WO2024071386A1 - 積層体、光学素子含有積層体 - Google Patents

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WO2024071386A1
WO2024071386A1 PCT/JP2023/035667 JP2023035667W WO2024071386A1 WO 2024071386 A1 WO2024071386 A1 WO 2024071386A1 JP 2023035667 W JP2023035667 W JP 2023035667W WO 2024071386 A1 WO2024071386 A1 WO 2024071386A1
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WO
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layer
laminate
wavelength
optical element
peelable protective
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PCT/JP2023/035667
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English (en)
French (fr)
Inventor
晃治 飯島
隆 米本
雅明 鈴木
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to a laminate and an optical element-containing laminate.
  • Optical elements such as diffraction elements, lenses, and prisms, are used in a variety of fields.
  • An example of such an optical element is an optical element including an optically anisotropic layer having a liquid crystal orientation pattern in which the direction of the optical axis derived from the liquid crystal compound is continuously rotated and changed along at least one direction in the plane, as described in Patent Document 1.
  • optical elements such as the optically anisotropic layer described in Patent Document 1 often have insufficient mechanical strength, and the optical element itself is easily damaged and difficult to handle.
  • various members may be attached to the optical element, and the optical element may be handled in the state of the resulting laminate. Then, at least a part of the attached member may be peeled off as necessary.
  • the optical characteristics of the optical element included in the laminate can be inspected in the form of the laminate so that a purchaser of the laminate can easily inspect whether the optical element satisfies predetermined optical characteristics.
  • the optical characteristics of the optical element can be inspected even when an inspection light is incident from an oblique direction with respect to the normal direction of the surface of the member bonded to the optical element in the laminate.
  • the present inventors have studied the characteristics of the material to be bonded to the optical element and found that, depending on the type of material, it may not be possible to accurately inspect the optical characteristics of the optical element when inspection light is irradiated from an oblique direction onto the resulting laminate.
  • an object of the present invention is to provide a laminate that can be bonded to an optical element and that can accurately inspect the optical characteristics of the optical element even when inspection light is incident on the obtained laminate from an oblique direction.
  • Another object of the present invention is to provide an optical element-containing laminate.
  • the inventors conducted extensive research to solve the above problems and have completed the present invention, which has the following configuration.
  • a laminate in which the in-plane retardation Re2(550) at a wavelength of 550 nm and the retardation Rth2(550) in the thickness direction at a wavelength of 550 nm of the first peelable protective layer satisfy the relationships of formulas (2A) and (2B) described below.
  • the first peelable protective layer includes a support and a pressure-sensitive adhesive layer, the pressure-sensitive adhesive layer is disposed closer to the optically isotropic layer than the support;
  • the optically isotropic layer contains at least one selected from the group consisting of triacetyl cellulose, an acrylic polymer, a methacrylic polymer, a cycloolefin polymer, and a polycarbonate.
  • the pressure-sensitive adhesive layer has a thickness of 5 to 30 ⁇ m.
  • the optically isotropic layer has a thickness of 5 to 60 ⁇ m.
  • the present invention it is possible to provide a laminate that can be bonded to an optical element and that allows accurate inspection of the optical characteristics of the optical element even when inspection light is made obliquely incident on the resulting bonded product. Furthermore, according to the present invention, it is also possible to provide an optical element-containing laminate.
  • FIG. 1 is an example of a schematic cross-sectional view of one embodiment of a laminate of the present invention. 1 is an example of a schematic cross-sectional view of one embodiment of an optical element-containing laminate of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating an example of an optically anisotropic layer.
  • FIG. 4 is a plan view of the optically anisotropic layer shown in FIG.
  • a numerical range expressed using "to” means a range that includes the numerical values before and after “to” as the lower and upper limits.
  • the in-plane slow axis and the in-plane fast axis are defined at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified. In other words, unless otherwise specified, for example, when referring to the in-plane slow axis direction, it means the direction of the in-plane slow axis at a wavelength of 550 nm.
  • Re( ⁇ ) and Rth( ⁇ ) respectively represent the in-plane retardation and the retardation in the thickness direction at a wavelength ⁇ .
  • the wavelength ⁇ is 550 nm.
  • NAR-4T Abbe refractometer
  • DR-M2 multi-wavelength Abbe refractometer
  • values in the Polymer Handbook JOHN WILEY & SONS, INC.
  • catalogs of various optical films can be used.
  • Examples of average refractive index values of major optical films are as follows: cellulose acylate (1.48), cycloolefin polymer (1.52), polycarbonate (1.59), polymethyl methacrylate (1.49), and polystyrene (1.59).
  • (meth)acrylic is used to mean “either or both of acrylic and methacrylic.”
  • a feature of the laminate of the present invention is that the peelable protective layer and optically isotropic layer contained in the laminate exhibit predetermined optical characteristics.
  • the inventors have found that the optical characteristics of an optical element may not be accurately inspected depending on the in-plane retardation and thickness direction retardation of the member attached to the optical element. Based on this knowledge, they have found that the desired effect can be obtained by setting the in-plane retardation and thickness direction retardation at a wavelength of 550 nm of the peelable protective layer and optically isotropic layer in the laminate to be attached to the optical element within a predetermined range.
  • Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of the laminate of the present invention.
  • the laminate 10 includes a pressure-sensitive adhesive layer 12, an optically isotropic layer 14, and a first peelable protective layer 16.
  • the first peelable protective layer 16 includes a pressure-sensitive adhesive layer 18 and a support 20.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 18 is disposed closer to the optically isotropic layer 14 than the support 20.
  • the adhesive layer 12 side of the laminate 10 is bonded to an optical element.
  • the laminate 10 can be handled in the form of a laminate (for example, an optical element-containing laminate described below) obtained by bonding the laminate 10 to an optical element. Furthermore, in the form of the obtained laminate, the optical characteristics of the optical element can be accurately inspected even when inspection light is incident on the surface of the laminate side from an oblique direction. Furthermore, the first peelable protective layer can be peeled off from the obtained laminate, as necessary.
  • the adhesion force between the first peelable protective layer 16 and the optically isotropic layer 14 is preferably smaller than the adhesion force between the optically isotropic layer 14 and the adhesive layer 12.
  • the laminate of the present invention includes a pressure-sensitive adhesive layer.
  • the laminate can be attached to an optical element described below.
  • the adhesive layer is a layer formed using a pressure-sensitive adhesive or an adhesive. That is, the adhesive layer may be an adhesive layer formed using a pressure-sensitive adhesive, or an adhesive layer formed using an adhesive.
  • the adhesive a known adhesive can be used.
  • the adhesive include (meth)acrylic adhesives, silicone adhesives, rubber adhesives, urethane adhesives, polyvinyl alcohol adhesives, polyvinylpyrrolidone adhesives, polyacrylamide adhesives, cellulose adhesives, and vinyl alkyl ether adhesives.
  • the adhesive a known adhesive can be used.
  • the adhesive may be, for example, a photocurable adhesive, which exhibits strong adhesive strength by being crosslinked and cured by exposure to active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, and may be composed of a polymerizable compound and a photopolymerization initiator.
  • the adhesive layer preferably does not have optical anisotropy.
  • the in-plane retardation of the adhesive layer at a wavelength of 550 nm is preferably 5 nm or less, and more preferably 0 nm.
  • the retardation in the thickness direction of the adhesive layer at a wavelength of 550 nm is preferably ⁇ 5 to 5 nm, more preferably 0 nm.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited, and is preferably 5 to 30 ⁇ m, more preferably 5 to 15 ⁇ m, from the standpoint of adhesion to optical elements and thinning.
  • the thickness of the adhesive layer is an arithmetic average of thicknesses measured at any 10 points on the adhesive layer using a constant pressure thickness measuring instrument PG-18J (manufactured by Techclock Corporation).
  • the laminate of the present invention includes an optically isotropic layer.
  • the optically isotropic layer functions as a support member for supporting an optical element described later.
  • the optically isotropic layer contributes to improving the handleability of a laminate obtained by bonding the laminate of the present invention to an optical element.
  • the in-plane retardation Re1(550) of the optically isotropic layer at a wavelength of 550 nm and the retardation Rth1(550) in the thickness direction of the optically isotropic layer at a wavelength of 550 nm satisfy the relationship of formula (1A) and formula (1B).
  • Formula (1A) 0 nm ⁇ Re1(550) ⁇ 10 nm
  • Formula (1B) ⁇ 10 nm ⁇ Rth1(550) ⁇ 10 nm
  • the in-plane retardation Re1(550) of the optically isotropic layer at a wavelength of 550 nm satisfies the relationship of formula (1A-1).
  • Formula (1A-1) 0 nm ⁇ Re1(550) ⁇ 3 nm
  • the retardation Rth1(550) in the thickness direction at a wavelength of 550 nm of the optically isotropic layer satisfies the relationship of formula (1B-1).
  • Formula (1B-1) ⁇ 5 nm ⁇ Rth1(550) ⁇ 5 nm
  • the type of material contained therein is not particularly limited.
  • the binder contains at least one selected from the group consisting of triacetyl cellulose, acrylic polymer, methacrylic polymer, cycloolefin polymer, and polycarbonate.
  • the adhesion between the optically isotropic layer and the adhesive layer is not particularly limited, and is often 0.1 N/25 mm or more, and is preferably 1.0 N/25 mm or more, and more preferably 1.5 N/25 mm or more, in that lifting or peeling is unlikely to occur between the optically isotropic layer and the adhesive layer when peeling off the first peelable protective layer after laminating the laminate of the present invention to an optical element.
  • the upper limit of the adhesion is not particularly limited, but is often 20 N/25 mm or less, and more often 15 N/25 mm or less. The adhesion was measured as follows.
  • the adhesive layer side of a laminate (width 25 mm) of the adhesive layer and the optically isotropic layer is attached to glass, and then the optically isotropic layer is peeled off at a peel speed of 300 mm/min and a 90 degree peel angle using a Tensilon (manufactured by A & D Co., Ltd.), and the arithmetic average value of the strength over a peel distance of 10 mm to 50 mm is used as the adhesion strength.
  • the thickness of the optically isotropic layer is not particularly limited, and from the viewpoints of ease of handling and thinning, the thickness is preferably from 5 to 60 ⁇ m, and more preferably from 10 to 30 ⁇ m.
  • the thickness of the optically isotropic layer is an arithmetic average of thicknesses measured at any ten points on the optically isotropic layer using a constant pressure thickness measuring instrument PG-18J (manufactured by Techrock Corporation).
  • the laminate of the present invention includes a first peelable protective layer.
  • the first peelable protective layer can be peeled off after the laminate is bonded to an optical element.
  • the optical element in the bonded product obtained by bonding the optical element and the laminate is further laminated with another member, and then the first peelable protective layer is peeled off, thereby achieving a thin film.
  • the in-plane retardation Re2(550) of the first peelable protective layer at a wavelength of 550 nm and the retardation Rth2(550) in the thickness direction of the first peelable protective layer at a wavelength of 550 nm satisfy the relationship of formula (2A) and formula (2B).
  • Formula (2A-1) 0 nm ⁇ Re2(550) ⁇ 5 nm
  • the retardation Rth2(550) in the thickness direction at a wavelength of 550 nm of the first peelable protective layer satisfies the relationship of formula (2B-1).
  • Formula (2B-1) ⁇ 8 nm ⁇ Rth2(550) ⁇ 8 nm
  • the first peelable protective layer is not particularly limited in its configuration as long as it exhibits the above-mentioned optical properties and is a member that can be peeled off from the optically isotropic layer, but it preferably includes a support and a pressure-sensitive adhesive layer.
  • the support may be made of an organic material or an inorganic material, and is preferably a resin support.
  • Resin support materials include cellulose-based polymers, (meth)acrylic-based polymers, polyester-based polymers, styrene-based polymers, and olefin-based polymers. Among these, triacetyl cellulose is preferred as the material for the resin support.
  • the in-plane retardation Re3(550) of the support at a wavelength of 550 nm and the retardation Rth3(550) in the thickness direction of the support at a wavelength of 550 nm are not particularly limited, but it is preferable that the relationship of formula (3A) and formula (3B) is satisfied in terms of better effects of the present invention.
  • it is preferred that the in-plane retardation Re3(550) of the support at a wavelength of 550 nm satisfies the relationship of formula (3A-1).
  • Formula (3A-1) 0 nm ⁇ Re3(550) ⁇ 5 nm
  • the retardation Rth3(550) in the thickness direction of the support at a wavelength of 550 nm satisfies the relationship of formula (3B-1).
  • the thickness of the support is not particularly limited, but from the standpoint of ease of handling and thinness, a thickness of 5 to 200 ⁇ m is preferred, and a thickness of 10 to 100 ⁇ m is even more preferred.
  • the materials constituting the adhesive layer include the materials exemplified as the adhesives constituting the adhesive layer described above.
  • the pressure-sensitive adhesive layer preferably does not have optical anisotropy.
  • the in-plane retardation of the pressure-sensitive adhesive layer at a wavelength of 550 nm is preferably 5 nm or less, and more preferably 0 nm.
  • the retardation in the thickness direction of the pressure-sensitive adhesive layer at a wavelength of 550 nm is preferably ⁇ 5 to 5 nm, and more preferably 0 nm.
  • the thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but from the standpoint of adhesion to the optically isotropic layer and thinning, a thickness of 5 to 30 ⁇ m is preferred, and 5 to 15 ⁇ m is even more preferred.
  • the adhesion strength between the optically isotropic layer and the first peelable protective layer is not particularly limited, and as described above, it is preferable that the adhesion strength be smaller than that between the optically isotropic layer and the adhesive layer, in that lifting or peeling is less likely to occur between the optically isotropic layer and the adhesive layer when the first peelable protective layer is peeled off after the laminate of the present invention is bonded to an optical element.
  • the adhesive strength between the optically isotropic layer and the first peelable protective layer is preferably 1.0 N/25 mm or less, more preferably 0.5 N/25 mm or less. There is no particular lower limit to the adhesive strength, but it is often 0.1 N/25 mm or more.
  • the adhesion was measured as follows. The adhesive layer side of a laminate (width 25 mm) of the adhesive layer, the optical isotropic layer, and the first peelable protective layer is attached to glass, and then only the first peelable protective layer is peeled off with a Tensilon (manufactured by A&D Co., Ltd.) at a peel speed of 300 mm/min and at a 90-degree peel, and the arithmetic average value of the strength over a peel distance of 10 mm to 50 mm is used as the adhesion strength.
  • a Tensilon manufactured by A&D Co., Ltd.
  • a laminate can be produced by laminating the optically isotropic layer and the first peelable protective layer together, with one surface of the optically isotropic layer facing the adhesive layer of a first peelable protective layer including a support and an adhesive layer, and then laminating the other surface of the optically isotropic layer in the resulting laminate with a sheet of a pressure-sensitive adhesive layer.
  • the laminate of the present invention can be attached to an optical element.
  • the mechanical strength of the optical element can be reinforced.
  • FIG. 2 a schematic cross-sectional view of one embodiment of the optical element-containing laminate of the present invention is shown in FIG. 2, the optical element-containing laminate 30 includes the above-mentioned laminate 10, an optical element 32, and a second peelable protective layer 34.
  • the laminate 10 includes, from the optical element 32 side, the pressure-sensitive adhesive layer 12, the optical isotropic layer 14, and the first peelable protective layer 16.
  • the second peelable protective layer 34 includes a pressure-sensitive adhesive layer 36 and a support 38.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 36 is disposed closer to the optical element 32 than the support 38.
  • the optical characteristics of the optical elements 32 can be accurately inspected even when inspection light is incident from an oblique direction as shown by the white arrow in FIG.
  • the members contained in the optical element-containing laminate 30 will be described in detail below.
  • the configuration of the laminate 10 in the optical element-containing laminate 30 is as described above.
  • optical element 32 The type of optical element is not particularly limited, and examples include known optical elements. Examples of the optical element include a diffraction element, a lens, and a prism. Among them, the optical element is preferably formed using a liquid crystal compound and includes an optically anisotropic layer having a liquid crystal orientation pattern in which the direction of the optical axis derived from the liquid crystal compound is continuously rotated along at least one direction in the plane.
  • the optically anisotropic layer having the liquid crystal orientation pattern is thin and has low mechanical strength, so that it is preferable to handle it by laminating the laminate of the present invention. The optically anisotropic layer will now be described in detail.
  • Fig. 3 is a side view conceptually showing one example of an optically anisotropic layer
  • Fig. 4 is a plan view of the optically anisotropic layer shown in Fig. 3.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 4.
  • Fig. 4 is a view of the optically anisotropic layer 40 as viewed from a direction perpendicular to the main surface.
  • Fig. 4 shows only the liquid crystal compound 42 on the surface side of the optically anisotropic layer 40.
  • the optically anisotropic layer 40 has a structure in which the liquid crystal compounds 42 are stacked in the thickness direction, as shown in Fig. 3.
  • the optically anisotropic layer 40 has a liquid crystal orientation pattern in which the direction of the optical axis 42A derived from the liquid crystal compound 42 changes while continuously rotating counterclockwise in one direction indicated by the arrow X within the plane of the optically anisotropic layer 40.
  • the direction of the optical axis 42A derived from the liquid crystal compound 42 rotates counterclockwise in Fig. 3, the present invention is not limited to this embodiment and may rotate clockwise.
  • the optical axis 42A derived from the liquid crystal compound 42 is an axis along which the refractive index is highest in the liquid crystal compound 42.
  • the optical axis 42A is aligned along the long axis direction of the rod shape.
  • the "direction indicated by the arrow X” will also be simply referred to as the "arrow X direction.”
  • the optical axis 42A originating from the liquid crystal compound 42 will also be referred to as the "optical axis 42A of the liquid crystal compound 42” or the "optical axis 42A.”
  • the liquid crystal compounds 42 are two-dimensionally aligned in a plane parallel to the direction of the arrow X and the direction of the arrow Y perpendicular to the direction of the arrow X. In Fig. 3, the Y direction is perpendicular to the paper surface.
  • FIG. 4 conceptually shows a plan view of an optically anisotropic layer 40 .
  • the optically anisotropic layer 40 has a liquid crystal alignment pattern in which the direction of an optical axis 42A derived from the liquid crystal compound 42 changes while continuously rotating along the direction of the arrow X within the plane of the optically anisotropic layer 40.
  • the direction of the optical axis 42A of the liquid crystal compound 42 changes while continuously rotating in the direction of the arrow X (a predetermined direction), specifically means that the angle formed between the optical axis 42A of the liquid crystal compound 42 arranged along the direction of the arrow X and the direction of the arrow X differs depending on the position in the direction of the arrow X, and the angle formed between the optical axis 42A and the direction of the arrow X changes sequentially from ⁇ to ⁇ +180° or ⁇ 180° along the direction of the arrow X.
  • the difference in angle between the optical axes 42A of the liquid crystal compounds 42 adjacent to each other in the direction of the arrow X is preferably 45° or less, more preferably 15° or less, and even more preferably a smaller angle.
  • the liquid crystal compounds 42 forming the optically anisotropic layer 40 are arranged at equal intervals in the Y direction perpendicular to the direction of the arrow X, i.e., in the Y direction perpendicular to the one direction in which the optical axis 42A continuously rotates.
  • the angles between the optical axes 42A of the liquid crystal compounds 42 aligned in the Y direction are equal to each other.
  • the length (distance) over which the optical axis 42A of the liquid crystal compound 42 rotates 180° in the direction of the arrow X, in which the orientation of the optical axis 42A changes continuously in the plane is defined as the length ⁇ of one period in the liquid crystal orientation pattern.
  • the length of one period in the liquid crystal orientation pattern is defined as the distance from when the angle between the optical axis 42A of the liquid crystal compound 42 and the direction of the arrow X changes from ⁇ to ⁇ +180°.
  • the distance between the centers in the direction of the arrow X of two liquid crystal compounds 42 that are at the same angle with respect to the direction of the arrow X is defined as the length ⁇ of one period.
  • the distance between the centers in the direction of the arrow X of two liquid crystal compounds 42 whose directions of the arrow X and the optical axis 42A coincide with each other is defined as the length ⁇ of one period.
  • this length ⁇ of one period is also referred to as "one period ⁇ ".
  • the liquid crystal alignment pattern of the optically anisotropic layer 40 repeats this one period ⁇ in the direction of the arrow X, that is, in one direction in which the direction of the optical axis 42A changes by continuously rotating.
  • the liquid crystal compounds 42 aligned in the Y direction have the same angle between their optical axes 42A and the direction of the arrow X (one direction in which the optical axes of the liquid crystal compounds 42 rotate).
  • a region in which the liquid crystal compounds 42 aligned in the Y direction have the same angle between their optical axes 42A and the direction of the arrow X is defined as a region R.
  • the value of the in-plane retardation (Re) in each region R is preferably half the wavelength, i.e., ⁇ /2.
  • the refractive index difference associated with the refractive index anisotropy of the region R in the optically anisotropic layer is a refractive index difference defined by the difference between the refractive index in the direction of the slow axis in the plane of the region R and the refractive index in the direction perpendicular to the direction of the slow axis.
  • the refractive index difference ⁇ n associated with the refractive index anisotropy of the region R is equal to the difference between the refractive index of the liquid crystal compound 42 in the direction of the optical axis 42A and the refractive index of the liquid crystal compound 42 in the direction perpendicular to the optical axis 42A in the plane of the region R. That is, the refractive index difference ⁇ n is equal to the refractive index difference of the liquid crystal compound.
  • the 180° rotation period in the optically anisotropic layer does not need to be uniform over the entire surface, that is, the layer may have regions in which the length of the 180° rotation period (length ⁇ of one period) is different within the plane.
  • the minimum value of the length of one period in which the orientation of the optical axis derived from the liquid crystal compound rotates 180° in the plane is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, and even more preferably 2 ⁇ m or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but is often 0.5 ⁇ m or more.
  • the optically anisotropic layer has a liquid crystal alignment pattern in which the direction of the optical axis is rotated in at least one direction in the plane thereof, and the optically anisotropic layer may have a portion in which the direction of the optical axis is constant.
  • the thickness of the optically anisotropic layer is not particularly limited, but is preferably greater than 1 ⁇ 4 of the minimum length of one period in which the direction of the optical axis derived from the liquid crystal compound rotates 180° in the plane.
  • the upper limit is not particularly limited, but is often not more than twice the minimum length of one period.
  • the thickness of the optically anisotropic layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more, and even more preferably 1.5 ⁇ m or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 20 ⁇ m or less, and more preferably 15 ⁇ m or less.
  • the orientation of the optical axis 42A of the liquid crystal compound 42 in the liquid crystal alignment pattern of the optically anisotropic layer 40 shown in FIGS. 3 and 4 rotates continuously only along the direction of the arrow X.
  • the present invention is not limited thereto, and various configurations can be used as long as the orientation of the optical axis of the liquid crystal compound in the optically anisotropic layer rotates continuously along one direction.
  • Liquid crystal compounds used to form optically anisotropic layers can generally be classified into rod-shaped and discotic types based on their shape. Furthermore, each can be divided into low molecular weight and high molecular weight types. High molecular weight generally refers to compounds with a degree of polymerization of 100 or more (Polymer Physics/Phase Transition Dynamics, Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992). In the present invention, either type of liquid crystal compound can be used, but rod-shaped or discotic liquid crystal compounds are preferred.
  • the method for producing the optically anisotropic layer is not particularly limited, and any known method can be used.
  • a method using an alignment film as described in JP-A-2022-095795 can be used.
  • the optical element-containing laminate of the present invention includes a second peelable protective layer.
  • the second peelable protective layer can be peeled off to expose the optical element, which can then be attached to an object to be attached.
  • the in-plane retardation Re4(550) of the second peelable protective layer at a wavelength of 550 nm and the retardation Rth4(550) in the thickness direction of the second peelable protective layer at a wavelength of 550 nm are not particularly limited, but preferably satisfy the relationship of formula (4A) and formula (4B).
  • Formula (4A-1) 0 nm ⁇ Re4(550) ⁇ 5 nm Further, it is preferable that the retardation Rth4(550) in the thickness direction of the second peelable protective layer at a wavelength of 550 nm satisfies the relationship of formula (4B-1).
  • the second peelable protective layer is not particularly limited in its configuration as long as it exhibits the above-mentioned optical properties and is a member that can be peeled off from the optical element, but it preferably includes a support and a pressure-sensitive adhesive layer.
  • the definition and preferred embodiments of the support in the second peelable protective layer are the same as those of the support in the first peelable protective layer described above.
  • the definition and preferred embodiments of the pressure-sensitive adhesive layer in the second releasable protective layer are the same as those of the pressure-sensitive adhesive layer in the first releasable protective layer described above.
  • the optical element-containing laminate includes the optical isotropic layer, the first peelable protective layer, and the second peelable protective layer, damage to the optical elements is suppressed and handling properties are improved.
  • the optical element in the optical element-containing laminate is bonded to another member, for example, the second peelable protective layer is peeled off, the exposed optical element is bonded to the other member via an adhesive, and the first peelable protective layer is peeled off, whereby the optical element, the adhesive layer and the optical isotropic layer can be transferred onto the other member.
  • Example 1 A coating solution was prepared by adding a predetermined amount of a curing agent to a removable acrylic adhesive A, which was prepared by diluting the acrylic adhesive with ethyl acetate and toluene. The amount of the curing agent used was adjusted to appropriately adjust the adhesion between the optically isotropic layer and the first peelable protective layer. The prepared coating solution was applied onto a release-treated polyethylene terephthalate film so that the dry film thickness was the film thickness value shown in Table 1, to form an adhesive layer. Then, the adhesive layer formed on the release-treated polyethylene terephthalate film was attached to a 40 ⁇ m-thick low-retardation TAC (triacetyl cellulose) film (product name: ZRG40). The obtained laminate was then aged for 7 days in an environment of 23° C. and 65% humidity to obtain a laminate including the TAC film, the adhesive layer, and the release-treated polyethylene terephthalate film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • a first peelable protective layer including a TAC film and a pressure-sensitive adhesive layer obtained by peeling off the release-treated polyethylene terephthalate film from the laminate prepared above was laminated on one side of a low retardation TAC film (trade name: ZRG20) having a thickness of 20 ⁇ m, which is an optically isotropic layer.
  • a low retardation TAC film (trade name: ZRG20) having a thickness of 20 ⁇ m, which is an optically isotropic layer.
  • the first peelable protective layer was laminated so that the pressure-sensitive adhesive layer of the first peelable protective layer faced the optically isotropic layer.
  • a 15 ⁇ m thick adhesive layer (corresponding to a pressure-sensitive adhesive layer) was bonded to the surface of the low retardation TAC film, which is an optically isotropic layer, on which the first peelable protective layer was not bonded, using an optical adhesive film (manufactured by Lintec: NCF-D692), to produce laminate 1.
  • an optically anisotropic layer having a liquid crystal alignment pattern was prepared on a glass substrate.
  • the adhesive layer side of the laminate prepared in each of the Examples and Comparative Examples was attached to the optically anisotropic layer, and then the optically anisotropic layer was peeled off from the glass substrate to transfer the optically anisotropic layer to the laminate, thereby obtaining a laminate including the optically anisotropic layer and the laminate of each of the Examples and Comparative Examples.
  • the adhesive layer side of the first peelable protective layer prepared in each Example and Comparative Example was bonded to the exposed peel surface of the optically anisotropic layer to obtain evaluation samples (corresponding to the optical element-containing laminate described above) for each Example and Comparative Example.
  • the ratio (%) of the intensity of the light emitted without diffraction to the intensity of the incident light ⁇ (intensity of the light emitted without diffraction/incident light intensity) ⁇ 100 ⁇ was measured.
  • evaluation samples of each of the Examples and Comparative Examples were placed and evaluated in the same manner as above. The evaluation samples were placed so that the incident light was incident from the laminate (Laminates 1 to 8, C1 to C6) side of each evaluation sample.
  • the difference between the strength ratio obtained using the above optically anisotropic layer and the strength ratio obtained using the evaluation sample is compared, and the smaller the difference, the more accurately the optical properties of the optically anisotropic layer can be inspected, even when a laminate is placed on the optically anisotropic layer.
  • the evaluation was based on the following criteria. A: The difference between the strength ratio obtained by using the optically anisotropic layer and the strength ratio obtained by using the evaluation sample is within 0.2%. B: The difference between the strength ratio obtained by using the optically anisotropic layer and the strength ratio obtained by using the evaluation sample is more than 0.2% and 0.4% or less. C: The difference between the strength ratio obtained by using the optically anisotropic layer and the strength ratio obtained by using the evaluation sample is more than 0.4%.
  • the column “Adhesion strength with optically isotropic layer (N/25 mm)" in the column “Adhesive layer” indicates the adhesion strength between the optically anisotropic layer and the first peelable protective layer (adhesive layer).
  • the "Re(550) (nm)” column in the “First peelable protective layer” column indicates the in-plane retardation (nm) of the first peelable protective layer at a wavelength of 550 nm.
  • the in-plane retardation of the support in the first peelable protective layer in each Example and Comparative Example at a wavelength of 550 nm was also the same as the value shown in the "Re(550) (nm)" column in the "First peelable protective layer” column in each Example and Comparative Example.
  • the "Rth(550)(nm)” column in the "First peelable protective layer” column indicates the retardation (nm) in the thickness direction of the first peelable protective layer at a wavelength of 550 nm.
  • the retardation in the thickness direction of the support in the first peelable protective layer in each Example and Comparative Example at a wavelength of 550 nm also showed the same value as the value shown in the "Rth(550)(nm)" column in the "First peelable protective layer” column in each Example and Comparative Example.
  • the column “Re(550) (nm)” in the "Optical Isotropic Layer” column indicates the in-plane retardation (nm) of the optically isotropic layer at a wavelength of 550 nm.
  • the column “Rth(550) (nm)” in the “Optically isotropic layer” column indicates the retardation (nm) of the optically isotropic layer in the thickness direction at a wavelength of 550 nm.
  • the column “Adhesion strength with optically isotropic layer (N/25 mm)" in the column “Adhesive layer” indicates the adhesion strength between the optically anisotropic layer and the adhesive layer.
  • TAC Triacetyl cellulose film (ZRG20)
  • COP Cycloolefin polymer film (ARTON film, product name, manufactured by JSR Corporation)
  • Acrylic Acrylic polymer film (manufactured by Okura Kogyo Co., Ltd., product name OXIS-PMMA)
  • PC Polycarbonate film (Teijin Pure Ace)

Abstract

本発明は、光学素子に貼り合わせて、得られた貼合物に対して検査光を斜め方向から入射した際でも、光学素子の光学特性を正確に検査可能な、積層体、および、光学素子含有積層体を提供する。本発明の積層体は、粘接着剤層と、光学等方層と、第1剥離性保護層とをこの順に含み、光学等方層の波長550nmにおける面内レタデーションRe1(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth1(550)が所定の関係を満たし、第1剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe2(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth2(550)が所定の関係を満たす。

Description

積層体、光学素子含有積層体
 本発明は、積層体、および、光学素子含有積層体に関する。
 回折素子、レンズ、および、プリズムなどに代表される光学素子は、種々の分野で用いられている。
 上記のような光学素子の一例としては、特許文献1に記載されるように、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転変化した液晶配向パターンを有する光学異方性層を含む光学素子などが挙げられる。
特開2022-095795号公報
 特許文献1に記載される光学異方性層などの各種光学素子は、機械的強度が十分でない場合が多く、光学素子自体が傷つきやすい、および、取り扱い性が困難である、という問題がある。このような場合、光学素子の表面を保護する、および、機械的強度を付与する目的で、光学素子に各種部材を貼り合わせて、得られた貼合物の状態で取り扱うことがある。そして、必要に応じて、貼り合わせた部材の少なくとも一部を剥離する場合がある。
 また、上記のような貼合物の形態で取り扱う際には、その貼合物を購入した購入者などが所定の光学特性を満たす光学素子であるかどうかを簡易的に検査できるために、その貼合物の形態で、貼合物に含まれる光学素子の光学特性の検査を行えることが好ましい。特に、その貼合物中の光学素子に貼り合わせた部材表面の法線方向に対して斜め方向から検査光を入射した際にも、光学素子の光学特性を検査できることが望ましい。
 本発明者は、光学素子に貼り合わせる部材の特性について検討したところ、その部材の種類によっては、得られる貼合物に斜め方向から検査光を入射した際に、光学素子の光学特性の検査を正確に実施できない場合があることを知見した。
 本発明は、上記実情に鑑みて、光学素子に貼り合わせて、得られた貼合物に対して検査光を斜め方向から入射した際でも、光学素子の光学特性を正確に検査可能な、積層体を提供することを課題とする。
 また、本発明は、光学素子含有積層体を提供することも課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、以下の構成の本発明を完成させた。
(1) 粘接着剤層と、光学等方層と、第1剥離性保護層とをこの順に含み、
 光学等方層の波長550nmにおける面内レタデーションRe1(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth1(550)が後述する式(1A)および式(1B)の関係を満たし、
 第1剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe2(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth2(550)が後述する式(2A)および式(2B)の関係を満たす、積層体。
(2) 第1剥離性保護層と光学等方層との間の密着力が、光学等方層と粘接着剤層との間の密着力よりも小さい、(1)に記載の積層体。
(3) 光学等方層と粘接着剤層との間の密着力が1.0N/25mm以上である、(1)または(2)に記載の積層体。
(4) 第1剥離性保護層が、支持体と、粘着剤層とを含み、
 粘着剤層が、支持体よりも光学等方層側に配置され、
 支持体の波長550nmにおける面内レタデーションRe3(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth3(550)が後述する式(3A)および式(3B)の関係を満たす、(1)~(3)のいずれかに記載の積層体。
(5) 光学等方層が、トリアセチルセルロース、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、シクロオレフィンポリマー、および、ポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも1つを含む、(1)~(4)のいずれかに記載の積層体。
(6) 粘着剤層の厚みが5~30μmである、(4)または(5)に記載の積層体。
(7) 光学等方層の厚みが5~60μmである、(1)~(6)のいずれかに記載の積層体。
(8) (1)~(7)のいずれかに記載の積層体と、光学素子と、第2剥離性保護層とをこの順に含み、
 積層体中の粘接着剤層が、第1剥離性保護層よりも光学素子側に配置され、
 第2剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe4(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth4(550)が後述する式(4A)および式(4B)の関係を満たす、光学素子含有積層体。
 本発明によれば、光学素子に貼り合わせて、得られた貼合物に対して検査光を斜め方向から入射した際でも、光学素子の光学特性を正確に検査可能な、積層体を提供することができる。
 また、本発明によれば、光学素子含有積層体を提供することもできる。
本発明の積層体の一実施態様の概略断面図の例である。 本発明の光学素子含有積層体の一実施態様の概略断面図の例である。 光学異方性層の一例を概念的に示す図である。 図3に示す光学異方性層の平面図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 また、面内遅相軸および面内進相軸は、特別な断りがなければ、波長550nmにおける定義である。つまり、特別な断りがない限り、例えば、面内遅相軸方向という場合、波長550nmにおける面内遅相軸の方向を意味する。
 本発明において、Re(λ)およびRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレタデーションおよび厚み方向のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
 本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan、Axometrics社製において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
 遅相軸方向(°)
 Re(λ)=R0(λ)
 Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
 なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
 本明細書において、屈折率nx、ny、および、nzは、アッベ屈折計(NAR-4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR-M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルタとの組み合わせで測定できる。
 また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、および、各種光学フィルムのカタログの値を使用できる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、および、ポリスチレン(1.59)。
 本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリルおよびメタクリルのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
 本発明の積層体の特徴点としては、積層体に含まれる剥離性保護層および光学等方層が所定の光学特性を示す点が挙げられる。本発明者らは、光学素子に貼合する部材の面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションによって、光学素子の光学特性を正確に検査できない場合があることを知見した。それらの知見を基に、光学素子に貼合する積層体中の剥離性保護層および光学等方層の波長550nmにおける面内レタデーションおよび厚み方向のレタデーションを所定の範囲にすることにより、所望の効果が得られることを見出している。
<積層体>
 以下、本発明の積層体の一実施態様について、図面を参照して説明する。図1に、本発明の積層体の一実施態様の概略断面図を示す。
 図1中、積層体10は、粘接着剤層12と、光学等方層14と、第1剥離性保護層16とを含む。第1剥離性保護層16は、粘着剤層18と、支持体20とを含む。第1剥離性保護層16中において、粘着剤層18は、支持体20よりも、光学等方層14側に配置されている。
 後述するように、積層体10は、粘接着剤層12側が光学素子に貼合される。その後、光学素子に積層体10を貼合することにより得られた貼合物(例えば、後述する光学素子含有積層体)の形態で、取り扱うことが可能となる。また、本発明では、得られた貼合物の形態で、積層体側の表面に斜め方向から検査光を入射した場合でも、光学素子の光学特性を正確に検査できる。さらに、得られた貼合物から、必要に応じて、第1剥離性保護層を剥離できる。
 第1剥離性保護層16と光学等方層14との間の密着力は、光学等方層14と粘接着剤層12との間の密着力よりも小さいことが好ましい。上記密着力の関係を満たすことにより、第1剥離性保護層16を剥離する際に、第1剥離性保護層16と光学等方層14との間で剥離が進行しやすくなり、光学等方層14と粘接着剤層12との間での剥離が生じにくい。
 以下、各層について詳述する。
(粘接着剤層)
 本発明の積層体は、粘接着剤層を含む。積層体が粘接着剤層を含むことにより、後述する光学素子に積層体を貼合できる。
 粘接着剤層は、粘着剤または接着剤を用いて形成された層である。つまり、粘接着剤層は、粘着剤を用いて形成された粘着剤層であってもよいし、接着剤を用いて形成された接着剤層であってもよい。
 粘着剤としては、公知の粘着剤を用いることができる。
 粘着剤としては、(メタ)アクリル系粘着剤、シリコン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤、および、ビニルアルキルエーテル系粘着剤が挙げられる。
 接着剤としては、公知の接着剤を用いることができる。
 接着剤としては、例えば、光硬化性接着剤が挙げられる。光硬化性接着剤は、紫外線および電子線などの活性エネルギー線を受けて架橋及び硬化されることで強い接着力を示すものであって、重合性化合物、および、光重合開始剤などで構成されてよい。
 粘接着剤層は、光学異方性を有さないことが好ましい。
 具体的には、粘接着剤層の波長550nmにおける面内レタデーションは、5nm以下が好ましく、0nmがより好ましい。
 また、粘接着剤層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは、-5~5nmが好ましく、0nmがより好ましい。
 粘接着剤層の厚みは特に制限されず、光学素子への粘着性の点、および、薄型化の点から、5~30μmが好ましく、5~15μmがより好ましい。
 上記粘接着剤層の厚みは、粘接着剤層の任意の10点の厚みを定圧厚さ測定器PG-18J(テクロック社製)を用いて測定して、それらを算術平均した平均値である。
(光学等方層)
 本発明の積層体は、光学等方層を含む。光学等方層は、後述する光学素子を支持する支持部材としての機能を果たす。つまり、光学等方層は、本発明の積層体を光学素子に貼合して得られる貼合物の取り扱い性向上に寄与する。
 光学等方層の波長550nmにおける面内レタデーションRe1(550)、および、光学等方層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth1(550)は、式(1A)および式(1B)の関係を満たす。
式(1A)  0nm≦Re1(550)≦10nm
式(1B)  -10nm≦Rth1(550)≦10nm
 なかでも、光学素子と本発明の積層体とを貼合して得られた貼合物に対して検査光を斜め方向から入射した際における光学素子の光学特性の検査がより正確に実施できる点(以下、単に「本発明の効果がより優れる点」ともいう。)で、光学等方層の波長550nmにおける面内レタデーションRe1(550)は、式(1A-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(1A-1) 0nm≦Re1(550)≦3nm
 また、本発明の効果がより優れる点で、光学等方層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth1(550)は、式(1B-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(1B-1) -5nm≦Rth1(550)≦5nm
 光学等方層は上述した光学特性を満たせば、含まれる材料の種類は特に制限されない。
 なかでも、本発明の効果がより優れる点で、トリアセチルセルロース、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、シクロオレフィンポリマー、および、ポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。
 光学等方層と粘接着剤層との間の密着力は特に制限されず、0.1N/25mm以上の場合が多く、本発明の積層体を光学素子に貼合した後、第1剥離性保護層を剥離する際に、光学等方層と粘接着剤層との間で浮きや剥がれが生じにくい点で、1.0N/25mm以上が好ましく、1.5N/25mm以上が好ましい。上記密着力の上限は特に制限されないが、20N/25mm以下の場合が多く、15N/25mm以下の場合がより多い。
 上記密着力の測定方法は、以下の通りである。
 粘接着剤層と光学等方層との積層体(幅25mm)の粘接着剤層側をガラスに貼合した後に、テンシロン(エー・アンド・デイ社製)にて、光学等方層を剥離速度300mm/min、90度剥離の条件で剥離し、剥離距離10mm~50mmの強度を算術平均した値を密着力として用いる。
 光学等方層の厚みは特に制限されず、取り扱い性の点、および、薄型化の点から、5~60μmが好ましく、10~30μmがより好ましい。
 上記光学等方層の厚みは、光学等方層の任意の10点の厚みを定圧厚さ測定器PG-18J(テクロック社製)を用いて測定して、それらを算術平均した平均値である。
(第1剥離性保護層)
 本発明の積層体は、第1剥離性保護層を含む。第1剥離性保護層は、積層体を光学素子に貼合した後、剥離できる。例えば、光学素子と積層体とを貼合して得られた貼合物中の光学素子をさらに別の部材と積層させた後、第1剥離性保護層を剥離することにより、薄型化が達成される。
 第1剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe2(550)、および、第1剥離性保護層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth2(550)は、式(2A)および式(2B)の関係を満たす。
式(2A)  0nm≦Re2(550)≦10nm
式(2B)  -10nm≦Rth2(550)≦10nm
 なかでも、本発明の効果がより優れる点で、第1剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe2(550)は、式(2A-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(2A-1) 0nm≦Re2(550)≦5nm
 また、本発明の効果がより優れる点で、第1剥離性保護層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth2(550)は、式(2B-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(2B-1) -8nm≦Rth2(550)≦8nm
 第1剥離性保護層は、上述した光学特性を示し、光学等方層から剥離可能な部材であればその構成は特に制限されないが、支持体と、粘着剤層とを含むことが好ましい。
 支持体は、有機材料で構成されていてもよいし、無機材料で構成されていてもよい。なかでも、支持体は、樹脂支持体であることが好ましい。
 樹脂支持体の材料としては、セルロース系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、スチレン系ポリマー、および、オレフィン系ポリマーが挙げられる。
 なかでも、樹脂支持体の材料としては、トリアセチルセルロースが好ましい。
 支持体の波長550nmにおける面内レタデーションRe3(550)、および、支持体の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth3(550)は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、式(3A)および式(3B)の関係を満たすことが好ましい。
式(3A)  0nm≦Re3(550)≦10nm
式(3B)  -10nm≦Rth3(550)≦10nm
 なかでも、本発明の効果がより優れる点で、支持体の波長550nmにおける面内レタデーションRe3(550)は、式(3A-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(3A-1) 0nm≦Re3(550)≦5nm
 また、本発明の効果がより優れる点で、支持体の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth3(550)は、式(3B-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(3B-1) -8nm≦Rth3(550)≦8nm
 支持体の厚みは特に制限されず、取り扱い性の点、および、薄型化の点から、5~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましい。
 粘着剤層を構成する材料としては、上述した粘接着剤層を構成する粘着剤で例示した材料が挙げられる。
 粘着剤層は、光学異方性を有さないことが好ましい。
 具体的には、粘着剤層の波長550nmにおける面内レタデーションは、5nm以下が好ましく、0nmがより好ましい。
 また、粘着剤層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションは、-5~5nmが好ましく、0nmがより好ましい。
 粘着剤層の厚みは特に制限されず、光学等方層との密着力の点、および、薄型化の点から、5~30μmが好ましく、5~15μmがより好ましい。
 光学等方層と第1剥離性保護層(第1剥離性保護層中の粘着剤層)との間の密着力は特に制限されず、上述したように、本発明の積層体を光学素子に貼合した後、第1剥離性保護層を剥離する際に、光学等方層と粘接着剤層との間で浮きや剥がれが生じにくい点で、光学等方層と粘接着剤層との密着力よりも小さいことが好ましい。
 光学等方層と第1剥離性保護層との間の密着力は、1.0N/25mm以下が好ましく、0.5N/25mm以下がより好ましい。密着力の下限は特に制限されないが、0.1N/25mm以上の場合が多い。
 上記密着力の測定方法は、以下の通りである。
 粘接着剤層と光学等方層と第1剥離性保護層との積層体(幅25mm)の粘接着剤層側をガラスに貼合した後に、第1剥離性保護層のみをテンシロン(エー・アンド・デイ社製)にて剥離速度300mm/min、90度剥離の条件で剥離し、剥離距離10mm~50mmの強度を算術平均した値を密着力として用いる。
<積層体の製造方法>
 本発明の積層体の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。
 例えば、光学等方層の一方の表面と、支持体と粘着剤層とを含む第1剥離性保護層の粘着剤層とを対向させて、光学等方層と第1剥離性保護層とを貼合した後、得られた貼合物中の光学等方層の他方の表面と、粘接着剤層のシートとを貼合することにより、積層体を製造できる。
<光学素子含有積層体>
 本発明の積層体は、光学素子に貼合することができる。上述したように、本発明の積層体を光学素子に貼合することにより、光学素子の機械的強度を補強できる。
 本発明の積層体を光学素子に貼合して得られる貼合物の一例として、図2に本発明の光学素子含有積層体の一実施態様の概略断面図を示す。
 図2中、光学素子含有積層体30は、上述した積層体10と、光学素子32と、第2剥離性保護層34とを含む。上述したように、積層体10は、光学素子32側から、粘接着剤層12と、光学等方層14と、第1剥離性保護層16とを含む。また、第2剥離性保護層34は、粘着剤層36と、支持体38とを含む。第2剥離性保護層34中において、粘着剤層36は、支持体38よりも、光学素子32側に配置されている。
 光学素子含有積層体30においては、図2に示す白抜き矢印で示すように、斜め方向から検査光が入射した際にも、光学素子32の光学特性を正確に検査できる。
 以下、光学素子含有積層体30に含まれる部材について詳述する。
 なお、光学素子含有積層体30中における積層体10の構成は、上述した通りである。
(光学素子32)
 光学素子の種類は特に制限されず、公知の光学素子が挙げられる。
 光学素子としては、例えば、回折素子、レンズ、および、プリズムが挙げられる。なかでも、光学素子は、液晶化合物を用いて形成され、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転した液晶配向パターンを有する光学異方性層を含むことが好ましい。上記液晶配向パターンを有する光学異方性層は、薄く、かつ、機械的強度も低いため、本発明の積層体を貼合して、取り扱うことが好ましい。
 以下、上記光学異方性層について詳述する。
 図3に、光学異方性層の一例を概念的に表す側面図を示す。図4に、図3に示す光学異方性層の平面図を示す。図3は、図4中のA線-A線での断面図である。
 なお、平面図とは、図3において、光学異方性層40を上方から見た図であり、すなわち、図3は、光学異方性層40を厚み方向(=各層(膜)の積層方向)から見た図である。言い換えれば、図4は、光学異方性層40を主面と直交する方向から見た図である。
 なお、図4では、光学異方性層40の構成を明確に示すために、液晶化合物42は光学異方性層40の表面側の液晶化合物のみを示している。しかしながら、光学異方性層40は、厚み方向には、図3に示されるように、液晶化合物42が積み重ねられた構造を有する。
 図3に示すように、光学異方性層40は、光学異方性層40の面内において、液晶化合物42に由来する光学軸42Aの向きが、矢印Xで示す一方向に反時計回りに連続的に回転しながら変化する液晶配向パターンを有する。なお、図3では、液晶化合物42に由来する光学軸42Aの向きが反時計回りに回転しているが、本発明はこの態様には限定されず、時計回りに回転していてもよい。
 なお、液晶化合物42に由来する光学軸42Aとは、液晶化合物42において屈折率が最も高くなる軸である。例えば、液晶化合物42が棒状液晶化合物である場合には、光学軸42Aは、棒形状の長軸方向に沿っている。
 以下の説明では、『矢印Xで示す一方向』を単に『矢印X方向』ともいう。また、以下の説明では、液晶化合物42に由来する光学軸42Aを、『液晶化合物42の光学軸42A』または『光学軸42A』ともいう。
 光学異方性層40において、液晶化合物42は、それぞれ、光学異方性層40において、矢印X方向と、この矢印X方向と直交するY方向とに平行な面内に二次元的に配向している。なお、図3では、Y方向は、紙面に垂直な方向となる。
 図4に、光学異方性層40の平面図を概念的に示す。
 光学異方性層40は、光学異方性層40の面内において、液晶化合物42に由来する光学軸42Aの向きが、矢印X方向に沿って連続的に回転しながら変化する液晶配向パターンを有する。
 液晶化合物42の光学軸42Aの向きが矢印X方向(所定の一方向)に連続的に回転しながら変化しているとは、具体的には、矢印X方向に沿って配列されている液晶化合物42の光学軸42Aと、矢印X方向とが成す角度が、矢印X方向の位置によって異なっており、矢印X方向に沿って、光学軸42Aと矢印X方向とが成す角度がθからθ+180°あるいはθ-180°まで、順次、変化していることを意味する。
 なお、矢印X方向に互いに隣接する液晶化合物42の光学軸42Aの角度の差は、45°以下であるのが好ましく、15°以下であるのがより好ましく、より小さい角度であるのがさらに好ましい。
 一方、光学異方性層40を形成する液晶化合物42は、矢印X方向と直交するY方向、すなわち光学軸42Aが連続的に回転する一方向と直交するY方向では、光学軸42Aの向きが等しい液晶化合物42が等間隔で配列されている。
 言い換えれば、光学異方性層40を形成する液晶化合物42において、Y方向に配列される液晶化合物42同士では、光学軸42Aの向きと矢印X方向とが成す角度が等しい。
 このような液晶化合物42の液晶配向パターンにおいて、面内で光学軸42Aの向きが連続的に回転して変化する矢印X方向における、液晶化合物42の光学軸42Aが180°回転する長さ(距離)を、液晶配向パターンにおける1周期の長さΛとする。言い換えれば、液晶配向パターンにおける1周期の長さは、液晶化合物42の光学軸42Aと矢印X方向とのなす角度がθからθ+180°となるまでの距離により定義される。
 すなわち、矢印X方向に対する角度が等しい2つの液晶化合物42の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。具体的には、図4に示すように、矢印X方向と光学軸42Aの方向とが一致する2つの液晶化合物42の、矢印X方向の中心間の距離を、1周期の長さΛとする。以下の説明では、この1周期の長さΛを『1周期Λ』ともいう。
 光学異方性層40の液晶配向パターンは、この1周期Λを、矢印X方向、すなわち光学軸42Aの向きが連続的に回転して変化する一方向に繰り返す。
 前述のように光学異方性層40において、Y方向に配列される液晶化合物42は、光学軸42Aと矢印X方向(液晶化合物42の光学軸の向きが回転する1方向)とが成す角度が等しい。この光学軸42Aと矢印X方向とが成す角度が等しい液晶化合物42が、Y方向に配置された領域を、領域Rとする。
 この場合に、それぞれの領域Rにおける面内レタデーション(Re)の値は、半波長すなわちλ/2であるのが好ましい。これらの面内レタデーションは、領域Rの屈折率異方性に伴う屈折率差Δnと光学異方性層の厚みとの積により算出される。ここで、光学異方性層における領域Rの屈折率異方性に伴う屈折率差とは、領域Rの面内における遅相軸の方向の屈折率と、遅相軸の方向に直交する方向の屈折率との差により定義される屈折率差である。すなわち、領域Rの屈折率異方性に伴う屈折率差Δnは、光学軸42Aの方向の液晶化合物42の屈折率と、領域Rの面内において光学軸42Aに垂直な方向の液晶化合物42の屈折率との差に等しい。つまり、上記屈折率差Δnは、液晶化合物の屈折率差に等しい。
 光学異方性層における上記180°回転周期は全面に亘って一様である必要はない。すなわち、面内において、180°回転周期の長さ(1周期の長さΛ)が異なる領域を有していてもよい。
 液晶化合物由来の光学軸の向きが面内で180°回転する長さを1周期の長さの最小値は、20μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、2μm以下であることがさらに好ましい。下限は特に制限されないが、0.5μm以上の場合が多い。
 また、光学異方性層の面内の少なくとも一方向に光学軸の向きが回転している液晶配向パターンを一部に有していればよく、光学軸の向きが一定の部分を備えていてもよい。
 光学異方性層の厚みは特に制限されないが、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内で180°回転する1周期の長さの最小値の1/4倍よりも大きいことが好ましい。上限は特に制限されないが、上記1周期の長さの最小値の2倍以下の場合が多い。
 光学異方性層の厚みは特に制限されないが、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、1.5μm以上がさらに好ましい。上限は特に制限されないが、20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましい。
 図3および図4に示す光学異方性層40の液晶配向パターンにおける液晶化合物42の光学軸42Aの向きは、矢印X方向のみに沿って、連続して回転している。
 本発明は、これに制限はされず、光学異方性層において、液晶化合物の光学軸の向きが一方向に沿って連続して回転するものであれば、各種の構成が利用可能である。
 光学異方性層の形成に用いられる液晶化合物は、一般的に、その形状から、棒状タイプと円盤状タイプとに分類できる。さらに、それぞれ低分子タイプと高分子タイプとがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物が好ましい。
 上記光学異方性層の製造方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、特開2022-095795号公報に記載の配向膜を用いる方法が挙げられる。
(第2剥離性保護層)
 本発明の光学素子含有積層体は、第2剥離性保護層を含む。第2剥離性保護層を剥離して、露出した光学素子を被貼合物に貼合できる。
 第2剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe4(550)、および、第2剥離性保護層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth4(550)は、特に制限されないが、式(4A)および式(4B)の関係を満たすことが好ましい。
式(4A)  0nm≦Re4(550)≦10nm
式(4B)  -10nm≦Rth4(550)≦10nm
 なかでも、第2剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe4(550)は、式(4A-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(4A-1) 0nm≦Re4(550)≦5nm
 また、第2剥離性保護層の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth4(550)は、式(4B-1)の関係を満たすことが好ましい。
式(4B-1) -8nm≦Rth4(550)≦8nm
 第2剥離性保護層は、上述した光学特性を示し、光学素子から剥離可能な部材であればその構成は特に制限されないが、支持体と、粘着剤層とを含むことが好ましい。
 第2剥離性保護層中の支持体の定義および好適態様は、上述した第1剥離性保護層中の支持体の定義および好適態様と同じである。
 また、第2剥離性保護層中の粘着剤層の定義および好適態様は、上述した第1剥離性保護層中の粘着剤層の定義および好適態様と同じである。
 上述したように、光学素子含有積層体は、光学等方層、第1剥離性保護層、および、第2剥離性保護層を含むため、光学素子の傷つきが抑制され、取り扱い性も向上する。
 光学素子含有積層体中の光学素子を他の部材に貼合する場合、例えば、第2剥離性保護層を剥離して、露出した光学素子を他の部材に粘着剤を介して貼合し、第1剥離性保護層を剥離することにより、他の部材上に光学素子、粘接着剤層および光学等方層を転写することができる。
 以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきではない。
<実施例1>
 アクリル系粘着剤に酢酸エチルおよびトルエンを加えて希釈した再剥離タイプのアクリル系粘着剤Aに所定量の硬化剤を添加することにより、塗布液を作製した。なお、硬化剤の使用量を調整して、光学等方層と第1剥離性保護層との間の密着力を適宜調整した。
 作製した塗布液を剥離処理ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、乾燥膜厚が表1の膜厚の値になるように塗布して、粘着剤層を形成した。
 その後、剥離処理ポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成した粘着剤層を厚み40μmの低位相差TAC(トリアセチルセルロース)フィルム(商品名:ZRG40)に貼合した。その後、得られた積層体を、23℃、湿度65%の環境下で7日間熟成させて、TACフィルムと粘着剤層と剥離処理ポリエチレンテレフタレートフィルムとを含む積層体を得た。
 次に、光学等方層である厚み20μmの低位相差TACフィルム(商品名:ZRG20)の片面に、上記で作製した積層体から剥離処理ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離して得られる、TACフィルムと粘着剤層とを含む第1剥離性保護層を貼合した。貼合時には、第1剥離性保護層の粘着剤層が光学等方層に対向するように、貼合した。
 次に、光学等方層である低位相差TACフィルムの第1剥離性保護層が貼合されていない面に、光学粘着フィルム(リンテック製:NCF-D692)を用いて、厚み15μmの粘着剤層(粘接着剤層に該当)を貼合し、積層体1を製造した。
<実施例2~8、および、比較例1~5>
 第1剥離性保護層、光学等方層、および、粘接着剤層の種類を変更して、表1に示すような各種特性が得られるように変更した以外は、実施例1と同様の手順に従って、積層体2~8および積層体C1~C5を製造した。
<評価>
 国際公開第2022/050319号の実施例1に記載の方法に従って、ガラス基板上に液晶配向パターンを有する光学異方性層を作製した。
 次に、実施例および比較例にて作製した積層体中の粘接着剤層側を、上記光学異方性層に貼合し、次に、ガラス基板から光学異方性層を剥離して、光学異方性層を積層体に転写した。つまり、光学異方性層と実施例および比較例の積層体とを含む貼合物を得た。
 次に、露出した光学異方性層の剥離面に各実施例および比較例にて作製した第1剥離性保護層の粘着剤層側を貼合し、各実施例および比較例の評価用サンプル(上述した、光学素子含有積層体に該当)を得た。
(漏れ光測定(検出精度評価))
 上記評価用サンプルの作製の際に用いた液晶配向パターンを有する光学異方性層にコリメートされた波長532nmの右円偏光の光を、入射角30°(光学異方性層の表面の法線方向に対する角度)で入射し、回折せずに出射した光が左円偏光板(左円偏光を透過する偏光板)を通って検出器に垂直入射するように、評価装置を組み立てた。入射光強度に対する回折せずに出射された光との強度の割合(%){(回折せずに出射された光の強度/入射光強度)×100}を測定した。
 次に、上記光学異方性層の代わりに、各実施例および比較例の評価用サンプルを設置し、上記と同様の評価を行った。なお、各評価用サンプル中の積層体(積層体1~8、C1~C6)側から入射光が入射されるように、評価用サンプルを設置した。
 上記光学異方性層を用いて得られる強度の割合と、評価用サンプルを用いて得られる強度の割合との差を比較し、その差が小さいほど、光学異方性層上に積層体が配置された場合でも、光学異方性層の光学特性をより正確に検査できていることを意味する。
 以下の基準に従って、評価した。
A:光学異方性層を用いて得られる強度の割合と、評価用サンプルを用いて得られる強度の割合との差が0.2%以内
B:光学異方性層を用いて得られる強度の割合と、評価用サンプルを用いて得られる強度の割合との差が、0.2%超0.4%以下
C:光学異方性層を用いて得られる強度の割合と、評価用サンプルを用いて得られる強度の割合との差が、0.4%超
(密着性評価)
 イーグルXGガラスに各実施例および比較例の積層体の粘接着剤層側を貼合した後に、第1剥離性保護層を剥離した。第1剥離性保護層を剥離した際における、光学等方層と粘接着剤層との間の浮きや剥がれに関して、以下の基準に従って評価した。
A:光学等方層と粘接着剤層との間に浮きや剥がれの発生無し
B:光学等方層と粘接着剤層との間に浮きが発生
C:光学等方層と粘接着剤層との間に剥がれが発生
 表中、「粘着剤層」欄の「光学等方層との密着力(N/25mm)」欄は、光学異方性層と第1剥離性保護層(粘着剤層)との間の密着力を表す。
 表中、「第1剥離性保護層」欄の「Re(550)(nm)」欄は、第1剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーション(nm)を表す。なお、各実施例および比較例中の第1剥離性保護層中の支持体の波長550nmにおける面内レタデーションも、各実施例および比較例の「第1剥離性保護層」欄の「Re(550)(nm)」欄に示す値と同じ値を示した。
 表中、「第1剥離性保護層」欄の「Rth(550)(nm)」欄は、第1剥離性保護層の波長550nmにおける厚み方向におけるレタデーション(nm)を表す。なお、各実施例および比較例中の第1剥離性保護層中の支持体の波長550nmにおける厚み方向のレタデーションも、各実施例および比較例の「第1剥離性保護層」欄の「Rth(550)(nm)」欄に示す値と同じ値を示した。
 表中、「光学等方層」欄の「Re(550)(nm)」欄は、光学等方層の波長550nmにおける面内レタデーション(nm)を表す。
 表中、「光学等方層」欄の「Rth(550)(nm)」欄は、光学等方層の波長550nmにおける厚み方向におけるレタデーション(nm)を表す。
 表中、「粘接着剤層」欄の「光学等方層との密着力(N/25mm)」欄は、光学異方性層と粘接着剤層との間の密着力を表す。
 表中における、「支持体」欄の「種類」欄の略語は以下の通りである。
「TAC」:トリアセチルセルロースフィルム(ZRG40)
「PET」:ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社製 ルミラー)
 表中における、「光学等方層」欄の「種類」欄の略語は以下の通りである。
「TAC」:トリアセチルセルロースフィルム(ZRG20)
「COP」:シクロオレフィンポリマーフィルム(JSR社製 ARTONフィルム 商品名)
「アクリル」:アクリルポリマーフィルム(大倉工業社製 OXIS―PMMA商品名)
「PC」:ポリカーボネートフィルム(帝人社製ピュアエース)
 表に示すように、本発明の積層体を用いた場合、所望の効果が得られることが確認された。
 実施例7および8と他の実施例との比較より、第1剥離性保護層と光学等方層との間の密着力が、光学等方層と粘接着剤層との間の密着力よりも小さい場合(または、光学等方層と粘接着剤層との間の密着力が1.0N/25mm以上の場合)、密着性評価がより優れることが確認された。
 10  積層体
 12  粘接着剤層
 14  光学等方層
 16  第1剥離性保護層
 18,36  粘着剤層
 20,38  支持体
 30  光学素子含有積層体
 32  光学素子
 34  第2剥離性保護層
 40  光学異方性層
 42  液晶化合物

Claims (8)

  1.  粘接着剤層と、光学等方層と、第1剥離性保護層とをこの順に含み、
     前記光学等方層の波長550nmにおける面内レタデーションRe1(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth1(550)が以下の式(1A)および式(1B)の関係を満たし、
     前記第1剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe2(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth2(550)が以下の式(2A)および式(2B)の関係を満たす、積層体。
    式(1A)  0nm≦Re1(550)≦10nm
    式(1B)  -10nm≦Rth1(550)≦10nm
    式(2A)  0nm≦Re2(550)≦10nm
    式(2B)  -10nm≦Rth2(550)≦10nm
  2.  前記第1剥離性保護層と前記光学等方層との間の密着力が、前記光学等方層と前記粘接着剤層との間の密着力よりも小さい、請求項1に記載の積層体。
  3.  前記光学等方層と前記粘接着剤層との間の密着力が1.0N/25mm以上である、請求項1に記載の積層体。
  4.  前記第1剥離性保護層が、支持体と、粘着剤層とを含み、
     前記粘着剤層が、前記支持体よりも前記光学等方層側に配置され、
     前記支持体の波長550nmにおける面内レタデーションRe3(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth3(550)が以下の式(3A)および式(3B)の関係を満たす、請求項1に記載の積層体。
    式(3A)  0nm≦Re3(550)≦10nm
    式(3B)  -10nm≦Rth3(550)≦10nm
  5.  前記光学等方層が、トリアセチルセルロース、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、シクロオレフィンポリマー、および、ポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の積層体。
  6.  前記粘着剤層の厚みが5~30μmである、請求項4に記載の積層体。
  7.  前記光学等方層の厚みが5~60μmである、請求項1に記載の積層体。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の積層体と、光学素子と、第2剥離性保護層とをこの順に含み、
     前記積層体中の前記粘接着剤層が、前記第1剥離性保護層よりも前記光学素子側に配置され、
     前記第2剥離性保護層の波長550nmにおける面内レタデーションRe4(550)および波長550nmにおける厚み方向のレタデーションRth4(550)が以下の式(4A)および式(4B)の関係を満たす、光学素子含有積層体。
    式(4A)  0nm≦Re4(550)≦10nm
    式(4B)  -10nm≦Rth4(550)≦10nm
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