JP2022174753A - 光学積層体 - Google Patents

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Abstract

【課題】高温高湿環境下における金属層の腐食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、直線偏光層、位相差層、バリア層、及び粘着剤層をこの順に含む。直線偏光層は、ヨウ素が吸着配向しているポリビニルアルコール系樹脂フィルムである。位相差層は、重合性液晶化合物が重合硬化した硬化物層を少なくとも1層含む。バリア層は、粘着剤層に直接接して設けられている。バリア層の温度40℃、相対湿度90%RHにおける透湿度は、1g/m2/24hr以上2000g/m2/24hr以下である。直線偏光層の位相差層側の表面から、粘着剤層のバリア層側とは反対側の表面までの距離は、55μm以下である。【選択図】図1

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。偏光板は通常、直線偏光層の片面又は両面に保護層を積層した積層構造を有し、この積層構造で表示装置に組み込まれる。また、スマートフォンやタブレット等の携帯型情報端末等を中心に用いられているタッチパネル方式の表示装置では、偏光板と画像表示素子との間に、タッチセンサを構成するための導電層を設けることが知られている(例えば、特許文献1~3等)。
近年、表示装置のデザイン性を高めるために、表示装置全体を薄くすることが求められている。また、フレキシブルディスプレイのように表示装置を折り畳んだり巻回したりする場合、表示装置の厚みが小さいほど折り畳みや巻回しに伴って発生する応力を小さくして不具合の発生を抑制することができる。そのため、表示装置に使用する各種部材の薄膜化、及び、機能統合により使用する部材点数の削減が求められている。
特開2015-52765号公報 特開2015-172740号公報 国際公開第2020/111232号
タッチセンサを構成するための導電層として金属層を用いた場合に、表示装置の薄型化に伴って直線偏光層と金属層との距離が近づくと、高温高湿環境下において金属層に腐食が発生しやすくなることが見出された。
本発明は、表示装置に使用する各種部材の薄膜化及び/又は削減により表示装置を薄型化した場合であっても、高温高湿環境下における金属層の腐食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〕 直線偏光層、位相差層、バリア層、及び粘着剤層をこの順に含む光学積層体であって、
前記直線偏光層は、ヨウ素が吸着配向しているポリビニルアルコール系樹脂フィルムであり、
前記位相差層は、重合性液晶化合物が重合硬化した硬化物層を少なくとも1層含み、
前記バリア層は、前記粘着剤層に直接接して設けられており、
前記バリア層の温度40℃、相対湿度90%RHにおける透湿度は、1g/m/24hr以上2000g/m/24hr以下であり、
前記直線偏光層の前記位相差層側の表面から、前記粘着剤層の前記バリア層側とは反対側の表面までの距離は、55μm以下である、光学積層体。
〔2〕 前記光学積層体を温度85℃、相対湿度85%RHの条件下で240時間保管した後の前記粘着剤層におけるヨウ素量は、250ppm以下である、〔1〕に記載の光学積層体。
〔3〕 前記バリア層は、樹脂フィルムである、〔1〕又は〔2〕に記載の光学積層体。
〔4〕 前記位相差層は、
前記硬化物層を2層含み、
さらに、前記2層の硬化物層を互いに貼合するための貼合層(X)を含む、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔5〕 前記貼合層は、接着剤層である、〔4〕に記載の光学積層体。
〔6〕 さらに、前記直線偏光層を含む偏光板、及び、前記偏光板と前記位相差層とを貼合するための貼合層(Y)を含み、
前記偏光板は、前記直線偏光層の片面又は両面に保護層が設けられている、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔7〕 さらに、前記位相差層と前記バリア層とを貼合するための貼合層(Z)を含む、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔8〕 前記貼合層(Z)は、接着剤層である、〔7〕に記載の光学積層体。
〔9〕 さらに、前記粘着剤層の前記バリア層側とは反対側に金属層を含む、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の光学積層体。
〔10〕 前記金属層は、前記粘着剤層に直接接して設けられている、〔7〕に記載の光学積層体。
本発明の光学積層体は、表示装置に使用する各種部材の薄膜化及び/又は削減により表示装置を薄型化した場合であっても、高温高湿環境下における金属層の腐食を抑制することができる。
本発明の光学積層体の一例を模式的に示す概略断面図である。 本発明の光学積層体の他の一例を模式的に示す概略断面図である。 本発明の光学積層体のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。 本発明の光学積層体のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。 本発明の光学積層体のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。 本発明の光学積層体のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の光学積層体及び剥離方法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。
(光学積層体)
図1~図6は、本実施形態の光学積層体の一例を模式的に示す概略断面図である。本実施形態の光学積層体1a~1f(以下、これらをまとめて「光学積層体1」ということがある。)は、直線偏光層31、位相差層10、バリア層4、及び粘着剤層5をこの順に含む。直線偏光層31は、ヨウ素が吸着配向しているポリビニルアルコール系樹脂フィルム(以下、「PVA系フィルム」ということがある。)である。位相差層10は、重合性液晶化合物が重合硬化した硬化物層(後述する第1硬化物層11、第2硬化物層12等)を少なくとも1層含む。バリア層4は、粘着剤層5に直接接して設けられている。バリア層4の温度40℃、相対湿度90%RHにおける透湿度は、1g/m/24hr以上2000g/m/24hr以下である。光学積層体1は、直線偏光層31の位相差層10側の表面から、粘着剤層5のバリア層4側とは反対側の表面までの距離Dが55μm以下である。
光学積層体1は、さらに、図5及び図6に示す光学積層体1e,1fのように、粘着剤層5のバリア層4側とは反対側に金属層6を含んでいてもよい。金属層6は、粘着剤層5に直接接して設けられていることが好ましい。
上記の層構造を有する光学積層体1では、粘着剤層5を介して光学積層体1a~1dを金属層6に積層した場合や、光学積層体1e,1fにおいて、金属層6に発生する腐食、特に金属層6に発生する孔食を抑制することができる。光学積層体1により金属層6の腐食を抑制することができる理由は、次のように推測される。直線偏光層としてヨウ素が吸着配向しているPVA系フィルムは、高温高湿環境下においてPVA系フィルムから微量のヨウ素が染み出すことがある。直線偏光層及び金属層を含む積層体では、直線偏光層から染み出したヨウ素が金属層に到達すると、金属層を腐食すると考えられる。そこで、光学積層体1では、金属層6に貼合するための粘着剤層5に接するように、透湿度が上記範囲にあるバリア層4を設けている。これにより、距離Dが55μm以下という薄型の光学積層体1であっても、直線偏光層31から染み出したヨウ素が金属層6に到達することを抑制することができ、金属層6の腐食を抑制することができると考えられる。
光学積層体1は、図1~図6に示すように、直線偏光層31の片面又は両面に保護層32,33(以下、それぞれを「第1保護層32」及び「第2保護層33」ということがある。)を有する偏光板30を含んでいてもよい。光学積層体1の薄型化の観点からは、偏光板30は、直線偏光層31の片面のみに第1保護層32又は第2保護層33を有することが好ましい。直線偏光層31の片面のみに保護層を有する場合、直線偏光層31の保護の観点から、図1及び図2に示すように直線偏光層31の位相差層10側とは反対側の第1保護層32を有することが好ましい。光学積層体1はバリア層4を有しているため、第1保護層32が設けられ、第2保護層33が設けられない場合であっても、金属層6の腐食を効果的に抑制することができる。第1保護層32及び/又は第2保護層33は、例えば図1~図6に示すように、第1貼合層21及び/又は第2貼合層22を介して直線偏光層31上に設けてもよい。第1貼合層21及び第2貼合層22は、接着剤層又は粘着剤層である。
光学積層体1は、さらに、直線偏光層31又は偏光板30と位相差層10とを貼合するための貼合層(Y)23を含んでいてもよい。この場合、位相差層10は、例えば図1~図6に示すように、貼合層(Y)23を介して直線偏光層31又は偏光板30上に設けられる。貼合層(Y)23は、接着剤層又は粘着剤層である。あるいは、位相差層10は、直線偏光層31又は偏光板30に直接接するように設けてもよい。
光学積層体1は、さらに、位相差層10とバリア層4とを貼合するための貼合層(Z)24を含んでいてもよい。この場合、バリア層4は、例えば図1~図6に示すように、貼合層(Z)24を介して位相差層10上に設けられる。貼合層(Z)24は、接着剤層又は粘着剤層である。あるいは、バリア層4は、位相差層10に直接接するように設けてもよい。光学積層体1が貼合層(Z)24を含む場合、貼合層(Z)24は接着剤層であることが好ましい。これにより、例えば光学積層体1を切断刃により裁断した場合に、裁断面において位相差層10が変形することを抑制することができる。
光学積層体1において、上記距離Dは55μm以下であり、48μm以下であってもよく、45μm以下であってもよく、40μm以下であってもよく、35μm以下であってもよく、30μm以下であってもよく、25μm以下であってもよい。距離Dは、通常、10μm以上であり、15μm以上であってもよく、20μm以上であってもよい。
光学積層体1を温度85℃、相対湿度85%RHの条件下で240時間保管した後の前記粘着剤層におけるヨウ素量は、250ppm以下であることが好ましく、200ppm以下であることがより好ましく、150ppm以下であることがさらに好ましく、100ppm以下であることがよりさらに好ましく、50ppm以下であってもよく、30ppm以下であってもよく、10ppm以下であってもよい。上記ヨウ素量が上記の範囲内であることにより、光学積層体1を高温高湿環境下に曝した場合の金属層6の腐食が抑制されやすい。上記ヨウ素量は、例えば、バリア層4の上記透湿度を調整する、直線偏光層31に第1保護層32及び/又は第2保護層33を設ける、第1保護層32及び/又は第2保護層33の種類や厚みを調整する等によって調整することができる。上記ヨウ素量は、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
図1~図4に示す光学積層体1a~1dは、粘着剤層5の位相差層10側とは反対側に剥離フィルムを有していてもよい。剥離フィルムは、粘着剤層5を被覆保護する、又は、粘着剤層5を支持するものであって、粘着剤層5に対して剥離可能なセパレータとしての機能を有する。剥離フィルムとしては、基材フィルムの粘着剤層側の表面にシリコーン処理等の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材料としては、後述する保護層をなす樹脂材料を挙げることができる。樹脂フィルムは1層構造であってもよく、2層以上の多層構造の多層樹脂フィルムであってもよい。
図1~図4に示す光学積層体1a~1dは、円偏光板を構成することができ、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置等における反射防止フィルムとして用いることができる。光学積層体1a~1dが円偏光板である場合、位相差層10に含まれる硬化物層の少なくとも1層は、λ/4波長位相差特性を有する層であることが好ましい。図2、図4、及び図6に示すように、位相差層10が第1硬化物層11及び第2硬化物層12を含む場合、第1硬化物層11及び第2硬化物層12はそれぞれ、[i]1/2波長位相差層及び1/4波長位相差層、[ii]1/4波長位相差層及びポジティブCプレート、又は、[iii]ポジティブCプレート及び1/4波長位相差層であってもよい。λ/4波長位相差層は、逆波長分散性を有するものであってもよい。
光学積層体1は、スマートフォンやタブレット等の表示装置に用いることができ、特にタッチパネル方式の表示装置に好適に用いることができる。表示装置としては、有機EL表示装置、液晶表示装置等が挙げられる。表示装置はフレキシブルディスプレイであってもよい。
以下、光学積層体1で用いた各部材の詳細について説明する。
(直線偏光層)
直線偏光層は、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。直線偏光層は、ヨウ素が吸着配向しているPVA系フィルムである。
直線偏光層は、例えば、ポリビニルアルコールフィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコールフィルム、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PVA系フィルムに、ヨウ素による染色処理、及び延伸処理が施されたもの等が挙げられる。必要に応じて、染色処理によりヨウ素が吸着配向したPVA系フィルムをホウ酸水溶液で処理し、その後に、ホウ酸水溶液を洗い落とす洗浄工程を行ってもよい。各工程には公知の方法を採用できる。
ポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」ということがある。)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系フィルムを含む直線偏光層の製造方法は、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であってもよい。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、直線偏光層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、樹脂層をヨウ素で染色してヨウ素を樹脂層に吸着配向させる。次に、必要に応じてヨウ素が吸着配向した樹脂層をホウ酸水溶液で処理し、その後に、ホウ酸水溶液を洗い落とす洗浄工程を行う。これにより、ヨウ素が吸着配向された樹脂層、すなわち、直線偏光層のフィルムが製造される。各工程には公知の方法を採用できる。
ヨウ素が吸着配向したPVA系フィルム又は樹脂層を処理するホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は、通常、水100重量部あたり、2~15重量部程度であり、5~12重量部が好ましい。二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、このホウ酸含有水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましい。ホウ酸含有水溶液におけるヨウ化カリウムの量は、通常、水100重量部あたり、0.1~15重量部程度であり、5~12重量部程度が好ましい。ホウ酸含有水溶液への浸漬時間は、通常、60~1,200秒程度であり、150~600秒程度が好ましく、200~400秒程度がより好ましい。ホウ酸含有水溶液の温度は、通常、50℃以上であり、50~85℃が好ましく、60~80℃がより好ましい。
PVA系フィルム、並びに、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。PVA系フィルム、並びに、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、PVA系フィルム、並びに、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、上記延伸は、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PVA系フィルム又は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。直線偏光層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。
基材フィルムを用いる製造方法で作製した直線偏光層は、後述する保護層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、直線偏光層の更なる薄膜化が可能となる。
直線偏光層の厚みは、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、8μm以下であってもよい。直線偏光層の厚みが小さいほど高温高湿環境下でのヨウ素が染み出しやすい。そのため、直線偏光層の厚みが小さい場合、本実施形態の光学積層体1のようにすることにより、金属層6に発生する腐食を効果的に抑制することができる。
ヨウ素が吸着配向したPVA系フィルム又は樹脂層をホウ酸水溶液で処理し、その後にホウ酸水溶液を洗い落とす洗浄工程において、ホウ酸水溶液中のホウ酸濃度が低いほど、高温高湿環境下でのヨウ素が染み出しやすい。そのため、直線偏光層の製造工程で用いた上記のホウ酸水溶液中のホウ酸濃度が低い場合、本実施形態の光学積層体1のようにすることにより、金属層6に発生する腐食を効果的に抑制することができる。
(偏光板)
直線偏光層31は、図1~図6に示すように、その片面又は両面に保護層(第1保護層32及び/又は第2保護層33)を積層して偏光板30とすることができる。この偏光板30はいわゆる直線偏光板である。直線偏光層31の片面又は両面に積層することができる第1保護層32及び/又は第2保護層33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。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。第1保護層32及び第2保護層33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。
第1保護層32及び第2保護層33の温度40℃、相対湿度90%RHにおける透湿度は特に限定されない。本実施形態の光学積層体1では、第1保護層32の上記透湿度が300g/m/24hr以下である場合に効果的に、また、第1保護層32の上記透湿度が100g/m/24hr以下である場合により一層効果的に、金属層の腐食を抑制することができる。第1保護層32の上記透湿度が小さくなると、光学積層体1において直線偏光層31中のヨウ素が第1保護層32側に移動しにくくなり、粘着剤層5側に移動しやすくなる。光学積層体1ではバリア層4を有するため、上記のように粘着剤層5側にヨウ素が移動しやすくなっても、粘着剤層5のバリア層4側とは反対側に設けられた金属層6が腐食することを抑制することができる。第1保護層32及び第2保護層33の上記透湿度は、透湿度試験法(カップ法、JIS Z 0208)によって測定することができる。
第1保護層32及び第2保護層33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特性を有する光学機能層であってもよい。第1保護層32及び第2保護層33の厚みは、それぞれ独立して、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く、また、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。
第1保護層32及び第2保護層33と直線偏光層とは、それぞれ第1貼合層21及び第2貼合層22によって貼合されていることが好ましい(図1~図6)。第1貼合層21及び第2貼合層22は、接着剤層又は粘着剤層である。接着剤層及び粘着剤層としては、後述するものを用いることができる。第1貼合層21及び第2貼合層22としては、後述する水系接着剤を用いて形成された接着剤層であることが好ましい。
(位相差層)
位相差層10は位相差特性を有する層を含む。位相差特性を有する層としては、重合性液晶化合物が重合硬化した硬化物層が挙げられる。位相差層10は、少なくとも1層の硬化物層を含み、2層以上の硬化物層を含んでいてもよい。2層以上の硬化物層を含む場合、位相差層10は、硬化物層を互いに貼合するための貼合層(例えば、図2、図4、及び図6に示す貼合層(X)25)を含んでいてもよい。硬化物層は、1/2波長位相差層、1/4波長位相差層、又はポジティブCプレートであることができる。1/4波長位相差層は逆波長分散性であってもよい。位相差層が2以上の硬化物層を含む場合、硬化物層は互いに同じで位相差特性を有していてもよく、互いに異なる位相差特性を有していてもよい。
重合性液晶化合物としては、棒状の重合性液晶化合物及び円盤状の重合性液晶化合物が挙げられ、これらのうちの一方を用いてもよく、これらの両方を含む混合物を用いてもよい。棒状の重合性液晶化合物が基材層に対して水平配向又は垂直配向した場合は、該重合性液晶化合物の光軸は、該重合性液晶化合物の長軸方向と一致する。円盤状の重合性液晶化合物が配向した場合は、該重合性液晶化合物の光軸は、該重合性液晶化合物の円盤面に対して直交する方向に存在する。棒状の重合性液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報(請求項1等)に記載のものを好適に用いることができる。円盤状の重合性液晶化合物としては、特開2007-108732号公報(段落[0020]~[0067]等)、特開2010-244038号公報(段落[0013]~[0108]等)に記載のものを好適に用いることができる。
重合性液晶化合物を重合することによって形成される硬化物層が面内位相差を発現するためには、重合性液晶化合物を適した方向に配向させればよい。重合性液晶化合物が棒状の場合は、該重合性液晶化合物の光軸を基材層平面に対して水平に配向させることで面内位相差が発現し、この場合、光軸方向と遅相軸方向とは一致する。重合性液晶化合物が円盤状の場合は、該重合性液晶化合物の光軸を基材層平面に対して水平に配向させることで面内位相差が発現し、この場合、光軸と遅相軸とは直交する。重合性液晶化合物の配向状態は、配向層と重合性液晶化合物との組み合わせによって調整することができる。
重合性液晶化合物は、少なくとも1つの重合性基を有し、かつ、液晶性を有する化合物である。重合性液晶化合物を2種類以上を併用する場合、少なくとも1種類が分子内に2以上の重合性基を有することが好ましい。重合性基とは、重合反応に関与する基を意味し、光重合性基であることが好ましい。ここで、光重合性基とは、後述する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のことをいう。重合性基としては、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、スチリル基、アリ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。重合性液晶化合物が有する液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック液晶でもよく、サーモトロピック液晶を秩序度で分類すると、ネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。
位相差層10が重合性液晶化合物の硬化物層を含む場合、位相差層10は配向層を含んでいてもよい。配向層は、重合性液晶化合物を所望の方向に配向させる配向規制力を有する。配向層は、重合性液晶化合物の分子軸を基材層に対して垂直配向した垂直配向層であってもよく、重合性液晶化合物の分子軸を基材層に対して水平配向した水平配向層であってもよく、重合性液晶化合物の分子軸を基材層に対して傾斜配向させる傾斜配向層であってもよい。位相差層が2以上の配向層を含む場合、配向層は互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
配向層としては、重合性液晶化合物を含む液晶層形成用組成物の塗工等により溶解しない溶媒耐性を有し、溶媒の除去や重合性液晶化合物の配向のための加熱処理に対する耐熱性を有するものが好ましい。配向層としては、配向性ポリマーで形成された配向性ポリマー層、光配向ポリマーで形成された光配向性ポリマー層、層表面に凹凸パターンや複数のグルブ(溝)を有するグルブ配向層を挙げることができる。
硬化物層の厚みは、0.1μm以上であってもよく、0.5μm以上であってもよく、1μm以上であってもよく、2μm以上であってもよく、また、10μm以下であることが好ましく、8μm以下であってもよく、5μm以下であってもよい。
重合性液晶化合物の硬化物層は、基材層上に、重合性液晶化合物を含む液晶層形成用組成物を塗布、乾燥し、重合性液晶化合物を重合させることによって形成することができる。液晶層形成用組成物は、基材層上に形成された配向層上に塗布してもよい。
基材層としては、樹脂材料で形成されたフィルムを用いることができ、例えば上記した保護層を形成するために用いる熱可塑性樹脂として説明した樹脂材料を用いたフィルムを挙げることができる。基材層の厚みは特に限定されないが、一般には強度や取扱い性等の作業性の点から1~300μm以下であることが好ましく、20~200μmであることがより好ましく、30~120μmであることがさらに好ましい。基材層は、重合性液晶化合物の硬化物層とともに光学積層体に組み込まれていてもよく、基材層を剥離して、重合性液晶化合物の硬化物層のみ、又は、当該硬化物層及び配向層が光学積層体に組み込まれていてもよい。基材層が重合性液晶化合物の硬化物層とともに光学積層体1に組み込まれている場合、基材層の厚みは30μm未満であってもよく、例えば25μm以下であってもよい。
位相差層10は、図1、図3、及び図5に示すように第1硬化物層11であってもよく、図2、図4、及び図6に示すように、第1硬化物層11及び第2硬化物層12を含むものであってもよく、第1硬化物層11及び第2硬化物層12に加えて、これらを貼合するための貼合層(X)25を含むものであってもよい。
貼合層(X)25のように2層以上の硬化物層を貼合するための貼合層は、粘着剤層又は接着剤層である。貼合層は、接着剤層であることが好ましく、活性エネルギー線硬化型接着剤を硬化した接着剤層であることがより好ましく、紫外線硬化型接着剤を硬化した接着剤層であることがさらに好ましい。貼合層(X)25を接着剤層とすることにより、光学積層体1の折り曲げ、折り畳み、又は巻回し等を行ったときに硬化物層にシワが発生することを抑制することができるため、好ましい。
貼合層の厚みは特に限定されない。貼合層が粘着剤層である場合の厚みは、3μm以上であることが好ましく、10μm以上であってもよく、15μm以上であってもよく、また、30μm以下であることが好ましく、25μm以下であってもよく、20μm以下であってもよい。貼合層が接着剤層である場合の厚みは、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、また10μm以下であることが好ましく、5μm以下であってもよい。
位相差層10の厚みは、位相差層10に含まれる硬化物層の総数にもよるが、通常、0.5μm以上であり、1μm以上であってもよく、2μm以上であってもよく、5μm以上であってもよく、また、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であってもよく、15μm以下であってもよく、10μm以下であってもよい。
(バリア層)
バリア層4は、光学積層体1において直線偏光層31中のヨウ素が粘着剤層5に移動することを抑制するために設けることができる。バリア層4の温度40℃、相対湿度90%RHにおける透湿度は、1g/m/24hr以上であり、30g/m/24hr以上であってもよく、100g/m/24hr以上であってもよく、200g/m/24hr以上であってもよく、500g/m/24hr以上であってもよい。バリア層の上記透湿度は、2000g/m/24hr以下であり、1500g/m/24hr以下であってもよく、1200g/m/24hr以下であってもよく、1000g/m/24hr以下であってもよい。バリア層4の上記透湿度が1g/m/24hr未満になると、高温高湿環境下において直線偏光層31の光学劣化が顕著になりやすい傾向にあり、2000g/m/24hrを超えると、金属層6の腐食が抑制されにくくなる傾向にある。上記透湿度は、後述する実施例に記載のように、透湿度試験法(カップ法、JIS Z 0208)によって測定することができる。
バリア層4は、上記透湿度を有するものであれば特に限定されない。バリア層4は、樹脂フィルムであってもよく、無機層であってもよく、活性エネルギー線硬化性樹脂が硬化した樹脂硬化層であってもよい。
バリア層4が樹脂フィルムである場合、樹脂フィルムは単層構造であってもよく多層構造であってもよい。樹脂フィルムとしては、例えば上記した保護層を形成するために用いる熱可塑性樹脂として説明した樹脂材料を用いたフィルムを挙げることができる。樹脂フィルムは、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂フィルム;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)フィルム;(メタ)アクリル樹脂フィルムが好ましい。
樹脂フィルムは、λ/4位相差特性等の位相差特性を有していてもよいが、位相差特性を有していない(ゼロ位相差特性である)ことが好ましい。樹脂フィルムが位相差特性を有していないことにより、光学積層体1の光学特性に影響を及ぼすことを抑制することができる。
樹脂フィルムの厚みは、樹脂フィルムを構成する樹脂材料の種類によって選定すればよい。樹脂フィルムの厚みは、例えば1μm以上であることが好ましく、4μm以上であることがより好ましく、8μm以上であってもよく、また、25μm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い。樹脂フィルムの厚みが大きくなりすぎると、光学積層体1を折曲げた際に、光学特性が低下する等の影響が生じる恐れがある。
バリア層4が樹脂フィルムである場合、位相差層10とバリア層4とは、貼合層(Z)24によって貼合されることが好ましい。上記したように貼合層(Z)24は、接着剤層又は粘着剤層である。貼合層(Z)24が接着剤層であると、貼合層(Z)24を粘着剤層とする場合に比べて、厚みが小さくても十分な接着力で位相差層10とバリア層4とを貼合することができ、距離Dを小さくできることから、好ましい。
バリア層4が無機層である場合、無機層は単層構造であってもよく多層構造であってもよい。無機層を構成する無機材料としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、及び、これらのうちの2種以上を含む混合物が挙げられる。無機材料に含まれる金属原子としては、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、ホウ素(B)、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、及びこれら原子のうちの2種以上が挙げられる。無機材料は、水素原子(H)、リン原子(P)、硫黄原子(S)、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、及びこれら原子のうちの2種以上をさらに含んでいてもよい。
無機層は、公知の化学気相成長法(CVD法)又は物理気相成長法(PVD法)等によって形成することができる。化学気相成長法としては、グロー放電プラズマ等を用いたプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等が挙げられる。物理気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はイオンクラスタービーム法等が挙げられる。
無機層に厚みは特に限定されず、例えば1nm以上であってもよく、10nm以上であってもよく、30nm以上であってもよく、また、1000nm以下であってもよく、300nm以下であってもよく、200nm以下であってもよい。
光学積層体1において、無機層は位相差層10の表面に直接形成されていてもよく、基材フィルム上に無機層を形成し、これを位相差層10に貼合してもよい。基材フィルムは、上記した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。
バリア層4が樹脂硬化層である場合、樹脂硬化層は、活性エネルギー線硬化性樹脂を硬化することによって形成することができる。樹脂硬化層は、位相差層10の表面に、活性エネルギー線硬化性樹脂を塗布して硬化したオーバーコート層であってもよい。活性エネルギー線硬化性樹脂としては、公知の活性エネルギー線硬化性樹脂であれば特に限定されず、例えば、後述する接着剤層を形成するために用いる活性エネルギー線硬化型接着剤を挙げることができる。
樹脂硬化層の厚みは特に限定されず、例えば0.5μm以上であってもよく、1μm以上であってもよく、また、10μm以下であってもよく、5μm以下であってもよく、3μm以下であってもよい。
バリア層4は、樹脂フィルムであることが好ましい。樹脂フィルムは、無機層に比較すると、光学積層体1を所望のサイズに裁断したり、光学積層体1の端面加工を施したりする等の加工時に、クラックが入ることを抑制できると考えられる。また、樹脂硬化層では、上記透湿度を実現するために活性エネルギー線硬化性樹脂を厚く塗布する必要が生じる場合があるが、この場合、活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化により発生する硬化熱により光学積層体1にシワが発生したり、光学積層体1に反りが発生することが懸念される。これに対し、樹脂フィルムは、樹脂硬化層に比較すると、上記シワ及び反りの発生を抑制できると考えられる。
(粘着剤層)
粘着剤層5は、粘着剤を用いて形成された層である。粘着剤は、それ自体を金属層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。また、後述する活性エネルギー線硬化型粘着剤は、エネルギー線を照射することにより、架橋度や接着力を調整することができる。
粘着剤層5の厚みは、金属層6等の被着体に貼合する観点から、好ましくは5μm以上30μm以下であり、より好ましくは10μm以上20μm以下である。金属層6に近い位置に配置される粘着剤層5の厚みが小さい場合、バリア層4を備えていない積層体に比較すると、粘着剤層5のヨウ素濃度が大きくなりやすい。そのため、本実施形態の光学積層体1のようにすることにより、金属層6に発生する腐食を効果的に抑制することができる。
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。また、活性エネルギー線硬化型粘着剤、熱硬化型粘着剤等であってもよい。これらの中でも、透明性、粘着力、再剥離性(以下、リワーク性ともいう。)、耐候性、耐熱性等に優れるアクリル系樹脂をベースポリマーとした粘着剤が好適である。粘着剤層は、(メタ)アクリル系樹脂、架橋剤、シラン化合物を含む粘着剤の反応生成物から構成されることが好ましく、その他の成分を含んでいてもよい。
粘着剤層5は、活性エネルギー線硬化型粘着剤を用いて形成してもよい。活性エネルギー線硬化型粘着剤は、上記した粘着剤に、多官能性アクリレート等の紫外線硬化性化合物を配合し、粘着剤層を形成した後に紫外線を照射して硬化させることにより、より硬い粘着剤層を形成することができる。活性エネルギー線硬化型粘着剤は、紫外線や電子線等のエネルギー線の照射を受けて硬化する性質を有している。活性エネルギー線硬化型粘着剤は、エネルギー線照射前においても粘着性を有しているため、金属層等の被着体に密着し、エネルギー線の照射により硬化して密着力を調整することができる性質を有する粘着剤である。
活性エネルギー線硬化型粘着剤は、一般にはアクリル系粘着剤と、エネルギー線重合性化合物とを主成分として含む。通常はさらに架橋剤が配合されており、また必要に応じて、光重合開始剤や光増感剤等を配合することもできる。
粘着剤層5の貯蔵弾性率は、例えば50,000Pa以下とすることができ、49,000Pa以下であってもよく、40,000Pa以下であってもよく、10,000Pa以上であることが好ましい。粘着剤層5の貯蔵弾性率が上記範囲にあると、例えば金属層6との密着力を向上することができる。粘着剤層5の貯蔵弾性率が50,000Pa以下であると、高温乾燥下や高温高湿下で金属層6との間に浮きが発生することを抑制することができる。本明細書において「粘着剤層の貯蔵弾性率」は、JIS K7244-6に準拠して、温度25℃で測定した値であり、市販の粘弾性測定装置により測定することができる。粘弾性測定装置としては、例えば後述する実施例に示すように、Physica社製、MCR300を用いることができる。
(金属層)
金属層6は、タッチパネルのタッチセンサを構成するための導電層として用いることができる。金属層6は、1種以上の金属によって形成された層である。金属層6は、その表面に不動態被膜(酸化被膜)が形成されていてもよいものとする。金属層6は単層構造であってもよく多層構造であってもよい。なお、不動態被膜は1つの層としては数えないものとする。
金属層6を構成する金属としては、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、白金(Pt)、鉄(Fe)、インジウム(In)、錫(Sn)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、ネオジウム(Nd)、モリブデン(Mo)、又はこれらの金属を2種以上含む合金が挙げられる。これらのうち、金属層6は、主成分がアルミニウム又は銅であることが好ましく、添加剤としてチタンを含んでいてもよい。ここで、主成分とは、金属層6を構成する金属のうち、50質量%以上を占める金属をいう。
金属層6は、例えば透光性基材に形成することができ、透光性基材の表面全面にわたって形成された連続膜であってもよく、透光性基材の表面に形成された金属配線層であってもよい。金属配線層は、メタルメッシュであってもよい。透光性基材は、透光性を有するものであればよく、例えば上記した保護層を形成するために用いる熱可塑性樹脂として説明した樹脂材料を用いたフィルム、ガラスフィルム、ガラス基板等が挙げられる。
金属層6の形成方法は特に限定されず、透光性基材の表面に、例えば、上記した化学気相成長法、物理気相成長法、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、電解メッキ、無電解メッキ等によって形成すればよい。金属層6は、スパッタリング法によって形成されることが好ましい。
金属層6の厚みは、通常0.01μm以上であり、0.05μm以上であってもよく、また、薄型化の観点から、3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、0.8μm以下であることがさらに好ましい。
金属層6が金属配線層である場合、その線幅は、通常10μm以下であり、5μm以下であってもよく、3μm以下であってもよく、通常0.5μm以上である。
(第1貼合層、第2貼合層、貼合層(X)、貼合層(Y)、貼合層(Z)、貼合層)
第1及び第2貼合層、貼合層(X)~(Z)、並びに貼合層としては、粘着剤層又は接着剤層が挙げられる。
上記した各貼合層が粘着剤層である場合、上記した粘着剤層で説明した粘着剤を用いて形成することができる。各貼合層が粘着剤層である場合、当該粘着剤層の貯蔵弾性率は、50,000Pa以上であることが好ましく、100,000Pa以上であることがより好ましく、150,000Pa以上であることがさらに好ましい。貼合したときの気泡の発生を抑制する観点から、上記粘着剤層の貯蔵弾性率は、200,000Pa以下であることが好ましい。粘着剤層の貯蔵弾性率が上記の範囲内であることにより、光学積層体1の折り曲げ、折り畳み、巻回し等を行ったときに硬化物層にシワが発生することを抑制することができるため、好ましい。貯蔵弾性率の測定方法については上記のとおりである。各貼合層が粘着剤層である場合、粘着剤層の厚みは、好ましくは2μm以上20μm以下であり、より好ましくは4μm以上17μm以下である。
上記した各貼合層が接着剤層である場合、これらが粘着剤層である場合に比較すると、金属層6の腐食を抑制しやすいと考えられる。上記した各貼合層が接着剤層である場合、接着剤層は、接着剤中の硬化性成分を硬化させることによって形成することができる。接着剤層を形成するための接着剤としては、感圧型接着剤(粘着剤)以外の接着剤であって、例えば、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられる。
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を水に溶解、又は分散させた接着剤が挙げられる。水系接着剤を用いた場合の乾燥方法については特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥機や赤外線乾燥機を用いて乾燥する方法が採用できる。
活性エネルギー線硬化型接着剤としては、例えば、紫外線、可視光、電子線、X線のような活性エネルギー線の照射によって硬化する硬化性化合物を含む無溶剤型の活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられる。無溶剤型の活性エネルギー線硬化型接着剤を用いることにより、層間の密着性を向上させることができる。
活性エネルギー線硬化型接着剤としては、良好な接着性を示すことから、カチオン重合性の硬化性化合物、ラジカル重合性の硬化性化合物のいずれか一方又は両方を含むことが好ましい。活性エネルギー線硬化型接着剤は、上記硬化性化合物の硬化反応を開始させるための光カチオン重合開始剤等のカチオン重合開始剤、又はラジカル重合開始剤をさらに含むことができる。
カチオン重合性の硬化性化合物としては、例えば、脂環式環に結合したエポキシ基を有する脂環式エポキシ化合物、2個以上のエポキシ基を有し芳香環を有さない多官能脂肪族エポキシ化合物、エポキシ基を1つ有する単官能エポキシ基(但し、脂環式エポキシ化合物に含まれるものを除く)、2個以上のエポキシ基を有し芳香環を有する多官能芳香族エポキシ化合物等のエポキシ系化合物;分子内に1個又は2個以上のオキセタン環を有するオキセタン化合物;これらの組み合わせを挙げることができる。
ラジカル重合性の硬化性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル系化合物(分子内に1個又は2個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物)、ラジカル重合性の二重結合を有するその他のビニル系化合物、又はこれらの組み合わせ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、必要に応じて、光増感助剤等の増感剤を含有することができる。増感剤を使用することにより、反応性が向上し、接着剤層の機械強度や接着強度をさらに向上させることができる。増感剤としては、公知のものを適宜適用することができる。増感剤を配合する場合、その配合量は、活性エネルギー線硬化型接着剤の総量100質量部に対し、0.1~20質量部の範囲とすることが好ましい。
活性エネルギー線硬化型接着剤は、必要に応じて、イオントラップ剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動調整剤、可塑剤、消泡剤、帯電防止剤、レベリング剤、溶媒等の添加剤を含有することができる。
活性エネルギー線硬化型接着剤を用いた場合は、紫外線、可視光、電子線、X線のような活性エネルギー線を照射し、接着剤の塗布層を硬化させて接着剤層を形成することができる。活性エネルギー線としては、紫外線が好ましく、この場合の光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等を用いることができる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。以下、配合量又は含有量を表す部及び%は、特に断りのない限り質量基準である。
(1)測定方法及び評価方法
[透湿度の測定]
実施例及び比較例で用いた保護層及びバリア層について、恒温恒湿槽を用い、温度40℃、相対湿度90%RH、測定時間24時間の測定条件で、透湿度試験方法(カップ法、JIS Z 0208に準じる)により水蒸気透過率を測定し、これを透湿度とした。
[粘着剤層におけるヨウ素量の測定]
実施例及び比較例で得た光学積層体を25mm×50mmの大きさに裁断し、保護層(HC付COPフィルム)上に粘着剤を用いて無アルカリガラスを貼合し、粘着剤層(a)上に剥離フィルムを貼合した試験片(1)を作製した。試験片(1)を、温度85℃、相対湿度85%RHのオーブン中で240時間保管した後、剥離フィルムを剥がし、粘着剤層(a)の粘着剤を掻き取った。下記の条件で行った酸化燃焼イオンクロマトグラフ法により、掻き取った粘着剤に含まれるヨウ素量[ppm]を測定した。
<試料燃焼>
・装置:株式会社三菱化学アナリテック製 AQF-2100H
・燃焼条件:燃焼温度を1100℃とし、ガス流量は、アルゴン流量を200mL/分、酸素流量を400mL/分、加湿空気流量を100mL/分とした。
<イオンクロオマトグラフ>
・装置:サーモフィッシャーサイエンティフィック社製 Integrion
・カラム:サーモフィッシャーサイエンティフィック社製 IonPac AS19
・測定条件:溶離液をKOH水溶液グラジエント、流速を1.0mL/分、注入量を100μL、測定モードをサプレッサ式、検出器を電気伝導度検出器とした。
[粘着剤層の貯蔵弾性率の測定]
実施例及び比較例で用いた粘着剤層の貯蔵弾性率は、次の方法により測定した。粘着剤層の厚みが0.2mmになるように複数枚積層した。積層した粘着剤層を、直径8mmの円柱体となるように打ち抜き、これを貯蔵弾性率の測定用サンプルとした。測定用サンプルについて、JIS K7244-6に準拠し、粘弾性測定装置(Physica社製、MCR300)を用いてねじりせん断法により、以下の条件で貯蔵弾性率[Pa]を測定した。
<測定条件>
・ノーマルフォースFN:1N
・歪みγ:1%
・周波数:1Hz
・温度:25℃
[金属層の腐食性の評価]
無アルカリガラス表面にスパッタリングによって厚み約500nmの金属アルミニウム層を形成した金属層付ガラス基板(ジオマテック社製)を準備した。次に、実施例及び比較例で得た光学積層体を50mm×60mmの大きさに裁断し、粘着剤層(a)上に金属層付ガラス基板の金属アルミニウム層側を貼着し、保護層(HC付COPフィルム)上に粘着剤を用いて無アルカリガラスを貼合した試験片(2)を作製した。試験片(2)を、温度85℃、相対湿度85%RHのオーブン中で240時間保管した後、試験片(2)の金属層の状態(光学積層体の裁断片が貼着された部分)を、金属層付ガラス基板の背面から光を当てて、保護層側の無アルカリガラスの表面から拡大鏡を通して観察した。観察した金属層において、孔食(直径0.1mm以上であり、光を透過することが可能な孔)の数を数えて以下の基準で評価した。
A:孔食の数が4個以下である、
B:孔食の数が5個以上20個以下である、
C:20個超の孔食が発生している。
(2)光学積層体を構成する各層の準備
[活性エネルギー線硬化型接着剤の調製]
下記成分を配合して混合した後、脱泡して、活性エネルギー線硬化型接着剤を調製した。
<カチオン重合性化合物>
・ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル (商品名:EX-211L、ナガセケムテックス(株)製) 30部
・3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン(商品名:OXT-221、東亞合成(株)製) 13部
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:EP-4100E、(株)ADEKA、粘度13Pa・s(温度25℃)) 12部
・芳香族含有オキセタン化合物(商品名:TCM-104、TRONLY製) 45部<光カチオン重合開始剤>
・CPI-100P、サンアプロ(株)製、50%プロピレンカーボネート溶液 2.25部(固形分量)
<光増感助剤>
・1,4-ジエトキシナフタレン 1部
[偏光板の作製]
厚み20μm、重合度2,400、ケン化度99.9%以上のポリビニルアルコールフィルムを、125℃に加熱したロール上で延伸倍率4.5倍に一軸延伸し、緊張状態を保ったまま、28℃の水に30秒間浸漬した後、水100部あたりヨウ素0.05部及びヨウ化カリウム5部を含有する28℃の染色浴に30秒間浸漬した。次いで、水100部あたりホウ酸5.5部及びヨウ化カリウム15部を含有する64℃のホウ酸水溶液に、110秒間浸漬した。続いて、水100部あたりホウ酸2.35部及びヨウ化カリウム15部を含有する67℃のホウ酸水溶液に、30秒間浸漬した。その後、10℃の純水を用いて水洗し、80℃で乾燥して、直線偏光層を得た。得られた直線偏光層の厚みは8μmであった。さらに、得られた直線偏光層の片面に水系接着剤を介して保護層を貼合し、90℃で乾燥して、直線偏光層の片面に保護層を有する偏光板を得た。保護層としては、厚み27μmのハードコート層付シクロオレフィンフィルム(以下、「HC付COPフィルム」ということがある。)を用い、HC付COPフィルムのシクロオレフィンフィルム側を直線偏光層に貼合した。得られた偏光板は、HC付COPフィルム(保護層)、接着剤層(第1貼合層)、及び直線偏光層がこの順に積層されたものであった。HC付COPフィルムの透湿度は8g/m/24hrであった。
[位相差層の作製]
(1/2波長位相差層の作製)
透明樹脂で形成された基材層上に、配向層形成用組成物を塗布し乾燥することにより、λ/2配向処理をした。次いで、配向層上に、ディスコチック重合性液晶化合物を含む液晶層形成用組成物を塗布し、加熱及びUV照射をして重合性液晶化合物の配向を固定化することにより、基材層の配向層上に、厚み2μmの硬化物層としての1/2波長位相差層を形成した。
(λ/4波長位相差層の作製)
透明樹脂で形成された基材層上のラビング処理された配向層に、棒状のネマチック重合性液晶化合物(液晶モノマー)を含む液晶層形成用組成物を塗布し、屈折率異方性を保持した状態で固化することにより、基材層の配向層上に、厚み1μmの硬化物層としての1/4波長位相差層を形成した。
(基材層付き位相差層の作製)
基材層上の1/2波長位相差層の表面、及び、基材層上の1/4波長位相差層の表面のそれぞれにコロナ処理を施した。これら2つの位相差層の遅相軸のなす角度が60°となるように、それぞれのコロナ処理面どうしを、上記で調製した活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて貼合した。その後、1/4波長位相差層側から、紫外線照射装置〔フュージョンUVシステムズ(株)製〕を用い、積算光量400mJ/cm(UV-B)で紫外線照射を行って活性エネルギー線硬化型接着剤を硬化させ、貼合層(貼合層(X))としての接着剤層を形成した。貼合は、ラミネータを用いて行い、活性エネルギー線硬化型接着剤は、硬化後の接着剤層の厚みが3μmとなるように塗布した。これにより、基材層、配向層、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、配向層、及び基材層がこの順に積層された基材層付き位相差層を得た。なお、基材層付き位相差層のうち、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、及び1/4波長位相差層(第2硬化物層)が、実施例及び比較例の光学積層体における位相差層を構成し、この位相差層の厚みは6μmであった。
(3) 光学積層体の作製
〔実施例1〕
上記で作製した基材層付き位相差層の1/2波長位相差層側の基材層及び配向層を剥離して露出した1/2波長位相差層と、上記で作製した偏光板の直線偏光層側とを、厚み5μmのアクリル系粘着剤層(貯蔵弾性率:125,000Pa)を用いて貼合した。1/2波長位相差層と偏光板との貼合は、1/2波長位相差層の遅相軸と直線偏光層の透過軸とのなす角度が15°となるように行った。次いで、1/4波長位相差層側の配向層及び基材層を剥離して露出した1/4波長位相差層に、厚み5μmのアクリル系粘着剤層(貯蔵弾性率:125,000Pa)を介して、アクリル系粘着剤層と接する面にコロナ処理を施したバリア層としての厚み13μmのシクロオレフィンフィルム(1)(以下、「COPフィルム(1)」ということがある。)を貼合し、COPフィルムの表面に、厚み15μmの粘着剤層(貯蔵弾性率:25,500Pa)(以下、「粘着剤層(a)」ということがある。)を形成して光学積層体(1)を得た。
光学積層体(1)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、粘着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、粘着剤層(貼合層(Z))、COPフィルム(1)(バリア層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(粘着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、44μmであった。
光学積層体(1)に用いたCOPフィルム(1)の透湿度の測定、光学積層体(1)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例2〕
バリア層として、COPフィルム(1)に代えて、厚み23μmのシクロオレフィンフィルム(2)(以下、「COPフィルム(2)」ということがある。)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体(2)を得た。
光学積層体(2)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、粘着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、粘着剤層(貼合層(Z))、COPフィルム(2)(バリア層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(粘着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、54μmであった。
光学積層体(2)に用いたCOPフィルム(2)の透湿度の測定、光学積層体(2)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例3〕
バリア層として、COPフィルム(1)に代えて、厚み20μmのアクリルフィルム(以下、「PMMAフィルム」ということがある。)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体(3)を得た。
光学積層体(3)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、粘着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、粘着剤層(貼合層(Z))、PMMAフィルム(バリア層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(粘着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、51μmであった。
光学積層体(3)に用いたPMMAフィルムの透湿度の測定、光学積層体(3)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例4〕
1/4波長位相差層側の配向層及び基材層を剥離して露出した1/4波長位相差層に、上記で調製した活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて、バリア層としてのCOPフィルム(1)を貼合し、活性エネルギー線硬化型接着剤を硬化させて厚み2μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体(4)を得た。
光学積層体(4)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、粘着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、接着剤層(貼合層(Z))、COPフィルム(1)(バリア層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(粘着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、41μmであった。
光学積層体(4)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔比較例1〕
1/4波長位相差層側の配向層及び基材層を剥離して露出した1/4波長位相差層に、アクリル系粘着剤層及びバリア層を設けず、粘着剤層(a)を直接形成したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体(5)を得た。
光学積層体(5)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、粘着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(粘着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、26μmであった。
光学積層体(5)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例5〕
1/2波長位相差層側の基材層及び配向層を剥離して露出した1/2波長位相差層と、偏光板の直線偏光層側とを、上記で調製した活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて貼合し、活性エネルギー線硬化型接着剤を硬化させて厚み2μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして光学積層体(6)を得た。
光学積層体(6)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、接着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、粘着剤層(貼合層(Z))、COPフィルム(1)(バリア層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(接着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、41μmであった。
光学積層体(6)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例6〕
1/4波長位相差層側の配向層及び基材層を剥離して露出した1/4波長位相差層に、上記で調製した活性エネルギー線硬化型接着剤を用いて、バリア層としてのCOPフィルム(1)を貼合し、活性エネルギー線硬化型接着剤を硬化させて厚み2μmの接着剤層を形成したこと以外は、実施例5と同様にして光学積層体(7)を得た。
光学積層体(7)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、接着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、接着剤層(貼合層(Z))、COPフィルム(1)(バリア層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(接着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、38μmであった。
光学積層体(7)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例7〕
バリア層として、厚み20μmのトリアセチルセルロースフィルム(以下、「TACフィルム」ということがある。)を用いたこと以外は、実施例6と同様にして光学積層体(8)を得た。
光学積層体(8)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、接着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、接着剤層(貼合層(Z))、TACフィルム(バリア層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(接着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、45μmであった。
光学積層体(8)に用いたTACフィルムの透湿度の測定、光学積層体(8)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
〔比較例2〕
1/4波長位相差層側の配向層及び基材層を剥離して露出した1/4波長位相差層に、アクリル系粘着剤層及びバリア層を設けず、粘着剤層(a)を直接形成したこと以外は、実施例5と同様にして光学積層体(9)を得た。
光学積層体(9)は、HC付COPフィルム(保護層、第1保護層)、接着剤層(第1貼合層)、直線偏光層、接着剤層(貼合層(Y))、1/2波長位相差層(第1硬化物層)、接着剤層(貼合層、貼合層(X))、1/4波長位相差層(第2硬化物層)、及び粘着剤層(a)がこの順に積層されたものであった。直線偏光層の1/2波長位相差層側の表面から、粘着剤層(a)のCOPフィルム側とは反対側の表面までの距離D(接着剤層(貼合層(Y))~粘着剤層(a)の厚み)は、23μmであった。
光学積層体(9)における粘着剤層(a)のヨウ素量の測定、及び、金属層の腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。
Figure 2022174753000002
1,1a,1b,1c,1d,1e,1f 光学積層体、4 バリア層、5 粘着剤層、6 金属層、10 位相差層、11 第1硬化物層(硬化物層)、12 第2硬化物層(硬化物層)、21 第1貼合層、22 第2貼合層、23 貼合層(Y)、24 貼合層(Z)、25 貼合層(X)、30 偏光板、31 直線偏光層、32 第1保護層(保護層)、33 第2保護層(保護層)。

Claims (10)

  1. 直線偏光層、位相差層、バリア層、及び粘着剤層をこの順に含む光学積層体であって、
    前記直線偏光層は、ヨウ素が吸着配向しているポリビニルアルコール系樹脂フィルムであり、
    前記位相差層は、重合性液晶化合物が重合硬化した硬化物層を少なくとも1層含み、
    前記バリア層は、前記粘着剤層に直接接して設けられており、
    前記バリア層の温度40℃、相対湿度90%RHにおける透湿度は、1g/m/24hr以上2000g/m/24hr以下であり、
    前記直線偏光層の前記位相差層側の表面から、前記粘着剤層の前記バリア層側とは反対側の表面までの距離は、55μm以下である、光学積層体。
  2. 前記光学積層体を温度85℃、相対湿度85%RHの条件下で240時間保管した後の前記粘着剤層におけるヨウ素量は、250ppm以下である、請求項1に記載の光学積層体。
  3. 前記バリア層は、樹脂フィルムである、請求項1又は2に記載の光学積層体。
  4. 前記位相差層は、
    前記硬化物層を2層含み、
    さらに、前記2層の硬化物層を互いに貼合するための貼合層(X)を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学積層体。
  5. 前記貼合層(X)は、接着剤層である、請求項4に記載の光学積層体。
  6. さらに、前記直線偏光層を含む偏光板、及び、前記偏光板と前記位相差層とを貼合するための貼合層(Y)を含み、
    前記偏光板は、前記直線偏光層の片面又は両面に保護層が設けられている、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学積層体。
  7. さらに、前記位相差層と前記バリア層とを貼合するための貼合層(Z)を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の光学積層体。
  8. 前記貼合層(Z)は、接着剤層である、請求項7に記載の光学積層体。
  9. さらに、前記粘着剤層の前記バリア層側とは反対側に金属層を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の光学積層体。
  10. 前記金属層は、前記粘着剤層に直接接して設けられている、請求項9に記載の光学積層体。
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