JP7173181B2 - 樹脂成形体、並びにそれを用いた積層体及び画像表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂成形体、並びにそれを用いた積層体及び画像表示装置に関する。
液晶表示装置及び有機EL表示装置等の画像表示装置は、液晶表示素子及び有機EL表示素子等の表示素子を保護することなどを目的として、表示素子上に保護板が設置される場合がある。
画像表示装置の保護板としては、ガラス及び樹脂成形体等が用いられる。
樹脂成形体は、重量が軽い点、破損時の危険性が低い点などでガラスに比べて優れている。樹脂成形体の保護板としては、例えば、特許文献1の保護板が提案されている。
特開2010-85978号公報
特許文献1の保護板は、面内リタデーション値を所定の範囲にすることにより、偏光サングラスを通して液晶表示装置を視認した際に、画面が暗くなること及び画面が着色することを抑制するものである。
しかし、特許文献1の保護板を用いても、偏光サングラスを通して画像表示装置を斜めから視認した際に、画面に干渉色が視認されることが頻発した。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、偏光サングラスを通して画像表示装置を斜めから視認した際に、干渉色が視認されることを抑し得る、樹脂成形体、積層体及び画像表示装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決すべく、本発明は、以下の[1]~[10]を提供する。
[1]樹脂成形体であって、
前記樹脂成形体は、少なくとも、樹脂を主成分とする樹脂層を有し、
前記樹脂成形体は、厚みが0.5mm以上、面内位相差が50nm以上250nm以下、厚み方向の位相差が300nm以上750nm以下である、樹脂成形体。
[2]前記樹脂層は、厚みが0.5mm以上、面内位相差が50nm以上250nm以下、厚み方向の位相差が300nm以上750nm以下である、[1]に記載の樹脂成形体。
[3]前記樹脂層は、面内の遅相軸の角度の標準偏差が5度以上20度以下である、[1]又は[2]に記載の樹脂成形体。
[4]前記樹脂層は、ポリカーボネート系樹脂を含む、[1]~[3]の何れかに記載の樹脂成形体。
[5]さらに機能層を有する、[1]~[4]の何れかに記載の樹脂成形体。
[6]前記樹脂成形体は曲面を含む、[1]~[5]の何れかに記載の樹脂成形体。
[7][1]~[6]の何れかに記載の樹脂成形体と、偏光子とを積層してなる、画像表示装置用の積層体。
[8]前記樹脂層の面内の遅相軸と、前記偏光子の透過軸とが成す角が、0度以上25度以下、又は、65度以上90度以下である、[7]に記載の画像表示装置用の積層体。
[9]表示素子上に、偏光子及び[1]~[6]の何れかに記載の樹脂成形体をこの順に有する、画像表示装置。
[10]前記樹脂層の面内の遅相軸と、前記偏光子の透過軸とが成す角が、0度以上25度以下、又は、65度以上90度以下である、[9]に記載の画像表示装置。
本発明の樹脂成形体、積層体及び画像表示装置によれば、偏光サングラスを通して画像表示装置を斜めから視認した際に、干渉色が視認されることを抑制できる。
本発明の樹脂成形体の一実施形態を示す断面図である。 本発明の樹脂成形体の他の実施形態を示す断面図である。 本発明の積層体の一実施形態を示す断面図である。 本発明の画像表示装置の一実施形態を示す平面図である。 樹脂層を成形する際の樹脂の流れ方向のイメージ図である。
[樹脂成形体]
本開示の樹脂成形体は、少なくとも、樹脂を主成分とする樹脂層を有し、前記樹脂成形体は、厚みが0.5mm以上、面内位相差が50nm以上250nm以下、厚み方向の位相差が300nm以上750nm以下であるものである。
図1及び図2は、本開示の樹脂成形体の実施形態を示す断面図である。
図1及び図2の樹脂成形体100は、樹脂を主成分とする樹脂層10を有している。また、図2の樹脂成形体100は、樹脂層10の一方の側に第1の機能層21を有し、樹脂層10の他方の側に第2の機能層22を有している。
<樹脂成形体の基本物性>
樹脂成形体は、厚みが0.5mm以上であることを要する。
樹脂成形体の厚みが0.5mm未満の場合、樹脂成形体としての強度が不十分となる。樹脂成形体の厚みは1.0mm以上が好ましく、1.5mm以上がより好ましい。
樹脂成形体の厚みが厚すぎると、画像表示装置の薄型化が難しくなったり、樹脂成形体の面内位相差及び厚み方向の位相差が大きくなり過ぎたりする場合がある。このため、樹脂成形体の厚みは、5.0mm以下が好ましく、4.0mm以下がより好ましく、3.5mm以下がさらに好ましい。
樹脂成形体は、面内位相差が50nm以上250nm以下であることを要する。
樹脂成形体の面内位相差が50nm未満であることは、樹脂成形体を構成する樹脂層の厚みが極端に薄い構成、及び、樹脂成形体を構成する樹脂層内の樹脂の配向が極端に不十分な構成、の少なくとも何れかの構成を意味する。このため、樹脂成形体の面内位相差が50nm未満の場合、樹脂層の強度が不十分となり、さらには樹脂成形体の強度が不十分となる。樹脂成形体の面内位相差が250nmを超える場合、画像表示装置を正面から視認した際の干渉色を抑制することができない。
樹脂成形体の面内位相差は、70nm以上220nm以下が好ましく、100nm以上200nm以下がより好ましい。
樹脂成形体は、厚み方向の位相差が300nm以上750nm以下であることを要する。樹脂成形体の厚み方向の位相差が300nm未満の場合、樹脂成形体を構成する樹脂層の厚みが極端に薄い構成、及び、樹脂成形体を構成する樹脂層内の樹脂の配向が極端に不十分な構成、の少なくとも何れかの構成を意味する。このため、樹脂成形体の厚み方向の位相差が300nm未満の場合、樹脂層の強度が不十分となり、さらには樹脂成形体の強度が不十分となる。樹脂成形体の面内位相差が750nmを超える場合、画像表示装置を斜め方向から視認した際の干渉色を抑制することができない。
樹脂成形体の厚み方向の位相差は、350nm以上600nm以下が好ましく、380nm以上550nm以下がより好ましい。
樹脂成形体の面内位相差及び厚み方向の位相差は、主に、樹脂層の面内位相差及び厚み方向の位相差により制御できる。樹脂成形体を構成する樹脂層以外の層は、光学的に等方性であることが好ましい。本明細書において、光学的等方性とは、面内位相差及び厚み方向の位相差が10nm以下であることを意味する。光学的等方性の層は、面内位相差及び厚み方向の位相差が5nm以下であることがより好ましく、3nm以下であることがさらに好ましい。
<樹脂層>
樹脂層は樹脂を主成分とするものである。主成分とは、樹脂層を構成する全固形分の50質量%以上を意味し、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、よりさらに好ましくは99質量%以上である。
樹脂層の形状は特に制限されないが、第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、前記第1主面と前記第2主面とを結ぶ側面とを有する形状が好ましい。
樹脂層の形状は、図1及び図2に示すように平板状でもよいし、曲面を含んでいてもよい。より具体的には、樹脂層の第1主面及び第2主面の少なくとも何れかが曲面を含むことが好ましい。
前記曲面の曲率半径は、500mm以上2500mm以下であることが好ましく、700mm以上2000mm以下であることがより好ましい。曲率半径を2500mm以下とすることにより、曲面に基づく意匠性を良好にしやすくできる。曲率半径を500mm以上とすることにより、斜め方向から視認した際の干渉色を抑制しやすくできる。
樹脂層の樹脂は、樹脂層を成形しやすくするため、熱可塑性樹脂が好ましい。また、樹脂層の樹脂を熱可塑性樹脂にすることで、樹脂成形体が機能層を有する場合に、樹脂層と機能層との密着性を良好にしやすくできる。
熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、AN樹脂、ポリフェニレンオキサイド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテフタレート系樹脂、ポリスルフォン系樹脂、およびポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる1種または混合物等が挙げられる。これらの中でも、耐衝撃性に優れるポリカーボネート系樹脂、及び、耐光性に優れるアクリル系樹脂が好ましい。すなわち、樹脂層は、ポリカーボネート系樹脂及びアクリル系樹脂の何れかを含むことが好ましい。
ポリカーボネート系樹脂の市販品としては、帝人社製のパンライト(登録商標)、三菱ケミカル社製のユーピロン(登録商標)、三菱ケミカル社製のユーピロン(登録商標)Kシリーズ、三菱ケミカル社製のバイオポリカーボネートであるデュラビオ(登録商標)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は、面内位相差及び厚み方向の位相差を小さくするため、光弾性係数が小さいことが好ましい。熱可塑性樹脂の好ましい光弾性係数は、85×10-12Pa-1以下であり、より好ましくは70×10-12Pa-1以下、さらに好ましくは60×10-12Pa-1以下である。前記範囲の光弾性係数を有する熱可塑性樹脂は、汎用の熱可塑性樹脂を用いることができる。
熱可塑性樹脂は、耐熱性のため、ガラス転移温度が60℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂は、樹脂層を成形しやすくするため、ガラス転移温度が170℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましく、135℃以下であることがさらに好ましい。
樹脂層は単層であってもよいし、二層以上であってもよい。二層以上の樹脂層としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂を含む樹脂層の少なくとも一方の面に、アクリル樹脂を含む樹脂層を有する構成が挙げられる。
樹脂層は、厚みが0.5mm以上であることが好ましい。
樹脂層の厚みを0.5mm以上とすることにより、樹脂成形体としての強度を良好にしやすくできる。樹脂層の厚みは1.0mm以上がより好ましく、1.5mm以上がさらに好ましい。
樹脂層の厚みが厚すぎると、面内位相差及び厚み方向の位相差が大きくなり過ぎる場合がある。このため、樹脂層の厚みは、5.0mm以下が好ましく、4.0mm以下がより好ましく、3.5mm以下がさらに好ましい。
本明細書において、樹脂層等の各層の厚みは、樹脂成形体の垂直断面を光学顕微鏡及び電子顕微鏡等で観察した際の任意の20箇所の平均値として算出したものとする。但し、樹脂層等の各層の厚みが面内で異なる設計の場合には、面内における測定箇所が偏らないようにして厚みを測定することに留意する。
樹脂層は、面内位相差が50nm以上250nm以下であることが好ましい。
樹脂層の面内位相差が50nm以上であることは、樹脂層の厚みが極端に薄い構成、及び、樹脂層内の樹脂の配向が極端に不十分な構成、の何れにも該当しないことを意味する。このため、樹脂層の面内位相差が50nm以上の場合、樹脂成形体の強度を良好にしやすくできる。樹脂層の面内位相差を250nm以下とすることにより、画像表示装置を正面から視認した際の干渉色を抑制しやすくできる。
樹脂層の面内位相差は、70nm以上220nm以下がより好ましく、100nm以上200nm以下がさらに好ましい。
樹脂層は、厚み方向の位相差が300nm以上750nm以下であることが好ましい。樹脂層の厚み方向の位相差が300nm以上であることは、樹脂層の厚みが極端に薄い構成、及び、樹脂層内の樹脂の配向が極端に不十分な構成、の何れにも該当しないことを意味する。このため、樹脂層の厚み方向の位相差を300nm以上とすることにより、樹脂成形体の強度を良好にしやすくできる。樹脂層の面内位相差を750nm以下とすることにより、画像表示装置を斜め方向から視認した際の干渉色を抑制しやすくできる。
樹脂層の厚み方向の位相差は、350nm以上600nm以下がより好ましく、380nm以上550nm以下がさらに好ましい。
樹脂層は、面内の遅相軸の角度の標準偏差が5度以上20度以下であることが好ましい。
樹脂層の面内の遅相軸の角度が均一であると、熱等を原因として樹脂層に反りが生じることにより、樹脂成形体の平面性が悪化して視認性が低下する場合がある。また、樹脂成形体が曲面を含む場合、樹脂層に反りが生じることにより、樹脂成形体の曲面性が乱れて意匠性が低下する場合がある。樹脂層の面内の遅相軸の角度の標準偏差を5度以上とすることにより、前述した不具合を抑制することができる点で好ましい。
一方、樹脂層の面内の遅相軸の角度の標準偏差が大き過ぎると、面内位相差が上記範囲であっても、画像表示装置を正面から視認した際に、局所的な領域で干渉色が視認される場合がある。樹脂層の面内の遅相軸の角度の標準偏差を20度以下とすることにより、前述した不具合を抑制することができる点で好ましい。
樹脂層の面内の遅相軸の角度の標準偏差は、6度以上18度以下であることがより好ましく、7度以上16度以下であることがさらに好ましい。
本明細書において、面内位相差及び厚み方向の位相差は、25箇所の測定値の平均値を意味する。また、本明細書において、遅相軸の角度の標準偏差は、25箇所の測定値から算出した標準偏差1σを意味する。
前記25の測定箇所は、測定サンプルの外縁から0.5cmの領域を余白として、前記余白よりも内側の領域に関して、縦方向及び横方向を6等分する線を引いた際の、交点の25箇所を測定の中心とすることが好ましい。例えば、測定サンプルが四角形の場合、四角形の外縁から0.5cmの領域を余白として、前記余白よりも内側の領域を縦方向及び横方向に6等分した点線の交点の25箇所を中心として測定を行い、その平均値でパラメータを算出することが好ましい。なお、測定サンプルが円形、楕円形、三角形、五角形等の四角形以外の形状の場合、これら形状に内接する四角形を描き、前記四角形に関して、上記手法により25箇所の測定を行うことが好ましい。
遅相軸の角度は、25の測定箇所で基準となる方向を特定の方向に固定して測定すればよい。25の測定箇所において、遅相軸の角度の基準となる方向を特定の方向に固定すれば、前記特定の方向がどの方向であったとしても、算出される標準偏差は同じ値になるためである。
本明細書において、面内位相差(Re)及び厚み方向の位相差(Rth)は、各測定箇所における屈折率が最も大きい方向である遅相軸方向の屈折率nx、各測定箇所における前記遅相軸方向と直交する方向である進相軸方向の屈折率ny、厚み方向の屈折率nz、及び、厚みT[nm]により、下記式(1)及び(2)によって表わされるものである。厚みTは、面内位相差及び厚み方向の位相差を算出する層の厚みを意味する。nx、ny及びnzは、面内位相差(法線方向の位相差)、及び、法線から20度傾いた方向の位相差等の要素から、既知の手法により計算できる。層の平均屈折率Nは、nx、ny及びnzを元に、(N=(nx+ny+nz)/3)で算出できる。
Re=(nx-ny)×T[nm] (1)
Rth=((nx+ny)/2-nz)×T[nm] (2)
面内位相差、厚み方向の位相差及び遅相軸の角度は、例えば、王子計測機器株式会社の商品名「KOBRA-WR」によって測定することができる。
本明細書において、面内位相差及び厚み方向の位相差は、波長590nmにおける値を意味するものとする。
本明細書において、面内位相差、厚み方向の位相差、遅相軸の角度、全光線透過率及びヘイズ等の各種パラメータの測定雰囲気は、特に断りのない限り、温度23℃±5℃、相対湿度40%以上65%以下とする。また、測定の前に、前記雰囲気にサンプルを30分以上晒すものとする。
樹脂層は、必要に応じて、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤及び難燃剤等の添加剤を含有してもよい。
樹脂層の製造方法は特に制限されない。樹脂層は、例えば、溶融押出成形及び射出成形等の成形により得ることができる。
樹脂層において、面内位相差、厚み方向の位相差、遅相軸の角度の標準偏差を上記範囲にしやすくする実施形態としては、下記A1~A6が挙げられる。
A1:光弾性係数の小さい熱可塑性樹脂を用いる。光弾性係数が小さいほど、面内位相差及び厚み方向の位相差を小さくしやすくできる。
A2:樹脂層を延伸処理しない。樹脂層を延伸処理しないことで、面内位相差及び厚み方向の位相差を小さくしやすくできる。また、樹脂層を延伸処理しないことで、遅相軸の角度の標準偏差が小さくなりすぎることを抑制できる。
A3:樹脂層をアニール処理する。アニール処理により、樹脂層の成形時に生じた残留歪みを取り除き、面内位相差及び厚み方向の位相差を小さくしやすくできる。アニール処理は、特に、厚み方向の位相差を小さくするのに有効である。アニール処理時の温度が低すぎると前述した作用が生じ難く、アニール処理時の温度が高すぎると、樹脂層が寸法変化してしまう。このため、樹脂の種類に応じて、アニール処理時の温度を適切に制御することが好ましい。例えば、ポリカーボネート樹脂の場合、105~120℃が好ましい。アニール処理の時間は30分以上12時間以下が好ましい。
A4:樹脂層をプレス処理する。プレス処理により、樹脂層の成形時に生じた残留歪みを取り除き、面内位相差及び厚み方向の位相差を小さくしやすくできる。
A5:射出成形において、ゲートとしてフィルムゲートを用いる。フィルムゲートは、成形品の幅とゲートの幅とが同一であるため、面内の樹脂の流れ方向のバラツキを少なくすることができるとともに、歪みが生じることを抑制しやすくできる。このため、フィルムゲートを用いることにより、遅相軸の角度の標準偏差が大きくなりすぎることを抑制できるとともに、面内位相差及び厚み方向の位相差が大きくなり過ぎることを抑制できる。
図5(a)は、フィルムゲートを用いた際の樹脂の流れのイメージ図であり、 図5(b)は、ファンゲートを用いた際の樹脂の流れのイメージ図である。図5(a)及び(b)において、X1はゲート部、X2は成形部、矢印の向きは樹脂の流れ方向を意味している。図5(a)のフィルムゲートは、図5(b)のファンゲートに比べて、成形部X2内の樹脂の流れ方向のバラツキが少ないため、遅相軸の角度の標準偏差が大きくなり過ぎることを抑制できる。また、図5(a)のフィルムゲートは、樹脂の流れ方向が完全に揃うことはなく、樹脂の流れ方向には所定のバラツキがあるため、遅相軸の角度の標準偏差を5度以上にしやすくできる。
A6:射出成形において、シリンダー温度及び金型温度の少なくとも何れかを高くする。シリンダー温度及び金型温度を高くすると、射出樹脂の流動性が良好になるため、遅相軸の角度の標準偏差が大きくなりすぎることを抑制できる。
樹脂層は、視認性を良好にするため、JIS K7136:2000のヘイズが3.0%以下であることが好ましく、2.0%以下であることがより好ましく、1.5%以下であることがさらに好ましく、1.0%以下であることがよりさらに好ましい。
樹脂層は、視認性を良好にするため、JIS K7361-1:1997の全光線透過率が30%以上であることが好ましい。
<機能層>
本開示の樹脂成形体は、樹脂層の単層でもよいが、さらに機能層を有していてもよい。機能層は、樹脂層の一方の面のみに有していてもよいし、樹脂層の両面に有していてもよい。機能層は、光学的等方性であることが好ましい。
機能層は、単層構成であってもよいし、多層構成であってもよい。機能層を構成する層としては、接着層、ハードコート層、アンカー層、反射防止層、意匠層等が挙げられる。樹脂層の両面に機能層を有する場合、一方の機能層と他方の機能層とは、層構成及び組成等が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
機能層は、例えば、コーティング、転写、インサート成形、インモールド成形等により形成することができる。
機能層の層構成としては、下記(1)~(14)が挙げられる。下記(1)~(14)では、「/」は層の界面を意味し、左側に位置する層は樹脂層側に位置する層を意味する。
(1)接着層/ハードコート層
(2)接着層/アンカー層/ハードコート層
(3)接着層/ハードコート層/反射防止層
(4)接着層/アンカー層/ハードコート層/反射防止層
(5)ハードコート層
(6)ハードコート層/反射防止層
(7)意匠層
(8)接着層/意匠層
(9)意匠層/ハードコート層
(10)意匠層/アンカー層/ハードコート層
(11)意匠層/アンカー層/ハードコート層/反射防止層
(12)接着層/意匠層/ハードコート層
(13)接着層/意匠層/アンカー層/ハードコート層
(14)接着層/意匠層/アンカー層/ハードコート層/反射防止層
-接着層-
樹脂層と機能層との密着性を向上するために、機能層として接着層を有していてもよい。接着層は、機能層の樹脂層と接する側の面に位置することが好ましい。
また、後述のフィルム層の樹脂層と接する側の面には、樹脂層との密着性を向上するために、接着層を有していてもよい。
接着層は、感圧接着層(いわゆる「粘着層」)であってもよいし、感熱接着層(いわゆる「ヒートシール層」)であってもよい。後述するインモールド成形を行う場合には、接着層は感熱接着層であることが好ましい。
また、接着層は、樹脂層の素材に適した感熱性又は感圧性の樹脂を使用することが好ましい。例えば、樹脂層の材質がアクリル系樹脂の場合は、アクリル系樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂層の材質がポリフェニレンオキサイド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを使用することが好ましい。さらに、樹脂層の材質がポリプロピレン樹脂の場合は、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂を使用することが好ましい。
接着層の厚みは、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.5μm以上30μm以下であることがより好ましい。
-ハードコート層-
樹脂成形体の耐擦傷性を良好にするため、機能層としてハードコート層を有していてもよい。
ハードコート層は、熱硬化性樹脂組成物又は電離放射線硬化性樹脂組成物等の硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましく、耐擦傷性をより良くする観点から、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがより好ましい。電離放射線硬化性樹脂組成物の代表例としては、紫外線硬化性樹脂組成物及び電子線硬化性樹脂組成物が挙げられる。電子線硬化性樹脂組成物は、開始剤が不要であること、瞬時に硬化して緻密で硬い膜を形成しやすいこと、などの特徴を有する。
熱硬化性樹脂組成物は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む組成物であり、加熱により、硬化する樹脂組成物である。
熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物には、これら硬化性樹脂に、必要に応じて硬化剤が添加される。
電離放射線硬化性樹脂組成物は、電離放射線硬化性官能基を有する化合物(以下、「電離放射線硬化性化合物」ともいう)を含む組成物である。電離放射線硬化性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合基、及びエポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。電離放射線硬化性化合物としては、エチレン性不飽和結合基を有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する化合物がより好ましく、中でも、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する、多官能性(メタ)アクリレート系化合物が更に好ましい。多官能性(メタ)アクリレート系化合物としては、モノマー及びオリゴマーのいずれも用いることができる。電離放射線硬化性化合物は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線(UV)又は電子線(EB)が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味する。
電離放射線硬化性化合物が紫外線硬化性化合物である場合には、電離放射線硬化性組成物は、光重合開始剤や光重合促進剤等の添加剤を含むことが好ましい。
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、α-ヒドロキシアルキルフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α-アシルオキシムエステル、チオキサントン類等から選ばれる1種以上が挙げられる。
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合阻害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等から選ばれる1種以上が挙げられる。
ハードコート層は、樹脂層とは反対側の面に、防眩性を付与するための凹凸形状を有していてもよい。凹凸形状は、「ハードコート層中への粒子の添加」、「ハードコート層を構成する樹脂の相分離」、「ハードコート層への賦型」等の汎用の手段により形成することができる。
ハードコート層の厚みは、0.1μm以上100μm以下であることが好ましく、0.5μm以上20μm以下であることがより好ましく、1.0μm以上10μm以下であることがさらに好ましい。ハードコート層の厚みを上記範囲とすることにより、耐擦傷性を良好にしつつ、成形時のクラックの発生を抑制しやすくできる。
-アンカー層-
機能層は耐熱性を良好にするためのアンカー層を有していてもよい。
樹脂層上に機能層を形成する際に後述のインモールド成形を採用する場合、樹脂層を構成する射出樹脂によって機能層が高温に晒される。このため、機能層はアンカー層を有することが好ましい。アンカーコート層の位置は樹脂層に近い側が好ましい。機能層が接着層を有する場合には、接着層の樹脂層とは反対側であって接着層と接する箇所にアンカー層を有することが好ましい。
アンカー層は、硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましい。
硬化性樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂組成物、電離放射線硬化性樹脂組成物が挙げられる。
アンカー層の熱硬化性樹脂組成物、電離放射線硬化性樹脂組成物の実施の形態は、ハードコート層の熱硬化性樹脂組成物、電離放射線硬化性樹脂組成物の実施の形態と同様である。
アンカー層の厚みは、0.1μm以上6μm以下であることが好ましく、0.5μm以上5μm以下であることがより好ましい。
-反射防止層-
機能層は、反射防止層を有していてもよい。機能層が多層構成の場合、反射防止層の位置は、機能層のうち樹脂層から最も離れた位置とすることが好ましい。反射防止層は、樹脂層の視認者側に位置する場合には表面反射を抑制させることができ、樹脂層の視認者とは反対側に位置する場合には樹脂成形体の透過率を向上させることができる。
反射防止層は、例えば、低屈折率層の単層構造、高屈折率層と低屈折率層の2層構造、3層以上の多層構造が挙げられる。高屈折率層と低屈折率層の2層構造の場合、高屈折率層を樹脂層側に配置する。
高屈折率層及び低屈折率層の屈折率及び厚みは、汎用の範囲で調整すればよい。また、高屈折率層及び低屈折率層の組成は、汎用の材料を用いることができる。
高屈折率層及び低屈折率層等の反射防止層は、ウェット法で形成したものと、ドライ法で形成したものとに大別できる。後述するインモールド成形等の射出成形を実施する場合、成形時の割れ防止の観点から、反射防止層はウェット法で形成したものが好ましい。
-意匠層-
機能層は、意匠層を有していてもよい。
意匠層は、樹脂成形体の面内の全部に形成してもよいし、樹脂成形体の面内の一部に形成してもよい。
意匠層の一実施形態として、樹脂成形体の面内の縁部のみに隠蔽性を有する意匠層を形成することにより、意匠層がベゼルカバーの機能を発揮し、ベゼルカバーを省略することができる。
意匠層は、例えば、木目絵柄、石目絵柄、布目絵柄、皮紋絵柄、幾何学模様、文字、記号、線画、抽象模様柄、単色ベタ柄、単色グラデーション等から選ばれる絵柄の1種又は2種以上の組み合わせたものが挙げられる。
意匠層は、バインダー樹脂及び着色剤を含むことが好ましい。バインダー樹脂及び着色剤は、汎用の材料を用いることができる。着色層の厚みは特に制限されず、0.5μm以上10.0μm以下程度の範囲で適宜調整すればよい。
樹脂成形体が後述するフィルム層を有する場合、意匠層は、フィルム層の機能層と反対側に有していてもよい。
―フィルム層―
本開示の樹脂成形体は、本開示の樹脂成形体の効果を損なわない範囲で、樹脂層と機能層との間にフィルム層を有していてもよい。樹脂層と機能層との間にフィルム層を有することによって、樹脂成形体の表面の鉛筆硬度を高くしやすくでき、樹脂成形体の耐擦傷性を向上しやすくできる。
フィルム層としては、ポリカーボネート系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体などのビニル系樹脂;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、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂;ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸エチルなどのアクリル系樹脂;ポリスチレン等のスチレン系樹脂;ナイロン6又はナイロン66等のポリアミド系樹脂;などの樹脂の1種又は2種以上を含むプラスチックフィルムが挙げられる。これらの中でも、面内位相差及び厚み方向の位相差を小さくしやすいアクリル系樹脂が好ましい。
フィルム層の厚みは、成形性及び取り扱い性等の観点から、40μm以上500μm以下であることが好ましく、100μm以上300μm以下であることがより好ましく、150μm以上280μm以下であることがよりさらに好ましい。
フィルム層の面内位相差及び厚み方向の位相差は大きな値となりやすい。このため、樹脂成形体は、フィルム層を有さないことが好ましい。
<樹脂成形体の物性、形状>
樹脂成形体は、視認性を良好にするため、JIS K7136:2000のヘイズが30%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがよりさらに好ましい。
樹脂成形体は、視認性を良好にするため、JIS K7361-1:1997の全光線透過率が30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。
樹脂成形体が、面内の一部に隠蔽性を有する意匠層を有する場合、上記ヘイズ及び全光線透過率は、隠蔽性を有する意匠層以外の箇所の値を意味する。
樹脂成形体は、耐擦傷性を良好にするため、JIS K5600-5-4:1999の鉛筆硬度試験による鉛筆硬度がHB以上であることが好ましく、F以上であることがより好ましく、H以上であることがさらに好ましい。
樹脂成形体の形状は特に制限されないが、第1主面と、前記第1主面に対向する第2主面と、前記第1主面と前記第2主面とを結ぶ側面とを有する形状が好ましい。
樹脂成形体の形状は、図1及び図2に示すように平板状でもよいし、曲面を含んでいてもよい。より具体的には、樹脂成形体の第1主面及び第2主面の少なくとも何れかが曲面を含むことが好ましい。
前記曲面の曲率半径は、500mm以上2500mm以下であることが好ましく、700mm以上2000mm以下であることがより好ましい。曲率半径を2500mm以下とすることにより、曲面に基づく意匠性を良好にしやすくできる。曲率半径を500mm以上とすることにより、斜め方向から視認した際の干渉色を抑制しやすくできる。
<用途>
本開示の樹脂成形体は、例えば、画像表示装置の保護板として用いることができる。画像表示装置の中でも、車載の画像表示装置は、偏光サングラスをかけて画面を斜め方向から視認する場合が多いため、本開示の樹脂成形体の効果を発揮しやすい。
<樹脂成形体の製造方法>
本開示の樹脂成形体は、樹脂成形体が樹脂層の単層の場合、例えば、溶融押出成形及び射出成形等の成形により製造することができる。
本開示の樹脂成形体が、樹脂層と、機能層とを有する場合、例えば、下記(y1)~(y2)の工程、又は、下記(z1)~(z2)の工程で製造することができる。
(y1)樹脂層を構成する樹脂を溶融押出機から押し出し、シート状の樹脂層を形成する工程。
(y2)シート状の樹脂層と、機能層を有する積層体A1とを貼り合わせた積層体yを得る工程。
(z1)一対の射出成形用金型の少なくとも一方の型に、機能層を有する積層体B1を配置する工程。
(z2)前記金型を締め、前記金型内に射出樹脂を注入し、前記積層体B1と、前記射出樹脂を含む樹脂層とを密着させた積層体zを得る工程。
工程(z1)において、もう1方の型に機能層を有する積層体B2を配置してもよい。もう1方の型に積層体B2を配置した場合、工程z2により、前記積層体B1と、前記樹脂層と、前記積層体B2とを密着させた積層体zを得ることができる。
工程y1の積層体A1、工程z1の積層体B1及びB2は、転写シートであってもよいし、フィルム層を有するものであってもよい。
転写シートは、離型シート上に機能層を有する構成である。転写シートは、離型シート上に機能層を構成する各層を順次形成することにより得ることができる。積層体A1、積層体B1及びB2が転写シートの場合、工程y1及びz1において、転写シートの離型シートとは反対側の面が樹脂層側を向くように配置すればよい。転写シートの離型シートは、工程y2及びz2の後に剥離すればよい。
フィルム層を有する積層体は、フィルム層上に機能層を構成する各層を順次形成することにより得ることができる。フィルム層を有する積層体は、工程y1及びz1において、フィルム層側の面が樹脂層側を向くように配置することが好ましい。
工程z1~z2において、積層体B1又は積層体B2が転写シートの場合の射出成形は、いわゆる「インモールド成形」である。工程z1~z2において、積層体B1又は積層体B2がフィルム層を有する場合の射出成形は、いわゆる「インサート成形」である。
[画像表示装置用の積層体]
本開示の画像表示装置用の積層体は、上述した本開示の樹脂成形体と、偏光子とを積層してなるものである。
図3は、本開示の画像表示装置用の積層体の一実施形態を示す断面図である。図3の画像表示装置用の積層体400は、樹脂成形体100と、偏光子30とが積層されている。図3において、偏光子30は、第1の保護フィルム31及び第2の保護フィルム32で覆われている。
<樹脂成形体>
画像表示装置用の積層体を構成する樹脂成形体の実施形態は、上述した本開示の樹脂成形体の実施形態と同様である。
<偏光子>
偏光子としては、例えば、ヨウ素等により染色したフィルムを延伸してなるシート型偏光子(ポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン-酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等)、平行に並べられた多数の金属ワイヤからなるワイヤーグリッド型偏光子、リオトロピック液晶及び二色性ゲスト-ホスト材料を塗布した塗布型偏光子、多層薄膜型偏光子等が挙げられる。これらの偏光子は、透過しない偏光成分を反射する機能を備えた反射型偏光子であってもよい。
偏光子は、第1の透明保護板及び第2の透明保護板で両面を覆うことが好ましい。
第1の透明保護板及び第2の透明保護板は、光学的等方性であることが好ましい。光学的等方性の透明保護板としては、アクリルフィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムが好ましい。
第1の透明保護板及び第2の透明保護板と、偏光子とは、直接密着していてもよいし、接着剤層を介して密着していてもよい。
画像表示装置用の積層体において、樹脂層の面内の遅相軸と、偏光子の透過軸とが成す角は、0度以上25度以下、又は、65度以上90度以下であることが好ましい。ここでいう「樹脂層の面内の遅相軸」は、上述した25箇所で測定した遅相軸の方向の平均的な方向を意味する。
樹脂層の面内位相差及び厚み方向の位相差を上記範囲として、かつ、樹脂層の面内の遅相軸と偏光子の透過軸とが成す角を上記範囲とすることにより、正面方向及び斜め方向から視認した際の干渉色を抑制することができる。
樹脂層の面内の遅相軸と偏光子の透過軸とが成す角は、0度以上20度以下、又は、70度以上90度以下であることがより好ましく、0度以上15度以下、又は、75度以上90度以下であることがさらに好ましい。
[画像表示装置]
本開示の画像表示装置は、表示素子上に、偏光子及び上述した本開示の樹脂成形体を有するものである。
図4の画像表示装置700は、表示素子500上に、偏光子30及び本開示の樹脂成形体100を有している。
表示素子としては、液晶表示素子、EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー素子等が挙げられる。
表示素子が液晶表示素子の場合、画像表示装置は、液晶表示素子の背面にバックライトが配置される。バックライトとしては、エッジライト型バックライト、直下型バックライトの何れも用いることができる。
画像表示装置を構成する樹脂成形体の実施形態は、上述した本開示の樹脂成形体の実施形態と同様である。
画像表示装置を構成する偏光子の実施形態は、上述した本開示の画像表示装置用の積層体における偏光子の実施形態と同様である。
画像表示装置において、樹脂層の面内の遅相軸と、偏光子の透過軸とが成す角は、0度以上25度以下、又は、65度以上90度以下であることが好ましい。ここでいう「樹脂層の面内の遅相軸」は、上述した25箇所で測定した遅相軸の方向の平均的な方向を意味する。
樹脂層の面内位相差及び厚み方向の位相差を上記範囲として、かつ、樹脂層の面内の遅相軸と偏光子の透過軸とが成す角を上記範囲とすることにより、正面方向及び斜め方向から視認した際の干渉色を抑制することができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、実施例に記載の形態に限定されるものではない。
1.測定、評価
実施例及び比較例の樹脂成形体、並びに、実施例、比較例及び参考例の画像表示装置について以下の測定及び評価を行った。以下の測定及び評価は、特に断りのない限り、温度23℃±5℃、相対湿度40%以上65%以下の雰囲気で実施した。また、測定及び評価の前に、前記雰囲気にサンプルを30分以上晒した。結果を表1に示す。
1-1.面内位相差、厚み方向の位相差、遅相軸の角度の標準偏差
王子計測機器株式会社の商品名「KOBRA-WR」を用いて、実施例及び比較例の樹脂成形体の面内位相差、厚み方向の位相差、遅相軸の角度の標準偏差を算出した。
1-2.視認性
実施例、比較例及び参考例の疑似画像表示装置のライトテーブルの電源を入れた後、偏光サングラスをかけた状態で、暗室環境下において、約500mmの距離から正面方向、及び、偏光子の吸収軸に沿った斜め30度の方向から視認し、下記の基準で評価した。評価者は30歳台の健康な人とした。
<正面方向の評価>
A:疑似画像表示装置の全領域で干渉色が視認されない。
B:疑似画像表示装置の1/4未満の領域で干渉色が視認される。
C:疑似画像表示装置の1/4以上の領域で干渉色が視認される。
<斜め30度の評価>
A:疑似画像表示装置の全領域で干渉色が視認されない。
B:疑似画像表示装置の1/4未満の領域で干渉色が視認される。
C:疑似画像表示装置の1/4以上の領域で干渉色が視認される。
1-3.反り
実施例及び比較例の樹脂成形体の外観を下記の基準で目視で評価した。評価者は30歳台の健康な人とした。
A:樹脂成形体の平面性に乱れがない。
C:樹脂成形体の少なくとも一部に平面性の乱れが確認される。
2.樹脂成形体及び擬似画像表示装置の作製
[実施例1]
上下一組の成形用金型の金型を締め、金型内に、射出樹脂としてのポリカーボネート樹脂(三菱ケミカル社、商品名「デュラビオT7430R」)を注入した。次いで、型を開け樹脂層の単層からなる平板状の樹脂成形体を取り出した。成形条件は下記の通りとした。次いで、樹脂成形体を110℃で1時間アニール処理し、実施例1の樹脂成形体を得た。実施例1の樹脂成形体のサイズは、幅300mm、奥行き140mm、厚み2.8mmであった。
<成形条件>
・シリンダー温度:240℃
・金型温度:70℃
・ゲートの種類:フィルムゲート
市販のLEDトレース台(サンワダイレクト社製の商品名「400-TBL005」、外形寸法:幅475mm、奥行380mm、高さ8mm。光源:白色LED)上に、偏光板及び実施例1の樹脂成形体を配置して、実施例1の擬似画像表示装置を得た。
偏光板は、偏光子の透過軸がライトテーブルの奥行方向と平行になるように配置した。偏光板は、偏光子の両面に光学的等方性のトリアセチルセルロースフィルムを有するものを用いた。偏光子の透過軸と樹脂成形体の遅相軸とが成す角度は8度とした。
[実施例2]
射出樹脂としてのポリカーボネート樹脂を、三菱ケミカル社の商品名「デュラビオD6350R」に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の樹脂成形体を得た。
実施例1の樹脂成形体を実施例2の樹脂成形体に変更し、偏光子の透過軸と樹脂成形体の遅相軸とが成す角度を表1に記載の角度に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の擬似画像表示装置を得た。
[実施例3]
射出樹脂としてのポリカーボネート樹脂を、三菱エンジニアリングプラスチックス社の商品名「ユーピロンKS3330UR」に変更し、シリンダー温度を265℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の樹脂成形体を得た。
実施例1の樹脂成形体を実施例3の樹脂成形体に変更し、偏光子の透過軸と樹脂成形体の遅相軸とが成す角度を表1に記載の角度に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の擬似画像表示装置を得た。
[比較例1]
射出樹脂としてのポリカーボネート樹脂を、帝人社の商品名「パンライトL1225ZL100M」に変更し、シリンダー温度を295℃に変更し、金型温度を100℃に変更し、アニール処理を実施しなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例1の樹脂成形体を得た。
実施例1の樹脂成形体を比較例1の樹脂成形体に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の擬似画像表示装置を得た。
[比較例2]
射出樹脂としてのポリカーボネート樹脂を、三菱エンジニアリングプラスチックス社の商品名「ユーピロンKS3330UR」に変更し、シリンダー温度を265℃に変更し、アニール処理を実施しなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例2の樹脂成形体を得た。
実施例1の樹脂成形体を比較例2の樹脂成形体に変更し、偏光子の透過軸と樹脂成形体の遅相軸とが成す角度を表1に記載の角度に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例2の擬似画像表示装置を得た。
[比較例3]
射出樹脂としてのポリカーボネート樹脂を、帝人社の商品名「パンライトL1225Z100M」に変更し、シリンダー温度を295℃に変更し、アニール処理の条件を120℃1時間に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例3の樹脂成形体を得た。
実施例1の樹脂成形体を比較例3の樹脂成形体に変更し、偏光子の透過軸と樹脂成形体の遅相軸とが成す角度を表1に記載の角度に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例3の擬似画像表示装置を得た。
[参考例1]
偏光子の透過軸と樹脂成形体の遅相軸とが成す角度を表1に記載の角度に変更した以外は、実施例3と同様にして、参考例1の擬似画像表示装置を得た。
Figure 0007173181000001
表1から明らかなように、実施例の樹脂成形体は、偏光サングラスを通して画像表示装置を正面及び斜めから視認した際に、干渉色が視認されることを抑制できることが確認できる。
10:樹脂層
21:第1の機能層
22:第2の機能層
30:偏光子
31:第1の保護フィルム
32:第2の保護フィルム
100:樹脂成形体
300:偏光板
400:画像表示装置用の積層体
500:表示素子
700:画像表示装置

Claims (10)

  1. 樹脂成形体であって、
    前記樹脂成形体は、少なくとも、樹脂を主成分とする樹脂層を有し、
    前記樹脂層は、面内の遅相軸の角度の標準偏差が5度以上20度以下であり、
    前記樹脂成形体は、厚みが0.5mm以上、面内位相差が100nm以上250nm以下、厚み方向の位相差が300nm以上750nm以下である、樹脂成形体。
  2. 前記樹脂層は、厚みが0.5mm以上、面内位相差が100nm以上250nm以下、厚み方向の位相差が300nm以上750nm以下である、請求項1に記載の樹脂成形体。
  3. 前記樹脂層は、ポリカーボネート系樹脂を含む、請求項1又は2に記載の樹脂成形体。
  4. さらに機能層を有する、請求項1~の何れかに記載の樹脂成形体。
  5. 前記機能層として意匠層を有する、請求項に記載の樹脂成形体。
  6. 前記樹脂成形体は曲面を含む、請求項1~の何れかに記載の樹脂成形体。
  7. 請求項1~の何れかに記載の樹脂成形体と、偏光子とを積層してなる、画像表示装置用の積層体。
  8. 前記樹脂層の面内の遅相軸と、前記偏光子の透過軸とが成す角が、0度以上25度以下、又は、65度以上90度以下である、請求項に記載の画像表示装置用の積層体。
  9. 表示素子上に、偏光子及び請求項1~の何れかに記載の樹脂成形体をこの順に有する、画像表示装置。
  10. 前記樹脂層の面内の遅相軸と、前記偏光子の透過軸とが成す角が、0度以上25度以下、又は、65度以上90度以下である、請求項に記載の画像表示装置。
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