JP2020160197A - 光学積層体および該光学積層体を用いた画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1つの実施形態においては、上記第1の粘着剤層および上記第2の粘着剤層の厚みは、それぞれ10μm〜30μmである。
1つの実施形態においては、上記保護層および上記第2の基材の押し込み弾性率は、それぞれ3.0GPa以上である。
1つの実施形態においては、上記偏光子の厚みは10μm以下である。
1つの実施形態においては、上記映り込み防止層は、液晶化合物の配向固化層である。
1つの実施形態においては、上記光学積層体は、上記偏光子の上記保護層と反対側に該偏光子側から順に設けられた第1の位相差層および第2の位相差層をさらに備える。該第1の位相差層と該第2の位相差層とは接着剤層を介して貼り合わせられている。1つの実施形態においては、上記接着剤層の厚みは5μm以下である。1つの実施形態においては、上記接着剤層の貯蔵弾性率は1.0×106Pa以上である。
1つの実施形態においては、上記光学積層体は、荷重3kgの突き刺し試験後に光抜けが発生しない。
本発明の別の光学積層体は、偏光子および該偏光子の一方の側に設けられた保護層を有する偏光板と、該保護層に第2の粘着剤層を介して貼り合わせられた第2の基材と、該第2の基材に直接形成されたハードコート層と、を有し、該保護層から該ハードコート層側の最外層までの合計厚みが100μm〜250nmである。1つの実施形態においては、上記光学積層体は、上記偏光子の上記保護層と反対側に該偏光子側から順に設けられた第1の位相差層および第2の位相差層をさらに備える。
本発明の別の局面によれば、画像表示装置が提供される。この画像表示装置は、上記の光学積層体を視認側に備え、該光学積層体の上記ハードコート層が視認側に配置されている。
図1は、本発明の1つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。図示例の光学積層体100は、偏光子11および保護層12を有する偏光板10と、映り込み防止層40と、第1の基材50と、第2の基材20と、ハードコート層30と、をこの順に備える。映り込み防止層40は、第1の基材50に直接形成され、かつ、第1の粘着剤層61を介して保護層12に貼り合わせられている。第2の基材20は、第2の粘着剤層62を介して第1の基材50に貼り合わせられている。第2の基材20には、ハードコート層30が直接形成されている。本明細書において「直接」とは接着層(代表的には、接着剤層、粘着剤層)が介在しないことを意味する。必要に応じて、第2の基材20は、ハードコート層30側の表面に反射防止層および/または密着層(いずれも図示せず)を有していてもよい。この構成も、「ハードコート層が基材に直接形成されている」形態に包含される。反射防止層は、ハードコート層30の外側に設けられてもよい。ハードコート層側の最外層(実質的には、ハードコート層、または、存在する場合には反射防止層)の表面には、必要に応じて防汚層(図示せず)が設けられてもよい。
B−1.偏光子
偏光子11は、代表的には、二色性物質を含む樹脂フィルムで構成される。樹脂フィルムとしては、偏光子として用いられ得る任意の適切な樹脂フィルムを採用することができる。樹脂フィルムは、代表的には、ポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」と称する)フィルムである。樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
保護層12としては、任意の適切な樹脂フィルムが用いられる。樹脂フィルムの形成材料としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および/またはメタクリル系樹脂をいう。
映り込み防止層は、画像表示装置の使用者の顔、画像表示装置のキーボード、外光(例えば、蛍光灯)等の映り込みを防止するために設けられる。映り込み防止層は、代表的には液晶化合物の配向固化層である。本明細書において「配向固化層」とは、液晶化合物が層内で所定の方向に配向し、その配向状態が固定されている層をいう。なお、「配向固化層」は、液晶モノマーを硬化させて得られる配向硬化層を包含する概念である。映り込み防止層は、代表的には、第1の基材に形成された配向膜(図示せず)の表面に液晶化合物を含む組成物を塗布し、当該塗布層を固化および/または硬化させることにより形成されている。液晶化合物は、棒状液晶化合物であってもよく、ディスコティック(円盤状)液晶化合物であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。
第1の基材50は、映り込み防止層40を形成するために用いられる。第2の基材20は、ハードコート層30(または必要に応じて反射防止層)を形成するために用いられる。
第1の粘着剤層61および第2の粘着剤層62をまとめて粘着剤層として説明する。粘着剤層の厚みは、上記のとおり、好ましくは10μm〜30μmであり、より好ましくは12μm〜25μmである。上記のとおり、粘着剤層の厚みがこのような範囲であれば、上記所望の合計厚みを容易に実現することができる。
ハードコート層30は、好ましくは、十分な表面硬度、優れた機械的強度、および優れた光透過性を有する。ハードコート層は、このような所望の特性を有する限り、任意の適切な樹脂から形成され得る。樹脂の具体例としては、熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、二液混合型樹脂が挙げられる。紫外線硬化型樹脂が好ましい。簡便な操作および高効率でハードコート層を形成することができるからである。
第1の位相差層71は、目的に応じて任意の適切な光学的特性および/または機械的特性を有する位相差フィルムで構成され得る。
第2の位相差層72は、目的に応じて任意の適切な光学的特性および/または機械的特性を有する位相差フィルムで構成され得る。
接着剤層80は、上記のとおり、第1の位相差層71と第2の位相差層72との積層に用いられる。位相差層の積層に接着剤を用いることにより、亀裂抑制の効果がより顕著なものとなり得る。接着剤の代表例としては、水系接着剤、溶剤型接着剤、エマルション系接着剤、無溶剤型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤(例えば、紫外線硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤)、熱硬化型接着剤が挙げられる。好ましくは、活性エネルギー線硬化型接着剤である。化学的安定(例えば、耐溶剤性、耐薬品性)が得られやすいという利点を有するからである。
本発明の実施形態による光学積層体は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の実施形態は、このような画像表示装置も包含する。画像表示装置は、代表的には、上記の光学積層体を視認側に備える。光学積層体は、代表的には、ハードコート層が視認側となるようにして配置されている。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス(EL)表示装置、量子ドット表示装置が挙げられる。本発明の実施形態による光学積層体は、局所的に所定値以上の荷重が加えられた場合であっても亀裂が抑制されている。その結果、このような光学積層体を含む本発明の実施形態による画像表示装置は、光抜けおよび輝点が抑制されている。すなわち、本発明の実施形態によれば、いわゆるホワイトドットという現象を防止することができる。したがって、画像表示装置がノートパソコンであれば、本発明の効果が顕著なものとなり得る。さらに、本発明の実施形態によれば、反りが抑制された画像表示装置を実現することができる。
実施例および比較例で得られた光学積層体について、ニードルを装着した圧縮試験機(カトーテック社製、製品名「NDG5」、ニードル貫通力測定仕様)に載置し、室温(23℃±3℃)環境下、荷重3kgで突き刺した。突き刺し試験後の光学積層体と標準偏光板とを、光学積層体の偏光子と偏光板の偏光子とがクロスニコル状態となるように配置したときの光抜けを目視で観察し、以下の基準で評価した。
◎:光抜けは認められない
○:光抜けがわずかに認められるが実用上問題ない
△:光抜けが実用上影響を与え得る程度に認められる
×:光抜けが実用上許容不可能なほど顕著である
(2)耐久性
実施例および比較例で得られた光学積層体をガラス板に貼り合わせ、試験サンプルとした。この試験サンプルを環境試験機(85℃と65℃/90%RHとの2条件)に所定時間投入した後、バックライトの上に別の偏光板とクロスニコル状態になるように配置したときの外観を光学顕微鏡で観察し、以下の基準で評価した。外観としては、コーナーの光抜け具合、ならびに、端部の発泡および剥がれを観察した。
◎:外観不良は認められない
○:外観不良がわずかに認められるが実用上問題ない
△:外観不良が実用上影響を与え得る程度に認められる
×:外観不良が実用上許容不可能なほど顕著である
(3)反り
実施例および比較例で得られた光学積層体の四隅の焦点距離を平面二軸測定器(株式会社ミツトヨ製、製品名:Quick Vision Apex)を用いて測定した。次いで、積層体を信頼性試験条件(85℃)に24時間置き、同様に光学積層体の四隅の焦点距離を測定した。各隅の信頼性試験投入前後の焦点距離の差を算出し、四隅の平均値を各偏光板セットの反り量とした。得られた反り量から以下の基準で反りを評価した。
◎:0mm以上0.5mm以下
〇:0.5mmを超えて1.0mm以下
△:1.0mmを超えて2.0mm以下
×:2.0mmを超える
1.偏光板(偏光子積層体)の作製
樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、Tg75℃の非晶質のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用いた。基材の片面に、コロナ処理を施し、このコロナ処理面に、ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(重合度1200、アセトアセチル変性度4.6%、ケン化度99.0モル%以上、日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)を9:1の比で含む水溶液を25℃で塗布および乾燥して、厚み11μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、120℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.0倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸)。
次いで、積層体を、液温30℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴に、偏光板が所定の透過率となるようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整しながら浸漬させた。本実施例では、水100重量部に対して、ヨウ素を0.2重量部配合し、ヨウ化カリウムを1.5重量部配合して得られたヨウ素水溶液に60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温30℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合し、ヨウ化カリウムを5重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸)。
その後、積層体を液温30℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
続いて、積層体のPVA系樹脂層(偏光子)表面に、第1の位相差層として環状オレフィン系フィルム(屈折率特性:nx>ny>nz、面内位相差:116nm)、および、第2の位相差層として変性ポリエチレンフィルム(屈折率特性:nz>nx>ny、面内位相差:35nm)を順次貼り合わせた。貼り合わせには紫外線硬化型接着剤(厚み1μm)を用いた。なお、第1の位相差層の遅相軸が偏光子の吸収軸に対して0°、第2の位相差層の遅相軸が偏光子の吸収軸に対して90°の角度をなすようにして貼り合わせた。その後、樹脂基材をPVA系樹脂層から剥離した。続いて,積層体のPVA系樹脂層表面(樹脂基材剥離面)に、PVA系樹脂水溶液(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー(登録商標)Z−200」、樹脂濃度:3重量%)を塗布して、保護層を構成するアクリル系樹脂フィルム(厚み:40μm、押し込み弾性率:4.4GPa)を貼り合わせ、これを60℃に維持したオーブンで5分間加熱した。このようにして、偏光子積層体(保護層/偏光子/第1の位相差層/接着剤層/第2の位相差層の構成を有する偏光板)を得た。なお、偏光子の厚みは5μm、単体透過率は42.3%であった。
第1の基材としての富士フイルム社製のTACフィルム(製品名:TG40UL、厚み:40μm)の片面に、特開2014−214177号公報の<実施例1>に記載の方法に準じて配向膜および液晶化合物の配向固化層(映り込み防止層、配向膜との合計厚み:2μm)を形成し、映り込み防止積層体を作製した。なお、映り込み防止層は、面内位相差Re(550)が270nmであり、その遅相軸が偏光子の吸収軸に対して45°の角度をなすように形成した。一方、第2の基材としての富士フイルム社製のTACフィルム(製品名:TD80UL、厚み:80μm)の片面にハードコート層および反射防止層を常法により順次形成し、ハードコート積層体を作製した。ハードコート層および反射防止層の合計厚みは4μmであった。上記で得られた偏光板の保護層(厚み:40μm)に、第1の粘着剤層としてのアクリル系粘着剤(厚み:23μm)を介して、映り込み防止積層体の映り込み防止層を貼り合わせた。次いで、第1の基材の映り込み防止層と反対側に、第2の粘着剤層としてのアクリル系粘着剤(厚み:23μm)を介して、ハードコート積層体の第2の基材を貼り合わせた。このようにして、反射防止層/ハードコート層/第2の基材/第2の粘着剤層/第1の基材/映り込み防止層/第1の粘着剤層/保護層/偏光子/第1の位相差層/接着剤層/第2の位相差層の構成を有する光学積層体を得た。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは212μmであった。得られた光学積層体を上記の評価に供した。結果を表1に示す。
保護層として厚み20μmのアクリル系樹脂フィルム(押し込み弾性率:4.4GPa)を用いたこと、ならびに、第1および第2の粘着剤層の厚みをそれぞれ12μmとしたこと以外は実施例1と同様にして光学積層体を作製した。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは170μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
映り込み防止層、第1の基材および第1の粘着剤層を含まないこと以外は実施例1と同様にして、反射防止層/ハードコート層/第2の基材/第2の粘着剤層/保護層/偏光子/第1の位相差層/接着剤層/第2の位相差層の構成を有する光学積層体を得た。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは147μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第2の基材の厚みを40μmとしたこと以外は実施例3と同様にして光学積層体を作製した。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは107μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第1および第2の粘着剤層の厚みをそれぞれ5μmとしたこと以外は実施例1と同様にして光学積層体を作製した。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは176μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして樹脂基材/PVA系樹脂層(偏光子)の構成を有する積層体を作製した。積層体のPVA系樹脂層(偏光子)表面に、PVA系樹脂水溶液(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー(登録商標)Z−200」、樹脂濃度:3重量%)を塗布して、別の保護層を構成するアクリル系樹脂フィルム(厚み:25μm)を貼り合わせ、これを60℃に維持したオーブンで5分間加熱した。その後、樹脂基材をPVA系樹脂層から剥離した。続いて,積層体のPVA系樹脂層表面(樹脂基材剥離面)に、PVA系樹脂水溶液(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー(登録商標)Z−200」、樹脂濃度:3重量%)を塗布して、保護層を構成するアクリル系樹脂フィルム(厚み:40μm、押し込み弾性率:4.4GPa)を貼り合わせ、これを60℃に維持したオーブンで5分間加熱した。このようにして、偏光子積層体(保護層/偏光子/別の保護層の構成を有する偏光板)を得た。この偏光子積層体を用いたこと以外は実施例1と同様にして光学積層体を作製した。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは212μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
保護層として厚み20μmのアクリル系樹脂フィルム(押し込み弾性率:4.4GPa)を用いたこと、ならびに、第2の基材の厚みを40μmとしたこと以外は実施例3と同様にして光学積層体を作製した。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは87μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第1および第2の粘着剤層の厚みをそれぞれ50μmとしたこと以外は実施例1と同様にして光学積層体を作製した。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは266μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
第1の位相差層と第2の位相差層とをアクリル系粘着剤(厚み23μm)で貼り合わせたこと以外は実施例1と同様にして光学積層体を作製した。光学積層体において保護層からハードコート側の最外層(反射防止層)までの合計厚みは212μmであった。得られた光学積層体を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
11 偏光子
12 保護層
20 第2の基材
30 ハードコート層
40 映り込み防止層
50 第1の基材
61 第1の粘着剤層
62 第2の粘着剤層
71 第1の位相差層
72 第2の位相差層
80 接着剤層
100 光学積層体
Claims (12)
- 偏光子および該偏光子の一方の側に設けられた保護層を有する偏光板と、該保護層に第1の粘着剤層を介して貼り合わせられた映り込み防止層と、該映り込み防止層が直接形成された第1の基材と、該第1の基材に第2の粘着剤層を介して貼り合わせられた第2の基材と、該第2の基材に直接形成されたハードコート層と、を有し、
該保護層から該ハードコート層側の最外層までの合計厚みが100μm〜250nmである、
光学積層体。 - 前記第1の粘着剤層および前記第2の粘着剤層の厚みが、それぞれ10μm〜30μmである、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記保護層および前記第2の基材の押し込み弾性率が、それぞれ3.0GPa以上である、請求項1または2に記載の光学積層体。
- 前記偏光子の厚みが10μm以下である、請求項1から3のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記映り込み防止層が、液晶化合物の配向固化層である、請求項1から4のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記偏光子の前記保護層と反対側に該偏光子側から順に設けられた第1の位相差層および第2の位相差層をさらに備え、該第1の位相差層と該第2の位相差層とが接着剤層を介して貼り合わせられている、請求項1から5のいずれかに記載の光学積層体。
- 前記接着剤層の厚みが5μm以下である、請求項6に記載の光学積層体。
- 前記接着剤層の貯蔵弾性率が1.0×106Pa以上である、請求項6または7に記載の光学積層体。
- 荷重3kgの突き刺し試験後に光抜けが発生しない、請求項1から8のいずれかに記載の光学積層体。
- 偏光子および該偏光子の一方の側に設けられた保護層を有する偏光板と、該保護層に第2の粘着剤層を介して貼り合わせられた第2の基材と、該第2の基材に直接形成されたハードコート層と、を有し、
該保護層から該ハードコート層側の最外層までの合計厚みが100μm〜250nmである、
光学積層体。 - 前記偏光子の前記保護層と反対側に該偏光子側から順に設けられた第1の位相差層および第2の位相差層をさらに備え、該第1の位相差層と該第2の位相差層とが接着剤層を介して貼り合わせられている、請求項10に記載の光学積層体。
- 請求項1から11のいずれかに記載の光学積層体を視認側に備え、該光学積層体の前記ハードコート層が視認側に配置されている、画像表示装置。
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