CN115113304A - 光学层叠体和显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种光学层叠体,是作为前面板的第1光学部件、第1粘合剂层、第2光学部件和第2粘合剂层依次相接层叠而成的,将上述第2光学部件的屈服应力设为S2〔MPa〕、并将上述第2粘合剂层的储能弹性模量设为G’2〔MPa〕时,满足下述式(1)的关系。46≤S2/G’2≤17500 (1)。
Description
技术领域
本发明涉及光学层叠体和显示装置。
背景技术
韩国公开专利第2018-0012913号公报(专利文献1)中记载了提供一种耐久性优异的显示装置用窗口。
发明内容
在触控面板方式的显示装置的窗口,当按压触控笔而进行笔记、操作、描绘等时,存在有时产生无法复原的凹痕(所谓的塑性变形)的问题。本发明的目的在于提供光学层叠体和包含该光学层叠体的显示装置,所述光学层叠体是配置于显示装置的前面而使用的光学层叠体,即便按压触控笔,也能够抑制上述凹痕的产生。
本发明提供以下例示的光学层叠体和显示装置。
〔1〕一种光学层叠体,是作为前面板的第1光学部件、第1粘合剂层、第2光学部件和第2粘合剂层依次相接层叠而成的,
将上述第2光学部件的屈服应力设为S2〔MPa〕、并将上述第2粘合剂层的储能弹性模量设为G’2〔MPa〕时,满足下述式(1)的关系。
46≤S2/G’2≤17500 (1)
〔2〕根据〔1〕所述的光学层叠体,其中,将上述第1光学部件的屈服应力设为S1〔MPa〕时,满足下述式(2)的关系。
70MPa≤S1≤180MPa (2)
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的光学层叠体,其中,将上述第1光学部件的厚度设为T1〔μm〕、并将上述第1粘合剂层的厚度设为t1〔μm〕时,满足下述式(3)的关系。
1.5≤T1/t1≤5 (3)
〔4〕根据〔1〕~〔3〕中任一项所述的光学层叠体,其中,将上述第1光学部件的厚度设为T1〔μm〕、并将上述第2粘合剂层的厚度设为t2〔μm〕时,满足下述式(4)的关系。
1.5≤T1/t2≤5 (4)
〔5〕根据〔1〕~〔4〕中任一项所述的光学层叠体,其中,上述第1光学部件的与上述第1粘合剂层侧相反的一侧的表面由硬涂层构成。
〔6〕根据〔1〕~〔5〕中任一项所述的光学层叠体,其中,具有偏振片。
〔7〕根据〔1〕~〔6〕中任一项所述的光学层叠体,其中,具有触控传感器面板。
〔8〕一种显示装置,包含〔1〕~〔7〕中任一项所述的光学层叠体。
根据本发明,能够提供即便使用触控笔也能够抑制凹痕产生的光学层叠体和包含该光学层叠体的显示装置。
附图说明
图1是示出本发明的光学层叠体的一个例子的截面示意图。
符号说明
10前面板(第1光学部件),11基材,12硬涂层,22第2光学部件,23第3光学部件,24第4光学部件,31第1粘合剂层,32第2粘合剂层,33第3粘合剂层,100光学层叠体。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的光学层叠体的实施方式进行说明,但本发明不限定于以下的实施方式。以下的全部附图中,为了容易理解各构成要素,适当的调整比例尺而示出,附图中示出的各构成要素的比例尺和实际的构成要素的比例尺不一定一致。
[光学层叠体]
本发明的光学层叠体是作为前面板的第1光学部件、第1粘合剂层、第2光学部件和第2粘合剂层依次相接层叠而成的光学层叠体。本发明的光学层叠体可以在与第2粘合剂层的跟第2光学部件相接的一侧表面相反的一侧的表面层叠n个(n为1以上的整数)的光学部件,本说明书中,上述n个光学部件从靠近第2粘合剂层的一侧起为第3光学部件、第4光学部件、···。优选在光学部件与光学部件之间层叠粘合剂层,本说明书中,将层叠于与第x光学部件(x为3以上的整数)的前面板侧相反的一侧的粘合剂层称为第x粘合剂层。n优选为4以下的整数,进一步优选为2以下的整数。
本说明书中,简称为“光学部件”的情况下,第1光学部件、第2光学部件、第x光学部件都符合,简称为“粘合剂层”的情况下,第1粘合剂层、第2粘合剂层、第x粘合剂层都符合。
各光学部件可以由一个层构成,也可以由多个层构成。本说明书中,对于由多个层构成的光学部件,基于有无厚度10μm以上的粘合剂层来判断为多个光学部件,或者为一个光学部件。本说明书中,被厚度10μm以上的粘合剂层分离的二个部分为不同的光学部件。因此,各光学部件可以包含厚度小于10μm的粘合剂层,另一方面,不包含厚度10μm以上的粘合剂层。
本发明的光学层叠体的厚度根据光学层叠体所要求的功能和光学层叠体的用途等而不同,因此没有特别限定,例如为20μm~4000μm,优选为30μm~2000μm,更优选为50μm~1000μm,也可以为100μm以上。
光学层叠体的俯视形状例如可以为方形形状,优选为具有长边和短边的方形形状,更优选为长方形。光学层叠体100的面方向的形状为长方形的情况下,长边的长度例如可以为10mm~1400mm,优选为50mm~600mm。短边的长度例如为5mm~800mm,优选为30mm~500mm,更优选为50mm~300mm。构成光学层叠体100的各层可以将角部进行R加工,或者将端部进行切口加工,或者进行开孔加工。
光学层叠体优选为可弯曲的。可弯曲是指可以不产生裂纹地使其弯曲。光学层叠体可以使第1光学部件侧为内侧和外侧中的至少任一者而进行弯曲,优选可以使第1光学部件侧为内侧而进行弯曲,更优选使第1光学部件侧为内侧而以弯曲半径为2mm的方式进行重复的弯曲时也存在不易产生裂纹的趋势。本说明书中,弯曲包括弯曲部分形成曲面的折弯的形态。折弯的形态中,折弯的内表面的曲率半径没有特别限定。另外,弯曲包括内表面的弯折角大于0°且小于180°的弯折的形态、以及内表面的曲率半径近似零或内表面的弯折角为0°的折叠的形态。
光学层叠体例如可以用于显示装置等。显示装置没有特别限定,例如可举出有机电致发光(有机EL)显示装置、无机电致发光(无机EL)显示装置、液晶显示装置、场致发光显示装置等。光学层叠体100特别适用于可弯曲的显示装置。
图1是本发明的一个实施方式的光学层叠体的截面示意图。图1所示的光学层叠体100以依次相接的方式层叠有作为前面板的第1光学部件10、第1粘合剂层31、第2光学部件22和第2粘合剂层32,进一步在与第2粘合剂层32的跟第2光学部件22相接的一侧的表面相反的一侧的表面层叠有2个(n=2)的光学部件。在与第2粘合剂层32的跟第2光学部件22相接的一侧的表面相反的一侧的表面依次相接地层叠有第3光学部件23、第3粘合剂层33、第4光学部件24。第1~3的粘合剂层31、32、33的厚度都为10μm以上。
光学层叠体100中,第1光学部件10包含基材11,进一步包含在基材11的与第2光学部件22侧相反的一侧的表面设置的硬涂层12。例如,光学层叠体100中,第2光学部件22为保护板,第3光学部件23为偏振片,第4光学部件24为触控传感器面板。
<式(1)>
将第2光学部件的屈服应力设为S2〔MPa〕并将上述第2粘合剂层的储能弹性模量设为G’2〔MPa〕时,本发明的光学层叠体满足下述式(1)的关系。
46≤S2/G’2≤17500 (1)
本发明的光学层叠体通过使第2光学部件和第2粘合剂层满足上述式(1)的关系,从而即便触控笔按压在第1光学部件上也不易产生塑性变形。
第1光学部件由于作为前面板使用,因此使用可耐受来自外部的冲击这样的硬质的材料,然而,硬质材料的恢复力弱,因此前面板一般容易产生塑性变形。因此,认为通过选择上述范围的物性的材料作为在靠近第1光学部件的位置的第2光学部件和第2粘合剂,从而如果作为整个光学层叠体来提高恢复力,就能够使其不易产生塑性变形。
本说明书中,光学部件的屈服应力和粘合剂层的储能弹性模量可以通过后述的实施例中记载的方法进行测定。光学部件的屈服应力根据光学部件的材料而不同,即便为相同的材料,也根据厚度而不同。粘合剂层的弹性模量根据材料而不同。
第2光学部件的屈服应力例如为40~250〔MPa〕,优选为40~200〔MPa〕。第2粘合剂层的储能弹性模量例如为0.01~1.8〔MPa〕,优选为0.01~1.5〔MPa〕。
第2光学部件优选屈服应力高于第1光学部件。
因此,式(1)中的S2/G’2的值可以通过适当地调整第2光学部件的材料、厚度、第2粘合剂层的材料等来调节。
本发明人等针对作为前面板的第1光学部件,从作为前面板需要具备保护光学层叠体的功能出发对能够调整物性的范围进行了限定,在该过程中得到如下见解:通过调整第2光学部件和第2粘合剂层的物性,调整为S2/G’2的值满足式(1)的关系,从而得到即便使用触控笔也不易产生凹痕的构成。本说明书中,不易产生凹痕包括不易产生凹痕的情况、以及即便产生凹痕也容易消失的情况。从能够进一步提高凹痕产生的不易程度的观点考虑,本发明的光学层叠体优选满足下述式(1a)的关系。
50≤S2/G’2≤14000(1a)
<第1光学部件>
第1光学部件为前面板,能够构成显示装置的最表面。第1光学部件只要是能够透过光的板状体,材料和厚度就没有限定。第1光学部件只要包含基材,则可以仅由基材构成,也可以由基材和其它层构成。基材和其它层分别可以仅由1层构成,也可以由2层以上构成。作为第1光学部件中包含的基材,可举出树脂制的板状体(例如树脂板、树脂片、树脂膜等)、玻璃制的板状体(例如玻璃板、玻璃膜等)、树脂制的板状体与玻璃制的板状体的层叠体。
对于第1光学部件,将屈服应力设为S1〔MPa〕时,从容易构成具有优异的耐冲击性的光学层叠体的观点考虑,优选满足下述式(2)的关系,更优选满足下述式(2a)的关系。
70MPa≤S1≤180MPa (2)
80MPa≤S1≤170MPa (2a)
对于第1光学部件,将厚度设为T1〔μm〕时,T1例如可以为10μm~1000μm,优选为20μm~500μm,更优选为20μm~100μm,也可以为50μm以上。从容易构成具有优异的耐冲击性的光学层叠体的观点考虑,第1光学部件的厚度T1优选为40μm以上。本发明中,构成光学层叠体的各层的厚度可以按照后述的实施例中说明的厚度的测定方法进行测定。
第1光学部件的基材为树脂制的板状体的情况下,也可以具有硬涂层。第1光学部件具有硬涂层的情况下,通过将硬涂层设置于层叠体的至少一个面,能够使硬度进一步提高。硬涂层既可以形成于基材的一个面,也可以形成于基材的两个面。第1光学部件优选与第1粘合剂层侧相反的一侧的表面由硬涂层构成。配置有光学层叠体的显示装置为触控面板方式的显示装置的情况下,第1光学部件的表面成为触摸面,因此可适当使用具有硬涂层的第1光学部件。通过设置硬涂层,能够提高硬度和耐划痕性。硬涂层例如为紫外线固化型树脂的固化层。作为紫外线固化型树脂,例如可举出(甲基)丙烯酸系树脂、有机硅系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、酰胺系树脂、环氧系树脂等。硬涂层可以含有添加剂来提高硬度。添加剂没有限定,可举出无机系微粒、有机系微粒或它们的混合物。
硬涂层的厚度例如可以为0.1μm~30μm,优选为1μm~20μm,更优选为5μm~15μm。
为了提高耐磨损性、或者防止由皮脂等所致的污染,还优选在硬涂层的视认侧形成耐磨损层。第1光学部件可以具有耐磨损层,耐磨损层可以为构成前面板的视认侧表面的层。耐磨损层可以包含来自氟化合物的结构。作为氟化合物,优选具有硅原子且在硅原子上具有烷氧基、卤素这样的水解性基团的化合物。可以通过水解性基团进行脱水缩合反应而形成涂膜,另外可以通过与基材表面的活性氢进行反应来提高耐磨损层的密合性。此外,氟化合物具有全氟烷基、全氟聚醚结构时,能够赋予拒水性,因而优选。特别优选为具有全氟聚醚结构和碳原子数4以上的长链的烷基的含氟聚有机硅氧烷化合物。作为氟化合物,还优选使用2种以上的化合物。作为优选进一步包含的氟化合物,为含有碳原子数2以上的亚烷基和全氟亚烷基的含氟有机硅氧烷化合物。
耐磨损层的厚度例如为1nm~20nm。另外,耐磨损层具有拒水性,水接触角例如为110~125°左右。由滑落法测定的接触角滞后和滑落角分别为3~20°左右、2~55°左右。此外,耐磨损层也可以在不阻碍本发明的效果的范围含有硅烷醇缩合催化剂、抗氧化剂、防锈剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、防霉剂、抗菌剂、生物附着防止剂、消臭剂、颜料、阻燃剂、抗静电剂等各种添加剂。
耐磨损层与硬涂层之间可以设置底漆层。作为底漆剂,例如有紫外线固化型、热固化型、湿气固化型、或者二液固化型的环氧系化合物等底漆剂。另外,作为底漆剂,可以使用聚酰胺酸,还优选使用硅烷偶联剂。底漆层的厚度例如为0.001~2μm。
作为得到包含耐磨损层和硬涂层的层叠体的方法,可以通过以下方式形成,即,将根据需要的底漆剂涂布于硬涂层上,进行干燥,使其固化而形成底漆层后,涂布包含氟化合物的组合物(耐磨损层涂覆用组合物)并进行干燥。作为涂布的方法,例如可举出浸涂法、辊涂法、棒涂法、旋涂法、喷涂法、模涂法、凹版涂布法等。另外,在涂布底漆剂或耐磨损层涂覆用组合物之前,还优选对涂布面实施等离子体处理、电晕处理、或紫外线处理等亲水化处理。
作为用作基材的树脂膜,只要是可透过光的树脂膜,就没有限定。例如,可举出由三乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚(甲基)丙烯酸、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩乙醛、聚醚酮、聚醚醚酮、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺等高分子形成的膜。这些高分子可以单独或混合2种以上使用。在柔性显示器中使用层叠体的情况下,可以适当使用可构成为具有优异的挠性并具有高强度和高透明性的由聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺等高分子形成的树脂膜。应予说明,本说明书中“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯中的任一者。(甲基)丙烯酸酯等的“(甲基)”也表示同样的含义。树脂膜的厚度例如为10μm~500μm,优选为20μm~100μm。
第1光学部件的基材为玻璃板的情况下,玻璃板优选使用显示器用强化玻璃。玻璃板的厚度例如可以为10μm~1000μm,也可以为20μm以上。通过使用玻璃板,能够构成具有优异的机械强度和表面硬度的前面板。
显示装置中使用光学层叠体的情况下,第1光学部件不仅具有保护显示装置的前表面(画面)的功能(作为窗口膜的功能),也可以具有作为触控传感器的功能、蓝光截止功能,视场角调整功能等。
<粘合剂层>
第1粘合剂层夹在第1光学部件与第2光学部件之间,将它们贴合。第2粘合剂层层叠于第2光学部件的与第1光学部件侧(前面板侧)相反的一侧的表面。第x粘合剂层层叠于第x光学部件的与第1光学部件侧(前面板侧)相反的一侧的表面。粘合剂层只要厚度为10μm以上,就可以由1层构成,也可以由2层以上构成,优选由1层构成。各粘合剂层在粘合剂组合物的组成和配合成分、厚度等方面可以相同,也可以不同。
粘合剂层的厚度为10μm以上,优选为12μm以上,另外,优选为100μm以下,更优选为50μm以下。
对于第1粘合剂层,将其厚度设为t1〔μm〕时,从能够抑制因触控笔的按压而暂时产生的凹痕的观点考虑,优选与第1光学部件的厚度T1〔μm〕的关系满足下述式(3)的关系。
1.5≤T1/t1≤5 (3)
第1粘合剂层的储能弹性模量例如为0.01~1.8〔MPa〕,优选为0.01~1.5〔MPa〕。
对于第2粘合剂层,将其厚度设为t2〔μm〕时,从能够抑制因触控笔的按压而暂时产生的凹痕的观点考虑,优选与第1光学部件的厚度T1〔μm〕的关系满足下述式(4)的关系。
1.5≤T1/t2≤5 (4)
对于第x粘合剂层,将其厚度设为tx〔μm〕时,从能够抑制因触控笔的按压而产生的凹痕的观点考虑,优选与第1光学部件的厚度T1〔μm〕的关系满足下述式(5)的关系。
1.5≤T1/tx≤5 (5)
粘合剂层可以由以(甲基)丙烯酸系树脂、橡胶系树脂、聚氨酯系树脂、酯系树脂、有机硅系树脂、聚乙烯醚系树脂为主成分(基础聚合物)的粘合剂组合物构成。作为构成粘合剂层的粘合剂组合物,以透明性、耐候性、耐热性等优异的(甲基)丙烯酸系树脂为基础聚合物的粘合剂组合物是适当的。粘合剂组合物可以为活性能量射线固化型或热固化型。
作为粘合剂组合物中使用的(甲基)丙烯酸系树脂,可以适当使用以(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯的1种或2种以上为单体的聚合物或共聚物。优选使极性单体与基础聚合物共聚。作为极性单体,可以举出(甲基)丙烯酸化合物、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯化合物、(甲基)丙烯酸羟基乙酯化合物、(甲基)丙烯酰胺化合物、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯化合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯化合物等具有羧基、羟基、酰胺基、氨基、环氧基等的单体。
粘合剂组合物可以仅包含上述基础聚合物,但通常进一步含有交联剂。作为交联剂,可例示2价以上的金属离子且为在与羧基之间形成羧酸金属盐的金属离子、在与羧基之间形成酰胺键的多胺化合物、在与羧基之间形成酯键的聚环氧化合物或多元醇、在与羧基之间形成酰胺键的聚异氰酸酯化合物。交联剂优选为聚异氰酸酯化合物。
活性能量射线固化型粘合剂组合物具有受到紫外线、电子束这样的活性能量射线的照射而固化的性质,具有即便在活性能量射线照射前也可以具有粘合性而与膜等被覆物密合,并能够通过活性能量射线的照射而固化来调整密合力的性质。活性能量射线固化型粘合剂组合物优选为紫外线固化型。活性能量射线固化型粘合剂组合物除了基础聚合物、交联剂以外,还进一步含有活性能量射线聚合性化合物。根据需要,可以含有光聚合引发剂、光敏剂等。
作为活性能量射线聚合性化合物,例如可举出分子内具有至少1个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯单体;使2种以上的含有官能团的化合物反应而得到的分子内具有至少2个(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯低聚物等含有(甲基)丙烯酰氧基的化合物等(甲基)丙烯酸系化合物、分子内具有至少2个苯甲酰基苯基甲基丙烯酰基的化合物。粘合剂组合物可以相对于粘合剂组合物的固体成分100质量份包含0.1质量份以上的活性能量射线聚合性化合物,可以包含10质量份以下、5质量份以下或2质量份以下的活性能量射线聚合性化合物。
苯甲酰基苯基甲基丙烯酰基是指以下的结构表示的基团。*表示键合位点。活性能量射线聚合性化合物在分子内具有的苯甲酰基苯基甲基丙烯酰基的数量可以为5以下,可以为4以下。
作为分子内具有至少2个苯甲酰基苯基甲基丙烯酰基的化合物,例如可举出以下的化合物。
作为光聚合引发剂,例如可举出二苯甲酮、苯偶酰二甲基缩酮、1-羟基环己基苯基酮等。光聚合引发剂可以包含1种或2种以上。粘合剂组合物包含光聚合引发剂时,其总含量例如相对于粘合剂组合物的固体成分100质量份为0.01质量份~3.0质量份即可。
粘合剂组合物可以包含用于赋予光散射性的微粒、珠(树脂珠、玻璃珠等)、玻璃纤维、基础聚合物以外的树脂、粘合性赋予剂、填充剂(金属粉、其它无机粉末等)、抗氧化剂、紫外线吸收剂、染料、颜料、着色剂、消泡剂、防腐剂、光聚合引发剂等添加剂。
粘合剂层可以通过将上述粘合剂组合物的有机溶剂稀释液涂布于基材上,使其干燥而形成。粘合剂层也可以利用使用粘合剂组合物所形成的粘合片而形成。使用活性能量射线固化型粘合剂组合物的情况下,可以通过对所形成的粘合剂层照射活性能量射线而制成具有所期望的固化度的粘合剂层。
<光学部件>
作为光学层叠体中的光学部件,例如,可例示前面板(第1光学部件)、保护板、偏振片、触控传感器面板等、以及背面板等。作为背面板,可举出触控传感器面板、有机EL显示元件等。光学部件由多个层构成的情况下,可以包含用于将2个层贴合的贴合层。作为光学层叠体中的光学部件的层叠顺序,例如,可举出前面板(第1光学部件)/保护板/偏振片/触控传感器面板、前面板(第1光学部件)/保护板/偏振片/触控传感器面板/有机EL显示元件、前面板(第1光学部件)/保护板/触控传感器面板/偏振片、前面板(第1光学部件)/保护板/触控传感器面板/偏振片/有机EL显示元件等。在能够对光学层叠体赋予作为防反射膜的功能的方面上,这里示出的层叠顺序中的偏振片优选为圆偏振片。这里示出的层叠顺序中的保护板也可以不包含,从容易通过使用保护板作为第2光学部件而将第2光学部件的屈服应力S2调整为所期望的值的观点考虑,优选包含。
《偏振片》
偏振片例如可以为直线偏振片、圆偏振片(包括椭圆偏振片)等。圆偏振片具备直线偏振片和相位差层。圆偏振片由于能够吸收在图像显示装置中被反射的外部光线,因此能够对光学层叠体赋予作为防反射膜的功能。
偏振片的厚度通常为5μm以上,可以为20μm以上,也可以为25μm以上,还可以为30μm以上。另外,偏振片的厚度优选为80μm以下,更优选为60μm以下。
《直线偏振片》
直线偏振片具有从自然光等非偏振光的光线中选择性地透过某一方向的直线偏振光的功能。直线偏振片可以具备吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸层、包含聚合性液晶化合物的固化物和二色性色素且二色性色素在聚合性液晶化合物的固化物中分散并取向的液晶层等作为起偏器层。二色性色素是指具有分子的长轴方向的吸光度与短轴方向的吸光度不同的性质的色素。使用液晶层作为起偏器层的直线偏振片与吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸层相比,弯曲方向没有限制,因而优选。
(作为吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸层的起偏器层)
作为吸附有二色性色素的拉伸膜的起偏器层通常可以经过如下工序来制造,即,对聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序、通过将聚乙烯醇系树脂膜用碘等二色性色素进行染色而吸附该二色性色素的工序、将吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜用硼酸水溶液进行处理的工序、以及在基于硼酸水溶液的处理后进行水洗的工序。
起偏器层的厚度通常为30μm以下,优选为18μm以下,更优选为15μm以下。使起偏器层的厚度变薄对偏振片的薄膜化有利。起偏器层的厚度通常为1μm以上,例如可以为5μm以上。
聚乙烯醇系树脂是通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到的。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,也可以使用乙酸乙烯酯与可与其共聚的其它单体的共聚物。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其它单体,例如可举出不饱和羧酸系化合物、烯烃系化合物、乙烯基醚系化合物、不饱和砜系化合物、具有铵基的(甲基)丙烯酰胺系化合物。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85摩尔%~100摩尔%左右,优选为98摩尔%以上。聚乙烯醇系树脂可以被改性,可以使用被醛类改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000~10000,优选为1500~5000。
作为吸附有二色性色素的拉伸层的起偏器层通常可以经过如下工序进行制造,即,将包含上述聚乙烯醇系树脂的涂布液涂布于基材膜上的工序、对所得到的层叠膜进行单轴拉伸的工序、通过将单轴拉伸后的层叠膜的聚乙烯醇系树脂层用二色性色素进行染色而吸附该二色性色素来制作起偏器层的工序、将吸附有二色性色素的膜用硼酸水溶液进行处理的工序、以及在基于硼酸水溶液的处理后进行水洗的工序。用于形成起偏器层的基材膜也可以作为起偏器层的保护层使用。也可以根据需要将基材膜从起偏器层上剥离除去。基材膜的材料和厚度与后述的热塑性树脂膜的材料和厚度同样即可。
作为吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸层的起偏器层可以直接作为直线偏振片使用,也可以在其单面或两面形成保护层而作为直线偏振片使用。作为保护层,可以使用后述的热塑性树脂膜。所得到的直线偏振片的厚度优选为2μm~40μm。
对于热塑性树脂膜,例如可以举出环聚烯烃系树脂膜;由三乙酸纤维素、二乙酸纤维素等树脂构成的乙酸纤维素系树脂膜;由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等树脂构成的聚酯系树脂膜;聚碳酸酯系树脂膜;(甲基)丙烯酸系树脂膜;聚丙烯系树脂膜等本领域公知的膜。起偏器层与保护层可以介由后述的贴合层而层叠。
从轻型化的观点考虑,热塑性树脂膜的厚度通常为100μm以下,优选为80μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选为40μm以下,更进一步优选为30μm以下,另外,通常为5μm以上,优选为10μm以上。
可以在热塑性树脂膜上形成硬涂层。硬涂层可以形成于热塑性树脂膜的一个面,也可以形成于热塑性树脂膜的两面。可以通过设置硬涂层而制成提高了硬度和耐划痕性的热塑性树脂膜。硬涂层可以与上述的形成于树脂膜的硬涂层同样地形成。
(作为液晶层的起偏器层)
用于形成液晶层的聚合性液晶化合物为具有聚合性反应基团且表现出液晶性的化合物。聚合性反应基团为参与聚合反应的基团,优选为光聚合性反应基团。光聚合性反应基团是指可以在由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等的作用下参与聚合反应的基团。作为光聚合性官能团,可举出乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、环氧丙烷基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基氧基、环氧乙烷基和环氧丙烷基,更优选丙烯酰氧基。聚合性液晶化合物的种类没有特别限定,可以使用棒状液晶化合物、圆盘状液晶化合物和它们的混合物。聚合性液晶化合物的液晶性可以为热致性液晶或溶致性液晶,作为相序结构,可以为向列型液晶或近晶型液晶。
对于作为液晶层的起偏器层中使用的二色性色素,优选在300~700nm的范围具有极大吸收波长(λMAX)。作为这样的二色性色素,例如,可举出吖啶色素、嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素和蒽醌色素等,其中,优选偶氮色素。作为偶氮色素,可举出单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素和二苯乙烯偶氮色素等,优选为双偶氮色素和三偶氮色素。二色性色素可以单独,也可以组合2种以上,优选组合3种以上。特别是,更优选组合3种以上的偶氮化合物。二色性色素的一部分可以具有反应性基团,另外,也可以具有液晶性。
作为液晶层的起偏器层例如可以通过以下方式形成,即,在形成于基材膜上的取向膜上涂布包含聚合性液晶化合物和二色性色素的起偏器层形成用组合物,将聚合性液晶化合物聚合并使其固化。可以通过在基材膜上涂布起偏器层形成用组合物形成涂膜,并将该涂膜与基材膜一起拉伸而形成起偏器层。用于形成起偏器层的基材膜也可以用作起偏器层的保护层。基材膜的材料和厚度与上述热塑性树脂膜的材料和厚度同样即可。
作为包含聚合性液晶化合物和二色性色素的起偏器层形成用组合物、以及使用该组合物的起偏器层的制造方法,可以例示日本特开2013-37353号公报、日本特开2013-33249号公报、日本特开2017-83843号公报等中记载的内容。起偏器层形成用组合物除了聚合性液晶化合物和二色性色素以外,也可以进一步包含溶剂、聚合引发剂、交联剂、流平剂、抗氧化剂、增塑剂、敏化剂等添加剂。这些成分可以分别仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
起偏器层形成用组合物可以含有的聚合引发剂为能够引发聚合性液晶化合物的聚合反应的化合物,在能够以更低温条件下引发聚合反应的方面上,优选光聚合性引发剂。具体而言,可举出能够通过光的作用而产生活性自由基或酸的光聚合引发剂,其中,优选通过光的作用而产生自由基的光聚合引发剂。聚合引发剂的含量相对于聚合性液晶化合物的总量100重量份,优选为1质量份~10质量份,更优选为3质量份~8质量份。在该范围内时,聚合性基团的反应充分进行,且容易使液晶化合物的取向状态稳定化。
作为液晶层的起偏器层的厚度通常为10μm以下,优选为0.5μm~8μm,更优选为1μm~5μm。
作为液晶层的起偏器层可以不剥离除去基材膜而作为直线偏振片使用,也可以将基材膜从起偏器层上剥离除去而制成直线偏振片。作为液晶层的起偏器层可以在其单面或两面形成保护层而作为直线偏振片使用。作为保护层,可以使用上述热塑性树脂膜。
作为液晶层的起偏器层可以以起偏器层的保护等为目的而在起偏器层的单面或两面具有罩面层。罩面层例如可以通过在起偏器层上涂布用于形成罩面层的材料(组合物)而形成。作为构成罩面层的材料,例如可举出光固化性树脂、水溶性聚合物等。作为构成罩面层的材料,可以使用(甲基)丙烯酸系树脂、聚乙烯醇系树脂等。
(相位差层)
偏振片中包含的相位差层可以为1层,也可以为2层以上。相位差层优选层叠在起偏器层的与前面板侧相反的一侧的表面上。相位差层可以具有保护其表面的罩面层、支承相位差层的基材膜等。相位差层包含λ/4层,可以进一步包含λ/2层或正C层中的至少任一者。相位差层包含λ/2层时,从直线偏振片侧起依次层叠λ/2层和λ/4层。相位差层包含正C层时,可以从直线偏振片侧起依次层叠λ/4层和正C层,也可以从直线偏振片侧起依次层叠正C层和λ/4层。相位差层的厚度例如为0.1μm~10μm,优选为0.5μm~8μm,更优选为1μm~6μm。
相位差层可以由作为保护层的材料所例示的树脂膜形成,也可以由聚合性液晶化合物固化所成的层形成。相位差层可以进一步包含取向膜。相位差层可以具有用于将λ/4层与λ/2层和正C层贴合的贴合层。
使聚合性液晶化合物固化而形成相位差层时,相位差层可以通过将包含聚合性液晶化合物的组合物涂布于基材膜并使其固化而形成。也可以在基材膜与涂布层之间形成取向层。基材膜的材料和厚度可以与上述热塑性树脂膜的材料和厚度相同。由使聚合性液晶化合物固化而成的层形成相位差层时,相位差层可以以具有取向层和基材膜的形态引入到光学层叠体中。相位差层可以介由贴合层与直线偏振片贴合。
《触控传感器面板》
作为触控传感器面板,是可检测在前表面触摸的位置的传感器,或者是可检测在前表面用触控笔进行的操作、笔记等按压的传感器,可以为具有透明导电层的构成。触控传感器面板除了透明导电层以外,也可以具有支承该透明导电层的基材。检测方式没有限定,可例示电阻膜方式、静电电容方式、光传感器方式、超声波方式、电磁感应耦合方式、表面弹性波方式等触控传感器面板。其中,在低成本、反应速度快、薄膜化的方面上,优选使用静电电容方式的触控传感器面板。触控传感器面板可以在透明导电层与支承该透明导电层的基材之间具备粘接层、分离层、保护层等。作为粘接层,可举出粘接剂层、粘合剂层。作为支承透明导电层的基材,可举出在一个表面蒸镀形成有透明导电层的基材、介由粘接层转印有透明导电层的基材等。
静电电容方式的触控传感器面板的一个例子由基材、设置于基材的表面的位置检测用透明导电层、以及触摸位置检测电路构成。在设置有具有静电电容方式触控传感器面板的光学层叠体的显示装置中,触摸前面板的表面时,在被触摸的点介由人体的静电电容而将透明导电层接地。触摸位置检测电路检测到透明导电层的接地,并检测被触摸的位置。通过具有相互分离的多个透明导电层,能够实现更详细的位置的检测。
透明导电层可以为由ITO等金属氧化物构成的透明导电层,也可以为由铝、铜、银、金或它们的合金等金属构成的金属层。
分离层可以是形成于玻璃等基板上,用于将形成于分离层上的透明导电层和分离层一起与基板分离的层。分离层优选为无机物层或有机物层。作为形成无机物层的材料,例如可举出硅氧化物。作为形成有机物层的材料,例如可以使用(甲基)丙烯酸系树脂组合物、环氧系树脂组合物、聚酰亚胺系树脂组合物等。
保护层可以与透明导电层相接地设置成用于保护导电层。保护层包含有机绝缘膜和无机绝缘膜中的至少一者,这些膜可以利用旋涂法、溅射法、蒸镀法等而形成。
触控传感器面板例如可以如下制造。第1方法中,首先,介由粘接层将基材层叠于玻璃基板。在基材上形成利用光刻法而图案化的透明导电层。通过控制温度,从而将玻璃基板与基材分离,得到由透明导电层和基材构成的触控传感器面板。
第2方法中,首先,在玻璃基板上形成分离层,根据需要,在分离层上形成保护层。在分离层(或保护层)上形成利用光刻法而图案化的透明导电层。在透明导电层上层叠可剥离的保护膜,转印从透明导电层到分离层,分离玻璃基板。介由粘接层将基材与分离层贴合,将可剥离的保护膜剥离,由此得到依次具有透明导电层、分离层、粘接层和基材的触控传感器面板。
作为触控传感器面板的基材,可举出三乙酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、聚环烯烃、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚降冰片烯等树脂膜。
从容易构成具有所期望的韧性的基材层的观点考虑,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。
从容易构成具有优异的耐冲击性的光学层叠体的观点考虑,触控传感器面板优选厚度为30μm以上。触控传感器面板的厚度例如为100μm以下。
《背面板》
作为背面板,可以使用可透过光的板状体、通常的显示装置中使用的构成要素等。
背面板的厚度例如可以为5μm~2000μm,优选为10μm~1000μm,更优选为15μm~500μm。
作为背面板中使用的板状体,可以仅由1层构成,也可以由2层以上构成,可以使用针对前面板中描述的板状体所例示的构成。
作为背面板中使用的通常的显示装置中采用的构成要素,例如可举出上述的触控传感器面板、有机EL显示元件等。
《保护板》
作为保护板,可以使用可透过光的树脂制的板状体、通常的显示装置中使用的构成要素等。树脂制的板状体可以仅由1层构成,也可以由2层以上构成,可以使用针对前面板中描述的树脂制的板状体所例示的构成。可优选举出聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。
保护板的厚度例如可以为5μm~2000μm,优选为10μm~1000μm,更优选为15μm~500μm,进一步优选为30μm~100μm。
(贴合层)
光学部件可以包含用于将2个层接合的贴合层。贴合层为由粘合剂或粘接剂构成的层。贴合层为粘合剂层的情况下,其厚度小于10μm。作为贴合层的材料的粘合剂可以使用上述的第x粘合剂层中说明的粘合剂组合物。
对于作为贴合层的材料的粘接剂,例如可以是水系粘接剂、活性能量射线固化型粘接剂等中的1种或组合2种以上而形成。作为水系粘接剂,例如可以举出聚乙烯醇系树脂水溶液,水系二液型聚氨酯系乳液粘接剂等。活性能量射线固化型粘接剂为通过照射紫外线等活性能量射线而固化的粘接剂,例如可以举出包含聚合性化合物和光聚合性引发剂的粘接剂、包含光反应性树脂的粘接剂、包含粘结剂树脂和光反应性交联剂的粘接剂等。作为上述聚合性化合物,可以举出光固化性环氧系单体、光固化性丙烯酸系单体、光固化性氨基甲酸酯系单体等光聚合性单体、和来自这些单体的低聚物等。作为上述光聚合引发剂,可以举出包含照射紫外线等活性能量射线而产生中性自由基、阴离子自由基、阳离子自由基等活性物质的物质的化合物。
贴合层的厚度例如可以为1μm以上,优选为1μm以上且小于10μm,更优选为2μm以上且小于10μm,进一步优选为2.5μm~5μm。
介由贴合层而贴合的对置的二个表面可以预先进行电晕处理、等离子体处理、火焰处理等,也可以具有底漆层等。
[光学层叠体的制造方法]
光学层叠体可以通过包含介由粘合剂层来贴合光学部件的工序的方法进行制造。光学部件的与粘合剂层相接的表面优选实施电晕处理等表面活化处理来调整密合力。电晕处理的条件可以适当地设定,贴合面的一个面与另一个面的条件可以不同。应予说明,贴合面为触控传感器面板的透明导电层的情况下,优选不进行电晕处理。
<显示装置>
本发明的显示装置包含本发明的光学层叠体。显示装置没有特别限定,例如可举出有机EL显示装置、无机EL显示装置、液晶显示装置、场致发光显示装置等图像显示装置。包含本发明的光学层叠体的显示装置具有优异的耐冲击性,也可以作为可弯曲或卷绕等的柔性显示器使用。
显示装置中,光学层叠体以使第1光学部件(前面板)朝向外侧(与显示元件侧相反的一侧,即视认侧)的方式配置于显示装置所具有的显示元件的视认侧。显示装置优选能够使第1光学部件(前面板)侧为内侧而进行弯曲。显示装置也可以使第1光学部件(前面板)侧为外侧而进行弯曲。
本发明的显示装置适合作为触控面板方式的显示装置,特别适合作为能够用触控笔进行输入的显示装置。
本发明的显示装置可以作为智能手机、平板电脑等移动设备、电视、数码相框、电子标牌、测量仪器、仪表类、办公设备、医疗设备、计算机等使用。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明不限定于此。
[厚度的测定]
形成光学层叠体的各层的厚度使用接触式膜厚测定装置(株式会社尼康制“MS-5C”)进行测定。
[光学部件的屈服应力的测定]
光学层叠体中使用的光学部件的屈服应力按照以下步骤进行测定。使用SUPERCUTTER从测定对象的光学部件中切出长边110mm×短边10mm的长方形的小片。接着,用拉伸试验机〔株式会社岛津制作所制Autograph AG-Xplus试验机〕的上下夹具以夹具的间隔为5cm的方式将上述测定用样品的长边方向两端夹住,在温度23℃、相对湿度55%的环境下,以拉伸速度4mm/分钟将测定用样品在测定用样品的长度方向进行拉伸,制作应力-应变曲线,算出屈服点的屈服应力〔MPa〕。此时,作为用于算出应力的厚度,使用如上所述测定的光学部件的厚度值。在所得到的应力-应变曲线中看不到屈服点的情况下,将除去负荷时无法恢复到原来的长度而产生0.2%的残留应变时的应力作为屈服应力。
[粘合剂层的储能弹性模量的测定]
对于以厚度150μm层叠粘合剂层而得的测定用样品,使用Rheometer(Anton Parr,MCR-301),在温度25℃、相对湿度50%、应力1%、频率1Hz的条件下进行储能弹性模量的测定。
[粘合剂层的准备]
(粘合剂层1a)
制备以下述的表1所示的各成分的比例形成粘合剂层a的粘合剂组合物。利用涂布器将该粘合剂组合物以干燥后的厚度为15μm的方式涂布于经脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度38μm)的脱模处理面。将涂布层在100℃干燥1分钟,得到具备粘合剂层a的膜。其后,在粘合剂层a上贴合经脱模处理的另一聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度38μm)。其后,使其在温度23℃、相对湿度50%RH的条件下熟化7天。如上所述地对粘合剂层1a测定储能弹性模量,结果为0.05MPa。
表1中的单体一栏中的符号表示以下含义。
BA:丙烯酸丁酯
2EHA:丙烯酸2-乙基己酯
4HBA:丙烯酸4-羟基丁酯
表1中的交联剂和硅烷偶联剂使用以下的交联剂和硅烷偶联剂。
交联剂:Coronate L(东曹株式会社制)
硅烷偶联剂:KBM-403(信越化学工业株式会社制)
(粘合剂层1b、1c、2a、2b、2c、2d、2e、3a、3b、3c)
以下述的表1所示的各成分的比例使干燥后的厚度为下述的表1所示的那样,除此以外,与粘合剂层1a同样地得到粘合剂层1b、1c、2a、2b、2c、2d、2e、3a、3b、3c。对各粘合剂层测定如上所述测定的储能弹性模量。将测定结果示于表1。
[表1]
[第1光学部件(前面板)的制作]
(制造例1A)
氮气氛下,向具备搅拌叶片的1L可分离式烧瓶中加入2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)52g(162.38mmol)和将水分量调整为500ppm的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)693.8g,在室温下搅拌而使TFMB溶解于DMAc中。接下来,向烧瓶中添加4,4’-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸二酐(6FDA)28.90g(65.05mmol)和3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐(BPDA)9.57g(32.52mmol),在室温下搅拌3小时。其后,将对苯二甲酰氯(TPC)13.21g(63.10mmol)加入到烧瓶中,在室温下搅拌1小时。接着,向烧瓶中加入吡啶4.99g(63.10mmol)和乙酸酐21.91g(214.66mmol),在室温下搅拌30分钟后,使用油浴器升温到70℃,进一步搅拌3小时,得到反应液。将得到的反应液冷却到室温,以线状投入到大量的甲醇中,取出所析出的沉淀物,在甲醇中浸渍6小时后,用甲醇进行清洗。接下来,在100℃下进行沉淀物的减压干燥,得到聚酰胺酰亚胺树脂。
在所得到的聚酰胺酰亚胺树脂中以浓度为15质量%的方式加入DMAc,制作聚酰胺酰亚胺清漆。使用涂布器将所得到的聚酰胺酰亚胺清漆以自支撑膜的膜厚为30μm的方式凃敷于聚酯基材(东洋纺株式会社制,商品名“A4100”)的平滑面上,以50℃干燥30分钟、继而以140℃干燥15分钟,得到自支撑膜。将自支撑膜固定于金属框架,进而在大气下以300℃干燥30分钟,得到膜厚25μm的聚酰胺酰亚胺膜。
(制造例1B)
改变凃敷厚度,除此以外,与制造例1同样地得到膜厚45μm的聚酰胺酰亚胺膜。
(制造例1C)
改变凃敷厚度,除此以外,与制造例1同样地得到膜厚75μm的聚酰胺酰亚胺膜。
(硬涂层组合物)
硬涂层用组合物通过利用搅拌机将多功能丙烯酸酯(MIWON SpecialityChemicals(韩国)、MIRAMER M340)30重量份、分散于丙二醇单甲基醚的纳米硅溶胶(平均粒径12nm,固体成分40%)50重量份、乙酸乙酯17重量份、光聚合引发剂(Ciba公司,I184)2.7重量份、氟系添加剂(信越化学工业株式会社,KY1203)0.3重量份进行配合,使用聚丙烯(PP)材质的过滤器进行过滤来制造硬涂层用组合物。
(第1光学部件1A)
将硬涂层组合物以膜厚为5μm的方式涂布于制造例1A中得到的聚酰胺酰亚胺膜。将膜干燥而得到厚度30μm带有硬涂层的聚酰胺酰亚胺膜。
(第1光学部件1B)
将硬涂层组合物以膜厚为5μm的方式涂布于制造例1B中得到的聚酰胺酰亚胺膜。将膜干燥而得到厚度50μm带有硬涂层的聚酰胺酰亚胺膜。
(第1光学部件1C)
将硬涂层组合物以膜厚为5μm的方式涂布于制造例1C中得到的聚酰胺酰亚胺膜。将膜干燥而得到厚度80μm带有硬涂层的聚酰胺酰亚胺膜。
[第2光学部件(保护板)的制作]
(第2光学部件2A)
参照WO2014/030474的参考例和实施例而得到厚度60μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。
(第2光学部件2B)
参照WO2014/030474的参考例和实施例而得到厚度50μm的双轴拉伸PET膜。
(第2光学部件2C)
参照WO2014/030474的参考例和实施例而得到厚度80μm的双轴拉伸PET膜。
(第2光学部件2D)
参照WO2014/030474的参考例和实施例而得到厚度40μm的双轴拉伸PET膜。
[第3光学部件(圆偏振片)的制作]
<起偏器层形成用组合物的制备>
(聚合性液晶化合物)
聚合性液晶化合物使用式(1-6)表示的聚合性液晶化合物[以下,也称为化合物(1-6)]和式(1-7)表示的聚合性液晶化合物[以下,也称为化合物(1-7)]。
化合物(1-6)和化合物(1-7)通过Lub et al.Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)记载的方法来合成。
(二色性色素)
二色性色素使用下述式(2-1a)、(2-1b)、(2-3a)表示的日本特开2013-101328号公报的实施例中记载的偶氮色素。
(起偏器层形成用组合物的制备)
起偏器层形成用组合物通过以下方式来制备,即,将化合物(1-6)75质量份、化合物(1-7)25质量份、作为二色性染料的上述式(2-1a)、(2-1b)、(2-3a)表示的偶氮色素各2.5质量份、作为聚合引发剂的2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Irgacure369,BASF Japan公司制)6质量份和作为流平剂的聚丙烯酸酯化合物(BYK-361N,BYK-Chemie公司制)1.2质量份在溶剂甲苯400质量份中混合,将所得到的混合物在80℃下搅拌1小时。
<λ/4层>
混合下述结构的光取向性材料5份(重均分子量:30000)和环戊酮95份,将所得到的混合物在80℃下搅拌1小时,由此得到水平取向膜形成用组合物。
在将以下所示的聚合性液晶化合物A和聚合性液晶化合物B以90:10的质量比混合的混合物100份中添加流平剂(F-556;DIC株式会社制)1.0份和作为聚合引发剂的2-二甲基氨基-2-苄基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(“Irgacure 369(Irg369)”,BASFJapan株式会社制)6份。
进而,以固体成分浓度为13%的方式添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),在80℃下搅拌1小时,由此得到相位差层形成用组合物(1)。
聚合性液晶化合物A按照日本特开2010-31223号公报中记载的方法来制造。另外,聚合性液晶化合物B按照日本特开2009-173893号公报中记载的方法来制造。以下示出各自的分子结构。
(聚合性液晶化合物A)
(聚合性液晶化合物B)
使用电晕处理装置(AGF-B10,春日电机株式会社制)将由环烯烃聚合物(COP)膜(日本瑞翁株式会社制,ZF-14,厚度23μm)构成的基材膜以输出0.3kW、处理速度3m/分钟的条件进行1次电晕处理。利用棒涂机将水平取向膜形成用组合物涂布于实施了电晕处理的基材的表面。将涂布膜以80℃干燥1分钟,使用偏振光UV照射装置(SPOT CURE SP-7;USHIO电机株式会社制)以100mJ/cm2的累积光量实施偏振光UV曝光。用激光显微镜(LEXT,奥林巴斯株式会社制)测定所得到的水平取向膜的厚度,结果为100nm。
接着,在室温25℃、湿度30%RH环境下,使相位差层形成用组合物(1)通过孔径0.2μm的PTFE制薄膜过滤器(ADVANTEC东洋(株)制,型号:T300A025A),利用棒涂机涂布于保温在25℃下的带有取向膜的基材膜上。将涂膜在120℃下干燥1分钟后,使用高压汞灯(Unicure VB―15201BY-A,USHIO电机株式会社制),照射紫外线(氮气氛下,波长:365nm,波长365nm处的累积光量:1000mJ/cm2),由此制作光学膜。将所得到的涂膜的厚度用激光显微镜(LEXT,奥林巴斯株式会社制)进行测定,结果为2μm。
由此,得到依次层叠有聚合性液晶化合物固化所得的层(λ/4层)、水平取向膜和基材膜的层叠体(相位差层1)。相位差层1表现出逆波长分散性。
<正C层>
作为垂直取向膜形成用组合物,使用如下混合物,所述混合物是将丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸四氢糠酯、二季戊四醇三丙烯酸酯和双(2-乙烯基氧基乙基)醚以1:1:4:5的比例混合,并以4%的比例添加作为聚合引发剂的LUCIRIN TPO而得的。
相位差层形成用组合物(2)是通过将光聚合性向列型液晶化合物(默克公司制,RMM28B)和溶剂以固体成分为1~1.5g的方式制备而制作的。溶剂使用将甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)和环己酮(CHN)以质量比(MEK:MIBK:CHN)为35:30:35的比例混合而得的混合溶剂。
准备厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜作为基材膜。在基材膜的单面以达到膜厚3μm的方式涂布垂直取向膜形成用组合物,照射200mJ/cm2的紫外线,制作垂直取向膜。
利用模涂法将相位差层形成用组合物(2)凃敷到垂直取向膜上。凃敷量为4~5g(wet)。以干燥温度75℃、干燥时间120秒使涂膜干燥。其后,对涂膜照射紫外线(UV),使聚合性液晶化合物聚合。用激光显微镜(LEXT,奥林巴斯株式会社制)测定所得到的涂膜的厚度,结果为1μm。
由此,得到依次层叠有聚合性液晶化合物固化所得的层(正C层)、垂直取向膜和基材膜的层叠体(相位差层2)。对于相位差层2,聚合性液晶化合物固化所得的层与取向膜的合计的厚度为4μm。
<相位差层>
使上述的相位差层1和相位差层2以与基材膜侧的表面相反的一侧的表面为贴合面的方式介由紫外线固化型粘接剂层(厚度1.5μm)贴合,得到具有基材膜/水平取向膜/(λ/4层)/紫外线线固化型粘接剂层(厚度1.5μm)/正C层/垂直取向膜/基材膜的构成的相位差层。
<直线偏振片>
利用棒涂法将取向膜形成用组合物涂布于三乙酸纤维素(TAC)膜(厚度25μm)上。使涂膜以80℃干燥1分钟。接着,使用上述UV照射装置和线栅,对涂膜照射偏振光UV,对涂膜赋予取向性能。曝光量为100mJ/cm2(365nm基准)。线栅使用UIS-27132##(USHIO电机株式会社制)。由此形成取向膜。取向膜的厚度为100nm。
利用棒涂法将上述起偏器层形成用组合物涂布于所形成的取向膜上。使涂膜以100℃进行2分钟加热干燥后,冷却至室温。使用上述UV照射装置以累积光量1200mJ/cm2(365nm基准)对涂膜照射紫外线,由此形成起偏器层。所得到的起偏器层的厚度为3μm。将包含聚乙烯醇和水的组合物以干燥后的厚度为0.5μm的方式凃敷于起偏器层上,以温度80℃干燥3分钟而形成保护层。由此,制作具有TAC膜/取向膜/起偏器层/保护层的构成的直线偏振片。
<圆偏振片>
从上述的相位差层中剥离λ/4层的形成中使用的基材膜。使露出的λ/4层与直线偏振片通过紫外线固化型粘接剂(AdekaCruise KR系列,ADEKA公司制)而贴合,得到具有“TAC膜/取向膜/起偏器层/保护层/紫外线固化型粘接剂层(厚度1.5μm)/(λ/4层)/紫外线固化型粘接剂层(厚度1.5μm)/正C层/垂直取向膜/基材膜”的构成的圆偏振片(第3光学部件)。起偏器层的吸收轴与λ/4层的慢轴所成的角度为45°。
[实施例1~4、比较例1、2]
按照以下步骤来制作实施例1~4、比较例1、2的光学层叠体。首先,将如上所述准备的圆偏振片(第3光学部件)的正C层的形成中使用的基材膜剥离。其后,准备表2中记载的具备第3粘合剂层的膜,剥离一方的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,使第3粘合剂层的面露出。对第3光学部件的露出的面和第3粘合剂层的面实施电晕处理后,使两者贴合而得到由“第3光学部件/第3粘合剂层”构成的层叠体。其后,使用表2中记载的第1光学部件、第1粘合剂层、第2光学部件、第2粘合剂层,将它们层叠而得到由“第1光学部件/第1粘合剂层/第2光学部件/第2粘合剂层/第3光学部件/第3粘合剂层”构成的层构成的光学层叠体。第1光学部件以与第1粘合剂层侧相反的一侧的表面由硬涂层构成的方式层叠。
[比率的计算]
针对各光学层叠体,由第1光学层叠体的厚度T1〔μm〕、第1粘合剂层的厚度t1〔μm〕、第2粘合剂层的厚度t2〔μm〕、第3粘合剂层的厚度t3〔μm〕而算出T1/t1、T1/t2、T1/t3。将计算结果示于表2。另外,针对各光学层叠体,使用第2光学层叠体的屈服应力S2〔MPa〕和第2粘合剂层的储能弹性模量G’2〔MPa〕而算出S2/G’2的值。将计算结果示于表2。
[按压深度的测定]
对于实施例1~4、比较例1、2的光学层叠体,使第3粘合剂层露出,将具有“聚酰亚胺膜(厚度35μm)/粘合剂层(厚度25μm)/聚酰亚胺膜(厚度50μm)”的层构成的层叠体作为有机EL面板的替代品以聚酰亚胺膜(厚度35μm)侧与第3粘合剂层相接的方式层叠于此处,切出20mm×110mm的尺寸而得到试验用层叠体。
对于试验用层叠体,将测试用笔(Samsung Galaxy Note 10的Digitiger S-pen,质量:500g,前端的材质:聚甲醛)以在90度的角度下用1.3kg/mm2的压力接触的方式固定于第1光学部件(前面板)的表面,使测试用笔以500mm/分钟的速度在50mm的直线上往复运动一次。然后,放置2小时后,使用二维测量仪(DEKTAK 6M;Veeco公司制造)来测定按压深度。按压深度是试验用层叠体的第1光学部件(前面板)的表面上的使测试用笔往复运动一次后的直线上的深度(相比于周围凹陷的地方)的最大值。表2中示出按压深度的测定值。
[表2]
Claims (8)
1.一种光学层叠体,是作为前面板的第1光学部件、第1粘合剂层、第2光学部件和第2粘合剂层依次相接层叠而成的,
将所述第2光学部件的屈服应力设为S2、并将所述第2粘合剂层的储能弹性模量设为G’2时,满足下述式(1)的关系,所述屈服应力和所述储能弹性模量的单位是MPa,
46≤S2/G’2≤17500 (1)。
2.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,将所述第1光学部件的屈服应力设为S1时,满足下述式(2)的关系,所述屈服应力的单位是MPa,
70MPa≤S1≤180MPa (2)。
3.根据权利要求1或2所述的光学层叠体,其中,将所述第1光学部件的厚度设为T1、并将所述第1粘合剂层的厚度设为t1时,满足下述式(3)的关系,所述厚度的单位是μm,
1.5≤T1/t1≤5 (3)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光学层叠体,其中,将所述第1光学部件的厚度设为T1、并将所述第2粘合剂层的厚度设为t2时,满足下述式(4)的关系,所述厚度的单位是μm,
1.5≤T1/t2≤5 (4)。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的光学层叠体,其中,所述第1光学部件的与所述第1粘合剂层侧相反的一侧的表面由硬涂层构成。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的光学层叠体,其中,具有偏振片。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的光学层叠体,其中,具有触控传感器面板。
8.一种显示装置,包含权利要求1~7中任一项所述的光学层叠体。
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