TW202134047A - 光學積層體及顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種在彎曲時抑制了黏著劑層中的氣泡產生的光學積層體、及包括該光學積層體的顯示裝置。本發明提供一種光學積層體,其依次包括前面板、第一黏著劑層、偏光板、第二黏著劑層、以及背面板,當將所述第一黏著劑層及所述第二黏著劑層的溫度85℃下的應力〔Pa〕-應變〔%〕曲線中自原點至最大應力值的斜率分別設為GL1
'及GL2
'時,滿足下述式(1)及式(2):
20≦GL1
'≦150 (1)
20≦GL2
'≦150 (2)。
Description
本發明是有關於一種光學積層體及顯示裝置。
日本專利特開2018-027995號公報(專利文獻1)中記載有一種包括應力緩和特性優異的黏著劑層的可撓性圖像顯示裝置。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-027995號公報
[發明所欲解決之課題]
經由黏著劑層積層有多層而成的光學積層體存在如下問題:當彎曲時,容易在黏著劑層產生氣泡,特別是在高溫環境下容易產生氣泡。
本發明的目的在於提供一種在彎曲時抑制了黏著劑層中的氣泡產生的光學積層體、及包括該光學積層體的顯示裝置。
[解決課題之手段]
本發明提供以下所例示的光學積層體及顯示裝置。
[1]一種光學積層體,依序包括前面板、第一黏著劑層、偏光板、第二黏著劑層及背面板,其中
將所述第一黏著劑層及所述第二黏著劑層的溫度85℃下的應力〔Pa〕-應變〔%〕曲線中自原點至最大應力值的斜率分別設為GL1
'及GL2
'時,滿足下述式(1)及式(2):
20≦GL1
'≦150 (1)
20≦GL2
'≦150 (2)。
[2]如[1]所述的光學積層體,其滿足下述式(1')及式(2'):
35≦GL1
'≦80 (1')
35≦GL2
'≦80 (2')。
[3]如[1]或[2]所述的光學積層體,其中所述背面板為觸控感測器面板。
[4]一種顯示裝置,包括如[1]至[3]中任一項所述的光學積層體。
[5]如[4]所述的顯示裝置,其能夠以所述前面板側為內側進行彎曲。
[發明的效果]
根據本發明,提供一種在彎曲時抑制了黏著劑層中的氣泡產生的光學積層體、及包括該光學積層體的顯示裝置。
以下,參照圖式說明本發明的光學積層體的實施方式,但本發明並不限定於以下的實施方式。在以下的所有圖式中,為了使各構成要素容易理解而適當調整比例尺來進行表示,圖式中所示的各構成要素的比例尺與實際的構成要素的比例尺未必一致。
<光學積層體>
圖1是根據本發明的一個實施方式的光學積層體的概略剖面圖。圖1所示的光學積層體100依序包括:前面板101、第一黏著劑層102、偏光板103、第二黏著劑層104及背面板105。以下,有時將第一黏著劑層102及第二黏著劑層104統稱為黏著劑層。
光學積層體100的厚度根據對光學積層體所要求的功能及光學積層體的用途等而不同,因此並無特別限定,例如為30 μm以上且1500 μm以下,較佳為40 μm以上且1000 μm以下,更佳為50 μm以上且500 μm以下。
光學積層體100的俯視形狀例如可以是方形形狀,較佳為具有長邊和短邊的方形形狀,更佳為長方形。於積層體100的面方向的形狀為長方形的情況下,長邊的長度例如可為10 mm以上且1400 mm以下,較佳為50 mm以上且600 mm以下。短邊的長度例如為5 mm以上且800 mm以下,較佳為30 mm以上且500 mm以下,更佳為50 mm以上且300 mm以下。對於構成光學積層體100的各層,可對角部進行R加工,或者對端部進行切口加工,或者進行穿孔加工。
光學積層體100例如能夠用於顯示裝置等。顯示裝置沒有特別限定,例如可列舉:有機電致發光(有機(electroluminescence,EL))顯示裝置、無機電致發光(無機EL)顯示裝置、液晶顯示裝置、電場發光顯示裝置等。光學積層體100適於能夠彎曲的顯示裝置。
[應力-應變曲線中自原點至最大應力值的斜率GL
']
當將第一黏著劑層102及第二黏著劑層104的溫度85℃下的應力〔Pa〕-應變〔%〕曲線中自原點至最大應力值的斜率分別設為GL1
'及GL2
'時,光學積層體100滿足下述式(1)及式(2):
20≦GL1
'≦150 (1)
20≦GL2
'≦150 (2)。
將黏著劑層供於拉伸試驗時,可描繪以應力為縱軸、以應變為橫軸的應力-應變曲線。通常,隨著應變增大,黏著劑層中產生的應力亦變大,在黏著劑層即將發生凝聚破壞之前應力成為最大。黏著劑層的應力-應變曲線中自原點至最大應力值的斜率GL
'用(最大應力值)/(應力成為最大時的應變量)表示。GL
'不僅反映了黏著劑層產生彈性變形時的應力變化,亦反映了塑性變形時的應力變化,可作為黏著劑層凝聚破壞之前的耐久性的指標。GL
'大時,相對於黏著劑層的應變產生的應力大,黏著劑層的凝聚力優異。GL
'小時,相對於黏著劑層的應變產生的應力小,黏著劑層容易變形,從而認為不易受到破壞。GL
'可按照後述實施例一欄中記載的方法來求出。
滿足式(1)及式(2)的光學積層體100即使彎曲亦不易在黏著劑層產生氣泡。特別是即使在高溫環境下彎曲,亦可抑制黏著劑層中的氣泡產生。滿足式(1)及式(2)的光學積層體100可將黏著劑層的耐久性提高到即使按照例如後述實施例一欄的記載,在溫度60℃下以彎曲半徑成為2.5 mm的方式反覆彎曲2萬次以上亦不會產生氣泡的程度。黏著劑層的氣泡的產生可藉由光學顯微鏡下的觀察來判斷。
於本說明書中,彎曲包括在彎曲部分形成曲面的折彎形態,折彎的內表面的曲率半徑並無特別限定。另外,彎曲亦包括內表面的彎折角大於0度且小於180度的彎折、以及內表面的曲率半徑近似為零或內表面的彎折角為0度的折疊。
光學積層體100較佳為滿足下述式(1')及式(2')。
35≦GL1
'≦80 (1')
35≦GL2
'≦80 (2')。
滿足式(1')及式(2')的光學積層體100即使在高溫環境下彎曲,亦可進一步抑制黏著劑層中的氣泡產生。
另外,當使前面板為內側進行彎曲時,光學積層體100較佳為滿足下述式(3)或式(3')。
GL1
'≦GL2
' (3)
GL1
'<GL2
' (3')
當使前面板為外側進行彎曲時,光學積層體100較佳為滿足下述式(4)或式(4')。
GL1
'≧GL2
' (4)
GL1
'>GL2
' (4')
當使光學積層體100彎曲時,藉由成為內徑側的黏著劑層而產生大的應力。因此,藉由將GL
'更小、應力緩和性優異的黏著劑層配置為在彎曲時成為內側,可進一步抑制光學積層體100的黏著劑層中的氣泡產生。
GL
'可藉由調整構成黏著劑層所使用的黏著劑組成物中包含的原料聚合物的單體的種類及調配量、聚合性化合物的種類及調配量、活性能量線的種類及照射量等,而處於所希望的數值範圍。例如黏著劑組成物中含有的原料聚合物含有大量源自碳數10以上的長鏈烷基(甲基)丙烯酸系單體的結構單元時,GL
'有變小的傾向。黏著劑組成物含有大量碳數10以上的長鏈烷基(甲基)丙烯酸系單體作為聚合性化合物時,GL
'有變小的傾向。例如當黏著劑組成物含有大量具有環己基般的環狀結構的化合物作為聚合性化合物時,GL
'有變大的傾向。
[前面板]
前面板101只要是能夠透過光的板狀體,則材料及厚度並無限定。前面板101可僅包含一層,亦可包含兩層以上。作為前面板101,可列舉樹脂製的板狀體(例如樹脂板、樹脂片、樹脂膜等)、玻璃製的板狀體(例如玻璃板、玻璃膜等)、樹脂製的板狀體與玻璃製的板狀體的積層體。前面板101可構成顯示裝置的最表面。
前面板101的厚度例如可為10 μm以上300 μm以下,較佳為20 μm以上200 μm以下,更佳為30 μm以上100 μm以下。於本發明中,構成光學積層體100的各層的厚度可依照後述實施例中說明的厚度測定方法進行測定。
作為構成樹脂製的板狀體的樹脂,例如可列舉:三乙醯纖維素、乙醯纖維素丁酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙醯纖維素、丁醯纖維素、乙醯丙醯纖維素、聚酯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚(甲基)丙烯酸、聚醯亞胺、聚醚碸、聚碸、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯縮醛、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚碸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醯胺醯亞胺等高分子。所述高分子可單獨使用或混合2種以上使用。就提高強度及透明性的觀點而言,樹脂製的板狀體較佳為由聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺等高分子形成的樹脂膜。
就硬度的觀點而言,前面板101可為包括硬塗層的樹脂膜。硬塗層可形成於樹脂膜的其中一面,亦可形成於兩面。藉由設置硬塗層,可提高硬度及耐劃痕性。硬塗層例如是紫外線硬化型樹脂的硬化層。作為紫外線硬化型樹脂,例如可列舉丙烯酸系樹脂、矽酮系樹脂、聚酯系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、醯胺系樹脂、環氧系樹脂等。為了提高硬度,硬塗層可含有添加劑。添加劑沒有特別限定,可舉出無機系微粒、有機系微粒、或者該些的混合物。在樹脂膜的兩面具有硬塗層的情況下,各硬塗層的組成、厚度可彼此相同,亦可彼此不同。
於前面板101為玻璃板的情況下,玻璃板較佳為使用顯示器用強化玻璃。玻璃板的厚度例如可為10 μm以上且1000 μm以下,亦可為10 μm以上且100 μm以下。藉由使用玻璃板,可構成具有優異的機械強度及表面硬度的前面板101。
於光學積層體100用於顯示裝置的情況下,前面板101可為不僅具有保護顯示裝置的前表面(畫面)的功能(作為視窗膜的功能),亦具有作為觸控感測器的功能、藍光截止功能、視角調整功能等者。
[第一黏著劑層]
第一黏著劑層102介於前面板101與偏光板103之間而將該些貼合。第一黏著劑層102可包括一層,亦可包括兩層以上,但較佳為包括一層。
第一黏著劑層102可包含以(甲基)丙烯酸系樹脂、橡膠系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、酯系樹脂、矽酮系樹脂、聚乙烯醚系樹脂為主要成分(原料聚合物)的黏著劑組成物。作為構成第一黏著劑層102的黏著劑組成物,較佳為以透明性、耐候性、耐熱性等優異的(甲基)丙烯酸系樹脂為原料聚合物的黏著劑組成物。
作為黏著劑組成物中使用的(甲基)丙烯酸系樹脂,可較佳地使用將(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯的1種或2種以上作為單體的聚合物或共聚物。原料聚合物中較佳為使極性單體共聚合。作為極性單體,可列舉(甲基)丙烯酸化合物、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯化合物、(甲基)丙烯酸羥基乙酯化合物、(甲基)丙烯醯胺化合物、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯化合物、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯化合物等具有羧基、羥基、醯胺基、胺基、環氧基等的單體。
活性能量線硬化型黏著劑組成物具有受到紫外線或電子線之類的活性能量線的照射而硬化的性質,從而具有在活性能量線照射前仍具有黏著性而可與膜等被黏物密著,且藉由活性能量線的照射而硬化,可調整密著力的性質。活性能量線硬化型黏著劑組成物較佳為紫外線硬化型。活性能量線硬化型黏著劑組成物除了原料聚合物、交聯劑以外,更含有活性能量線聚合性化合物。根據需要,亦含有光聚合起始劑、光增感劑等。
作為活性能量線聚合性化合物,例如可列舉:分子內具有至少一個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯單體、使兩種以上含官能基的化合物反應而得且分子內具有至少兩個(甲基)丙烯醯氧基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物等含(甲基)丙烯醯氧基的化合物等(甲基)丙烯酸系化合物。相對於黏著劑組成物的原料聚合物100質量份,黏著劑組成物可包含0.1質量份以上或1質量份以上且可包含10質量份以下或5質量份以下的活性能量線聚合性化合物。
作為光聚合起始劑,例如可列舉二苯甲酮、苄基二甲基縮酮、1-羥基環己基苯基酮等。光聚合起始劑可含有一種或兩種以上。於黏著劑組成物含有光聚合起始劑時,其總含量例如相對於黏著劑組成物的固體成分100質量份可為0.01質量份以上且3.0質量份以下。
黏著劑組成物可含有用於賦予光散射性的微粒子、珠(樹脂珠、玻璃珠等)、玻璃纖維、原料聚合物以外的樹脂、增黏劑、填充劑(金屬粉或其他無機粉末等)、抗氧化劑、紫外線吸收劑、染料、顏料、著色劑、消泡劑、防腐蝕劑、交聯劑等添加劑。
第一黏著劑層102可藉由將所述黏著劑組成物的有機溶劑稀釋液塗佈在基材上並使其乾燥而形成。第一黏著劑層102亦可使用利用黏著劑組成物形成的黏著片來形成。使用活性能量線硬化型黏著劑組成物時,藉由對所形成的黏著劑層照射活性能量線,可製成具有所期望的硬化度的黏著劑層。
第一黏著劑層102的厚度並無特別限定,例如較佳為1 μm以上且100 μm以下,更佳為3 μm以上且50 μm以下,亦可為20 μm以上。
[偏光板]
偏光板103例如可為直線偏光板、圓偏光板、橢圓偏光板等。以下,有時將圓偏光板與橢圓偏光板統稱,簡稱為圓偏光板。圓偏光板包括直線偏光板及相位差層。圓偏光板可吸收圖像顯示裝置中反射的外部光,因此,可對光學積層體100賦予作為防反射膜的功能。
偏光板103的厚度通常為5 μm以上,可為20 μm以上,亦可為25 μm以上,亦可為30 μm以上。另外,偏光板103的厚度較佳為80 μm以下,更佳為60 μm以下。
(直線偏光板)
直線偏光板具有從自然光等非偏光的光線選擇性地透過一個方向上的直線偏光的功能。直線偏光板可包括吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸層、液晶層等作為偏光片層,所述液晶層包含聚合性液晶化合物的硬化物及二色性色素且二色性色素在聚合性液晶化合物的硬化物中分散並配向。使色素分散在具有異方形的介質中進行配向時,存在如下情況:自某一方向看起來著色,自與其垂直的方向看起來幾乎無色。將顯示此種現象的色素稱為二色性色素。將液晶層用作偏光片層的直線偏光板與吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸層相比,在彎曲方向上沒有限制,因此較佳。
(1)作為吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸層的偏光片層
作為吸附有二色性色素的拉伸膜的偏光片層通常可經由如下的步驟來製造:將聚乙烯醇系樹脂膜單軸拉伸的步驟;藉由利用碘等二色性色素對聚乙烯醇系樹脂膜進行染色來吸附該二色性色素的步驟;利用硼酸水溶液對吸附有二色性色素的聚乙烯醇系樹脂膜進行處理的步驟;以及在利用硼酸水溶液的處理後進行水洗的步驟。
偏光片層的厚度通常為30 μm以下,較佳為18 μm以下,更佳為15 μm以下。減薄偏光片層的厚度有利於偏光板103的薄膜化。偏光片層的厚度通常為1 μm以上,例如亦可為5 μm以上。
聚乙烯醇系樹脂是藉由將聚乙酸乙烯酯系樹脂皂化而獲得。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂,除了作為乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,亦可使用乙酸乙烯酯和能夠與其共聚合的其他單量體的共聚物。作為能夠與乙酸乙烯酯共聚合的其他單體,例如可列舉不飽和羧酸系化合物、烯烴系化合物、乙烯基醚系化合物、不飽和磺酸系化合物、具有銨基的(甲基)丙烯醯胺系化合物。
聚乙烯醇系樹脂的皂化度通常為85莫耳%以上且100莫耳%以下左右,較佳為98莫耳%以上。聚乙烯醇系樹脂可經改質,亦可使用經醛類改質的聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯縮醛等。聚乙烯醇系樹脂的聚合度通常為1000以上且10000以下,較佳為1500以上且5000以下。
作為吸附有二色性色素的拉伸層的偏光片層通常可經過如下步驟而製造:將含有所述聚乙烯醇系樹脂的塗佈液塗佈於基材膜上的步驟;將所得的積層膜單軸拉伸的步驟;藉由利用二色性色素對經單軸拉伸的積層膜的聚乙烯醇系樹脂層進行染色來吸附該二色性色素而製成偏光片的步驟;利用硼酸水溶液對吸附有二色性色素的膜進行處理的步驟;以及在利用硼酸水溶液的處理後進行水洗的步驟。用於形成偏光片層的基材膜可用作偏光片層的保護層。根據需要,可自偏光片層剝離除去基材膜。基材膜的材料及厚度可與後述的熱塑性樹脂膜的材料及厚度相同。
作為吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸層的偏光片層可直接用作直線偏光板,亦可在其單面或兩面形成保護層來用作直線偏光板。作為保護層,可使用後述的熱塑性樹脂膜。偏光片層與保護層可經由後述的貼合層而積層。所獲得的直線偏光板的厚度較佳為2 μm以上40 μm以下。
熱塑性樹脂膜例如可列舉:環聚烯烴系樹脂膜;包含三乙醯纖維素、二乙醯纖維素等樹脂的乙酸纖維素系樹脂膜;包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等樹脂的聚酯系樹脂膜;聚碳酸酯系樹脂膜;(甲基)丙烯酸系樹脂膜;聚丙烯系樹脂膜等本領域公知的膜。
就提高彎曲性的觀點而言,熱塑性樹脂膜的厚度通常為100 μm以下,較佳為80 μm以下,更佳為60 μm以下,進而佳為40 μm以下,進一步較佳為30 μm以下,另外通常為5 μm以上,較佳為10 μm以上。
在熱塑性樹脂膜上可形成硬塗層。硬塗層可形成在熱塑性樹脂膜的一個面上,亦可形成在兩面上。藉由設置硬塗層,可製成提高了硬度及耐劃痕性的熱塑性樹脂膜。硬塗層可與在上述樹脂膜上形成的硬塗層藉由同樣的方法形成。
(2)作為液晶層的偏光片層
用於形成液晶層的聚合性液晶化合物為具有聚合性反應基且顯示液晶性的化合物。聚合性反應基是參與聚合反應的基,較佳為光聚合性反應基。光聚合性反應基是指藉由自光聚合起始劑產生的活性自由基、酸等而能夠參與聚合反應的基。作為光聚合性官能基,可列舉乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯基氧基、甲基丙烯醯基氧基、氧雜環丙烷基、氧雜環丁烷基等。其中,較佳為丙烯醯基氧基、甲基丙烯醯基氧基、乙烯基氧基、氧雜環丙烷基及氧雜環丁烷基,更佳為丙烯醯基氧基。聚合性液晶化合物的種類並無特別限定,可使用棒狀液晶化合物、圓盤狀液晶化合物、及該些的混合物。聚合性液晶化合物的液晶性可為熱致(thermotropic)性液晶亦可為溶致(lyotropic)性液晶,作為相秩序結構,可為向列液晶亦可為層列液晶。
就作為液晶層的偏光片層中使用的二色性色素而言,較佳為在300 nm~700 nm的範圍內具有最大吸收波長(λMAX)。作為此種二色性色素,例如可列舉吖啶色素、噁嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素、及蒽醌色素等,其中較佳為偶氮色素。作為偶氮色素,可列舉單偶氮色素、雙偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素及二苯乙烯偶氮色素等,較佳為雙偶氮色素及三偶氮色素。二色性色素可為單獨,亦可組合兩種以上,較佳為組合三種以上。尤其更佳為組合三種以上的偶氮化合物。二色性色素的一部分可具有反應性基,另外亦可具有液晶性。
作為液晶層的偏光片層例如可藉由在形成於基材膜上的配向膜上塗佈包含聚合性液晶化合物及二色性色素的偏光片層形成用組成物,使聚合性液晶化合物聚合並使其硬化來形成。亦可藉由在基材膜上塗佈偏光片層形成用組成物形成塗膜,並將該塗膜與基材膜一起拉伸,來形成偏光片層。用於形成偏光片層的基材膜亦可用作偏光片層的保護層。基材膜的材料及厚度可與上述熱塑性樹脂膜的材料及厚度相同。
作為包含聚合性液晶化合物及二色性色素的偏光片層形成用組成物、以及使用了該組成物的偏光片層的製造方法,可例示日本專利特開2013-37353號公報、日本專利特開2013-33249號公報、日本專利特開2017-83843號公報等中記載者。偏光片層形成用組成物除了聚合性液晶化合物及二色性色素以外,可更含有溶媒、聚合起始劑、交聯劑、調平劑、抗氧化劑、增塑劑、增感劑等添加劑。該些成分可分別僅使用一種,亦可組合兩種以上使用。
偏光層形成用組成物可含有的聚合起始劑是可引發聚合性液晶化合物的聚合反應的化合物,就可在更低溫條件下引發聚合反應的方面而言,較佳為光聚合性起始劑。具體而言,可列舉藉由光的作用而可產生活性自由基或酸的光聚合起始劑,其中,較佳為藉由光的作用而產生自由基的光聚合起始劑。聚合起始劑的含量相對於聚合性液晶化合物的總量100質量份較佳為1質量份以上10質量份以下,更佳為3質量份以上8質量份以下。在該範圍內時,聚合性基的反應充分進行,且容易使液晶化合物的配向狀態穩定化。
作為液晶層的偏光片層的厚度通常為10 μm以下,較佳為0.5 μm以上8 μm以下,更佳為1 μm以上5 μm以下。
作為液晶層的偏光片層可不剝離除去基材膜而作為直線偏光板使用,亦可將基材膜自偏光片層剝離除去而作為直線偏光板。作為液晶層的偏光片層可具有配向膜,亦可不具有配向膜。作為液晶層的偏光片層亦可在其一面或兩面形成保護層而作為直線偏光板使用。作為保護層,可使用上述的熱塑性樹脂膜。
關於作為液晶層的偏光片層,為了保護偏光片層等,可在偏光片層的一面或兩面具有外塗層。外塗層例如可藉由在偏光片層上塗佈用於形成外塗層的材料(組成物)來形成。作為構成外塗層的材料,例如可列舉光硬化性樹脂、水溶性聚合物等。作為構成外塗層的材料,可使用(甲基)丙烯酸系樹脂、聚乙烯醇系樹脂等。
(相位差層)
相位差層可為一層,亦可為兩層以上。相位差層可具有保護其表面的外塗層、支持相位差層的基材膜等。相位差層包括λ/4層,且可更包括λ/2層或正C層的至少任一者。在相位差層包括λ/2層的情況下,自直線偏光板側起依次積層λ/2層及λ/4層。在相位差層包括正C層的情況下,可自直線偏光板側起依次積層λ/4層及正C層,亦可自直線偏光板側起依次積層正C層及λ/4層。相位差層的厚度例如為0.1 μm以上且10 μm以下,較佳為0.5 μm以上且8 μm以下,更佳為1 μm以上且6 μm以下。
相位差層可包含作為保護層的材料例示的樹脂膜,亦可包含聚合性液晶化合物硬化而成的層。相位差層可更包含配向膜。相位差層亦可具有用於貼合λ/4層、λ/2層及正C層的貼合層。
使聚合性液晶化合物硬化而形成相位差層的情況下,相位差層可藉由將含有聚合性液晶化合物的組成物塗佈於基材膜並使其硬化而形成。可在基材膜與塗佈層之間形成配向膜。基材膜的材料及厚度可與所述熱塑性樹脂膜的材料及厚度相同。在由使聚合性液晶化合物硬化而成的層形成相位差層的情況下,相位差層亦可以具有配向膜及/或基材膜的形態組裝於光學積層體中。相位差層可經由後述的貼合層貼合於直線偏光板的與視認側相反的一側的面。
[第二黏著劑層]
第二黏著劑層104介隔存在於偏光板103與背面板105之間,並將該些貼合。第二黏著劑層104可為一層,亦可為包含兩層以上者,較佳為一層。
關於構成第二黏著劑層104的黏著劑組成物的組成及調配成分、黏著劑組成物的類型(是否為活性能量線硬化型或熱硬化型等)、黏著劑組成物中可調配的添加劑、第二黏著劑層的製作方法、第二黏著劑層的厚度等,與所述第一黏著劑層102的說明中所示者相同。
第二黏著劑層104在黏著劑組成物的組成及調配成分、厚度等方面,可與第一黏著劑層102相同,亦可不同。
[貼合層]
光學積層體100可包括用以接合兩個層的貼合層。貼合層是包括黏著劑或接著劑的層。作為貼合層的材料的黏著劑可使用與構成所述第一黏著劑層102的黏著劑組成物相同的黏著劑組成物。貼合層亦可使用其他黏著劑、例如與構成第一黏著劑層102的黏著劑不同的(甲基)丙烯酸系黏著劑、苯乙烯系黏著劑、矽酮系黏著劑、橡膠系黏著劑、胺基甲酸酯系黏著劑、聚酯系黏著劑、環氧系共聚物黏著劑等。
就成為貼合層的材料的接著劑而言,例如可將水系接著劑、活性能量線硬化型接著劑等中的一種或兩種以上組合來形成。作為水系接著劑,例如可舉出聚乙烯醇系樹脂水溶液、水系二液型胺基甲酸酯系乳液接著劑等。活性能量線硬化型接著劑是藉由照射紫外線等活性能量線而硬化的接著劑,例如可列舉含有聚合性化合物及光聚合性起始劑的接著劑、含有光反應性樹脂的接著劑、含有黏著劑樹脂及光反應性交聯劑的接著劑等。作為上述聚合性化合物,可列舉光硬化性環氧系單體、光硬化性丙烯酸系單體、光硬化性胺基甲酸酯系單體等光聚合性單體、以及源自該些單體的寡聚物等。作為所述光聚合起始劑,可列舉含有照射紫外線等活性能量線而產生中性自由基、陰離子自由基、陽離子自由基等活性種的物質的化合物。
貼合層的厚度例如可為1 μm以上,較佳為1 μm以上且25 μm以下,更佳為2 μm以上且15 μm以下,進而佳為2.5 μm以上且5 μm以下。
經由貼合層而貼合的相向的兩個表面可預先進行電暈處理、電漿處理、火焰處理等,亦可具有底塗層等。
[背面板]
作為背面板105,可使用能夠透過光的板狀體或通常的顯示裝置中所使用的構成部件等。
背面板105的厚度例如可為5 μm以上且2000 μm以下,較佳為10 μm以上且1000 μm以下,更佳為15 μm以上且500 μm以下。
作為用於背面板105的板狀體,可僅包含一層,亦可包含兩層以上。作為背面板105,可使用前面板101中例示的板狀體。
作為用於通常的顯示裝置的構成部件,例如可列舉觸控感測器面板、有機EL顯示元件等。背面板105較佳為觸控感測器面板。作為顯示裝置中的構成部件的積層順序,例如可列舉:前面板/圓偏光板/觸控感測器面板/有機EL顯示元件、前面板/觸控感測器面板/圓偏光板/有機EL顯示元件等。
(觸控感測器面板)
觸控感測器面板只要是具有能夠檢測出被觸控的位置的感測器(即觸控感測器)的面板,則不受限定。觸控感測器的檢測方式不受限定,可例示:電阻膜方式、靜電電容耦合方式、光學感測器方式、超音波方式、電磁感應耦合方式、表面聲波方式等的觸控感測器面板。自低成本方面而言,較佳使用電阻膜方式、靜電電容耦合方式的觸控感測器面板。
作為電阻膜方式的觸控感測器的一個例子,可列舉包括彼此相向配置的一對基板、夾持於所述一對基板之間的絕緣性間隔物、在各基板的內側的前表面作為電阻膜設置的透明導電膜、以及觸控位置檢測電路的構件。於設置有電阻膜方式的觸控感測器的圖像顯示裝置中,若觸控前面板的表面,則相向的電阻膜短路,電流在電阻膜中流動。觸控位置檢測電路檢測此時的電壓變化,從而檢測被觸控的位置。
作為靜電電容耦合方式的觸控感測器的一例,可列舉包括基板、設置於基板的整個面的位置檢測用透明電極、以及觸控位置檢測電路的構件。於設置有靜電電容耦合方式的觸控感測器的圖像顯示裝置中,若觸控前面板的表面,則在被觸控的點,透明電極經由人體的靜電電容而接地。觸控位置檢測電路檢測透明電極的接地,從而檢測被觸控的位置。
觸控感測器面板的厚度例如可為5 μm以上且2000 μm以下,較佳為5 μm以上且100 μm以下,進而佳為5 μm以上且50 μm以下,亦可為5 μm以上且20 μm以下。
觸控感測器面板可為在基材膜上形成有觸控感測器的圖案的構件。基材膜的例示可與上述熱塑性樹脂膜的說明中的例示相同。另外,觸控感測器面板亦可自基材膜經由黏著劑層轉印到被黏物上。即,觸控感測器面板可不具有基材膜。觸控感測器圖案的厚度例如可為1 μm以上且20 μm以下。
[光學積層體的製造方法]
光學積層體100可藉由包含如下步驟的方法來製造,即,經由黏著劑層將構成光學積層體100的層彼此貼合的步驟。於經由黏著劑層或貼合層將層彼此貼合的情況下,為了調整密合力,較佳為對貼合面的其中一面或兩面實施電暈處理等表面活性化處理。電暈處理的條件能夠適當設定,在貼合面的一面和另一面上條件可不同。
[顯示裝置]
本發明的顯示裝置包括所述光學積層體100。顯示裝置並無特別限定,例如可列舉有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置、液晶顯示裝置、電致發光顯示裝置等圖像顯示裝置。光學積層體中可進一步積層觸控感測器,顯示裝置亦可具有觸控面板功能。包括本發明的光學積層體100的顯示裝置的彎曲耐久性優異,而可作為能夠彎曲或纏繞等的撓性顯示器使用。
於顯示裝置中,光學積層體100使前面板101朝向外側(與顯示元件側相反的一側,即可見側),配置於顯示裝置所具有的顯示元件的可見側。顯示裝置能夠使前面板101側為內側或外側進行彎曲。
作為圖像顯示裝置所具有的圖像顯示元件,例如可列舉有機EL顯示元件、無機EL顯示元件、液晶顯示元件、電漿顯示元件、電場放射型顯示元件等。
本發明的顯示裝置可用作智慧型電話、輸入板等行動設備、電視機、數位相框(digital photo frame)、電子看板、測定器或儀表類、辦公用設備、醫療設備、電腦設備等。
[實施例]
以下,列舉實施例來更詳細地說明本發明,但本發明並不限定於該些實施例。
[測定方法]
本實施例中使用的各物性值(層的厚度、黏著劑層的性質等)的測定方法及算出方法如下所述。
<層的厚度>
使用接觸式膜厚測定裝置(尼康(Nikon)股份有限公司製造的「MS-5C」)進行測定。對於偏光片層以及配向膜,使用雷射顯微鏡(奧林巴斯(Olympus)股份有限公司製造的「OLS3000」)進行測定。
<應力-應變曲線中自原點至最大應力值的斜率GL
'>
使用動態機械分析裝置(DMA、Q-800、TA儀器(TA Instruments)公司製)進行拉伸試驗測定了自原點至最大應力值的斜率。首先,如圖2所示,準備了經由黏著劑層502將兩個聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)棒501的端部彼此接合而成的試驗片。圖2是試驗片的剖面圖。黏著劑層502的形狀是寬×長×厚為6 mm×10 mm×25 μm,PC棒501的形狀是寬×長×厚為6 mm×20 mm×1 mm。黏著劑層502與PC棒501的接著面積是寬×長為6 mm×10 mm。在試驗片的PC棒501兩端部的長度5 mm的區域安裝夾具,固定其中一個夾具(在圖2的試驗片中為上端部的長度5 mm的區域)。在溫度85℃環境下以100 μm/min的速度拉伸另外一個夾具(在圖2的試驗片中為下端部的長度5 mm的區域),製作了應力〔Pa〕-應變〔%〕曲線。計算出在得到的應力-應變曲線中自原點至應力達到最大的斜率GL
'。
[包含黏著劑層的黏著片的製作]
向包括冷卻管、氮導入管、溫度計及攪拌器的1 L反應容器中,按照表1所示的調配量投入丙烯酸2-乙基己酯(2-ethylhexyl acrylate,2-EHA)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate,BA)、丙烯酸2-丙基庚酯(2-propylheptyl acrylate,2-PHA)、丙烯酸(Acrylic acid,AA)、丙烯酸二十二酯(C22A)、丙烯酸辛基癸酯(octyl decyl acrylate,ODA)的單體混合溶液。使氮氣回流1小時來除去容器內的氧,將內溫維持為60℃。將單體混合溶液均勻混合後,按照表1所示的調配量投入光聚合起始劑苄基二甲基縮酮(I-651)及1-羥基環己基苯基酮(I-184)。一邊攪拌一邊照射UV燈(10 mW),製造(甲基)丙烯酸系聚合物A1~A4。
[表1]
(甲基)丙烯酸系聚合物 | 丙烯酸系單體(質量份) | 光聚合起始劑(質量份) | ||||||
2-EHA | BA | 2-PHA | AA | C22A | ODA | 1-651 | 1-184 | |
A1 | 96 | 0.5 | 2 | - | 0.5 | 1 | 0.05 | 0.05 |
A2 | 85 | 4 | 7 | - | 2 | 2 | 0.05 | 0.05 |
A3 | 95 | - | 2 | - | 1 | 2 | 0.05 | 0.05 |
A4 | 80 | - | 1 | 10 | 4 | 5 | 0.05 | 0.05 |
將獲得的(甲基)丙烯酸系聚合物A1~A4、丙烯酸硬脂酯(stearyl acrylate,SA)、丙烯酸異癸酯(Isodecyl acrylate,IDA)、或丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate,IBOA)、及1-羥基環己基苯基酮(I-184)以表2所示的調配量混合,製造黏著劑組成物B1~B8。
[表2]
黏著劑 組成物 | (甲基)丙烯酸系聚合物 | 添加劑 | 光聚合起始劑 | 自原點至最大應力值的斜率GL '(Pa) | |||
種類 | 調配量 (質量份) | 種類 | 調配量 (質量份) | 種類 | 調配量 (質量份) | ||
B1 | A1 | 100 | SA | 3 | I-184 | 0.05 | 35 |
B2 | A1 | 100 | IDA | 5 | I-184 | 0.05 | 50 |
B3 | A2 | 100 | IDA | 2 | I-184 | 0.05 | 40 |
B4 | A2 | 100 | IOBA | 3 | I-184 | 0.05 | 130 |
B5 | A3 | 100 | IDA | 2 | I-184 | 0.05 | 30 |
B6 | A2 | 100 | IOBA | 4 | I-184 | 0.03 | 139 |
B7 | A3 | 100 | IDA | 30 | I-184 | 0.05 | 10 |
B8 | A4 | 100 | IDA | 1 | I-184 | 0.05 | 210 |
以厚度為25 μm的方式將黏著劑組成物B1~黏著劑組成物B8塗佈於塗有矽脫模劑的剝離膜A(聚對苯二甲酸乙二酯膜,厚度38 μm)上。在其上接合剝離膜B(聚對苯二甲酸乙二酯膜,厚度38 μm),進行UV照射,製作包括剝離膜A/黏著劑層/剝離膜B的黏著片。UV照射的條件為累計光量400 mJ/cm2
、照度1.8 mW/cm2
(UVV基準)。將黏著劑層供於拉伸試驗而獲得的應力-應變曲線中自原點至最大應力值的斜率GL
'示於表2。
使用的化合物的來源如下所示。
2-EHA:東京化成工業股份有限公司、日本
BA:東京化成工業股份有限公司、日本
2-PHA:巴斯夫(BASF)、德國
AA:東京化成工業股份有限公司、日本
C22A:東京化成工業股份有限公司、日本
ODA:美源特殊化工(Miwon Specialty Chemical)、韓國
I-651:巴斯夫(BASF)、德國
I-184:巴斯夫(BASF)、德國
SA:東京化成工業股份有限公司、日本
IDA:東京化成工業股份有限公司、日本
IOBA:東京化成工業股份有限公司、日本
[前面板]
作為前面板101,準備了在樹脂膜的一面形成有硬塗層的膜。樹脂膜是厚度40 μm的聚醯亞胺系樹脂膜。硬塗層是厚度10 μm、包括包含末端具有多官能丙烯酸基的樹枝狀聚合物化合物的組成物的層。
[偏光板]
準備圓偏光板作為偏光板103。準備依次具有三乙醯纖維素(Triacetyl Cellulose,TAC)膜(KC2UA、柯尼卡美能達(Konica Minolta)股份有限公司製、厚度25 μm)、配向膜、偏光片層、及外塗層的直線偏光板。偏光片層使用含有聚合性液晶化合物及二色性色素的組成物形成,厚度為2 μm。外塗層是聚乙烯醇樹脂層,厚度為1.0 μm。
在直線偏光板的外塗層側,經由黏著劑層積層相位差積層體,獲得圓偏光板。相位差積層體自直線偏光板側開始依次具有λ/4相位差層、黏著劑層、正C層。λ/4相位差層是聚合性液晶化合物的硬化層,厚度為3 μm。黏著劑層的厚度為5 μm。正C層是聚合性液晶化合物的硬化層,厚度為3 μm。
[背面板]
作為背面板105,準備依次積層有觸控感測器圖案層、接著劑層、以及基材層的觸控感測器面板。觸控感測器圖案層包括作為透明導電層的ITO層、及作為分離層的丙烯酸系樹脂組成物的硬化層,厚度為7 μm。接著劑層設置在觸控感測器圖案層的分離層側,厚度為3 μm。基材層使用環狀烯烴樹脂(Cycloolefin Polymer,COP)膜(ZF-14、日本瑞翁(Zeon)股份有限公司製、厚度23 μm)。
[光學積層體的製作]
如表3所示,使用包含表2所示的黏著劑組成物的黏著片作為第一黏著劑層102,將前面板101的不具有硬塗層的一側與偏光板103的TAC膜側貼合。另外,如表3所示,將包含表2所示的黏著劑組成物的黏著片用作第二黏著劑層104,將圓偏光板的相位差層側與觸控感測器面板的觸控感測器圖案層側貼合。獲得具有圖1所示的層結構的光學積層體100(實施例1~實施例6及比較例1~比較例2)。對前面板、圓偏光板、觸控感測器面板及黏著劑層的貼合面,在貼合前進行了雙面電暈處理。在電暈處理中使用了TEC-4AX(牛尾(USHIO)電機股份有限公司製造)。
對所製作的光學積層體100實施以下的彎曲試驗。將結果示於表3中。
<彎曲試驗>
對於光學積層體,使用彎曲評價設備(科學小鎮(Science Town)公司製,STS-VRT-500)進行了確認彎曲性的評價試驗。圖3(a)及圖3(b)是示意性表示本評價試驗的方法的圖。如圖3(a)及圖3(b)所示,將能夠分別移動的兩個載置台601、602以間隙C為5 mm(彎曲半徑2.5 mm)或間隙C為3 mm(彎曲半徑1.5 mm)的方式配置,使寬度方向的中心位於間隙C的中心,且以前面板位於上側的方式固定配置光學積層體(圖3(a))。然後,使兩個載置台601、602以位置P1及位置P2為旋轉軸的中心向上方旋轉90度,對與載置台的間隙C對應的積層體的區域附加彎曲力(圖3(b))。其後,使兩個載置台601、602返回至原來的位置(圖3(a))。完成以上一系列操作,將彎曲力的附加次數計為1次。將其在溫度60℃下反覆進行後,確認在光學積層體100的與載置台601、載置台602的間隙C對應的區域中的黏著劑層中有無產生氣泡。載置台601、載置台602的移動速度、彎曲力的附加步幅在對任一光學積層體的評價試驗中均設為相同的條件。
A:彎曲力的附加次數即使達到5萬亦沒有產生氣泡。
B:彎曲力的附加次數為2萬以上且不足5萬時產生了氣泡。
C:彎曲力的附加次數為1萬以上且不足2萬時產生了氣泡。
D:彎曲力的附加次數不足1萬時產生了氣泡。
[表3]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 比較例1 | 比較例2 | |
第一黏著劑層 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B7 | B8 |
第二黏著劑層 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B1 | B7 |
彎曲性 (60℃,2.5R) | A | A | A | A | A | A | C | D |
彎曲性 (60℃,1.5R) | A | A | A | B | B | B | D | D |
100:光學積層體
101:前面板
102:第一黏著劑層
103:偏光板
104:第二黏著劑層
105:背面板
501:聚碳酸酯棒/PC棒
502:黏著劑層
601、602:載置台
P1、P2:位置
C:間隙
圖1是表示本發明的光學積層體的一例的概略剖面圖。
圖2是說明藉由拉伸試驗的應力-應變值的測定方法的概略圖。
圖3(a)及圖3(b)是說明彎曲試驗的概略圖。
100:光學積層體
101:前面板
102:第一黏著劑層
103:偏光板
104:第二黏著劑層
105:背面板
Claims (5)
- 一種光學積層體,依序包括前面板、第一黏著劑層、偏光板、第二黏著劑層及背面板,其中, 將所述第一黏著劑層及所述第二黏著劑層的溫度85℃下的應力〔Pa〕-應變〔%〕曲線中自原點至最大應力值的斜率分別設為GL1 '及GL2 '時,滿足下述式(1)及式(2): 20≦GL1 '≦150 (1) 20≦GL2 '≦150 (2)。
- 如請求項1所述的光學積層體,其滿足下述式(1')及式(2'): 35≦GL1 '≦80 (1') 35≦GL2 '≦80 (2')。
- 如請求項1或請求項2所述的光學積層體,其中所述背面板為觸控感測器面板。
- 一種顯示裝置,包括如請求項1至請求項3中任一項所述的光學積層體。
- 如請求項4所述的顯示裝置,其能夠以所述前面板側為內側進行彎曲。
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