JP6930017B2 - フレキシブル光学積層体および画像表示装置 - Google Patents
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Description
[1] 複数の光学部材と、着色層とを備えるフレキシブル光学積層体であって、
前記複数の光学部材は粘着剤層を介して積層され、
平面視において表示領域と非表示領域とに区別され、
前記着色層は、前記非表示領域に形成され、
視認側の最外面において、前記表示領域と前記非表示領域との段差が1.2μm以下である、フレキシブル光学積層体。
[2] 前記着色層は、前記複数の光学部材のうち少なくとも1つの光学部材と前記粘着剤層との間に形成されている、[1]に記載のフレキシブル光学積層体。
[3] 前記着色層は、前記複数の光学部材の積層方向に離間して2層以上形成されている、[1]または[2]に記載のフレキシブル光学積層体。
[4] 前記着色層の合計厚みは5μm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載のフレキシブル光学積層体。
[5] 前記非表示領域の光学密度は5.0以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載のフレキシブル光学積層体。
[6] 前記着色層は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載のフレキシブル光学積層体。
[7] 前記複数の光学部材は、前面板、偏光板および下部構造からなる群から選択される少なくとも1種である、[1]〜[6]のいずれかに記載のフレキシブル光学積層体。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載のフレキシブル光学積層体を備える、画像表示装置。
図1は、本発明の一実施形態にかかるフレキシブル光学積層体(以下、簡略化して光学積層体ということがある)の概略平面図である。図1に示す光学積層体100は、平面視において表示領域101と非表示領域102とに区別される。
着色層130は、フレキシブル光学積層体100の平面視における非表示領域102に形成され、好ましくはフレキシブル光学積層体100の平面視において、フレキシブル光学積層体100の周縁部の少なくとも一部に設けられ、より好ましくは図1に示す非表示領域102を形成するようにフレキシブル光学積層体100の周縁部の全体に設けられる。フレキシブル光学積層体100の周縁部を縁取るように着色層130が設けられることにより、着色層130が額縁のように視認されることからデザイン性を向上させることができる。
分離層は、支持体と着色層とを分離し易くするための機能を有する。分離層は、例えば無機物層または有機物層であることができる。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を用いることができる。支持体から分離された着色層および分離層は、その分離層側を、貼合層を介して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1.0μm以下であってよく、好ましくは0.05μm以上0.5μm以下である。フレキシブル光学積層体が分離層を有する場合、分離層は、分離層の着色層側とは反対側の面と光学部材とが貼合層を介して貼合されることができる。
フレキシブル光学積層体100は、上述の分離層と着色層130との間に保護層をさらに含むことができる。保護層は、有機絶縁膜または無機絶縁膜の少なくともいずれかを含む層であってよく、これらの膜は、スピンコート法、スパッタリング法、蒸着法等によって着色層を形成する前に分離層上に形成することができる。
光学部材110、120はそれぞれ、通常の画像表示装置において用いられている構成要素であってよく、例えば前面板、偏光板および下部構造からなる群から選択される少なくとも1種であることができる。光学部材110、120はそれぞれ、単層であっても複層であってもよい。
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ず、また単層構造であっても多層構造であってもよく、ガラス製の板状体(例えば、ガラス板、ガラスフィルム等)、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)、及び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。前面版は、画像表示装置の視認側の最表面を構成する層であることができる。
偏光板としては、直線偏光板であってもよいし、円偏光板であってもよい。直線偏光板としては、二色性色素を吸着させた延伸フィルム若しくは延伸層、または二色性色素を塗布し硬化させたフィルムを偏光子として含むフィルム等が挙げられる。二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。二色性有機染料には、C.I.DIRECT RED 39等のジスアゾ化合物からなる二色性直接染料、トリスアゾ、テトラキスアゾなどの化合物からなる二色性直接染料が包含される。
二色性色素を吸着させた延伸フィルムを偏光子として備える直線偏光板について説明する。偏光子である、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、および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を有する、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。かかる偏光子をそのまま直線偏光板として用いてもよく、その片面または両面に後述する熱可塑性樹脂フィルムを貼合したものを直線偏光板として用いてもよい。偏光子の厚みは、好ましくは2μm以上40μm以下であり、3μm以上10μm以下であってもよい。
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。
熱可塑性樹脂フィルムは位相差を有していても、有していなくてもよい。
熱可塑性樹脂フィルムは、例えば、接着剤層を用いて偏光子に貼合することができる。
二色性色素を塗布し硬化させたフィルムを偏光子として備える直線偏光板について説明する。偏光子として用いられる、二色性色素を塗布し硬化させたフィルムは、液晶性を有する二色性色素を含む組成物、または二色性色素と液晶化合物とを含む組成物を基材に塗布し硬化して得られるフィルム等が挙げられる。当該フィルムは、基材を剥離してまたは基材とともに直線偏光板として用いてもよく、またはその片面または両面に熱可塑性樹脂フィルムを有する構成で直線偏光板として用いてもよい。
下部構造としては、例えばタッチセンサパネル等が挙げられる。タッチセンサパネルは偏光板の前面板側とは反対側、又は偏光板と前面板との間に配置されることができる。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。
粘着剤層140は、光学部材110と光学部材120との間に介在してこれらを貼合する層である。
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、上述の分離層又は保護層と光学部材とを貼合するために配置される。貼合層の材料となる粘着剤は、上述の粘着剤組成物を用いることができ、他の粘着剤、例えば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。
フレキシブル光学積層体100の製造方法は、例えば着色層を転写法により形成する転写工程を含む製造方法であることができる。転写工程を含むフレキシブル光学積層体100の製造方法は、例えば、支持体134を準備する工程[図5(a)]と、支持体134の一方の面に分離層133を形成する工程[図5(b)]と、分離層133の支持体134側とは反対側の面に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を塗布して活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の塗膜130aを形成する工程[図5(c)]と、フォトリソグラフィ法により着色層130を形成する工程[図5(d)]と、着色層130上に工程フィルム135を貼合する工程[図5(e)]と、支持体134を剥離する工程[図5(f)]と、着色層130の分離層133側を貼合層136を介して第1光学部材110に貼合して着色層130を転写する工程[図5(g)]と、工程フィルム135を剥離する工程[図5(h)]と、粘着剤層140を分離層133の着色層130側に貼合する工程[図5(i)]と、第2光学部材120を粘着剤層140を介して貼合してフレキシブル光学積層体100を得る工程[図5(j)]とを含むことができる。
第1の実施形態に係るフレキシブル光学積層体は、第1光学部材と、粘着剤層と、第2光学部材と、粘着剤層と、第3光学部材とをこの順に備え、着色層は、第1光学部材、第2光学部材および第3光学部材のうち少なくとも1つの粘着剤層側に形成されることができる。フレキシブル光学積層体は、分離層を有していてもよい。フレキシブル光学積層体が分離層を有する場合、分離層は着色層の粘着剤層側とは反対側に配置される。粘着剤層および着色層には上述の説明が適用される。
(1)第1光学部材201/着色層206/粘着剤層202/第2光学部材203/粘着剤層204/第3光学部材205
(2)第1光学部材201/着色層206/粘着剤層202/着色層207/第2光学部材203/粘着剤層204/第3光学部材205
(3)第1光学部材201/着色層206/粘着剤層202/第2光学部材203/着色層207/粘着剤層204/第3光学部材205
(4)第1光学部材201/着色層206/粘着剤層202/第2光学部材203/粘着剤層204/着色層207/第3光学部材205
(5)第1光学部材201/粘着剤層202/着色層206/第2光学部材203/着色層207/粘着剤層204/第3光学部材205
(6)第1光学部材201/粘着剤層202/着色層206/第2光学部材203/粘着剤層204/着色層207/第3光学部材205
(7)第1光学部材201/粘着剤層202/第2光学部材203/着色層206/粘着剤層204/着色層207/第3光学部材205
(8)第1光学部材201/着色層206/粘着剤層202/着色層207/第2光学部材203/着色層208/粘着剤層204/第3光学部材205
(9)第1光学部材201/着色層206/粘着剤層202/着色層207/第2光学部材203/粘着剤層204/着色層208/第3光学部材205
(10)第1光学部材201/着色層206/粘着剤層202/第2光学部材203/着色層207/粘着剤層204/着色層208/第3光学部材205
(11)第1光学部材201/粘着剤層202/着色層206/第2光学部材203/着色層207/粘着剤層204/着色層208/第3光学部材205。
図6中、第1光学部材201側が視認側となるが、段差は図示していない。図6中、貼合層は図示していない。また、図6中、分離層は図示されていないが、フレキシブル光学積層体200は分離層を有していてもよい。フレキシブル光学積層体200が分離層を有する場合、分離層は、着色層の粘着剤層側とは反対側(着色層と光学部材との間)に配置される。
本発明に係る画像表示装置は、上記フレキシブル光学積層体を含む。画像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。フレキシブル光学積層体は、屈曲又は折り曲げ等が可能な可撓性を有する画像表示装置に好適である。画像表示装置において、フレキシブル光学積層体が前面板を有する場合、フレキシブル光学積層体は、前面板を外側(画像表示素子側とは反対側、すなわち視認側)に向けて、画像表示装置の視認側に配置される。
実施例および比較例において得られた光学積層体を、OD Meter(X−Rite社、Model名:361T)にタッチセンサパネル側が発光部、前面板側が受光部になるように設置した。設置した光学積層体の非表示領域の光学密度(OD値)を測定した。
実施例および比較例において得られた光学積層体のサンプルを、前面板側を外側(上面)にしてソーダライムガラス上に固定した。固定したサンプルの非表示領域と表示領域との段差を、干渉型顕微鏡を用いて測定した。測定倍率は10倍、測定モードはVSIモード(垂直走査干渉計)とした。スキャン範囲は、サンプルの厚み方向に50μmの範囲とし、高低差が最も大きくなる値を非表示領域と表示領域との段差とした。
実施例および比較例で得られた光学積層体を温度60度、相対湿度90%の環境下に250時間静置した。その後、光学積層体の粘着剤層の前面板側表面を、光学顕微鏡(オリンパス株式会社製)で観察し、発生した気泡の数をカウントし、気泡の寸法を測定した。
蛍光灯の反射光により、非表示領域と表示領域との境界付近を観察した。
段差が視認されない場合は○、段差が視認された場合は×とした。
図7に、実施例8および比較例1の蛍光灯の反射光による段差の観察像を示す。図7(a)に示す実施例8の観察像では段差が視認されないが、図7(b)に示す比較例1の観察像では段差(黒色着色層の縁)が白く光って視認される。
基材フィルムの両面にハードコート層が形成された厚み70μmの前面板(基材フィルム50μm、各ハードコート層10μm、縦179mm×横106mm)を用意した。
両面セパレータ付アクリル系粘着剤シートA(粘着剤層厚み:5μm、リンテック株式会社製)を準備した。
厚み:33μm、
層構成:タッチセンサパターン(ITOとアクリル系樹脂組成物の硬化層との積層体、厚み7μm)/接着剤層(厚み3μm)/環状オレフィン系樹脂フィルム(厚み23μm)
カーボンブラックを含有する活性エネルギー線硬化型の感光性樹脂組成物(Samsung SDI社製「CR−BK0951L」)
(インク成分)
アセチレンブラック 10.0質量%
ポリエステル 80.0質量%
グルタル酸ジメチルエステル 2.5質量%
コハク酸 2.0質量%
イソホロン 5.5質量%
(硬化剤)
脂肪族ポリイソシアネート 75.0質量%
酢酸エチル 25.0質量%
(溶媒)
イソホロン
(調製方法)
インク成分100質量部に対し硬化剤を10質量部、溶媒を10質量部添加し、攪拌して、着色層形成用組成物(黒色)を得た。
アクリル系樹脂をガラス板にコーティングして分離層を形成した。次に、分離層上に上述の感光性樹脂組成物を焼成後の厚みが2.4μmになるように塗布し、紫外線を照射した後、現像し、焼成することにより着色層を形成した。着色層上に、剥離可能な工程フィルムを貼合した。このようにして、ガラス板/分離層/着色層/工程フィルムの層構成を有する着色層積層体1を得た。
上述の着色層積層体1の作製において、感光性樹脂組成物を焼成後の厚みが1.2μmとなるように塗布したこと以外は、着色層積層体1の作製と同様にして着色層積層体2を得た。
厚み25μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムに光配向膜を形成した後、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2.5μmの偏光子を得た。当該偏光子上に、アクリル系樹脂組成物を塗布し、硬化させて厚み1μmのオーバーコート層を得た。当該オーバーコート層上に、液晶化合物が重合して硬化した層を含む位相差フィルム[厚み16μm、層構成:粘着剤層(厚み5μm)/液晶化合物が硬化した層および配向膜からなるλ/4板(厚み3μm)/粘着剤層(厚み5μm)/液晶化合物が硬化した層および配向膜からなるポジティブCプレート(厚み3μm)]を貼合した。このようにして作製した円偏光板(「TAC/偏光子/位相差フィルム」の層構成、厚み44.5μm、縦179mm×横106mm)を得た。
上述の着色層積層体1からガラス板を除去し、露出した分離層の表面と、前面板の一方の面とを貼合層を介して貼合わせた。貼合層には、厚みが25μmのアクリル系粘着剤層を用いた。次いで着色層積層体1から工程フィルムを除去し、露出させた着色層側の面と、一方面からセパレータを除去して露出させたアクリル系粘着剤シートAの粘着剤層とを貼合した。貼合したアクリル系粘着剤シートAから残りのセパレータを除去して露出させた粘着剤層と、円偏光板のTAC側の面を貼合した。円偏光板の位相差フィルム側に、一方のセパレータを除去して露出させたさらなるアクリル系粘着剤シートAの粘着剤層とを貼合した。円偏光板に貼合したさらなるアクリル系粘着剤シートAから残りのセパレータを除去して露出させた粘着剤層と、タッチセンサパネルとを貼合した。なお各貼合面にはコロナ処理を施した。
このようにして、前面板/貼合層/分離層/第1着色層/粘着剤層/円偏光板/粘着剤層/タッチセンサパネルの層構成(図6(a)に相当)を有する光学積層体を作製した。着色層は、非表示領域を形成するように光学積層体の周縁部の全体に形成されていた。
得られた光学積層体について、光学密度の測定、段差測定および気泡評価を行った。結果を表1に示す。表1中、着色層の配置面は、前面板を上側にしたときに、分離層を介して配置される光学部材の面を示す。
表1に示す着色層の構成及び厚みとなるように着色層積層体1を着色層積層体2に変えて着色層を積層したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の光学積層体(図6(b)に相当する層構成を有する)を得た。得られた光学積層体について、光学密度の測定、段差測定および気泡評価を行った。結果を表1に示す。
表1に示す着色層の構成となるように着色層を積層したこと以外は実施例2と同様にして、実施例3〜11の光学積層体(それぞれ図6(c)〜(k)に相当する層構成を有する)を得た。得られた光学積層体について、光学密度の測定、段差測定および気泡評価を行った。結果を表1に示す。
前面板の一方の面に、着色層形成用組成物(黒色)をインクとして用いて460メッシュのスクリーンを使ってスクリーン印刷により、乾燥後の塗布厚が5.5μmとなる吐出量の印刷を行って15分間乾燥して、厚み5.5μmの印刷層からなる着色層を形成し、着色層付前面板を得た。
次に、着色層付前面板の着色層側と円偏光板の基材層(TAC)側とを粘着剤層を介して貼合した。次いで、位相差フィルム側にタッチセンサパネルを粘着剤層を介して貼合した。
このようにして、前面板/第1着色層/粘着剤層/円偏光板/粘着剤層/タッチセンサパネルをこの順に備える光学積層体を作製した。
得られた光学積層体について、光学密度の測定、段差測定および気泡評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (11)
- 複数の光学部材と、着色層とを備えるフレキシブル光学積層体であって、
前記複数の光学部材は粘着剤層を介して積層され、
平面視において表示領域と非表示領域とに区別され、
前記着色層は、前記非表示領域に形成され、
視認側の最外面において、前記表示領域と前記非表示領域との段差が0.9μm以下であり、
前記着色層の前記表示領域側の端部の断面形状がテーパー形状である、フレキシブル光学積層体。 - 前記着色層は、前記複数の光学部材のうち少なくとも1つの光学部材と前記粘着剤層との間に形成されている、請求項1に記載のフレキシブル光学積層体。
- 前記着色層は、前記複数の光学部材の積層方向に離間して2層以上形成されている、請求項1または2に記載のフレキシブル光学積層体。
- 前記着色層の合計厚みは5μm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフレキシブル光学積層体。
- 前記非表示領域の光学密度は5.0以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフレキシブル光学積層体。
- 前記着色層は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のフレキシブル光学積層体。
- 視認側の最外面に耐摩耗層を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のフレキシブル光学積層体。
- 前記耐摩耗層の直下に、ハードコート層を有する、請求項7に記載のフレキシブル光学積層体。
- 前記複数の光学部材は、前面板を含み、
前記耐摩耗層は、前記前面板の視認側表面を構成する、請求項7又は8に記載のフレキシブル光学積層体。 - 前記複数の光学部材は、前面板、偏光板および下部構造からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のフレキシブル光学積層体。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のフレキシブル光学積層体を備える、画像表示装置。
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