JP2020106825A - フレキシブル積層体及びそれを備えた画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕 前面板、第1粘着剤層、円偏光板、第2粘着剤層、及びタッチセンサパネルをこの順に含むフレキシブル積層体であって、
前記前面板の厚みをa[μm]、前記第1粘着剤層の厚みをb[μm]、前記円偏光板の厚みをc[μm]、前記第2粘着剤層の厚みをd[μm]、及び前記タッチセンサパネルの厚みをe[μm]、前記前面板の温度23℃、相対湿度55%における引張弾性率をEa[GPa]とするとき、下記式(i):
{Ea×(a+b)}/(a+b+c+d+e)≧1.5 (i)
の関係を満たす、フレキシブル積層体。
b/(Ea×d)≧0.3 (ii)
の関係を満たす、〔1〕に記載のフレキシブル積層体。
前記円偏光板の温度23℃、相対湿度55%における剛性は、40MPa・mm以上400MPa・mm以下であり、
前記タッチセンサパネルの温度23℃、相対湿度55%における剛性は、15MPa・mm以上700MPa・mm以下である、〔1〕又は〔2〕に記載のフレキシブル積層体。
前記第2粘着剤層の温度25℃、相対湿度50%における貯蔵弾性率は、0.01MPa以上0.15MPa以下である、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のフレキシブル積層体。
t=a+b+c+d+e (iii)
で表すとき、tは250μm以下である、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のフレキシブル積層体。
図1は、本実施形態のフレキシブル積層体の一例を模式的に示す概略断面図である。フレキシブル積層体100は、前面板10、第1粘着剤層20、円偏光板30、第2粘着剤層40、及びタッチセンサパネル(以下、「TSパネル」ということがある。)50を含む。フレキシブル積層体100は、図1に示すように、視認側から、前面板10、第1粘着剤層20、円偏光板30、第2粘着剤層40、及びTSパネル50がこの順に積層されている。
{Ea×(a+b)}/(a+b+c+d+e)≧1.5 (i)
の関係を満たす。以下では、前面板10、第1粘着剤層20、円偏光板30、第2粘着剤層40、及びTSパネル50の合計厚みt[μm]を、下記式(iii):
t=a+b+c+d+e (iii)
で表すことがある。
(b+d)/t≧0.5 (iv)
を満たすことが好ましい。上記式(iv)中の(b+d)/tは、0.5以上であることがより好ましく、0.6以上であることがさらに好ましく、0.65以上であってもよく、通常、0.9以下であり、0.8以下であってもよい。フレキシブル積層体100が式(iv)の関係を満たすことにより、フレキシブル積層体100において、第1粘着剤層20及び第2粘着剤層40を一定以上の厚みで形成することができる。これにより、フレキシブル積層体100のフレキシブル性を確保しながらも、フレキシブル積層体100全体の衝撃吸収性を向上させて、耐衝撃性を向上することができる。
b/(Ea×d)≧0.3 (ii)
の関係を満たすことが好ましい。上記式(ii)中のb/(Ea×d)は、0.40以上であることが好ましく、0.50以上であることがより好ましく、また、通常3.0以下であり、2.5以下であることが好ましく、2.0以下であることがより好ましく、1.8以下であってもよい。
0.5≦b/d≦7 (v)
の関係を満たすことが好ましい。第1粘着剤層20の厚みbは、第2粘着剤層40の厚みdよりも大きいことが好ましいため、上記式(v)中のb/dは、1以上であることがより好ましく、1.5以上であることがさらに好ましく、2以上であってもよく、3以上であってもよい。また、上記式(v)中のb/dは、6以下であることが好ましく、5.5以下であることがより好ましく、5以下であってもよい。第1粘着剤層20の厚みbと第2粘着剤層40の厚みdとが上記式(v)の関係にあることにより、特に、前面板10側を内側として屈曲させるフレキシブル性に優れたフレキシブル積層体100を得ることができる。
前面板10は、画像表示装置の表示素子等を保護するための層として機能することができ、光を透過可能な板状体であり、板状体は通常、ガラス製又は樹脂製であることが好ましい。前面板10は、画像表示装置の最表面に配置されるものであることができる。前面板10は、樹脂フィルム、又は、樹脂フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層を設けて硬度をより向上させたハードコート層付き樹脂フィルムであることが好ましい。また、前面板10は、ブルーライトカット機能、視野角調整機能等を有するものであってもよい。
第1粘着剤層20は、前面板10と円偏光板30とを貼合するための層であり、粘着剤組成物を用いて形成することができる。第1粘着剤層20の厚みbは、上記した式(i)及び(ii)の関係を満たすことができれば特に限定されないが、5μm以上であることが好ましく、7μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることがさらに好ましく、20μm以上であってもよく、30μm以上であってもよく、また、通常200μm以下であり、100μm以下であることが好ましく、80μm以下であることがより好ましい。
円偏光板30は、直線偏光板31及び位相差層32を備えることができ、直線偏光板31を第1粘着剤層20側に配置し、位相差層32を第2粘着剤層40側に配置することができる。円偏光板30は、フレキシブル積層体100を有する画像表示装置の表示素子側からフレキシブル積層体100を通って出射される光を円偏光に変換することができる。また、円偏光板30は、外光の反射光の出射を抑制することができるため、フレキシブル積層体100に反射防止フィルムとしての機能を付与することができる。
直線偏光板31は、自然光等の非偏光な光線からある一方向の直線偏光を選択的に透過させる機能を有するものである。直線偏光板31は、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム、又は、吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させたフィルムを偏光子として含むフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。二色性有機染料には、 C.I. DIRECT RED 39 等のジスアゾ化合物からなる二色性直接染料、トリスアゾ、テトラキスアゾ等の化合物からなる二色性直接染料が包含される。偏光子として用いられる、吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム、あるいは、液晶性を有する二色性色素を含む組成物又は二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を塗布し硬化させて得られる層を有するフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素を塗布し硬化させたフィルムは、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムに比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムを偏光子として備える直線偏光板について説明する。偏光子である、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムは、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、及び二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程を有する、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造される。かかる偏光子をそのまま直線偏光板として用いてもよく、その片面又は両面に透明保護フィルムを貼合したものを直線偏光板として用いてもよい。こうして得られる偏光子の厚みは、好ましくは2μm〜40μmである。
液晶層から形成されたフィルムを偏光子として備える直線偏光板について説明する。偏光子として用いられる、吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、液晶性を有する二色性色素を含む組成物、又は二色性色素と液晶化合物とを含む組成物を基材に塗布し硬化して得られるフィルム等が挙げられる。当該フィルムは、基材を剥離して又は基材とともに直線偏光板として用いてもよく、又はその片面又は両面に保護フィルムを有する構成で直線偏光板として用いてもよい。当該保護フィルムとしては、上記した延伸フィルムを偏光子として備える直線偏光板と同一のものが挙げられる。
位相差層32は、1層であってもよく2層以上であってもよい。また、位相差層表面を保護するオーバーコート層や、位相差層を支持する基材フィルムを有していてもよい。位相差層32は、λ/4層を含み、さらに、λ/2層やポジティブC層を含んでいてもよい。位相差層32がλ/2層を含む場合、直線偏光板31側から順にλ/2層及びλ/4層を積層する。位相差層32がポジティブC層を含む場合、直線偏光板31側から順にλ/4層及びポジティブC層を積層してもよく、直線偏光板31側から順にポジティブC層及びλ/4層を積層してもよい。
(第2粘着剤層)
第2粘着剤層40は、円偏光板30とTSパネル50とを貼合するための層であり、粘着剤組成物を用いて形成することができる。第2粘着剤層40の厚みdは、上記した式(i)及び(ii)の関係を満たすことができれば特に限定されないが、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であってもよく、15μm以上であってもよく、20μm以上であってもよく、また、通常100μm以下であり、80μm以下であることが好ましく、60μm以下であることがより好ましい。
TSパネル50は、タッチされた位置を検出可能なセンサであれば、検出方式は限定されることはなく、抵抗膜方式、静電容量結合方式、光センサ方式、超音波方式、電磁誘導結合方式、表面弾性波方式等のTSパネルが例示される。低コストであることから、抵抗膜方式、静電容量結合方式のTSパネルが好適に用いられる。
図2は、本実施形態の画像表示装置の一例を模式的に示す概略断面図である。画像表示装置300は、その前面(視認側)に配置される前面板10を含むフレキシブル積層体100と、表示ユニットを含む表示積層体200と、貼合層60とを有し、フレキシブル積層体100の円偏光板30側に、貼合層60を介して表示積層体200が積層されている。このような画像表示装置300は、フレキシブル積層体100がTSパネル50を備えているため、タッチパネル表示装置とすることができる。
フレキシブル積層体をなす各層の厚みは、次の手順で行った。フレキシブル積層体をレーザーカッターを用いてカットし、カットしたフレキシブル積層体の断面について、透過型電子顕微鏡(SU8010、株式会社堀場製作所製)を用いて観察し、得られた観察像から、フレキシブル積層体をなす各層の厚みを測定した。
引張弾性率は、温度23℃、相対湿度55%において、引張り試験機(AG−1S、株式会社島津製作所製)を用いて測定した。測定対象が位相差層である場合、遅相軸方向の引張弾性率を測定した。
上記で測定した厚みの値と引張弾性率の値との積を算出することにより、剛性を算出した。
各粘着剤層(第1粘着剤層又は第2粘着剤層)を厚み150μmになるように積み重ねた測定用サンプルについて、レオメーター(Anton Parr、MCR−301)を用いて、温度25℃、相対湿度50%、応力1%、周波数1Hzの条件で貯蔵弾性率(Gb、Gd)の測定を行った。
ガラス(Soda Glass 1.1T、JMCガラス社製)上に、厚み100μmの光学粘着シート(8146−04、3M社製)を用いて、各実施例及び比較例で得たフレキシブル積層体のタッチセンサパネル側を固定して、評価用サンプルを準備した。この評価用サンプルを、前面板側が上になるように耐衝撃試験装置(Drop Tester、TAEWON TECH CO.製)に設置した後、評価用パネルの前面板側の表面の上方5cmの位置から、試験球を自由落下させて、評価用サンプルに衝突させる耐衝撃性試験を、温度25℃において行った。この耐衝撃性試験を、試験球の重量を変更しながら行い、評価用サンプルの下部にあるガラスが割れたときの試験球の重量を決定した。評価用サンプルのガラスが割れたときの試験球の重量が、
100g以上である場合をA、
50g以上100g未満である場合をB、
50g未満である場合をC、
として耐衝撃性の評価を行った。
(1)屈曲性(in)試験
温度25℃において、前面板側を内側として屈曲させる屈曲性(in)を評価するために、次に示す手順で屈曲性(in)試験を行った。屈曲試験機(CFT−720C、Covotech社製)に、各実施例及び比較例で得たフレキシブル積層体を平坦な状態(屈曲していない状態)で設置し、前面板側が内側となるようにして屈曲させたときに対向する前面板間の距離が4.0mmとなるように、フレキシブル積層体を屈曲させた後、元の平坦な状態に戻す屈曲操作を行った。この屈曲操作を1回行ったときを屈曲回数1回と数え、この屈曲操作を繰返し行った。屈曲操作で屈曲した領域においてクラックや粘着剤層の浮きが発生したときの屈曲回数を限界屈曲回数として確認した。屈曲操作で屈曲した領域でのクラックや粘着剤層の浮きの発生が、
屈曲回数が20万回に達してもみられない場合をA、
屈曲回数が10万回以上20万回未満でみられた場合をB、
屈曲回数が5万回以上10万回未満でみられた場合をC、
屈曲回数が5万回未満でみられた場合をD、
として屈曲性(in)試験の評価を行った。
前面板側を外側として屈曲させる屈曲性(out)を評価するために、前面板側が外側となるように屈曲させたときに、TSパネルセンサ間の距離が4.0mmとなるように、フレキシブル積層体を屈曲させる操作を行うこと以外は、上記(1)屈曲性(in)試験と同様の手順で屈曲操作を繰り返し、限界屈曲回数を確認した。屈曲性(out)試験の評価についても、屈曲性(in)試験の評価と同様に行った。
(前面板の準備)
前面板として、樹脂フィルムの一方の面にハードコート層が形成された厚み60μmのハードコート層付き樹脂フィルムを用意した。樹脂フィルムは、厚み50μmのポリイミド系樹脂フィルムであり、ハードコート層は厚みが10μmであり、末端に多官能アクリル基を有するデンドリマー化合物を含む組成物から形成された層であった。
剥離フィルム上に、アクリル系粘着剤組成物を塗布し、乾燥して、第1粘着剤層を形成した剥離フィルム付き第1粘着剤層を準備した。第1粘着剤層の厚みは50μmであり、温度25℃、相対湿度50%における貯蔵弾性率Gbは、0.09MPaであった。
平均重合度約2,400、ケン化度99.9モル%以上、厚み20μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを準備した。PVAフィルムを30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の質量比が0.02/2/100の水溶液に30℃で浸漬してヨウ素染色を行った(ヨウ素染色工程)。ヨウ素染色工程を経たPVAフィルムを、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の質量比が12/5/100の水溶液に、56.5℃で浸漬してホウ酸処理を行った(ホウ酸処理工程)。ホウ酸処理工程を経たPVAフィルムを8℃の純水で洗浄した後、65℃で乾燥して、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している偏光子を得た。PVAフィルムの延伸は、ヨウ素染色工程とホウ酸処理工程において行った。PVAフィルムの総延伸倍率は5.3倍であった。得られた偏光子の厚みは7μmであった。
剥離フィルム上に、アクリル系粘着剤組成物を塗布し、乾燥して、第2粘着剤層を形成した剥離フィルム付き第2粘着剤層を準備した。第2粘着剤層の厚みは10μmであり、温度25℃、相対湿度50%における貯蔵弾性率Gdは、0.1MPaであった。
TSパネルとして、タッチセンサパターン層を準備した。タッチセンサパターン層は、透明導電層としてのITO層と、分離層としてのアクリル系樹脂組成物の硬化層とを含むものであり、厚みが7μmであり、温度23℃、相対湿度55%における引張弾性率が4510MPaであった。TSパネルの剛性は、31.6MPa・mmであった。
前面板の一方の面、及び、剥離フィルム付き第1粘着剤層の第1粘着剤層側の面にコロナ処理を行い、このコロナ処理面同士を貼合した。次に、第1粘着剤層に接着している剥離フィルムを剥離して露出した面、及び、円偏光板の直線偏光板側の面にコロナ処理を行い、このコロナ処理面同士を貼合して、前面板と円偏光板との複合体を得た。続いて、この複合体のλ/4層側の面、及び、剥離フィルム付き第2粘着剤層の第2粘着剤層側の面にコロナ処理を行い、このコロナ処理面同士を貼合した。次に、第2粘着剤層に接着している剥離フィルムを剥離して露出した面にコロナ処理を行い、このコロナ処理面とTSパネルの透明導電層側を貼合してフレキシブル積層体を得た。なお、上記で行ったコロナ処理は、いずれも、周波数を20kHz、電圧を8.6kV、パワーを2.5kW、速度を6m/分として行った。
第1粘着剤層及び第2粘着剤層として、表1に記載の厚み及び温度25℃における貯蔵弾性率を有するものを用い、前面板として、表1に記載の厚みの樹脂フィルムの片面に、表1に記載の厚みのハードコート層を設けたものを用い、TSパネルとして、表1に記載の厚み及び剛性を有するものを用いたこと以外は、実施例1と同様の手順でフレキシブル積層体を作製した。前面板に用いた樹脂フィルムは、いずれもポリイミド系樹脂フィルムであり、前面板に用いたハードコート層は、いずれも末端に多官能アクリル基を有するデンドリマー化合物を含む組成物から形成された層であった。得られたフレキシブル積層体について、耐衝撃性試験、屈曲性(in)試験、及び屈曲性(out)試験を行った。その結果を表1に示す。
Claims (9)
- 前面板、第1粘着剤層、円偏光板、第2粘着剤層、及びタッチセンサパネルをこの順に含むフレキシブル積層体であって、
前記前面板の厚みをa[μm]、前記第1粘着剤層の厚みをb[μm]、前記円偏光板の厚みをc[μm]、前記第2粘着剤層の厚みをd[μm]、及び前記タッチセンサパネルの厚みをe[μm]、前記前面板の温度23℃、相対湿度55%における引張弾性率をEa[GPa]とするとき、下記式(i):
{Ea×(a+b)}/(a+b+c+d+e)≧1.5 (i)
の関係を満たす、フレキシブル積層体。 - 前記前面板の前記引張弾性率Ea[GPa]と、前記第1粘着剤層の厚みbと、前記第2粘着剤層の厚みdとは、下記式(ii):
b/(Ea×d)≧0.3 (ii)
の関係を満たす、請求項1に記載のフレキシブル積層体。 - 前記前面板の温度23℃、相対湿度55%における剛性は、0.09GPa・mm以上0.7GPa・mm以下であり、
前記円偏光板の温度23℃、相対湿度55%における剛性は、40MPa・mm以上400MPa・mm以下であり、
前記タッチセンサパネルの温度23℃、相対湿度55%における剛性は、15MPa・mm以上700MPa・mm以下である、請求項1又は2に記載のフレキシブル積層体。 - 前記第1粘着剤層の温度25℃、相対湿度50%における貯蔵弾性率は、0.01MPa以上0.15MPa以下であり、
前記第2粘着剤層の温度25℃、相対湿度50%における貯蔵弾性率は、0.01MPa以上0.15MPa以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフレキシブル積層体。 - 前記前面板の厚みa、前記第1粘着剤層の厚みb、前記円偏光板の厚みc、前記第2粘着剤層の厚みd、及び前記タッチセンサパネルの厚みeの合計厚みt[μm]を、下記式(iii):
t=a+b+c+d+e (iii)
で表すとき、tは250μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のフレキシブル積層体。 - 前記前面板は、樹脂フィルム、又は、樹脂フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層を有するハードコート層付樹脂フィルムである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のフレキシブル積層体。
- 前記フレキシブル積層体は、前面板側を内側として屈曲させる屈曲性試験における限界屈曲回数が5万回以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のフレキシブル積層体。
- 前記フレキシブル積層体は、前面板側を外側として屈曲させる屈曲性試験における限界屈曲回数が5万回以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のフレキシブル積層体。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のフレキシブル積層体を備え、前記前面板が前面に配置されている、画像表示装置。
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