JP2020173386A - 着色層付光学部材、積層体及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記着色層付光学部材は、平面視において表示領域と非表示領域とに区別され、
前記着色層は、前記非表示領域に設けられ、
前記着色層は、前記表示領域側の厚みが小さくなるように1以上の段差部を有し、
前記着色層は、前記表示領域側の端部及び前記段差部の断面形状がいずれも、テーパー角度が15°以下のテーパー形状である、着色層付光学部材。
[2] 前記着色層は多層構造を有する、[1]に記載の着色層付光学部材。
[3] 前記多層構造における各層はいずれも、表示領域側の端部の断面形状がテーパー角度が15°以下のテーパー形状である、[2]に記載の着色層付光学部材。
[4] 前記多層構造における各層はそれぞれ、前記表示領域側の端部の位置が異なる、[2]又は[3]に記載の着色層付光学部材。
[5] 前記多層構造における最外層は、表示領域側の端部の位置が多層構造のうち最も表示領域側にある、[2]〜[4]のいずれかに記載の着色層付光学部材。
[6] 前記多層構造における各層の色は同一である、[2]〜[5]のいずれかに記載の着色層付光学部材。
[7] 前記着色層は、色の異なる多層構造を2以上有する、[2]〜[6]のいずれかに記載の着色層付光学部材。
[8] 前記着色層の最大厚みは30μm以下である、[1]〜[7]のいずれかに記載の着色層付光学部材。
[9] 前記光学部材は、前面板、偏光板及びタッチセンサパネルからなる群から選択される、[1]〜[8]のいずれかに記載の着色層付光学部材。
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の着色層付光学部材と、前記着色層付光学部材の着色層側に貼合層とを有する、積層体。
[11] [1]〜[9]のいずれかに記載の着色層付光学部材又は[10]に記載の積層体を備える、画像表示装置。
図1は、本実施形態の着色層付光学部材の一例を模式的に示す概略断面図である。図2は、図1に示す着色層付光学部材を、平面視において、着色層側からみた概略上面図である。着色層付光学部材100は、光学部材20と、光学部材20上に設けられた着色層10とからなる。本明細書において、平面視とは、層の厚み方向から見ることを意味する。
着色層10は、平面視において、着色層付光学部材100の周縁部の少なくとも一部に設けられることが好ましく、図2に示すように、非表示領域B122を形成するように着色層付光学部材100の周縁部の全体に設けられてもよい。着色層付光学部材100の周縁部を縁取るように着色層10が設けられることにより、着色層10が額縁のように視認されることからデザイン性を向上させることができる。後述のように、着色層10は多層構造を有していてもよい。
光学部材20は、光を透過可能な板状体であれば、材料及び厚みは限定されることはなく、また単層であっても複層であってもよい。光学部材20としては、通常の画像表示装置において用いられている構成要素であってよく、例えば偏光板、偏光板の視認側の保護フィルム、タッチセンサパネル、及びこれらの積層体等であることができる。
図6は、本発明の実施態様に係る積層体の一例を模式的に示す概略断面図である。図6に示す積層体300は、視認側から順に、前面板30、貼合層40、偏光板50及びタッチセンサパネル60を備える。偏光板50は、着色層10をさらに備える。着色層10は、偏光板50の前面板30側の表面上の一部に設けられている。着色層10は、第1着色層11、第2着色層12、第3着色層13、第4着色層14及び第5着色層15を含む。
前面板30は、光を透過可能な板状体であれば、材料及び厚みは限定されず、また単層構造であっても多層構造であってもよく、ガラス製の板状体(例えば、ガラス板、ガラスフィルム等)、樹脂製の板状体(例えば、樹脂板、樹脂シート、樹脂フィルム等)が例示される。ガラス製の板状体及び樹脂製の板状体の具体例としては、光学部材20に関する上述の説明が適用される。前面版は、画像表示装置の最表面を構成する層であることができる。
貼合層40は、前面板30と偏光板50との間に介在してこれらを貼合する層であり、粘着剤層又は接着剤層である。貼合層40は、着色層10により生じる段差を良好に吸収することができる観点から粘着剤層であることが好ましい。
偏光板50としては、直線偏光板であってもよいし、円偏光板であってもよい。直線偏光板としては、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルム若しくは延伸層、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、テトラキスアゾなどの化合物からなる二色性直接染料が包含される。
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することができる。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後述する熱可塑性樹脂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。偏光子の厚みは、好ましくは2μm以上40μm以下である。
必要に応じて、基材フィルムを偏光子から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、後述する熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
熱可塑性樹脂フィルムは位相差を有していても、有していなくてもよい。
熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、接着剤層を用いて偏光子に貼合することができる。
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硬化させたフィルムは、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、基材を剥離してまたは基材とともに直線偏光板として用いてもよく、またはその片面又は両面に熱可塑性樹脂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。
タッチセンサパネル60は偏光板50の着色層とは反対側に貼合層を介して貼合されることができる。タッチセンサパネル60としては、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タッチセンサ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タッチセンサパネルが好適に用いられる。
着色層付光学部材200の製造方法は、光学部材20を準備する工程と、光学部材20の表面に第1着色層11を形成する第1着色層形成工程と、形成された第1着色層11上に第2着色層12を形成する第2着色層形成工程とを含む。第1着色層11及び第2着色層12の形成方法は、上述の説明のとおりであり、スクリーン印刷等の印刷法が挙げられる。
本発明の光学部材又は積層体を備える画像表示装置は、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器、テレビ、デジタルフォトフレーム、電子看板、測定器や計器類、事務用機器、医療機器、電算機器等として用いることができる。本実施形態の画像表示装置は、上記したように、着色層と貼合層との間の気泡の噛込みが抑制されるため、良好な外観を有することができる。
積層体の粘着剤層の前面板側表面を、光学顕微鏡(オリンパス株式会社製)で観察し、気泡の発生の有無を確認した。気泡の発生が無い場合を○、気泡の発生がある場合を×とする。
着色層付光学部材の断面を走査型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製の「SU8010」)により観察し、得られた断面像において端部及び段差部のテーパー角度を測定した。
着色層付光学部材を測定サンプルとして光学密度測定器(製品名:361T、X−rite社製)にセットし、測定サンプルの着色層側に光源から光を照射し、着色層の最大厚みを有する領域を測定領域として光学密度を測定した。
[インク成分]
アセチレンブラック 10.0質量%
ポリエステル 80.0質量%
グルタル酸ジメチルエステル 2.5質量%
コハク酸 2.0質量%
イソホロン 5.5質量%
[硬化剤]
脂肪族ポリイソシアネート 75.0質量%
酢酸エチル 25.0質量%
[溶媒]
イソホロン
[調製方法]
インク成分100質量部に対し硬化剤を10質量部、溶媒を10質量部添加し、攪拌して、着色層形成用組成物(黒色)を得た。
[インク成分]
二酸化チタン 50.0質量%
ポリエステル 39.0質量%
グルタル酸ジメチルエステル 2.5質量%
コハク酸 2.0質量%
イソホロン 6.5質量%
[硬化剤]
脂肪族ポリイソシアネート 75.0質量%
酢酸エチル 25.0質量%
[溶媒]
イソホロン
[調製方法]
インク成分100質量部に対し硬化剤を10質量部、溶媒を10質量部添加し、攪拌して、着色層形成用組成物(白色)を得た。
(粘着剤層付前面板の作製)
前面板として基材フィルムの両面にハードコート層が形成された厚み70μmのウィンドウフィルム(基材フィルム50μm、各ハードコート層10μm、縦179mm×横106mm)を用意し、貼合層として(メタ)アクリル系粘着剤層(厚み25μm、縦179mm×横106mm)を用意した。ウィンドウフィルムの基材フィルムはポリイミド系樹脂フィルムであり、ハードコート層は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る。その後、ウィンドウフィルムの粘着剤層との貼合面と、粘着剤層のウィンドウフィルムとの貼合面にコロナ処理を施した。そして、ウィンドウフィルムと粘着剤層とを貼合して粘着剤層付前面板を得た。
厚み25μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムに光配向膜を形成した後、二色性色素と重合性液晶化合物とを含む組成物を基材に塗布し、配向、硬化させて厚み2.5μmの偏光子を得た。当該偏光子上に、アクリル系樹脂組成物を塗布し、硬化させて厚み1μmのオーバーコート層を得た。当該オーバーコート層上に、液晶化合物が重合して硬化した層を含む位相差フィルム(厚み16μm、層構成:粘着剤層(厚み5μm)/液晶化合物が硬化した層及び配向膜からなるλ/4板(厚み3μm)/粘着剤層(厚み5μm)/液晶化合物が硬化した層及び配向膜からなるポジティブCプレート(厚み3μm)]を貼合した。このようにして作製した円偏光板(「TAC/偏光子/位相差フィルム」の層構成、厚み44.5μm、縦179mm×横106mm)を得た。
図7を参照しながら着色層付光学部材の作製手順について以下に説明する。図7(1)は着色層の断面図であり、図7(2)は着色層を形成した円偏光板の上面図である。
1)第1着色層11の形成
上記で得られた円偏光板のTACの表面に、着色層形成用組成物(黒色)をインクとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が3μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み3μm、縦(11a)4.25mm、横(11b)11.75mmの印刷層からなる第1着色層を形成した。
第1着色層11の表面に、第2着色層12の表示領域側の端部の位置が第1着色層11の表示領域側の端部の位置より表示領域側となるように、着色層形成用組成物(黒色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が3μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み3μm、縦(12a)4.50mm、横(12b)12.00mmの印刷層からなる第2着色層12を形成した。
第2着色層12の表面に、第1着色層11の表示領域側の端部の位置が第3着色層13の表示領域側の端部の位置より表示領域側となるように、着色層形成用組成物(白色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が5μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み5μm、縦(13a)3.75mm、横(13b)11.25mmの印刷層からなる第3着色層13を形成した。
第3着色層13の表面に、第3着色層13の表示領域側の端部の位置が第4着色層14の表示領域側の端部の位置より表示領域側となるように、着色層形成用組成物(白色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が5μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み5μm、縦(14a)3.50mm、横(14b)11.00mmの印刷層からなる第4着色層14を形成した。
第3着色層13及び第4着色層14の表面に、第5着色層15の表示領域側の端部の位置が第3着色層13の表示領域側の端部の位置より表示領域側となるように、かつ第2着色層12の表示領域側の端部が第5着色層15の表示領域側の端部より表示領域側となるように、着色層形成用組成物(白色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が5μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み5μm、縦(15a)4.00mm、横(15b)11.50mmの印刷層からなる第5着色層15を形成した。
着色層の最大厚みは21μmであり、最大厚み部の光学密度は5.91であった。
着色層の端部におけるテーパー角度11c、及び段差におけるテーパー角度12c、13c、14c及び15cを測定した。
粘着剤層付前面板の粘着剤層の面と、円偏光板の着色層が形成された面とにコロナ処理を施し、コロナ処理を施した面が内側になるように粘着剤層付前面板と着色層が形成された円偏光板とを積層して、ロール貼合機を用いて貼合して、積層体を得た。得られた積層体の上記テーパー角度を測定した箇所において気泡の有無について評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、粘着剤層付前面板及び円偏光板を作製した。
図8を参照しながら着色層付光学部材の作製手順について以下に説明する。図8(1)は着色層の断面図であり、図8(2)は着色層を形成した円偏光板の上面図である。
1)第1着色層71の形成
作製した円偏光板のTACの表面に、着色層形成用組成物(黒色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が3μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み3μm、縦(71a)4.25mm、横(71b)11.75mmの印刷層からなる第1着色層を形成した。
第1着色層71の表面に、第2着色層72の表示領域側の端部の位置が第1着色層71の表示領域側の端部の位置より表示領域側となるように、着色層形成用組成物(黒色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が3μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み3μm、縦(72a)4.50mm、横(72b)12.00mmの印刷層からなる第2着色層72を形成した。
第2着色層72の表面に、第1着色層71の表示領域側の端部の位置が第3着色層73の表示領域側の端部の位置より表示領域側となるように、着色層形成用組成物(白色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が5μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み5μm、縦(73a)74.00mm、横(73b)11.50mmの印刷層からなる第3着色層73を形成した。
第3着色層73の表面に、第4着色層74の表示領域側の端部の位置が第3着色層73の表示領域側の端部の位置と同一となるように、着色層形成用組成物(白色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が5μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み5μm、縦(74a)4.00mm、横(74b)11.50mmの印刷層からなる第4着色層74を形成した。
第4着色層74の表面に、第5着色層75の表示領域側の端部の位置が第3着色層73の表示領域側の端部の位置と同一となるように、着色層形成用組成物(白色)をインキとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が5μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み5μm、縦(75a)4.00mm、横(75b)11.50mmの印刷層からなる第5着色層75を形成した。
着色層の最大厚みは21μmであり、最大厚み部の光学密度は5.90であった。
着色層の端部におけるテーパー角度71c、及び段差におけるテーパー角度72c及び73cを測定した。
上述のように得られた円偏光板の着色層が形成された面と、粘着剤層付前面板の粘着剤層の面とを、実施例1と同様にして貼合することにより、積層体を得た。得られた積層体の上記テーパー角度を測定した箇所において気泡の有無について評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (11)
- 光学部材と、前記光学部材の一方の面に設けられた着色層とを備える着色層付光学部材であって、
前記着色層付光学部材は、平面視において表示領域と非表示領域とに区別され、
前記着色層は、前記非表示領域に設けられ、
前記着色層は、前記表示領域側の厚みが小さくなるように1以上の段差部を有し、
前記着色層は、前記表示領域側の端部及び前記段差部の断面形状がいずれも、テーパー角度が15°以下のテーパー形状である、着色層付光学部材。 - 前記着色層は多層構造を有する、請求項1に記載の着色層付光学部材。
- 前記多層構造における各層はいずれも、表示領域側の端部の断面形状がテーパー角度が15°以下のテーパー形状である、請求項2に記載の着色層付光学部材。
- 前記多層構造における各層はそれぞれ、前記表示領域側の端部の位置が異なる、請求項2又は3に記載の着色層付光学部材。
- 前記多層構造における最外層は、表示領域側の端部の位置が多層構造のうち最も表示領域側にある、請求項2〜4のいずれか一項に記載の着色層付光学部材。
- 前記多層構造における各層の色は同一である、請求項2〜5のいずれか一項に記載の着色層付光学部材。
- 前記着色層は、色の異なる多層構造を2以上有する、請求項2〜6のいずれか一項に記載の着色層付光学部材。
- 前記着色層の最大厚みは30μm以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の着色層付光学部材。
- 前記光学部材は、前面板、偏光板及びタッチセンサパネルからなる群から選択される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の着色層付光学部材。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の着色層付光学部材と、前記着色層付光学部材の着色層側に貼合層とを有する、積層体。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の着色層付光学部材又は請求項10に記載の積層体を備える、画像表示装置。
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