JP2022134304A - 光学積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】高温と低温とを繰り返す環境下に曝された場合に多数のクラックが発生することを抑制することができる光学積層体を提供する。【解決手段】光学積層体は、偏光子の片面又は両面に保護フィルムを設けた偏光板と、偏光板の片面に設けられた粘着剤層とを有する。偏光子は、その吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺に、平面視において2以上の凹部が並ぶことによって形成された凹凸構造を有する。凹凸構造における凹部のピッチは0.2mm以上であり、凹部の深さは0.1mm以下である。【選択図】図2
Description
本発明は、光学積層体に関する。
偏光板は、液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置を構成する光学部品の一つとして用いられている。偏光板は、偏光子の片面又は両面に保護フィルムを積層した積層構造を有する。偏光子としては、ポリビニルアルコール樹脂フィルムを延伸、染色等して得られるものが好適に用いられている(例えば、特許文献1等)。
表示装置に偏光板を組み入れる場合、通常、偏光板は粘着剤層を介して表示パネル等の画像表示素子に貼合される。このような画像表示素子に貼合された偏光板を、高温と低温とを繰り返すような急激な温度変化のある環境に曝すと、偏光子の吸収軸方向に沿って多数のクラック(割れ)が発生する場合があることが見出された。
本発明は、高温と低温とを繰り返す環境下に曝された場合に多数のクラックが発生することを抑制することができる光学積層体の提供を目的とする。
本発明は、以下の光学積層体を提供する。
〔1〕 偏光子の片面又は両面に保護フィルムを設けた偏光板と、前記偏光板の片面に設けられた粘着剤層とを有する光学積層体であって、
前記偏光子は、その吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺に、平面視において2以上の凹部が並ぶことによって形成された凹凸構造を有し、
前記凹凸構造における前記凹部のピッチは、0.2mm以上であり、
前記凹部の深さは、0.1mm以下である、光学積層体。
〔2〕 前記凹部の輪郭線のうちの開始点を除く部分は、下記[a]~[c]のうちのいずれかの形状である、〔1〕に記載の光学積層体。
[a]全体が微分可能な形状である、
[b]変曲点を有し、前記変曲点を除く部分が微分可能な形状である、
[c]前記端辺に対して垂直な直線及び前記直線に連なる線を有し、前記線が微分可能な形状である。
〔3〕 前記2以上の凹部は、互いに隣合う第1凹部と第2凹部とを含み、
前記凹凸構造は、前記第1凹部の前記第2凹部側の開始点と、前記第2凹部の前記第1凹部側の開始点とが接して配置された構造を含む、〔1〕又は〔2〕に記載の光学積層体。
〔4〕 前記第1凹部の、前記第2凹部と接する側の開始点から前記第1凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側に突出する曲線部分を含む、〔3〕に記載の光学積層体。
〔5〕 前記第1凹部の、前記第2凹部と接する側の開始点から前記第1凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側とは反対側に突出する曲線部分を含む、〔4〕に記載の光学積層体。
〔6〕 前記2以上の凹部は、互いに隣合う第3凹部と第4凹部とを含み、
前記凹凸構造は、前記第3凹部の前記第4凹部側の開始点と、前記第4凹部の前記第3凹部側の開始点とが離隔して配置された構造を含む、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔7〕 前記第3凹部の、前記第4凹部側の開始点から前記第3凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側に突出する曲線部分を含む、〔6〕に記載の光学積層体。
〔8〕 前記第3凹部の、前記第4凹部側の開始点から前記第3凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側とは反対側に突出する曲線部分を含む、〔7〕に記載の光学積層体。
〔9〕 前記凹凸構造は、前記端辺のうちの少なくとも中央領域に設けられている、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔1〕 偏光子の片面又は両面に保護フィルムを設けた偏光板と、前記偏光板の片面に設けられた粘着剤層とを有する光学積層体であって、
前記偏光子は、その吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺に、平面視において2以上の凹部が並ぶことによって形成された凹凸構造を有し、
前記凹凸構造における前記凹部のピッチは、0.2mm以上であり、
前記凹部の深さは、0.1mm以下である、光学積層体。
〔2〕 前記凹部の輪郭線のうちの開始点を除く部分は、下記[a]~[c]のうちのいずれかの形状である、〔1〕に記載の光学積層体。
[a]全体が微分可能な形状である、
[b]変曲点を有し、前記変曲点を除く部分が微分可能な形状である、
[c]前記端辺に対して垂直な直線及び前記直線に連なる線を有し、前記線が微分可能な形状である。
〔3〕 前記2以上の凹部は、互いに隣合う第1凹部と第2凹部とを含み、
前記凹凸構造は、前記第1凹部の前記第2凹部側の開始点と、前記第2凹部の前記第1凹部側の開始点とが接して配置された構造を含む、〔1〕又は〔2〕に記載の光学積層体。
〔4〕 前記第1凹部の、前記第2凹部と接する側の開始点から前記第1凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側に突出する曲線部分を含む、〔3〕に記載の光学積層体。
〔5〕 前記第1凹部の、前記第2凹部と接する側の開始点から前記第1凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側とは反対側に突出する曲線部分を含む、〔4〕に記載の光学積層体。
〔6〕 前記2以上の凹部は、互いに隣合う第3凹部と第4凹部とを含み、
前記凹凸構造は、前記第3凹部の前記第4凹部側の開始点と、前記第4凹部の前記第3凹部側の開始点とが離隔して配置された構造を含む、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔7〕 前記第3凹部の、前記第4凹部側の開始点から前記第3凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側に突出する曲線部分を含む、〔6〕に記載の光学積層体。
〔8〕 前記第3凹部の、前記第4凹部側の開始点から前記第3凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側とは反対側に突出する曲線部分を含む、〔7〕に記載の光学積層体。
〔9〕 前記凹凸構造は、前記端辺のうちの少なくとも中央領域に設けられている、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の光学積層体。
本発明の光学積層体は、高温と低温とを繰り返す環境下に曝された場合にクラックが多数発生することを抑制することができる。
以下、図面を参照して光学積層体の好ましい実施形態について説明する。以下のすべての図面は、本発明の理解を助けるために示すものであり、図面に示される各構成要素のサイズや形状は、実際の構成要素のサイズや形状とは必ずしも一致しない。また、各図面において、先に説明した部材と同じ部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
図1は、本発明の一実施形態に係る光学積層体を模式的に示す平面図である。図2は、図1に示す光学積層体の破線囲み部分の拡大図である。図3は、図1に示す光学積層体のx-x’断面を模式的に示す断面図である。
(光学積層体の層構造)
光学積層体50は、図3に示すように、偏光子11の片面に保護フィルム12を設けた偏光板10と、偏光板10の片面に設けられた粘着剤層21とを有する。図3に示す光学積層体50では、偏光板10と粘着剤層21とは直接接している。図3に示す光学積層体50では、偏光板10の偏光子11側に粘着剤層21を設けているが、偏光板10の保護フィルム12側に粘着剤層21を設けてもよい。また、図3に示す光学積層体50では、偏光子11の片面に保護フィルム12を設けているが、偏光子11の両面に保護フィルム12を設けてもよい。保護フィルム12は、接着剤層又は粘着剤層(図示せず)を介して偏光子11に積層される。保護フィルム12は通常、偏光子11から剥離できない密着力で偏光子11に積層される。
光学積層体50は、図3に示すように、偏光子11の片面に保護フィルム12を設けた偏光板10と、偏光板10の片面に設けられた粘着剤層21とを有する。図3に示す光学積層体50では、偏光板10と粘着剤層21とは直接接している。図3に示す光学積層体50では、偏光板10の偏光子11側に粘着剤層21を設けているが、偏光板10の保護フィルム12側に粘着剤層21を設けてもよい。また、図3に示す光学積層体50では、偏光子11の片面に保護フィルム12を設けているが、偏光子11の両面に保護フィルム12を設けてもよい。保護フィルム12は、接着剤層又は粘着剤層(図示せず)を介して偏光子11に積層される。保護フィルム12は通常、偏光子11から剥離できない密着力で偏光子11に積層される。
光学積層体50は、図3に示すように、さらに、粘着剤層21の偏光板10とは反対側に離型フィルム22を有していてもよい。光学積層体50は、偏光板10と粘着剤層21との間に位相差層等の他の光学機能層を有していてもよい。光学積層体50は、偏光板10の粘着剤層21側とは反対側に表面処理層を有していてもよい。光学積層体50はさらに、偏光板10の粘着剤層21とは反対側の表面に、又は、表面処理層の偏光板10とは反対側の表面に、光学積層体50の製造や輸送、表示装置等への組込みにおいて当該表面の傷つき等を抑制するためのプロテクトフィルムを有していてもよい。プロテクトフィルムは、上記表面に対して剥離可能なフィルムである。
偏光板10は直線偏光板である。偏光板10が有する偏光子11は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素等の二色性物質が吸着配向した吸収型の偏光子である。図1に示す光学積層体50の平面図において、偏光子11の吸収軸の方向は上下方向である。粘着剤層21は、光学積層体50を表示装置等に組み入れる際に、画像表示素子等の被着体に貼合するために用いられる。粘着剤層21は通常、偏光板10の全面に亘って設けられる。
(凹凸構造)
光学積層体50は、例えば図1に示すように平面視において略矩形状を有することができる。このような光学積層体50では、図1に示す光学積層体50の平面視における4つの端辺51,52のうち、偏光子11の吸収軸方向と交差する方向(以下、「交差方向」ということがある。)に延びる端辺51上に2以上の凹部60が並ぶことによって形成された凹凸構造を有する。図1に示す光学積層体50において、吸収軸は偏光子11の面内にあり、交差方向も偏光子11の面内に設定される方向である。図1に示す光学積層体50では、偏光子11の吸収軸に交差する方向に延びる端辺51の全長にわたって凹凸構造を有する場合を示している。
光学積層体50は、例えば図1に示すように平面視において略矩形状を有することができる。このような光学積層体50では、図1に示す光学積層体50の平面視における4つの端辺51,52のうち、偏光子11の吸収軸方向と交差する方向(以下、「交差方向」ということがある。)に延びる端辺51上に2以上の凹部60が並ぶことによって形成された凹凸構造を有する。図1に示す光学積層体50において、吸収軸は偏光子11の面内にあり、交差方向も偏光子11の面内に設定される方向である。図1に示す光学積層体50では、偏光子11の吸収軸に交差する方向に延びる端辺51の全長にわたって凹凸構造を有する場合を示している。
図1では、光学積層体50を構成するすべての層が凹凸構造を有する場合について示しているが、これに限定されない。光学積層体50は、少なくとも偏光子11が吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺51に凹凸構造を有していればよく、保護フィルム12、粘着剤層21、離型フィルム22、光学機能層、表面処理層、プロテクトフィルム等の偏光子11以外の光学積層体50を構成する層は、凹凸構造を有していてもよく、凹凸構造を有していなくてもよい。凹凸構造が有する凹部の数は、2以上であり、5以上であってもよく、10以上であってもよく、20以上であってもよい。凹凸構造が有する凹部の数の上限は特に限定されず、端辺51の長さ等に応じて設定すればよい。
凹凸構造における凹部60のピッチpは、0.2mm以上であり、0.5mm以上であってもよく、1.0mm以上であってもよく、1.5mm以上であってもよく、2.5mm以上であってもよく、3.0mm以上であってもよく、4.0mm以上であってもよく、通常20mm以下であり、15mm以下であってもよく、10mm以下であってもよく、8.0mm以下であってもよい。凹部60のピッチpは、図2及び後述する図4~図11に示すように、隣合う凹部60,60において各凹部60の中央(凹部60が並ぶ方向の中央)の位置の間の距離(凹部60が並ぶ方向に沿う距離)である。凹凸構造が3以上の凹部60を有する場合、隣合う凹部60の距離は、上記したピッチpの範囲内であれば、いずれの部分においても同じであってもよく、異なっていてもよい。
凹凸構造における凹部60の深さdは、0.1mm以下であり、0.07mm以下であってもよく、0.05mm以下であってもよく、0.01mm以下であってもよく、通常、0.001mm以上であり、0.005mm以上であってもよい。凹部60の深さdは、凹凸構造における2以上の凹部60のうちの最も深い凹形状を有する凹部60の、最も深い部分の深さをいう。凹凸構造を構成する2以上の凹部60の深さは、互いに異なっていてもよく、互いに同じであってもよい。凹凸構造に含まれるすべての凹部60の深さが、上記の範囲内であることが好ましい。
端辺51が上記の凹凸構造を有することにより、粘着剤層21を介して光学積層体50を画像表示素子等の被着体に貼合した状態で、高温と低温とを繰り返すような急激な温度変化のある環境に光学積層体50を曝した場合にも、光学積層体50の偏光子11の吸収軸方向に沿って多数のクラック(割れ)が発生することを抑制することができる。
このようにクラックの発生を抑制することができる理由は、次のように推測される。すなわち、光学積層体を画像表示素子に貼り合せると、光学積層体はその全面で画像表示素子上に固定される。この状態で、急激な温度変化のある環境に光学積層体を曝すと、温度変化に伴い偏光子の吸収軸方向に収縮しようとする収縮力が発生する。これと同時に、偏光子には交差方向(吸収軸と交差する方向)に収縮しようとする収縮力も僅かながら発生する。このとき、光学積層体は、画像表示素子に全面で固定されているため、偏光子に発生した上記2つの収縮力は、光学積層体の面内中心付近よりも周辺の端辺に集中しやすい。そして、端辺に集中した収縮力のうち、交差方向に収縮しようとする収縮力は、吸収軸方向に沿ったクラックを偏光子に生じさせる原因となり得る。
図1に示す光学積層体50は、上記のような収縮力が集中する端辺51に凹凸構造を有している。端辺51に並んだ互いに隣合う2つの凹部の間では、図2に白抜きの矢印で示すように、一方の凹部から交差方向に他方の凹部との間に向けて働く収縮力と、他方の凹部から交差方向に一方の凹部との間に向けて働く収縮力と、が互い向き合うことになる。互いに向き合った二つの収縮力は互いに打ち消し合うので、互いに隣合う2つの凹部の間では、交差方向に収縮しようとする収縮力が生じにくく、その結果、偏光子11には吸収軸方向に沿ったクラックが生じにくくなると推測される。
図2に示す凹凸構造における凹部60(第1凹部60a,第2凹部60b)は、平面視において、開始点s1から開始点s2までの輪郭線、及び、開始点s2から開始点s3までの輪郭線によって区画される領域である。開始点s1~s3は、凹凸構造の輪郭線において、光学積層体50側へ凹状に入り込むことを開始する位置である。図2に示す凹凸構造は、開始点s2において、第1凹部60aの開始点と第2凹部60bの開始点とが接して配置された構造を有している。したがって、開始点s2は、第1凹部60aの第2凹部60b側の開始点にもなり、第2凹部60bの第1凹部60a側の開始点にもなる。
図2に示す凹凸構造の第1凹部60aにおいて、第2凹部60bと接する側の開始点s2から底部61に向かう輪郭線は、光学積層体50側に突出する曲線部分62と、光学積層体50側とは反対側に突出する曲線部分63とを含む。第1凹部60aの開始点s1から底部61に向かう輪郭線も、同様に曲線部分62及び曲線部分63を含む。第2凹部60bも、第1凹部60aと同様に、曲線部分62及び曲線部分63を含む。第1凹部60a及び第2凹部60bでは、各開始点s1~s3から底部61に向かって、曲線部分63及び曲線部分62がこの順に配置される。凹部60における底部61は、各凹部60において最も深い部分をいい、図2及び後述する図4~図6に示す凹部60では最も深い部分は1点となるが、後述する図7~図9に示す凹部60では最も深い部分が、凹部60が並ぶ方向に沿った直線状の部分となる。光学積層体50側に突出する曲線部分とは、平面視において光学積層体50に向かって凹となる曲線状の輪郭線をいい、光学積層体50側とは反対側に突出する曲線部分とは、平面視において光学積層体50とは反対側に向かって凸となる曲線状の輪郭線をいう。
凹凸構造の凹部60の形状は、図2に示す形状に限らず、例えば、図4~図9に示す形状であってもよい。図4~図9は、本発明の他の実施形態に係る光学積層体の一部を模式的に示す平面図である。
図4に示す凹凸構造における凹部60(第1凹部60c,第2凹部60d)は、平面視において、開始点s4から開始点s5までの輪郭線、及び、開始点s6から開始点s7までの輪郭線によって区画される領域である。開始点s4~s7は、凹凸構造の輪郭線において、光学積層体50側へ凹状に入り込むことを開始する位置である。図4に示す凹凸構造は、第1凹部60cの第2凹部60d側の開始点s5と、第2凹部60dの第1凹部60c側の開始点s6とが離隔して配置された構造を有している。図4に示す凹凸構造において開始点s5と開始点s6とを結ぶ輪郭線は、凹部60が並ぶ方向に沿った直線となっている。
図4に示す凹凸構造の第1凹部60cにおいて、開始点s4又はs5から底部61に向かう輪郭線は、光学積層体50側に突出する曲線部分62を含み、この曲線部分62のみによって構成されていてもよい。同様に、第2凹部60dにおいても、開始点s6又はs7から底部61に向かう輪郭線は、曲線部分62を含み、曲線部分62のみによって構成されていてもよい。
図5に示す凹凸構造における凹部60(第1凹部60e,第2凹部60f)は、平面視において、開始点s8から開始点s9までの輪郭線、及び、開始点s10から開始点s11までの輪郭線によって区画される領域である。開始点s8~s11は、凹凸構造の輪郭線において、光学積層体50側へ凹状に入り込むことを開始する位置である。図5に示す凹凸構造は、第1凹部60eの第2凹部60f側の開始点s9と、第2凹部60fの第1凹部60e側の開始点s10とが離隔して配置された構造を有している。図5に示す凹凸構造において開始点s9と開始点s10とを結ぶ輪郭線は、凹部60が並ぶ方向に沿った直線となっている。
図5に示す凹凸構造の第1凹部60eにおいて、開始点s8又はs9から底部61に向かう輪郭線は、光学積層体50側に突出する曲線部分62と、光学積層体50側とは反対側に突出する曲線部分63とを含む。第2凹部60fも、第1凹部60eと同様に、曲線部分62及び曲線部分63を含む。第1凹部60e及び第2凹部60fでは、各開始点s8~s11から底部61に向かって、曲線部分63及び曲線部分62がこの順に配置されている。
図6に示す凹凸構造における凹部60(第1凹部60g,第2凹部60h)は、平面視において、開始点s12から開始点s13までの輪郭線、及び、開始点s13から開始点s14までの輪郭線によって区画される領域である。開始点s12~s14は、凹凸構造の輪郭線において、光学積層体50側へ凹状に入り込むことを開始する位置である。図6に示す凹凸構造は、開始点s13において、第1凹部60gの開始点と第2凹部60hの開始点とが接して配置された構造を有している。したがって、開始点s13は、第1凹部60gの第2凹部60h側の開始点にもなり、第2凹部60hの第1凹部60g側の開始点にもなる。
図6に示す凹凸構造の第1凹部60gにおいて、第2凹部60hと接する側の開始点s13から底部61に向かう輪郭線は、光学積層体50側に突出する曲線部分62を含み、この曲線部分62のみによって構成されていてもよい。第1凹部60gの開始点s12から底部61に向かう輪郭線も同様に、曲線部分62含んでいてもよく、曲線部分62のみによって構成されていてもよい。同様に、第2凹部60hにおいても、開始点s13又はs14から底部61に向かう輪郭線は、曲線部分62を含み、曲線部分62のみによって構成されていてもよい。
図7に示す凹凸構造における凹部60(第1凹部60i,第2凹部60j)は、平面視において、開始点s15から開始点s16までの輪郭線、及び、開始点s17から開始点s18までの輪郭線によって区画される領域である。開始点s15~s18は、凹凸構造の輪郭線において、光学積層体50側へ凹状に入り込むことを開始する位置である。図7に示す凹凸構造は、第1凹部60iの第2凹部60j側の開始点s16と、第2凹部60jの第1凹部60i側の開始点s17とが離隔して配置された構造を有している。図7に示す凹凸構造において開始点s16と開始点s17とを結ぶ輪郭線は、凹部60が並ぶ方向に沿った直線となっている。
図7に示す凹凸構造の第1凹部60iにおいて、開始点s15又はs16から底部61に向かう輪郭線は、光学積層体50側に突出する曲線部分62を含み、この曲線部分62のみによって構成されていてもよい。同様に、第2凹部60jにおいても、開始点s17又はs18から底部61に向かう輪郭線は、曲線部分62を含み、曲線部分62のみによって構成されていてもよい。
図8に示す凹凸構造における凹部60(第1凹部60k,第2凹部60m)は、平面視において、開始点s19から開始点s20までの輪郭線、及び、開始点s21から開始点s22までの輪郭線によって区画される領域である。開始点s19~s22は、凹凸構造の輪郭線において、光学積層体50側へ凹状に入り込むことを開始する位置である。図8に示す凹凸構造は、第1凹部60kの第2凹部60m側の開始点s20と、第2凹部60mの第1凹部60k側の開始点s21とが離隔して配置された構造を有している。図8に示す凹凸構造において開始点s20と開始点s21とを結ぶ輪郭線は、凹部60が並ぶ方向に沿った直線となっている。
図8に示す凹凸構造の第1凹部60kにおいて、開始点s19又はs20から底部61に向かう輪郭線は、光学積層体50側に突出する曲線部分62と、光学積層体50側とは反対側に突出する曲線部分63とを含む。第2凹部60mも、第1凹部60kと同様に、曲線部分62及び曲線部分63を含む。第1凹部60k及び第2凹部60mでは、各開始点s19~s22から底部61に向かって、曲線部分63及び曲線部分62がこの順に配置されている。
図9に示す凹凸構造における凹部60(第1凹部60n,第2凹部60p)は、平面視において、開始点s23から開始点s24までの輪郭線、及び、開始点s24から開始点s25までの輪郭線によって区画される領域である。開始点s23~s25は、凹凸構造の輪郭線において、光学積層体50側へ凹状に入り込むことを開始する位置である。図9に示す凹凸構造は、開始点s24において、第1凹部60nの開始点と第2凹部60pの開始点とが接して配置された構造を有している。したがって、開始点s24は、第1凹部60nの第2凹部60p側の開始点にもなり、第2凹部60pの第1凹部60n側の開始点にもなる。
図9に示す凹凸構造の第1凹部60nにおいて、第2凹部60pと接する側の開始点s24から底部61に向かう輪郭線は、光学積層体50側に突出する曲線部分62を含み、この曲線部分62のみによって構成されていてもよい。第1凹部60nの開始点s23から底部61に向かう輪郭線も同様に、曲線部分62を含んでいてもよく、曲線部分62のみによって構成されていてもよい。同様に、第2凹部60pにおいても、開始点s24又はs25から底部61に向かう輪郭線は、曲線部分62を含み、曲線部分62のみによって構成されていてもよい。
図2~図9に示すように、凹部60の輪郭線のうちの開始点S1~S25を除く部分は、下記[a]~[c]のうちのいずれかの形状であることが好ましい。
[a]全体が微分可能な形状である、
[b]変曲点を有し、当該変曲点を除く部分が微分可能な形状である、
[c]偏光子11の吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺51に対して垂直な直線と、当該直線に連なる線とを有し、当該線が微分可能な形状である。
[a]全体が微分可能な形状である、
[b]変曲点を有し、当該変曲点を除く部分が微分可能な形状である、
[c]偏光子11の吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺51に対して垂直な直線と、当該直線に連なる線とを有し、当該線が微分可能な形状である。
微分可能な形状であるとは、端辺51が延びる方向をx軸とし、x軸に直交する方向をy軸とする直交座標系を規定した場合に、対象となる部分の範囲にある点がいずれも極限値をもち、当該点における右微分係数と左微分係数とが一致することをいう。対象となる部分とは、上記[a]では、凹部60の平面視における輪郭線のうちの上記開始点を除く部分全体であり、上記[b]では、凹部60の平面視における輪郭線のうちの上記開始点及び変曲点を除く部分全体であり、上記[c]では、上記線である。図10及び図11は、凹部の形状を説明するための平面図であるが、図10に示すように凹部60の底部61が角を有する場合や、図11に示すように凹部60の底部61の端部から開始点に向かう部分に角を有する場合等は、微分可能な形状には該当しない。
上記[a]の形状は、凹部60の輪郭線のうちの開始点S1~S25を除く部分の全体が微分可能な形状であり、例えば図2、図4、図6、図7、及び図9に示す凹部60の形状である。
上記[b]の形状は、凹部60の輪郭線のうちの開始点S1~S25を除く部分が変曲点P1~P8を有し、当該変曲点P1~P8を除く部分が微分可能な形状である。上記[b]の形状は、上記[a]以外の形状であり、凹部60の輪郭線(開始点を除く)の変曲点P1~P8では微分可能ではない(微分不可能である)が、輪郭線(開始点を除く)の変曲点P1~P8以外の点では微分可能である形状である。上記[b]の形状では、変曲点P1~P8を除く部分のうちの変曲点P1~P8に接する部分は曲線であるが、変曲点P1~P8に接する部分以外の部分は、曲線であっても直線であってもよい。上記[b]の形状は、例えば、図5及び図8に示す形状である。
上記[c]の形状は、凹部60の輪郭線のうちの開始点S1~S25を除く部分が、端辺51に対して垂直な直線及び当該直線に連なる線を有し、当該線が微分可能な形状である。上記[c]の形状では、端辺51に対して垂直な直線部分は微分可能な形状ではない(微分不可能である)が、この直線部分以外は微分可能な形状である。端辺51に対して記垂直な直線に連なる線は、当該直線に接する部分は曲線であるが、当該直線に接する部分以外の部分は、曲線であっても直線であってもよい。
凹部60の輪郭線のうちの開始点を除く部分が上記[a]~[c]のうちのいずれかの形状を有することにより、凹部60の輪郭線のうちの開始点を除く部分が上記[a]~[c]のうちのいずれかの形状ではない場合、すなわち底部61に角を有する場合(図10)及び底部61の端部から開始点に向かう部分に角を有する場合(図11)に比較すると、底部61に蓄積した応力が解放されやすくなると考えられる。これにより、光学積層体50の吸収軸方向に沿って多数のクラックが発生することを抑制しやすくなる。
凹凸構造は、図1に示すように、端辺51の全長にわたって設けられていてもよいが、端辺51の一部に設けられていてもよい。端辺51の一部に凹凸構造が設けられている場合、凹凸構造は端辺51の中央領域に設けられることが好ましい。交差方向の収縮量は、端辺51の端部では大きく、中央領域では比較的小さい。したがって、収縮量の大きな端部では、収縮に伴う応力集中が小さいことを意味する。端辺51の中央領域は、端辺51の端部を除く領域であればよいが、端辺51の長さ方向の中央を中心として、端辺51の全長の半分以上の長さにわたって設けられることが好ましい。
光学積層体50の平面視形状は、特に限定されず、四角形や五角形等の多角形;多角形の角部を角丸形状とした角丸多角形;円形状;楕円形状;半円形状;扇形状等が挙げられる。光学積層体50の平面視形状が長方形又は角丸長方形である場合、例えば、長辺は、30mm以上300mm以下であってもよく、50mm以上250mm以下であってもよく、また、短辺は20mm以上250mm以下であってもよく、30mm以上200mm以下であってもよい。光学積層体50が角丸長方形である場合、角丸部分を介して連続する2つの辺の境界は、角丸部分の輪郭長さを二等分する位置として、長辺の長さ及び短辺の長さを決定する。長方形又は角丸長方形である光学積層体50において、偏光子11の吸収軸は短辺と平行な方向であってもよく、長辺と平行な方向であってもよい。
凹凸構造は、光学積層体50が有するすべての端辺に設けてもよく、偏光子11の吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺にのみ設けてもよい。光学積層体50の端辺が直線ではない場合、当該端辺のうち、偏光子11の吸収軸方向と交差する方向に延在する部分にのみ凹凸構造を設けてもよい。
光学積層体50の平面視形状は、方形又は角丸方形であってもよい。方形とは長方形又は正方形をいい、角丸方形とは方形が有する角部のうちの少なくとも1つが角丸形状である形状をいう。光学積層体50の平面視形状が方形又は角丸方形であり、偏光子11の吸収軸方向が光学積層体50のいずれかの辺に平行である場合、凹凸構造は、光学積層体50の吸収軸方向と直交する交差方向に平行な一対の辺のうちの一方又は両方にのみ設けてもよい。光学積層体50の平面視形状が方形又は角丸方形であり、偏光子11の吸収軸方向が光学積層体50のいずれの辺とも平行でない場合(例えば吸収軸方向が光学積層体50の辺と30°~60°の角度をなす場合)、凹凸構造は、光学積層体50のすべての辺に設けてもよく、光学積層体50の4つの辺のうちの1つのみに設けてもよく、互いに平行な2辺のうちの一方にのみそれぞれ設ける(すなわち、互いに交差する方向に延びる2つの辺にのみ設ける)ようにしてもよい。光学積層体50が角丸形状である場合、凹凸形状は、角丸部分に設けてもよいが、角丸部分以外の直線部分にのみ設けることが好ましい。
光学積層体50の端辺51に設けられた凹凸形状は、公知の方法によって形成することができ、例えば、端辺51に対してレーザー加工、エンドミル等の切削工具による切削加工、打抜き加工等によって形成することができる。
以下、本実施形態の光学積層体で用いた各部材の詳細について説明する。
(偏光子)
偏光子は、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。偏光子は、ポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略すこともある。)系樹脂フィルムに、ヨウ素等の二色性物質が吸着配向しているものである。PVA系樹脂フィルムとしては、例えば、PVA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が好ましい。
(偏光子)
偏光子は、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。偏光子は、ポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略すこともある。)系樹脂フィルムに、ヨウ素等の二色性物質が吸着配向しているものである。PVA系樹脂フィルムとしては、例えば、PVA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が好ましい。
PVA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。
PVA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。PVA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。PVA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。PVA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。
PVA系樹脂フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂を製膜してなる未延伸フィルムであってもよく、この未延伸フィルムを延伸した延伸フィルムであってもよい。PVA系樹脂フィルムが延伸フィルムである場合、縦一軸延伸された延伸フィルムであることが好ましく、乾式延伸された延伸フィルムであることが好ましい。PVA系樹脂フィルムが延伸フィルムである場合の延伸倍率は、通常は1.1~8倍である。
PVA系樹脂フィルムに吸着配向している二色性物質としては、ヨウ素や有機染料等が挙げられる。有機染料としては、例えば、レッドBR、レッドLR、レッドR、ピンクLB、ルビンBL、ボルドーGS、スカイブルーLG、レモンイエロー、ブルーBR、ブルー2R、ネイビーRY、グリーンLG、バイオレットLB、バイオレットB、ブラックH、ブラックB、ブラックGSP、イエロー3G、イエローR、オレンジLR、オレンジ3R、スカーレットGL、スカーレットKGL、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットBK、スプラブルーG、スプラブルーGL、スプラオレンジGL、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジS、ファーストブラック等が挙げられる。二色性物質は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
偏光子の他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PVA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、後述する保護フィルム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。次に、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限定されないが、破断等を抑制する観点から8倍以下が好ましい。
上記方法で作製した偏光子は、後述する保護フィルムを積層した後に基材フィルムを剥離することで得ることができる。この方法によれば、偏光子の更なる薄膜化が可能となる。
PVA系樹脂フィルムに吸着配向している二色性色素としては、ヨウ素や有機染料等が挙げられる。有機染料としては、例えば、レッドBR、レッドLR、レッドR、ピンクLB、ルビンBL、ボルドーGS、スカイブルーLG、レモンイエロー、ブルーBR、ブルー2R、ネイビーRY、グリーンLG、バイオレットLB、バイオレットB、ブラックH、ブラックB、ブラックGSP、イエロー3G、イエローR、オレンジLR、オレンジ3R、スカーレットGL、スカーレットKGL、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットBK、スプラブルーG、スプラブルーGL、スプラオレンジGL、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジS、ファーストブラック等が挙げられる。二色性色素は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
偏光子の厚みは、1μm以上であることが好ましく、2μm以上であってもよく、5μm以上であってもよく、また、30μm以下であることが好ましく、15μm以下であってもよく、10μm以下であってもよい。
(偏光板)
偏光板は、偏光層の片面又は両面に、公知の粘着剤層又は接着剤層を介して保護フィルムを積層したものである。この偏光板はいわゆる直線偏光板である。偏光板の厚みは、例えば2μm以上300μm以下とすることができ、10μm以上であってもよく、また、150μm以下であってもよく、120μm以下であってもよく、80μm以下であってもよい。
偏光板は、偏光層の片面又は両面に、公知の粘着剤層又は接着剤層を介して保護フィルムを積層したものである。この偏光板はいわゆる直線偏光板である。偏光板の厚みは、例えば2μm以上300μm以下とすることができ、10μm以上であってもよく、また、150μm以下であってもよく、120μm以下であってもよく、80μm以下であってもよい。
保護フィルムとしては、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から形成されたフィルムが用いられる。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フィルムが積層されている場合、二つの保護フィルムの樹脂組成は同一であってもよいし、異なっていてもよい。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。
保護フィルムは、位相差特性を有するものであってもよく、ハードコート層や反射防止層等の機能層を有するものであってもよい。保護フィルムの厚みは、3μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。また、保護フィルムの厚みは、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。なお、上述した上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。
(粘着剤層)
粘着剤層は、粘着剤を用いて形成された層である。本明細書において粘着剤とは、それ自体を画像表示素子等の被着体に張り付けることで接着性を発現するものであり、いわゆる感圧型接着剤と称されるものである。粘着剤としては、従来公知の光学的な透明性に優れる粘着剤を特に制限なく用いることができ、例えば、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系等のベースポリマーを有する粘着剤を用いることができる。粘着剤層の厚みは3μm以上であってもよく、5μm以上であってもよく、また、35μm以下であってもよく、30μm以下であってもよい。
粘着剤層は、粘着剤を用いて形成された層である。本明細書において粘着剤とは、それ自体を画像表示素子等の被着体に張り付けることで接着性を発現するものであり、いわゆる感圧型接着剤と称されるものである。粘着剤としては、従来公知の光学的な透明性に優れる粘着剤を特に制限なく用いることができ、例えば、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系等のベースポリマーを有する粘着剤を用いることができる。粘着剤層の厚みは3μm以上であってもよく、5μm以上であってもよく、また、35μm以下であってもよく、30μm以下であってもよい。
粘着剤層は、紫外線吸収剤、イオン性化合物等を用いた帯電防止剤、溶媒、架橋触媒、粘着付与樹脂(タッキファイヤー)、可塑剤、軟化剤、染料、顔料、無機フィラー等の添加剤を含んでいてもよい。
(離型フィルム)
離型フィルムとしては、樹脂を用いて形成された基材フィルムに離型処理が施されたフィルムを挙げることができる。基材フィルムをなす樹脂としては、特に限定されないが、例えば、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、ポリカーボネート、ポリアレート等を挙げることができる。また、基材フィルムに施される離型処理としては、公知の離型処理を行えばよいが、フッ素化合物やシリコーン化合物等の離型剤を基材フィルムにコーティングする方法が好ましい。
離型フィルムとしては、樹脂を用いて形成された基材フィルムに離型処理が施されたフィルムを挙げることができる。基材フィルムをなす樹脂としては、特に限定されないが、例えば、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、ポリカーボネート、ポリアレート等を挙げることができる。また、基材フィルムに施される離型処理としては、公知の離型処理を行えばよいが、フッ素化合物やシリコーン化合物等の離型剤を基材フィルムにコーティングする方法が好ましい。
(他の光学機能層)
光学積層体50が偏光板10と粘着剤層21との間に有していてもよい他の光学機能層としては、例えば、λ/2波長板、λ/4波長板、ポジティブCプレート等の位相差層が挙げられる。位相差層は、位相差フィルムであってもよく、液晶層であってもよい。位相差フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリビニリデンフルオライド/ポリメチルメタクリレート、アセチルセルロース、エチレン-酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリ塩化ビニル等で形成されたフィルムを1.01~6倍程度に延伸することにより得られる延伸フィルムが挙げられる。
光学積層体50が偏光板10と粘着剤層21との間に有していてもよい他の光学機能層としては、例えば、λ/2波長板、λ/4波長板、ポジティブCプレート等の位相差層が挙げられる。位相差層は、位相差フィルムであってもよく、液晶層であってもよい。位相差フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリビニリデンフルオライド/ポリメチルメタクリレート、アセチルセルロース、エチレン-酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリ塩化ビニル等で形成されたフィルムを1.01~6倍程度に延伸することにより得られる延伸フィルムが挙げられる。
位相差層が液晶層である場合、液晶層をなす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。液晶層は、液晶化合物と溶剤、必要に応じて各種添加剤を含む液晶層形成用組成物を、配向層上に塗布して塗膜を形成し、この塗膜を固化(硬化)させることによって、液晶化合物の硬化層である液晶層を形成することができる。あるいは、基材層上に液晶層形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を基材層とともに延伸することによって液晶層を形成してもよい。液晶層形成用組成物は、上記した液晶化合物及び溶剤の他に、重合開始剤、反応性添加剤、レベリング剤、重合禁止剤等を含んでいてもよい。液晶化合物、溶剤、重合開始剤、反応性添加剤、レベリング剤、重合禁止剤等は、公知のものを適宜用いることができる。
(表面処理層)
光学積層体50が、偏光板10の粘着剤層21側とは反対側に有していてもよい表面処理層としては、例えば輝度向上フィルム、ハードコート層、反射防止層、スティッキング防止層、アンチグレア層、拡散層等を有していてもよい。表面処理層は、保護フィルム上に積層される別の層(フィルム)であってもよく、保護フィルム表面に表面処理が施されて形成されたものであってもよい。
光学積層体50が、偏光板10の粘着剤層21側とは反対側に有していてもよい表面処理層としては、例えば輝度向上フィルム、ハードコート層、反射防止層、スティッキング防止層、アンチグレア層、拡散層等を有していてもよい。表面処理層は、保護フィルム上に積層される別の層(フィルム)であってもよく、保護フィルム表面に表面処理が施されて形成されたものであってもよい。
(プロテクトフィルム)
光学積層体50が、偏光板10の粘着剤層21とは反対側、又は、表面処理層の偏光板10とは反対側に設けてもよいプロテクトフィルムとしては、基材フィルムと、基材フィルムの一方の面に設けられた粘着剤層とを有する多層フィルム、自己粘着性の樹脂フィルムが挙げられる。多層フィルムは、粘着剤層によって偏光板10又は表面処理層に付着することができる。多層フィルムは、基材フィルムと粘着剤層とが一体となって偏光板10又は表面処理層から剥離可能である。多層フィルムに含まれる基材フィルムとしては、偏光板10の保護フィルム12に用いられる熱可塑性樹脂を用いたフィルムが挙げられる。多層フィルムに含まれる粘着剤層に用いる粘着剤としては、上記した粘着剤層21に用いられる粘着剤が挙げられる。自己粘着性の樹脂フィルムは、それ自体が偏光板10又は表面処理層に付着することができるフィルムであって、偏光板10又は表面処理層から剥離可能なフィルムである。
光学積層体50が、偏光板10の粘着剤層21とは反対側、又は、表面処理層の偏光板10とは反対側に設けてもよいプロテクトフィルムとしては、基材フィルムと、基材フィルムの一方の面に設けられた粘着剤層とを有する多層フィルム、自己粘着性の樹脂フィルムが挙げられる。多層フィルムは、粘着剤層によって偏光板10又は表面処理層に付着することができる。多層フィルムは、基材フィルムと粘着剤層とが一体となって偏光板10又は表面処理層から剥離可能である。多層フィルムに含まれる基材フィルムとしては、偏光板10の保護フィルム12に用いられる熱可塑性樹脂を用いたフィルムが挙げられる。多層フィルムに含まれる粘着剤層に用いる粘着剤としては、上記した粘着剤層21に用いられる粘着剤が挙げられる。自己粘着性の樹脂フィルムは、それ自体が偏光板10又は表面処理層に付着することができるフィルムであって、偏光板10又は表面処理層から剥離可能なフィルムである。
[実験例]
以下、モデル実験例を示して本発明の有用性を検証した結果について説明する。
以下、モデル実験例を示して本発明の有用性を検証した結果について説明する。
〔モデル実験例1〕
(粘着剤シート(1)の作製)
第1離型フィルム(離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム、リンテック株式会社製)の離型処理面に、アプリケータを用いて乾燥後の厚みが20μmとなるように粘着剤組成物を塗布し、100℃で1分間乾燥して粘着剤層(1)を形成した。その後、粘着剤層(1)が露出している表面に第2離型フィルム(離型処理が施されたフィルム、リンテック株式会社製)を貼合して粘着剤シート(1)を作製した。なお、第1離型フィルムは、第2離型フィルムよりも、粘着剤層(1)に対する密着力が高かった。
(粘着剤シート(1)の作製)
第1離型フィルム(離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム、リンテック株式会社製)の離型処理面に、アプリケータを用いて乾燥後の厚みが20μmとなるように粘着剤組成物を塗布し、100℃で1分間乾燥して粘着剤層(1)を形成した。その後、粘着剤層(1)が露出している表面に第2離型フィルム(離型処理が施されたフィルム、リンテック株式会社製)を貼合して粘着剤シート(1)を作製した。なお、第1離型フィルムは、第2離型フィルムよりも、粘着剤層(1)に対する密着力が高かった。
(偏光子の作製)
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚み20μmのポリビニルアルコールフィルムを、温度30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素:ヨウ素カリウム:水の質量比が0.02:2:100の水溶液に、温度28℃で浸漬してヨウ素染色を行った。ヨウ素染色後のポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ化カリウム:ホウ酸:水の質量比が12:5:100の水溶液(温度64℃)に浸漬してホウ酸処理を行った。このホウ酸処理において、周速度の異なるロール間にて約6倍に一軸延伸した。ホウ酸処理後のポリビニルアルコールフィルムを温度7℃の純水で洗浄した後、温度85℃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(1)(厚み8μm)を得た。
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚み20μmのポリビニルアルコールフィルムを、温度30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素:ヨウ素カリウム:水の質量比が0.02:2:100の水溶液に、温度28℃で浸漬してヨウ素染色を行った。ヨウ素染色後のポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ化カリウム:ホウ酸:水の質量比が12:5:100の水溶液(温度64℃)に浸漬してホウ酸処理を行った。このホウ酸処理において、周速度の異なるロール間にて約6倍に一軸延伸した。ホウ酸処理後のポリビニルアルコールフィルムを温度7℃の純水で洗浄した後、温度85℃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(1)(厚み8μm)を得た。
(孔あき積層体(1)の作製)
偏光子(1)の片面に、水系接着剤(乾燥後の厚み:0.1μm)を介して保護フィルム(1)(製品名:ゼオノアフィルムZF14-023、厚み23μm、日本ゼオン製)を貼合し、温度80℃で3分間乾燥させることにより、「保護フィルム(1)/水系接着剤/偏光子(1)」からなる偏光板(1)を作製した。その後、粘着剤シート(1)の第2離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)の表面を、偏光板(1)の偏光子側の表面にラミネータを用いて貼り合わせて、「保護フィルム(1)/水系接着剤/偏光子(1)/粘着剤層(1)/第1離型フィルム」の層構成を有する積層体(1)を得た。
偏光子(1)の片面に、水系接着剤(乾燥後の厚み:0.1μm)を介して保護フィルム(1)(製品名:ゼオノアフィルムZF14-023、厚み23μm、日本ゼオン製)を貼合し、温度80℃で3分間乾燥させることにより、「保護フィルム(1)/水系接着剤/偏光子(1)」からなる偏光板(1)を作製した。その後、粘着剤シート(1)の第2離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)の表面を、偏光板(1)の偏光子側の表面にラミネータを用いて貼り合わせて、「保護フィルム(1)/水系接着剤/偏光子(1)/粘着剤層(1)/第1離型フィルム」の層構成を有する積層体(1)を得た。
積層体(1)を、図12に示すように、偏光子(1)の吸収軸方向(長辺方向)の長さが140.6mm、吸収軸方向に直交する方向(短辺方向)の長さが70.6mmの矩形状であって、直径が2.4mmの円形の2つの貫通孔が設けられるように打抜いた。打抜き加工後の積層体が有する2つの貫通孔のうち、第1の貫通孔は、一方の短辺からの最短距離D1が3.6mmであり、一方の長辺からの最短距離D2が28.8mmとなる位置に設けた。第2の貫通孔は、第1の貫通孔の上記一方の長辺側とは反対側の位置であって、上記一方の短辺からの最短距離D1が3.6mmであり、第1の貫通孔との中心間距離D3が10mmの位置に設けた(図12)。打抜き加工後の積層体を20枚積層した状態で、外縁の側面及び貫通孔の側面をそれぞれ0.3mm研磨して孔あき積層体(1)を得た。孔あき積層体(1)は、「保護フィルム(1)/水系接着剤/偏光子(1)/粘着剤層(1)/第1離型フィルム」の層構成を有していた。
〔モデル実験例2〕
第1の貫通孔と第2の貫通孔との中心間距離D3を20mmとしたこと以外は、モデル実験例1と同様の手順で孔あき積層体(2)を得た。
第1の貫通孔と第2の貫通孔との中心間距離D3を20mmとしたこと以外は、モデル実験例1と同様の手順で孔あき積層体(2)を得た。
〔モデル比較実験例1〕
第2の貫通孔を設けず、第1の貫通孔を、直径が2.4mmの円形で、一方の短辺からの最短距離D1が3.6mm、一方の長辺からの最短距離D2が34.14mmとなる位置に形成したこと以外は、モデル実験例1と同様の手順で孔あき積層体(3)を得た。
第2の貫通孔を設けず、第1の貫通孔を、直径が2.4mmの円形で、一方の短辺からの最短距離D1が3.6mm、一方の長辺からの最短距離D2が34.14mmとなる位置に形成したこと以外は、モデル実験例1と同様の手順で孔あき積層体(3)を得た。
[熱衝撃試験による評価]
(評価用サンプルの作製)
モデル実験例1及び2、並びにモデル比較実験例1で得た孔あき積層体(1)~(3)から第1離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)を、ガラス洗浄機で洗浄したガラス板(0.7mm厚、コーニング社製)の表面に貼合して、評価用サンプル(1)~(3)を作製した。
(評価用サンプルの作製)
モデル実験例1及び2、並びにモデル比較実験例1で得た孔あき積層体(1)~(3)から第1離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)を、ガラス洗浄機で洗浄したガラス板(0.7mm厚、コーニング社製)の表面に貼合して、評価用サンプル(1)~(3)を作製した。
(熱衝撃試験)
熱衝撃試験槽に評価用サンプルを投入し、温度-40℃で30分間保持した後、温度85℃で30分間保持する工程を1サイクルとして、50サイクル繰り返した後、さらに50サイクル繰り返した。
熱衝撃試験槽に評価用サンプルを投入し、温度-40℃で30分間保持した後、温度85℃で30分間保持する工程を1サイクルとして、50サイクル繰り返した後、さらに50サイクル繰り返した。
(クラック発生の評価)
熱衝撃試験において最初の50サイクルを終了した後、及び、次の50サイクルを繰り返して合計100サイクルを終了した後のそれぞれにおいて、評価用サンプルにおけるクラックの有無及びクラック長を、ルーペ又は光学顕微鏡を用いて観察した。評価用サンプルにおいて確認されたクラックのうち、その長さが最大であるクラック(以下、「最大クラック」ということがある。)が発生した位置を確認し、当該クラックの長さ(以下、「最大クラック長」ということがある。)を測定した。最大クラックが発生した位置は、第1貫通孔又は第2貫通孔から概ね吸収軸方向に沿って延びるように存在していることが確認された。最大クラック長を測定した結果を表1に示す。
熱衝撃試験において最初の50サイクルを終了した後、及び、次の50サイクルを繰り返して合計100サイクルを終了した後のそれぞれにおいて、評価用サンプルにおけるクラックの有無及びクラック長を、ルーペ又は光学顕微鏡を用いて観察した。評価用サンプルにおいて確認されたクラックのうち、その長さが最大であるクラック(以下、「最大クラック」ということがある。)が発生した位置を確認し、当該クラックの長さ(以下、「最大クラック長」ということがある。)を測定した。最大クラックが発生した位置は、第1貫通孔又は第2貫通孔から概ね吸収軸方向に沿って延びるように存在していることが確認された。最大クラック長を測定した結果を表1に示す。
モデル実験例2の熱衝撃試験100サイクル後、並びに、モデル比較実験例1の熱衝撃試験50サイクル及び100サイクル後に確認された最大クラックは、第1貫通孔又は第2貫通孔から吸収軸方向に沿って、当該貫通孔に近い方の短辺に達する長さを有するクラックであった。
モデル比較実験例1のように評価用サンプルに貫通孔が1つしか存在しない場合、熱衝撃試験を行うと、貫通孔には短辺方向に沿って外側に引張る力が働くため、この引張る力によりクラックが発生しやすいと考えられる。一方、モデル実験例1及び2のように評価用サンプルに貫通孔が2つ並んでいる場合、熱衝撃試験を行うと、それぞれの貫通孔には短辺方向の外側に引張る力が働くが、貫通孔が2つ並んでいるためにこの引張る力の少なくとも一部が打ち消されるため、クラックが発生しにくくなると考えられる。したがって、モデル実験例1及び2並びにモデル比較実験例1の結果から、光学積層体の吸収軸方向に交差する端辺に2以上の凹部が並んで形成された凹凸構造を形成することにより、熱衝撃試験を行うことによって発生するクラックを抑制できることが示唆される。
〔モデル実験例3〕
(粘着剤シート(2)の作製)
乾燥後の厚みが5μmとなるように粘着剤組成物を塗布したこと以外は、モデル実験例1で説明した粘着剤シート(1)と同様の手順で、粘着剤層(2)を有する粘着剤シート(2)を作製した。
(粘着剤シート(2)の作製)
乾燥後の厚みが5μmとなるように粘着剤組成物を塗布したこと以外は、モデル実験例1で説明した粘着剤シート(1)と同様の手順で、粘着剤層(2)を有する粘着剤シート(2)を作製した。
(孔あき積層体(4)の作製)
モデル実験例1と同様の手順で得た偏光子(1)の片面に、水系接着剤(乾燥後の厚み:0.1μm)を介して保護フィルム(2)(製品名:ZRG20、富士フィルム製、厚み20μm)を貼合し、温度80℃で3分間乾燥させることにより、「偏光子(1)/水系接着剤/保護フィルム(2)」からなる偏光板(2)を作製した。その後、モデル実験例1と同様の手順で得た粘着剤シート(1)の第2離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)の表面を、偏光板(2)の保護フィルム(2)側の表面にラミネータを用いて貼り合わせて、「偏光子(1)/水系接着剤/保護フィルム(2)/粘着剤層(1)/第1離型フィルム」の層構成を有する積層体(2)を得た。
モデル実験例1と同様の手順で得た偏光子(1)の片面に、水系接着剤(乾燥後の厚み:0.1μm)を介して保護フィルム(2)(製品名:ZRG20、富士フィルム製、厚み20μm)を貼合し、温度80℃で3分間乾燥させることにより、「偏光子(1)/水系接着剤/保護フィルム(2)」からなる偏光板(2)を作製した。その後、モデル実験例1と同様の手順で得た粘着剤シート(1)の第2離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)の表面を、偏光板(2)の保護フィルム(2)側の表面にラミネータを用いて貼り合わせて、「偏光子(1)/水系接着剤/保護フィルム(2)/粘着剤層(1)/第1離型フィルム」の層構成を有する積層体(2)を得た。
ポリプロピレン製シート付きの輝度向上フィルム(製品名:APF-V3、輝度向上フィルムの厚み:26μm、3M社製)の輝度向上フィルム側の表面にコロナ処理を施し、粘着剤シート(2)の第2離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(2)の表面を、ポリプロピレン製シート付きの輝度向上フィルムのコロナ処理面にラミネータを用いて貼り合わせた。その後、ポリプロピレン製シートを、プロテクトフィルム(製品名:SAT4038T15、ポリエチレンテレフタレートフィルム、サンエー化研社製)に貼り替えて、「プロテクトフィルム/輝度向上フィルム/粘着剤層(2)/第1離型フィルム」の層構成を有する積層体(3)を得た。
積層体(3)の第1離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(2)の表面を、積層体(2)の偏光子(1)側に貼合し、積層体(4)を得た。積層体(4)は、「プロテクトフィルム/輝度向上フィルム/粘着剤層(2)/偏光子(1)/水系接着剤/保護フィルム(2)/粘着剤層(1)/第1離型フィルム」の層構成を有していた。
積層体(4)を、図12に示すように、偏光子(1)の吸収軸方向(長辺方向)の長さが140.6mm、吸収軸方向に直交する方向(短辺方向)の長さが70.6mmの矩形状であって、直径が2.4mmの円形の2つの貫通孔が設けられるように打抜いた。打抜き加工後の積層体が有する2つの貫通孔のうち、第1の貫通孔は、一方の短辺からの最短距離D1が3.6mmであり、一方の長辺からの最短距離D2が28.8mmとなる位置に設けた。第2の貫通孔は、第1の貫通孔の上記一方の長辺側とは反対側の位置であって、一方の短辺からの最短距離D1が3.6mmであり、第1の貫通孔との中心間距離D3が5mmの位置に設けた(図12)。打抜き加工後の積層体を20枚積層した状態で、外縁の側面及び貫通孔の側面をそれぞれ0.3mm研磨して孔あき積層体(4)を得た。孔あき積層体(4)は、「プロテクトフィルム/輝度向上フィルム/粘着剤層(2)/偏光子(1)/水系接着剤/保護フィルム(2)/粘着剤層(1)/第1離型フィルム」の層構成を有していた。
〔モデル比較実験例2〕
第2の貫通孔を設けず、第1の貫通孔を、直径が3mmの円形で、一方の短辺からの最短距離D1が3.6mm、一方の長辺からの最短距離D2が34.1mmとなる位置に形成したこと以外は、モデル実験例3と同様の手順で孔あき積層体(5)を得た。
第2の貫通孔を設けず、第1の貫通孔を、直径が3mmの円形で、一方の短辺からの最短距離D1が3.6mm、一方の長辺からの最短距離D2が34.1mmとなる位置に形成したこと以外は、モデル実験例3と同様の手順で孔あき積層体(5)を得た。
[熱衝撃試験による評価]
(評価用サンプルの作製)
モデル実験例3及びモデル比較実験例2で得た孔あき積層体(4)及び(5)から第1離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)を、ガラス洗浄機で洗浄したガラス板(0.7mm厚、コーニング社製)の表面に貼合して、評価用サンプル(4)及び(5)を作製した。
(評価用サンプルの作製)
モデル実験例3及びモデル比較実験例2で得た孔あき積層体(4)及び(5)から第1離型フィルムを剥離して露出した粘着剤層(1)を、ガラス洗浄機で洗浄したガラス板(0.7mm厚、コーニング社製)の表面に貼合して、評価用サンプル(4)及び(5)を作製した。
(熱衝撃試験)
熱衝撃試験槽に評価用サンプルを投入し、温度-40℃で30分間保持した後、温度85℃で30分間保持する工程を1サイクルとして、500サイクル繰り返した。
熱衝撃試験槽に評価用サンプルを投入し、温度-40℃で30分間保持した後、温度85℃で30分間保持する工程を1サイクルとして、500サイクル繰り返した。
(貫通孔の寸法変化の測定)
二次元寸法測定機(VMZ-R4540:Nikon社製)を用いて、熱衝撃試験前の各評価用サンプルの外周、第1貫通孔及び第2貫通孔の二次元形状を測定した。次に、初期の二次元形状の測定と同様の手順で、熱衝撃試験後の各評価用サンプルの外周、第1貫通孔及び第2貫通孔の二次元形状を測定し、熱衝撃試験の前後における形状の変形量Δxを求めた。
二次元寸法測定機(VMZ-R4540:Nikon社製)を用いて、熱衝撃試験前の各評価用サンプルの外周、第1貫通孔及び第2貫通孔の二次元形状を測定した。次に、初期の二次元形状の測定と同様の手順で、熱衝撃試験後の各評価用サンプルの外周、第1貫通孔及び第2貫通孔の二次元形状を測定し、熱衝撃試験の前後における形状の変形量Δxを求めた。
熱衝撃試験の前後において、いずれの評価用サンプルにおいても、第1貫通孔及び第2貫通孔はそれらの大きさが大きくなる方向に変化した。各評価用サンプルの変形量Δxは、次のようにして決定した。平面視において熱衝撃試験前の第1貫通孔の中心を通り短辺方向に平行な仮想線に交差する、熱衝撃試験前の第1貫通孔の外周上の点と熱衝撃試験後の第1貫通孔の外周上の点との距離を変形量Δxとした。評価用サンプル(4)では、変形量Δxとして、第1貫通孔の第2貫通孔側に生じる距離、及び、第1貫通孔の第2貫通孔側とは反対側に生じる距離をそれぞれ決定し、評価用サンプル(5)では、一方の長辺側及び他方の長辺側に生じる距離をそれぞれ決定した。結果を表2に示す。
熱衝撃試験の評価の結果から、モデル実験例3のように評価用サンプルに貫通孔が2つ存在する場合、モデル比較実験例2のように評価用サンプルに貫通孔が1つしか存在しない場合と比較すると、貫通孔の変形量が抑制されているため、貫通孔に発生する短辺方向に沿って外側に引張る力が打ち消されやすくなっていると考えられる。したがって、モデル実験例3及びモデル比較実験例2の結果から、光学積層体の吸収軸方向に交差する端辺に2以上の凹部が並んで形成された凹凸構造を形成することにより、熱衝撃試験によって光学積層体に蓄積する応力を抑制することができ、クラックの発生を抑制できることが示唆される。
10 偏光板、11 偏光子、12 保護フィルム、21 粘着剤層、22 離型フィルム、50 光学積層体、51,52 端辺、60 凹部、60a,60c,60e,60g,60i,60k,60n 第1凹部(凹部)、60b,60d,60f,60h,60j,60m,60p 第2凹部(凹部)、61 底部、62 曲線部分、63 曲線部分、d 深さ、p ピッチ、P1~P8 変曲点、s1~s25 開始点。
Claims (9)
- 偏光子の片面又は両面に保護フィルムを設けた偏光板と、前記偏光板の片面に設けられた粘着剤層とを有する光学積層体であって、
前記偏光子は、その吸収軸方向と交差する方向に延びる端辺に、平面視において2以上の凹部が並ぶことによって形成された凹凸構造を有し、
前記凹凸構造における前記凹部のピッチは、0.2mm以上であり、
前記凹部の深さは、0.1mm以下である、光学積層体。 - 前記凹部の輪郭線のうちの開始点を除く部分は、下記[a]~[c]のうちのいずれかの形状である、請求項1に記載の光学積層体。
[a]全体が微分可能な形状である、
[b]変曲点を有し、前記変曲点を除く部分が微分可能な形状である、
[c]前記端辺に対して垂直な直線及び前記直線に連なる線を有し、前記線が微分可能な形状である。 - 前記2以上の凹部は、互いに隣合う第1凹部と第2凹部とを含み、
前記凹凸構造は、前記第1凹部の前記第2凹部側の開始点と、前記第2凹部の前記第1凹部側の開始点とが接して配置された構造を含む、請求項1又は2に記載の光学積層体。 - 前記第1凹部の、前記第2凹部と接する側の開始点から前記第1凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側に突出する曲線部分を含む、請求項3に記載の光学積層体。
- 前記第1凹部の、前記第2凹部と接する側の開始点から前記第1凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側とは反対側に突出する曲線部分を含む、請求項4に記載の光学積層体。
- 前記2以上の凹部は、互いに隣合う第3凹部と第4凹部とを含み、
前記凹凸構造は、前記第3凹部の前記第4凹部側の開始点と、前記第4凹部の前記第3凹部側の開始点とが離隔して配置された構造を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学積層体。 - 前記第3凹部の、前記第4凹部側の開始点から前記第3凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側に突出する曲線部分を含む、請求項6に記載の光学積層体。
- 前記第3凹部の、前記第4凹部側の開始点から前記第3凹部の底部に向かう輪郭線は、前記光学積層体側とは反対側に突出する曲線部分を含む、請求項7に記載の光学積層体。
- 前記凹凸構造は、前記端辺のうちの少なくとも中央領域に設けられている、請求項1~8のいずれか1項に記載の光学積層体。
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