JP2022185419A - 積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 直線偏光層と、第1粘着層と、液晶コーティング層と、第2粘着層とがこの順に積層され、
前記第1粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’1[kPa]とし、前記第2粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’2[kPa]としたとき、下記条件(1)を満たす、積層体。
(1) G’1≧1000kPaかつG’2≧1000kPa
[2] 前記直線偏光層は、重合性液晶化合物と1つまたは複数のアゾ系色素とを含む組成物の硬化物と、配向膜とを含む、[1]に記載の積層体。
[3] 前記液晶コーティング層は1層または複数層からなる、[1]または[2]に記載の積層体。
[4] 前記直線偏光層の前記第1粘着層とは反対側に熱可塑性樹脂フィルムおよび硬化樹脂層からなる群から選択される少なくとも1つの保護層を備える、[1]~[3]のいずれかに記載の積層体。
[5] 前記保護層の前記直線偏光層とは反対側に第3粘着層を介して前面板を備える、[4]に記載の積層体。
[6] 前記前面板は、温度23℃における引張弾性率が4.0GPa以上である、[5]に記載の積層体。
[7] 前記第3粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率は50KPa以下である、[5]または[6]に記載の積層体。
[8] 前記第2粘着層の前記液晶コーティング層とは反対側に有機ELパネルを備える、[1]~[7]のいずれか1項に記載の積層体。
[9] 前記有機ELパネルは、温度23℃における引張弾性率が4.0GPa以上である、[1]~[8]のいずれかに記載の積層体。
[10] [1]~[9]のいずれかに記載の積層体を含む、画像表示装置。
本発明の一態様にかかる積層体は、直線偏光層と、第1粘着層と、液晶コーティング層と、第2粘着層とがこの順に積層され、第1粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’1[kPa]とし、第2粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’2[kPa]としたとき、下記条件(1)を満たす。
(1) G’1≧1000kPaかつG’2≧1000kPa
積層体100は、上記の条件(1)を満たす。本発明者によって、液晶コーティング層を、温度25℃における貯蔵弾性率が1000kPa以上である比較的硬い2つの粘着層の間に配置することにより、アウトフォールドで繰返しの屈曲が可能となることが見出された。温度25℃における貯蔵弾性率は、後述の実施例の欄において説明する方法に従って測定することができる。
積層体100は、例えば画像表示装置等に用いることができる。画像表示装置は特に限定されず、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等が挙げられる。画像表示装置はタッチパネル機能を有していてよい。画像表示装置は好ましくはフレキシブルディスプレイであることができる。積層体100は、直線偏光層10側が視認側となるように画像表示装置に配置されることができる。
直線偏光層10としては二色性色素を吸着させた延伸フィルムまたは延伸層、二色性色素を塗布し硬化させてなる偏光子層等が挙げられる。二色性色素を塗布し硬化させてなる偏光子層は、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムまたは延伸層に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
二色性色素を吸着させた延伸フィルムは、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、およ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の厚みは、例えば2μm以上40μm以下であってよく、5μm以上であってもよく、20μm以下、さらには15μm以下、なおさらには10μm以下であってもよい。
必要に応じて、基材フィルムを二色性色素を吸着させた延伸層から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料および厚みは、後述する熱可塑性樹脂フィルムの材料および厚みと同様であってよい。
二色性色素を塗布し硬化させてなる偏光子層としては、液晶性を有する重合性の二色性色素を含む組成物または重合性液晶化合物と二色性色素とを含む組成物を基材フィルムに塗布し硬化させて得られる層等の重合性液晶化合物の硬化物を含む偏光子層が挙げられる。基材フィルムは一方の面に配向膜が設けられていてもよい。直線偏光層10は、屈曲性向上の観点から好ましくは、重合性液晶化合物と1つまたは複数のアゾ系色素とを含む組成物の硬化物と、配向膜とを含む層である。配向膜の厚みは、例えば5nm以上1μm以下であってよい。
保護層は、直線偏光層10の片側または両側に配置され、直線偏光層10の表面を保護する機能を有することができる。本明細書において、保護層が積層された直線偏光層を直線偏光板ということがある。
第1粘着層11は、直線偏光層10と液晶コーティング層12との間に介在して、これらを接合する層であることができる。第2粘着層13は、積層体100の液晶コーティング層12側に例えばタッチセンサパネルや有機ELパネル等を貼合する層であることができる。以下、第1粘着層11および第2粘着層13の総称として粘着層ということがある。
液晶コーティング層12は、第1粘着層11と第2粘着層13との間に介在しており、かつ、第1粘着層11と第2粘着層13とに接して積層されている。液晶コーティング層12は、重合性液晶化合物の硬化層であることができる。液晶コーティング層は、1層または複数層からなる。液晶コーティング層が複数層からなる場合、層同士は後述する貼合層を介して積層されていてよく、好ましくは後述する接着剤層を介して積層される。
前面板は、画像表示装置の視認側の最表面を構成し、画像表示装置の前面(画面)を保護する機能を有することができる。前面板は、ウィンドウフィルムと呼ばれるもの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、材料および厚みは限定されることはなく、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。その例としては、樹脂製の板状体(例えば樹脂板、樹脂シート、樹脂フィルム等)、ガラス製の板状体(例えばガラス板、ガラスフィルム等)、後述のタッチセンサパネルが挙げられる。積層体100が前面板を有する場合、前面板は積層体100の視認側に配置されることができる。積層体100は、直線偏光層10の第1粘着層11とは反対側の最外面に後述の第3粘着層を介して前面板を備えることができる。前面板を有する積層体100は、前面板が画像表示装置の最表面を構成するように画像表示装置に配置されることができる。
第3粘着層は、前面板を積層体100に接合する機能を有することができる。第3粘着層は、粘着剤から形成されることができる。第3粘着層を構成する粘着剤には、粘着層を構成する粘着剤組成物について例示したものと同じ剤であってもよいし、他の粘着剤、例えば(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であってもよい。第3粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率は、屈曲したときに液晶コーティング層にクラックが生じにくくなる観点から好ましくは50kPa以下であり、より好ましくは45kPa以下であり、さらに好ましくは41kPa以下である。
貼合層は、粘着剤または接着剤から構成される層である。貼合層は、例えば前面板とタッチセンサパネルとを貼合する層、積層体とタッチセンサパネルとを貼合する層、直線偏光層と保護層とを接合する層、第1液晶硬化位相差層と第2液晶硬化位相差層とを接合する層等であることができる。貼合層を構成する粘着剤は、上述の粘着層を構成する粘着剤組成物について例示したものと同じ剤であってもよいし、他の粘着剤、例えば(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であってもよい。積層体100は、貼合層を1つ備えてもよいし、2以上備えてもよい。積層体100が貼合層を複数備える場合、複数の貼合層は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
有機ELパネルは、公知の有機ELパネルを用いることができる。積層体100は、第2粘着層13の液晶コーティング層12とは反対側に有機ELパネルを備えることができる。有機ELパネルは、優れた屈曲性を有する積層体を構成しやすい観点から、温度23℃における引張弾性率が、4.0GPa以上であることが好ましく、5.0GPa以上であることがより好ましく、6.0GPa以上であることがさらに好ましい。有機ELパネルは、優れた屈曲性を有する積層体を構成しやすい観点から、温度23℃における引張弾性率が20GPa以下であることが好ましく、15GPa以下であることがさらに好ましい。積層体100は、温度23℃における引張弾性率が6.0GPaである有機ELパネルを備える場合でも、アウトフォールドで繰返しの屈曲が可能である。
タッチセンサパネルは、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。その中でも、低コスト、早い反応速度、薄膜化の面で、静電容量方式のタッチセンサパネルが好適に用いられる。タッチセンサパネルは、透明導電層とこれを支持する基材フィルムとの間に、接着層、分離層、保護層等を備えてもよい。接着層としては、接着剤層、粘着剤層が挙げられる。透明導電層を支持する基材フィルムとして、一方の表面に透明導電層が蒸着形成されている基材フィルム、接着層を介して透明導電層が転写された基材フィルム等が挙げられる。
図2に示す積層体200は、視認側から、前面板21、第3粘着層22、直線偏光板23、第1粘着層24、液晶コーティング層25、第2粘着層26、有機ELパネル27がこの順に積層されている。直線偏光板23は、視認側から基材フィルム28、配向膜29、直線偏光層30、保護層(OC層)31がこの順に配置されている。
積層体は、粘着剤層、あるいはさらに接着剤層を介して積層体100を構成する層同士を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。粘着剤層や接着剤層を介して層同士を貼合する場合には、密着性を高めるために、貼合面の一方または両方に対して、例えばコロナ処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。
本発明の別の一態様にかかる画像表示装置は、上記の積層体を含む。表示装置は特に限定されず、例えば有機EL表示装置、無機EL表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。画像表示装置はタッチパネル機能を有していてもよい。積層体は、屈曲または折り曲げ等が可能な可撓性を有するフレキシブルディスプレイに好適である。
粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率は、以下の方法により測定した。実施例および比較例に用いた粘着層を厚さ0.2mmになるように複数枚積層した。得られた粘着層から、直径8mmの円柱体を打ち抜き、これを温度25℃における貯蔵弾性率の測定用サンプルとした。上記サンプルについて、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、以下の条件で温度25℃における貯蔵弾性率(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℃
粘着層の厚みは、接触式膜厚測定装置(株式会社ニコン製「MS-5C」)を用いて測定した。ただし、偏光子層および配向膜については、レーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製「OLS4100」)を用いて測定した。
温度23℃における引張弾性率は次のように測定した。前面板またはポリイミドフィルム(有機ELパネル相当の代用品)から長辺110mm×短辺10mmの長方形の小片をスーパーカッターを用いて切り出した。次いで、引張試験機(株式会社島津製作所製、オートグラフ AG-Xplus試験機)の上下つかみ具で、つかみ具の間隔が5cmとなるように上記測定用サンプルの長辺方向両端を挟み、温度23℃、相対湿度55%の環境下、引張速度4mm/分で測定用サンプルを測定用サンプルの長さ方向に引張り、得られる応力-ひずみ曲線における20~40MPa間の直線の傾きから、温度23℃、相対湿度55%での引張弾性率を算出した。このとき、応力を算出するための厚みは、上記に記載の方法によって測定した。
温度25℃相対湿度55%RHにおいて、次に示す手順でアウトフォールド試験を行った。
(アウトフォールド試験)
積層体から長辺110mm×短辺10mmの長方形の小片をスーパーカッターを用いて切り出した。次いで、図4(a)に示すように、個別に移動可能な二つの治具501,502を有する屈曲試験機に、測定用サンプル500を前面板側を外側にして短辺方向に平行な方向を屈曲軸として屈曲し、測定用サンプル500の長辺側の端部をそれぞれ治具501、502に粘着テープで固定し、治具501、502の間隔Dが70mmとなるように治具501、502の位置を調節した。その後、図4(b)に示すように、間隔Dが4.0mm(屈曲半径2R)となるように矢印Aの方向に治具501を稼働させて測定用サンプル500を屈曲し、その後、治具501を矢印Bの方向に稼働させて間隔Dを70mmとして屈曲を開放し、この一連の動作を1回とカウントとして、連続して20万回繰り返した。治具501の移動速度は1.32m/秒であり、20万回繰り返すのに要した時間は55.6時間であった。20万回繰り返した後、測定用サンプルを屈曲試験機から取出し、光学顕微鏡により透過光にて観察し、クラックの発生の有無を確認した。
〇:クラックの発生有り。
×:クラックの発生無し。
前面板であるウィンドウフィルムとして、ポリイミドフィルム(PIフィルム、全体の厚み:40μm、引張弾性率6.8GPa)を用意した。
基材フィルムの片面を離型処理した離型フィルム2枚(重Sp、軽Sp)のそれぞれの離型処理面を用いて、厚み50μmの第3粘着層を挟んだ市販の第3粘着剤シート(米国3M社製「CEF3501」)を用意した。第3粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率は41kPaであった。
(基材フィルム)
基材フィルムとして、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタ株式会社製、厚み25μm)を準備した。
ポリマー1は、以下の構造単位からなる光反応性基を有するポリマーである。
GPC測定より、得られたポリマー1の分子量は数平均分子量28200、Mw/Mn1.82を示し、モノマー含有量は0.5%であった。
ポリマー1を濃度5質量%で、シクロペンタノンに溶解した溶液を配向膜形成用組成物として用いた。
重合性液晶化合物は、式(1-6)で表される重合性液晶化合物[以下、化合物(1-6)ともいう]と式(1-7)で表される重合性液晶化合物[以下、化合物(1-7)ともいう]とを用いた。
直線偏光層形成用組成物は、化合物(1-6)75質量部、化合物(1-7)25質量部、二色性染料としての上記式(2-1a)、(2-1b)、(2-3a)で示されるアゾ色素各2.5質量部、重合開始剤としての2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(Irgacure369、BASFジャパン社製)6質量部、およびレベリング剤としてのポリアクリレート化合物(BYK-361N、BYK-Chemie社製)1.2質量部を、溶剤のトルエン400質量部に混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより調製した。
保護層用組成物は、水100質量部に対して、ポリビニルアルコール樹脂粉末(株式会社クラレ製、平均重合度18000、商品名:KL-318)3質量部と、ポリアミドエポキシ樹脂(架橋剤、住化ケムテックス株式会社製、商品名:SR650(30))1.5質量部とを混合して調製した。
基材フィルムにコロナ処理を施した。コロナ処理の条件は、出力0.3kW、処理速度3m/分とした。その後、基材フィルム上に、配向膜形成用組成物をバーコート法により塗布し、80℃の乾燥オーブン中で1分間加熱乾燥した。得られた乾燥被膜に偏光UV照射処理を施して配向膜を形成した。偏光UV処理は、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)から照射される光を、ワイヤーグリッド(UIS-27132##、ウシオ電機株式会社製)を透過させて、波長365nmで測定した積算光量が100mJ/cm2である条件で行った。配向膜の厚みは100nmであった。
(基材フィルム)
基材フィルムとして、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み100μm)を準備した。
18官能のアクリル基を有するデンドリマーアクリレート(Miramer SP1106、Miwon)2.8質量部と、6官能のアクリル基を有するウレタンアクリレート(Miramer PU-620D、Miwon)6.6質量部と、光重合開始剤(Irgacure-184、BASF)0.5質量部と、レベリング剤(BYK-3530、BYK)0.1質量部と、メチルエチルケトン(MEK)90質量部と混合して、保護層(HC層)用組成物を調製した。
基材フィルムに、保護層(HC層)用組成物をバーコート法により塗布し、80℃の乾燥オーブン中で3分間加熱乾燥した。得られた乾燥被膜にUV照射装置(SPOT CURE SP-7、ウシオ電機株式会社製)を用いて、露光量500mJ/cm2(365nm基準)のUV光を照射して保護層(HC層)を形成した。保護層(HC層)層の厚みをレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社製OLS3000)により測定したところ、2.0μmであった。このようにして、「基材フィルム/保護層(HC層)」からなる積層体を得た。
粘着層Aを有する粘着剤シートAとして、厚み38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(基材フィルム)の片面に離形処理が施された剥離フィルム2枚(重セパレータ、軽セパレータ)のそれぞれ離型処理面で、厚み5μmのアクリル系粘着剤層を挟んだ市販の粘着剤シートを用いた。粘着剤シートAから剥離フィルムを取り除いた粘着層Aの温度25℃における貯蔵弾性率G’1は、1400kPaであった。
粘着層Bを有する粘着剤シートBとして、基材フィルムの片面に離型処理が施された2枚の離型フィルム(重セパレータ、軽セパレータ)のそれぞれの離型処理面で、厚み25μmの粘着剤層を挟んだ市販の粘着剤シート(米国3M社製「CEF3501」)を用いた。粘着シートBから剥離フィルムを取り除いた粘着層Bの温度25℃における貯蔵弾性率G’2は、41kPaであった。
(第1液晶硬化位相差層)
第1液晶硬化位相差層として、ネマチック液晶化合物が硬化した層、配向層および透明基材からなるλ/4の位相差を与える層を準備した。なお、ネマチック液晶化合物が硬化した層と、配向層との合計の厚みは2μmであった。ネマチック液晶化合物が硬化した層は、透明基材上に形成した配向層上にネマチック液晶化合物を含有する位相差層形成用組成物を塗工し、硬化させることにより形成した。
厚み38μmのポリエチレンテレフタレート基材を透明基材として用い、その片面に垂直配向層用組成物を膜厚3μmになるようにコーティングし、20mJ/cm2の偏光紫外線を照射して配向層を作製した。なお、その垂直配向層用組成物としては、2-フェノキシエチルアクリレートと、テトラヒドロフルフリルアクリレートと、ジペンタエリスリトールトリアクリレートと、ビス(2-ビニルオキシエチル)エーテルとを1:1:4:5の割合で混合し、重合開始剤としてLUCIRIN(登録商標)TPOを4%の割合で添加した混合物を用いた。
第1液晶硬化位相差層と第2液晶硬化位相差層とを、紫外線硬化型接着剤により、それぞれの液晶硬化位相差層面(透明基材とは反対側の面)が貼合面となるように貼り合わせた。次いで、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させた。紫外線硬化型接着剤が硬化した後の厚みは2μmであった。このようにして、「第1液晶硬化位相差層(2μm)/接着剤層(厚み2μm)/第2液晶硬化位相差層(厚み4μm)」の層構成を有する液晶コーティング層を作製した。
有機ELパネル相当の代用品として、ポリイミドフィルム(PIフィルム、全体の厚み:75μm、引張弾性率6.96GPa)を用意した。
粘着シートAから軽セパレータを剥離して露出させた粘着層Aを、直線偏光板Aの保護層2側に貼合し、積層体A1を得た。貼合面にはあらかじめ両面コロナ処理(出力0.3kW、速度3m/分)を行った。
表1に示す直線偏光板および粘着層を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2、比較例1および2の積層体を作製した。結果を表1に示す。
Claims (10)
- 直線偏光層と、第1粘着層と、液晶コーティング層と、第2粘着層とがこの順に積層され、
前記第1粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’1[kPa]とし、前記第2粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率をG’2[kPa]としたとき、下記条件(1)を満たす、積層体。
(1) G’1≧1000kPaかつG’2≧1000kPa - 前記直線偏光層は、重合性液晶化合物と1つまたは複数のアゾ系色素とを含む組成物の硬化物と、配向膜とを含む、請求項1に記載の積層体。
- 前記液晶コーティング層は1層または複数層からなる、請求項1または2に記載の積層体。
- 前記直線偏光層の前記第1粘着層とは反対側に熱可塑性樹脂フィルムおよび硬化樹脂層からなる群から選択される少なくとも1つの保護層を備える、請求項1~3のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記保護層の前記直線偏光層とは反対側に第3粘着層を介して前面板を備える、請求項4に記載の積層体。
- 前記前面板は、温度23℃における引張弾性率が4.0GPa以上である、請求項5に記載の積層体。
- 前記第3粘着層の温度25℃における貯蔵弾性率は50KPa以下である、請求項5または6に記載の積層体。
- 前記第2粘着層の前記液晶コーティング層とは反対側に有機ELパネルを備える、請求項1~7のいずれか1項に記載の積層体。
- 前記有機ELパネルは、温度23℃における引張弾性率が4.0GPa以上である、請求項1~8のいずれか1項に記載の積層体。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の積層体を含む、画像表示装置。
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