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JP7539777B2 - 粘着シート、バックライトユニットおよび表示装置 - Google Patents

粘着シート、バックライトユニットおよび表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、光拡散性を有する粘着剤層を備えた粘着シート、ならびに当該粘着シートが利用可能なバックライトユニットおよび表示装置に関するものである。
近年の携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末、ゲーム機等の電子機器においては、表示装置(ディスプレイ)として、液晶表示装置が多く使用されている。液晶パネルなどからなる表示部は、それ自体発光しないため、かかる表示部を使用した表示装置は、当該表示部を照明するバックライトを備えている。
これまで、上記のような表示装置におけるバックライトの光源の配置方式としては、導光板の側部に光源を配置するサイドライト型が一般的であった。一方、最近では、画面の明るさやコントラストの観点から、表示部の直下に光源を配置する直下型のバックライトが検討され始めている。直下型のバックライトにおいては、光量を稼ぐとともに、表示装置とした場合に、例えば、画面中央と画面端部とで光量を均一にするため、多数の発光体、典型的には発光ダイオード(LED)を基板上に設ける方向で検討されている。
ここで、直下型のバックライトの光源として、多数の発光体を使用する場合、発光体は耐水性が低いため、当該発光体を樹脂などで封止することが望ましい。また、多数の発光体を有するバックライトを光源として表示装置を作製する場合、発光体の存在領域と非存在領域とに起因して、得られる画像に輝度ムラを生じるものとなる。
特許文献1では、前述のバックライトの発光体上に光散乱性粒子を含む粘着剤層を設けることが提案されている。
特許第5590582号公報
しかしながら、特許文献1では、バックライト上に直接粘着剤を塗工することにより粘着剤層を設ける必要があった。また、従来の粘着剤を使用した場合、光源からの光またはその拡散光が意図せず着色し、色ムラが生じることがあった。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、高ヘイズ値を発現しながら、色ムラ抑制性に優れた粘着シート、バックライトユニットおよび表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1に本発明は、粘着剤層を有する粘着シートであって、前記粘着剤層を構成する粘着剤が光拡散微粒子を含有し、前記粘着剤層の、波長380nmの光線によるヘイズ値、波長580nmの光線によるヘイズ値、および波長780nmの光線によるヘイズ値の平均値が、70%以上、100%以下であり、前記粘着剤層の、波長380nmの光線によるヘイズ値、波長580nmの光線によるヘイズ値、および波長780nmの光線によるヘイズ値の標準偏差が、7.50以下であり、前記粘着剤層の全光線透過率が70%以上であることを特徴とする粘着シートを提供する(発明1)。
上記発明(発明1)においては、高ヘイズ値を発現しながら、光源からの光およびその拡散光が意図せず着色することが抑制され、色ムラが生じることが抑制される。また、表示装置に使用されたときの画像・映像の視認性にも優れる。
上記発明(発明1)においては、前記粘着剤層の、0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛の像鮮明度の合計値が、0.1以上、400以下であることが好ましい(発明2)。
上記発明(発明1,2)においては、前記粘着剤層の厚さが、10μm以上、500μm以下であることが好ましい(発明3)。
上記発明(発明1~3)においては、前記粘着剤層を構成する粘着剤の23℃における貯蔵弾性率G’が、0.001MPa以上、10MPa以下であることが好ましい(発明4)。
上記発明(発明1~4)においては、前記粘着シートのソーダライムガラスに対する粘着力が、0.1N/25mm以上であることが好ましい(発明5)。
上記発明(発明1~5)においては、前記粘着剤がアクリル系粘着剤であることが好ましい(発明6)。
上記発明(発明1~6)においては、前記粘着シートが、2枚の剥離シートを備えており、前記粘着剤層が、前記2枚の剥離シートの剥離面と接するように前記剥離シートに挟持されていることが好ましい(発明7)。
上記発明(発明1~7)に係る粘着シートは、2つの硬質体を貼合するのに用いられることが好ましい(発明8)。
第2に本発明は、複数の発光体を有するバックライトと、前記バックライトに積層された粘着剤層とを備えたバックライトユニットであって、前記粘着剤層が、前記粘着シート(発明1~8)の粘着剤層であることを特徴とするバックライトユニットを提供する(発明9)。
上記発明(発明9)においては、前記発光体が、発光ダイオードであることが好ましい(発明10)。
第3に本発明は、前記バックライトユニット(発明9,10)と、前記バックライトユニットの前記粘着剤層に積層された表示部とを備えたことを特徴とする表示装置を提供する(発明11)。
本発明に係る粘着シート、バックライトユニットおよび表示装置は、高ヘイズ値を発現しながら、色ムラ抑制性に優れる。
本発明の一実施形態に係る粘着シートの断面図である。 本発明の一実施形態に係るバックライトユニットの断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔粘着シート〕
本発明の一実施形態に係る粘着シートは、粘着剤層を有するものである。本実施形態に係る粘着シートの一例としての具体的構成を図1に示す。図1に示すように、一実施形態に係る粘着シート1は、2枚の剥離シート12a,12bと、それら2枚の剥離シート12a,12bの剥離面と接するように当該2枚の剥離シート12a,12bに挟持された粘着剤層11とから構成される。なお、本明細書における剥離シートの剥離面とは、剥離シートにおいて剥離性を有する面をいい、剥離処理を施した面および剥離処理を施さなくても剥離性を示す面のいずれをも含むものである。
1.各部材
1-1.粘着剤層
粘着剤層11を構成する粘着剤は、光拡散微粒子を含有する。当該粘着剤層11は、以下の物性を有する。すなわち、波長380nmの光線によるヘイズ値、波長580nmの光線によるヘイズ値、および波長780nmの光線によるヘイズ値の平均値が、70%以上、100%以下であり、波長380nmの光線によるヘイズ値、波長580nmの光線によるヘイズ値、および波長780nmの光線によるヘイズ値の標準偏差が、7.50以下であり、全光線透過率が70%以上である。なお、上記各光線によるヘイズ値および全光線透過率は、JIS K7375:2008に準じて測定した値である。
上記ヘイズ値の平均値が70%以上であると、輝度ムラを抑制し易くなるが、その一方で色ムラが発生し易いものとなる。しかしながら、上記ヘイズ値の標準偏差が7.50以下であることにより、色ムラ抑制が可能となり、光源からの光およびその拡散光が意図せず着色することが抑制される。また、全光線透過率が70%以上であることにより、表示装置に使用されたときの画像・映像の視認性(表示装置の視認性)に優れる。
輝度ムラ抑制性の観点を加味すると、上記ヘイズ値の平均値は、80%以上であることが好ましく、86%以上であることが好ましく、特に88%以上であることが好ましく、さらには90%以上であることが好ましい。また、上記ヘイズ値の平均値は、100%以下であり、高い全光線透過率との両立の観点から、98%以下であることが好ましく、特に95%以下であることが好ましく、さらには94%未満であることが好ましい。
また、色ムラ抑制性の観点から、上記標準偏差は、7.50以下であることを要し、5.00以下であることが好ましく、特に2.50以下であることが好ましく、さらには1.50以下であることが好ましい。一方、上記標準偏差の下限値は、色ムラ抑制性の観点から0であることが最も好ましいが、当該標準偏差の値の調整のし易さの観点から、0.01以上であることが好ましく、特に0.10以上であることが好ましく、さらには0.50以上であることが好ましい。
表示装置の視認性の観点から、上記全光線透過率は、70%以上であることを要し、80%以上であることが好ましく、特に90%以上であることが好ましく、さらには99%以上であることが好ましい。なお、上記全光線透過率の上限値は、表示装置の視認性の観点から、100%であることが最も好ましい。
本実施形態における粘着剤層11の、JIS K7374:2007に準拠して測定した0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛の像鮮明度の合計値は、400以下であることが好ましく、300以下であることがより好ましく、特に200以下であることが好ましく、さらには180以下であることが好ましい。従来、多数の発光体を有するバックライトを光源として表示装置を製造する場合、発光体の存在領域と非存在領域とに起因して、表示される画像に輝度ムラを生じることがあった。しかしながら、上記像鮮明度の合計値が上記のように比較的小さいことにより、優れた輝度ムラ抑制効果が得られる。
また、上記像鮮明度の合計値は、0.1以上であることが好ましく、1以上であることがより好ましく、特に10以上であることが好ましく、さらには30以上であることが好ましい。これにより、得られる表示体における画像・映像の視認性が良好なものとなる。
ここで、像鮮明度は、試験体を透過した平行光線の光量を、透過部および遮光部を有する光学櫛を通して測定されるものである。光学櫛における透過部と遮光部との幅(櫛幅)が小さいほど、精細度の高い像鮮明度を表す。像鮮明度は、JIS K7374:2007の透過法に準じて測定される。具体的な測定方法は、後述する試験例に示す通りである。
本実施形態における粘着剤層11を構成する粘着剤の23℃における貯蔵弾性率G’は、0.001MPa以上であることが好ましく、0.01MPa以上であることがより好ましく、特に0.03MPa以上であることが好ましく、さらには0.05MPa以上であることが好ましい。また、上記貯蔵弾性率G’は、10MPa以下であることが好ましく、1MPa以下であることがより好ましく、特に0.20MPa以下であることが好ましく、さらには0.09MPa以下であることが好ましい。貯蔵弾性率G’が上記の範囲にあることにより、優れた凹凸埋め込み性が得られ、初期段階だけでなく、高温高湿条件下(例えば、85℃、85%RH、72時間)でも発光体等による凹凸を粘着剤層によって十分に埋めた状態を維持することができ、凹凸と粘着剤層との界面に浮き、剥がれ等が発生することが抑制される。なお、本明細書における貯蔵弾性率G’の測定方法は、後述の試験例に示す通りである。
粘着剤層11を構成する粘着剤が含有する光拡散微粒子の遠心沈降光透過法による平均粒径は、上記ヘイズ値の標準偏差を小さくし、かつ、上記像鮮明度を低くする観点から、0.5μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましく、特に2μm以上であることが好ましく、さらには4μm以上であることが好ましい。
また、光拡散微粒子の少ない添加量で上記ヘイズ値の平均値を高くする観点から、光拡散微粒子の上記平均粒径は、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましく、特に17μm以下であることが好ましく、さらには13μm以下であることが好ましい。
なお、上記遠心沈降光透過法による平均粒径は、光拡散微粒子1.2gとイソプロピルアルコール98.8gとを十分に撹拌したものを測定用試料とし、遠心式自動粒度分布測定装置(堀場製作所社製,製品名「CAPA-700」)を使用して測定したものである。
粘着剤層11を構成する粘着剤は、光拡散微粒子と、それ以外のマトリックスとからなる。
本実施形態では、当該粘着剤のマトリックスの屈折率と光拡散微粒子の屈折率との差(屈折率差)の絶対値は、上記ヘイズ値の平均値を高くするとともに、上記ヘイズ値の標準偏差を低く抑える観点から、0.001以上であることが好ましく、0.010以上であることがより好ましく、特に0.020以上であることが好ましく、さらには0.030以上であることが好ましく、0.040以上であることが最も好ましい。また、上記屈折率差の絶対値は、全光線透過率を高くし、上記像鮮明度を低くする観点から、0.5以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましく、特に0.15以下であることが好ましく、さらには0.10以下であることが好ましい。
ここで、マトリックスの屈折率の測定方法は、後述する試験例に記載する通りである。また、光拡散微粒子の屈折率は、JIS K7142:2008のB法により求めることができる。
上記粘着剤のマトリックスの屈折率は、1.10以上であることが好ましく、1.20以上であることがより好ましく、特に1.30以上であることが好ましく、さらには1.40以上であることが好ましく、1.45以上であることが最も好ましい。また、上記粘着剤のマトリックスの屈折率は、2.00以下であることが好ましく、1.80以下であることがより好ましく、特に1.60以下であることが好ましく、さらには1.50以下であることが好ましい。上記粘着剤のマトリックスの屈折率が上記の範囲にあることにより、上記屈折率差の絶対値が前述した範囲に入り易くなる。
光拡散微粒子の屈折率は、1.10以上であることが好ましく、1.20以上であることがより好ましく、特に1.30以上であることが好ましく、さらには1.40以上であることが好ましい。また、光拡散微粒子の屈折率は、2.00以下であることが好ましく、1.80以下であることがより好ましく、特に1.60以下であることが好ましく、さらには1.58以下であることが好ましい。これにより、上記屈折率差の絶対値が前述した範囲に入り易くなる。
粘着剤中における光拡散微粒子の含有量は、上記ヘイズ値の標準偏差を低減しつつ、高ヘイズかつ低像鮮明度の粘着剤を得やすい観点から、0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、特に3質量%以上であることが好ましく、さらには5質量%以上であることが好ましい。また、粘着剤の貯蔵弾性率G’を低く抑える観点から、粘着剤中における光拡散微粒子の含有量は、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、特に20質量%以下であることが好ましく、さらには10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることが最も好ましい。
本実施形態に係る粘着シート1の粘着剤層11を構成する粘着剤は、上記の物性を満たし、光拡散微粒子による効果を阻害しないものであれば、その種類は特に限定されない。例えば、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等のいずれであってもよい。また、当該粘着剤は、エマルション型、溶剤型または無溶剤型のいずれでもよく、架橋タイプまたは非架橋タイプのいずれであってもよい。それらの中でも、粘着物性、光学特性等に優れるアクリル系粘着剤が好ましい。アクリル系粘着剤としては、架橋タイプのものが好ましく、さらには熱架橋タイプのものが好ましい。
本実施形態における粘着剤は、活性エネルギー線非硬化性のものであってもよいし、活性エネルギー線硬化性のものであってもよいが、以下、活性エネルギー線非硬化性の粘着剤を中心に説明する。
本実施形態における粘着剤は、具体的には、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、架橋剤(B)と、光拡散微粒子(C)とを含有する粘着性組成物(以下「粘着性組成物P」という場合がある。)を架橋したものであることが好ましい。粘着性組成物Pを架橋して得られる粘着剤は、前述した物性を満たし易いものとなる。なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及びメタクリル酸の両方を意味する。他の類似用語も同様である。また、「重合体」には「共重合体」の概念も含まれるものとする。
(1)粘着性組成物Pの成分
(1-1)(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)
本実施形態における(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、架橋剤(B)と反応する反応性基を分子内に有する反応性基含有モノマーを含むことが好ましい。この反応性基含有モノマー由来の反応性基が架橋剤(B)と反応して、架橋構造(三次元網目構造)が形成され、所望の凝集力を有する粘着剤が得られる。
上記反応性基含有モノマーとしては、分子内に水酸基を有するモノマー(水酸基含有モノマー)、分子内にカルボキシ基を有するモノマー(カルボキシ基含有モノマー)などが好ましく挙げられる。これらの中でも、架橋剤(B)との反応性に優れる水酸基含有モノマーまたはカルボキシ基含有モノマーが好ましい。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、(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等が挙げられる。中でも、架橋剤(B)との反応性および他の単量体との共重合性の点から、炭素数が1~4のヒドロキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルが好ましい。具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が好ましく挙げられ、特に、アクリル酸2-ヒドロキシエチルまたはアクリル酸4-ヒドロキシブチルが好ましく挙げられる。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。
カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、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、シトラコン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸が挙げられる。中でも、得られる(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)におけるカルボキシ基の架橋剤(B)との反応性および他の単量体との共重合性の点からアクリル酸が好ましい。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。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、反応性基含有モノマーを、下限値として1質量%以上含有することが好ましく、特に6質量%以上含有することが好ましく、さらには12質量%以上含有することが好ましく、17質量%以上含有することが最も好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、反応性基含有モノマーを、上限値として40質量%以下含有することが好ましく、特に35質量%以下含有することが好ましく、さらには30質量%以下含有することが好ましく、25質量%以下含有することが最も好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)がモノマー単位として上記の量で反応性基含有モノマーを含有すると、得られる粘着剤において良好な架橋構造が形成され、前述した貯蔵弾性率G’等の物性が満たされ易くなる。また、得られる粘着剤中における光拡散微粒子(C)の分散性が良好になる傾向がある。
また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、カルボキシ基含有モノマーを含まないことも好ましい。カルボキシ基は酸成分であるため、カルボキシ基含有モノマーを含有しないことにより、粘着剤の貼付対象に、酸により不具合が生じるもの、例えばスズドープ酸化インジウム(ITO)等の透明導電膜や金属膜などが存在する場合にも、酸によるそれらの不具合(腐食、抵抗値変化等)を抑制することができる。ただし、かかる不具合が生じない程度に、カルボキシ基含有モノマーを所定量含有することは許容される。具体的には、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)中に、モノマー単位として、カルボキシ基含有モノマーを0.1質量%以下、好ましくは0.01質量%以下、さらに好ましくは0.001質量%以下の量で含有することが許容される。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含有することが好ましい。これにより、良好な粘着性を発現することができる。アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であってもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、粘着性の観点から、アルキル基の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。アルキル基の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(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n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-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n-デシル、(メタ)アクリル酸n-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等が挙げられる。中でも、粘着性をより向上させる観点、および前述した物性を満たし易くする観点から、アルキル基の炭素数が4~8の(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、または(メタ)アクリル酸イソオクチルが特に好ましく、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、またはアクリル酸イソオクチルがさらに好ましい。なお、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。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを30質量%以上含有することが好ましく、40質量%以上含有することがより好ましく、特に50質量%以上含有することが好ましく、さらには55質量%以上含有することが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量の下限値が上記であると、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は好適な粘着性を発揮することができるとともに、貯蔵弾性率G’を低めに導くことができる。一方、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを85質量%以下含有することが好ましく、80質量%以下含有することがより好ましく、特に75質量%以下含有することが好ましく、さらには70質量%以下含有することが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量の上限値が上記であると、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)中に反応性官能基含有モノマー等の他のモノマー成分を好適な量導入することができる。
上記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、分子内に脂環式構造を有するモノマー(脂環式構造含有モノマー)を含有することも好ましい。脂環式構造含有モノマーは嵩高いため、これを重合体中に存在させることにより、重合体同士の間隔を広げるものと推定され、前述した物性、特に貯蔵弾性率G’が満たされ易くなる。
脂環式構造含有モノマーにおける脂環式構造の炭素環は、飽和構造のものであってもよいし、不飽和結合を一部に有するものであってもよい。また、脂環式構造は、単環の脂環式構造であってもよいし、二環、三環等の多環の脂環式構造であってもよい。得られる(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の相互間の距離を適切にし、貯蔵弾性率G’を低くする観点から、上記脂環式構造は、多環の脂環式構造(多環構造)であることが好ましい。さらに、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と他の成分との相溶性を考慮して、上記多環構造は、二環から四環であることが特に好ましい。また、上記と同様の観点から、脂環式構造の炭素数(環を形成している部分の全ての炭素数をいい、複数の環が独立して存在する場合には、その合計の炭素数をいう)は、通常5以上であることが好ましく、7以上であることが特に好ましい。一方、脂環式構造の炭素数の上限は特に制限されないが、上記と同様の観点から、15以下であることが好ましく、10以下であることが特に好ましい。
上記脂環式構造含有モノマーとしては、具体的には、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル等が挙げられ、中でも、より優れた凹凸埋め込み性を発揮する、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル(脂環式構造の炭素数:10)、(メタ)アクリル酸アダマンチル(脂環式構造の炭素数:10)または(メタ)アクリル酸イソボルニル(脂環式構造の炭素数:7)が好ましく、特に(メタ)アクリル酸イソボルニルが好ましく、さらにアクリル酸イソボルニルが好ましい。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い。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として脂環式構造含有モノマーを含有する場合、前述した貯蔵弾性率G’を満たし易くする観点から、当該脂環式構造含有モノマーを1質量%以上含有することが好ましく、特に5質量%以上含有することが好ましく、さらには10質量%以上含有することが好ましい。また、上記と同様の観点から、脂環式構造含有モノマーの含有量を40質量%以下とすることが好ましく、特に30質量%以下とすることが好ましく、さらには20質量%以下とすることが好ましい。
上記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、窒素原子含有モノマーを含有することも好ましい。窒素原子含有モノマーを構成単位として重合体中に存在させることにより、粘着剤に所定の極性を付与し、ガラスのようなある程度の極性を有する被着体に対しても、親和性に優れたものとすることができる。上記窒素原子含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)に適度な剛性を持たせる観点から、窒素含有複素環を有するモノマーが好ましい。また、構成される粘着剤の高次構造中で上記窒素原子含有モノマー由来部分の自由度を高める観点から、当該窒素原子含有モノマーは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を形成するための重合に使用される1つの重合性基以外に反応性不飽和二重結合基を含有しないことが好ましい。
窒素含有複素環を有するモノマーとしては、例えば、N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-ビニル-2-ピロリドン、N-(メタ)アクリロイルピロリドン、N-(メタ)アクリロイルピペリジン、N-(メタ)アクリロイルピロリジン、N-(メタ)アクリロイルアジリジン、アジリジニルエチル(メタ)アクリレート、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-ビニルピラジン、1-ビニルイミダゾール、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルフタルイミド等が挙げられ、中でも、より優れた粘着力を発揮するN-(メタ)アクリロイルモルホリンが好ましく、特にN-アクリロイルモルホリンが好ましい。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い。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として窒素原子含有モノマーを含有する場合、当該窒素原子含有モノマーを0.1質量%以上含有することが好ましく、1質量%以上含有することがより好ましく、3質量%以上含有することが特に好ましく、8質量%以上含有することがさらに好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、当該重合体を構成するモノマー単位として、当該窒素原子含有モノマーを30質量%以下含有することが好ましく、特に20質量%以下含有することが好ましく、さらには14質量%以下含有することが好ましい。窒素原子含有モノマーの含有量が上記の範囲内にあると、得られる粘着剤が、ガラスに対する優れた粘着力を十分に発揮することができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、所望により、当該重合体を構成するモノマー単位として、他のモノマーを含有してもよい。他のモノマーとしては、反応性官能基含有モノマーの前述した作用を阻害しないためにも、反応性官能基を含有しないモノマーが好ましい。かかるモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル、酢酸ビニル、スチレンなどが挙げられる。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。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、直鎖状のポリマーであることが好ましい。直鎖状のポリマーであることにより、分子鎖の絡み合いが起こりやすくなり、凝集力の向上が期待できるため、高温高湿条件下での凹凸埋め込み性に優れた粘着剤が得られ易い。
また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、溶液重合法によって得られた溶液重合物であることが好ましい。溶液重合物であることにより、高分子量のポリマーが得られやすくなり、凝集力の向上が期待できるため、高温高湿条件下での凹凸埋め込み性に優れた粘着剤が得られ易い。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合態様は、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量は、10万以上であることが好ましく、25万以上であることがより好ましく、特に40万以上であることが好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量は、300万以下であることが好ましく、特に200万以下であることが好ましく、さらには100万以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量が上記の範囲にあると、得られる粘着剤の貯蔵弾性率G’および粘着力が好適なものとなり易い。ここで、本明細書における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した標準ポリスチレン換算の値である。
なお、粘着性組成物Pにおいて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)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。
(1-2)架橋剤(B)
架橋剤(B)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が有する反応性基と反応可能なものであればよい。架橋剤(B)としては、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、アミン系架橋剤、メラミン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、アルデヒド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、アンモニウム塩系架橋剤等が挙げられる。なお、架橋剤(B)は、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が有する反応性基が水酸基の場合、当該水酸基との反応性が高いイソシアネート系架橋剤を使用することが好ましい。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が有する反応性基がカルボキシ基の場合、当該カルボキシ基との反応性が高いエポキシ系架橋剤を使用することが好ましい。
イソシアネート系架橋剤は、少なくともポリイソシアネート化合物を含むものである。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、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等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等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等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、ヒマシ油等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が挙げられる。中でも水酸基との反応性の観点から、トリメチロールプロパン変性の芳香族ポリイソシアネート、特に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が好ましい。
エポキシ系架橋剤としては、例えば、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシリレンジアミン、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルアミン等が挙げられる。中でもカルボキシ基との反応性の観点から、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンが好ましい。
粘着性組成物P中における架橋剤(B)の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、0.001質量部以上であることが好ましく、特に0.01質量部以上であることが好ましく、さらには0.1質量部以上であることが好ましい。また、架橋剤(B)の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、特に1質量部以下であることが好ましく、さらには0.5質量部以下であることが好ましい。架橋剤(B)の含有量が上記範囲であることで、得られる粘着剤の貯蔵弾性率G’、粘着力等が好適なものとなり易い。
(1-3)光拡散微粒子(C)
光拡散微粒子(C)は、所定の光拡散性を発揮し、かつ、得られる粘着剤層11が前述した物性を満たすことができるものであればよい。
光拡散微粒子(C)としては、例えば、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の光拡散微粒子;アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、エポキシ樹脂、それらの共重合体または混合物等の有機系の光拡散微粒子;シリコーン樹脂のような無機と有機の中間的な構造を有するケイ素含有化合物からなる光拡散微粒子(例えばモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製のトスパールシリーズ)、有機系樹脂とシリコーン樹脂とのハイブリッドの光拡散微粒子などが挙げられる。中でも、ポリメタクリル酸メチル-ポリスチレン共重合体からなる光拡散微粒子、シリコーン樹脂からなる光拡散微粒子、またはポリスチレン系樹脂とシリコーン樹脂とのハイブリッドの光拡散微粒子が好ましい。これにより、得られる粘着剤層11は前述した物性を満たし易いものとなる。以上の光拡散微粒子(C)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。
光拡散微粒子(C)の形状としては、光拡散が均一な球状の光拡散微粒子が好ましいが、これに限定されるものではない。光拡散微粒子(C)の平均粒径は、前述した通りである。
粘着性組成物P中における光拡散微粒子(C)の含有量は、前述した粘着剤中における光拡散微粒子の含有量と同じである。
(1-4)各種添加剤
粘着性組成物Pには、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、例えばシランカップリング剤、防錆剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘着付与剤、酸化防止剤、光安定剤、軟化剤、屈折率調整剤などを添加することができる。なお、後述の重合溶媒や希釈溶媒は、粘着性組成物Pを構成する添加剤に含まれないものとする。
粘着性組成物Pは、上記の中でもシランカップリング剤を含有することが好ましい。これにより、被着体がプラスチック部材であっても、ガラス部材であっても、当該被着体との密着性が向上し、高温高湿条件下での凹凸埋め込み性がより優れたものとなる。
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、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)との相溶性がよく、光透過性を有するものが好ましい。
かかるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン等のメルカプト基含有ケイ素化合物、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、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、あるいはこれらの少なくとも1つと、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン等のアルキル基含有ケイ素化合物との縮合物などが挙げられる。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。
粘着性組成物P中におけるシランカップリング剤の含有量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、特に0.05質量部以上であることが好ましく、さらには0.1質量部以上であることが好ましい。また、当該含有量は、1.2質量部以下であることが好ましく、特に0.8質量部以下であることが好ましく、さらには0.4質量部以下であることが好ましい。
(2)粘着性組成物Pの調製
粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を製造し、得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と、架橋剤(B)と、光拡散微粒子(C)とを混合するとともに、所望により添加剤等を加えることで調製することができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、重合体を構成するモノマーの混合物を通常のラジカル重合法で重合することにより製造することができる。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合は、所望により重合開始剤を使用して、溶液重合法により行うことが好ましい。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、無溶剤にて重合してもよい。重合溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン等が挙げられ、2種類以上を併用してもよい。
重合開始剤としては、アゾ系化合物、有機過酸化物等が挙げられ、2種類以上を併用してもよい。アゾ系化合物としては、例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1'-アゾビス(シクロヘキサン1-カルボニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4'-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2'-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2'-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]等が挙げられる。
有機過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
なお、上記重合工程において、2-メルカプトエタノール等の連鎖移動剤を配合することにより、得られる重合体の重量平均分子量を調節することができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が得られたら、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の溶液に、架橋剤(B)、光拡散微粒子(C)ならびに所望により希釈溶剤、添加剤等を添加し、十分に混合することにより、溶剤で希釈された粘着性組成物P(塗布溶液)を得る。なお、上記各成分のいずれかにおいて、固体状のものを用いる場合、あるいは、希釈されていない状態で他の成分と混合した際に析出を生じる場合には、その成分を単独で予め希釈溶媒に溶解もしくは希釈してから、その他の成分と混合してもよい。
上記希釈溶剤としては、粘着性組成物Pの溶解、分散の状態を維持できる限り特に制約されないが、例えば、重合溶媒と同様のものが好ましく挙げられる。
このようにして調製された塗布溶液の濃度・粘度としては、コーティング可能な範囲であればよく、特に制限されず、状況に応じて適宜選定することができる。例えば、粘着性組成物Pの濃度が10~60質量%となるように希釈する。なお、塗布溶液を得るに際して、希釈溶剤等の添加は必要条件ではなく、粘着性組成物Pがコーティング可能な粘度等であれば、希釈溶剤を添加しなくてもよい。この場合、粘着性組成物Pは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重合溶媒をそのまま希釈溶剤とする塗布溶液となる。
(3)粘着剤層の形成
本実施形態における粘着剤層11は、好ましくは粘着性組成物P(の塗布層)を架橋した粘着剤からなる。粘着性組成物Pの架橋は、通常は加熱処理により行うことができる。なお、この加熱処理は、所望の対象物に塗布した粘着性組成物Pの塗布層から希釈溶剤等を揮発させる際の乾燥処理で兼ねることもできる。
加熱処理の加熱温度は、50~150℃であることが好ましく、特に70~120℃であることが好ましい。また、加熱時間は、10秒~10分であることが好ましく、特に50秒~2分であることが好ましい。
加熱処理後、必要に応じて、常温(例えば、23℃、50%RH)で1~2週間程度の養生期間を設けてもよい。この養生期間が必要な場合は、養生期間経過後、養生期間が不要な場合には、加熱処理終了後、粘着剤が形成される。
上記の加熱処理(及び養生)により、架橋剤(B)を介して(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)が架橋され、粘着剤が得られる。
(4)粘着剤層の構成
本実施形態における粘着剤層11は、単層からなってもよいし、複数層を積層して形成されてもよい。また、本実施形態における粘着剤層11においては、光拡散微粒子を含有する粘着剤層(光拡散粘着剤層)の片面または両面に、光拡散微粒子を含有しない粘着剤層(透明粘着剤層)が積層されてもよい。
上記のように透明粘着剤層が存在する場合、透明粘着剤層が、凹凸を有する被着体に接触する面に位置するように貼合することが好ましい。これにより、被着体の凹凸に起因して、光拡散粘着剤層が圧縮されたり変形したりすることが抑制され、色ムラ抑制性および輝度ムラ抑制性により優れた光学積層体(表示体)が得られる。
1-2.剥離シート
剥離シート12a,12bは、粘着シート1の使用時まで粘着剤層11を保護するものであり、粘着シート1(粘着剤層11)を使用するときに剥離される。本実施形態に係る粘着シート1において、剥離シート12a,12bの一方または両方は必ずしも必要なものではない。
剥離シート12a,12bとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニルフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム等が用いられる。また、これらの架橋フィルムも用いられる。さらに、これらの積層フィルムであってもよい。
上記剥離シート12a,12bの剥離面(特に粘着剤層11と接する面)には、剥離処理が施されていることが好ましい。剥離処理に使用される剥離剤としては、例えば、アルキッド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和ポリエステル系、ポリオレフィン系、ワックス系の剥離剤が挙げられる。なお、剥離シート12a,12bのうち、一方の剥離シートを剥離力の大きい重剥離型剥離シートとし、他方の剥離シートを剥離力の小さい軽剥離型剥離シートとすることが好ましい。
剥離シート12a,12b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。
2.物性
(1)粘着剤層の厚さ
本実施形態に係る粘着シート1における粘着剤層11の厚さ(JIS K7130に準じて測定した値)は、下限値として10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、特に30μm以上であることが好ましく、さらには40μm以上であることが好ましい。これにより、バックライトの凹凸を当該粘着剤層11によって埋め込むことができ、また、所望の光拡散性が得られる。また、粘着剤層11の厚さは、上限値として500μm以下であることが好ましく、300μm以下であることがより好ましく、特に200μm以下であることが好ましく、さらには150μm以下であることが好ましい。これにより、所望の光拡散性が得られ易く、また、加工性も良好なものとなる。
(2)粘着力
本実施形態に係る粘着シート1のソーダライムガラスに対する粘着力は、下限値として0.1N/25mm以上であることが好ましく、1N/25mm以上であることがより好ましく、特に10N/25mm以上であることが好ましく、さらには20N/25mm以上であることが好ましい。粘着力の下限値が上記であると、高温高湿条件下での凹凸埋め込み性がより優れたものとなる。また、本実施形態に係る粘着シート1のソーダライムガラスに対する粘着力は、上限値として70N/25mm以下であることが好ましく、50N/25mm以下であることがより好ましく、40N/25mm以下であることが特に好ましい。粘着シートの粘着力の上限値が上記であると、良好なリワーク性が得られ、貼合ミスが生じた場合、高価な表示体構成部材の再利用が可能となる。
ここで、本明細書における粘着力は、基本的にはJIS Z0237:2009に準じた180度引き剥がし法により測定した粘着力をいうが、測定サンプルは25mm幅、100mm長とし、当該測定サンプルを被着体に貼付し、0.5MPa、50℃で20分加圧した後、常圧、23℃、50%RHの条件下で24時間放置してから、剥離速度300mm/minにて測定するものとする。
3.粘着シートの製造
粘着シート1の一製造例として、上記粘着性組成物Pを使用した場合について説明する。一方の剥離シート12a(または12b)の剥離面に、粘着性組成物Pの塗布液を塗布し、加熱処理を行って粘着性組成物Pを熱架橋し、塗布層を形成した後、その塗布層に他方の剥離シート12b(または12a)の剥離面を重ね合わせる。養生期間が必要な場合は養生期間をおくことにより、養生期間が不要な場合はそのまま、上記塗布層が粘着剤層11となる。これにより、上記粘着シート1が得られる。加熱処理および養生の条件については、前述した通りである。
粘着シート1の他の製造例としては、一方の剥離シート12aの剥離面に、粘着性組成物Pの塗布液を塗布し、加熱処理を行って粘着性組成物Pを熱架橋し、塗布層を形成して、塗布層付きの剥離シート12aを得る。また、他方の剥離シート12bの剥離面に、上記粘着性組成物Pの塗布液を塗布し、加熱処理を行って粘着性組成物Pを熱架橋し、塗布層を形成して、塗布層付きの剥離シート12bを得る。そして、塗布層付きの剥離シート12aと塗布層付きの剥離シート12bとを、両塗布層が互いに接触するように貼り合わせる。養生期間が必要な場合は養生期間をおくことにより、養生期間が不要な場合はそのまま、上記の積層された塗布層が粘着剤層11となる。これにより、上記粘着シート1が得られる。この製造例によれば、粘着剤層11が厚い場合であっても、安定して製造することが可能となる。
上記粘着性組成物Pの塗布液を塗布する方法としては、例えばバーコート法、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、グラビアコート法等を利用することができる。
4.粘着シートの用途
本実施形態に係る粘着シート1は、2つの硬質体を貼合するのに好適に用いることができる。硬質体同士を粘着剤層によって貼合するのは、フィルム同士またはフィルムと硬質体とを貼合するよりも困難であり、貼合時の歩留まりが低下し易いが、本実施形態に係る粘着シート1によれば、2つの硬質体を良好に貼合することができる。
なお、本明細書における硬質体とは、構造が不可逆的に変形をすることなく屈曲可能な角度が90°未満である部材をいう。当該角度は、好ましくは60°未満であり、より好ましくは45°未満であり、特に好ましくは10°未満であり、さらに好ましくは5°未満である。なお、屈曲可能な角度(屈曲角)とは、硬質体を水平な面に載置し、一方の端部を固定し、反対側の端部を立ち上げたときに、水平な面から立ち上がった角度をいう。硬質体は、単層または単一の部材からなるものであってもよいし、複数層または複数の部材からなるものであってもよい。後者の場合には、粘着剤層との貼合時に、複数層または複数の部材からなる一の物として使用し、当該物全体として上記屈曲角を満たすものをいい、その物の一部の層または部材が上記の屈曲角を満たさなくても、その物は硬質体ということができる。
本実施形態に係る粘着シート1は、具体的には、後述するように、バックライトと、液晶パネル等の表示部またはその他の硬質の光学部材とを貼合するのに好適に用いることができる。バックライトおよび表示部は、通常、硬質体からなる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、所望の硬質体としての表示体構成部材同士を貼合するのに使用することができる。
〔バックライトユニット〕
本発明の一実施形態に係るバックライトユニットは、複数の発光体を有するバックライトと、当該バックライトに積層された粘着剤層とを備えている。バックライトユニットは、複数の発光体を有することで、粘着剤層側の表面に凹凸を有することが多い。
本実施形態に係るバックライトユニットの一例としての具体的構成を図2に示す。図2に示すように、一実施形態に係るバックライトユニット2は、バックライト20と、バックライト20上に積層された粘着剤層11とを備えて構成される。
1.構成要素
(1)バックライト
バックライト20は、1または2以上の基板21と、当該基板21上に複数設けられた発光体22とを備えて構成される。かかるバックライト20は、複数の発光体22による凹凸を有している。
基板21としては、特に限定されず、バックライトに一般的に用いられるものが使用される。この基板21は、通常は、プリント回路基板(PCB基板;Printed Circuit Board)である。
基板21は、複数の発光体22がまとめて搭載されるように一体的に形成されていてもよいし、一の基板21上に一の発光体22が搭載されるように、各々分離して形成されていてもよい。分離して形成される場合には、各基板21は、通常、フレーム、支持体、筐体等に固定される。本実施形態では、図2に示すように、基板21は、複数の発光体22がまとめて搭載されるように一体的に形成されていることが好ましい。
基板21の粘着剤層11側の面には、反射層が形成されていてもよいし、反射部材が設けられていてもよい。これにより、バックライト20による輝度を効果的に向上させることができる。反射層や反射部材の材料は、公知のものを採用することができる。
発光体22の種類としては、例えば、発光ダイオード(LED)、レーザーダイオード(LD)、有機エレクトロルミネッセンス発光素子、無機エレクトロルミネッセンス発光素子等が挙げられる。これらの中でも、粘着剤層11による封止性の観点から、LEDが好ましく、特に、ミニLEDまたはマイクロLEDが好ましい。
発光体22の厚さは、5μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、特に100μm以上であることが好ましく、さらには200μm以上であることが好ましい。また、発光体22の厚さは、1000μm以下であることが好ましく、特に500μm以下であることが好ましく、さらには250μm以下であることが好ましい。
また、互いに隣り合う発光体22の間隙の幅は、0.01mm以上であることが好ましく、特に0.1mm以上であることが好ましく、さらには0.5mm以上であることが好ましい。また、上記間隙の幅は、100mm以下であることが好ましく、10mm以下であることがより好ましく、特に4mm以下であることが好ましく、さらには2mm以下であることが好ましい。
発光体22の形状は、特に限定されないが、通常は、直方体状、半球状等である。発光体22の大きさも特に限定されないが、発光体封止性の観点から、平面視の一辺または直径が、0.01~100mmであることが好ましく、0.1~10mmであることがより好ましく、特に0.2~5mmであることが好ましく、さらには0.5~2mmであることが好ましい。
(2)粘着剤層
本実施形態における粘着剤層11は、前述した粘着シート1の粘着剤層11であることが好ましい。また、本実施形態における粘着剤層11は、好ましくは、粘着性組成物Pを架橋してなる粘着剤から構成される。
本実施形態における粘着剤層11は、発光体22による凹凸を埋め込んでいる。すなわち、上記複数の発光体22は、粘着剤層11によって空隙なく封止されている。これにより耐水性が向上し、発光体22(特にLED)を水分から保護することができる。また、粘着剤層11は、バックライト20から照射される光を拡散する。そして、前述した物性を有することで、光源からの光およびその拡散光が意図せず着色することを抑制し、すなわち、色ムラの発生を効果的に抑制する。
上記粘着剤層11は、バックライト20に対し、直接接触して積層されていてもよいし、他の層または部材を介して、間接的に積層されていてもよい。
2.バックライトユニットの製造
本実施形態に係るバックライトユニット2を製造するには、例えば、粘着シート1の一方の剥離シート12aを剥離して、粘着シート1の露出した粘着剤層を、バックライト20の発光体22が存在する側の面に貼合する。
次に、所望のタイミングで、粘着シート1の粘着剤層11から他方の剥離シート12bを剥離する。この剥離シート12bの剥離は、後述する表示装置3を製造するときに行うことが好ましく、それまでの間、剥離シート12bによって粘着剤層11を保護することが好ましい。
3.その他の構成
バックライト20と粘着剤層11との間には、封止材が設けられていてもよい。その場合でも、封止材におけるバックライト20とは反対側の面には凹凸が形成されることが多く、この凹凸を粘着剤層11によって吸収することができる。
また、バックライト20と粘着剤層11との間に、他の粘着剤層が積層されていてもよい。このような場合であっても、他の粘着剤層による凹凸埋め込みの影響を粘着剤層11で緩和することができる。
さらに、バックライト20と粘着剤層11との間には、上記の封止材および粘着剤層の2層以上が積層されていてもよい。
〔表示装置〕
本発明の一実施形態に係る表示装置は、上述した実施形態に係るバックライトユニットと、当該バックライトユニットの粘着剤層に積層された表示部とを備えて構成される。上記表示部は、粘着剤層に対し、直接接触して積層されていてもよいし、他の層または部材を介して、間接的に積層されていてもよい。
本実施形態における一例としての表示装置を図3に示す。
図3に示すように、本実施形態に係る表示装置3は、上述したバックライトユニット2と、バックライトユニット2における粘着剤層11に積層された表示部30とを備えて構成される。この表示装置3におけるバックライト20は、直下型のバックライトに該当する。
表示装置3の種類としては、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)ディスプレイ、電子ペーパー等が挙げられる。当該表示装置3は、タッチパネルであってもよい。上記の中でも、バックライトの必要性の高い液晶ディスプレイ(液晶表示装置)が好ましい。
表示部30としては、例えば液晶パネルが挙げられるが、これに限定されるものではなく、例えば、液晶パネルの構成部材の一部、あるいは、液晶パネルの機能を付加、強化等するために併用される光学部材(例えば、光拡散板や紫外線吸収フィルターなど)であってもよい。表示部30は、公知のものを採用することができる。
本実施形態に係る表示装置3を製造するには、バックライトユニット2において露出している粘着剤層11と、表示部30とを貼合する。なお、粘着剤層11に剥離シート12bが積層されている場合には、当該剥離シート12bを剥離して、粘着剤層11を露出させた上で、当該粘着剤層11と表示部30とを貼合する。
本実施形態に係る表示装置3を製造するにあたり、粘着剤層11を先に表示部30に貼付し、その後、当該粘着剤層11とバックライト20とを貼合してもよい。
ここで、粘着剤層11と表示部30との間、または表示部30における粘着剤層11とは反対側の面には、所望の光学部材が設けられていてもよい。かかる光学部材としては、例えば、輝度向上フィルム、コントラスト向上フィルム、視野角補償フィルム、透明導電性フィルム、液晶ポリマーフィルム、半透過反射フィルム、飛散防止フィルム、光拡散板等が挙げられる。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば、粘着シート1における剥離シート12a,12bのいずれか一方は省略されてもよい。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
〔実施例1〕
1.(メタ)アクリル酸エステル重合体の調製
アクリル酸2-エチルヘキシル30質量部、アクリル酸n-ブチル30質量部、アクリル酸イソボニル10質量部、N-アクリロイルモルホリン10質量部およびアクリル酸2-ヒドロキシエチル20質量部を共重合させて、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を調製した。この(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の分子量を後述する方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)50万であった。
2.粘着性組成物の調製
上記工程(1)で得られた(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100質量部(固形分換算値;以下同じ)と、架橋剤(B)としての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(トーヨーケム社製,製品名「BHS8515」)0.2質量部と、光拡散微粒子(C)としてのシリコーン樹脂(無機と有機の中間的な構造を有するケイ素含有化合物)からなる光拡散微粒子(C1;モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製,製品名「トスパール145」,平均粒径:4.5μm,屈折率:1.43)7.5質量部と、シランカップリング剤としての3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Si1)0.13質量部とを混合し、十分に撹拌して、メチルエチルケトンで希釈することにより、粘着性組成物の塗布溶液を得た。
ここで、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を100質量部(固形分換算値)とした場合の粘着性組成物の各配合(固形分換算値)を表1に示す。なお、表1に記載の略号等の詳細は以下の通りである。
[(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)]
2EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル
BA:アクリル酸n-ブチル
IBXA:アクリル酸イソボルニル
ACMO:N-アクリロイルモルホリン
HEA:アクリル酸2-ヒドロキシエチル
AA:アクリル酸
4HBA:アクリル酸4-ヒドロキシブチル
EA:アクリル酸エチル
[架橋剤(B)]
B1: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(トーヨーケム社製,製品名「BHS8515」)
B2:トリメチロールプロパン変性キシリレンジイソシアネート(綜研化学社製,製品名「TD-75」)
B3:1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン
B4:アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)
[光拡散微粒子(C)]
C1:シリコーン樹脂(無機と有機の中間的な構造を有するケイ素含有化合物)からなる光拡散微粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製,製品名「トスパール145」,平均粒径:4.5μm,屈折率:1.43)
C2:シリコーン樹脂(無機と有機の中間的な構造を有するケイ素含有化合物)からなる光拡散微粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製,製品名「トスパール1100」,平均粒径:11μm,屈折率:1.43)
C3:真球状ポリメタクリル酸メチル-ポリスチレン共重合体微粒子(積水化成品工業社製,製品名「XX-13LA」,平均粒径:4μm,屈折率:1.565)
C4:シリコーン樹脂およびポリスチレン樹脂からなる光拡散微粒子(日本触媒社製,製品名「ソリオスターRA-Y50X」,平均粒径:5μm,屈折率:1.57)
C5:シリコーン樹脂(無機と有機の中間的な構造を有するケイ素含有化合物)からなる光拡散微粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製,製品名「トスパール120」,平均粒径:2μm,屈折率:1.43)
C6:メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂からなる光拡散微粒子(日本触媒社製,製品名「エポスターM-30」,平均粒径:3μm,屈折率:1.66)
[シランカップリング剤]
Si1:3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
Si2:A-50(綜研化学社製)
3.粘着シートの製造
得られた粘着性組成物の塗布溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した重剥離型剥離シート(リンテック社製,製品名「SP-PET752150」)の剥離処理面に、ナイフコーターで塗布したのち、90℃で1分間加熱処理して塗布層を形成した。
次いで、上記で得られた重剥離型剥離シート上の塗布層と、ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面をシリコーン系剥離剤で剥離処理した軽剥離型剥離シート(リンテック社製,製品名「SP-PET381031」)とを、当該軽剥離型剥離シートの剥離処理面が塗布層に接触するように貼合し、重剥離型剥離シート/粘着剤層の塗布層(厚さ:50μm)/軽剥離型剥離シートの構成からなる粘着シートを作製した。
なお、上記粘着剤層の厚さは、JIS K7130に準拠し、定圧厚さ測定器(テクロック社製,製品名「PG-02」)を使用して測定した値である(以下同じ)。
〔実施例2~10,比較例1〕
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を構成する各モノマーの種類および割合、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の重量平均分子量(Mw)、架橋剤(B)の種類および配合量、光拡散微粒子(C)の種類および配合量、シランカップリング剤の種類および配合量、ならびに粘着剤層の厚さを表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にして粘着シートを製造した。なお、実施例7は、厚さ50μmの粘着剤層を2層積層して、厚さ100μmの粘着剤層とした。
前述した重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で測定(GPC測定)したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
<測定条件>
・GPC測定装置:東ソー社製,HLC-8020
・GPCカラム(以下の順に通過):東ソー社製
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
・測定溶媒:テトラヒドロフラン
・測定温度:40℃
〔試験例1〕(屈折率の測定)
光拡散微粒子を配合しない以外、各実施例および比較例と同様にして粘着性組成物を調製した。そして、当該粘着性組成物を使用し、各実施例および比較例と同様にして粘着シートを製造した。得られた粘着シートの粘着剤層の屈折率を、アッベ屈折計(アタゴ社製,品名「アッベ屈折計DR-M2」,Na光源,波長:589nm)を使用して、JIS K0062-1992に準じて測定した。この測定結果は、粘着剤のマトリックスの屈折率に該当する。結果を表1に示す。
また、測定された粘着剤のマトリックスの屈折率と、各実施例および比較例で使用した光拡散微粒子の屈折率との差を絶対値として算出した。結果を表2に示す。
〔試験例2〕(ヘイズ値の測定)
実施例および比較例で製造した粘着シートの粘着剤層をガラスに貼合して、これを測定用サンプルとした。ガラスでバックグラウンド測定を行った上で、上記測定用サンプルについて、JIS K7375:2008に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業社製,製品名「NDH7000」)を用いて、380nmから780nmまで5nm間隔の波長の光線におけるヘイズ値(%)を測定した。ヘイズ値(全光線のヘイズ値)(%)、ならびに380nm、580nmおよび780nmの波長の光線におけるヘイズ値(%)を表2に示す。また、380nm、580nmおよび780nmの波長の光線におけるヘイズ値の平均値および標準偏差を算出した。結果を併せて表2に示す。
〔試験例3〕(全光線透過率の測定)
実施例および比較例で製造した粘着シートの粘着剤層をガラスに貼合して、これを測定用サンプルとした。ガラスでバックグラウンド測定を行った上で、上記測定用サンプルについて、JIS K7375:2008に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業社製,製品名「NDH5000」)を用いて全光線透過率(%)を測定した。結果を表2に示す。
〔試験例4〕(像鮮明度の測定)
実施例および比較例で製造した粘着シートの粘着剤層について、写像性測定器(スガ試験機社製,製品名「ICM-10P」)を使用し、JIS K7374:2007の透過法に準拠して、5種類の光学櫛(櫛幅:0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mm)の像鮮明度(%)を測定し、その合計値を算出した。結果を表2に示す。
〔試験例5〕(貯蔵弾性率の測定)
各実施例および比較例で製造した粘着シートから剥離シートを剥がし、粘着剤層を厚さ800μmになるように複数層積層した。得られた粘着剤層の積層体から、直径8mmの円柱体(高さ800μm)を打ち抜き、これをサンプルとした。
上記サンプルについて、JIS K7244-6に準拠し、粘弾性測定装置(Physica社製,製品名「MCR300」)を用いてねじりせん断法により、以下の条件で23℃における貯蔵弾性率(G’)(MPa)を測定した。結果を表2に示す。
測定周波数:1Hz
測定温度:23℃
〔試験例6〕(粘着力の測定)
実施例および比較例で製造した粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層を、易接着層を有するポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡社製,製品名「PET A4300」,厚さ:100μm)の易接着層に貼合し、重剥離型剥離シート/粘着剤層/PETフィルムの積層体を得た。得られた積層体を25mm幅、100mm長に裁断した。
23℃、50%RHの環境下にて、上記積層体から重剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層をソーダライムガラス(日本板硝子社製)に貼付したのち、栗原製作所社製オートクレーブにて0.5MPa、50℃で、20分加圧した。その後、23℃、50%RHの条件下で24時間放置して、これをサンプルとした。そして、引張試験機(オリエンテック社製,製品名「テンシロン」)を用い、剥離速度300mm/min、剥離角度180度の条件で粘着力(UV前;N/25mm)を測定した。ここに記載した以外の条件はJIS Z0237:2009に準拠して、測定を行った。結果を表2に示す。
〔試験例7〕(色ムラ抑制性の評価)
実施例および比較例で製造した粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥離し、露出した粘着剤層をソーダライムガラス板(日本板硝子社製,厚さ:0.7mm)に貼合し、重剥離型剥離シート/粘着剤層/ソーダライムガラス板からなる積層体を得た。
上記積層体を3波長蛍光灯にかざし(蛍光灯からの距離:200cm)、当該積層体を介して見える、蛍光灯およびその周囲に拡散した光の色を観察した。そして、以下の基準により色ムラ抑制性を評価した。結果を表2に示す。
◎…かざす角度を変えても色のムラがなく、全体的に白色であった。
〇…かざす角度によっては蛍光灯の部分は少し着色(赤色等)して見えるが、着色が見られない角度では全体的に白色であった。
△…かざす角度によらず蛍光灯の部分は少し着色(赤色等)して見えるが、蛍光灯の周囲に拡散した光は白色であった。
×…かざす角度によらず蛍光灯の部分が明らかに着色(赤色等)しており、蛍光灯の周囲に拡散した光も色付いて見えた。
〔試験例8〕(輝度ムラ抑制性の評価)
エノモト社製リードフレーム(製品名「5050 D/G PKG」)、Genelite社製LED(製品名「B3838ECI1」)、田中貴金属社製金線(製品名「GLF=30」)、信越化学社製封止樹脂(製品名「KJR-9022」)、および信越化学社製ダイボンド剤(製品名「KER3000-M2」)を使用して、5mm×5mmの正方形型のLED点光源(全光束20ルーメン)を作製した。次いで、得られたLED点光源を、5mm間隔で4個、四角形の配列となるように黒色樹脂基板上に固定し、疑似バックライトを得た。
上記疑似バックライトに、試験例7で作製した積層体をその重剥離型剥離シート側が疑似バックライトに接するように載置することにより、バックライトユニットを有する疑似表示装置を得た。上記LED点光源を点灯させ、上記疑似表示装置の直上30cmの位置から、目視により点光源の見え方を確認し、以下の判断基準により輝度ムラ抑制性を評価した。結果を表2に示す。
◎…点光源が全く視認できなかった。
〇…凝視すると点光源が視認できるが、ほとんど気にならない程度であった。
×…明らかに点光源が視認できた。
〔試験例9〕(凹凸埋め込み性の評価)
ガラス板(NSGプレシジョン社製,製品名「コーニングガラス イーグルXG」,縦90mm×横50mm×厚み0.5mm)の表面に、紫外線硬化型インク(帝国インキ社製,製品名「POS-911墨」)を額縁状(外形:縦90mm×横50mm,幅5mm)にスクリーン印刷した。次いで、紫外線を照射(80W/cm,メタルハライドランプ2灯,ランプ高さ15cm,ベルトスピード10~15m/分)して、印刷した上記紫外線硬化型インクを硬化させ、印刷による段差(段差の高さ:15μm、20μm、25μm、及び50μmのいずれか1つ)を有する段差付ガラス板を作製した。
実施例および比較例で製造した粘着シートから軽剥離型剥離シートを剥がし、露出した粘着剤層を、易接着層を有するポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡社製,製品名「PET A4300」,厚さ:100μm)の易接着層に貼合した。次いで、重剥離型剥離シートを剥がし、粘着剤層を表出させた。そして、ラミネーター(フジプラ社製,製品名「LPD3214」)を用いて、粘着剤層が額縁状の印刷全面を覆うように上記積層体を各段差付ガラス板にラミネートし、これを評価用サンプルとした。
得られた評価用サンプルを、50℃、0.5MPaの条件下で30分間オートクレーブ処理した後、常圧、23℃、50%RHにて24時間放置した。次いで、85℃、85%RHの高温高湿条件下にて72時間保管し(耐久試験)、その後、凹凸埋め込み性を評価した。凹凸埋め込み性は、粘着剤層により印刷段差(凹凸)が完全に埋められているか否かで判断し、印刷段差と粘着剤層との界面で気泡、浮き、剥がれなどが観察された場合は、粘着剤層により印刷段差(凹凸)が埋められなかったと判断される。ここでは、凹凸埋め込み性は、下記の式で示される段差追従率(%)として算出し、以下の基準で評価した。結果を表2に示す。
段差追従率(%)={(耐久試験後、気泡、浮き、剥がれ等が無く埋められた状態が維持された段差の高さ(μm))/(粘着剤層の厚み(μm)}×100
<凹凸埋め込み性の評価基準>
◎…段差追従率40%以上
○…段差追従率40%未満、30%以上
×…段差追従率30%未満
Figure 0007539777000001
Figure 0007539777000002
表2から分かるように、実施例で製造した粘着シートは、色ムラ抑制性に優れていた。また、実施例1~8,10で製造した粘着シートは、輝度ムラ抑制性にも優れていた。さらに、実施例1~9で製造した粘着シートは、凹凸埋め込み性にも優れていた。
本発明に係る粘着シートおよびバックライトユニットは、色ムラ抑制性が要求される表示装置、特に液晶表示装置等に好適である。
1…粘着シート
11…粘着剤層
12a,12b…剥離シート
2…バックライトユニット
20…バックライト
21…基板
22…発光体
3…表示装置
30…表示部

Claims (8)

  1. バックライトと、硬質体とを貼合するのに用いられる、粘着剤層を有する粘着シートであって、
    前記粘着剤層を構成する粘着剤が、(メタ)アクリル酸エステル重合体と、架橋剤と、光拡散微粒子とを含有する粘着性組成物(重量平均分子量が8000~30万の(メタ)アクリル酸エステル重合体を含有する粘着性組成物を除く)を架橋したものであり、
    前記光拡散微粒子の遠心沈降光透過法による平均粒径が、3μm以上、50μm以下であり、
    前記粘着剤層の、波長380nmの光線によるヘイズ値、波長580nmの光線によるヘイズ値、および波長780nmの光線によるヘイズ値の平均値が、70%以上、100%以下であり、
    前記粘着剤層の、波長380nmの光線によるヘイズ値、波長580nmの光線によるヘイズ値、および波長780nmの光線によるヘイズ値の標準偏差が、7.50以下であり、
    前記粘着剤層の全光線透過率が70%以上であり、
    前記粘着剤層の厚さが、30μm以上、500μm以下である
    ことを特徴とする粘着シート。
  2. 前記粘着剤層の、0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mmおよび2.0mmの光学櫛の像鮮明度の合計値が、0.1以上、400以下であることを特徴とする請求項1に記載の粘着シート。
  3. 前記粘着剤層を構成する粘着剤の23℃における貯蔵弾性率G’が、0.001MPa以上、10MPa以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の粘着シート。
  4. 前記粘着シートのソーダライムガラスに対する粘着力が、0.1N/25mm以上であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の粘着シート。
  5. 前記粘着シートが、2枚の剥離シートを備えており、
    前記粘着剤層が、前記2枚の剥離シートの剥離面と接するように前記剥離シートに挟持されている
    ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の粘着シート。
  6. 複数の発光体を有するバックライトと、
    前記バックライトに積層された粘着剤層と
    を備えたバックライトユニットであって、
    前記粘着剤層が、請求項1~5のいずれか一項に記載の粘着シートの粘着剤層である
    ことを特徴とするバックライトユニット。
  7. 前記発光体が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項6に記載のバックライトユニット。
  8. 請求項6または7に記載のバックライトユニットと、
    前記バックライトユニットの前記粘着剤層に積層された表示部と
    を備えたことを特徴とする表示装置。
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