TWI744787B - 光學積層體及使用該光學積層體之影像顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光學積層體，其即使在局部施加給定值以上的負載的情況下，也不會發生龜裂，結果可以實現抑制了漏光及亮點的影像顯示裝置，並且抑制了在高溫環境下的翹曲。本發明的光學積層體具有：偏光板，其具有偏光件及設置於偏光件的一側的保護層；透過第1黏合劑層貼合於保護層的防映入層；直接形成於防映入層的第1基材；透過第2黏合劑層貼合於第1基材的第2基材；以及直接形成於第2基材的硬塗層；其中，從保護層至硬塗層側的最外層的合計厚度為100μm~250μm。

Description

光學積層體及使用該光學積層體之影像顯示裝置
發明領域
本發明涉及光學積層體及使用該光學積層體之影像顯示裝置。
發明背景
在影像顯示裝置(例如，液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、量子點顯示裝置)中，由於其影像形成方式，在多數情況下，在顯示單元的至少一側配置有偏光板。眾所周知，對於設置於影像顯示裝置的可視側的偏光板而言，為了防止外部光映入到顯示畫面，在其可視側設置防映入層。特別是在用於筆記型電腦等的顯示畫面的偏光板中，為了防止鍵盤等的映入，防映入層是有用的。然而，如果在存在異物的狀態下將這樣的筆記型電腦折疊，則有由於該異物而施加局部的負載的情形。根據偏光板的構成，偏光板會因這樣的局部的負載而損傷，其結果，有時會在影像顯示裝置產生漏光或亮點(所謂的白點)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2002-297041號公報
專利文獻2：日本特開2005-024753號公報
發明概要
本發明是為了解決上述問題而進行的，主要目的在於提供一種光學積層 體，其即使在局部施加給定值以上的負載的情況下，也不會發生龜裂，結果可以實現抑制了漏光及亮點的影像顯示裝置，並且抑制了在高溫環境下的翹曲。
本發明的光學積層體具有：偏光板，其具有偏光件及設置於該偏光件的一側的保護層；透過第1黏合劑層貼合於該保護層的防映入層；直接形成於該防映入層的第1基材；透過第2黏合劑層貼合於該第1基材的第2基材；以及直接形成於該第2基材的硬塗層；其中，從該保護層至該硬塗層側的最外層的合計厚度為100μm~250μm。
在1個實施方式中，上述第1黏合劑層及上述第2黏合劑層的厚度分別為10μm~30μm。
在1個實施方式中，上述保護層及上述第2基材的壓縮彈性模量分別為3.0GPa以上。
在1個實施方式中，上述偏光件的厚度為10μm以下。
在1個實施方式中，上述防映入層為液晶化合物的取向固化層。
在1個實施方式中，上述光學積層體在上述偏光件的與上述保護層的相反側進一步具備從該偏光件側起依次設置的第1相位差層及第2相位差層。該第1相位差層與該第2相位差層透過黏接劑層貼合在一起。在1個實施方式中，上述黏接劑層的厚度為5μm以下。在1個實施方式中，上述黏接劑層的儲存彈性模量為1.0×106Pa以上。
在1個實施方式中，上述光學積層體在負載3kg的穿刺試驗後不發生漏光。
本發明的另一光學積層體具有：偏光板，其具有偏光件及設置於該偏光件的一側的保護層；透過第2黏合劑層貼合於該保護層的第2基材；以及直接形成於該第2基材的硬塗層；其中，從該保護層至該硬塗層側的最外層的合計厚度為100μm~250μm。在1個實施方式中，上述光學積層體在上述偏光件的與上述保護 層的相反側進一步具備從該偏光件側起依次設置的第1相位差層及第2相位差層。
根據本發明的其它方面，提供一種影像顯示裝置。該影像顯示裝置在可視側具備上述的光學積層體，且該光學積層體的上述硬塗層配置於可視側。
根據本發明，通過將光學積層體中偏光件的一側(代表性地為可視側)的構成要素的合計厚度設為給定範圍，可以得到如下光學積層體：其即使在局部施加給定值以上的負載的情況下，也不會發生龜裂，結果可以實現抑制了漏光及亮點的影像顯示裝置，並且抑制了在高溫環境下的翹曲。
10:偏光板
11:偏光件
12:保護層
20:第2基材
30:硬塗層
40:防映入層
50:第1基材
61:第1黏合劑層
62:第2黏合劑層
71:第1相位差層
72:第2相位差層
80:黏接劑層
100,101:光學積層體
圖1是本發明的1個實施方式的光學積層體的示意剖面圖。
圖2是本發明的另一實施方式的光學積層體的示意剖面圖。
較佳實施例之詳細說明
以下，對本發明的實施方式進行說明，但本發明並不限定於這些實施方式。
A.光學積層體的整體構成
圖1是本發明的1個實施方式的光學積層體的示意剖面圖。圖示例的光學積層體100依次具備：偏光板10，其具有偏光件11及保護層12；防映入層40；第1基材50；第2基材20；及硬塗層30。防映入層40直接形成於第1基材50，並且透過第1黏合劑層61貼合於保護層12。第2基材20透過第2黏合劑層62貼合於第1基材50。第2基材20上直接形成有硬塗層30。在本說明書中，「直接」是指，不夾隔有黏接層(代表性地為黏接劑層、黏合劑層)。根據需要，第2基材20可以在硬塗層30側的表面具有防反射層及/或密合層(均未圖示)。該構成也包含於「硬塗層直接形成於基材」的方式中。防反射層可以設置於硬塗層30的外側。根據需 要，也可以在硬塗層側的最外層(實質上為硬塗層，或者在存在防反射層的情況下為防反射層)的表面設置防污層(未圖示)。
在另一實施方式(未圖示)中，光學積層體依次具備偏光板、第2基材及硬塗層。硬塗層直接形成於第2基材。在本實施方式中，第2基材透過第2黏合劑層貼合於保護層。即，在本發明的實施方式中，防映入層(及形成有防映入層的基材)以及貼合防映入層的第1基材可以省略。
在本發明的實施方式中，從保護層12至硬塗層30側的最外層(實質上為硬塗層，或者在存在防反射層或防污層的情況下為防反射層或防污層)的合計厚度(以下，有時簡稱為合計厚度)為100μm~250μm。合計厚度為這樣的範圍時，可以得到如下光學積層體：其即使在局部施加給定值以上的負載的情況下，也不會發生龜裂，結果可以實現抑制了漏光及亮點的影像顯示裝置，並且抑制了在高溫環境下的翹曲。合計厚度優選為120μm~250μm、更優選為150μm~250μm、進一步優選為180μm~250μm、特別優選為200μm~250μm。合計厚度過小時，龜裂抑制的效果有時會變得不充分。合計厚度過大時，受到環境的溫度及/或濕度的影響而收縮或膨脹時的保持應力變大，在高溫及/或高濕環境下的光學積層體的翹曲有時會成為問題。需要說明的是，任意設置的層(例如為密合層、防反射層或防污層)的厚度均非常小，因此，是否存在它們實質上並不影響合計厚度，所以，實質上也不影響本發明的效果。
第1黏合劑層61及第2黏合劑層62的厚度分別優選為10μm~30μm、更優選為12μm~25μm。第1黏合劑層及第2黏合劑層的厚度分別為這樣的範圍時，可以輕易實現上述期望的合計厚度。第1黏合劑層及第2黏合劑層中的至少一者的厚度過小時，得到的光學積層體的耐久性有時會變得不充分。如果第1黏合劑層及第2黏合劑層的厚度過大，則施加應力時，相鄰的基材變得容易變形，龜裂控制的效果有時會變得不充分。
保護層12及第2基材52的壓縮彈性模量分別優選為3.0GPa以上、更優選為3.5GPa~5.0GPa。保護層及第2基材的壓縮彈性模量分別為這樣的範圍時，龜裂抑制的效果可以變得更顯著。
如圖2所示，可以在光學積層體中設置相位差層。在圖示例的光學積層體101中，在偏光件11的與保護層12的相反側，從偏光件11側起依次設置有第1相位差層71及第2相位差層72。第1相位差層71代表性地具有nx>ny>nz的折射率特性。第2相位差層72代表性地具有nz>nx>ny的折射率特性。第1相位差層71可以同時用作偏光件的可視側的相反側的保護層。光學積層體101中，第1相位差層71與第2相位差層72透過黏接劑層80貼合在一起。通過在相位差層的積層中使用黏接劑，龜裂抑制的效果可以變得更顯著。如果在相位差層的積層中使用黏合劑，則龜裂抑制的效果有時會變得不充分。
在圖示例中，僅在偏光件11的一側設置有保護層12，但根據目的，也可以在偏光件11的與保護層12相反的一側設置其它保護層。進一步，根據目的，也可以設置任意適當的功能層。作為功能層的代表例，可列舉導電層、除上述以外的相位差層。功能層的種類、數量、組合、配置位置、特性可以根據目的適宜設定。在設置導電層的情況下，該導電層代表性地設置於偏光件11的與保護層12相反的一側。通過在這樣的位置設置導電層，可以將光學積層體適宜用於內嵌觸控面板型輸入顯示裝置。
本發明的實施方式的光學積層體優選在負載3kg的穿刺試驗後不發生漏光。穿刺試驗例如可以通過在壓縮試驗機中安裝給定的針並將該針以負載3kg刺入光學積層體而進行。「不發生漏光」是指，將穿刺試驗後的光學積層體和標準偏光板以光學積層體的偏光件與偏光板的偏光件成為正交尼科爾狀態的方式配置並用肉眼觀察時未確認有漏光的狀態。
以下，對光學積層體的構成要素進行說明。
B.偏光板
B-1.偏光件
代表性地，偏光件11由包含二色性物質的樹脂薄膜構成。作為樹脂薄膜，可採用可作為偏光件使用的任意適當的樹脂薄膜。代表性地，樹脂薄膜為聚乙烯醇類樹脂(以下稱為「PVA類樹脂」)薄膜。樹脂薄膜可以為單層的樹脂薄膜，也可以為兩層以上的積層體。
作為由單層的樹脂薄膜構成的偏光件的具體例，可列舉對PVA類樹脂薄膜實施利用碘的染色處理及拉伸處理(代表性地為單向拉伸)而成的偏光件。上述利用碘的染色可通過例如將PVA類薄膜浸漬於碘水溶液中進行。上述單向拉伸的拉伸倍率優選為3~7倍。拉伸可以在染色處理後進行，也可以邊染色邊進行。另外，也可以在拉伸後進行染色。根據需要對PVA類樹脂薄膜實施溶脹處理、交聯處理、清洗處理、乾燥處理等。例如，通過在染色前將PVA類樹脂薄膜浸漬於水中進行水洗，不僅可以清洗PVA類薄膜表面的污垢、抗黏連劑，而且可以使PVA類樹脂薄膜溶脹而防止染色不均等。
作為使用積層體得到的偏光件的具體例，可列舉使用樹脂基材與積層於該樹脂基材的PVA類樹脂層(PVA類樹脂薄膜)的積層體、或者使用樹脂基材與塗布形成於該樹脂基材的PVA類樹脂層的積層體而得到的偏光件。使用樹脂基材與塗布形成於該樹脂基材的PVA類樹脂層的積層體而得到的偏光件可以通過下述方法製作：例如，將PVA類樹脂溶液塗布於樹脂基材，使其乾燥，在樹脂基材上形成PVA類樹脂層，得到樹脂基材與PVA類樹脂層的積層體；將該積層體拉伸及染色，將PVA類樹脂層製成偏光件。在本實施方式中，拉伸代表性地包括將積層體浸漬於硼酸水溶液中來進行拉伸。此外，拉伸根據需要可進一步包括在硼酸水溶液中的拉伸之前將積層體在高溫(例如，95℃以上)下進行氣體環境中拉伸。得到的樹脂基材/偏光件的積層體可以直接使用(即，可將樹脂基 材作為偏光件的保護層)，也可以將樹脂基材從樹脂基材/偏光件的積層體剝離，並在該剝離面上積層與目的相應的任意適當的保護層而使用。這樣的偏光件的製造方法的詳細情況記載於例如日本特開2012-73580號公報中。可將該公報的全部記載作為參考引用至本說明書中。
偏光件的厚度優選為10μm以下、更優選為8μm以下、進一步優選為7μm以下。另一方面，偏光件的厚度優選為1μm以上、更優選為2μm以上、進一步優選為3μm以上。如果偏光件的厚度為這樣的範圍，則可以良好地抑制加熱時的捲曲，並且得到良好的加熱時的外觀耐久性。此外，如果偏光件的厚度為這樣的範圍，則即便將上述合計厚度設定為給定的範圍，也可以實現光學積層體(其結果為影像顯示裝置)的薄型化。
偏光件優選在波長380nm~780nm中的任意波長下顯示出吸收二色性。偏光件的單體透射率優選為43.0%~46.0%、更優選為44.5%~46.0%。偏光件的偏光度優選為97.0%以上、更優選為99.0%以上、進一步優選為99.9%以上。
B-2.保護層
作為保護層12，可使用任意適當的樹脂薄膜。作為樹脂薄膜的形成材料，可列舉例如：(甲基)丙烯酸類樹脂、二乙醯纖維素、三乙酸纖維素等纖維素類樹脂、聚丙烯等烯烴類樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯類樹脂等酯類樹脂、聚醯胺類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、及它們的共聚物樹脂等。需要說明的是，「(甲基)丙烯酸類樹脂」是指丙烯酸類樹脂及/或甲基丙烯酸類樹脂。
在1個實施方式中，作為上述(甲基)丙烯酸類樹脂，使用具有戊二醯亞胺結構的(甲基)丙烯酸類樹脂。具有戊二醯亞胺結構的(甲基)丙烯酸類樹脂(以下也稱為戊二醯亞胺樹脂)記載於例如日本特開2006-309033號公報、日本特開2006-317560號公報、日本特開2006-328329號公報、日本特開2006-328334號公報、日本特開2006-337491號公報、日本特開2006-337402號公報、日本特開 2006-337493號公報、日本特開2006-337569號公報、日本特開2007-009182號公報、日本特開2009-161744號公報、日本特開2010-284840號公報中。將這些記載作為參考引用至本說明書中。
保護層的厚度代表性地為10μm~100μm、優選為20μm~40μm。保護層的厚度為這樣的範圍時，可以輕易實現上述期望的合計厚度。代表性地，保護層通過黏接層(具體而言為黏接劑層、黏合劑層)積層於偏光件。黏接劑層代表性地由PVA類黏接劑、活化能量線硬化型黏接劑形成。黏合劑層代表性地由丙烯酸類黏合劑形成。
如上所述，保護層的壓縮彈性模量優選為3.0GPa以上、更優選為3.5GPa~5.0GPa。如上所述，保護層的壓縮彈性模量為這樣的範圍時，通過與第2基材的壓縮彈性模量的效果的協同效果，龜裂抑制的效果可以變得更顯著。壓縮彈性模量可以基於JIS Z 2255而測定。
C.防映入層
為了防止影像顯示裝置的使用者的臉、影像顯示裝置的鍵盤、外部光(例如，螢光燈)等的映入而設置防映入層。防映入層代表性地為液晶化合物的取向固化層。在本說明書中，「取向固化層」是指，液晶化合物在層內沿著給定的方向取向、且其取向狀態固定的層。需要說明的是，「取向固化層」是包括使液晶單體硬化而得到的取向硬化層的概念。防映入層代表性地是通過在形成於第1基材的取向膜(未圖示)的表面塗布含有液晶化合物的組成物、並使該塗布層固化及/或硬化而形成。液晶化合物可以是棒狀液晶化合物，可以是盤狀(圓盤狀)液晶化合物，也可以是它們的組合。
防映入層的厚度優選為1μm~5μm、更優選為1μm~3μm。
防映入層的構成材料、光學特性、形成方法等的詳細情況記載於例如日本特開2018-155998號公報。將該公報的記載作為參考引用至本說明書。
D.第1基材及第2基材
第1基材50用於形成防映入層40。第2基材20用於形成硬塗層30(或根據需要為防反射層)。
第2基材的壓縮彈性模量如上所述，優選為3.0GPa以上、更優選為3.5GPa~5.0GPa。如上所述，第2基材的壓縮彈性模量為這樣的範圍時，通過與保護層的壓縮彈性模量的效果的協同效果，龜裂抑制的效果可以變得更顯著。需要說明的是，第1基材的壓縮彈性模量也可以與第2基材的壓縮彈性模量同樣。
第1基材及第2基材分別可以由能夠滿足上述期望的壓縮彈性模量的任意適當的樹脂薄膜構成。作為樹脂薄膜的形成材料，可列舉例如：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯類樹脂、三乙酸纖維素(TAC)等纖維素類樹脂、丙烯酸類樹脂。
第1基材及第2基材的厚度分別可以根據目的適宜設定。第1基材及第2基材的厚度代表性地為20μm~200μm、優選為25μm~100μm。第1基材及第2基材的厚度為這樣的範圍時，可以輕易實現上述期望的合計厚度。
E.第1黏合劑層及第2黏合劑層
將第1黏合劑層61及第2黏合劑層62統一作為黏合劑層進行說明。黏合劑層的厚度如上所述，優選為10μm~30μm、更優選為12μm~25μm。如上所述，黏合劑層的厚度為這樣的範圍時，可以輕易實現上述期望的合計厚度。
黏合劑層可以由任意適當的黏合劑構成。作為構成黏合劑層的黏合劑的代表例，可列舉丙烯酸類黏合劑、胺基甲酸酯類黏合劑、橡膠類黏合劑。優選為丙烯酸類黏合劑。這是因為這些黏合劑具有優異的透明性，並且通過變更單體單元的摻合比輕易調整機械特性(例如儲存彈性模量)。丙烯酸類黏合劑(丙烯酸類黏合劑組成物)代表性地含有(甲基)丙烯酸類聚合物作為主成分。可在黏合劑組成物的固體成分中，例如以50重量%以上、優選以70重量%以上、更優 選以90重量%以上的比率在黏合劑組成物中含有(甲基)丙烯酸類聚合物。(甲基)丙烯酸類聚合物含有作為單體單元的(甲基)丙烯酸烷基酯作為主成分。需要說明的是，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。作為(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基，可列舉例如：具有1個~18個碳原子的直鏈狀或支鏈狀的烷基。該烷基的平均碳數優選為3個~9個。作為構成(甲基)丙烯酸類聚合物的單體，除(甲基)丙烯酸烷基酯以外，可列舉含有羧基的單體、含有羥基的單體、含有醯胺基的單體、含有芳香環的(甲基)丙烯酸酯等。丙烯酸類黏合劑組成物可優選含有矽烷偶合劑及/或交聯劑。作為矽烷偶合劑，可列舉例如含有環氧基的矽烷偶合劑。作為交聯劑，可列舉例如：異氰酸酯類交聯劑、過氧化物類交聯劑。丙烯酸類黏合劑組成物的詳細情況例如記載於日本特開2016-190996號公報，將該公報的記載作為參考引用至本說明書。
黏合劑層在25℃下的儲存彈性模量優選為0.05MPa~0.25MPa、更優選為0.10MPa~0.22MPa、進一步優選為0.13MPa~0.20MPa。
F.硬塗層
硬塗層30優選具有足夠的表面硬度、優異的機械強度及優異的光透射性。硬塗層只要具有這樣的期望的特性，就可以由任意適當的樹脂形成。作為樹脂的具體例，可列舉熱硬化型樹脂、熱塑性樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子束硬化型樹脂、雙組分混合型樹脂。優選紫外線硬化型樹脂。這是因為，其可以以簡便的操作及高效率形成硬塗層。
作為紫外線硬化型樹脂的具體例，可列舉聚酯類、丙烯酸類、胺基甲酸酯類、醯胺類、聚矽氧類、環氧類的紫外線硬化型樹脂。在紫外線硬化型樹脂中含有紫外線硬化型的單體、低聚物、聚合物。作為優選的紫外線硬化型樹脂，可列舉包含具有優選2個以上、更優選3~6個紫外線聚合性官能基的丙烯酸類單體成分或低聚物成分的樹脂組成物。代表性地在紫外線硬化型樹脂中 摻合有光聚合引發劑。
硬塗層可通過任意適當的方法形成。例如，硬塗層可通過在第2基材上塗敷硬塗層形成用樹脂組成物並使其乾燥、對乾燥的塗敷膜照射紫外線而使其硬化來形成。
硬塗層的厚度例如為0.5μm~20μm、優選為1μm~15μm。硬塗層的厚度為這樣的範圍時，可以也輕易地形成上述期望的合計厚度。
G.第1相位差層
第1相位差層71可由根據目的具有任意適宜的光學特性及/或機械特性的相位差薄膜構成。
第1相位差層的面內相位差Re(550)優選為80nm~150nm、更優選為90nm~140nm、進一步優選為100nm~130nm。在本說明書中，「Re(λ)」是在23℃下以波長λnm的光測得的面內相位差。例如「Re(550)」是在23℃下以波長550nm的光測得的面內相位差。在將層(薄膜)的厚度設為d(nm)時，可通過式：Re(λ)=(nx-ny)×d求出Re(λ)。其中，「nx」是面內的折射率成為最大的方向(即慢軸方向)的折射率，「ny」是面內與慢軸正交的方向(即快軸方向)的折射率。
第1相位差層的厚度優選為10μm~60μm、更優選為30μm~50μm。
優選第1相位差層的折射率特性顯示出nx>ny>nz的關係。第1相位差層的Nz係數優選為1.1~3.0、更優選為1.3~2.7。Nz係數通過Nz=Rth(λ)/Re(λ)而求出。Rth(λ)為厚度方向的相位差，例如，Rth(550)是在23℃下用波長550nm的光測得的厚度方向的相位差。Rth(550)通過Rth=(nx-nz)×d而求出。「nz」為厚度方向的折射率。
第1相位差層可以優選以其慢軸與偏光件的吸收軸成為實質上平行的方式配置。本說明書中，「實質上平行」及「大致平行」這樣的表達包含2個方向所成的角度為0°±7°的情況，優選為0°±5°、進一步優選為0°±3°。「實質 上正交」及「大致正交」這樣的表達包含2個方向所成的角度為90°±7°的情況，優選為90°±5°、進一步優選為90°±3°。此外，在本說明書中，簡稱為「正交」或「平行」時，可包含實質上正交或實質上平行的狀態。另外，在本說明書中，提及角度時，包含相對於基準方向順時針及逆時針這兩者。
第1相位差層包含光彈性係數的絕對值優選為2×10-11m2/N以下、更優選為2.0×10-13m2/N~1.5×10-11m2/N、進一步優選為1.0×10-12m2/N~1.2×10-11m2/N的樹脂。如果光彈性係數的絕對值為這樣的範圍，則在加熱時產生收縮應力的情況下不易發生相位差變化。因此，通過使用具有這樣的光彈性係數的絕對值的樹脂形成第1相位差層，在將光學積層體應用於影像顯示裝置的情況下可以良好地防止熱不均。
第1相位差層可以顯示出相位差值與測定光的波長相應地變大的逆分散波長特性，也可以顯示出相位差值與測定光的波長相應地變小的正的波長分散特性，還可以顯示出相位差值幾乎不隨著測定光的波長而變化的平坦的波長分散特性。優選顯示出平坦的波長分散特性。具體而言，第1相位差層的Re(450)/Re(550)優選為0.99~1.03，Re(650)/Re(550)優選為0.98~1.02。通過以給定的軸角度配置具有平坦的波長分散特性的λ/2波片(第1相位差層)和λ/4波片(第2相位差層)，可以得到與理想的逆波長分散特性相近的特性，其結果，可實現非常優異的防反射特性。
第1相位差層可以由能夠滿足如上所述特性的任意適宜的樹脂薄膜構成。作為這樣的樹脂的代表例，可列舉環狀烯烴類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、纖維素類樹脂、聚酯類樹脂、聚乙烯醇類樹脂、聚醯胺類樹脂、聚醯亞胺類樹脂、聚醚類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、丙烯酸類樹脂。其中，可優選使用環狀烯烴類樹脂。第1相位差層通過例如對由上述樹脂形成的薄膜進行拉伸而得到。對於環狀烯烴類樹脂及樹脂薄膜的拉伸方法(相位差薄膜的形成方法)的詳細內 容，記載於例如日本特開2015-210459號公報、日本特開2016-105166號公報中。將該公報的記載作為參考引用至本說明書中。
H.第2相位差層
第2相位差層72可以由根據目的具有任意適當的光學特性及/或機械特性的相位差薄膜構成。
第2相位差層的面內相位差Re(550)優選為10nm~60nm、更優選為20nm~50nm、進一步優選為30nm~40nm。
第2相位差層的厚度優選為10μm~50μm、最優選為20μm~40μm。
優選第2相位差層的折射率特性顯示出nz>nx>ny的關係。第2相位差層的Nz係數優選為-10~-0.1、更優選為-5~-1。
第2相位差層可以優選以其慢軸與偏光件的吸收軸成為實質上正交的方式配置。
第2相位差層可以由能夠滿足如上所述特性的任意適宜的樹脂薄膜構成。代表性地，這樣的樹脂可以是具有負的固有雙折射的聚合物。具有負的固有雙折射的聚合物是指，在通過拉伸等使聚合物取向的情況下，其取向方向的折射率相對變小的聚合物。作為具有負的固有雙折射的聚合物，可列舉例如：將芳香族、羰基等極化的各向異性大的化學鍵、官能基導入聚合物的側鏈而成的聚合物。作為具體例，可列舉改質聚烯烴類樹脂(例如，改質聚乙烯類樹脂)、丙烯酸類樹脂、苯乙烯類樹脂、馬來醯亞胺類樹脂、延胡索酸酯類樹脂等。第2相位差層可通過例如對由上述樹脂形成的薄膜適當地進行拉伸而得到。
I.黏接劑層
如上所述，黏接劑層80用於第1相位差層71與第2相位差層72的積層。通過在相位差層的積層中使用黏接劑，龜裂抑制的效果可以變得更顯著。作為黏接劑的代表例，可列舉水性黏接劑、溶劑型黏接劑、乳液系黏接劑、無溶劑型黏 接劑、活性能量線硬化型黏接劑(例如紫外線硬化型黏接劑、電子束硬化型黏接劑)、熱硬化型黏接劑。優選為活性能量線硬化型黏接劑。這是由於其具有容易得到化學穩定(例如耐溶劑性、耐藥品性)的優點。
作為活性能量線硬化型黏接劑，可以根據需要選擇自由基硬化型、陽離子硬化型、陰離子硬化型等，例如，可以使用自由基硬化型與陽離子硬化型的混合物等適宜組合而成的類型。作為活性能量線硬化型黏接劑，可以通過調整含有雙鍵的單體及/或低聚物、交聯劑等的種類、組合及摻合比例而得到具有期望的特性(例如硬化後的儲存彈性模量)的活性能量線硬化型黏接劑。作為活性能量線硬化型黏接劑的具體例，可列舉(甲基)丙烯酸酯類黏接劑。需要說明的是，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。作為(甲基)丙烯酸酯類黏接劑中的硬化性成分，可列舉例如：具有(甲基)丙烯醯基的化合物、具有乙烯基的化合物。另外，作為陽離子聚合硬化型黏接劑，可以使用具有環氧基、氧雜環丁烷基的化合物。具有環氧基的化合物只要是分子內具有至少2個環氧基的化合物，就沒有特別限定，可以使用通常已知的各種硬化性環氧化合物。
黏接劑層的厚度代表性地為0.01μm~7μm、優選為0.01μm~5μm。根據本發明的實施方式，在光學積層體的偏光件的一側(代表性地為可視側)，如上所述，優選將合計厚度設為給定值以上，而在相反側，優選不採用可確保厚度的黏合劑層，而採用這樣的具有較小厚度的黏接劑層。這是與根據業界的技術常識預測的結果相反的結果，是無法預期的優異的效果。
黏接劑層的儲存彈性模量在70℃以下的區域中優選為1.0×106Pa以上、更優選為1.0×107Pa以上。黏接劑層的儲存彈性模量的上限例如為1.0×1010Pa。黏接劑層的儲存彈性模量為這樣的範圍時，可以實現如上所述的無法預期的優異的效果。
J.影像顯示裝置
本發明的實施方式的光學積層體可適用於影像顯示裝置。因此，本發明的實施方式也包含這樣的影像顯示裝置。代表性地，影像顯示裝置在可視側具備上述的光學積層體。代表性地，光學積層體以硬塗層成為可視側的方式配置。作為影像顯示裝置的代表例，可列舉液晶顯示裝置、有機電致發光(EL)顯示裝置、量子點顯示裝置。本發明的實施方式的光學積層體即使在局部施加給定值以上的負載的情況下，也可以抑制龜裂。其結果，包含這樣的光學積層體的本發明的實施方式的影像顯示裝置可以抑制漏光及亮點。即，根據本發明的實施方式，可以防止所謂的白點的現象。因此，如果影像顯示裝置為筆記型電腦，則本發明的效果可以變得顯著。此外，根據本發明的實施方式，可以實現抑制了翹曲的影像顯示裝置。
實施例
以下，通過實施例具體地說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。需要說明的是，各特性的測定方法如下所述。
(1)穿刺試驗
將實施例及比較例中得到的光學積層體載置於安裝有針的壓縮試驗機(Kato Tech(股)公司製、產品名「NDG5」、針貫穿力測定模式)，在室溫(23℃±3℃)環境下，以負載3kg進行了穿刺。將穿刺試驗後的光學積層體與標準偏光板以光學積層體的偏光件與偏光板的偏光件成為正交尼科爾狀態的方式配置，用肉眼觀察此時的漏光，按照以下的基準進行了評價。
◎：未確認有漏光
○：稍微確認有漏光但實際使用上沒有問題
△：確認有實際使用上可造成影響的程度的漏光
×：漏光顯著到實際使用上無法允許的程度
(2)耐久性
將實施例及比較例中得到的光學積層體貼合於玻璃板，作為試驗樣品。將該試驗樣品投入環境試驗機(85℃和65℃/90%RH這2個條件)給定時間後，以與另一偏光板成為正交尼科爾狀態的方式配置於背光燈上，用光學顯微鏡觀察此時的外觀，按照以下的基準進行了評價。針對外觀，觀察了角落的漏光情況、以及端部的發泡及剝離。
◎：未確認有外觀不良
○：稍微確認有外觀不良但實際使用上沒有問題
△：確認有實際使用上可造成影響的程度的外觀不良
×：外觀不良顯著到實際使用上無法允許的程度
(3)翹曲
使用平面二軸測定器(Mitutoyo(股)公司製、產品名：Quick Vision Apex)測定了實施例及比較例中得到的光學積層體的四個角的焦點距離。接下來，將積層體在可靠性試驗條件(85℃)下放置24小時，同樣地測定了光學積層體的四個角的焦點距離。計算出各個角在投入可靠性試驗前後的焦點距離之差，將四個角的平均值作為各偏光板組的翹曲量。根據得到的翹曲量按照以下的基準評價了翹曲。
◎：0mm以上且0.5mm以下
○：大於0.5mm且為1.0mm以下
△：大於1.0mm且為2.0mm以下
×：大於2.0mm
[實施例1]
1.偏光板(偏光件積層體)的製作
作為樹脂基材，使用了長條狀且吸水率為0.75%、Tg為75℃的非晶性的間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二醇酯(IPA共聚PET)薄膜(厚度：100μm)。對基材的 單面實施電暈處理，並對該電暈處理面於25℃下塗布以9：1的比例包含聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2莫耳%)及乙醯乙醯基改質PVA(聚合度1200、乙醯乙醯基改質度4.6%、皂化度99.0莫耳%以上、日本合成化學工業公司製、商品名「GOHSEFIMER Z200」)的水溶液並進行乾燥，形成了厚度11μm的PVA類樹脂層，製作了積層體。
將所得到的積層體於120℃的烘箱內、在圓周速度不同的輥間進行了沿縱向(長度方向)拉伸至2.0倍的自由端單向拉伸(氣體環境中輔助拉伸)。
接著，將積層體在液溫30℃的不溶化浴(相對於水100重量份摻合硼酸4重量份而得到的硼酸水溶液)中浸漬了30秒鐘(不溶化處理)。
接著，在液溫30℃的染色浴中，以使偏光板達到給定透射率的方式調整碘濃度、浸漬時間，同時進行了浸漬。在本實施例中，在相對於水100重量份摻合碘0.2重量份、並摻合碘化鉀1.5重量份而得到的碘水溶液中浸漬了60秒鐘(染色處理)。
接著，在液溫30℃的交聯浴(相對於水100重量份摻合碘化鉀3重量份、並摻合硼酸3重量份而得到的硼酸水溶液)中浸漬了30秒鐘(交聯處理)。
然後，將積層體浸漬於液溫70℃的硼酸水溶液(相對於水100重量份摻合硼酸4重量份、並摻合碘化鉀5重量份而得到的水溶液)中，同時在圓周速度不同的輥間沿著縱向(長度方向)以使總拉伸倍率達到5.5倍的方式進行了單向拉伸(水溶液中拉伸)。
然後，將積層體浸漬於液溫30℃的清洗浴(相對於水100重量份摻合碘化鉀4重量份而得到的水溶液)中(清洗處理)。
接下來，在積層體的PVA類樹脂層(偏光件)表面依次貼合作為第1相位差層的環狀烯烴類薄膜(折射率特性：nx>ny>nz、面內相位差：116nm)、以及作為第2相位差層的改質聚乙烯薄膜(折射率特性：nz>nx>ny、面內相位差：35nm)。 貼合使用了紫外線硬化型黏接劑(厚度1μm)。需要說明的是，以第1相位差層的慢軸相對於偏光件的吸收軸成為0°、第2相位差層的慢軸相對於偏光件的吸收軸成為90°的角度的方式進行貼合。然後，將樹脂基材從PVA類樹脂層剝離。接著，在積層體的PVA類樹脂層表面(樹脂基材剝離面)塗布PVA類樹脂水溶液(日本合成化學工業公司製、商品名「GOHSEFIMER(註冊商標)Z-200」、樹脂濃度：3重量%)，並貼合構成保護層的丙烯酸類樹脂薄膜(厚度：40μm、壓縮彈性模量：4.4GPa)，將其在保持為60℃的烘箱中加熱5分鐘。這樣一來，得到了偏光件積層體(具有保護層/偏光件/第1相位差層/黏接劑層/第2相位差層的構成的偏光板)。需要說明的是，偏光件的厚度為5μm、單體透射率為42.3%。
2.光學積層體的製作
按照日本特開2014-214177號公報的<實施例1>中記載的方法，在作為第1基材的FUJI FILM公司製造的TAC薄膜(產品名：TG40UL、厚度：40μm)的一面形成取向膜及液晶化合物的取向固化層(與防映入層、取向膜的合計厚度：2μm)，製作了防映入積層體。需要說明的是，防映入層以面內相位差Re(550)為270nm、其慢軸相對於偏光件的吸收軸成為45°的角度的方式形成。另一方面，按照常法在作為第2基材的FUJI FILM公司製造的TAC薄膜(產品名：TD80UL、厚度：80μm)的一面依次形成硬塗層及防反射層，製作了硬塗積層體。硬塗層及防反射層的合計厚度為4μm。在上述得到的偏光板的保護層(厚度：40μm)透過作為第1黏合劑層的丙烯酸類黏合劑(厚度：23μm)貼合防映入積層體的防映入層。接著，在第1基材的與防映入層的相反側透過作為第2黏合劑層的丙烯酸類黏合劑(厚度：23μm)貼合硬塗積層體的第2基材。這樣一來，得到了具有防反射層/硬塗層/第2基材/第2黏合劑層/第1基材/防映入層/第1黏合劑層/保護層/偏光件/第1相位差層/黏接劑層/第2相位差層的構成的光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為212μm。將得到的光學積層體供 於上述的評價。將結果示於表1。
[實施例2]
作為保護層，使用了厚度20μm的丙烯酸類樹脂薄膜(壓縮彈性模量：4.4GPa)，並且將第1及第2黏合劑層的厚度分別設為12μm，除此以外，以與實施例1同樣方式製作了光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為170μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
[實施例3]
除了不包含防映入層、第1基材及第1黏合劑層以外，以與實施例1同樣方式製得具有防反射層/硬塗層/第2基材/第2黏合劑層/保護層/偏光件/第1相位差層/黏接劑層/第2相位差層的構成的光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為147μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
[實施例4]
將第2基材的厚度設為40μm，除此以外，以與實施例3同樣方式製作了光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為107μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
[實施例5]
將第1黏合劑層及第2黏合劑層的厚度分別設為5μm，除此以外，以與實施例1同樣方式製作了光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為176μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
[實施例6]
以與實施例1同樣方式製作了具有樹脂基材/PVA類樹脂層(偏光件)的構成 的積層體。在積層體的PVA類樹脂層(偏光件)表面塗布PVA類樹脂水溶液(日本合成化學工業公司製、商品名「GOHSEFIMER(註冊商標)Z-200」、樹脂濃度：3重量%)，再貼合構成另一保護層的丙烯酸類樹脂薄膜(厚度：25μm)，將其在保持為60℃的烘箱中加熱5分鐘。然后，將樹脂基材從PVA類樹脂層剝離。接下來，在積層體的PVA類樹脂層表面(樹脂基材剝離面)塗布PVA類樹脂水溶液(日本合成化學工業公司製、商品名「GOHSEFIMER(註冊商標)Z-200」、樹脂濃度：3重量%)，再貼合構成保護層的丙烯酸類樹脂薄膜(厚度：40μm、壓縮彈性模量：4.4GPa)，將其在保持為60℃的烘箱中加熱5分鐘。這樣一來，得到了偏光件積層體(具有保護層/偏光件/其它保護層的構成的偏光板)。除了使用該偏光件積層體以外，以與實施例1同樣方式製作了光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為212μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
[比較例1]
作為保護層，使用了厚度20μm的丙烯酸類樹脂薄膜(壓縮彈性模量：4.4GPa)，並且將第2基材的厚度設為40μm，除此以外，以與實施例3同樣方式製作了光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為87μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
[比較例2]
將第1黏合劑層及第2黏合劑層的厚度分別設為50μm，除此以外，以與實施例1同樣方式製作了光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為266μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
[參考例1]
將第1相位差層和第2相位差層用丙烯酸類黏合劑(厚度23μm)貼合，除此以外，以與實施例1同樣方式製作了光學積層體。在光學積層體中，從保護層至硬塗側的最外層(防反射層)的合計厚度為212μm。將得到的光學積層體供於與實施例1同樣的評價。將結果示於表1。
Figure 109103384-A0305-02-0023-1
根據表1可明瞭，本發明的實施例的光學積層體得到穿刺試驗及翹曲的平衡優異的結果。即可知，本發明的實施例的光學積層體即使在局部施加給定值以上的負載的情況下，也可以抑制龜裂，可防止所謂的白點的現象。另外，根據比較例2明確可知，通過將從保護層至硬塗側的最外層的合計厚度設為給定值以下，可以抑制光學積層體在高溫環境下的翹曲。此外，將實施例1~4與實施例5進行比較明確可知，通過將第1黏合劑層及第2黏合劑層設為給定值以上的厚度，可顯著改善耐久性。此外，根據參考例1明確可知，在偏光件的與可視側的相反側設置2個相位差層時，這些相位差層的貼合優選黏接劑。
工業實用性
本發明的光學積層體可以適用於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、量子點顯示裝置這樣的影像顯示裝置。
10:偏光板
11:偏光件
12:保護層
20:第2基材
30:硬塗層
40:防映入層
50:第1基材
61:第1黏合劑層
62:第2黏合劑層
100:光學積層體

Claims (7)

  1. 一種光學積層體，具有：偏光板，其具有偏光件及設置於該偏光件的一側的保護層；透過第1黏合劑層貼合於該保護層的防映入層；直接形成於該防映入層的第1基材；透過第2黏合劑層貼合於該第1基材的第2基材；以及直接形成於該第2基材的硬塗層；其中，在所述偏光件的與所述保護層的相反側，進一步具備從該偏光件側起依次設置的第1相位差層及第2相位差層，該第1相位差層與該第2相位差層透過黏接劑層貼合在一起；從該保護層至該硬塗層側的最外層的合計厚度為100μm~250μm；所述黏接劑層的厚度為5μm以下；所述黏接劑層的儲存彈性模量為1.0×106Pa以上；並且，所述光學積層體在負載3kg的穿刺試驗後不發生漏光。
  2. 如請求項1之光學積層體，其中，所述第1黏合劑層及所述第2黏合劑層的厚度分別為10μm~30μm。
  3. 如請求項1之光學積層體，其中，所述保護層及所述第2基材的壓縮彈性模量分別為3.0GPa以上。
  4. 如請求項1之光學積層體，其中，所述偏光件的厚度為10μm以下。
  5. 如請求項1之光學積層體，其中，所述防映入層為液晶化合物的取向固化層。
  6. 一種光學積層體，具有：偏光板，其具有偏光件及設置於該偏光件的一側的保護層； 透過第2黏合劑層貼合於該保護層的第2基材；以及直接形成於該第2基材的硬塗層；其中，在所述偏光件的與所述保護層的相反側，進一步具備從該偏光件側起依次設置的第1相位差層及第2相位差層，該第1相位差層與該第2相位差層透過黏接劑層貼合在一起；從該保護層至該硬塗層側的最外層的合計厚度為100μm~250μm。
  7. 一種影像顯示裝置，其在可視側具備如請求項1至6中任一項之光學積層體，且該光學積層體的所述硬塗層配置於可視側。
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