JP7408346B2 - 光学積層体 - Google Patents
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Description
〔1〕 偏光子、位相差層、及び補強材を有する偏光子複合体であって、
前記偏光子は、厚みが15μm以下の偏光領域と、平面視において前記偏光領域に囲まれた非偏光領域と、を有し、
前記位相差層は、位相差特性を有し且つ前記偏光領域に対応する領域に存在する位相差領域と、位相差特性を有さず且つ前記非偏光領域に対応する領域に存在する非位相差領域と、を有し、
前記補強材は、
開口端面を有するセルを複数有し、且つ、各開口端面が前記偏光子の面に対向するように配列しており、
前記セルが存在し且つ前記偏光領域に対応する領域に存在するセル領域と、前記セルが存在せず且つ前記非偏光領域に対応する領域に存在する非セル領域と、を有し、
前記非偏光領域、前記非位相差領域、及び前記非セル領域は、活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化物を含み、
前記非偏光領域に含まれる前記硬化物は、平面視において前記偏光領域に囲まれた貫通穴に設けられ、
前記非位相差領域に含まれる前記硬化物は、平面視において前記位相差領域に囲まれた貫通穴に設けられている、偏光子複合体。
〔2〕 前記補強材は、前記偏光子の一方の面側に設けられ、
前記補強材の前記偏光子とは反対側に、前記位相差層を有する、〔1〕に記載の偏光子複合体。
〔3〕 前記位相差層は、前記偏光子の一方の面側に設けられ、
前記位相差層の前記偏光子とは反対側に、前記補強材を有する、〔1〕に記載の偏光子複合体。
〔4〕 前記偏光子の他方の面側に、さらに前記補強材を有する、〔2〕又は〔3〕に記載の偏光子複合体。
〔5〕 前記硬化物の厚みは、前記偏光子複合体における前記偏光領域、前記位相差領域、及び前記セル領域を含む積層構造部分の厚みと同じである、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔6〕 前記硬化物の厚みは、前記偏光子複合体における前記偏光領域、前記位相差領域、及び前記セル領域を含む積層構造部分の厚みよりも小さい、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔7〕 前記硬化物の厚みは、前記偏光子複合体における前記偏光領域、前記位相差領域、及び前記セル領域を含む積層構造部分の厚みよりも大きい、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔8〕 前記位相差領域は、重合性液晶化合物の重合硬化層である、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔9〕 前記非偏光領域は、透光性を有する、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔10〕 前記非偏光領域の平面視における径は、0.5mm以上20mm以下である、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔11〕 前記活性エネルギー線硬化性樹脂は、エポキシ化合物を含む、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔12〕 前記エポキシ化合物は、脂環式エポキシ化合物を含む、〔11〕に記載の偏光子複合体。
〔13〕 前記セルの前記開口の形状は、多角形状、円形状、又は楕円形状である、〔1〕~〔12〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔14〕 さらに、前記セルの内部空間に透光性の充填材が設けられている、〔1〕~〔13〕のいずれかに記載の偏光子複合体。
〔15〕 〔1〕~〔14〕のいずれかに記載の偏光子複合体の片面側又は両面側に保護層を有する、光学積層体。
〔16〕 前記偏光子複合体の片面側に設けられた前記保護層は、前記非偏光領域、前記非位相差領域、及び前記非セル領域に含まれる前記硬化物を構成する活性エネルギー線硬化性樹脂と同じ活性エネルギー線硬化性樹脂である、〔15〕に記載の光学積層体。
(偏光子複合体(1))
図1(a)は、本実施形態の偏光子複合体の一例を模式的に示す概略断面図であり、図1は、図1(a)に示す偏光子複合体の補強材側の概略平面図であり、図1(c)は、図1(a)に示す偏光子複合体の位相差層側の概略平面図である。図2(a)~(d)は、本実施形態の偏光子複合体の他の一例を模式的に示す概略断面図である。図1(a)に示す偏光子複合体40は、偏光子10、補強材50、及び位相差層71をこの順に有する。
R0=(Nx-Ny)×d (I)
Rth=[{(Nx+Ny)/2}-Nz]×d (II)
[式(I)及び式(II)中、
Nxは、面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、
Nyは、面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、
Nzは、厚さ方向の屈折率であり、
dは、位相差層の厚み[nm]である。]
面内位相差値(R0)及び厚み方向位相差値(Rth)は、例えば、王子計測機器社製の複屈折測定装置(商品名KOBRA-WPR)により測定することができる。
図4は、本実施形態の偏光子複合体の他の一例を模式的に示す概略断面図である。図4に示す偏光子複合体41は、図1(a)に示す偏光子複合体40の偏光子10側にさらに補強材50を設けたものであり、補強材50、偏光子10、補強材50、及び位相差層71をこの順に有する。補強材50、偏光子10、及び位相差層71については上記で説明したとおりである。
図5は、本実施形態の偏光子複合体のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。図5に示す偏光子複合体42は、偏光子10、位相差層71、及び補強材50をこの順に有する。偏光子10、位相差層71、及び補強材50については上記で説明したとおりである。
図6は、本実施形態の偏光子複合体のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。図6に示す偏光子複合体43は、図5に示す偏光子複合体42の偏光子10側にさらに補強材50を設けたものであり、補強材50、偏光子10、位相差層71、及び補強材50をこの順に有する。補強材50、偏光子10、及び位相差層71については上記で説明したとおりである。
偏光子10の偏光領域11は、好ましくは波長380nm~780nmの範囲の波長において吸収二色性を示す。偏光子10は、その吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、吸収軸に直交する(透過軸と平行な)振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有するが、この性質は主に偏光領域11によって得ることができる。
Py[%]={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
一般的に「非偏光」とは、電界成分に観測し得る規則性がない光を指す。換言すると、非偏光とは、優位な特定の偏光状態が観測されないランダムな光である。また、「部分偏光」とは、偏光と非偏光との中間の状態にある光を指し、直線偏光、円偏光及び楕円偏光の少なくとも1つと非偏光とが交じり合った光を意味する。偏光子10における非偏光領域12とは、当該非偏光領域12を透過する光(透過光)が、非偏光又は部分偏光となることを意味するものである。特に、透過光が非偏光である非偏光領域が好ましい。
セル領域55は、補強材50のセル51が存在する領域である。セル51は、図1(b)に示すように、セル51を区画するセル隔壁53に囲まれた中空柱状(筒状)の構造を有し、柱状の構造の軸方向両端が開口した開口端面となっているものである。セル51は、開口端面として、偏光子複合体40~43の偏光子10との距離が相対的に近い側に配置される第1開口端面と、相対的に遠い側に配置される第2開口端面とを有する。セル領域55は、第1開口端面及び第2開口端面のうちの少なくとも一方が、偏光子10に対向するように配列していればよく、第1開口端面及び第2開口端面の両方が、偏光子10に対向するように配列していることが好ましい。
非セル領域は56、補強材50のセル51が存在しない領域であり、上記したように、セル51を構成するセル隔壁53及びセル隔壁53に囲まれた中空柱状(筒状)の空間が存在していない領域である。非セル領域56は、複数のセル51の全体又は一部を切欠くように設けられ、偏光子10の貫通穴22に対応する領域に設けられた貫通穴52を有する。非セル領域56は、この貫通穴52に硬化性樹脂(X)の硬化物を含むことができる。
位相差層71は位相差特性を有するが、この性質は主に位相差領域75によって得ることができる。位相差領域75の波長590nmの波長における面内位相差値(R0)及び厚み方向位相差値(Rth)のうち少なくとも一方が40nm超であり、それぞれ独立して100nm以上であってもよく、500nm以上であってもよく、1000nm以上であってもよく、通常15000nm以下である。
位相差層71の非位相差領域76は、平面視において位相差領域75に囲まれた領域である。非位相差領域76の波長590nmの波長における面内位相差値(R0)及び厚み方向位相差値(Rth)は、40nm以下であり、それぞれ独立して35nm以下であってもよく、30nm以下であってもよく、20nm以下であってもよく、0nmであってもよい。
偏光子複合体40~43における非偏光領域12、非セル領域56、及び非位相差領域76は上記のとおり、活性エネルギー線硬化性樹脂(硬化性樹脂(X))の硬化物が設けられた領域であり、好ましくは、当該硬化性樹脂(X)を含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物(以下、「硬化性樹脂組成物」ということがある。)により形成される。硬化性樹脂組成物に含まれる硬化性樹脂(X)は、紫外線、可視光、電子線、X線等の活性エネルギー線の照射によって硬化するものである。硬化性樹脂(X)は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。硬化性樹脂(X)を含む硬化性樹脂組成物は、活性エネルギー線硬化型の接着剤であってもよく、この場合、紫外線硬化型の接着剤であることがより好ましい。
[式(IV)中、R8及びR9は、互いに独立して、水素原子又は炭素数1~5の直鎖状アルキル基を表す。]
[式(V)中、R10及びR11は、互いに独立して、水素原子又は炭素数1~5の直鎖状アルキル基を表し、nは2~20の整数を表す。]
[式(VI)中、R12及びR13は、互いに独立して、水素原子又は炭素数1~5の直鎖状アルキル基を表し、pは2~20の整数を表す。]
[式(VII)中、R14及びR15は、互いに独立して、水素原子又は炭素数1~5の直鎖状アルキル基を表し、qは2~10の整数を表す。]
[式(VIII)中、R16及びR17は、互いに独立して、水素原子又は炭素数1~5の直鎖状アルキル基を表し、rは2~20の整数を表す。]
補強材50に設けてもよい充填材は透光性を有し、補強材50のセル51の内部空間を埋めることができるものであれば特に限定されない。充填材は、補強材50のセル隔壁53を構成する材料とは異なる材料であることが好ましく、樹脂材料を含むことが好ましい。当該樹脂材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂や活性エネルギー線硬化性樹脂等の硬化性樹脂等からなる群より選ばれる1種以上が挙げられ、粘着剤又は接着剤であってもよい。
図7及び図8は、本実施形態の偏光子複合体の製造方法の一例を模式的に示す概略断面図である。図7及び図8では、図1(a)に示す偏光子複合体40を得る場合を示しているが、図2(b)及び(d)に示す偏光子複合体40も、下記に説明する方法によって製造することができる。偏光子複合体40は、例えば、全体が同じ視感度補正偏光度(Py)を有し且つ非偏光領域12を有していない原料偏光子20(図7(a))、原料位相差層として全体が位相差領域である重合硬化層85(図7(b))、及び、原料偏光子20又は重合硬化層85のいずれか一方に、セル領域55のみからなり非セル領域56を有していない補強材形成用構造体58(以下、「構造体58」ということがある。)を形成したものを用いて製造することができる。以下では、原料偏光子20に構造体58を形成した場合を例に挙げて説明するが、原料位相差層である重合硬化層85に構造体58を形成してもよい。
図9及び図10は、本実施形態の偏光子複合体の製造方法の他の一例を模式的に示す概略断面図である。図9及び図10では、図4に示す偏光子複合体41を得る場合を示している。偏光子複合体41は、偏光子複合体40の製造方法で得た第2積層体32(図7(c))を用いて製造することができる。まず、図7(c)に示す第2積層体32から、第1支持層25を剥離し(図9(a))、この剥離によって露出した露出面(偏光子10側の面)に、構造体58を形成する。構造体58は上記で説明した方法によって形成することができる。これにより、基材層84、重合硬化層85、構造体58、原料偏光子20、及び構造体58がこの順に積層された第4積層体35を得る(図9(b))。第4積層体35に対して、打抜き、切抜き、切削、又はレーザーカット等により積層方向に貫通する貫通穴36を形成する(図9(c))。これにより、原料偏光子20に貫通穴22が形成された穴あき偏光子21、2つの構造体58にそれぞれ貫通穴52が形成された穴あき構造体59、及び重合硬化層85に貫通穴72が形成された穴あき位相差層81が得られる。
図11及び図12は、本実施形態の偏光子複合体の製造方法のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。図11及び図12では、図5に示す偏光子複合体42を得る場合を示している。偏光子複合体42は、例えば、全体が同じ視感度補正偏光度(Py)を有し、非偏光領域12を有していない原料偏光子20(図11(a))、及び、原料位相差層として全体が位相差領域である重合硬化層85(図11(b))を用いて製造することができる。原料偏光子20、重合硬化層85、及び構造体58については、上記で説明したとおりである。
図13及び図14は、本実施形態の偏光子複合体の製造方法のさらに他の一例を模式的に示す概略断面図である。図13及び図14では、図6に示す偏光子複合体43を得る場合を示している。偏光子複合体43は、偏光子複合体42の製造方法で得た第5積層体37(図11(e))を用いて製造することができる。まず、図11(e)に示す第5支持層28の構造体58側に第6支持層29を積層し(図13(a))、その後、第1支持層25を剥離する(図13(b))。この剥離によって露出した露出面(偏光子10側の面)に、構造体58を形成する。構造体58は上記で説明した方法によって形成することができる。これにより、第6支持層29、構造体58、重合硬化層85、原料偏光子20、及び構造体58がこの順に積層された第6積層体39を得る(図13(c))。第6積層体39に対して、打抜き、切抜き、切削、又はレーザーカット等により積層方向に貫通する貫通穴91を形成する(図13(d))。これにより、2つの構造体58にそれぞれ貫通穴52が形成された穴あき構造体59、原料偏光子20に貫通穴22が形成された穴あき偏光子21、及び重合硬化層85に貫通穴72が形成された穴あき位相差層81が得られる。
原料偏光子20は、貫通穴22に充填された硬化性樹脂組成物中の硬化性樹脂(X)を硬化させるために照射する活性エネルギー線によって著しく変質しにくいものであることが好ましい。このような原料偏光子20は、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたフィルムや、重合性液晶化合物の硬化層中で二色性色素が配向しているものであり、これらの製造方法は、上述の偏光領域11において説明したとおりである。
原料位相差層は、全体が位相差特性を有する位相差領域からなる。原料位相差層は、例えば、上記で説明した位相差領域75が有する位相差特性を有することができる。原料位相差層は、例えば1/4波長板、1/2波長板、逆波長分散性の1/4波長板、又は、ポジティブC板として機能する位相差特性を有することができる。
構造体58は、セル領域55のみからなり非セル領域56を有していない構造体である。構造体58は、上記したように、樹脂材料又は無機酸化物を用いて、セル51を区画するセル隔壁53を形成することによって得ることができる。樹脂材料及び無機酸化物として用いることができる材料、及びこれらを用いてセル隔壁53を形成する方法としては、上記で例示した材料及び方法が挙げられる。
図15~図18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。光学積層体は、図1、図4~5に示す偏光子複合体40~43の片面側又は両面側に保護層を有するものである。
(光学積層体(1))
図15に示す光学積層体45は、図1(a)に示す偏光子複合体40の両面側に保護層17,18を有する。光学積層体45は、偏光子複合体40の片面側にのみ保護層17(又は18)を有するものであってもよい。光学積層体45に含まれる偏光子複合体40は、図2(a)~(d)に示す偏光子複合体40であってもよい。保護層17,18は、粘着剤層又は接着剤層等の貼合層を介して偏光子複合体40上に設けることができる。この場合、例えば、貼合層を介して、偏光子複合体40にフィルム状の保護層を積層すればよい。保護層17,18は、貼合層を介さずに偏光子複合体40に直接接するように設けてもよい。この場合、例えば、保護層17,18を構成する樹脂材料を含む組成物を、偏光子複合体40上に塗布し、この塗布層を固化又は硬化すること等によって保護層17,18を形成することができる。
図16に示す光学積層体46は、図4に示す偏光子複合体41の両面側に保護層17,18を有する。光学積層体46は、偏光子複合体41の片面側にのみ保護層17(又は18)を有するものであってもよい。保護層17,18は、粘着剤層又は接着剤層等の貼合層を介して偏光子複合体41上に設けてもよく、貼合層を介さずに偏光子複合体41に直接接するように設けてもよい。偏光子複合体41に保護層17,18を設ける方法については、上記した図15に示す光学積層体45において偏光子複合体40に保護層17,18を設ける方法と同様の手順で行うことができる。
図17に示す光学積層体47は、図5に示す偏光子複合体42の両面側に保護層17,18を有する。光学積層体47は、偏光子複合体42の片面側にのみ保護層17(又は18)を有するものであってもよい。保護層17,18は、粘着剤層又は接着剤層等の貼合層を介して偏光子複合体42上に設けてもよく、貼合層を介さずに偏光子複合体42に直接接するように設けてもよい。偏光子複合体42に保護層17,18を設ける方法については、上記した図15及び図16に示す光学積層体45,46において偏光子複合体40,41に保護層17,18を設ける方法と同様の手順で行うことができる。
図18に示す光学積層体48は、図6に示す偏光子複合体43の両面側に保護層17,18を有する。光学積層体48は、偏光子複合体43の片面側にのみ保護層17(又は18)を有するものであってもよい。保護層17,18は、粘着剤層又は接着剤層等の貼合層を介して偏光子複合体43上に設けてもよく、貼合層を介さずに偏光子複合体43に直接接するように設けてもよい。偏光子複合体43に保護層17,18を設ける方法については、上記した図15~図17に示す光学積層体45~47において偏光子複合体40~42に保護層17,18を設ける方法と同様の手順で行うことができる。
保護層17,18は、光を透過可能な樹脂層であることが好ましく、樹脂フィルムであってもよく、樹脂材料を含む組成物を塗布して形成した塗布層であってもよい。樹脂層に用いられる樹脂としては、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であることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、上記した原料偏光子20の製造に用いてもよい基材フィルムを構成する熱可塑性樹脂が挙げられる。光学積層体45~48が両面に保護層17,18を有する場合、保護層17,18の樹脂組成は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
貼合層は、粘着剤層又は接着剤層である。粘着剤層を形成するための粘着剤及び接着剤層を形成するための接着剤としては、例えば、上記した充填材を構成するために用いる粘着剤及び接着剤が挙げられる。
図1~図6に示す偏光子複合体40~43、図15~図18に示す光学積層体45~48は、さらに、液晶表示装置や有機EL表示装置等の表示装置の光学表示素子(液晶パネル、有機EL素子)に貼合するための光学表示素子用貼合層を有していてもよい。
Claims (15)
- 偏光子複合体の片面側又は両面側に保護層を有する光学積層体であって、
前記偏光子複合体は、偏光子、位相差層、及び補強材を有し、
前記偏光子は、厚みが15μm以下の偏光領域と、平面視において前記偏光領域に囲まれた非偏光領域と、を有し、
前記位相差層は、位相差特性を有し且つ前記偏光領域に対応する領域に存在する位相差領域と、位相差特性を有さず且つ前記非偏光領域に対応する領域に存在する非位相差領域と、を有し、
前記補強材は、
開口端面を有するセルを複数有し、且つ、各開口端面が前記偏光子の面に対向するように配列しており、
前記セルが存在し且つ前記偏光領域に対応する領域に存在するセル領域と、前記セルが存在せず且つ前記非偏光領域に対応する領域に存在する非セル領域と、を有し、
前記非偏光領域、前記非位相差領域、及び前記非セル領域は、活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化物を含み、
前記非偏光領域に含まれる前記硬化物は、平面視において前記偏光領域に囲まれた貫通穴に設けられ、
前記非位相差領域に含まれる前記硬化物は、平面視において前記位相差領域に囲まれた貫通穴に設けられており、
前記保護層は、厚みが20μm以上の樹脂フィルムであり、
前記偏光子複合体の片面側の前記保護層は、前記偏光子の片面側の全面を被覆し、かつ、粘着剤層又は接着剤層のみを介して前記偏光子に積層されている、光学積層体。 - 前記補強材は、前記偏光子の一方の面側に設けられ、
前記補強材の前記偏光子とは反対側に、前記位相差層を有する、請求項1に記載の光学積層体。 - 前記位相差層は、前記偏光子の一方の面側に設けられ、
前記位相差層の前記偏光子とは反対側に、前記補強材を有する、請求項1に記載の光学積層体。 - 前記位相差領域の厚みは、15μm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記硬化物の厚みは、前記偏光子複合体における前記偏光領域、前記位相差領域、及び前記セル領域を含む積層構造部分の厚みと同じである、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記硬化物の厚みは、前記偏光子複合体における前記偏光領域、前記位相差領域、及び前記セル領域を含む積層構造部分の厚みよりも小さい、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記硬化物の厚みは、前記偏光子複合体における前記偏光領域、前記位相差領域、及び前記セル領域を含む積層構造部分の厚みよりも大きい、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記位相差領域は、重合性液晶化合物の重合硬化層である、請求項1~7のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記非偏光領域は、透光性を有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記非偏光領域の平面視における径は、0.5mm以上20mm以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記活性エネルギー線硬化性樹脂は、エポキシ化合物を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記エポキシ化合物は、脂環式エポキシ化合物を含む、請求項11に記載の光学積層体。
- 前記セルの前記開口の形状は、多角形状、円形状、又は楕円形状である、請求項1~12のいずれか1項に記載の光学積層体。
- さらに、前記セルの内部空間に透光性の充填材が設けられている、請求項1~13のいずれか1項に記載の光学積層体。
- 前記セルの前記開口端面に直交する方向の長さは、15μm以下である、請求項1~14のいずれか1項に記載の光学積層体。
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