JP2019124905A - 光学フィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】非矩形であっても、外周部や貫通孔の周囲にクラックの発生しにくい光学フィルムを提供する。【解決手段】本発明の光学フィルム(1)は、面内で一定の配向方向(A)に配向した液晶重合体層からなる非矩形の光学フィルムである。光学フィルムは、例えば外周方向(La〜Lc)と配向方向(A)との為す角度(θLAa〜θLAc)が外周に沿って連続的に変化する領域(B)を有する形状である。切り欠き形状を有する。貫通孔を有する形状である。液晶重合体層は、配向方向に沿って配向した位相差層であるか、配向方向に沿って配向した二色性色素を含む偏光膜である。位相差層は逆波長分散液晶重合体層であってもよい。【選択図】図1

Description

本発明は、光学フィルムに関し、詳しくは非矩形の光学フィルムに関する。
直線偏光フィルム、位相差フィルムなどの光学フィルムは、例えば液晶画像表示装置や、有機EL画像表示装置等の画像表示装置に組み込まれて用いられている。
かかる光学フィルムとしては、ポリビニルアルコールフィルムを二色性色素で染色し、延伸して得られる偏光フィルムが挙げられる。この偏光フィルムは、延伸により配向したポリビニルアルコールに沿って二色性色素が配向して偏光性能を発揮する。未延伸の高分子フィルムを延伸して得られる位相差フィルムも挙げられる。この位相差フィルムは、高分子フィルムを構成する高分子が延伸により特定の方向に配向することにより、位相差を発現する。
かかる光学フィルムは、その多くが画像表示装置の表示画面に合せ、外周が四角形で、面内が全て光学フィルムで構成されている矩形の形状で使用されている。
一方、特許文献1〔特開2000−155325号公報〕、特許文献2〔WO2007/108244〕、特許文献3〔特開2006−267369号公報〕などに記載されるように、矩形ではなく、非矩形の形状で画像を表示する画像表示装置にも、液晶画像表示装置や有機EL画像表示装置が適用されることがある。これらの画像表示装置には、画像の表示面の形状に合せた外周形状、例えば非四角形の光学フィルムが使用される。このような画像表示装置としては、例えば自動車のメーターパネルや、腕時計(スマートウォッチ)などが挙げられる。これらの表示画面は、四角形ではなく、輪郭の一部に曲線が存在したり、切り欠きが設けられることがある。また、面内にメーター指針や時針・分針等の回転軸を通すための貫通孔が形成されることもある。このような非矩形の光学フィルムは、光学フィルム目的の形状に切り出すことにより容易に製造することが出来る。
しかし、延伸して得られる従来の偏光フィルムや位相差フィルムを非矩形に加工すると、例えば加熱冷却を繰り返した場合に、延伸によりポリビニルアルコールや高分子が一方向に配向していることに加えて、外周が曲面であることや面内に貫通孔が存在することにより寸法変化が不均一になることに起因して、外周部で、または貫通孔の周辺でクラックが発生してしまうおそれがある。
特開2000−155325号公報 WO2007/108244 特開2006−267369号公報
そこで本発明者は、非矩形であっても、外周部に、あるいは貫通孔周辺にクラックの発生しにくい光学フィルムを開発するべく鋭意検討した結果、面内で一定の配向方向に配向した液晶重合体層からなる光学フィルムであれば、高分子等の配向に起因する端部の裂けを抑制してクラックの発生を防止できることを見出し、本発明に到った。
すなわち本発明は、面内で一定の配向方向に配向した液晶重合体層からなる非矩形の光学フィルムを提供するものである。
本発明の光学フィルムは、非矩形であるにもかかわらず、外周部にクラックが発生しにくい。
本発明の光学フィルムの一例を示す正面図である〔第1実施形態〕。 本発明の光学フィルムの他の一例を示す正面図である〔第2実施形態〕。 本発明の光学フィルムの他の一例を示す正面図である〔第3実施形態〕。 本発明の光学フィルムの他の一例を示す正面図である〔第4実施形態〕。 本発明の光学フィルムの他の一例を示す正面図である〔第5実施形態〕。 本発明の光学フィルムが複合光学フィルムである場合の層構成の一例を示す断面図である。 本発明の光学フィルムが複合光学フィルムである場合の層構成の他の一例を示す断面図である。
〔光学フィルムの形状〕
本発明の光学フィルムは、非矩形である。
本発明の光学フィルムの外形は、最大長さで、通常30mm〜600mm、好ましくは40mm〜300mmである。また最大長さの方向に直交する方向の長さは、通常30mm〜600mm、好ましくは40mm〜300mmである。最大長さは、例えばノギスにより測定することができる。また、これに直行する方向の長さも、この方向でノギスにより測定することができる。最大長さと、これに直交する方向の長さは、互いに同じ長さであってもよく、このような形状の光学フィルムとしては、真円形状の光学フィルムや、正方形で面内に貫通孔を有する形状などが挙げられる。
〔実施形態〕
このような光学フィルムとして具体的には、例えば図1〜図3に示すように、光学フィルム(1)の外周方向(L)と前記配向方向(A)との為す角度θLAが外周に沿って連続的に変化する領域(B)を有するものが挙げられる。
〔第1実施形態〕
図1に示す光学フィルム(1)において、外周上の位置aから位置bを経て位置cに至る領域(B)の外周は、円周の一部を構成しており、この領域(B)では、この円周の内側が光学フィルムとなっている。この領域(B)では、位置aにおいて外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)との為す角度θLAa、位置bにおいて外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)との為す角度θLAb、および位置cにおいて外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)との為す角度θLAcは、位置aから位置bを経て位置cに至るまで連続的に変化している。
このような領域(B)を有する光学フィルム(1)では、例えば加熱冷却を繰り返すと、光学フィルムは熱による膨張と収縮を繰り返す。光学フィルム(1)が延伸フィルムであると、この熱による寸法変化が、例えば延伸方向(配向方向(A))と、これに直交する方向(TD方向)とで異なることとなる。これに加えて配向方向(A)が外周(L)と交わる角度θLAが連続的に変化することから、位置aから位置bを経て位置cに至る領域(B)では、寸法変化に伴う応力や、その方向が比較的大きく異なることとなる。更に延伸フィルムは、未延伸フィルムと比較してクラックが生じやすい。このため、このような非矩形の光学フィルムでは、外周部でクラックが発生するおそれがある。
これに対して本願発明の光学フィルムで(1)では、液晶重合体層からなるので、延伸フィルムに比べて寸法変化に方向性が小さく、配向方向(A)とこれに直交する方向とで寸法変化が同じとなる。また、延伸されていないので、クラックも発生しにくい。このため、角度θLAが連続的に変化する形状であっても、クラックが生じにくくなる。
〔第2実施形態〕
図2に示すように、非矩形の光学フィルムとして、光学フィルム(1)に切り欠き形状を有するものも挙げられる。
図2に示す光学フィルム(1)において、外周上の位置aから位置bを経て位置cに至る領域(B)は、円周の一部を構成しており、この領域(B)では、この円周の内側が光学フィルムとなっている。この領域(B)では、位置aにおいて外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)との為す角度θLAa、位置bにおいて外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)との為す角度θLAb、および位置cにおいて外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)との為す角度θLAcは、位置aから位置bを経て位置cに至るまで連続的に変化している。
このような領域(B)を有する光学フィルム(1)では、例えば加熱冷却を繰り返すと、光学フィルムは熱による膨張と収縮を繰り返す。光学フィルム(1)が延伸フィルムであると、この熱による寸法変化が、例えば延伸方向(配向方向(A))と、これに直交する方向(TD方向)とで異なることとなる。これに加えて配向方向(A)が外周(L)と交わる角度θLAが連続的に変化することから、位置aから位置bを経て位置cに至る領域(B)では、寸法変化に伴う応力や、その方向が比較的大きく異なることとなる。更に延伸フィルムは、未延伸フィルムと比較してクラックが生じやすい。このため、このような非矩形の光学フィルムでは、外周部でクラックが発生するおそれがある。
これに対して本願発明の光学フィルムで(1)では、液晶重合体層からなるので、延伸フィルムに比べて寸法変化に方向性が小さく、配向方向(A)とこれに直交する方向とで寸法変化が同じとなる。また、延伸されていないので、クラックも発生しにくい。このため、角度θLAが連続的に変化する形状であっても、クラックが生じにくくなる。
図1および図2に示す光学フィルム(1)において、外周における領域(B)は、それぞれ円周の一部を構成するものを挙げたが、曲面を構成するものであってもよい。領域(B)の曲率半径は、例えば1mm〜20mmであり、更には曲率半径5mm〜10mmである領域(B)を有する光学フィルム(1)に、本発明は好適である。
領域(B)の長さは、例えば1mm〜400mmであり、更には5mm〜200mmの長さの領域(B)を有する光学フィルム(1)に、本発明は好適である。
〔第3実施形態〕
図3に示すように、非矩形の光学フィルムとして、光学フィルム(1)に貫通孔(C)を有するものも挙げられる。
図3に示す光学フィルム(1)においては、光学フィルムの面内に貫通孔(C)が設けられており、この貫通孔(C)の輪郭は、円周を構成している。この輪郭上では、それぞれの位置において外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)との為す角度θLAは、全周に亘って連続的に変化している。
このような貫通孔(C)の輪郭を有する光学フィルム(1)では、例えば加熱冷却を繰り返すと、光学フィルムは熱による膨張と収縮を繰り返す。光学フィルム(1)が延伸フィルムであると、この熱による寸法変化が、例えば延伸方向(配向方向(A))と、これに直交する方向(TD方向)とで異なることとなる。これに加えて配向方向(A)が円周(L)と交わる角度θLAが連続的に変化することから、この輪郭(B)上では、寸法変化に伴う応力や、その方向が比較的大きく異なることとなる。更に延伸フィルムは、未延伸フィルムと比較してクラックが生じやすい。このため、このような非矩形の光学フィルムでは、外周部でクラックが発生するおそれがある。
これに対して本願発明の光学フィルムで(1)では、液晶重合体層からなるので、延伸フィルムに比べて寸法変化に方向性が小さく、配向方向(A)とこれに直交する方向とで寸法変化が同じとなる。また、延伸されていないので、クラックも発生しにくい。このため、角度θLAが連続的に変化する形状であっても、クラックが生じにくくなる。
図3に示す形状の光学フィルム(1)において、貫通孔(C)の直径は、例えば0.05mm〜20mmであり、さらには直径が0.1mm〜10mmである貫通孔を有する光学フィルム(1)に本発明は、好適である。
〔第4実施形態〕
図4に示すように、非矩形の光学フィルムとして、光学フィルム(1)に矩形の切り欠き形状を有するものも挙げられる。このような形状の光学フィルム(1)は、例えば矩形の光学フィルムに矩形の切り欠きを設けることにより作成することができる。
図4に示す光学フィルム(1)では、矩形の光学フィルムの一辺efにおいて、この直線状の一辺ef上に位置する位置aから面内の位置bに、面内の位置bから面内の位置cに、面内の位置cから一辺ef上の位置dに向けて、それぞれ直線状に切断されて、位置aから位置bおよび位置cを経て位置dへ至る矩形状の切り欠き(D)が設けられている。この切り欠き(D)は、一辺efから光学フィルム(1)の面内に向けて切り欠かれた切り欠き形状である。位置bおよび位置cは、この切り欠き(D)の頂点となっている。切り欠き(D)に対して位置aの外側には上記一辺efの一部が辺aeとして残っている。位置dよりも切欠き(D)に対して外側には上記一辺efの一部が辺dfとして残っている。辺aeと辺dfとは同一直線上に存在する。
この切り欠き(D)の頂点bでは、切り欠きの外周を構成し位置aから頂点bへ至る辺abと、頂点bから頂点cへ至る辺bcとが交差している。その交差角度θは、頂点bで交差する2辺、即ち辺abおよび辺bcのうちの一方である辺abから、他方である辺bcへ向けて光学フィルム(1)の面内で回転させて計測される角度として270°である。なお、図4では辺abと辺bcとは頂点bで270°の角度で交差する例を示しているが、切り欠き(D)が矩形でない場合は、この角度は260°〜330°の範囲であってもよく、270°を超えていてもよい。
また、頂点cでは、切り欠きの外周を構成し頂点bから頂点cへ至る辺bcと、頂点cから位置dへ至る辺cdとが交差している。そして、その交差角度θは、頂点cで交差する2辺(辺bcおよび辺cd)のうちの一方の辺bcから他方の辺cdへ向けて光学フィルム(1)の面内を回転させて計測される角度として、270°である。なお、図4では辺bcと辺cdとは頂点cで270°の角度で交差する例を示しているが、切り欠き(D)が矩形でない場合は、この角度は260°〜330°の範囲であってもよく、270°を超えていてもよい。
切り欠き(D)の奥行き(Wab)、即ち辺abおよび辺cdの長さは、通常1mm〜30mmである。
辺bcに平行な方向で測定される切り欠きの幅(Wd)は、辺bcに平行な方向で測定される光学フィルム(1)の幅(W)未満であればよく、例えば切り欠きの幅(Wd)は2mm以上600mm未満であり、5mm以上30mm未満であってもよく、光学フィルム(1)の幅(W)は、30mm以上600mm以下であってもよい。切り欠きの両側には直線状の辺aeおよび辺dfが存在する。辺aeの長さ(Wae)および辺dfの長さ(Wdf)はそれぞれ例えば10mm以上であり20mm以上であってもよく、例えば500mm以下であり300mm以下であってもよい。
また、切り欠きの幅(Wd)が5mm〜30mmである場合、光学フィルム(1)の幅(W)は、例えば20mmを超え160mm以下、好ましくは25mmを超え130mm以下、より好ましくは30mmを超え100mm以下、更に好ましくは30mmを超え70mm以下である。なお、切り欠きの幅(Wd)は光学フィルムの幅(W)よりも小さい(Wd<W)。
切り欠きの幅(Wd)と光学フィルム(1)の幅(W)との比(Wd/W)は、例えば0.1以上1未満であり、好ましくは0.13以上、さらに好ましくは0.15以上であり、0.17以上であったり、0.20以上であったり、0.22以上であったり、0.30以上であったり、0.33以上であってもよい。
切り欠き(D)を構成する頂点bおよび頂点cで交差する2辺の交差角度(θおよびθ)は通常、200°〜300°、好ましくは240°〜270°である。
切り欠き(D)の幅(Wd)と奥行(Wab)との比(Wd/Wab)は、例えば0.1以上であり、2以上であってもよく、4以上であってもよい。またこの比(Wd/Wab)は、例えば10以下であり、8以下、さらには7以下であってもよい。本発明の光学フィルムは、この比(Wd/Wab)が5以上7以下である場合にも好ましく適用される。
光学フィルム(1)が延伸フィルムで構成されている場合に、このような奥行き、交差角度、あるいは奥行と幅との比(Wd/Wab)の切り欠き(D)を有する光学フィルム(1)では、例えば加熱冷却を繰り返すと、この温度差による光学フィルムの膨張および収縮による応力によって、延伸フィルムには切り欠き(D)に起因して不均等な応力が切り欠きの各辺(辺ab、辺bcおよび辺cd)や、辺abと辺bcとが交差する頂点bや、辺bcと辺cdとが交差する頂点cに加わり、これにより、延伸フィルムである光学フィルムにクラックが発生する。特に頂点bにおいて辺abと辺bcとが交差する角度が270°やこれを超える角度である場合、頂点cにおいて辺bcと辺cdとが交差する角度が270°やこれを超える角度である場合には、このようなクラックが発生し易い。
これに対して、本願発明の光学フィルムは、液晶重合体層であるので、このような不均等な応力が繰返し加わっても、クラックが発生しにくい。
切り欠き(D)を構成する頂点a、頂点bおよび頂点cは、面取加工されていてもよい。面取加工は各頂点に僅かな曲率を設ける加工である。この曲率は、曲率半径で、例えば0.07mm〜30mm、好ましくは0.1mm〜10mmである。
〔第5実施形態〕
図5に示すように、非矩形の光学フィルム(1)として、光学フィルムの外形が楕円の一部と直線とで構成されたものも挙げられる。
図5に示す光学フィルム(1)では、頂点eから点fを通り頂点gへ至る外形が楕円の一部を構成する曲線efgである。この曲線efg上では、外周方向(接線方向)(L)と配向方向(A)とのなす角度θLAは、頂点eから点fを通って頂点gに至るまで、連続的に変化している。
また、2つの貫通孔(C)が設けられている。第3実施形態と同様に、この貫通孔(C)の輪郭 は、円周を構成していて、この輪郭上では、それぞれの位置において周方向(接線方向)と配向方向(A)との為す角度は、全周に亘って連続的に変化している。
このような光学フィルム(1)としては、例えば乗用車のメーターパネルなどが挙げられる。本実施形態において貫通孔(C)の数は2つであるが、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
上記第1実施形態〜第5実施形態で示した非矩形の光学フィルム(1)は、例えば矩形の光学フィルムに切断加工や切削加工などの加工を施すことにより得ることができる。加工は、例えばレーザー照射による発熱や昇華により切断するレーザー切断加工であってもよいが、光学フィルムが延伸フィルムであると、切断用刃物による機械的な切断加工や、切削ドリルなどによる機械的な切削加工の場合に、加工が施された加工箇所に微小なクラックが生じ易く、この微小クラックが不均等な応力が繰返し加わることによるクラックの原因となることから、機械的な切断や切削による加工を施した非矩形の光学フィルムである場合に、本発明の光学フィルムは好ましく適用される。
〔液晶重合体層〕
本発明の光学フィルムは、液晶重合体層からなる。この液晶重合体層は、重合性液晶化合物を重合させて形成される層である。重合性液晶化合物は互いに重合して液晶重合体となり、液晶重合体層を構成する。
重合性液晶化合物は、好ましくはスメクチック相を示す状態で重合してスメクチック相液晶重合体層となっていてもよいし、ネマチック相を示す状態で重合してネマチック相液晶重合体層となっていてもよい。スメクチック相を示す状態で重合することが好ましい。
このような重合性液晶化合物としては、例えばメルク社から発売されている「LC242」が挙げられる。この重合性液晶化合物は、ネマチック相を示す状態で重合してネマチック相液晶重合体層を形成する。
重合性液晶化合物としては、特開2010−30979号公報に記載される重合性液晶化合物も挙げられる。この重合性液晶化合物は、ネマチック相またはスメクチック相を示す状態で重合してネマチック相またはスメクチック相液晶重合体層を形成することができる。
液晶重合体層の厚みは通常0.5μm〜5μmである。液晶重合体層は通常、面内に配向している。
液晶重合体層は、重合性液晶化合物および重合開始剤を溶剤中に分散または溶解させた組成物を基材〔図示せず。〕上に塗布し、溶剤を揮発させて組成物層を形成し、この組成物層中の重合性液晶化合物を重合させることにより形成することができる。基材には通常、配向層が予め設けられている。
〔配向層〕
配向層〔図示せず。〕は、例えば基材上に設けられる。この基材上に設けられた配向層上に重合性液晶化合物を含む組成物を塗布することにより、重合性液晶化合物が配向層により一方向に配向した状態となり、この状態で重合させることにより、目的の方向に配向した液晶重合体層を形成することができる。
〔位相差層〕
液晶重合体層は、配向方向に沿って配向した重合性液晶化合物の重合体からなる位相差層であってもよい。位相差層は、面内に位相差を有する層であり、その550nmの光に対する位相差値Re(550)を目的に合せて任意に設定し得る。位相差層は、例えばRe(550)が130nm〜145nmである、いわゆるλ/4板であってもよいし、Re(550)が260nm〜290nmである、いわゆるλ/2板であってもよい。
〔逆波長分散性位相差層〕
重合性液晶化合物は、逆波長分散性を示すものであってもよい。逆波長分散性を示す重合性液晶化合物を重合させることにより、逆波長分散性を示す逆波長分散性液晶重合体層とすることができる。逆波長分散性液晶重合体層は、例えば波長450nmの光に対する位相差Re(450)と、波長550nmの光に対する位相差Re(550)と、波長650nmの光に対する位相差Re(650)とが、
Re(450)/Re(550) < 1.0 かつ
Re(650)/Re(550) > 1.0
の関係を満たす。なお、Re(450)/Re(550)は通常0.7以上であり、Re(650)/Re(550)は通常1.3以下である。
〔正波長分散性の位相差層〕
重合性液晶化合物は、正波長分散性を示すものであってもよい。正波長分散性を示す重合性液晶化合物を重合させることにより、正波長分散性を示す正波長分散性液晶重合体層とすることができる。正波長分散性液晶重合体層は、
Re(450)/Re(550) > 1.0 かつ
Re(650)/Re(550) < 1.0
の関係を満たす。なお、Re(450)/Re(550)は通常1.3以下であり、Re(650)/Re(550)は通常0.7以上である。
〔偏光膜〕
液晶重合体層は、二色性色素を含んでいてもよい。二色性色素が液晶重合体層内で、その配向方向に沿って配向していると、液晶重合体層は、直線偏光板としての機能を有する偏光膜となる。この偏光膜は、従来のポリビニルアルコールフィルムを二色性色素で染色し延伸して得られる偏光フィルムが、延伸に加えてヨウ素が染色されていることによりクラックが生じ易いのに対して、クラックが生じにくく、本発明の光学フィルムとして好適である。このような偏光膜としては、例えば特開2013−148883号公報に記載される偏光膜が挙げられる。
〔液晶重合体層の層構成〕
液晶重合体層は、単層でもよいし、2層以上、例えば3層の多層であってもよい。多層である場合、少なくとも2層の液晶重合体層は、互いに接着剤層または粘着剤層を介して積層された第1重合体層および第2重合体層であってもよいし、互いに直接積層された第1液晶重合体層および第2液晶重合体層であってもよい。また、2層の液晶重合体層は、第1液晶重合体層の上に設けられ、第2液晶重合体層を配向させるための配向層を介して互いに積層された第1液晶重合体層および第2液晶重合体層であってもよい
2枚の延伸高分子フィルムを互いの延伸方向が角度θ12で交わるように貼合すると、それぞれの高分子フィルムの熱収縮が異なる方向に加わることとなり、本発明のような非矩形の形状では、この異なる方向の収縮により外周部のクラックが更に発生しやすくなる。
これに対して、第1液晶重合体層と第2液晶重合体層とで構成されていると、この第1液晶重合体層の配向方向と第2液晶重合体層の配向方向とが0°を超える角度θ12で交わっていても、このようなクラックの発生を効果的に抑えることができて好ましい。
〔複合光学フィルム〕
本発明の光学フィルムは、これを構成する液晶重合体層に、第3層が粘着剤層または接着剤層を介して積層されて、あるいは直接積層されて、本発明の光学フィルムと第3層とを含む複合光学フィルムを構成していてもよい。この第3層は、配向のない無配向層であってもよいし、垂直方向に配向した垂直配向層であってもよい。無配向層としては、例えばハードコート層、防眩層などが挙げられる。垂直配向層としては、重合性液晶化合物が垂直方向に配向した状態で重合して垂直方向に配向していて、垂直方向の位相差を有する、いわゆるポジティブC層などが挙げられる。第3層の厚みは通常、0.5μm〜10μmである。
複合光学フィルムの厚みは、例えば1μm〜60μmであり、5μm〜50μmであってもよい。
このような複合光学フィルム(2)の層構成としては、例えば図6および図7に示すものが挙げられる。
図6に示す複合光学フィルム(2)の層構成は、3つの液晶重合体層、即ち第1液晶重合体層(11)と第2液晶重合体層(12)とが直接積層され、この第2液晶重合体層に、さらに第3液晶重合体層(13)が直接積層された構成である。
第1液晶重合体層(11)は、二色性色素を含んだ偏光膜である。
第2液晶重合体層(12)は、λ/2板であり、そのRe(550)は260nm〜290nmである。この第2液晶重合体層(12)は、正波長分散性位相差層である。
第3液晶重合体層(13)は、λ/4板であり、そのRe(550)は130nm〜145nmである。この第3液晶重合体層(13)は、正波長分散性位相差層である。
第1液晶重合体層〔偏光膜〕(11)の配向方向〔吸収軸〕と第2液晶重合体層〔λ/2板〕(12)の配向方向〔遅相軸〕とは通常、15度の角度θ12で交わる。
第2液晶重合体層〔λ/2板〕(12)の配向方向〔遅相軸〕と第3液晶重合体層〔λ/4板〕(13)の配向方向〔遅相軸〕とは通常、60度の角度で交わる。
図7に示す複合光学フィルム(2)の層構成は、第1液晶重合体層(11)と第2液晶重合体層(12)とが第1接着剤層(41)を介して積層され、第2液晶重合体層(12)と第3層(3)とが第2接着剤層(42)を介して積層された構成である。なお、第1接着剤層(41)に代えて粘着剤層を、第2接着剤層(42)に代えて粘着剤層をそれぞれ用いてもよい。
第1液晶重合体層(11)は二色性色素を含んだ偏光膜である。
第2液晶重合体層(12)は、λ/4板であり、そのRe(550)は130nm〜145nmである。この第2液晶重合体層(12)は、逆波長分散性位相差層である。
第3層(3)は、ポジティブC層であり、重合性液晶化合物が垂直方向に配向した状態で重合している層である。
第1液晶重合体層〔偏光膜〕(11)の配向方向〔吸収軸〕と第2液晶重合体層〔λ/4板〕(12)の配向方向〔遅相軸〕とは通常、45度の角度θ12で交わる。
〔基材層〕
本発明の光学フィルム(1)は、片面にのみ基材層が積層されていてもよいし、両面に基材層が積層されていてもよい。
〔画像表示装置〕
本発明の光学フィルム(1)は、液晶画像表示装置や、有機EL画像表示装置等の画像表示装置に組み込んで用いることができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例における各物性の測定方法は以下のとおりである。
(1)厚さの測定:
(株)ニコン製のデジタルマイクロメーター「MH−15M」を用いて測定した。
実施例1
〔光配向膜形成用組成物の調製〕
以下の成分(光配向性材料および溶剤)を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物を得た。
光配向性材料:
Figure 2019124905
2部
溶剤:o−キシレン 98部
〔偏光膜形成用組成物の調製〕
以下の成分(重合性液晶化合物、二色性色素、重合開始剤、レベリング剤および溶剤)を混合し、80℃で1時間攪拌することで、偏光膜形成用組成物を得た。なお、二色性色素は、特開2015−165302号公報の実施例に記載のアゾ系色素である。
重合性液晶化合物:
Figure 2019124905
二色性色素:
Figure 2019124905
2.5部

Figure 2019124905
2.5部

Figure 2019124905
2.5部
重合開始剤:
2−ジメチルアミノ−2−ベンジル−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(イルガキュア369;チバスペシャルティケミカルズ社製) 6部
レベリング剤:
ポリアクリレート化合物(BYK−361N;BYK−Chemie社製)
1.2部
溶剤:o−キシレン 250部
〔光配向層の形成〕
トリアセチルセルロースからなる長方形状の透明保護フィルム〔コニカミノルタ製「KC6UAW」、厚み58μm〕の表面をプラズマ処理し、プラズマ処理した面に上記光配向膜形成用組成物を塗布して第一塗布膜を形成し、120℃で通風下に2分間かけて晒すことで、溶剤を除去して、第一乾燥膜を形成した。その後、透明保護フィルムの長辺方向に対して90°方向の偏光UV光を該第一乾燥膜に20mJ/cm(313nm基準)の強度となるように照射することで配向規制力を付与して、光配向膜を形成した。
〔偏光板の作製〕
上記で透明保護フィルム上に形成した光配向膜上に、スロットダイコーターを用いて偏光膜形成用組成物を塗布して第二塗布膜を形成し、120℃で通風下に2分間かけて晒すことで溶剤を除去して、第二乾燥膜を形成した。その後、室温にてUV光を1000mJ/cm(365nm基準)で照射して第二乾燥膜に含まれる重合性液晶化合物をその液晶状態を保持したまま重合させて、偏光膜を形成して、透明保護フィルム上に光配向膜と偏光膜とがこの順で積層された構成の偏光板を得た。この偏光板の厚みを測定したところ61.6μmであった。
〔光学フィルムの作成〕
上記で得られた偏光板の偏光膜側に、アクリル系粘着剤(厚み20μm)を積層し、粘着剤付き光学フィルムを得た。
この粘着剤付き光学フィルムを長辺120mm、短辺70mmであり、偏光膜の吸収軸が長辺に対して45°となるように矩形の形状に刃物による切断加工によって切り出した。さらに、得られた矩形状の粘着剤付き光学フィルムの中心に直径2.5mmの穴あけ加工を行うことで図3に示す形状の非矩形の粘着剤付き光学フィルムを得た。
得られた非矩形の粘着剤付き光学フィルムの偏光膜側に積層されたアクリル系粘着剤を介して、この粘着剤付き光学フィルムを無アルカリガラス〔コーニング社製「イーグルXG」〕に貼合し、温度50℃、圧力5kg/cm(490.3kPa、ゲージ圧)で20分間のオートクレーブ処理を行って、評価用サンプルとした。
得られた評価用サンプルについて、−35℃に30分保つ過程と80℃に30分保つ過程を1サイクルとする冷熱衝撃環境試験を行った。その結果、300サイクル繰り返しても、非矩形の粘着剤付き光学フィルムに破断は生じなかった。
比較例1
〔水溶性接着剤の調製〕
水100部に対して、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール〔(株)クラレ製のKL−318〕を3部溶解し、その水溶液に、水溶性エポキシ化合物であるポリアミドエポキシ系添加剤〔住化ケムテックス(株)製の「スミレーズレジン650(30)」、固形分濃度30%の水溶液〕を1.5部添加して、水溶性接着剤とした。
〔偏光子の作製〕
厚み30μmのポリビニルアルコールフィルム(平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上)を、乾式延伸により約4倍に一軸延伸し、さらに緊張状態を保ったまま、40℃の純水に40秒間浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.052/5.7/100の水溶液に28℃で30秒間浸漬して染色処理を行った。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が11.0/6.2/100の水溶液に70℃で120秒間浸漬した。引き続き、8℃の純水で15秒間洗浄した後、300Nの張力で保持した状態で、60℃で50秒間、次いで75℃で20秒間乾燥して、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着配向している厚み12μmの吸収型偏光子を得た。
〔偏光板の形成〕
上記で得た吸収型偏光子の一方の面に、表面がハードコート処理されたトリアセチルセルロースからなる透明保護フィルム〔(株)トッパンTOMOEGAWAオプティカルフィルム製「25KCHC−TC」、厚み32μm〕を貼合し、もう一方の面には、シクロオレフィンポリマーからなる透明保護フィルム〔日本ゼオン(株)製「ZF14−023」、厚さ23μm〕を貼合して偏光板を作製した。フィルム同士の接着は、それぞれ先に調製した水溶性接着剤を2枚の保護フィルム上にそれぞれ塗布し、接着剤を介して偏光子に積層した後、80℃で5分間乾燥することにより行った。得られた偏光板を40℃で168時間養生した。
〔光学フィルムの作製〕
上記で得られた偏光板のシクロオレフィンポリマーからなる透明保護フィルム側に、アクリル系粘着剤(厚み20μm)を積層し、粘着剤付き光学フィルムを得た。
実施例1で得た粘着剤付き光学フィルムに代えて上記で得た粘着剤付き光学フィルムを用いた以外は実施例1と同様に操作して、評価用サンプルを得、冷熱衝撃環境試験を行ったところ、60サイクル繰り返し試験後に非矩形の粘着剤付き光学フィルムに破断が生じた。
1:光学フィルム
11:第1液晶重合体層(偏光膜)
12:第2液晶重合体層(λ/2板、λ/4板)
13:第3液晶重合体層(λ/4板)
2:複合光学フィルム
3:第3層(ポジティブ℃層)
41:第1接着剤層
42:第2接着剤層
L、L、L、L:外周方向(接線方向)
A:配向方向
B:外周上の領域
C:貫通孔
D:切り欠き
a、b、c、d、e、f:外周上の位置
θLA:外周方向(L)と配向方向(A)との為す角度

Claims (9)

  1. 面内で一定の配向方向に配向した液晶重合体層からなる非矩形の光学フィルム。
  2. 前記光学フィルムの外周方向(L)と前記配向方向(A)との為す角度θLAが外周に沿って連続的に変化する領域(B)を有する請求項1に記載の光学フィルム。
  3. 切り欠き形状を有する形状である請求項1または請求項2に記載の光学フィルム。
  4. 貫通孔を有する形状である請求項1または請求項2に記載の光学フィルム。
  5. 前記液晶重合体層は、前記配向方向に沿って配向した位相差層である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光学フィルム。
  6. 前記液晶重合体層は、前記配向方向に沿って配向した二色性色素を含む偏光膜である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光学フィルム。
  7. 前記液晶重合体層を2層以上有する請求項1〜請求項6のいずれかに記載の光学フィルム。
  8. 前記液晶重合体層のうちの少なくとも2層は、互いに直接積層された第1液晶重合体層および第2液晶重合体層であり、該第1液晶重合体層の配向方向と該第2液晶重合体層の配向方向とは0°を超える角度θ12で交わる請求項7に記載の光学フィルム。
  9. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の光学フィルムと、該光学フィルムを構成する前記液晶重合体層に直接積層された第3層とを含み、該第3層は、垂直方向に配向している複合光学フィルム。
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