JP2021189224A - 光学積層体、並びに、これを用いた偏光板、表示パネル及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
有機EL素子は、いずれの型においても発光層の光を効率よく利用するため、金属電極は反射性に優れたものが用いられることが多い。一方、このような金属電極を用いた有機EL素子は、外光反射が大きく、コントラストが低下する場合があった。また、有機EL素子を含む表示装置以外の表示装置(例えば、表示素子上に、空気界面の多い抵抗膜式タッチパネルを配置した表示装置)においても、外光反射によるコントラストの低下は問題となっている。
そして、本発明者らはさらに鋭意研究した結果、ポジティブA層に接する紫外線吸収層を配置することにより、ポジティブA層の位相差が経時的に変化することを抑制し、本発明を完成するに至った。
[1]ポジティブA層と、前記ポジティブA層に接する紫外線吸収層とを有してなる、光学積層体。
[2]前記紫外線吸収層が前記ポジティブA層用の配向層である、[1]に記載の光学積層体。
[3]前記紫外線吸収層の厚みが0.2μm以上2.0μm以下である、[2]に記載の光学積層体。
[4]前記ポジティブA層を基準として、前記紫外線吸収層とは反対側にポジティブC層を有する、[2]又は[3]に記載の光学積層体。
[5]前記紫外線吸収層を基準として、前記ポジティブA層とは反対側にポジティブC層を有する、[1]に記載の光学積層体。
[6]前記ポジティブC層が前記紫外線吸収層に接してなる、[5]に記載の光学積層体。
[7]前記紫外線吸収層が前記ポジティブC層用の配向層である、[6]に記載の光学積層体。
[8]前記紫外線吸収層の厚みが2.0μm以上5.0μm以下である、[5]〜[7]の何れかに記載の光学積層体。
[9]波長405nmの透過率が2.0%以上80.0%以下である、[1]〜[8]の何れかに記載の光学積層体
[10]前記ポジティブA層の波長550nmにおける面内位相差をRe(550)と定義した際に、Re(550)が135nm以上150nm以下である、[1]〜[9]の何れかに記載の光学積層体。
[11]前記ポジティブA層の波長450nmにおける面内位相差をRe(450)、前記ポジティブA層の波長550nmにおける面内位相差をRe(550)、前記ポジティブA層の波長650nmにおける面内位相差をRe(650)と定義した際に、下記式(A)の関係を満たす、[1]〜[10]の何れかに記載の光学積層体。
Re(450)<Re(550)<Re(650) (A)
[12]偏光子と、前記偏光子の一方の側に配置されてなる透明保護板Aと、前記偏光子の他方の側に配置されてなる透明保護板Bとを有する偏光板であって、前記透明保護板A及び前記透明保護板Bの何れか一方が、[1]〜[11]の何れかに記載の光学積層体である、偏光板。
[13]表示素子の光出射面上に、[1]〜[11]の何れかに記載の光学積層体を配置してなる、表示パネル。
[14]前記紫外線吸収層が、前記ポジティブA層よりも前記表示素子から遠い側に配置されてなる、[13]に記載の表示パネル。
[15][13]又は[14]に記載の表示パネルを備えてなる、画像表示装置。
本明細書において、「AA〜BB」との表記は、「AA以上BB以下」であることを意味する。
面内位相差(Re)及び厚み方向の位相差(Rth)は、Nx、Ny、Nz及び位相差層の厚みd(nm)から、下記式により算出できる。
面内位相差(Re)=(Nx−Ny)×d
厚み方向の位相差(Rth)=((Nx+Ny)/2−Nz)×d
本発明の光学積層体は、ポジティブA層と、前記ポジティブA層に接する紫外線吸収層とを有してなるものである。
図1及び図2の光学積層体100は、ポジティブA層10と、ポジティブA層に接する紫外線吸収層20とを有している。
また、図1の光学積層体100は、ポジティブA層10を基準として、紫外線吸収層20とは反対側にポジティブC層30を有している。また、図1において、ポジティブA層10とポジティブC層30とは、接着剤層40を介して積層されている。
また、図2の光学積層体100は、紫外線吸収層20を基準として、ポジティブA層10とは反対側にポジティブC層30を有している。また、図2において、ポジティブC層30と紫外線吸収層10とは接して積層されている。
ポジティブA層はNx>Ny≒Nzの関係を満たす層である。
ポジティブA層は、主成分として、液晶化合物に由来する構成単位を含むことが好ましい。主成分とは、ポジティブA層の全固形分の50質量%以上であることを意味し、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上である。
また、重合性官能基として、一般的に知られているカチオン重合性官能基を使用してもよく、具体的には、脂環式エーテル基(エポキシ基、オキセタニル基等)、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状イミノエーテル基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基等が挙げられる。これらの中でも、脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルオキシ基がより好ましい。
Re(450)<Re(550)<Re(650) (A)
ポジティブA層のRe(450)、Re(550)及びRe(650)は、特に限定されないが、ポジティブA層をλ/4位相差層とする場合には下記の範囲とすることが好ましい。ポジティブA層はλ/4位相差層であることが好ましい。
λ/4位相差層の面内位相差は、下限は、好ましくは100nm以上、より好ましくは110nm以上、更に好ましくは135nm以上である。また、λ/4位相差層の面内位相差は、上限は、好ましくは180nm以下、より好ましくは160nm以下、更に好ましくは150nm以下である。
λ/4位相差層の面内位相差を上記範囲とすることにより、λ/4位相差層と偏光子とを組み合わせた際に、円偏光板として反射防止機能を発揮しやすくできる。
ポジティブA層の厚みを上記範囲とすることにより、光学積層体を薄膜化するとともに、ポジティブA層としてのλ/4位相差層の面内位相差を上記範囲にしやすくできる。
ポジティブA層、ポジティブC層及び基材等の各層の厚みは、例えば、光学積層体の断面像を、走査型透過電子顕微鏡(STEM)等で観察し、20箇所の平均値として算出できる。
面内位相差及び厚み方向の位相差は、例えば、大塚電子社製の商品名「RETS−100」で測定できる。
(A1)まず、RETS−100の光源を安定させるため、光源をつけてから60分以上放置する。その後、回転検光子法を選択するとともに、θモード(角度方向位相差測定およびRth算出のモード)選択する。このθモードを選択することにより、ステージは傾斜回転ステージとなる。
(A2)次いで、RETS−100に以下の測定条件を入力する。
(測定条件)
・リタデーション測定範囲:回転検光子法
・測定スポット径:φ5mm
・傾斜角度範囲:0°
・測定波長範囲:400nm〜800nm
・測定対象の層の平均屈折率(例えば、PETフィルムの場合には、N=1.617とする)
・厚み:SEMや光学顕微鏡で別途測定した厚み
(A3)次いで、この装置にサンプルを設置せずに、バックグラウンドデータを得る。装置は閉鎖系とし、光源を点灯させる毎にこれを実施する。
(A4)その後、装置内のステージ上にサンプルを設置して、測定する。
ポジティブA層及び後述するポジティブC層等の位相差層は、位相差層を構成する成分及び溶剤を含む位相差層形成用塗布液を塗布、乾燥、硬化等することにより形成することができる。
位相差層形成用塗布液中における液晶化合物の含有量としては、特に限定されないが、該塗布液中に5質量%以上30質量%以下の割合で含まれていることが好ましい。液晶化合物の量が5質量%未満であると、作製時に多量に付与する必要があり、製造し難いとともに、多量の溶剤除去が必要となるため、溶剤残存に起因する信頼性の悪化が生じやすい。一方で、30質量%を超えると、その重合性液晶組成物の粘度が高くなりすぎるために、層の作製の作業性が悪くなる。
また、位相差層の固形分に対する液晶化合物の含有量が少ないと、液晶化合物の配向性が低下する傾向がある。このため、位相差層形成用塗布液の固形分質量(溶剤を除いた質量)に対する液晶化合物の含有量は、下限は好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上であり、上限は好ましくは95質量%以下である。
ポジティブA層及び後述するポジティブC層等の位相差層形成用塗布液中には、重合開始剤、レベリング剤及び配向促進剤等を含んでいてもよい。
配向させた液晶化合物は、重合反応により配向状態を維持して固定することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。これらの中でも、光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書参照)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書参照)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書参照)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書参照)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書参照)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書参照)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書参照が含まれる。
レベリング剤としては、フッ素系レベリング剤及びシリコン系レベリング剤が挙げられる。
レベリング剤の含有量が少ない場合、十分なレベリング性が得られない傾向があり、レベリング剤の含有量が多い場合、消泡性が低下するなどの不具合が生じる傾向がある。このため、レベリング剤の含有量は、位相差層の全固形分に対して、下限は好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上であり、上限は好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下である。
本発明の光学積層体において、紫外線吸収層はポジティブA層と接する位置に配置される。紫外線吸収層をポジティブA層と接する位置に配置することにより、ポジティブA層の位相差が経時的に変化することを抑制することができる。
以下、当該効果を生じる理由を説明する。
一方、紫外線吸収層をポジティブA層と接する位置に配置することにより、上述した不具合を抑制することができる。この理由は以下のように考えられる。
まず、紫外線吸収層中の紫外線吸収剤は、紫外線を吸収した際に熱を生じる。そして、紫外線吸収層をポジティブA層と接する位置に配置しておけば、当該熱によってポジティブA層中の重合性液晶化合物の反応を進行させることができる。すなわち、紫外線吸収層をポジティブA層と接する位置に配置することにより、光学積層体を形成する段階でポジティブA層中の未反応の重合性液晶化合物の反応を進行させることができ、光学積層体を形成した後のポジティブA層の位相差の低下を抑制することができる。
上述した作用をより生じやすくするためには、例えば、「光学積層体の波長405nmの透過率を後述する範囲にすること」、「紫外線吸収層の波長405nmの吸光度を所定の範囲にすること」、「紫外線吸収剤の極大吸収波長と、ポジティブA層の重合性液晶化合物の開始剤の吸収波長とに所定の差を付与すること」が好ましい。
また、紫外線吸収層をポジティブA層と接する位置に配置することが好ましい理由として、ポジティブA層中に紫外線吸収剤の一部が浸透することも考えられる。すなわち、ポジティブA層中に紫外線吸収剤の一部が浸透することによって、ポジティブA層の重合性液晶化合物の耐光性が向上するとともに、紫外線吸収剤が紫外線を吸収した際に生じる熱が、ポジティブA層の重合性液晶化合物により伝わりやすくなると考えられる。
(1)紫外線吸収層上に、ポジティブA層形成用塗布液を直接塗布し、乾燥した後に、紫外線照射してポジティブA層を形成する。
(2)ポジティブA層上に、紫外線吸収層形成用塗布液を直接塗布し、乾燥した後に、紫外線照射して紫外線吸収層を形成する。
いずれの工程であっても、ポジティブA層の位相差が経時的に変化することを抑制するための重要なポイントは、紫外線吸収層とポジティブA層とが直接接した構成の積層体とすることである。
(Z1)別途用意した基材上にポジティブC層を形成してなる積層体Yを作製し、積層体Yを、(1)のポジティブA層又は(2)の紫外線吸収層に貼り合わせる手法。
(Z2)(2)の紫外線吸収層上にポジティブC層形成用塗布液を塗布し、乾燥した後に、紫外線照射してポジティブC層を形成する手法。
紫外線吸収剤は、極大吸収波長の下限が350nm以上であるものが好ましく、365nm以上であるものがより好ましく、極大吸収波長の上限が405nm以下であるものが好ましく、403nm以下であるものがより好ましい。すなわち、本明細書において、紫外線吸収剤は、可視光線の短波長領域に極大吸収波長を有するものを含むものとする。
吸光度がX/2を示す波長の幅の下限は特に限定されないが、通常20nm程度であり、好ましくは30nm以上である。
吸光度は、例えば、クロロホルム等の溶媒1000mlに対して、紫外線吸収剤を10mg溶解してなる溶液で測定することができる。
その他の単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピルエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート等の水酸基含有不飽和単量体;等が挙げられる。
紫外線吸収剤の含有量を2質量部以上とすることにより、上述した紫外線吸収剤による発熱作用が高まり、本発明の効果を発揮しやすくできる。また、紫外線吸収剤の含有量を25質量部以下とすることにより、紫外線吸収層を配向層として用いる場合に、配向機能の低下を抑制しやすくできる。
バインダー成分は特に限定されず、樹脂及び液晶化合物等を用いることができる。
なお、紫外線吸収層を、ポジティブA層用の配向層又はポジティブC層用の配向層として機能させる場合には、バインダー成分は配向剤としての機能を有するものを含むことが好ましい。
ポジティブC層用の配向剤として機能し得るバインダー成分としては、LB膜(Langmuir-Blodgett膜)を形成する材料、及びポリイミド等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物には、これら硬化性樹脂に、必要に応じて硬化剤が添加される。
電離放射線硬化性化合物としては、エチレン性不飽和結合基を有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する化合物がより好ましく、中でも、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する、多官能(メタ)アクリレート系化合物が更に好ましい。すなわち、紫外線吸収層は、バインダー成分として、多官能(メタ)アクリレート化合物の硬化物を含むことが好ましい。
多官能(メタ)アクリレート系化合物としては、モノマー及びオリゴマーのいずれも用いることができる。
なお、電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線(UV)又は電子線(EB)が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。本実施形態においては、紫外線(UV)を用いることが好ましい。
3官能以上の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリレート系モノマーは、分子骨格の一部を変性しているものでもよく、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール等による変性がなされたものも使用することができる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、多価アルコール及び有機ジイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートとの反応によって得られる。
また、好ましいエポキシ(メタ)アクリレートは、3官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と多塩基酸と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、及び2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等とフェノール類と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレートである。
まず、紫外線吸収層をポジティブA層の配向層として用いる場合、紫外線吸収層の厚みは、下限は好ましくは0.2μm以上、より好ましくは0.25μm以上、さらに好ましくは0.3μm以上であり、上限は好ましくは2.0μm以下、より好ましくは1.0μm以下である。厚みが0.2μm未満の場合、ポジティブA層が配向不良となる傾向がある。一方、厚みが2.0μmを超える場合、均一に塗布することが難しくなる傾向がある。
光学積層体は、斜め方向の視認性を良好にする観点から、ポジティブC層を有していてもよい。
ポジティブC層はNx≒Ny<Nzの関係を満たす層の関係を満たす層である。
また、上述したように、ポジティブC層を形成する液晶化合物は、末端に重合性官能基を有するものが特に好ましい。
また、上述したように、ポジティブC層を形成する液晶化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポジティブC層の液晶化合物としては棒状液晶化合物が好ましい。
その部分構造の個数は、好ましくは1〜6個、より好ましくは1〜3個である。重合性棒状液晶化合物としては、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials,5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、及び特開2001−328973号公報などに記載の化合物を用いることができる。
棒状液晶化合物の具体例としては、上記式(1)〜(19)に示す化合物が挙げられる。
ポジティブC層の厚みを上記範囲とすることにより、光学積層体を薄膜化するとともに、ポジティブC層のRth(550)を上記範囲にしやすくできる。
光学積層体は、基材を有していてもよい。
基材としては、プラスチックフィルムが好ましい。
プラスチックフィルムを構成するポリマーとしては、セルロースアシレート、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー及びエポキシ系ポリマー等が挙げられる。
剥離可能な基材は、例えば、上記プラスチックフィルムそのもの、又は、上記プラスチックフィルムの表面を汎用の離型剤等で離型処理したものが挙げられる。
基材が画像表示装置内に残らないものである場合には、基材の厚みは15μm以上100μm以下が好ましい。
また、基材が画像表示装置内に残るものである場合には、基材の厚みは15μm以上60μm以下が好ましい。特に、フォルダブル型の画像表示装置及びローラブル型の画像表示装置等に光学積層体を適用する場合には、フレキシブル性と強度のバランスを考慮して、基材の厚みを前記範囲(15μm以上60μm以下)とすることが好ましい。
光学積層体は、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の層を有していてもよい。その他の層としては、ガスバリア層、接着剤層、表面保護層、配向膜等が挙げられる。
光学積層体は、波長405nmの透過率の下限が2.0%以上であることが好ましく、5.0%以上であることがより好ましく、波長405nmの透過率の上限が85.0%以下であることが好ましく、80.0%以下であることがより好ましい。
一方、波長405nmの透過率が高すぎる場合、紫外線吸収層中の紫外線吸収剤が紫外線を吸収することによる発熱作用が不足し、経時的な位相差の変動を抑制しにくくなる懸念がある。当該観点から、波長405nmの透過率は85.0%以下であることが好ましい。
また、光学積層体は、JIS K7361−1:1997の全光線透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。
光学積層体のヘイズ又は全光線透過率を上記範囲とすることにより、画像表示装置の視認性を確保することができる。
光学積層体は、実施例の耐光信頼性試験前のRe(550)と、同試験後のRe(550)との差が、2.0nm以下であることが好ましく、1.5nm以下であることがより好ましく、1.0nm以下であることがさらに好ましい。
耐熱信頼性試験前後のRe(550)の差、及び、耐光信頼性試験前後のRe(550)の差を上記範囲とすることにより、光学積層体の位相差が経時的に変化することが抑制され、光学積層体と偏光子とを組み合わせてなる円偏光板の反射防止性能の低下を抑制しやすくできる。すなわち、耐熱信頼性試験前後のRe(550)の差、及び、耐光信頼性試験前後のRe(550)の差を上記範囲とすることにより、画像表示装置の視認性を良好な状態に維持しやすくできる。
光学積層体は、実施例の耐光信頼性試験前のRe(450)/Re(550)と、同試験後のRe(450)/Re(550)との差が、0.050以下であることが好ましく、0.035以下であることがより好ましく、0.010以下であることがさらに好ましい。
Re(450)/Re(550)は、画像表示パネルの色味に寄与する。よって、耐熱信頼性試験前後のRe(450)/Re(550)の差、及び、耐光信頼性試験前後のRe(450)/Re(550)の差を上記範囲とすることにより、画像表示パネルの色味が経時的に変化することが抑制しやすくできる。なお、上記試験によってRe(450)及びRe(550)が変動する場合、通常は、Re(450)及びRe(550)の両方が増加ないしは減少し、何れか一方のみが増加ないしは減少するケースは少ない。よって、上記試験によりRe(450)及びRe(550)の両方が変動した場合、結果として、Re(450)/Re(550)は変化しない場合がある。すなわち、上記試験前後のRe(450)/Re(550)の差が小さいことは、必ずしも、上記試験によって位相差が変動していないことを示しているとはいえない。
一方、上記試験前後のRe(550)の差は、上記試験によって位相差が変動していないことを示している。よって、本発明では、上記試験前後のRe(550)の差が小さいことの方が重要である。
光学積層体は枚葉状であってもよいしロール状であってもよい。
また、枚葉の大きさは特に限定されないが、一般的には、大きさは対角で2インチ以上500インチ以下程度である。ロール状の幅及び長さは特に限定されないが、一般的には、幅は500mm以上3000mm以下、長さは500m以上5000m以下程度である。
また、枚葉の形状も特に限定されず、例えば、多角形(三角形、四角形、五角形等)や円形であってもよいし、ランダムな不定形であってもよい。
本発明の偏光板は、偏光子と、前記偏光子の一方の側に配置されてなる透明保護板Aと、前記偏光子の他方の側に配置されてなる透明保護板Bとを有する偏光板であって、前記透明保護板A及び前記透明保護板Bの何れか一方が、上述した本発明の光学積層体であるものである。
図3の偏光板200は、偏光子80と、前記偏光子の一方の側に配置されてなる透明保護板A(81)と、前記偏光子の他方の側に配置されてなる透明保護板B(82)とを有している。また、図3の透明保護板B(81)は、光学積層体100である。
偏光子としては、例えば、ヨウ素等により染色し、延伸したポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等のシート型偏光子、平行に並べられた多数の金属ワイヤからなるワイヤーグリッド型偏光子、リオトロピック液晶や二色性ゲスト−ホスト材料を塗布した塗布型偏光子、多層薄膜型偏光子等が挙げられる。なお、これらの偏光子は、透過しない偏光成分を反射する機能を備えた反射型偏光子であってもよい。
偏光子の一方の側には透明保護板A、他方の側には透明保護板Bが配置される。透明保護板A及び透明保護板Bの一方は、上述した本発明の光学積層体である。
なお、偏光子と透明保護板とは、接着剤を介して貼り合わせることが好ましい。接着剤は汎用の接着剤を用いることができ、PVA系接着剤が好ましい。
本発明の表示パネルは、表示素子の光出射面側の面上に、上述した本発明の光学積層体が配置されてなるものである。
表示パネル内において、光学積層体は、ポジティブA層よりも紫外線吸収層が光出射面側となるように配置されてなることが好ましい。
表示素子としては、液晶表示素子、有機EL表示素子、無機EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー表示素子、LED表示素子(マイクロLEDなど)、量子ドットを用いた表示素子等が挙げられる。これら表示素子は、表示素子の内部にタッチパネル機能を有していてもよい。
本発明の画像表示装置は、本発明の表示パネルを備えるものであれば特に限定されないが、本発明の表示パネルと、該表示パネルに電気的に接続された駆動制御部と、これらを収容する筐体とを備えることが好ましい。
実施例及び比較例で得られた光学積層体について、下記の測定、評価を行った。結果を表1に示す。
大塚電子社製の商品名「RETS−100」を用いて、実施例及び比較例の光学積層体のRe(450)、Re(550)、及びRe(650)を測定した。なお、実施例及び比較例の光学積層体は、ポジティブA層以外の層の面内位相差は略0である。よって、光学積層体のRe(450)、Re(550)、及びRe(650)は、ポジティブA層のRe(450)、Re(550)、及びRe(650)とみなすことができる。
次いで、実施例及び比較例の光学積層体に関して、80℃で500時間オーブンで熱処理する耐熱試験を実施し、耐熱試験後の光学積層体のRe(450)、Re(550)、及びRe(650)を測定した。なお、耐熱試験後の面内位相差の測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度50%±10%とした。また、面内位相差の測定前にサンプルを該雰囲気に30分以上ならした。
初期のRe(550)と、耐熱試験後のRe(550)との差を、ΔRe(550)として表1に示す。また、初期のRe(450)/Re(550)と、耐熱試験後のRe(450)/Re(550)との差を、ΔRe(450)/Re(550)として表1に示す。
まず、1−1と同様にして、実施例及び比較例の光学積層体のRe(450)、Re(550)、及びRe(650)を測定した。
次いで、実施例及び比較例の光学積層体に関して、サンシャインウェザーメーター(スガ試験機社製、装置名:S80)を用いて、78時間の耐光性試験(相対湿度:50%RH、ブラックパネル温度:63℃、JIS B7753に記載のガラスフィルタAを使用し、放射照度:255W/m2(波長300nm〜400nmでの連続照射)に調整)を実施し、耐光試験後の光学積層体のRe(450)、Re(550)、及びRe(650)を測定した。なお、耐光試験後の面内位相差の測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度50%±10%とした。また、面内位相差の測定前にサンプルを該雰囲気に30分以上ならした。
初期のRe(550)と、耐光試験後のRe(550)との差を、ΔRe(550)として表1に示す。また、初期のRe(450)/Re(550)と、耐光試験後のRe(450)/Re(550)との差を、ΔRe(450)/Re(550)として表1に示す。
2−1.重合性液晶化合物の合成
特許第5962760号の実施例4の化合物4の合成を元に、下記に示す重合性液晶化合物(A)を合成した。
200mLの4つ口フラスコに玉付きコンデンサー、水銀温度計、撹拌装置を取り付け、6−[5−(2−ヒドロキシエチル)−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル]ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−オール4.0g(0.013モル)、トルエン40mL、メタクリル酸1.8g(0.021モル)、メタンスルホン酸0.4g(0.004モル)を入れて、110℃〜115℃で4時間還流脱水した。次いで、水30mL、炭酸ナトリウム0.6g(0.006モル)を加え、静置して下層部の水層を分離して除去し、活性炭0.2gを加え、還流撹拌して脱色させた。そして、ろ過した後に、ろ液からトルエン40mLを減圧で回収し、イソプロピルアルコール100mLを加え、析出した結晶をろ過し、イソプロピルアルコール40mLで洗浄した後、減圧下40℃で乾燥し、黄色結晶を4.2g得た。この黄色結晶4.2gをイソプロピルアルコールでリパルプ洗浄して、減圧下40℃で乾燥し、セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体として、3.4gの2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル]エチルメタクリレート(紫外線吸収剤(B−1)、極大吸収波長は367.8nm)を得た。
[実施例1]
厚み80μmのPETフィルム上に、ポリシンナメート系化合物を含有する組成物(固形分4%、プロピレングリコールモノメチルエーテル希釈)に紫外線吸収剤(B−1)を添加してなる、紫外線吸収層形成用塗布液1を塗布し、塗膜を形成した。紫外線吸収層形成用塗布液1中の紫外線吸収剤(B−1)の含有量は、ポリシンナメート系化合物100質量部に対して、7.5質量部であった。
次いで、得られた塗膜を120℃で1分間乾燥して、偏光露光20mJ/cm2(310nm)照射して、膜厚が300nmのポジティブA層の配向用の紫外線吸収層を形成した。
次いで、紫外線吸収層上に、下記のポジティブA層用塗布液1をバーコーターで乾燥後の膜厚が2.5μmになるように塗布、乾燥(120℃、時間60秒)、紫外線照射して(積算光量:400mJ/cm2)、ポジティブA層を形成し、PETフィルム、紫外線吸収層及びポジティブA層をこの順に備えた積層体1を得た。
・上記2−1で得た重合性液晶化合物(A) 100質量部
・光重合開始剤 5質量部
(IGM Resins B.V.社、商品名「Omnirad 369」)
・トルエン 500質量部
・N−メチルピロリドン 400質量部
次いで、垂直配向膜上に、下記のポジティブC層形成用塗布液1を、グラビアコーティングにより乾燥後の膜厚が0.6μmになるように塗布、乾燥(40℃、2分間)、紫外線照射して(積算光量:150mJ/cm2)、ポジティブC層を形成し、PETフィルム、垂直配向膜及びポジティブC層をこの順に備えた積層体2を得た。
・重合性液晶化合物 100質量部
(メルク社製、商品名:RMM28B、光重合開始剤含有)
・メチルエチルケトン 500質量部
・シクロヘキサノン 400質量部
厚み80μmのPETフィルム上に、ポリシンナメート系化合物を含有する組成物(固形分4%、プロピレングリコールモノメチルエーテル希釈)からなる水平配向膜形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成した。
次いで、得られた塗膜を120℃で1分間乾燥して、偏光露光20mJ/cm2(310nm)照射して、膜厚が300nmの水平配向膜を形成した。
次いで、水平配向膜上に、上記のポジティブA層用塗布液1をバーコーターで乾燥後の膜厚が2.5μmになるように塗布、乾燥(120℃、時間60秒)、紫外線照射して(積算光量:400mJ/cm2)、ポジティブA層を形成した。
次いで、ポジティブA層上に、日本化薬社のペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名:PET−30)100質量部に対して、光重合開始剤(IGM Resins B.V.社、商品名「Omnirad 907」)を5質量部、紫外線吸収剤(B−1)を5質量部添加してなる、紫外線吸収層形成用塗布液2を塗布し、塗膜を形成した。形成された塗膜に対して紫外線を照射して(積算光量:150mJ/cm2)、厚み3μmのポジティブC層の配向用の紫外線吸収層を形成した。
次いで、紫外線吸収層上に、上記のポジティブC層形成用塗布液1を、グラビアコーティングにより乾燥後の膜厚が0.6μmになるように塗布、乾燥(40℃、2分間)、紫外線照射して(積算光量:150mJ/cm2)、ポジティブC層を形成し、PETフィルム、水平配向膜、ポジティブA層、紫外線吸収層及びポジティブC層をこの順に備えた積層体3を得た。
次いで、積層体3のPETフィルムを剥離し、水平配向膜、ポジティブA層、紫外線吸収層及びポジティブC層をこの順に備えた、実施例2の光学積層体を得た。
実施例1において、紫外線吸収剤を、『紫外線吸収剤(B−1)』から『オリヱント化学工業社の商品名「BONASORB UA3912」、インドール系化合物、極大吸収波長:391nm』に変更し、紫外線吸収剤の含有量をポリシンナメート系化合物100質量部に対して、15質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の光学積層体を得た。
実施例2において、紫外線吸収剤を、『紫外線吸収剤(B−1)』から『オリヱント化学工業社の商品名「BONASORB UA3912」、インドール系化合物、極大吸収波長:391nm』に変更し、紫外線吸収剤の含有量をペンタエリスリトールトリアクリレート100質量部に対して、15質量部に変更した以外は、実施例2と同様にして、実施例4の光学積層体を得た。
実施例1において、紫外線吸収剤を、『紫外線吸収剤(B−1)』から『山田化学工業社の商品名「FDB009」、極大吸収波長:402nm』に変更し、紫外線吸収剤の含有量をポリシンナメート系化合物100質量部に対して、5質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例5の光学積層体を得た。
実施例1において、積層体1のPETフィルムとポジティブA層との間の層を形成する塗布液に紫外線吸収剤を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例1の光学積層体を得た。比較例1の光学積層体は、垂直配向膜、ポジティブC層、粘着剤層、ポジティブA層、水平配向膜をこの順に備えてなり、紫外線吸収層を有さないものである。
実施例1において、積層体1のPETフィルムとポジティブA層との間の層を形成する塗布液に紫外線吸収剤を添加せず、積層体2の垂直配向膜形成用塗布液中に紫外線吸収剤(B−1)を添加した以外は、実施例1と同様にして、比較例2の光学積層体を得た。比較例2において、垂直配向膜形成用塗布液中の紫外線吸収剤(B−1)の含有量は、ペンタエリスリトールトリアクリレート100質量部に対して5質量部であった。
比較例2の光学積層体は、垂直配向膜(紫外線吸収層)、ポジティブC層、粘着剤層、ポジティブA層、水平配向膜をこの順に備えてなるものである。すなわち、比較例2の光学積層体は、紫外線吸収層を有するものの、ポジティブA層に紫外線吸収層が接していないものである。
一方、比較例1の光学積層体は、紫外線吸収層を有さないため、ポジティブA層の位相差の経時的な変化を抑制できないことが確認できる。また、比較例2の光学積層体は、紫外線吸収層を有するが、紫外線吸収層がポジティブA層に接していないため、熱によるポジティブA層の位相差の経時的な変化を抑制できないことが確認できる。
なお、表1より、「ΔRe(450)/Re(550)」は、実施例と比較例とで大差がない。この理由は、上述したように、熱及び光によってRe(450)及びRe(550)が変動したとしても、Re(450)及びRe(550)の両方が増加ないしは減少し、結果として、比率である「ΔRe(450)/Re(550)」が変化しにくくなるためである。すなわち、表1においては、耐熱信頼性試験及び耐光信頼性試験の両方において、「ΔRe(550)」の差が小さいことが重要である。そして、実施例の光学積層体は、耐熱信頼性試験及び耐光信頼性試験の両方において、「ΔRe(550)」の差が小さいことにおいて、比較例の光学積層体よりも優れている。
20:紫外線吸収層
30:ポジティブC層
40:接着剤層
80:偏光子
81:透明保護板A
82:保護保護板B
100:光学積層体
200:偏光板
300:表示素子
500:表示パネル
Claims (15)
- ポジティブA層と、前記ポジティブA層に接する紫外線吸収層とを有してなる、光学積層体。
- 前記紫外線吸収層が前記ポジティブA層用の配向層である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記紫外線吸収層の厚みが0.2μm以上2.0μm以下である、請求項2に記載の光学積層体。
- 前記ポジティブA層を基準として、前記紫外線吸収層とは反対側にポジティブC層を有する、請求項2又は3に記載の光学積層体。
- 前記紫外線吸収層を基準として、前記ポジティブA層とは反対側にポジティブC層を有する、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記ポジティブC層が前記紫外線吸収層に接してなる、請求項5に記載の光学積層体。
- 前記紫外線吸収層が前記ポジティブC層用の配向層である、請求項6に記載の光学積層体。
- 前記紫外線吸収層の厚みが2.0μm以上5.0μm以下である、請求項5〜7の何れかに記載の光学積層体。
- 波長405nmの透過率が2.0%以上80.0%以下である、請求項1〜8の何れかに記載の光学積層体
- 前記ポジティブA層の波長550nmにおける面内位相差をRe(550)と定義した際に、Re(550)が135nm以上150nm以下である、請求項1〜9の何れかに記載の光学積層体。
- 前記ポジティブA層の波長450nmにおける面内位相差をRe(450)、前記ポジティブA層の波長550nmにおける面内位相差をRe(550)、前記ポジティブA層の波長650nmにおける面内位相差をRe(650)と定義した際に、下記式(A)の関係を満たす、請求項1〜10の何れかに記載の光学積層体。
Re(450)<Re(550)<Re(650) (A) - 偏光子と、前記偏光子の一方の側に配置されてなる透明保護板Aと、前記偏光子の他方の側に配置されてなる透明保護板Bとを有する偏光板であって、前記透明保護板A及び前記透明保護板Bの何れか一方が、請求項1〜11の何れかに記載の光学積層体である、偏光板。
- 表示素子の光出射面上に、請求項1〜11の何れかに記載の光学積層体を配置してなる、表示パネル。
- 前記紫外線吸収層が、前記ポジティブA層よりも前記表示素子から遠い側に配置されてなる、請求項13に記載の表示パネル。
- 請求項13又は14に記載の表示パネルを備えてなる、画像表示装置。
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