JP2022001428A - 積層体、画像表示装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】第1光学部材と、第1粘着剤層と、第2光学部材と、第2粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備える積層体であって、第1光学部材を内側に屈曲した場合でも、粘着剤層と光学部材との接着性が維持され、及び粘着剤層と光学部材との間や粘着剤層内において気泡の発生が抑制される積層体を提供すること。【解決手段】第1光学部材と、第1粘着剤層と、第2光学部材と、第2粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備える積層体であって、第1粘着剤層及び第2粘着剤層のタック値はいずれも0.8gf以上である積層体。【選択図】なし
Description
本発明は、積層体に関し、さらにはそれを含む画像表示装置及び積層体の製造方法に関する。
特許文献1には、ウィンドウフィルム、第2粘着剤フィルム、タッチ機能部及び第1粘着剤フィルム及びこの順に備えた光学部材が記載され、第1粘着剤フィルム及び第2粘着剤フィルムの温度に応じた貯蔵弾性率の分布を特定の範囲内とすることが提案されている。
特許文献2には、屈曲可能なディスプレイのための粘着剤組成物が記載され、粘着剤組成物の硬化後の貯蔵弾性率に関し、変形開始時の初期応力に対する変形後の最終応力の比率を特定の範囲内とすることが提案されている。
画像表示装置に用いられる光学積層体は一般に、複数の光学部材が粘着剤層により貼合されて製造される。粘着剤層が次工程において本来の性能を発揮するためには、塗工後に粘着剤層を熟成させる工程(エージング)が必要とされることがある。近年、光学積層体が製造された後、次工程で使用されるまでのリードタイムが短くなってきている。そのため、エージングに十分な時間を割けず、屈曲時に粘着剤層と光学部材との間や粘着剤層内に気泡が発生することがあった。
本発明の目的は、第1光学部材と、第1粘着剤層と、第2光学部材と、第2粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備える積層体であって、第1光学部材を内側にして屈曲したときに、エージングに十分な時間を割けない場合であっても、粘着剤層と光学部材との接着性が維持され、及び粘着剤層と光学部材との間や粘着剤層内において気泡の発生が抑制される積層体を提供することである。
本発明は、以下の積層体、画像表示装置及び積層体の製造方法を提供する。
[1] 第1光学部材と、第1粘着剤層と、第2光学部材と、第2粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備える積層体であって、
前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも0.8gf以上である、積層体。
[2] 式(1)を満たす、[1]に記載の積層体。
前記第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値≧前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値 (1)
[3] 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも10.0gf以下である、[1]又は[2]に記載の積層体。
[4] 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率はいずれも0.5MPa以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の積層体。
[5] 前記第1光学部材は前面板である、[1]〜[4]のいずれかに記載の積層体。
[6] 前記第2光学部材は偏光板である、[1]〜[5]のいずれかに記載の積層体。
[7] 前記第3光学部材はタッチセンサパネルである、[1]〜[6]のいずれかに記載の積層体。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の積層体を含む画像表示装置。
[9] [1]に記載の積層体の製造方法であって、
温度25℃におけるタック値が0.8gf以上である粘着剤層を用いて光学部材を貼合する工程
を含む、積層体の製造方法。
[1] 第1光学部材と、第1粘着剤層と、第2光学部材と、第2粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備える積層体であって、
前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも0.8gf以上である、積層体。
[2] 式(1)を満たす、[1]に記載の積層体。
前記第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値≧前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値 (1)
[3] 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも10.0gf以下である、[1]又は[2]に記載の積層体。
[4] 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率はいずれも0.5MPa以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の積層体。
[5] 前記第1光学部材は前面板である、[1]〜[4]のいずれかに記載の積層体。
[6] 前記第2光学部材は偏光板である、[1]〜[5]のいずれかに記載の積層体。
[7] 前記第3光学部材はタッチセンサパネルである、[1]〜[6]のいずれかに記載の積層体。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の積層体を含む画像表示装置。
[9] [1]に記載の積層体の製造方法であって、
温度25℃におけるタック値が0.8gf以上である粘着剤層を用いて光学部材を貼合する工程
を含む、積層体の製造方法。
本発明によれば、第1光学部材と、第1粘着剤層と、第2光学部材と、第2粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備える積層体であって、第1光学部材を内側にして屈曲したときに、エージングに十分な時間を割けない場合であっても、粘着剤層と光学部材との接着性が維持され、及び粘着剤層と光学部材との間や粘着剤層内において気泡の発生が抑制される積層体を提供することである。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の全ての図面においては、各構成要素を理解し易くするために縮尺を適宜調整して示しており、図面に示される各構成要素の縮尺と実際の構成要素の縮尺とは必ずしも一致しない。
<積層体>
図1に積層体の概略断面図を示す。積層体100は、第1光学部材110と、第1粘着剤層120と、第2光学部材130と、第2粘着剤層140と、第3光学部材150とをこの順に含む。積層体100は、第1光学部材110側が視認側となることが好ましい。視認側とは、積層体100を画像表示装置に用いたときに画像表示装置の視認される側をいう。以下、第1光学部材、第2光学部材及び第3光学部材を総称して光学部材ということがある。また、第1粘着剤層及び第2粘着剤層を総称して粘着剤層ということがある。
図1に積層体の概略断面図を示す。積層体100は、第1光学部材110と、第1粘着剤層120と、第2光学部材130と、第2粘着剤層140と、第3光学部材150とをこの順に含む。積層体100は、第1光学部材110側が視認側となることが好ましい。視認側とは、積層体100を画像表示装置に用いたときに画像表示装置の視認される側をいう。以下、第1光学部材、第2光学部材及び第3光学部材を総称して光学部材ということがある。また、第1粘着剤層及び第2粘着剤層を総称して粘着剤層ということがある。
積層体100は、第1光学部材110側を内側にして屈曲することができる。屈曲することが可能であるとは、粘着剤層と光学部材との間及び粘着剤層内に気泡を生じさせることなく積層体を屈曲させ得ることを意味する。屈曲には、曲げ部分に曲面が形成される折り曲げの形態が含まれる。折り曲げの形態において、折り曲げた内面の屈曲半径は特に限定されないが、例えば、折れ曲がり部分の屈曲半径は15mm以下であってもよく、10mm以下であってもよく、5mm以下であってもよい。屈曲半径は、例えば、0.5mm〜5.0mmの範囲内である。また「屈曲」には、特記しない限り折り曲げた内面の角度が0度より大きく180度未満である屈折の形態が含まれ、かつ内面の屈曲半径がゼロに近似、又は内面の角度が0度である形態が含まれる。折り曲げ部分が曲線の場合、当該折り曲げ部分を挟む直線がなす角度を内面の角度とする。
積層体100は、平面視において、例えば方形形状であってよく、好ましくは長辺と短辺とを有する方形形状であり、より好ましくは長方形である。積層体100を構成する各層は、角部がR加工されたり、端部が切り欠き加工されたり、穴あき加工されたりしていてもよい。
積層体100は、例えば画像表示装置等に用いることができる。画像表示装置は特に限定されず、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等が挙げられる。積層体100は屈曲することが可能であるため、フレキシブルディスプレイに好適である。
[静的屈曲耐久性]
積層体100に対して、第1光学部材110側を内側にして屈曲半径が2.5mmとなるような屈曲状態を保持する静的屈曲耐久性試験を行った場合、屈曲部において粘着剤層と光学部材との間及び粘着剤層内に気泡が生じにくい傾向にある。積層体100は、静的屈曲耐久性試験を行った場合、屈曲部において粘着剤層と光学部材との間及び粘着剤層内に最初に気泡が生じるまでの時間が好ましくは48時間超であり、より好ましくは72時間超である。静的屈曲耐久性試験は、後述の実施例において説明する方法により行うことができる。
積層体100に対して、第1光学部材110側を内側にして屈曲半径が2.5mmとなるような屈曲状態を保持する静的屈曲耐久性試験を行った場合、屈曲部において粘着剤層と光学部材との間及び粘着剤層内に気泡が生じにくい傾向にある。積層体100は、静的屈曲耐久性試験を行った場合、屈曲部において粘着剤層と光学部材との間及び粘着剤層内に最初に気泡が生じるまでの時間が好ましくは48時間超であり、より好ましくは72時間超である。静的屈曲耐久性試験は、後述の実施例において説明する方法により行うことができる。
[粘着剤層の温度25℃におけるタック値]
第1粘着剤層及び第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも0.8gf以上である。タック値は、粘着剤層と光学部材とを貼合した後の初期の密着力に関係していると考えられる。そのため、タック値が前記範囲に含まれると、エージングに十分な時間を割けない場合であっても、静的屈曲耐久性に優れる積層体が得られると推測される。第1粘着剤層及び第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値のいずれか一方又は両方が0.8gf未満である場合、密着力不足により屈曲後に界面剥離が発生し易くなる傾向にある。粘着剤層の温度25℃におけるタック値は、後述の実施例において説明する方法に従って測定される。
第1粘着剤層及び第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも0.8gf以上である。タック値は、粘着剤層と光学部材とを貼合した後の初期の密着力に関係していると考えられる。そのため、タック値が前記範囲に含まれると、エージングに十分な時間を割けない場合であっても、静的屈曲耐久性に優れる積層体が得られると推測される。第1粘着剤層及び第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値のいずれか一方又は両方が0.8gf未満である場合、密着力不足により屈曲後に界面剥離が発生し易くなる傾向にある。粘着剤層の温度25℃におけるタック値は、後述の実施例において説明する方法に従って測定される。
第1粘着剤層及び第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも、静的屈曲耐久性に優れる観点から好ましくは1.0gf以上、より好ましくは1.1gf以上、さらに好ましくは1.2gf以上、特に好ましくは1.3gf以上、より特に好ましくは1.4gf以上、さらに特に好ましくは1.5gf以上、とりわけ好ましくは2.0gf以上、極めて好ましくは3.0gf以上である。第1粘着剤層及び第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも例えば10.0gf以下であってよく、好ましくは9.0gf以下、より好ましくは8.0gf以下、さらに好ましくは7.0gf以下、特に好ましくは6.0gf以下、より特に好ましくは5.0gf以下である。第1粘着剤層及び第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値が10.0gfを超える場合、粘着剤層内部の凝集力が低下し易くなる傾向にある。
積層体100は、以下の式(1)を満たすことが好ましい。
第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値≧第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値 (1)
第1光学部材側を内側にして積層体を屈曲する場合、第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値が第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値に比べて大きい方が良好な静的屈曲耐久性が得られ易くなる傾向にあることが見出された。第1光学部材側を内側にして積層体を屈曲する場合、第1粘着剤層は、第1光学部材に近い位置にあるので、屈曲半径が小さくなるため、加わる応力が大きくなる傾向にある。そのため、第1粘着剤層として、タック値が第2粘着剤層より大きな粘着剤層を配置することにより、密着状態を保持しやすくなるものと推定される。
第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値≧第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値 (1)
第1光学部材側を内側にして積層体を屈曲する場合、第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値が第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値に比べて大きい方が良好な静的屈曲耐久性が得られ易くなる傾向にあることが見出された。第1光学部材側を内側にして積層体を屈曲する場合、第1粘着剤層は、第1光学部材に近い位置にあるので、屈曲半径が小さくなるため、加わる応力が大きくなる傾向にある。そのため、第1粘着剤層として、タック値が第2粘着剤層より大きな粘着剤層を配置することにより、密着状態を保持しやすくなるものと推定される。
積層体100は静的屈曲耐久性に優れる観点から、より好ましくは以下の式(1’)を満たす。
第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値>第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値 (1’)
第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値>第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値 (1’)
粘着剤層の温度25℃におけるタック値は、粘着剤層が柔軟なほど高くなり易い傾向にある。粘着剤層の温度25℃におけるタック値は、ベースポリマーを構成するモノマーや、粘着剤に添加する添加剤(例えば、アクリルモノマー)の種類及び添加量を選定することにより調節することができる。粘着剤層の温度25℃におけるタック値は、粘着付与剤(タッキファイヤー)を添加することにより調整してもよい。
[光学部材]
光学部材は、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ることができる。積層体100が画像表示装置に用いられる場合、第1光学部材110が視認側となるように画像表示装置に貼合されることができ、好ましくは第1光学部材110が画像表示装置の視認側の最外面を構成する層となるように画像表示装置に貼合される。
光学部材は、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ることができる。積層体100が画像表示装置に用いられる場合、第1光学部材110が視認側となるように画像表示装置に貼合されることができ、好ましくは第1光学部材110が画像表示装置の視認側の最外面を構成する層となるように画像表示装置に貼合される。
光学部材としては、例えば前面板、偏光板、タッチセンサパネル及び画像表示素子等が挙げられる。第1光学部材110は、前面板であることができる。第2光学部材130は、偏光板であることができる。第3光学部材150は、タッチセンサパネル又は画像表示素子であることができ、好ましくはタッチセンサパネルである。
[前面板]
前面板は、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)、樹脂製の板状体とガラス製の板状体との積層体が例示される。前面板は、画像表示装置の視認側の最表面を構成する層であることができる。
前面板は、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)、樹脂製の板状体とガラス製の板状体との積層体が例示される。前面板は、画像表示装置の視認側の最表面を構成する層であることができる。
ガラス板としては、ディスプレイ用強化ガラスが好ましく用いられる。ガラス板の厚みは、例えば10μm以上1000μm以下であり、好ましくは20μm以上500μm以下である。ガラス板を用いることにより、優れた機械的強度及び表面硬度を有する光学部材を構成することができる。
樹脂フィルムとしては、光を透過可能な樹脂フィルムであれば限定されない。例えば、トリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリ(メタ)アクリル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアミドイミド等の高分子で形成されたフィルムが挙げられる。これらの高分子は、単独で又は2種以上混合して用いることができる。積層体をフレキシブルディスプレイに用いる場合には、優れた可撓性を有し、高い強度及び高い透明性を有するように構成可能な、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の高分子で形成された樹脂フィルムが好適に用いられる。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリル又はメタクリルのいずれでもよいことを意味する。(メタ)アクリレート等の「(メタ)」も同様の意味である。
前面板が樹脂フィルムである場合、樹脂フィルムは、基材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フィルムであってもよい。ハードコート層は、基材フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両方の面に形成されていてもよい。後述する画像表示装置がタッチパネル方式の画像表示装置である場合には、前面板の表面がタッチ面となるため、ハードコート層を有する樹脂フィルムが好適に用いられる。ハードコート層を設けることにより、硬度及び耐スクラッチ性を向上させた樹脂フィルムとすることができる。ハードコート層は、例えば、紫外線硬化型樹脂の硬化層である。紫外線硬化型樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。ハードコート層は、硬度を向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は限定されることはなく、無機系微粒子、有機系微粒子、又はこれらの混合物が挙げられる。樹脂フィルムの厚みは、例えば10μm以上500μm以下であり、好ましくは20μm以上100μm以下である。
前面板は、画像表示装置の前面を保護する機能を有するのみではなく、タッチセンサとしての機能、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。
[偏光板]
偏光板130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。直線偏光板は偏光子の一方の面に保護層を積層したものであることができる。直線偏光板は、無偏光の光を入射させたとき、吸収軸に直交する振動面をもつ直線偏光を透過させる性質を有する。直線偏光板は、偏光子としてポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略すこともある。)系樹脂フィルムを含むものであってもよく、二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を配向させ、重合性液晶化合物を重合させた硬化膜であってもよい。二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子は、延伸工程を含むPVA系樹脂フィルムの偏光子に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
偏光板130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。直線偏光板は偏光子の一方の面に保護層を積層したものであることができる。直線偏光板は、無偏光の光を入射させたとき、吸収軸に直交する振動面をもつ直線偏光を透過させる性質を有する。直線偏光板は、偏光子としてポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略すこともある。)系樹脂フィルムを含むものであってもよく、二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を配向させ、重合性液晶化合物を重合させた硬化膜であってもよい。二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子は、延伸工程を含むPVA系樹脂フィルムの偏光子に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
直線偏光板は、偏光子及び保護層のみを含むものであってもよいし、偏光子及び保護層に加えて、基材、熱可塑性樹脂フィルム、オーバーコート層及び配向膜のいずれか1以上をさらに含んでいてもよい。直線偏光板の厚みは、例えば2μm以上100μm以下であり、好ましくは5μm以上60μm以下である。
[偏光子]
偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略すこともある。)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理、及び延伸処理が施されたもの等が挙げられる。光学特性に優れることから、PVA系樹脂フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた偏光子を用いることが好ましい。
偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略すこともある。)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理、及び延伸処理が施されたもの等が挙げられる。光学特性に優れることから、PVA系樹脂フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた偏光子を用いることが好ましい。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより製造できる。ポリ酢酸ビニル系樹脂は、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルと酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体との共重合体であることもできる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類等が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタール等も使用可能である。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、通常1,000〜10,000程度であり、好ましくは1,500〜5,000程度である。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、JIS K 6726(1994)に準拠して求めることができる。平均重合度が1000未満では好ましい偏光性能を得ることが困難であり、10000超ではフィルム加工性に劣ることがある。
その他のPVA系樹脂フィルムを含む偏光子の製造方法としては、まず基材フィルムを用意し、基材フィルム上にポリビニルアルコール系樹脂等の樹脂の溶液を塗布し、溶媒を除去する乾燥等を行って基材フィルム上に樹脂層を形成する工程を含むものを挙げることができる。なお、基材フィルムの樹脂層が形成される面には、予めプライマー層を形成することができる。基材フィルムとしては、PET等の樹脂フィルムや、後述する保護層に用いることができる熱可塑性樹脂を用いたフィルムを使用できる。プライマー層の材料としては、偏光子に用いられる親水性樹脂を架橋した樹脂等を挙げることができる。
次いで、必要に応じて樹脂層の水分等の溶媒量を調整し、その後、基材フィルム及び樹脂層を一軸延伸し、続いて、樹脂層をヨウ素等の二色性色素で染色して二色性色素を樹脂層に吸着配向させる。続いて、必要に応じて二色性色素が吸着配向した樹脂層をホウ酸水溶液で処理し、ホウ酸水溶液を洗い落とす洗浄工程を行う。これにより、二色性色素が吸着配向された樹脂層、すなわち、偏光子が製造される。各工程には公知の方法を採用できる。
基材フィルム及び樹脂層の一軸延伸は、染色の前に行ってもよいし、染色中に行ってもよいし、染色後のホウ酸処理中に行ってもよく、これら複数の段階においてそれぞれ一軸延伸を行ってもよい。基材フィルム及び樹脂層は、MD方向(フィルム搬送方向)に一軸延伸してもよく、この場合、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また、基材フィルム及び樹脂層は、TD方向(フィルム搬送方向に垂直な方向)に一軸延伸してもよく、この場合、いわゆるテンター法を使用することができる。また、基材フィルム及び樹脂層の延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤にて樹脂層を膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。偏光子の性能を発現するためには延伸倍率は4倍以上であり、5倍以上であることが好ましく、特に5.5倍以上が好ましい。延伸倍率の上限は特にないが、破断等を抑制する観点から8倍以下が好ましい。
PVA系樹脂フィルムを含む偏光子の厚さは、例えば2μm以上40μm以下である。偏光子の厚さは5μm以上であってもよく、20μm以下、15μm以下、さらには10μm以下であってもよい。
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を配向させ、重合性液晶化合物を重合させた硬化膜である偏光子の製造方法としては、基材フィルムの上に配向膜を介して重合性液晶化合物及び二色性色素を含む偏光子形成用組成物を塗布して偏光子を形成する方法、或いは、基材フィルム上に形成した後述の保護層上に、配向膜を介して重合性液晶化合物及び二色性色素を含む偏光子形成用組成物を塗布し、重合性液晶化合物を液晶状態を保持したまま重合して硬化させて偏光子を形成する方法を挙げることができる。このようにして得られた偏光子は、基材フィルムの保護層上に積層された状態にあり、基材フィルム付き直線偏光板として用いてもよい。基材フィルムとしては、熱可塑性樹脂フィルム、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等を使用することができる。
二色性色素としては、分子の長軸方向における吸光度と短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素を用いることができ、例えば300〜700nmの範囲に吸収極大波長(λmax)を有する色素が好ましい。このような二色性色素としては、例えば、アクリジン色素、オキサジン色素、シアニン色素、ナフタレン色素、アゾ色素、アントラキノン色素等が挙げられるが、中でもアゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、スチルベンアゾ色素等が挙げられ、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素がより好ましい。
偏光子形成用組成物は、溶剤、光重合開始剤等の重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤等を含むことができる。偏光子形成用組成物に含まれる、重合性液晶化合物、二色性色素、溶剤、重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤等については、公知のものを用いることができ、例えば、特開2017−102479号公報、特開2017−83843号公報に例示されているものを用いることができる。偏光子形成用組成物を用いて偏光子を形成する方法についても、上記公報に例示された方法を採用することができる。
二色性色素及び重合性化合物を含む組成物を塗布し硬化させてなる偏光子の厚さは、通常10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上5μm以下である。
直線偏光板の偏光子側の面に、オーバーコート層(以下、OC層ともいう)を設けることもできる。OC層を構成する材料としては、例えば光硬化性樹脂や水溶性ポリマー等が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、(メタ)アクリルウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。水溶性ポリマーとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリルアミド系ポリマー;ポリビニルアルコール、及びエチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、(メタ)アクリル酸又はその無水物−ビニルアルコール共重合体等のビニルアルコール系ポリマー;カルボキシビニル系ポリマー;ポリビニルピロリドン;デンプン類;アルギン酸ナトリウム;ポリエチレンオキシド系ポリマー等が挙げられる。OC層の厚さは、20μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましく、5μm以下であってもよく、また、0.05μm以上であり、0.5μm以上であってもよい。
上記方法で作製した偏光子は、基材フィルムを剥離して、又は基材フィルムとともに直線偏光板として用いてもよい。上記方法によれば、基材フィルムを剥離することができるため、偏光子の更なる薄膜化が可能となる。
[保護層]
保護層は、偏光子の表面を保護する機能を有する。積層体100において、直線偏光板は通常、保護層が偏光子より第1光学部材110側となるように配置されることができる。
保護層は、偏光子の表面を保護する機能を有する。積層体100において、直線偏光板は通常、保護層が偏光子より第1光学部材110側となるように配置されることができる。
保護層としては、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性、延伸性等に優れる熱可塑性樹脂フィルムを用いることができる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ナイロンや芳香族ポリアミド等のポリアミド樹脂;ポリイミド樹脂;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等のポリオレフィン樹脂;シクロ系及びノルボルネン構造を有する環状ポリオレフィン樹脂(ノルボルネン系樹脂ともいう);(メタ)アクリル樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリビニルアルコール樹脂、並びにこれらの混合物を挙げることができる。偏光子の両面に保護層が積層されている場合、二つの保護層は同種であってもよいし、異種であってもよい。熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、例えば3μm以上50μm以下であってよく、好ましくは5μm以上30μm以下である。
保護層は、例えば有機物層又は無機物層であることもできる。有機物層又は無機物層は、コーティングにより形成される層であることができる。有機物層は、保護層形成用組成物、例えば(メタ)アクリル系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、ポリイミド系樹脂組成物等を用いて形成することができる。保護層形成用組成物は、活性エネルギー線硬化型であってもよいし、熱硬化型であってもよい。無機物層は、例えばシリコン酸化物等から形成することができる。保護層が有機物層である場合、保護層はハードコート層と呼ばれるものであってもよい。
保護層が有機物層である場合、例えば活性エネルギー線硬化型の保護層形成用組成物を基材フィルム上に塗布し、活性エネルギーを照射して硬化させることにより保護層を作製することができる。基材フィルムは、上述の基材フィルムの説明が適用される。基材フィルムは通常、剥離して除去される。保護層形成用組成物を塗布する方法としては、例えばスピンコート法等が挙げられる。保護層が無機物層である場合、例えばスパッタリング法、蒸着法等によって保護層を形成することができる。保護層が有機物層又は無機物層である場合、保護層の厚みは、例えば0.1μm以上10μm以下であってよく、好ましくは0.5μm以上5μm以下である。
[位相差板]
偏光板は、直線偏光板と位相差板とを備えることにより円偏光板としての機能を発揮することができる。直線偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸とが所定の角度となるように直線偏光板と位相差板とが配置された円偏光板は、反射防止機能を発揮することができる。
位相差板は、1層又は2層以上の位相差層を含むことができる。位相差板が2層の位相差層を含む場合、偏光子側から順に第1位相差層と第2位相差層ということがある。位相差層は、1層であってもよく2層以上であってもよい。位相差層は、その表面を保護するオーバーコート層、及び位相差層を支持する基材フィルム等を有していてもよい。位相差層としては、例えばλ/4の位相差を与える位相差層(λ/4層)、λ/2の位相差を与える位相差層(λ/2層)及びポジティブC層等が挙げられる。位相差板は、好ましくはλ/4層を含み、さらに好ましくはλ/4層とλ/2層又はポジティブC層の少なくともいずれかとを含む。位相差板がλ/2層を含む場合、直線偏光板側から順にλ/2層及びλ/4層を積層する。位相差板がポジティブC層を含む場合、直線偏光板側から順に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。位相差板の厚みは、例えば0.1μm以上10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上6μm以下である。
偏光板は、直線偏光板と位相差板とを備えることにより円偏光板としての機能を発揮することができる。直線偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸とが所定の角度となるように直線偏光板と位相差板とが配置された円偏光板は、反射防止機能を発揮することができる。
位相差板は、1層又は2層以上の位相差層を含むことができる。位相差板が2層の位相差層を含む場合、偏光子側から順に第1位相差層と第2位相差層ということがある。位相差層は、1層であってもよく2層以上であってもよい。位相差層は、その表面を保護するオーバーコート層、及び位相差層を支持する基材フィルム等を有していてもよい。位相差層としては、例えばλ/4の位相差を与える位相差層(λ/4層)、λ/2の位相差を与える位相差層(λ/2層)及びポジティブC層等が挙げられる。位相差板は、好ましくはλ/4層を含み、さらに好ましくはλ/4層とλ/2層又はポジティブC層の少なくともいずれかとを含む。位相差板がλ/2層を含む場合、直線偏光板側から順にλ/2層及びλ/4層を積層する。位相差板がポジティブC層を含む場合、直線偏光板側から順に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。位相差板の厚みは、例えば0.1μm以上10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上6μm以下である。
位相差層は、上述した熱可塑性樹脂フィルムの材料として例示した樹脂フィルムから形成してもよいし、重合性液晶化合物が硬化した層から形成してもよい。位相差層は、さらに配向膜及び基材フィルムを含んでいてもよく、λ/4層と、λ/2層及びポジティブC層とは、後述の層間貼合層により接合されていてもよい。
位相差層は、重合性液晶化合物を硬化してなる層から形成する場合、重合性液晶化合物を含む組成物を、基材フィルムに塗布し硬化させることにより形成することができる。基材フィルムと塗布層との間に配向膜を形成してもよい。重合性液晶化合物は、上述の偏光子の説明における重合性液晶化合物を用いることができる。基材フィルムの材料及び厚みは、上記熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同じであってよい。位相差層は、重合性液晶化合物を硬化してなる層から形成する場合、配向膜及び基材フィルムを有する形態で積層体に組み込まれてもよい。
直線偏光板の吸収軸と位相差層の遅相軸とが所定の角度となるように、直線偏光板と位相差板とが配置された偏光板は、反射防止機能を有する、すなわち円偏光板として機能し得る。位相差板がλ/4層を含む場合、直線偏光板の吸収軸とλ/4層の遅相軸とのなす角度は、45°±10°であることができる。位相差層は正波長分散性を有していてもよく、逆波長分散性を有していてもよい。λ/4層は、好ましくは逆波長分散性を有する。
直線偏光板と、位相差板とは後述の貼合層により接合されていてよい。
直線偏光板と、位相差板とは後述の貼合層により接合されていてよい。
[層間貼合層]
層間貼合層は、位相差層同士、例えば第1位相差層と第2位相差層との間に配置され、第1位相差層と第2位相差層とを貼合する機能を有する。層間貼合層は、接着剤又は粘着剤から構成されることができる。層間貼合層は、好ましくは接着剤層である。
層間貼合層は、位相差層同士、例えば第1位相差層と第2位相差層との間に配置され、第1位相差層と第2位相差層とを貼合する機能を有する。層間貼合層は、接着剤又は粘着剤から構成されることができる。層間貼合層は、好ましくは接着剤層である。
層間貼合層の厚みは特に限定されないが、層間貼合層として粘着剤層を使用する場合、1μm以上であることが好ましく、5μm以上であってもよく、通常50μm以下であり、25μm以下であってもよい。層間貼合層として接着剤層を使用する場合、層間貼合層の厚みは、0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であってもよく、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であってもよい。
層間貼合層に用いる粘着剤は、上述の粘着剤組成物を用いることができ、他の粘着剤、例えば粘着剤層の材料とは異なる(メタ)アクリル系粘着剤、スチレン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エポキシ系共重合体粘着剤等を用いることもできる。
層間貼合層に用いる接着剤としては、例えば水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤等のうち1種又は2種以上を組み合わせて形成することができる。水系接着剤としては、例えばポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等を挙げることができる。活性エネルギー線硬化型接着剤は、紫外線等の活性エネルギー線を照射することによって硬化する接着剤であり、例えば重合性化合物及び光重合性開始剤を含む接着剤、光反応性樹脂を含む接着剤、バインダー樹脂及び光反応性架橋剤を含む接着剤等を挙げることができる。上記重合性化合物としては、光硬化性エポキシ系モノマー、光硬化性アクリル系モノマー、光硬化性ウレタン系モノマー等の光重合性モノマー、及びこれらモノマーに由来するオリゴマー等を挙げることができる。上記光重合開始剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射して中性ラジカル、アニオンラジカル、カチオンラジカルといった活性種を発生する物質を含む化合物を挙げることができる。
[タッチセンサパネル]
タッチセンサパネルとしては、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。タッチセンサパネルは、積層体の視認側とは反対側に配置されることができる。
タッチセンサパネルとしては、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。タッチセンサパネルは、積層体の視認側とは反対側に配置されることができる。
抵抗膜方式のタッチセンサパネルの一例は、互いに対向配置された一対の基板と、それら一対の基板の間に挟持された絶縁性スペーサーと、各基板の内側の前面に抵抗膜として設けられた透明導電膜と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。抵抗膜方式のタッチセンサパネルを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、対向する抵抗膜が短絡して、抵抗膜に電流が流れる。タッチ位置検知回路が、このときの電圧の変化を検知し、タッチされた位置が検出される。
静電容量結合方式のタッチセンサパネルの一例は、基板と、基板の全面に設けられた位置検出用透明電極と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。静電容量結合方式のタッチセンサパネルを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、タッチされた点で人体の静電容量を介して透明電極が接地される。タッチ位置検知回路が、透明電極の接地を検知し、タッチされた位置が検出される。
[画像表示素子]
画像表示素子は、例えば液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示素子、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示素子、プラズマ表示素子、電界放射型表示素子等が挙げられる。
画像表示素子は、例えば液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示素子、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示素子、プラズマ表示素子、電界放射型表示素子等が挙げられる。
[粘着剤層]
粘着剤層は、光学部材同士の間に介在してこれらを貼合する層である。本明細書において「粘着剤」とは、硬化反応後の状態が高粘度液体又はゲル状固体であり、常温で短時間、僅かな圧力を加えるだけで接着できるもの、例えば感圧式接着剤とも呼ばれるものである。一方、本明細書において「接着剤」とは、粘着剤(感圧式接着剤)以外の接着剤をいい、硬化反応後の状態が固体状であり、硬化後の25℃における弾性率の範囲が100MPa以上のものをいう。粘着剤層は、1層からなるものであってもよく、又は2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層からなるものである。
粘着剤層は、光学部材同士の間に介在してこれらを貼合する層である。本明細書において「粘着剤」とは、硬化反応後の状態が高粘度液体又はゲル状固体であり、常温で短時間、僅かな圧力を加えるだけで接着できるもの、例えば感圧式接着剤とも呼ばれるものである。一方、本明細書において「接着剤」とは、粘着剤(感圧式接着剤)以外の接着剤をいい、硬化反応後の状態が固体状であり、硬化後の25℃における弾性率の範囲が100MPa以上のものをいう。粘着剤層は、1層からなるものであってもよく、又は2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層からなるものである。
粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率[MPa]は、例えば0.5MPa以下であってよく、好ましくは0.4MPa以下、より好ましくは0.3MPa以下、さらに好ましくは0.2MPa以下、特に好ましくは0.1MPa以下である。粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率[MPa]は通常0.001MPa以上であり、例えば0.005MPa以上又は0.01MPa以上である。粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率[MPa]は、後述の実施例の欄において説明する方法に従って測定される。
粘着剤層の厚みは、接着性を確保する観点から好ましくは4μm以上であり、より好ましくは5μm以上であり、さらに好ましくは10μm以上である。粘着剤層の厚みは、屈曲性を高める観点から好ましくは100μm以下であり、より好ましくは50μm以下である。粘着剤層の厚みは、粘着剤層の最大の厚みとする。
粘着剤層は、(メタ)アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物で構成することができる。中でも、透明性、耐候性、耐熱性等に優れる(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型であってもよいし、熱硬化型であってもよい。
粘着剤組成物に用いられる(メタ)アクリル系樹脂(ベースポリマー)としては、例えば、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルのような(メタ)アクリル酸エステルの1種又は2種以上をモノマーとする重合体又は共重合体が好適に用いられる。ベースポリマーには、極性モノマーを共重合させることが好ましい。極性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートのような、カルボキシル基、水酸基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等を有するモノマーを挙げることができる。
粘着剤組成物は、上記ベースポリマーのみを含むものであってもよいが、架橋剤をさらに含有してもよい。架橋剤としては、2価以上の金属イオンであって、カルボキシル基との間でカルボン酸金属塩を形成するもの;ポリアミン化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの;ポリエポキシ化合物やポリオールであって、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するもの;ポリイソシアネート化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するものが例示される。中でも、ポリイソシアネート化合物が好ましい。
粘着剤組成物は、粘着付与剤を含有してもよい。粘着付与剤としては、例えば、炭化水素系粘着付与剤、テルペン系粘着付与剤、ロジン系粘着付与剤、フェノール系粘着付与剤、エポキシ系粘着付与剤、ポリアミド系粘着付与剤、エラストマー系粘着付与剤、ケトン系粘着付与剤などが挙げられる。
炭化水素系粘着付与剤としては、例えば、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂(例えば、キシレン樹脂等)、脂肪族系環状炭化水素樹脂、脂肪族・芳香族系石油樹脂(例えば、スチレン−オレフィン系共重合体等)、脂肪族・脂環族系石油樹脂、水素添加炭化水素樹脂、クマロン系樹脂、クマロン−インデン系樹脂などが挙げられる。
テルペン系粘着付与剤としては、例えば、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体等のテルペン系樹脂;テルペン系樹脂を変性(例えば、フェノール変性、芳香族変性、水素添加変性等)した変性テルペン系樹脂(例えば、テルペン−フェノール系樹脂、スチレン変性テルペン系樹脂、水素添加テルペン系樹脂等);などが挙げられる。
ロジン系粘着付与剤としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン等の未変性ロジン(生ロジン);未変性ロジンを水添化、不均化、重合等により変性した変性ロジン(例えば、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、その他の化学的に修飾されたロジン等);その他の各種ロジン誘導体;などが挙げられる。
フェノール系粘着付与剤としては、例えば、レゾール型またはノボラック型のアルキルフェノールなどが挙げられる。
活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物とは、紫外線や電子線のような活性エネルギー線の照射を受けて硬化する性質を有しており、活性エネルギー線照射前においても粘着性を有してフィルム等の被着体に密着させることができ、活性エネルギー線の照射によって硬化して密着力の調整ができる性質を有する粘着剤組成物である。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、紫外線硬化型であることが好ましい。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、ベースポリマー、活性エネルギー線重合性化合物をさらに含有する。さらに必要に応じて、光重合開始剤や光増感剤等を含有させることもある。
粘着剤組成物は、光散乱性を付与するための微粒子、ビーズ(樹脂ビーズ、ガラスビーズ等)、ガラス繊維、ベースポリマー以外の樹脂、充填剤(金属粉やその他の無機粉末等)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、着色剤、消泡剤、腐食防止剤、光重合開始剤等の添加剤を含むことができる。
粘着剤層は、上記粘着剤組成物を基材上に塗布することにより形成することができる。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた場合は、形成された粘着剤組成物層に、活性エネルギー線を照射することにより所望の硬化度を有する硬化物とすることができる。
[その他の層]
積層体100は、その他の層として、直線偏光板と位相差板とを貼合するための貼合層を含むことができる。
積層体100は、その他の層として、直線偏光板と位相差板とを貼合するための貼合層を含むことができる。
[貼合層]
積層体100は、直線偏光板と位相差板との貼合のために貼合層をさらに含んでいてもよい。貼合層は接着剤又は粘着剤から形成することができる。接着剤及び粘着剤は、上述の層間貼合層で例示したものを用いることができる。
積層体100は、直線偏光板と位相差板との貼合のために貼合層をさらに含んでいてもよい。貼合層は接着剤又は粘着剤から形成することができる。接着剤及び粘着剤は、上述の層間貼合層で例示したものを用いることができる。
[積層体の製造方法]
積層体の製造方法は、通常、温度25℃におけるタック値が0.8gf以上である粘着剤層を用いて光学部材を貼合する工程を含む。粘着剤層の温度25℃におけるタック値、温度25℃におけるせん断弾性率及び厚み、並びに粘着剤組成物については、上述の粘着剤層における説明が適用される。
積層体の製造方法は、通常、温度25℃におけるタック値が0.8gf以上である粘着剤層を用いて光学部材を貼合する工程を含む。粘着剤層の温度25℃におけるタック値、温度25℃におけるせん断弾性率及び厚み、並びに粘着剤組成物については、上述の粘着剤層における説明が適用される。
密着性を高めるために、貼合面の一方又は両方に対して、例えばコロナ処理やプラズマ処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。
粘着剤層は粘着シートとして準備することができる。粘着シートは、例えば離型処理が施された剥離フィルム(以下、セパレータともいう)上に粘着剤からなる層をシート状に形成しておき、その粘着剤層上にさらに別の剥離フィルムを貼合する方式等により作製することができる。一方の剥離フィルムを剥離した粘着シートを一方の層に貼合し、次いで他方の剥離フィルムを剥離し、他方の層を貼合する方法により各層を貼合することができる。
積層体の製造方法は、例えば以下の(a)〜(d)の工程を含むことができる。積層体の製造方法について、図2を参照しながら説明する。
(a)剥離フィルム31、前面板32及び剥離フィルム33からなる前面板積層体30と、軽セパレータ41、第1粘着剤層42及び重セパレータ43からなる粘着シート40とを準備し、前面板積層体30の一方の面から剥離フィルム33を剥離した面と、粘着シート40の軽セパレータ41を剥離した面とにコロナ処理を施し、貼り合わせて、剥離フィルム31、前面板32、第1粘着剤層42及び重セパレータ43をこの順に有する積層体200を得る工程[図2(a)]。
(a)剥離フィルム31、前面板32及び剥離フィルム33からなる前面板積層体30と、軽セパレータ41、第1粘着剤層42及び重セパレータ43からなる粘着シート40とを準備し、前面板積層体30の一方の面から剥離フィルム33を剥離した面と、粘着シート40の軽セパレータ41を剥離した面とにコロナ処理を施し、貼り合わせて、剥離フィルム31、前面板32、第1粘着剤層42及び重セパレータ43をこの順に有する積層体200を得る工程[図2(a)]。
(b)剥離フィルム51、円偏光板52及び剥離フィルム53からなる円偏光板積層体50を準備し、積層体200から重セパレータ43を剥離した面と、円偏光板積層体50から剥離フィルム51を剥離した面とにコロナ処理を施した後、貼り合わせて、剥離フィルム31、前面板32、第1粘着剤層42、円偏光板52及び剥離フィルム53をこの順に有する積層体210を得る工程[図2(b)]。
(c)軽セパレータ61、第2粘着剤層62及び重セパレータ63からなる粘着シート60を準備し、積層体210から、剥離フィルム53を剥離した面と、粘着シート60から軽セパレータ61を剥離した面とにコロナ処理を施した後、貼り合わせて、剥離フィルム31、前面板32、第1粘着剤層42、円偏光板52、第2粘着剤層62及び重セパレータ63をこの順に有する積層体220を得る工程[図2(c)]。
(d)PETフィルム付タッチセンサ層70を準備し、PETフィルム付タッチセンサ層70から粘着剤付PETフィルム71を剥離し、積層体220から重セパレータ63を剥離した面にコロナ処理を施し、その面と、タッチセンサ層72とを貼り合わせて、剥離フィルム31、前面板32、第1粘着剤層42、円偏光板52、第2粘着剤層62、及びタッチセンサ層72をこの順に有する積層体230を得た後、積層体230から剥離フィルム31を剥離して、前面板32、第1粘着剤層42、円偏光板52、第2粘着剤層62及びタッチセンサ層72をこの順に有する積層体240を得る工程[図2(d)]。
<画像表示装置>
本発明に係る画像表示装置は、上記積層体を含む。画像表示装置は特に限定されず、例えば有機EL表示装置、無機EL表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。画像表示装置はタッチパネル機能を有していてもよい。積層体は、屈曲又は折り曲げ等が可能な可撓性を有する画像表示装置に好適である。画像表示装置において、積層体が前面板を有する場合、積層体は、前面板を外側(画像表示素子側とは反対側、すなわち視認側)に向けて、画像表示装置の視認側に配置される。
本発明に係る画像表示装置は、上記積層体を含む。画像表示装置は特に限定されず、例えば有機EL表示装置、無機EL表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。画像表示装置はタッチパネル機能を有していてもよい。積層体は、屈曲又は折り曲げ等が可能な可撓性を有する画像表示装置に好適である。画像表示装置において、積層体が前面板を有する場合、積層体は、前面板を外側(画像表示素子側とは反対側、すなわち視認側)に向けて、画像表示装置の視認側に配置される。
本発明に係る画像表示装置は、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。本発明に係る画像表示装置は、優れたフレキシブル性を有するため、フレキシブルディスプレイ等に好適である。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記のない限り、質量%及び質量部である。
[厚みの測定]
接触式膜厚測定装置(株式会社ニコン製「MS−5C」)を用いて測定した。ただし、偏光子、位相差層及び配向膜については、レーザー顕微鏡(LEXT、オリンパス株式会社製)を用いて測定した。
接触式膜厚測定装置(株式会社ニコン製「MS−5C」)を用いて測定した。ただし、偏光子、位相差層及び配向膜については、レーザー顕微鏡(LEXT、オリンパス株式会社製)を用いて測定した。
[温度25℃におけるタック値の測定]
粘着剤層の温度25℃におけるタック値の測定は、Texture Analyzer(STABLE MICRO SYSTEMS社)を用いて行った。図3を参照しながら温度25℃におけるタック値の測定手順について説明する。まず、接合工程[図3(A)]において、実施例及び比較例で用いたものと同じ粘着シートから剥離フィルムを剥離して静置し、室温(25℃)において、直径5mmのステンレス製シリンダー300を露出した粘着剤層301の表面に近づけていき、押し当てた後、100gの荷重による接合力で1秒間維持した(接触面積は19.6mm2)。接合後、剥離工程[図3(B)]において、60mm/minの速度でステンレス製シリンダー300を持ち上げたときに、測定される剥離力が最大となるとき[図3(C)]の測定値を温度25℃におけるタック値とした。なお、粘着剤層の温度25℃におけるタック値は、粘着剤層を作製してから24時間後に測定した。
粘着剤層の温度25℃におけるタック値の測定は、Texture Analyzer(STABLE MICRO SYSTEMS社)を用いて行った。図3を参照しながら温度25℃におけるタック値の測定手順について説明する。まず、接合工程[図3(A)]において、実施例及び比較例で用いたものと同じ粘着シートから剥離フィルムを剥離して静置し、室温(25℃)において、直径5mmのステンレス製シリンダー300を露出した粘着剤層301の表面に近づけていき、押し当てた後、100gの荷重による接合力で1秒間維持した(接触面積は19.6mm2)。接合後、剥離工程[図3(B)]において、60mm/minの速度でステンレス製シリンダー300を持ち上げたときに、測定される剥離力が最大となるとき[図3(C)]の測定値を温度25℃におけるタック値とした。なお、粘着剤層の温度25℃におけるタック値は、粘着剤層を作製してから24時間後に測定した。
[温度25℃におけるせん断弾性率の測定]
温度25℃におけるせん断弾性率は、粘弾性測定装置(MCR−301、Anton Paar社)を使用して測定した。実施例及び比較例で用いたものと同じ粘着シートを幅20mm×長さ20mmにして、剥離フィルムを剥がし、厚みが150μmとなるように複数枚積層してガラス板に接合後、測定チップと接着した状態で−20℃から100℃の温度領域で周波数1.0Hz、変形量1%、昇温速度5℃/分の条件下にて測定を行い、温度25℃におけるせん断弾性率を確認した。なお、粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率は、粘着剤層を作製してから24時間後に測定した。
温度25℃におけるせん断弾性率は、粘弾性測定装置(MCR−301、Anton Paar社)を使用して測定した。実施例及び比較例で用いたものと同じ粘着シートを幅20mm×長さ20mmにして、剥離フィルムを剥がし、厚みが150μmとなるように複数枚積層してガラス板に接合後、測定チップと接着した状態で−20℃から100℃の温度領域で周波数1.0Hz、変形量1%、昇温速度5℃/分の条件下にて測定を行い、温度25℃におけるせん断弾性率を確認した。なお、粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率は、粘着剤層を作製してから24時間後に測定した。
[静的屈曲耐久性の評価]
図4に静的屈曲耐久性試験(マンドレル屈曲試験)の方法を示す。まず、積層体を1cm×10cmの試験片に切断した。試験板400上に積層体401を前面板側が上になるように置き、その上に直径5mmの鉄製棒402を置いた[図4(A)]。前面板が内側になるように試験板400ごと試験片を手で折り、固定した[図4(B)]。この状態を維持して、円偏光板と粘着剤層との間、又は粘着剤層内に気泡が生じない最大の時間を計測した。
A: 72時間以内に気泡の発生がない。
B: 48時間超、72時間以内に気泡が発生。
C: 24時間超、48時間以内に気泡が発生。
D: 24時間以内に気泡が発生。
図4に静的屈曲耐久性試験(マンドレル屈曲試験)の方法を示す。まず、積層体を1cm×10cmの試験片に切断した。試験板400上に積層体401を前面板側が上になるように置き、その上に直径5mmの鉄製棒402を置いた[図4(A)]。前面板が内側になるように試験板400ごと試験片を手で折り、固定した[図4(B)]。この状態を維持して、円偏光板と粘着剤層との間、又は粘着剤層内に気泡が生じない最大の時間を計測した。
A: 72時間以内に気泡の発生がない。
B: 48時間超、72時間以内に気泡が発生。
C: 24時間超、48時間以内に気泡が発生。
D: 24時間以内に気泡が発生。
[粘着シートC1〜C8の製造]
窒素ガスが還流して温度調節が容易になるよう、冷却装置を設置した1Lの反応器に、表1に示すアクリル酸2−エチルヘキシル(2−EHA)、アクリル酸n−ブチル(n−BA)、アクリル酸ベータカルボキシエチル(B−CEA)、アクリル酸(AA)、メタクリル酸グリシジル(GMA)、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(2−HEMA)からなるモノマー混合物を投入した。酸素を除去するため、窒素ガスを1時間還流した後、溶液を60℃に維持した。上記モノマー混合物を均一に混合した後、表1に示す配合量で、光重合開始剤ベンジルジメチルケタール(I−651)及び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(I−184)を投入した。攪拌しながらUVランプ(10mW)を照射して、(メタ)アクリル系樹脂A1〜A8を製造した。得られた(メタ)アクリル系樹脂A1〜A8と、添加剤T1〜T3と、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(I−184)とを表1に示す量で混合し、粘着剤組成物B1〜B8を製造した。粘着剤組成物B1〜B8をシリコン離型剤がコーティングされた剥離フィルムA(ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み38μm)上に厚みが25μmになるように塗布し、その上に剥離フィルムB(ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み38μm)を接合し、UV照射を行い、剥離フィルムA/粘着剤層/剥離フィルムBからなる粘着シートC1〜C8を作製した。温度25℃におけるタック値及びせん断弾性率を、粘着シートC1〜C8を作製してから、24時間後に測定した。UV照射の条件は、積算光量400mJ/cm2、照度1.8mW/cm2(UVV基準)であった。
窒素ガスが還流して温度調節が容易になるよう、冷却装置を設置した1Lの反応器に、表1に示すアクリル酸2−エチルヘキシル(2−EHA)、アクリル酸n−ブチル(n−BA)、アクリル酸ベータカルボキシエチル(B−CEA)、アクリル酸(AA)、メタクリル酸グリシジル(GMA)、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(2−HEMA)からなるモノマー混合物を投入した。酸素を除去するため、窒素ガスを1時間還流した後、溶液を60℃に維持した。上記モノマー混合物を均一に混合した後、表1に示す配合量で、光重合開始剤ベンジルジメチルケタール(I−651)及び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(I−184)を投入した。攪拌しながらUVランプ(10mW)を照射して、(メタ)アクリル系樹脂A1〜A8を製造した。得られた(メタ)アクリル系樹脂A1〜A8と、添加剤T1〜T3と、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(I−184)とを表1に示す量で混合し、粘着剤組成物B1〜B8を製造した。粘着剤組成物B1〜B8をシリコン離型剤がコーティングされた剥離フィルムA(ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み38μm)上に厚みが25μmになるように塗布し、その上に剥離フィルムB(ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み38μm)を接合し、UV照射を行い、剥離フィルムA/粘着剤層/剥離フィルムBからなる粘着シートC1〜C8を作製した。温度25℃におけるタック値及びせん断弾性率を、粘着シートC1〜C8を作製してから、24時間後に測定した。UV照射の条件は、積算光量400mJ/cm2、照度1.8mW/cm2(UVV基準)であった。
表1中の略号は以下の意味を表す。
2−EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル(東京化成工業株式会社)
BA:アクリル酸ブチル(東京化成工業株式会社)
B−CEA:アクリル酸ベータカルボキシエチル(シグマ−アルドリッチ、米国)
AA:アクリル酸(東京化成工業株式会社)
GMA:メタクリル酸グリシジル(シグマ−アルドリッチ、米国)
2−HEMA:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(東京化成工業株式会社)
I−651:ベンジルジメチルケタール(BASF)
I−184:1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン(BASF)
T1:3,3,5−トリメチルシクロヘキシルアクリレート(Miramer M1130、Miwon specialty chemical、韓国)
T2:ラウリルアクリレート(Miramer M120、Miwon specialty chemical、韓国)
T3:フェノール(EO)アクリレート(Miramer M140、Miwon specialty chemical、韓国)
2−EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル(東京化成工業株式会社)
BA:アクリル酸ブチル(東京化成工業株式会社)
B−CEA:アクリル酸ベータカルボキシエチル(シグマ−アルドリッチ、米国)
AA:アクリル酸(東京化成工業株式会社)
GMA:メタクリル酸グリシジル(シグマ−アルドリッチ、米国)
2−HEMA:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(東京化成工業株式会社)
I−651:ベンジルジメチルケタール(BASF)
I−184:1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン(BASF)
T1:3,3,5−トリメチルシクロヘキシルアクリレート(Miramer M1130、Miwon specialty chemical、韓国)
T2:ラウリルアクリレート(Miramer M120、Miwon specialty chemical、韓国)
T3:フェノール(EO)アクリレート(Miramer M140、Miwon specialty chemical、韓国)
<実施例1>
(前面板の準備)
特開2018−119141号公報の実施例4に従って作製した透明基材フィルム(ポリアミドイミドフィルム、厚み40μm)の一方の表面に、以下のハードコート層用組成物をコーティングした後、溶剤を乾燥させUV硬化することで、基材フィルムの片面に厚み10μmのハードコート層が形成された前面板(厚み50μm)を作製した。
[ハードコート層形成用組成物]
多機能アクリレート(MIWONスペシャルティーケミカル、MIRAMER M340)30質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルに分散したナノシリカゾル(粒子径12nm、固形分40%)50質量部、エチルアセテート17質量部、光重合開始剤(BASF社、I184)2.7質量部、フッ素系添加剤(信越化学工業株式会社、KY1203)0.3質量部を攪拌機を利用して配合し、ポリプロピレン(PP)材質のフィルターを用いて濾過することにより製造した。
(前面板の準備)
特開2018−119141号公報の実施例4に従って作製した透明基材フィルム(ポリアミドイミドフィルム、厚み40μm)の一方の表面に、以下のハードコート層用組成物をコーティングした後、溶剤を乾燥させUV硬化することで、基材フィルムの片面に厚み10μmのハードコート層が形成された前面板(厚み50μm)を作製した。
[ハードコート層形成用組成物]
多機能アクリレート(MIWONスペシャルティーケミカル、MIRAMER M340)30質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルに分散したナノシリカゾル(粒子径12nm、固形分40%)50質量部、エチルアセテート17質量部、光重合開始剤(BASF社、I184)2.7質量部、フッ素系添加剤(信越化学工業株式会社、KY1203)0.3質量部を攪拌機を利用して配合し、ポリプロピレン(PP)材質のフィルターを用いて濾過することにより製造した。
(円偏光板の準備)
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。
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。
上記で得られた偏光子と、厚み13μmのシクロオレフィンポリマー(COP)フィルム(ZF−14、日本ゼオン株式会社製、波長550nmにおける面内位相差値が1nm)とを水系接着剤を介してニップロールで貼り合わせた。得られた貼合物の張力を430N/mに保ちながら、60℃で2分間乾燥して、片面にCOPフィルムを有する直線偏光板を得た。なお、水系接着剤は水100質量部に、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール(「クラレポバール KL318」、株式会社クラレ製)3質量部と、水溶性ポリアミドエポキシ樹脂(「スミレーズレジン650」(固形分濃度30%の水溶液)、田岡化学工業株式会社製)1.5質量部とを添加して調製した。
直線偏光板の偏光子側と、位相差層とを、厚みが5μmのアクリル系粘着剤層を介して貼合した。位相差層は、厚みが5μmであり、層構成が液晶化合物が硬化した層を含むλ/2層(厚み2μm)/UV硬化型接着剤層(厚み2μm)/液晶化合物が硬化した層を含むλ/4層(厚み1μm)であった。このようにして円偏光板(厚み30μm、層構成:COPフィルム/偏光子/位相差層)を作製した。
(タッチセンサ積層体の準備)
アクリル系樹脂をガラス板にコーティングして分離層を形成した。次いで分離層上に透光性電極層を形成し、透光性電極層と分離層とからなるタッチセンサ層(厚み7μm)を作製した。その後、透光性電極層の分離層側とは反対側に剥離フィルムAを積層した。ガラス板を取り除いた面に剥離フィルムBを積層し、剥離フィルムA/タッチセンサ層/剥離フィルムBの層構成を有するタッチセンサ積層体を作製した。
アクリル系樹脂をガラス板にコーティングして分離層を形成した。次いで分離層上に透光性電極層を形成し、透光性電極層と分離層とからなるタッチセンサ層(厚み7μm)を作製した。その後、透光性電極層の分離層側とは反対側に剥離フィルムAを積層した。ガラス板を取り除いた面に剥離フィルムBを積層し、剥離フィルムA/タッチセンサ層/剥離フィルムBの層構成を有するタッチセンサ積層体を作製した。
(積層体の作製)
表2に記載の粘着シートを粘着剤層に用いて上記部材を貼合し、積層体を作製した。この積層体は、前面板(厚み50μm)、第1粘着剤層(厚み25μm)、円偏光板(厚み30μm)、第2粘着剤層(厚み25μm)、タッチセンサ層(厚み7μm)をこの順に含み、その合計厚みが137μmであった。各部材を貼合する際は、貼合面にコロナ処理を施した。作製した積層体を温度23℃、相対湿度55%の環境に24時間静置した後、積層体について静的屈曲耐久性の評価を行った。結果を表2に示す。
表2に記載の粘着シートを粘着剤層に用いて上記部材を貼合し、積層体を作製した。この積層体は、前面板(厚み50μm)、第1粘着剤層(厚み25μm)、円偏光板(厚み30μm)、第2粘着剤層(厚み25μm)、タッチセンサ層(厚み7μm)をこの順に含み、その合計厚みが137μmであった。各部材を貼合する際は、貼合面にコロナ処理を施した。作製した積層体を温度23℃、相対湿度55%の環境に24時間静置した後、積層体について静的屈曲耐久性の評価を行った。結果を表2に示す。
〔実施例2〜5及び比較例1〜2〕
第1粘着剤層及び第2粘着剤層に表2に記載の粘着シートを用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で積層体を作製した。積層体について静的屈曲耐久性の評価を行った。粘着剤層の作製から静的屈曲耐久性の評価までの時間は、実施例1と同じ時間とした。結果を表2に示す。
第1粘着剤層及び第2粘着剤層に表2に記載の粘着シートを用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で積層体を作製した。積層体について静的屈曲耐久性の評価を行った。粘着剤層の作製から静的屈曲耐久性の評価までの時間は、実施例1と同じ時間とした。結果を表2に示す。
100,200,210,220,230,240,401 積層体、110 第1光学フィルム、120 第1粘着剤層、130 第2光学部材、140 第2粘着剤層、150 第3光学部材、30 前面板積層体、31,33,51,53 剥離フィルム、32 前面板、40,60 粘着剤シート、41,61 軽セパレータ、42 第1粘着剤層、43,63 重セパレータ、50 円偏光板積層体、52 円偏光板、62 第2粘着剤層、70 PETフィルム付タッチセンサ層、71 粘着剤付PETフィルム、72 タッチセンサ層、300 シリンダー、301 粘着剤層、400 試験板、402 鉄製棒
Claims (9)
- 第1光学部材と、第1粘着剤層と、第2光学部材と、第2粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備える積層体であって、
前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも0.8gf以上である、積層体。 - 式(1)を満たす、請求項1に記載の積層体。
前記第1粘着剤層の温度25℃におけるタック値≧前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値 (1) - 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるタック値はいずれも10.0gf以下である、請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記第1粘着剤層及び前記第2粘着剤層の温度25℃におけるせん断弾性率はいずれも0.5MPa以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記第1光学部材は前面板である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記第2光学部材は偏光板である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記第3光学部材はタッチセンサパネルである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層体。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の積層体を含む画像表示装置。
- 請求項1に記載の積層体の製造方法であって、
温度25℃におけるタック値が0.8gf以上である粘着剤層を用いて光学部材を貼合する工程
を含む、積層体の製造方法。
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