JP2022113654A - 光学積層体及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】屈曲しても粘着剤層における剥離が抑制される光学積層体及び該光学積層体を含む表示装置を提供する。【解決手段】第1光学部材と、粘着剤層と、第2光学部材と、をこの順に備え、前記第1光学部材は前面板と着色層とを含み、前記第2光学部材は偏光子を含み、前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積は、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積よりも大きい、光学積層体が提供される。【選択図】図1
Description
本発明は、光学積層体及び表示装置に関する。
特開2018-027995号公報(特許文献1)には、応力緩和特性に優れた粘着剤層を備えたフレキシブル画像表示装置が記載されている。
粘着剤層を含む画像表示装置は、屈曲すると粘着剤層と被着部材との間に浮きや剥離が発生しやすいという問題があった。本発明は、屈曲しても粘着剤層における剥離が抑制される光学積層体及び該光学積層体を含む表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、以下に例示する光学積層体及び表示装置を提供する。
[1] 第1光学部材と、粘着剤層と、第2光学部材と、をこの順に備え、
前記第1光学部材は前面板と着色層とを含み、
前記第2光学部材は偏光子を含み、
前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積は、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積よりも大きい、光学積層体。
[2] 前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積に対して、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積の割合は98.0%以上99.9%以下である、[1]に記載の光学積層体。
[3] 前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積と前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積との差は、100mm2以上500mm2以下である、[1]又は[2]に記載の光学積層体。
[4] 前記粘着剤層を積層方向から見たときの面積は、前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積以下であり、かつ、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の光学積層体。
[5] 前記第2光学部材は位相差層をさらに含む、[1]~[4]のいずれかに記載の光学積層体。
[6] 前記前面板はポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7] 前記第1光学部材は、前記光学積層体が表示装置に用いられたときに前記表示装置の最表面を構成する、[1]~[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8] 前記第2光学部材は、前記光学積層体が表示装置に用いられたときに画像表示素子に接する、[1]~[7]のいずれかに記載の光学積層体。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の光学積層体を含む表示装置。
[10] 前記第1光学部材を外側にして屈曲可能であり、屈曲軸が移動可能である、[9]に記載の表示装置。
[1] 第1光学部材と、粘着剤層と、第2光学部材と、をこの順に備え、
前記第1光学部材は前面板と着色層とを含み、
前記第2光学部材は偏光子を含み、
前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積は、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積よりも大きい、光学積層体。
[2] 前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積に対して、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積の割合は98.0%以上99.9%以下である、[1]に記載の光学積層体。
[3] 前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積と前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積との差は、100mm2以上500mm2以下である、[1]又は[2]に記載の光学積層体。
[4] 前記粘着剤層を積層方向から見たときの面積は、前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積以下であり、かつ、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の光学積層体。
[5] 前記第2光学部材は位相差層をさらに含む、[1]~[4]のいずれかに記載の光学積層体。
[6] 前記前面板はポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体。
[7] 前記第1光学部材は、前記光学積層体が表示装置に用いられたときに前記表示装置の最表面を構成する、[1]~[6]のいずれかに記載の光学積層体。
[8] 前記第2光学部材は、前記光学積層体が表示装置に用いられたときに画像表示素子に接する、[1]~[7]のいずれかに記載の光学積層体。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の光学積層体を含む表示装置。
[10] 前記第1光学部材を外側にして屈曲可能であり、屈曲軸が移動可能である、[9]に記載の表示装置。
本発明によれば、屈曲したときに粘着剤層における剥離が抑制された光学積層体、及びこれを含む表示装置が提供される。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る光学積層体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。
<光学積層体>
図1を参照しながら、本発明の光学積層体について説明する。本発明に係る光学積層体100は、第1光学部材10と、粘着剤層31と、第2光学部材20と、をこの順に備える。光学積層体100は、第1光学部材10及び第2光学部材20以外に、他の光学部材50,60を備えてもよい。第1光学部材10は、前面板11と着色層12とを含む。第2光学部材20は、偏光子21を含み、さらに位相差層23及び貼合層25を含んでよい。以下、全ての図中で第1光学部材10及び第2光学部材20に相当する部分を太枠で囲う。
図1を参照しながら、本発明の光学積層体について説明する。本発明に係る光学積層体100は、第1光学部材10と、粘着剤層31と、第2光学部材20と、をこの順に備える。光学積層体100は、第1光学部材10及び第2光学部材20以外に、他の光学部材50,60を備えてもよい。第1光学部材10は、前面板11と着色層12とを含む。第2光学部材20は、偏光子21を含み、さらに位相差層23及び貼合層25を含んでよい。以下、全ての図中で第1光学部材10及び第2光学部材20に相当する部分を太枠で囲う。
第1光学部材10を積層方向から見たときの面積は、第2光学部材を積層方向から見たときの面積よりも大きい。光学積層体100において、第1光学部材10を積層方向から見たときの面積に対して、第2光学部材20を積層方向から見たときの面積の割合は、好ましくは98.0%以上99.9%以下であり、98.5%以上、99.0%以上又は99.5%以上であってよい。第1光学部材10を積層方向から見たときの面積と第2光学部材20を積層方向から見たときの面積との差は、好ましくは100mm2以上500mm2以下であり、100mm2以上300mm2以下であってよい。本明細書において、光学部材を積層方向から見たときの面積とは、光学部材を平面視したときの面積の最大値である。以下、光学部材を積層方向から見たときの面積を、単に光学部材の「面積」ともいう。
光学積層体100を屈曲させると、光学積層体の端部が屈曲方向とは反対側に反り返る反発力が生じる。この反発力が大きい場合、端部の反り返りを抑えるように光学積層体100を表示装置200に収めると、光学積層体100に含まれる粘着剤層31が凝集破壊を起こしたり、粘着剤層と被着部材との間で界面破壊を起こしたりして、粘着剤層内又は粘着剤層と被着部材との間に剥離が発生することがある。特に光学積層体100の端部を反り返りとは逆の方向にさらに屈曲すると、すなわち光学積層体100を2ヶ所以上で同じ面を内側にして屈曲すると、粘着剤層における剥離はより発生しやすくなる。光学積層体100の屈曲軸が移動可能な場合には、光学積層体100の端部で生じた剥離が光学積層体100の内側にまで伝播する傾向がある。
本発明に係る光学積層体100は、第1光学部材10の面積を第2光学部材20の面積よりも大きくすることで、屈曲時の粘着剤層における剥離を抑制することができる。この抑制効果が得られる理由は定かでないが、以下のように推測される。すなわち、第1光学部材と第2光学部材との間の剥離は、光学積層体の屈曲時にその端部に生じる応力に起因すると考えられる。ここで、光学積層体の屈曲時にその端部に生じる応力は、各層間の粘着力の合計が大きいほど大きいと推測される。第1光学部材の面積が第2光学部材の面積に比べて大きい場合、第1光学部材が外側になるように屈曲したときに上記端部に生じる応力は特に小さくなるため、第1光学部材と第2光学部材との間に剥離が生じにくいと考えられる。この抑制効果は、光学積層体100の端部が表示装置内で固定されている場合により顕著である。本発明に係る光学積層体100は、特に光学積層体100を第1光学部材10を外側にして繰り返し屈曲しても粘着剤層における剥離の発生を抑制できる。本発明に係る光学積層体100は、第1光学部材10側を外側にして屈曲し、さらに屈曲軸が移動するようにスライドさせても、粘着剤層における剥離が生じにくい。
光学積層体100を積層方向の断面から見たとき、第2光学部材20の端部は、第1光学部材10の端部よりも内側に位置することが好ましい。光学積層体100を積層方向の断面から見たとき、第2光学部材20の端部の一部は、第1光学部材10の端部とそろっていてもよい。第2光学部材20の端部は、第1光学部材10の端部よりも100μm以上内側に位置してもよく、500μm以上内側に位置してもよい。
図2~図4を参照して、本発明に係る光学積層体100及び表示装置200を例示する。図2に示す光学積層体100は、第1光学部材10と、他の光学部材50と、粘着剤層31と、他の光学部材60と、第2光学部材20とをこの順に含む。図3に示す光学積層体100は、第1光学部材10と、他の光学部材50と、粘着剤層31と、他の光学部材60と、粘着剤層32と、他の光学部材70と、第2光学部材20とをこの順に含む。図4に示す光学積層体100は、第1光学部材10と、他の光学部材50と、粘着剤層31と、他の光学部材60と、粘着剤層32と、他の光学部材70と、粘着剤層33と、他の光学部材80と、第2光学部材20とをこの順に含む。図2~図4に示す光学積層体100において、第1光学部材10は前面板11と着色層12とを含み、第2光学部材20は、偏光子21と位相差層23と貼合層25とを含む。光学積層体100は、貼合層25を介して画像表示素子40に積層され、表示装置200を構成する。
画像表示素子40の面積は、第2光学部材20の面積と同じであってもよいし、異なっていてもよく、第2光学部材20の面積よりも大きくてもよい。他の光学部材50,60,70の面積は、それぞれ第1光学部材10の面積又は第2光学部材20の面積と同じであってもよいし、異なっていてもよく、第1光学部材10の面積以下であり、かつ、第2光学部材20の面積以上であってもよい。
粘着剤層31の面積は、第1光学部材10の面積又は第2光学部材20の面積と同じであってもよいし、異なっていてもよいが、好ましくは第1光学部材10の面積以下であり、かつ、第2光学部材20の面積以上である。このとき、光学積層体100を屈曲させたときの粘着剤層における剥離はより抑制されやすい。
第1光学部材10と第2光学部材20との間に粘着剤層が複数存在するとき、少なくとも1つの粘着剤層の面積が第1光学部材10の面積以下であり、かつ、第2光学部材20の面積以上であることが好ましい。全ての粘着剤層の面積が第1光学部材10の面積以下であり、かつ、第2光学部材20の面積以上であってもよい。第1光学部材10と第2光学部材20との間に複数の粘着剤層31,32を有する光学積層体100の例を図5~図8に示す。図5に示す光学積層体100において、粘着剤層31は、第1光学部材10の面積と同じであり、粘着剤層32は、第1光学部材10の面積よりも小さく、第2光学部材10の面積よりも大きい。図6に示す光学積層体100において、粘着剤層31は、第1光学部材10の面積よりも小さく、第2光学部材10の面積よりも大きく、粘着剤層32は、第1光学部材10の面積と同じである。図7に示す光学積層体100において、粘着剤層31及び粘着剤層32は、ともに第1光学部材10の面積よりも小さく、第2光学部材10の面積よりも大きく、粘着剤層31の面積は、粘着剤層32の面積よりも大きい。図8に示す光学積層体100において、粘着剤層31及び粘着剤層32は、ともに第1光学部材10の面積よりも小さく、第2光学部材10の面積よりも大きく、粘着剤層31の面積は、粘着剤層32の面積よりも小さい。
本明細書において、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。また、屈曲には、内面の屈折角が0°より大きく180°未満である屈折の形態、及び内面の屈曲半径がゼロに近似、又は内面の屈折角が0°である折り畳みの形態が含まれる。
光学積層体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。光学積層体100の平面視における形状が長方形である場合、長辺の長さは、例えば10mm以上1400mm以下であってよく、好ましくは50mm以上600mm以下である。短辺の長さは、例えば5mm以上800mm以下であり、好ましくは30mm以上500mm以下であり、より好ましくは50mm以上300mm以下である。光学積層体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。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。
光学積層体100の厚みは、光学積層体に求められる機能及び光学積層体の用途等に応じて異なるため特に限定されないが、例えば20μm以上500μm以下であり、好ましくは50μm以上300μm以下、より好ましくは70μm以上200μm以下である。
光学積層体100は、例えば表示装置等に用いることができる。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。屈曲しても粘着剤層における剥離が生じない光学積層体100は、フレキシブルディスプレイ(スライド式画面拡張ディスプレイを含む。)に好適である。
(第1光学部材)
第1光学部材10は、前面板11と着色層12とを含む。第1光学部材10は、光学積層体100の最表面を構成することができる。第1光学部材10は、着色層12から光学積層体100の最表面までの層であってよく、着色層12から光学積層体100の最表面までに他の光学部材を含んでもよい。第1光学部材10は、光学積層体100が表示装置200に用いられたときに表示装置200の最表面を構成することができる。第1光学部材10は、光学積層体100が表示装置に用いられた際に視認側となることができる。
第1光学部材10は、前面板11と着色層12とを含む。第1光学部材10は、光学積層体100の最表面を構成することができる。第1光学部材10は、着色層12から光学積層体100の最表面までの層であってよく、着色層12から光学積層体100の最表面までに他の光学部材を含んでもよい。第1光学部材10は、光学積層体100が表示装置200に用いられたときに表示装置200の最表面を構成することができる。第1光学部材10は、光学積層体100が表示装置に用いられた際に視認側となることができる。
第1光学部材10の厚みは、例えば30μm以上300μm以下であり、好ましくは25μm以上200μm以下であり、より好ましくは30μm以上150μm以下であり、150μm以下、100μm以下、90μm以下又は75μm以下であってもよい。第1光学部材10の厚みが小さすぎると、光学積層体100の表面を保護する機能が不十分となる可能性がある。第1光学部材10の厚みが大きすぎると、光学積層体100の屈曲が困難となる場合がある。
(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1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されてもよい。前面板としては、ガラス製の板状体(ガラス板、ガラスフィルム等)、樹脂製の板状体(樹脂板、樹脂シート、樹脂フィルム等)、ガラス製の板状体と樹脂製の板状体との積層体が例示される。前面板は、表示装置の視認側の最表層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1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されてもよい。前面板としては、ガラス製の板状体(ガラス板、ガラスフィルム等)、樹脂製の板状体(樹脂板、樹脂シート、樹脂フィルム等)、ガラス製の板状体と樹脂製の板状体との積層体が例示される。前面板は、表示装置の視認側の最表層を構成する層であることができる。
前面板の厚みは、例えば20μm以上200μm以下であってよく、好ましくは30μm以上200μm以下であり、より好ましくは40μm以上100μm以下である。本発明において、各層の厚みは、後述する実施例において説明する厚み測定方法にしたがって測定することができる。
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、ポリエーテルスルホン、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。優れた可撓性を有し、高い強度及び高い透明性を有する観点から、前面板は、好ましくはポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム又はポリアミドイミドフィルを含む。
前面板が樹脂フィルムである場合、前面板は、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フィルムであってもよい。ハードコート層は、樹脂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。後述する表示装置がタッチパネル方式の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、強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。
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20μm以上200μm以下であり、20μm以上100μm以下であることができる。ガラス板を用いることにより、前面板は、優れた機械的強度及び表面硬度を有することができる。
前面板は、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。
(着色層)
着色層は、電極や配線等を遮蔽したり、表示装置に設けられる表示ユニットからの光漏れを抑制したりするために遮蔽性を有することができる。
着色層は、電極や配線等を遮蔽したり、表示装置に設けられる表示ユニットからの光漏れを抑制したりするために遮蔽性を有することができる。
着色層の形状及び色は限定されることはなく、例えば光学積層体を用いる表示装置の用途やデザインに応じて適宜選択し得る。着色層は、光学積層体の平面視において部分的に配置されるように設けられていてよく、例えば積層体の平面視において周縁部に配置されるように設けられていてよい。
着色層は単層構造であってよく、多層構造であってよい。着色層が多層構造である場合、2以上の層のうち、少なくとも1層は着色剤を含む着色剤含有層であり、残りの層は着色剤を含んでいても、着色剤を含んでいなくてもよい。着色剤の色としては、黒色、赤色、白色、紺色、銀色、金色などが例示される。
着色層の厚みは、例えば0.1μm以上5μm以下であってよく、好ましくは0.5μm以上4μm以下であり、より好ましく1μm以上3μm以下であり、さらに好ましく1μm以上2μm以下である。上記厚みは、着色層の最大厚みのことである。着色層の厚みが大きすぎる場合、着色層を光学積層体の平面視において部分的に形成した場合、積層体表面に段差が生じやすくなる傾向にある。一方、着色層の厚みが小さすぎる場合、十分な遮光性が得られにくくなる傾向にある。
着色層の光学密度は、例えば1.2以上、1.5以上、1.8以上、2.0以上であってよく、好ましくは2.5以上、3.0以上又は3.5以上であり、より好ましくは4以上であり、さらに好ましくは5以上である。着色層の光学密度の上限は特に限定されないが、例えば10以下であってもよく、7以下であってもよい。光学密度は、次のようにして測定される。ガラス基材上に着色層を形成する。このサンプルを光学密度測定器(例えばX-rite社製の製品名:361T)にセットし、サンプルの着色層側に位置する上部の光源を点灯して、サンプルの着色層に焦点を合わせる。上部の光源を消灯した後、サンプルの基材側に位置する測定用の光源を点灯し、着色層を測定領域として光学密度を測定する。
平面視において、光学積層体の周縁部に着色層が形成される場合、着色層の幅は、例えば0.5mm以上とすることができ、3mm以上であってもよく、5mm以上であってもよく、また、通常80mm以下であり、60mm以下であってもよく、50mm以下であってもよく、30mm以下であってもよく、20mm以下であってもよい。
着色層は、インク又は塗料を用いた印刷法、金属顔料の粉末を用いた蒸着法、着色層形成用組成物を用いたフォトリソグラフィ法などにより形成することができる。着色層の厚みを小さくし、光学密度を高める観点から、フォトリソグラフィ法が好ましい。
フォトリソグラフィ法により着色層を形成する場合、活性エネルギー線硬化型の着色層形成用樹脂組成物を支持体上に塗布し、感光性樹脂組成物の塗膜を露光し、次いで現像し、その後、焼成を行うことができる。露光光源としては、波長が250nm以上450nm以下の光を発散する水銀蒸気アーク、炭素アーク、Xeアークなどを使用することができる。支持体としてはガラス板等を用いることができる。ガラス板からの着色層の剥離を容易にするためにガラス板上に分離層を形成し、分離層上に着色層を形成することができる。
活性エネルギー線硬化型の着色層形成用組成物は、例えばバインダー樹脂、着色剤、溶媒、任意の添加剤を含むことができる。着色層形成用組成物が活性エネルギー線硬化型である場合、着色層形成用組成物は、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。
バインダー樹脂としては、塩素化ポリオレフィン(例えば塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン)、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、セルロース系樹脂が挙げられる。バインダー樹脂は、単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。バインダー樹脂は、熱重合性樹脂であっても、光重合性樹脂であってもよい。
着色剤は、着色層の遮蔽効果を高めやすくするために黒色であることができる。着色層形成用組成物は、好ましくはカーボンブラックを含む。カーボンブラック以外の着色剤としては、例えばチタン白、亜鉛華、鉄黒、弁柄、クロムバーミリオン、群青、コバルトブルー、黄鉛、チタンイエロー等の無機顔料;フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、イソインドリノンイエロー、ベンジジンイエロー、キナクリドンレッド、ポリアゾレッド、ペリレンレッド、アニリンブラック等の有機顔料又は染料;アルミニウム、真鍮等の鱗片状箔片からなる金属顔料;二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛等の鱗片状箔片からなる真珠光沢顔料(パール顔料)が挙げられる。着色剤は、バインダー樹脂100質量部に対して、50質量部以上200質量部以下含まれることが好ましい。
着色層は、着色層の端部から着色層の内側に向かう方向において厚みが大きくなるようにテーパー部を有することができる。着色層がテーパー部を有することにより、粘着剤層と着色部材とを貼合するときに気泡の噛込みを抑制し易くなる傾向にある。着色層を上述のフォトリソグラフィ法により形成する場合、着色層の端部領域にテーパー部を設け易くなる傾向にある。
着色層は、分離層及び保護層の少なくとも1つをさらに含む着色部材を構成してもよい。着色部材が分離層及び保護層を含む場合、例えば保護層と着色層と分離層とをこの順に含んでよく、着色層と保護層と分離層とをこの順に含んでよい。着色部材が分離層及び保護層を含む場合、着色層が分離層より視認側に積層されてよく、分離層が着色層より視認側に積層されてよい。着色部材は、好ましくは視認側から分離層、着色層、保護層となるように積層されるか、保護層、着色層、分離層となるように積層されるか、又は着色層、保護層、分離層となるように積層される。第1光学部材10は、着色層に加えて、着色層よりも視認側に位置する分離層及び保護層の少なくとも1つをさらに含むことができる。着色層よりも画像表示素子側に位置する分離層及び保護層は、第1光学部材10に含まれなくてよい。
着色部材の厚みは、例えば0.1μm以上10μm以下であってよく、好ましくは1μm以上7μm以下であり、より好ましくは1μm以上6μm以下である。
(分離層)
分離層は、着色層の作製過程において用いる支持体と着色層とを分離しやすくするための機能を有する。分離層は、例えば無機物層又は有機物層であることができる。分離層は、スピンコート法、スパッタリング法、蒸着法等によって形成することができる。無機物層を形成する材料としては、例えばシリコン酸化物が挙げられる。有機物層を形成する材料としては、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が挙げられる。支持体から分離された着色層及び分離層は、その分離層側を、貼合層を介して他の光学部材へ転写することができる。分離層の厚みは、例えば0.01μm以上1μm以下であってよく、好ましくは0.05μm以上0.5μm以下である。分離層は、2層以上からなってもよい。
分離層は、着色層の作製過程において用いる支持体と着色層とを分離しやすくするための機能を有する。分離層は、例えば無機物層又は有機物層であることができる。分離層は、スピンコート法、スパッタリング法、蒸着法等によって形成することができる。無機物層を形成する材料としては、例えばシリコン酸化物が挙げられる。有機物層を形成する材料としては、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が挙げられる。支持体から分離された着色層及び分離層は、その分離層側を、貼合層を介して他の光学部材へ転写することができる。分離層の厚みは、例えば0.01μm以上1μm以下であってよく、好ましくは0.05μm以上0.5μm以下である。分離層は、2層以上からなってもよい。
(保護層)
保護層は、着色層を保護すると共に着色層により生じる段差を平坦化する機能を有する。保護層は、有機物層又は無機物層であることができる。無機物層及び有機物層の材料としては、分離層の説明で示した材料と同様のものを用いることができる。これらの層は、スピンコート法、スパッタリング法、蒸着法等によって形成することができる。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。
保護層は、着色層を保護すると共に着色層により生じる段差を平坦化する機能を有する。保護層は、有機物層又は無機物層であることができる。無機物層及び有機物層の材料としては、分離層の説明で示した材料と同様のものを用いることができる。これらの層は、スピンコート法、スパッタリング法、蒸着法等によって形成することができる。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。
(プロテクトフィルム)
第1光学部材10はさらにプロテクトフィルムを含んでもよい。プロテクトフィルムは、光学積層体100等の表面を保護する機能を有し、通常、樹脂フィルムと粘着剤から構成される層との積層体であることができる。樹脂フィルムを構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であってよい。プロテクトフィルムは、例えば画像表示素子にプロテクトフィルムを備える光学積層体が貼合された後に、粘着剤から構成される層ごと剥離除去される。樹脂フィルムは、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂;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系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂などで構成することができる。(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルからなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。その他の「(メタ)」を付した用語においても同様である。
第1光学部材10はさらにプロテクトフィルムを含んでもよい。プロテクトフィルムは、光学積層体100等の表面を保護する機能を有し、通常、樹脂フィルムと粘着剤から構成される層との積層体であることができる。樹脂フィルムを構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であってよい。プロテクトフィルムは、例えば画像表示素子にプロテクトフィルムを備える光学積層体が貼合された後に、粘着剤から構成される層ごと剥離除去される。樹脂フィルムは、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂;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系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂などで構成することができる。(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルからなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。その他の「(メタ)」を付した用語においても同様である。
プロテクトフィルムの厚みは、例えば5μm以上200μm以下であることができ、好ましくは10μm以上180μm以下であり、より好ましくは20μm以上150μm以下であり、さらに好ましくは30μm以上120μm以下である。厚みが5μm未満の場合には、光学積層体の保護が不十分になることがあり、また取扱性の面でも不利である。厚みが200μmを超えることは、コストや、プロテクトフィルムのリワーク性の面で不利である。
(第2光学部材)
第2光学部材20は、偏光子21を含む。第2光学部材20は、光学積層体100の第1光学部材10とは反対側の最表面を構成することができる。第2光学部材20は、光学積層体100が表示装置200に用いられたときに画像表示素子40に接することができる。第2光学部材20は、偏光子21から画像表示素子40に接する層までであってよく、偏光子21と画像表示素子40に接する層までに他の光学部材を含んでもよい。
第2光学部材20は、偏光子21を含む。第2光学部材20は、光学積層体100の第1光学部材10とは反対側の最表面を構成することができる。第2光学部材20は、光学積層体100が表示装置200に用いられたときに画像表示素子40に接することができる。第2光学部材20は、偏光子21から画像表示素子40に接する層までであってよく、偏光子21と画像表示素子40に接する層までに他の光学部材を含んでもよい。
第2光学部材20の厚みは、例えば30μm以上300μm以下であり、好ましくは25μm以上200μm以下であり、より好ましくは30μm以上150μm以下であり、150μm以下、100μm以下、90μm以下又は75μm以下であってもよい。
第2光学部材20の厚みは、第1光学部材10の厚みよりも小さいことが好ましい。このような関係とすることで、光学積層体を屈曲させたときに生じ得るクラックの発生も防止しやすくなる。
(偏光子)
偏光子は、直線偏光子であってよい。偏光子としては、二色性色素を吸着させた延伸フィルム若しくは延伸層、又は重合性液晶化合物の硬化物及び二色性色素を含み、二色性色素が重合性液晶化合物の硬化物中に分散し、配向している液晶層等が挙げられる。液晶層である偏光子は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
偏光子は、直線偏光子であってよい。偏光子としては、二色性色素を吸着させた延伸フィルム若しくは延伸層、又は重合性液晶化合物の硬化物及び二色性色素を含み、二色性色素が重合性液晶化合物の硬化物中に分散し、配向している液晶層等が挙げられる。液晶層である偏光子は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
(1)延伸フィルム又は延伸層である偏光子
二色性色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子は、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ヨウ素等の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、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、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。
二色性色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子は、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ヨウ素等の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、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、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。
偏光子の厚みは、通常30μm以下であり、好ましくは18μm以下、より好ましくは15μm以下である。偏光子の厚みを薄くすることは、光学積層体100の薄膜化に有利である。偏光子の厚みは、通常1μm以上であり、例えば5μm以上であってよい。
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って得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。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系化合物、オレフィン系化合物、ビニルエーテル系化合物、不飽和スルホン系化合物、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド系化合物が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85モル%以上100モル%以下であり、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も使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000以上10000以下であり、好ましくは1500以上5000以下である。
二色性色素を吸着させた延伸層である偏光子は、通常、上記ポリビニルアルコール系樹脂を含む塗布液を基材フィルム上に塗布する工程、得られた積層フィルムを一軸延伸する工程、一軸延伸された積層フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層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て偏光子とする工程、二色性色素が吸着されたフィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、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。偏光子を形成するために用いる基材フィルムは、偏光子の保護フィルムとして用いてもよい。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じであってよい。
延伸フィルム又は延伸層である偏光子は、その片面又は両面に熱可塑性樹脂フィルムが貼合されている形態で光学積層体に組み込まれてもよい。この熱可塑性樹脂フィルムは、偏光子用の保護フィルム、又は位相差フィルムとして機能し得る。熱可塑性樹脂フィルムは、例えば鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂など)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂など)等のポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂;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、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;又はこれらの混合物等からなるフィルムであることができる。熱可塑性樹脂フィルムは、例えば後述の貼合層を用いて偏光子に貼合することができる。偏光子よりも視認側に位置する偏光子の保護フィルム(熱可塑性樹脂フィルム)は、第2光学部材に含まれなくてよい。
熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、薄型化の観点から、通常100μm以下であり、好ましくは80μm以下であり、より好ましくは60μm以下であり、通常5μm以上であり、好ましくは10μm以上である。
熱可塑性樹脂フィルム上にハードコート層が形成されていてもよい。ハードコート層は、熱可塑性樹脂フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。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熱可塑性樹脂フィルムとすることができる。ハードコート層は、上述の樹脂フィルムに形成されるハードコート層と同様にして形成することができる。
(2)液晶層である偏光子
液晶層を形成するために用いる重合性液晶化合物は、重合性反応基を有し、かつ、液晶性を示す化合物である。重合性反応基は、重合反応に関与する基であり、光重合性反応基であることが好ましい。光重合性反応基は、光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸等によって重合反応に関与し得る基をいう。光重合性官能基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。重合性液晶化合物の種類は特に限定されず、棒状液晶化合物、円盤状液晶化合物、及びこれらの混合物を用いることができる。重合性液晶化合物の液晶性は、サーモトロピック性液晶でもリオトロピック性液晶でもよく、相秩序構造としてはネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。
液晶層を形成するために用いる重合性液晶化合物は、重合性反応基を有し、かつ、液晶性を示す化合物である。重合性反応基は、重合反応に関与する基であり、光重合性反応基であることが好ましい。光重合性反応基は、光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸等によって重合反応に関与し得る基をいう。光重合性官能基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。重合性液晶化合物の種類は特に限定されず、棒状液晶化合物、円盤状液晶化合物、及びこれらの混合物を用いることができる。重合性液晶化合物の液晶性は、サーモトロピック性液晶でもリオトロピック性液晶でもよく、相秩序構造としてはネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。
液晶層である偏光子に用いられる二色性色素としては、300~700nmの範囲に吸収極大波長(λMAX)を有するものが好ましい。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、及び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、及びスチルベンアゾ色素等が挙げられ、好ましくはビスアゾ色素、及びトリスアゾ色素である。二色性色素は単独でも、2種以上を組み合わせてもよいが、3種以上を組み合わせることが好ましい。特に、3種以上のアゾ化合物を組み合わせることがより好ましい。二色性色素の一部が反応性基を有していてもよく、また液晶性を有していてもよい。
液晶層である偏光子は、例えば基材フィルム上に形成した配向膜上に、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重合して硬化させることによって形成することができる。基材フィルム上に、偏光子形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を基材フィルムとともに延伸することによって、偏光子を形成してもよい。偏光子を形成するために用いる基材フィルムは、偏光子の保護フィルムとして用いてもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上述した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。
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、及びこの組成物を用いた偏光子の製造方法としては、特開2013-37353号公報、特開2013-33249号公報、特開2017-83843号公報等に記載のものを例示することができる。偏光子形成用組成物は、重合性液晶化合物及び二色性色素に加えて、溶媒、重合開始剤、架橋剤、レベリング剤、酸化防止剤、可塑剤、増感剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、それぞれ、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
偏光子形成用組成物が含有していてもよい重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合反応を開始し得る化合物であり、より低温条件下で、重合反応を開始できる点で、光重合性開始剤が好ましい。具体的には、光の作用により活性ラジカル又は酸を発生できる光重合開始剤が挙げられ、中でも、光の作用によりラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の総量100重量部に対して、好ましくは1質量部以上10質量部以下であり、より好ましくは3質量部以上8質量部以下である。この範囲内であると、重合性基の反応が十分に進行し、かつ、液晶化合物の配向状態を安定化させやすい。
液晶層である偏光子の厚みは、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。
液晶層である偏光子は、その片面又は両面に上述の熱可塑性樹脂フィルムが貼合されている形態で光学積層体に組み込まれてもよい。この熱可塑性樹脂フィルムは、偏光子用の保護フィルム、又は位相差フィルムとして機能し得る。
液晶層である偏光子は、偏光子の保護等を目的として、その片面又は両面にオーバーコート層を有していてもよい。オーバーコート層は、例えば偏光子上にオーバーコート層を形成するための組成物を塗布することによって形成することができる。オーバーコート層を構成する組成物は、例えば光硬化性樹脂、水溶性ポリマー等を含むことが好ましい。オーバーコート層を構成する組成物は、(メタ)アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等を含むことが好ましい。
(位相差層)
偏光子は、位相差層をさらに含んで円偏光板(楕円偏光板を含む。)を構成してもよい。直線偏光子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。第2光学部材20は、偏光子よりも画像表示素子側に位置する位相差層23をさらに含んでもよい。
偏光子は、位相差層をさらに含んで円偏光板(楕円偏光板を含む。)を構成してもよい。直線偏光子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。第2光学部材20は、偏光子よりも画像表示素子側に位置する位相差層23をさらに含んでもよい。
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、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。位相差層は、λ/4層を含み、さらにλ/2層又はポジティブC層の少なくともいずれかを含んでいてもよい。位相差層がλ/2層を含む場合、直線偏光子側から順にλ/2層及びλ/4層が積層される。位相差層がポジティブC層を含む場合、直線偏光子側から順にλ/4層及びポジティブC層を積層してもよく、直線偏光子側から順にポジティブC層及びλ/4層が積層されてもよい。位相差層の厚みは、たとえば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、さらに配向膜を含んでいてもよい。位相差層は、λ/4層と、λ/2層及びポジティブC層とを貼合するための貼合層を有していてもよい。
重合性液晶化合物を硬化して位相差層を形成する場合、位相差層は、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。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。重合性液晶化合物を硬化してなる層から位相差層を形成する場合、位相差層は、配向膜及び基材フィルムを有する形態で光学積層体に組み込まれてもよい。位相差層は、直線偏光子の視認側とは反対側の面に、後述する貼合層を介して貼合され得る。
(タッチセンサパネル)
第2光学部材20は、さらにタッチセンサパネルを含んでもよい。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。
第2光学部材20は、さらにタッチセンサパネルを含んでもよい。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。
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。
(粘着剤層)
粘着剤層は、第1光学部材10と第2光学部材20との間に積層される。粘着剤層は、第1光学部材10と第2光学部材20とを貼合する層であってもよいし、第1光学部材10と他の光学部材、他の光学部材と第2光学部材20、又は他の光学部材同士とを貼合する層であってもよい。粘着剤層は、2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層である。
粘着剤層は、第1光学部材10と第2光学部材20との間に積層される。粘着剤層は、第1光学部材10と第2光学部材20とを貼合する層であってもよいし、第1光学部材10と他の光学部材、他の光学部材と第2光学部材20、又は他の光学部材同士とを貼合する層であってもよい。粘着剤層は、2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層である。
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を主成分(ベースポリマー)とする粘着剤組成物から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又は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)アクリル系樹脂としては、(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-エチルヘキシル等の(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、(メタ)アクリル酸化合物、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル化合物、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル化合物、(メタ)アクリルアミド化合物、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート化合物、グリシジル(メタ)アクリレート化合物等の、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。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、例えば60万以上150万以下であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)がこのような範囲であると、粘着剤層の耐久性や表面張力が向上し、密着力を保持しやすくなる。重量平均分子量(Mw)は、後述する実施例の欄において説明する測定方法に従って測定することができる。
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、通常は架橋剤をさらに含有する。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金属イオン、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するポリアミン化合物、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するポリエポキシ化合物又はポリオール、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するポリイソシアネート化合物が例示される。架橋剤は、好ましくはポリイソシアネート化合物である。
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。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。粘着剤組成物は、ベースポリマー、架橋剤に加えて、活性エネルギー線重合性化合物をさらに含有してもよい。必要に応じて、光重合開始剤、光増感剤等を含有させてもよい。
活性エネルギー線重合性化合物としては、例えば分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマー;官能基含有化合物を2種以上反応させて得られ、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートオリゴマー等の(メタ)アクリロイルオキシ基含有化合物等の(メタ)アクリル系化合物が挙げられる。粘着剤組成物は、活性エネルギー線重合性化合物を、粘着剤組成物の固形分100質量部に対して0.1質量部以上含むことができ、10質量部以下、5質量部以下又は2質量部以下含むことができる。
光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルケトン等が挙げられる。光重合開始剤は、1種又は2種以上を含むことができる。粘着剤組成物が光重合開始剤を含むとき、その全含有量は、例えば粘着剤組成物の固形分100質量部に対し0.01質量部以上3.0質量部以下であってよい。
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、粘着性付与剤、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、上記粘着剤組成物の有機溶剤希釈液を基材上に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。粘着剤層は、粘着剤組成物を用いて形成された粘着シートを用いて形成することもできる。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粘着剤層とすることができる。
粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、例えば1μm以上100μm以下であることが好ましく、3μm以上50μm以下であることがより好ましく、20μm以上であってもよい。
光学積層体において、最も第1光学部材側に配置される粘着剤層の厚みは、最も画像表示素子40側に配置される粘着剤層の厚み以上であることが好ましい。このように粘着剤層の厚みを設定することで、光学積層体を屈曲させたときに生じ得るクラックの発生も防止しやすくなる。例えば、図3に示す光学積層体100において、貼合層25が粘着剤層である場合、粘着剤層31の厚みは貼合層25の厚み以上であることが好ましく、図4に示す光学積層体100において、粘着剤層31の厚みは貼合層25の厚み以上であることが好ましい。
(他の光学部材)
光学積層体100は他の光学部材を備え得る。光学積層体100を構成する光学部材は、通常の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。他の光学部材としては、例えば耐衝撃性フィルム、保護フィルム、保護層、基材フィルム、貼合層等が挙げられる。
光学積層体100は他の光学部材を備え得る。光学積層体100を構成する光学部材は、通常の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。他の光学部材としては、例えば耐衝撃性フィルム、保護フィルム、保護層、基材フィルム、貼合層等が挙げられる。
(耐衝撃性フィルム)
耐衝撃性フィルムは、着色層や偏光子板等を外部からの衝撃から保護するためのフィルムである。耐衝撃性フィルムは、熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂;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系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂などで構成することができる。耐衝撃性フィルムは、単層から構成されてもよいし、多層から構成されてもよい。耐衝撃性フィルムは、前面板に用いられる樹脂フィルムと同じであってもよい。
耐衝撃性フィルムは、着色層や偏光子板等を外部からの衝撃から保護するためのフィルムである。耐衝撃性フィルムは、熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂;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系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂などで構成することができる。耐衝撃性フィルムは、単層から構成されてもよいし、多層から構成されてもよい。耐衝撃性フィルムは、前面板に用いられる樹脂フィルムと同じであってもよい。
耐衝撃性フィルムの厚みは、例えば5μm以上100μm以下であることができ、好ましくは10μm以上90μm以下であり、より好ましくは20μm以上80μm以下である。厚みが5μm未満の場合には、着色層や偏光子の保護が不十分になることがあり、また取扱性の面でも不利である。厚みを100μm以下とすることは屈曲性を高める観点から好ましい。
(貼合層)
光学積層体100は、2つの層を接合するための貼合層を含むことができる。貼合層は、粘着剤又は接着剤から構成される層である。本明細書において、貼合層が粘着剤から構成される層である場合、該貼合層は第1光学部材と第2光学部材との間に存在しない。
光学積層体100は、2つの層を接合するための貼合層を含むことができる。貼合層は、粘着剤又は接着剤から構成される層である。本明細書において、貼合層が粘着剤から構成される層である場合、該貼合層は第1光学部材と第2光学部材との間に存在しない。
貼合層が粘着剤から構成される層である場合、貼合層の材料となる粘着剤組成物は、上述の粘着剤層用の粘着剤組成物を用いることができ、他の粘着剤、例えば上述の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。
貼合層の材料となる接着剤としては、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。
貼合層の厚みは特に限定されないが、貼合層として粘着剤から構成される層を使用する場合、10μm以上であることが好ましく、15μm以上であってもよく、20μm以上であってもよく、通常200μm以下であり、100μm以下であってもよく、50μm以下であってもよい。貼合層として接着剤から構成される層を使用する場合、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。
貼合層を介して貼合される対向する二つの表面は、予めコロナ処理、プラズマ処理、火炎処理等を行ってもよく、プライマー層等を有していてもよい。
(光学積層体の製造方法)
光学積層体100は、粘着剤層又は貼合層を介して光学積層体100を構成する層同士を公知のラミネーター、ロール、セル接合機等の装置を用いて貼合する工程を含む方法によって製造することができる。粘着剤層又は貼合層を介して層同士を貼合する場合には、密着力を調整する目的で貼合面の一方又は両方に対して、コロナ処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。コロナ処理の条件は適宜設定することができ、貼合面の一方の面と他の面とで条件が異なっていてもよい。
光学積層体100は、粘着剤層又は貼合層を介して光学積層体100を構成する層同士を公知のラミネーター、ロール、セル接合機等の装置を用いて貼合する工程を含む方法によって製造することができる。粘着剤層又は貼合層を介して層同士を貼合する場合には、密着力を調整する目的で貼合面の一方又は両方に対して、コロナ処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。コロナ処理の条件は適宜設定することができ、貼合面の一方の面と他の面とで条件が異なっていてもよい。
<表示装置>
本発明に係る表示装置200は、上記光学積層体100を含む。表示装置200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。表示装置はタッチパネル機能を有していてもよい。光学積層体100は、屈曲又は折り曲げ等が可能な可撓性を有する表示装置に好適である。表示装置において、光学積層体100は、第1光学部材10を外側(画像表示素子40側とは反対側)に向けて、表示装置の視認側に配置される。表示装置は、第1光学部材10を外側にして屈曲可能である。表示装置は、第1光学部材10を外側にして屈曲可能であり、好ましくは屈曲軸が移動可能である。
本発明に係る表示装置200は、上記光学積層体100を含む。表示装置200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。表示装置はタッチパネル機能を有していてもよい。光学積層体100は、屈曲又は折り曲げ等が可能な可撓性を有する表示装置に好適である。表示装置において、光学積層体100は、第1光学部材10を外側(画像表示素子40側とは反対側)に向けて、表示装置の視認側に配置される。表示装置は、第1光学部材10を外側にして屈曲可能である。表示装置は、第1光学部材10を外側にして屈曲可能であり、好ましくは屈曲軸が移動可能である。
本発明に係る表示装置は、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(スライド式画面拡張ディスプレイを含む。)等に好適である。
[層の厚み]
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、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、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。
[屈曲試験]
光学積層体を含む試験積層体を屈曲させたときの剥離の有無を測定した。試験積層体を前面板側が外側になるように屈曲半径4Rで屈曲し、10日間固定した。その後、光学積層体中の層間に剥離が生じているかを観察した。
光学積層体を含む試験積層体を屈曲させたときの剥離の有無を測定した。試験積層体を前面板側が外側になるように屈曲半径4Rで屈曲し、10日間固定した。その後、光学積層体中の層間に剥離が生じているかを観察した。
<実施例1>
(前面板)
厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製)の片面(視認側)に厚み10μmのハードコート層が形成されたフィルムを用いた。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った。
(前面板)
厚み50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製)の片面(視認側)に厚み10μmのハードコート層が形成されたフィルムを用いた。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った。
(着色部材)
カーボンブラックを含有する活性エネルギー線硬化型着色層形成用組成物(Samsung SDI社製「CR-BK0951L」)を準備した。アクリル系樹脂をガラス板(支持体)にコーティングして分離層(厚み:3.0μm)を形成した。分離層上に、上述の着色層形成用組成物を用いて乾燥後の厚みが1.4μmになるように着色層をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、着色層を部分的に形成した。次いで形成した着色層側の面に、特開2016-014877号公報における実施例1の組成物をコーティングして保護層(厚み:2.0μm)を形成した。このようにして、分離層/着色層/保護層の層構成を有する着色部材を支持体上に形成した。光学積層体の作製時には支持体を剥離した。フォトリソグラフィ法は着色層形成用組成物塗布工程、露光工程、現像工程及び熱硬化工程を含む。
カーボンブラックを含有する活性エネルギー線硬化型着色層形成用組成物(Samsung SDI社製「CR-BK0951L」)を準備した。アクリル系樹脂をガラス板(支持体)にコーティングして分離層(厚み:3.0μm)を形成した。分離層上に、上述の着色層形成用組成物を用いて乾燥後の厚みが1.4μmになるように着色層をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、着色層を部分的に形成した。次いで形成した着色層側の面に、特開2016-014877号公報における実施例1の組成物をコーティングして保護層(厚み:2.0μm)を形成した。このようにして、分離層/着色層/保護層の層構成を有する着色部材を支持体上に形成した。光学積層体の作製時には支持体を剥離した。フォトリソグラフィ法は着色層形成用組成物塗布工程、露光工程、現像工程及び熱硬化工程を含む。
(耐衝撃性フィルム)
厚み40μmのポリアミドイミドフィルムを耐衝撃性フィルムとして準備した。
厚み40μmのポリアミドイミドフィルムを耐衝撃性フィルムとして準備した。
(円偏光板)
トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(KC2UA、コニカミノルタ株式会社製、厚み25μm)に光配向膜を形成した。二色性色素と重合性液晶化合物とを含む組成物を光配向膜上に塗布し、配向、硬化させて厚み2.0μmの偏光子層を得た。この偏光子層上に、オーバーコート層形成用組成物(水100部、ポリビニルアルコール樹脂粉末(KL318、株式会社クラレ製、平均重合度18000)3部、架橋剤としてのポリアミドエポキシ樹脂(SR650(30)、住化ケムテックス株式会社製)1.5部を混合したもの)を、バーコート法により塗布し、温度80℃で3分間乾燥させてオーバーコート層を形成した。オーバーコート層の厚みは1.0μmであった。これにより、TACフィルム/光配向膜/偏光子層/オーバーコート層の層構造を有する直線偏光板を得た。
トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(KC2UA、コニカミノルタ株式会社製、厚み25μm)に光配向膜を形成した。二色性色素と重合性液晶化合物とを含む組成物を光配向膜上に塗布し、配向、硬化させて厚み2.0μmの偏光子層を得た。この偏光子層上に、オーバーコート層形成用組成物(水100部、ポリビニルアルコール樹脂粉末(KL318、株式会社クラレ製、平均重合度18000)3部、架橋剤としてのポリアミドエポキシ樹脂(SR650(30)、住化ケムテックス株式会社製)1.5部を混合したもの)を、バーコート法により塗布し、温度80℃で3分間乾燥させてオーバーコート層を形成した。オーバーコート層の厚みは1.0μmであった。これにより、TACフィルム/光配向膜/偏光子層/オーバーコート層の層構造を有する直線偏光板を得た。
位相差層は、λ/4層、貼合層、ポジティブC層及び基材フィルムがこの順に積層されたものであり、基材フィルムを除いた厚みが7μmであった。この貼合層は接着剤層からなり、厚みが2μmであった。λ/4層は、液晶化合物が硬化した層及び配向膜を有し、厚みが2μmであった。ポジティブC層は、液晶化合物が硬化した層及び配向膜を有し、厚みが3μmであった。基材フィルムは、厚み100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。
直線偏光板のオーバーコート層側と、位相差層のλ/4層側とを貼合層を介して貼合し、円偏光板を得た。この貼合層は粘着剤からなり、厚みが25μmであった。直線偏光子層の吸収軸と、位相差層の遅相軸とのなす角度は45°であった。
(光学積層体の作製)
前面板/接着剤層/着色部材(分離層/着色層/保護層)/粘着剤層/耐衝撃性フィルム/粘着剤層/円偏光板/貼合層の構成を有する光学積層体を作製した。接着剤層はUV硬化型接着剤からなる層であり、厚みは1.5μmであった。貼合層及び粘着剤層はアクリル系粘着剤層であり、厚みは25μmであった。この光学積層体を画像表示素子40の代わりにプラスチック板に貼合し、試験積層体を得た。
前面板/接着剤層/着色部材(分離層/着色層/保護層)/粘着剤層/耐衝撃性フィルム/粘着剤層/円偏光板/貼合層の構成を有する光学積層体を作製した。接着剤層はUV硬化型接着剤からなる層であり、厚みは1.5μmであった。貼合層及び粘着剤層はアクリル系粘着剤層であり、厚みは25μmであった。この光学積層体を画像表示素子40の代わりにプラスチック板に貼合し、試験積層体を得た。
得られた光学積層体100を図9に示す。光学積層体100は、第1光学部材10と、他の光学部材50と、粘着剤層31と、他の光学部材60と、粘着剤層32と、他の光学部材70と、第2光学部材20とをこの順に含む。第1光学部材10は、前面板11と、貼合層121と、分離層122と、着色層12とをこの順に含む。第2光学部材20は、偏光子21と、オーバーコート層211と、貼合層22と、配向膜231と、第1位相差層23と、貼合層232と、第2位相差層24と、配向膜241と、貼合層25とをこの順に含む。他の光学部材50は、着色部材の保護層である。他の光学部材60は、耐衝撃性フィルムである。他の光学部材70は、偏光子の保護フィルム71と配向膜711とを含む。第1光学部材10の厚みは65.9μm、第2光学部材の厚みは60μmであった。
実施例1の光学積層体100において、第1光学部材10の面積と、第2光学部材20の面積と、プラスチック板の面積とを表1にそれぞれ示す。実施例1において、第1光学部材10の面積は、第2光学部材20の面積よりも大きかった。プラスチック板の面積は、第2光学部材20の面積よりも小さかった。第1光学部材10と第2光学部材20との間にある光学部材の面積は、第1光学部材10の面積と同じであった。粘着剤層31の面積は、第1光学部材10の面積と同じであった。粘着剤層32の面積は、165.80×126.89mm2であり、第1光学部材10の面積よりも小さく、第2光学部材20の面積よりも大きかった。
<実施例2>
第1光学部材10の面積と、第2光学部材20と、プラスチック板の面積とを表1に示す値としたこと以外は、実施例1と同じ方法で光学積層体を作製した。実施例2において、第1光学部材10の面積は、第2光学部材20の面積よりも大きかった。プラスチック板の面積は、第2光学部材20の面積と同じであった。粘着剤層31の面積は、第1光学部材10の面積と同じであった。粘着剤層32の面積は、165.80×126.89mm2であり、第1光学部材10の面積よりも小さく、第2光学部材20の面積よりも大きかった。
第1光学部材10の面積と、第2光学部材20と、プラスチック板の面積とを表1に示す値としたこと以外は、実施例1と同じ方法で光学積層体を作製した。実施例2において、第1光学部材10の面積は、第2光学部材20の面積よりも大きかった。プラスチック板の面積は、第2光学部材20の面積と同じであった。粘着剤層31の面積は、第1光学部材10の面積と同じであった。粘着剤層32の面積は、165.80×126.89mm2であり、第1光学部材10の面積よりも小さく、第2光学部材20の面積よりも大きかった。
<比較例1>
第1光学部材10の面積と、第2光学部材20と、プラスチック板の面積とを表1に示す値としたこと以外は、実施例1と同じ方法で光学積層体を作製した。比較例1において、第1光学部材10の面積と、第2光学部材20の面積とは、同じであった。
第1光学部材10の面積と、第2光学部材20と、プラスチック板の面積とを表1に示す値としたこと以外は、実施例1と同じ方法で光学積層体を作製した。比較例1において、第1光学部材10の面積と、第2光学部材20の面積とは、同じであった。
<比較例2>
第1光学部材10の面積と、第2光学部材20と、プラスチック板の面積とを表1に示す値としたこと、及び第2光学部材の厚みを90μmとしたこと以外は、実施例1と同じ方法で光学積層体を作製した。比較例2において、第1光学部材10の面積と、第2光学部材20の面積とは、同じであった。
第1光学部材10の面積と、第2光学部材20と、プラスチック板の面積とを表1に示す値としたこと、及び第2光学部材の厚みを90μmとしたこと以外は、実施例1と同じ方法で光学積層体を作製した。比較例2において、第1光学部材10の面積と、第2光学部材20の面積とは、同じであった。
実施例及び比較例の光学積層体について、屈曲試験を行った結果を表1に示す。実施例1及び実施例2の光学積層体は、粘着剤層において剥離が見られず、粘着剤層における浮きも抑制されていた。
100 光学積層体、200 表示装置、10 第1光学部材、11 前面板、111 ハードコート層、12 着色層、121 貼合層、122 分離層、20 第2光学部材、21 偏光子、211 オーバーコート層、22,232,25 貼合層、23,24 位相差層、231,241 配向膜、31,32,33 粘着剤層、40 画像表示素子、50,60,70 他の光学部材、71 保護フィルム、711 配向膜。
Claims (10)
- 第1光学部材と、粘着剤層と、第2光学部材と、をこの順に備え、
前記第1光学部材は前面板と着色層とを含み、
前記第2光学部材は偏光子を含み、
前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積は、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積よりも大きい、光学積層体。 - 前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積に対して、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積の割合は98.0%以上99.9%以下である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積と前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積との差は、100mm2以上500mm2以下である、請求項1又は2に記載の光学積層体。
- 前記粘着剤層を積層方向から見たときの面積は、前記第1光学部材を積層方向から見たときの面積以下であり、かつ、前記第2光学部材を積層方向から見たときの面積以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記第2光学部材は位相差層をさらに含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記前面板はポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記第1光学部材は、前記光学積層体が表示装置に用いられたときに前記表示装置の最表面を構成する、請求項1~6のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記第2光学部材は、前記光学積層体が表示装置に用いられたときに画像表示素子に接する、請求項1~7のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の光学積層体を含む表示装置。
- 前記第1光学部材を外側にして屈曲可能であり、屈曲軸が移動可能である、請求項9に記載の表示装置。
Applications Claiming Priority (2)
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JP2021009505 | 2021-01-25 | ||
JP2021009505 | 2021-01-25 |
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