル等を備えたフラットパネルディスプレイ20と、筐体30と、フラットパネルディスプレイ20及び筐体30を接合するためのフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10とを備えている。
【0036】
フラットパネルディスプレイ20における筐体30への接合部分は、例えば樹脂板やガラス板で構成されている。この実施形態では、フラットパネルディスプレイ20の外寸を変えることなく、有効表示領域を拡大した、いわゆる狭額縁化のフラットパネルディスプレイ20が採用されている。ここで、額縁部とは、液晶素子等に接続される端子等がフラットパネルディスプレイ20の表面側から見えないように、フラットパネルディスプレイ20の周縁部を濃い色(例えば黒)で着色した部分である。本実施形態では、フラットパネルディスプレイ20の額縁部の幅を0.7mmに設定しているが、これに限られるものではなく、0.7mm以下であればよく、例えば0.6mmや0.5mm、0.4mmに設定してもよい。
【0037】
尚、フラットパネルディスプレイ20は、上記したパネルに限られるものではなく、各種表示デバイスを用いることができる。このフラットパネルディスプレイ20にはタッチパネルセンサを配設することもできる。
【0038】
また、筐体30は、例えば制御装置、スピーカ、カメラ、充電池等(いずれも図示せず)を収容するための箱形容器であり、例えば樹脂や金属等で構成することができる。
【0039】
この実施形態の説明では、スマートフォン1の場合について説明するが、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10は、例えば、タブレット端末、カメラ、携帯型音楽プレーヤー等を製造する場合にも使用することができ、フラットパネルディスプレイ及び筐体を有する各種電子機器が本発明の適用対象である。
【0040】
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10は、図2に示すように、4つの辺を有する矩形の額縁形状であり、この形状は、フラットパネルディスプレイ20の額縁部の形状と一致している。フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の各辺の幅、すなわち、テープ幅Aは0.7mm以下である。テープ幅Aは、上記フラットパネルディスプレイ20の額縁部の各辺の幅と略同じに設定されているので、額縁部の各辺の幅に合わせればよい。フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10は、フラットパネルディスプレイ20の接合面に粘着する粘着層のみで構成された単層構造を有している。この単層構造であっても両面粘着テープとなる。
【0041】
尚、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10は、基材の両面に100μm以上の粘着層を設けた両面粘着テープとしてもよい。ここで、基材が従来例のような発泡層の場合は、前述した理由で狭額縁形状とした場合に防水性と接合強度が著しく低下して好ましくない。本実施形態では、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPP(ポリプロピレン)のように硬く密度の高い基材を使用する。この場合には、単層構造よりもダイカット性に優れるが、この基材が絶縁層になって、たとえ両面に100μmの粘着層を設けてフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の厚みを200μm以上にしても、実質的に100μmの粘着層の効果(接合面への追従性)しか得られなくなる。つまり、硬い基材にすると変形しにくくなってフラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面に対する追従性が低下するので、両面の粘着層の厚みをそれぞれ100μm以上とするのが好ましい。
【0042】
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の粘着層を単層構造とする場合には、粘着層の厚みを100μm以上とする。また、粘着層は、エラストマーを主成分とした気泡を含まない層である。
【0043】
従来例の発泡体基材の両面粘着テープの場合は、上述したように発泡体基材中の独立発泡の大きさは200μmから600μm、それ以上の場合もあり、その大きさはまちまちである。したがって、例えば粘着テープの幅を1.0mmよりも狭くすると、単位面積当たりの接合面に現れる独立気泡の開口数が多くなる。このことは、発泡体基材の強度が著しく低下することを意味する。また、接合面の幅よりも独立気泡の開口幅の方が広くなる可能性が高く、独立気泡が水道となってしまい、防水性が確保できなくなる恐れもある。
【0044】
さらに、従来例発泡体基材の両面粘着テープでは、狭額縁状にカットされた場合、粘着テープの外面に開口する独立気泡の数が増えて発泡体基材の強度が低下するとともに、外圧に対する抵抗力が著しく低下し、水圧が作用した際に漏水しやすくなる。また、剥離力が作用した際に発泡体基材が破壊されやすくなるという欠点もあった。
【0045】
これに対し、本実施形態では、粘着層がエラストマーを主成分とした気泡を含まないもの(ソリッド構造)である。このため、テープ幅Aが0.7mm以下の狭額縁状にダイカットした場合でも、外面に開口する気泡がないので、外圧に対する抵抗力が急激に低下するものではなく、フラットパネルディスプレイ20や筐体30に対する粘着力と粘着層自体の強度とにより、フラットパネルディスプレイ20と筐体30との間の防水性が十分に確保される。この場合、フラットパネルディスプレイ20や筐体30に対する接合強度は一般の発泡基材粘着テープの2倍以上と高く、さらに粘着組成物の主成分はゴム弾性を有するエラストマーで構成されているので水圧に対する伸びと抵抗力が大きく、信頼性の高い安定した防水性が容易に確保される。
【0046】
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の粘着層の組成物は、具体的には、スチレン系のエラストマーとタッキファイヤとを含んでおり、エラストマー/タッキファイアの重量比率が1/0.3から1/1の範囲にある。
【0047】
スチレン系エラストマーとしては、SBS(ポリスチレン-ポリ(ブチレン)ブロック-ポリスチレン)、SIS(ポリスチレン-ポリ(イソプレン)ブロック-ポリスチレン)、SIBS(ポリスチレン-ポリ(イソプレン・ブチレン)ブロック-ポリスチレン)、SEP(ポリスチレン-ポリ(エチレン・プロピレン)ブロック)、SEPS(ポリスチレン-ポリ(エチレン・プロピレン)ブロック-ポリスチレン)、SEBS(ポリスチレン-ポリ(エチレン・ブチレン)ブロック-ポリスチレン)、SEEPS(ポリスチレン-ポリ(エチレン-エチレン・プロピレン)ブロック-ポリスチレン)等が挙げられる。
【0048】
また、タッキファイアとしては、ロジン系粘着付与剤やテルペン系粘着付与剤、炭化水素系粘着付与剤を単独または混合して使用することができ、液状オリゴマーとしてはアクリル系、スチレン系、ゴム系、ポリエステル系の分子量数百から数千程度の高粘度の重合体を使用することができる。
【0049】
エラストマー/タッキファイアの比率が1/0.3よりも小さい場合は、粘着性が発現せず初期密着力が十分に得られず、粘着剤として好ましくない。また、エラストマー/タッキファイアの比率が1/0.3よりも小さい場合は、フラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面の形状に対する追従性が低下し好ましくない。
【0050】
エラストマー/タッキファイアの比率が逆に1/1よりも大きい場合は、粘着性は十分発現するが、粘着層の凝集力が低下してリワーク時の剥離の際に粘着層が凝集破壊を起し、粘着層の一部がフラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面の一部に残ってしまう。こうなると、後の工程で粘着層をフラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面から剥がす手間がかかり好ましくない。
【0051】
また、エラストマー/タッキファイアの比率が上記範囲外にあると、後述する25%伸びでの引っ張り強度が0.5MPaから1.0MPaの範囲に入らず、かつ、後述する1000%の引っ張り強度が3.0MPaから6.0MPaの範囲に入らないので、フラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面の凹凸に追従して変形できず、また、リワーク時の剥離においても粘着層が破断して作業性が低下し好ましくない。
【0052】
スチレン系のエラストマーは有機溶剤に対する溶解性が良好で、その溶解性は可逆的であるので、粘着層単層構造の場合、多量に発生するダイカット時の残りカス(抜きカス)全てを再度有機溶剤に溶解し、これを再度コーティング方式によって被コーティング物にコーティングすることで粘着層として再生することができる。
【0053】
また、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10が基材を有する場合も、粘着層のみ溶解し、基材と分離・回収した後、これをコーティング方法を用いて再利用することができる。このように、本実施形態のものでは資源の有効活用が可能であり、環境にやさしいシステムを構築することが可能である。
【0054】
粘着層の厚みが100μmよりも薄いと、フラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面の形状に対する追従性が低下し、安定した防水性を得ることが難しくなる。また、粘着層の厚みが100μmよりも薄いと、フラットパネルディスプレイ20及び筐体30の接合後に剥離力が作用した際、粘着層の変形量が少なくなるので、剥離力に対する変形による仕事量が低下して見かけの接合強度が低下してしまう。
【0055】
粘着層の厚みは、200μm以上がより好ましい。粘着層の厚みの上限は、電子機器の種類にもよるが、例えば1000μm程度である。
【0056】
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10をコーティング方式で得る場合には、粘着層の厚みが500μm以上の場合の製造は困難な場合が考えられるが、ディスペサー方式では、粘着層の厚みが500μm以上の場合の製造も可能である。コーティング方式で200μm以上の厚さの粘着層を製造するには、200μmよりも薄い厚みの粘着層を形成した後、それらを厚み方向に何枚か貼り合わせることにより基材のない厚い粘着層を得ることが可能である。この場合も基材がないので、粘着層は単層構造となる。
【0057】
粘着層の表面粗さは、算術平均粗さが0.1μm以下であり、かつ、十点平均粗さが1.5μm以下である。粘着層の表面粗さが上記よりも粗いと、フラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面の平滑な面に対する粘着層の馴染みが低下してしまい、フラットパネルディスプレイ20や筐体30に対して過剰なプレス圧力や養生時間が必要になり好ましくない。
【0058】
粘着層の表面粗さを上記値の範囲内に維持するためには、PET、PP、PE(ポリエチレン)等の平滑な素材のセパレーターを使用し、これに粘着剤組成物をコーティングすればよい。尚、紙のセパレーターの場合は、粘着層の表面粗さが算術平均粗さで1.0μm以上、十点平均粗さで8.0μm以上となり、平滑性が著しく低下するので好ましくない。
【0059】
また、粘着層の表面の平滑性の測定方法としては、接触方式の触針式表面粗さ計や非接触方式のレーザー顕微鏡や光干渉方式を用いることができる。
【0060】
算術平均粗さRaは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し平均した値であり、十点平均粗さRzとは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和でRa、Rzの両方共μmで示される。
【0061】
厚み100μmで、かつ、幅が25mmのフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の粘着層をステンレス板の表面に圧着した場合、180度剥離強度が50N以上であり、かつ、界面剥離の状態でステンレス板から剥離する。180度剥離強度が50Nよりも小さいと額縁部の幅を0.7mm以下にした場合、従来例の一般的の発泡体基材を有する粘着テープの1mm以上の幅の接合強度より低くなるので好ましくない。180度剥離強度は、60N以上がより好ましい。180度剥離強度の試験方法については後述する。
【0062】
従来例の粘着テープのように剥離力によって凝集破壊が起こる構造であると、リワークするために粘着テープをフラットパネルディスプレイ20や筐体30から剥離する時に、粘着テープの一部がフラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面に残ってしまい、その後の工程で、残った粘着テープの剥離作業が必要になり、非常に手間取ることになるので好ましくない。
【0063】
強力な接合強度と界面剥離を両立させるためには、粘着層の接合強度を高めつつ、その粘着層の凝集力を接合強度よりも大きくする必要がある。これを実現するために、本実施形態では、粘着組成物の主原料はゴム弾性を有するエラストマーとしている。そして、ゴム弾性を低下させずに強い粘着力を付与するためにエラストマー/タッキファイアの比率は上記の範囲内にあるのが好ましい。
【0064】
この実施形態では、厚み100μmの上記粘着層のダンベル形状3号における25%伸びでの引張強度は0.5MPa以上1.0MPa以下の範囲にある。引張強度が0.5MPaよりも低いと、粘着層が柔らかくなりすぎて、後述する1000%伸びでの引張強度が3.0MPa以上6.0MPa以下の範囲に入らず、フラットパネルディスプレイ20や筐体30からフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を剥離する時にフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10が凝集破壊を起こし、また、リワークの際にフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を剥離する時にも、剥離の途中でフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10が破断して作業性が低下し好ましくない。
【0065】
逆に粘着層の25%伸びでの引張強度が1.0MPaよりも大きい場合は、粘着層の弾性率が高すぎて(硬すぎて)、フラットパネルディスプレイ20や筐体30の凹凸に粘着層が追従できず、防水性が確保されなくなり好ましくない。
【0066】
また、この実施形態では、厚み100μmの粘着層のダンベル形状3号における1000%伸びでの引張強度が3.0MPa以上6.0MPa以下の範囲にある。1000%伸びでの引張強度が3.0MPaよりも低いと、リワークのテープ剥離の時に、リワークの際に粘着層を剥離する途中で、粘着層が破断して作業性が低下し好ましくない。1000%伸びでの引張強度が逆に6.0MPaよりも大きい場合は、粘着層の弾性率が高すぎて、25%伸びでの引張強度が上記0.5MPa以上1.0MPa以下の範囲に入らず、フラットパネルディスプレイ20や筐体30への粘着層の初期密着性や凹凸追従性が低下して好ましくない。
【0067】
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の接着力は、次のようにして測定することもできる。テープ幅Aを0.5mmとしたフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を、50mm×100mm板材の一方の面の周縁部に配置して、その板材を、当該フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を介して100mm×100mm板材の中央部に接合し、全体をマイナス20℃まで冷却した状態で、100mm×100mm板材が上になるように全体を水平に配置し、100mm×100mm板材のみ固定した状態とする。この100mm×100mm板材の中央部には貫通孔を設けておき、この貫通孔に重り受けジグを通し、このジグを下方の板(50mm×100mm板材)に当てておく。デュポン式衝撃試験の落下重り300gを、重り受けジグに落下させて下方の板に衝撃力を作用させた際、該重りの落下距離が30cmとなるまで下方の板が上方の板から剥離しない接合強度を、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10は有している。衝撃試験方法については後述する。この衝撃試験の結果は、化学強化ガラスでも破壊されるレベルの衝撃吸収力を有していることを示している。尚、一般の発泡体基材を有する両面粘着テープでは、同試験を行った場合、重りの落下距離が30cmに達する前に下方の板が上方の板から剥離する。
【0068】
本実施形態に係るフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10が優れた衝撃吸収力を有している理由は、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の粘着層を構成している粘着組成物の主成分が、伸びの大きなゴム弾性のエラストマーであって衝撃エネルギーを熱エネルギーに変換できること、粘着層の厚みが100μm以上と厚く、粘着層の変形によるエネルギー吸収が衝撃エネルギーの仕事量よりも大きいこと、フラットパネルディスプレイ20や筐体30に対する粘着力が従来例の一般の発泡体基材を有する両面粘着テープの2倍以上と強いためフラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面から剥離しないことなどに起因している。
【0069】
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10は、流動性を有する粘着剤によって被コーティング物を覆うコーティング方式によって粘着層を形成して所定形状にカットする方法と、流動性を有する粘着剤をディスペンサーによって塗布して所定形状の粘着層を形成する方法と、流動性を有する粘着剤を被印刷物に印刷して所定形状の粘着層を形成する方法とのうち、いずれか1つの方法で製造することができる。
【0070】
コーティング方式の場合は、一般のトルエンや酢酸エチル等の有機溶剤に粘着層材料を溶解して被コーティング物を覆うように塗布してコーティングし、有機溶剤を蒸発させて粘着層を得ることができ、その後、プロッターやダイカットにより狭額縁形状の粘着テープを形成する。
【0071】
この時の塗工方式は、一度で厚膜を塗工するにはダイコーター、コンマコーター、フローコーターが有効であるが、多層ラミネートして厚膜を形成するには一般のロールコーター、リバースコーター、グラビアコーター等を利用することができる。
【0072】
ディスペンサー方式の場合は、粘着組成物は熱可塑性なのでホットメルト型のディスペンサー装置を用いるか、高濃度に有機溶剤に溶解した高粘度溶液を用いて狭額縁形状を形成すればよい。有機溶剤に溶解した高粘度溶液を用いて狭額縁形状を形成する場合、有機溶剤を蒸発させる工程を設ける。
【0073】
印刷方式の場合は、粘着組成物は熱可塑性なので加熱溶融させて凹版を使用して厚膜印刷するか、ホットメルトまたは有機溶剤に溶解した高粘度溶液を孔版印刷して厚膜印刷することができる。有機溶剤に溶解した高粘度溶液を用いて額縁を形成する場合、有機溶剤を蒸発させる工程を設ける。
【0074】
ダイカットやプロッターを使用する場合は、粘着層におけるフラットパネルディスプレイ20等に粘着する面は平坦になるが、ディスペンサーや印刷方式の場合は粘着層の断面が、上方に凸のかまぼこ状になり、形成された狭額縁形状の粘着層にフラットパネルディスプレイ20または筐体30を押し当てるときに線接触するため、Oリングによるシール効果を得ることができ、防水性がさらに向上するので好ましい。
【0075】
また、ダイカットする場合は、PETやPPの基材がある方(多層構造)がダイカット性は良好である。
【0076】
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10をフラットパネルディスプレイ20と筐体30とで挟んで接合する場合、密着性を確保して防水性を高めるためにフラットパネルディスプレイ20全体にクランプ圧力をかける必要がある。
【0077】
このときのクランプ圧力の適正な値は、0.3MPa以上3.0MPa以下の範囲である。クランプ圧力が0.3MPaより低い場合は、フラットパネルディスプレイ20及び筐体30に対するフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の全周に亘る密着度が不足し、防水性を確保しにくくなる。逆にクランプ圧力が3.0MPaよりも高い場合は、フラットパネルディスプレイ20に過剰な圧力がかかり、フラットパネルディスプレイ20を破損させる恐れがあり好ましくない。また、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の密着性を上げるために、フラットパネルディスプレイ20に影響ない程度に加熱して養生することも効果的である。
【実施例】
【0078】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。実施例を説明する前に、各項目の測定方法について説明する。
【0079】
1.表面粗さ測定
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10のセパレーターを剥離し粘着層の面を、3D測定用レーザー顕微鏡(LEXT OSL4000 オリンパス株式会社製)を使用して4mm長の基準長さだけ測定し、算術平均粗さRaと十点平均粗さRzを測定した。Ra、Rzとも値が小さいほうが平滑であることを意味する。
【0080】
2.180度剥離強度試験
フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の一方の面にバッキングとして25μmのPETフィルム(東レ株式会社製 ルミラー)を貼り合わせた後、25mm幅の短冊にカットする。PETセパレーターを剥離してステンレス板(SUS304BA)に長さ100mmのみ貼り合わせ、水平に置き、バッキング面から2kgのゴムローラーを2往復動かしてフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10をステンレス板に圧着した。
【0081】
圧着して24時間室内に放置した後、オートグラフ(AG−IS 島津製作所製)にステンレス板とフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の非着部分とをそれぞれ挟み、300mm/minの速度でステンレス板の粘着面に沿って180度の方向(剥離方向)に力を加えてフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10とステンレス板の剥離強度を測定した。測定値が大きいほど接着力が高いことを意味する。
【0082】
3.引っ張り強度試験
厚み100μmの粘着層(単層構造)をダンベル形状3号に打ち抜きし、打ち抜いたものの両端をオートグラフ(AG−IS 島津製作所製)に挟み、300mm/minの速度で引っ張って25%及び1000%の伸びの時の引っ張り強度を測定した。25%伸びの時の引っ張り強度はフラットパネルディスプレイ20や筐体30の接合面への追従性の目安になり、1000%の伸びの時の引っ張り強度はリワーク時の界面剥離性と破断しにくさの目安になる。引っ張り強度が高いほど弾性率が高いことを意味する。
【0083】
4.デュポン式衝撃試験
まず、厚さ0.7mm、縦50mm×横100mmの長方形の化学強化ガラス(コーニング社製ゴリラガラス)を用意する。そのガラスの片面の周縁部全周に、黒色のスクリーン印刷によって額縁部を形成する。そして、ガラスの額縁部全周にテープ幅A0.5mmのフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を貼り付けた。
【0084】
次に、中心に10mmの丸い穴のあいた厚さ3mm、縦100mm×横100mmの正方形の透明ポリカーボネート板を用意する。ポリカーボネート板を化学強化ガラス上のフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10に重ねる。つまり、0.5mm幅のフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を50mm×100mmの化学強化ガラスの板材の周縁部に配置して、化学強化ガラスの板材とポリカーボネート板をフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10で接合した。接合状態で、1MPaのクランプ力で30秒間クランプした。
【0085】
その後、デュポン式衝撃試験機(テスター産業株式会社製)を用いて衝撃試験を行った。接合状態の化学強化ガラス及びポリカーボネート板をマイナス20℃で2時間冷却した後、化学強化ガラスを下にして水平に配置し、ポリカーボネート板の穴に重り受けジグを挿入した状態で、重り受けジグに向けて300gの重りを落下させて化学強化ガラスに衝撃を作用させる。そのときの衝撃によって化学強化ガラス板がポリカーボネート板から剥離する重りの高さ(落下距離)を測定した。すなわち重りの高さが高いほど耐衝撃性が高いことを意味する。
【0086】
5.エアリーク試験
まず、厚さ0.7mm、縦50mm×横100mmの長方形の化学強化ガラス(コーニング社製ゴリラガラス)を用意する。そのガラスの片面の周縁部全周に、黒色のスクリーン印刷によって額縁部を形成する。そして、ガラスの額縁部全周にテープ幅A0.5mmのフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を貼り付けた。
【0087】
次に、中心に10mmの丸い穴のあいた厚さ3mm、縦100mm×横100mmの正方形の透明ポリカーボネート板を用意する。ポリカーボネート板を化学強化ガラス上のフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10に重ねる。この接合状態で、1MPaのクランプ力で30秒間クランプした。
【0088】
エアーホースをつなげたゴム栓を用いてポリカーボネート板の丸い穴を気密状態で塞ぎ、この状態で化学強化ガラス及びポリカーボネート板を水中にいれ、0.02MPaの空気圧を化学強化ガラス及びポリカーボネート板の間に加え、最大12分で空気が接合部分から漏れるか否かを確認する。すなわち時間が長いほど防水性が高いことを意味する。この空気圧力は水深2mにおける水圧に相当する。
【0089】
【表1】
【0090】
表1は、本発明の実施例に係るフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の基礎試験結果を比較例1と対比して示している。
【0091】
【表2】
【0092】
表2は、本発明の実施例に係るフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を所定形状に0.5mm幅にダイカットして試験した結果を比較例1と対比して示している。ただし、比較例1の一般の発泡基材粘着テープの幅は1.0mmとした。
【実施例1】
【0093】
スチレン・ブタジェン・スチレン共重合物いわゆるSBS(Kraton製D−1118)56重量部とSBS(JSR株式会社製TR2601)44重量部およびタッキファイアとしてテルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル株式会社製YSポリスターT−115)50重量部、オイル(株式会社クラレ製 LBR−305)10重量部、酸化防止剤(チバ・ジャパン株式会社製 イルガノックス1010) 1重量部をトルエンに溶解して固形分40重量%の粘着剤溶液を調整した。
【0094】
38μmPETセパレーター(SBK−1 フジコー株式会社製)上にアプリケーターを使用して乾燥膜厚が100μmになるように塗布・乾燥して単層の粘着テープを作成し、これを2枚貼り合わせて200μmの基材のない粘着テープを作成した。
【0095】
粘着層の表面粗さを上記1の方法で測定したところ、Raは0.05μm、Rzは1.3μmであり非常に平滑な粘着面が得られた。
【0096】
次に、上記2の方法に従い180度の剥離強度を測定したところ65Nであり十分な接合強度が得られた。
【0097】
また、上記3の方法に従い25%および1000%の伸びの時の引っ張り強度を測定したところ、それぞれ1.0MPaおよび5.5MPaであり柔軟ではあるが、コシがあり、指で引っ張ってもなかなか破断しない粘着層であった。
【0098】
実施例1のフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を、テープ幅A0.5mm、外周50mm×100mmの額縁形状に打ち抜いて、上記4の方法で衝撃試験を行ったところ、重り高さが40cmとなるまで化学強化ガラスがポリカーボネート板から剥離することはなく、最終的には化学強化ガラスが破壊されてしまった。つまり、十分な接合強度が得られていることが分かる。
【0099】
実施例1のフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を用いて上記5の試験方法に従いエアリーク試験を行ったところ、空気圧力を12分間かけたが水中での気泡の発生は認められなかった。
【実施例2】
【0100】
スチレン・ブタジェン・スチレン共重合物いわゆるSBS(Kraton製D−1118)80重量部とSBS(JSR株式会社製TR2601)10重量部,SBS(Kraton製D−1170BT)10重量部およびタッキファイアとしてテルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル株式会社製YSポリスターT−115)50重量部、オイル(株式会社クラレ製 LBR−305)10重量部、酸化防止剤(チバ・ジャパン株式会社製 イルガノックス1010) 1重量部をトルエンに溶解して固形分40重量%の粘着剤溶液を調整した。
【0101】
38μm異接着PETフィルム(A−4300 東洋紡株式会社製)の両面に上記粘着剤溶液をアプリケーターで乾燥膜厚100μmになるように両面に塗り、これを38μmPETセパレーター(SBK−1 フジコー株式会社製)で挟んで、セパレーターの上からゴムロールで圧着し、基材の両面に粘着層を有する多層構造のフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を作成した。
【0102】
実施例1と同様にして粘着層の表面粗さを測定したところ、Raは0.03μm、Rzは1.0μmであり非常に平滑な粘着面が得られた。
【0103】
次に、180度の剥離強度を測定したところ58Nであり十分な接合強度が得られた。また、25%および1000%の伸びの時の引っ張り強度を測定したところ、それぞれ0.6MPaおよび3.5MPaであり柔軟ではあるがコシがあり、指で引っ張ってもなかなか破断しない粘着層であった。
【0104】
実施例2のフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10を、テープ幅A0.5mm、外周50mm×100mmの額縁形状に打ち抜いて、上記4の方法で衝撃試験を行ったところ、重り高さが40cmとなるまで化学強化ガラスがポリカーボネート板から剥離することはなく、最終的には化学強化ガラスが破壊されてしまった。つまり、十分な接合強度が得られていることが分かる。
【0105】
また、エアリーク試験を行ったところ、空気圧力を12分間かけたが水中での気泡の発生は認められなかった。
【実施例3】
【0106】
スチレン・ブタジェン・スチレン共重合物いわゆるSBS(Kraton製D−1118)56重量部とSBS(JSR株式会社製TR2601)44重量部およびタッキファイアとしてテルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル株式会社製YSポリスターT−115)50重量部、オイル(株式会社クラレ製 LBR−305)10重量部、酸化防止剤(チバ・ジャパン株式会社製 イルガノックス1010) 1重量部を樹脂ロール(関西ロール株式会社製)で130℃の温度で混練し樹脂塊を得た。
【0107】
これを有機溶剤に溶解して塗布すれば180度剥離強度及び25%,1000%引っ張り強度は実施例1と同様の性能の粘着テープになる。
【0108】
ホットメルトディスペンサー(DP300S 株式会社サンツール製)に粘着剤組成物を仕込み、温度150℃で溶融させた。このディスペンサーを用いて、粘着剤組成物をノズル速度10mm/secで化学強化ガラスの外周に沿って幅0.7mmとなるように、かつ、粘着材組成物の化学強化ガラス塗布面からの高さが300μmとなるように塗布したところ、化学強化ガラスと雰囲気の吸熱作用により直ちに固化した。固化したものがフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10となる。
【0109】
次に、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の最も高い部分の表面粗さを実施例1と同様にして測定したところ、Raは0.08μm、Rzは1.4μmであった。また、衝撃試験及びエアリーク試験は実施例1と同じ結果が得られた。
【実施例4】
【0110】
スチレン・ブタジェン・スチレン共重合物いわゆるSBS(Kraton製D−1118)80重量部とSBS(JSR株式会社製TR2601)10重量部,SBS(Kraton製D−1170BT)10重量部およびタッキファイアとしてテルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル株式会社製YSポリスターT−115)50重量部、オイル(株式会社クラレ製 LBR−305)10重量部、酸化防止剤(チバ・ジャパン株式会社製 イルガノックス1010) 1重量部を130℃の温度で混練し樹脂塊を得た。
【0111】
これを有機溶剤に溶解して塗布すれば180度剥離強度及び25%,1000%引っ張り強度は実施例2と同様の性能の粘着テープになる。
【0112】
直径20cmの金属製の回転シリンダー(凹版印刷装置)の周面に、深さ400μm、幅3mmで、上記化学強化ガラスの額縁形状に対応した枠状の彫刻を施した。
【0113】
ホットメルトパンとシリンダーを160℃に加熱して混練した樹脂塊を入れ、樹脂塊全体を溶融させた。
【0114】
また、厚さ38μmの異接着PET A−4300をフィルム状基材として用意し、この基材の両面に、溶融した粘着剤組成物を印刷して片面210μm、両面で膜厚420μmの印刷物を得た。これがフラットパネルディスプレイ用粘着テープ10となる。
【0115】
次に、フラットパネルディスプレイ用粘着テープ10の最も高い部分の表面粗さを実施例1と同様に測定したところ、Raは0.05μm、Rzは1.4μmであった。また、衝撃試験及びエアリーク試験は実施例1と同じ結果が得られた。
【比較例1】
【0116】
市販のモバイル専用発泡基材両面粘着テープ(#57125 総厚250μm、PEフォーム基材厚200μm、片面粘着層厚25μm、日東電工株式会社製)を用意した。このモバイル専用発泡基材両面粘着テープは、紙のセパレーターを使用している。モバイル専用発泡基材両面粘着テープの粘着層の表面粗さを実施例1と同様に測定したところ、Raは1.3μm、Rzは17.0μmであり、粘着層表面の平滑性は低かった。そして、モバイル専用発泡基材両面粘着テープを平滑な面に貼った後、全体が馴染むためには養生時間が必要であった。
【0117】
実施例1と同様に剥離強度試験を行ったところ20Nと低かった。
【0118】
モバイル専用発泡基材両面粘着テープを幅1.0mmとして実施例1と同様に額縁形状となるようにダイカットし、上記4のデュポン式衝撃試験を行ったところ、重り高さが16cmでガラス板が剥離した。
【0119】
また、実施例1と同様にエアリーク試験を行ったところ、試験開始から2分後に気泡が発生した。これは発泡体基材が柔らかくて物理的な力が弱く、空気圧に負けたためと考えられる。
【0120】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【0121】
以上説明したように、本発明に係るフラットパネルディスプレイ用粘着テープは、例えば、電子機器のフラットパネルディスプレイと筐体とを接合する際に用いることができる。
【符号の説明】
【0122】
1 スマートフォン
10 フラットパネルディスプレイ用粘着テープ
20 フラットパネルディスプレイ
30 筐体
図1
図2