JP2022174753A - 光学積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
〔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/m2/24hr以上2000g/m2/24hr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。
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/m2/24hr以上2000g/m2/24hr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。
(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。
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。
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/m2/24hr以上であり、30g/m2/24hr以上であってもよく、100g/m2/24hr以上であってもよく、200g/m2/24hr以上であってもよく、500g/m2/24hr以上であってもよい。バリア層の上記透湿度は、2000g/m2/24hr以下であり、1500g/m2/24hr以下であってもよく、1200g/m2/24hr以下であってもよく、1000g/m2/24hr以下であってもよい。バリア層4の上記透湿度が1g/m2/24hr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/m2/24hr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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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℃
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。
[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
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/m2/24hrであった。
(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。
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/cm2(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。
〔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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (10)
- 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/m2/24hr以上2000g/m2/24hr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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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