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JP2021117321A - 光学積層体およびその製造方法 - Google Patents

光学積層体およびその製造方法 Download PDF

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JP2021117321A JP2020009967A JP2020009967A JP2021117321A JP 2021117321 A JP2021117321 A JP 2021117321A JP 2020009967 A JP2020009967 A JP 2020009967A JP 2020009967 A JP2020009967 A JP 2020009967A JP 2021117321 A JP2021117321 A JP 2021117321A
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Abstract

【課題】屈曲しても、液晶層においてクラックの発生が抑制された光学積層体を提供する。【解決手段】前面板と、第1粘着剤層と、偏光板と、第2粘着剤層と、をこの順に備える光学積層体であって、前記偏光板は、重合性液晶化合物の硬化物からなる液晶層を含み、前記光学積層体の全周のうちの一部であって、積層方向に亘る側面を対象側面としたときに、前記対象側面における前記第1粘着剤層の表面粗さをRa[μm]とすると、次の式(1a)の関係を満たす、光学積層体。Ra≦10μm (1a)【選択図】図1

Description

本発明は、光学積層体およびその製造方法に関する。
液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置等に用いられる偏光板として、耐クラック性に優れた偏光板が知られている(特許文献1)。
特開2012−173588号公報
重合性液晶化合物の硬化物からなる液晶層を含む偏光板は、屈曲すると液晶層でクラックが生じやすいという問題があった。
本発明は、屈曲しても、液晶層においてクラックの発生が抑制された光学積層体およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下に例示する光学積層体およびその製造方法を提供する。
〔1〕 前面板と、第1粘着剤層と、偏光板と、第2粘着剤層と、をこの順に備える光学積層体であって、
前記偏光板は、重合性液晶化合物の硬化物からなる液晶層を含み、
前記光学積層体の全周のうちの一部であって、積層方向に亘る側面を対象側面としたときに、前記対象側面における前記第1粘着剤層の表面粗さをRa[μm]とすると、次の式(1a)の関係を満たす、光学積層体。
Ra≦10μm (1a)
〔2〕 前記偏光板は、前記第1粘着剤層の側から前記第2粘着剤層の側に向かって順に、直線偏光子層と、位相差層と、を含み、
前記位相差層は前記液晶層を含む、〔1〕に記載の光学積層体。
〔3〕 前記位相差層は前記液晶層であるポジティブC層を含む、〔2〕に記載の光学積層体。
〔4〕 前記光学積層体は、屈曲軸に沿って屈曲可能であり、
前記対象側面は、前記屈曲軸と交差する側面を含む、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の光学積層体。
〔5〕 〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の光学積層体の製造方法であって、
前面板と、第1粘着剤層と、偏光板と、第2粘着剤層と、をこの順に備える光学積層フィルムを準備する工程と、
前記光学積層フィルムをレーザー光により切断し、前記対象側面を形成する工程と、を有する、光学積層体の製造方法。
本発明によれば、屈曲しても、クラックの発生が抑制された光学積層体およびその製造方法を提供することができる。
本発明の光学積層体の一例を示す概略断面図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の全ての図面においては、各構成要素を理解し易くするために縮尺を適宜調整して示しており、図面に示される各構成要素の縮尺と実際の構成要素の縮尺とは必ずしも一致しない。
<光学積層体>
図1は、本発明の光学積層体の一例を示す概略断面図である。図1に示す光学積層体100は、前面板101と、第1粘着剤層102と、偏光板103と、第2粘着剤層104と、をこの順に備える。偏光板103は、重合性液晶化合物の硬化物からなる液晶層を含む。光学積層体100は、第2粘着剤層104の表面に貼合されている剥離フィルム105を有していてもよい。光学積層体100は、第2粘着剤層104の表面に貼合されている背面板を有していてもよい。
光学積層体100の全周のうちの一部であって、積層方向に亘る側面を対象側面100aとする。対象側面100aにおいて、第1粘着剤層102の側面102aの表面粗さをRa[μm]とすると、第1粘着剤層102の側面102aは、次の式(1a)の関係を満たし、好ましくは次の式(1b)の関係を満たす。表面粗さRaは、実施例に記載の方法にしたがって測定した値とする。
Ra≦10μm (1a)
Ra≦6μm (1b)
対象側面100aにおいて、第1粘着剤層102の側面102aは、好ましくは次の式(2a)の関係を満たし、さらに好ましくは次の式(2b)の関係を満たす。
Ra≧1μm (2a)
Ra≧2μm (2b)
対象側面100aは、光学積層体100の全周のうちの少なくとも一部であればよく、第1粘着剤層102の側面102aを含むものであれば任意の箇所における任意の大きさであってよい。対象側面100aは、光学積層体100の全周であってもよい。光学積層体100は、光学積層体の主面方向に屈曲軸を有してもよく、光学積層体100は、屈曲軸に沿って屈曲可能である。対象側面は、好ましくは屈曲軸と交差する側面を含む。光学積層体の主面とは、光学積層体の厚み方向に垂直な面をいう。
対象側面100aにおける第1粘着剤層102の側面102aは、第1粘着剤層102を積層する前に第1粘着剤層102に形成されていてもよいし、第1粘着剤層102を積層した光学積層フィルムの切断時または切断後に形成されてもよい。
第1粘着剤層102の側面102aは、好ましくは光学積層フィルムにレーザー光を照射することにより形成される。レーザー光の照射により、第1粘着剤層102の溶融が開始し、完全に第1粘着剤層102が溶融する前に切断等の力がかかり、式(1a)及び式(2a)の関係を満たす側面102aが形成され得る。レーザー光は、光学積層フィルムを構成する層の材質および厚さ等により適切なレーザー光を選択することができ、例えば200nm〜11μmの範囲の波長を放射するレーザーが用いられる。レーザーは、連続波(CW)レーザーであってもよいし、パルスレーザーであってもよい。レーザー光の種類は、COレーザー等の気体レーザー、YAGレーザー等の固体レーザー、半導体レーザーが挙げられる。光学積層フィルムへの吸収域に適合した切断性、および低費用の観点から、用いられるレーザーは、好ましくはCOレーザーである。第1粘着剤層102の側面102aの表面粗さRaは、切断方法、切断条件によって調整し得る。COレーザー光を用いた場合、第1粘着剤層102の側面102aの表面粗さRaは、レーザー光の入射方向、焦点深度、出力条件、移動速度、焦点位置によって調整され得る。
レーザー光は、光学積層フィルムの前面板101側から入射してもよいし、第2粘着剤層104側から入射してもよい。好ましくは、レーザー光は前面板101側から入射させる。
レーザー光の照射条件(出力条件、移動速度)は、用いるレーザーに応じて任意の適切な条件を採用し得る。出力条件は、COレーザーを用いる場合、好ましくは1W以上100W以下、より好ましくは2W以上60W以下であり、さらに好ましくは4W以上10W以下である。移動速度は、好ましくは30mm/秒以上1000mm/秒以下、より好ましくは100mm/秒以上500mm/秒以下であり、さらに好ましくは250mm/秒以上400mm/秒以下である。レーザー光をレンズにより集光する場合、レーザー光の焦点は、光学積層フィルムの前面板101側の表面に合わせてもよいし、第1粘着剤層102の内部に合わせてもよい。上記レーザー光の照射条件を採用すると、第1粘着剤層102の側面102aの表面粗さRaは、所定の範囲に調整されやすい。
光学積層体100は、光学積層フィルムをカッター、切り抜き刃等を用いて所定の形状に切断したあと切断面にレーザー光を照射して第1粘着剤層102の側面102aを形成してもよいが、好ましくは光学積層フィルムにレーザー光を照射し、切断と側面102aの形成とを同じ工程により行う。このとき、光学積層体100の対象側面100aはレーザー光による切断面となる。
光学積層体100について、偏光板103に液晶層が含まれる場合、かかる液晶層において屈曲軸に沿ったクラックが生じやすいが、対象側面100aにおける第1粘着剤層102の側面102aが式(1a)の関係を満たす場合、かかる対象側面100aと屈曲軸とが交差するように光学積層体100を屈曲してもクラックの発生を抑制することができる。第1粘着剤層102の側面102aが式(1a)の関係を満たす場合、対象側面100aと屈曲軸が交差するように光学積層体100を屈曲しても液晶硬化物からなる位相差層の側面への応力集中を避けることができ、クラックの発生を抑制することができるものと考察される。
クラックとは、光学積層体100の少なくとも一つの層に生じる亀裂をいい、偏光板103に含まれる液晶層に生じやすい。偏光板103において、複数の液晶層が含まれる場合には、その液晶層の厚みが薄い程、クラックが発生しやすい傾向がある。クラックの発生は、光学顕微鏡下での観察によって判別することができる。
偏光板103に含まれる液晶層としては、直線偏光子層、位相差層等が例示され、位相差層としては、ポジティブC層、λ/4層、λ/2層、またはこれらの組み合わせ等、が例示される。偏光板103は、液晶層を少なくとも一つ含む構成であればよく複数の液晶層を含む構成であってもよい。偏光板103において、液晶層としてポジティブC層を含む場合は、ポジティブC層においてクラックが発生しやすい傾向がある。ポジティブC層は、通常、厚みが薄く、クラックが発生しやすい理由の一つであると考えられる。本発明によると、液晶層としてポジティブC層を含む偏光板103を備える光学積層体100であっても、クラックの発生を抑制することができる。
本明細書において、屈曲には、曲げ部分に曲面が形成される折り曲げの形態が含まれ、折り曲げた内面の屈曲半径は特に限定されない。また、屈曲には、内面の屈折角が0度より大きく180度未満である屈折、及び、内面の屈曲半径がゼロに近似、又は内面の屈折角が0度である折り畳みも含む。
光学積層体100の厚みは、光学積層体に求められる機能及び光学積層体の用途等に応じて異なるため特に限定されないが、例えば20μm以上2000μm以下であり、好ましくは50μm以上1000μm以下であり、より好ましく100μm以上500μm以下である。
光学積層体100の平面視形状は、例えば方形形状であってよく、好ましくは長辺と短辺とを有する方形形状であり、より好ましくは長方形である。光学積層体100の面方向の形状が長方形である場合、長辺の長さは、例えば10mm以上1400mm以下であってよく、好ましくは50mm以上600mm以下である。短辺の長さは、例えば5mm以上800mm以下であり、好ましくは30mm以上500mm以下であり、より好ましくは50mm以上300mm以下である。光学積層体100を構成する各層は、角部がR加工されたり、端部が切り欠き加工されたり、穴あき加工されたりしていてもよい。
光学積層体100は、例えば表示装置等に用いることができる。表示装置は特に限定されず、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等が挙げられる。光学積層体100は、屈曲が可能な可撓性を有する表示装置に好適である。
以下、光学積層体100を構成する各層について詳述する。
[前面板]
前面板101は、光を透過可能な板状体であれば、材料及び厚みは限定されることはない。前面板は、1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されてもよい。前面板101としては、樹脂製の板状体(例えば樹脂板、樹脂シート、樹脂フィルム等)、ガラス製の板状体(例えばガラス板、ガラスフィルム等)が挙げられる。前面板101は、表示装置の最表面を構成することができる。
前面板101の厚みは、例えば30μm以上500μm以下であってよく、好ましくは40μm以上200μm以下であり、より好ましくは50μm以上100μm以下である。本発明において、光学積層体100を構成する各層の厚みは、後述する実施例において説明する厚み測定方法に従って測定することができる。
前面板101が樹脂製の板状体である場合、樹脂製の板状体は、光を透過可能なものであれば限定されることはない。樹脂製の板状体を構成する樹脂としては、例えばトリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリ(メタ)アクリル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアミドイミドなどの高分子が挙げられる。これらの高分子は、単独で又は2種以上混合して用いることができる。強度及び透明性向上の観点から、樹脂製の板状体は、好ましくはポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の高分子で形成される樹脂フィルムである。
硬度の観点から、前面板101は、ハードコート層を備えた樹脂フィルムであってもよい。ハードコート層は、樹脂フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。ハードコート層を設けることにより、硬度及びスクラッチ性を向上させることができる。ハードコート層は、例えば紫外線硬化型樹脂の硬化層である。紫外線硬化型樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。ハードコート層は、強度を向上させるために、添加剤を含んでいてもよい。添加剤は特に限定されることはなく、無機系微粒子、有機系微粒子、又はこれらの混合物が挙げられる。樹脂フィルムの両面にハードコート層を有する場合、各ハードコート層の組成や厚みは、互いに同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
前面板101がガラス板である場合、ガラス板は、ディスプレイ用強化ガラスが好ましく用いられる。ガラス板の厚みは、例えば20μm以上1000μm以下であってよい。ガラス板を用いることにより、優れた機械的強度及び表面硬度を有する前面板101を構成することができる。
光学積層体100が表示装置に用いられる場合、前面板101は、表示装置の前面(画面)を保護する機能(ウィンドウフィルムとしての機能)を有するのみではなく、タッチセンサとしての機能、ブルーライトカット機能、視野角調整機能等を有するものであってもよい。
[第1粘着剤層]
第1粘着剤層102は、前面板101と偏光板103の間に介在して、これらを貼合する。第1粘着剤層102は、1層からなるものであってもよく、2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層からなる。
第1粘着剤層102は、(メタ)アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂を主成分(ベースポリマー)とする粘着剤組成物から構成することができる。第1粘着剤層102を構成する粘着剤組成物としては、透明性、耐候性、耐熱性等に優れる(メタ)アクリル系樹脂をベースポリマーとする粘着剤組成物が好適である。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型又は熱硬化型であってもよい。
粘着剤組成物に用いられる(メタ)アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステルの1種又は2種以上をモノマーとする重合体又は共重合体が好適に用いられる。ベースポリマーには、極性モノマーを共重合させることが好ましい。極性モノマーとしては、(メタ)アクリル酸化合物、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル化合物、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル化合物、(メタ)アクリルアミド化合物、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート化合物、グリシジル(メタ)アクリレート化合物等の、カルボキシル基、水酸基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等を有するモノマーを挙げることができる。
粘着剤組成物は、上記ベースポリマーのみを含むものであってもよいが、通常は架橋剤をさらに含有する。架橋剤としては、2価以上の金属イオンであって、カルボキシル基との間でカルボン酸金属塩を形成する金属イオン、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するポリアミン化合物、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するポリエポキシ化合物又はポリオール、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するポリイソシアネート化合物が例示される。架橋剤は、好ましくはポリイソシアネート化合物である。
活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、紫外線や電子線のような活性エネルギー線の照射を受けて硬化する性質を有しており、活性エネルギー線照射前においても粘着性を有してフィルム等の被着体に密着させることができ、活性エネルギー線の照射によって硬化して密着力の調整ができる性質を有する。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、紫外線硬化型であることが好ましい。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物は、ベースポリマー、架橋剤に加えて、活性エネルギー線重合性化合物をさらに含有する。必要に応じて、光重合開始剤、光増感剤等を含有させてもよい。
活性エネルギー線重合性化合物としては、例えば分子内に少なくとも1個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートモノマー;官能基含有化合物を2種以上反応させて得られ、分子内に少なくとも2個の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する(メタ)アクリレートオリゴマー等の(メタ)アクリロイルオキシ基含有化合物等の(メタ)アクリル系化合物、分子内に少なくとも2個のベンゾイルフェニルメタアクリロイル基を有する化合物が挙げられる。粘着剤組成物は、活性エネルギー線重合性化合物を、粘着剤組成物の固形分100質量部に対して0.1質量部以上含むことができ、10質量部以下、5質量部以下又は2質量部以下含むことができる。
ベンゾイルフェニルメタアクリロイル基は、以下の構造で表される基を意味する。*は結合手を表す。活性エネルギー線重合性化合物が分子内に有するベンゾイルフェニルメタアクリロイル基の数は、5以下であることができ、4以下であることができる。
Figure 2021117321
分子内に少なくとも2個のベンゾイルフェニルメタアクリロイル基を有する化合物としては、例えば次の化合物が挙げられる。
Figure 2021117321
光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルケトン等が挙げられる。光重合開始剤は、1種又は2種以上を含むことができる。粘着剤組成物が光重合開始剤を含むとき、その全含有量は、例えば粘着剤組成物の固形分100質量部に対し0.01質量部以上3.0質量部以下であってよい。
粘着剤組成物は、光散乱性を付与するための微粒子、ビーズ(樹脂ビーズ、ガラスビーズ等)、ガラス繊維、ベースポリマー以外の樹脂、粘着性付与剤、充填剤(金属粉やその他の無機粉末等)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、着色剤、消泡剤、腐食防止剤、光重合開始剤等の添加剤を含むことができる。
第1粘着剤層102は、上記粘着剤組成物の有機溶剤希釈液を基材上に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。第1粘着剤層102は、粘着剤組成物を用いて形成された粘着シートを用いて形成することもできる。第1粘着剤層102は、粘着剤組成物を、前面板101または偏光板103の表面に塗布し、乾燥させることにより形成することもできる。粘着剤組成物の塗布方法としては、例えばバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等を利用することができる。活性エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた場合は、形成された粘着剤層に、活性エネルギー線を照射することにより所望の硬化度を有する粘着剤層とすることができる。
第1粘着剤層102の厚みは、特に限定されないが、例えば1μm以上100μm以下であることが好ましく、3μm以上50μm以下であることがより好ましく、20μm以上であってもよい。
[偏光板]
偏光板103は、直線偏光子層を含む。直線偏光子層は液晶層であってもよく、その場合、偏光板103は、直線偏光子層以外の他の液晶層を含む構成であっても、含まない構成であってもよい。他の液晶層は、例えば、位相差層である。偏光板103は、例えば、直線偏光板、円偏光板、楕円偏光板等であってもよい。円偏光板は、直線偏光子層と、位相差層とを含み、画像表示装置中で反射された外光を吸収することができるため、光学積層体100に反射防止フィルムとしての機能を付与することができる。
偏光板103の厚みは、通常5μm以上であり、20μm以上であってもよく、25μm以上であってもよく、30μm以上であってもよい。また、偏光板103の厚みは、80μm以下であることが好ましく、60μm以下であることがより好ましい。
(直線偏光子層)
直線偏光子層は、自然光等の非偏光な光線からなる一方向の直線偏光を選択的に透過させる機能を有する。以下、直線偏光子層を単に偏光子層ともいう。偏光子層は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層であってもよく、重合性液晶化合物の硬化物及び二色性色素を含み、二色性色素が重合性液晶化合物の硬化物中に分散し、配向している液晶層であってもよい。二色性色素は、分子の長軸方向における吸光度と短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素をいう。偏光子層は、液晶層である場合、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層である場合に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
(二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層である偏光子層)
二色性色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子層は、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをヨウ素等の二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。
偏光子層の厚みは、通常30μm以下であり、好ましくは18μm以下、より好ましくは15μm以下である。偏光子層の厚みを薄くすることは、偏光板103の薄膜化に有利である。偏光子層の厚みは、通常1μm以上であり、例えば5μm以上であってよい。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば不飽和カルボン酸系化合物、オレフィン系化合物、ビニルエーテル系化合物、不飽和スルホン系化合物、アンモニウム基を有する(メタ)アクリルアミド系化合物が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85モル%以上100モル%以下程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等も使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000以上10000以下であり、好ましくは1500以上5000以下である。
二色性色素を吸着させた延伸層である偏光子層は、通常、上記ポリビニルアルコール系樹脂を含む塗布液を基材フィルム上に塗布する工程、得られた積層フィルムを一軸延伸する工程、一軸延伸された積層フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させて偏光子層とする工程、二色性色素が吸着されたフィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、及びホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造することができる。偏光子層を形成するために用いる基材フィルムは、偏光子層の保護層として用いてもよい。必要に応じて、基材フィルムを偏光子層から剥離除去してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、後述する熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層である偏光子層は、そのまま偏光板の構成要素として用いてよく、その片面又は両面に保護層を形成して偏光板の構成要素として用いてもよい。保護層としては、後述する熱可塑性樹脂フィルムを用いることができる。
熱可塑性樹脂フィルムは、例えばシクロポリオレフィン系樹脂フィルム;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等の樹脂からなる酢酸セルロース系樹脂フィルム;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂からなるポリエステル系樹脂フィルム;ポリカーボネート系樹脂フィルム;(メタ)アクリル系樹脂フィルム;ポリプロピレン系樹脂フィルム等、当分野において公知のフィルムを挙げることができる。偏光子層と保護層とは、後述する貼合層を介して積層することができる。
熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、薄型化の観点から、通常100μm以下であり、好ましくは80μm以下であり、より好ましくは60μm以下であり、さらに好ましくは40μm以下であり、なおさらに好ましくは30μm以下であり、また、通常5μm以上であり、好ましくは10μm以上である。
熱可塑性樹脂フィルム上にハードコート層が形成されていてもよい。ハードコート層は、熱可塑性樹脂フィルムの一方の面に形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。ハードコート層を設けることにより、硬度及びスクラッチ性を向上させた熱可塑性樹脂フィルムとすることができる。ハードコート層は、上述の樹脂フィルムに形成されるハードコート層と同様にして形成することができる。
(液晶層である偏光子層)
液晶層を形成するために用いる重合性液晶化合物は、重合性反応基を有し、かつ、液晶性を示す化合物である。重合性反応基は、重合反応に関与する基であり、光重合性反応基であることが好ましい。光重合性反応基は、光重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸等によって重合反応に関与し得る基をいう。光重合性官能基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1−クロロビニル基、イソプロペニル基、4−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。重合性液晶化合物の種類は特に限定されず、棒状液晶化合物、円盤状液晶化合物、及びこれらの混合物を用いることができる。重合性液晶化合物の液晶性は、液晶性はサーモトロピック性液晶でもリオトロピック性液晶でもよく、相秩序構造としてはネマチック液晶でもスメクチック液晶でもよい。
液晶層である偏光子層に用いられる二色性色素としては、300〜700nmの範囲に吸収極大波長(λMAX)を有するものが好ましい。このような二色性色素としては、例えば、アクリジン色素、オキサジン色素、シアニン色素、ナフタレン色素、アゾ色素、及びアントラキノン色素等が挙げられるが、中でもアゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、及びスチルベンアゾ色素等が挙げられ、好ましくはビスアゾ色素、及びトリスアゾ色素である。二色性色素は単独でも、2種以上を組み合わせてもよいが、3種以上を組み合わせることが好ましい。特に、3種以上のアゾ化合物を組み合わせることがより好ましい。二色性色素の一部が反応性基を有していてもよく、また液晶性を有していてもよい。
液晶層である偏光子層は、例えば基材フィルム上に形成した配向膜上に、重合性液晶化合物及び二色性色素を含む偏光子層形成用組成物を塗布し、重合性液晶化合物を重合して硬化させることによって形成することができる。基材フィルム上に、偏光子層形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜を基材フィルムとともに延伸することによって、偏光子層を形成してもよい。偏光子層を形成するために用いる基材フィルムは、偏光子層の保護層として用いてもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上述した熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同様であってよい。
重合性液晶化合物及び二色性色素を含む偏光子層形成用組成物、及びこの組成物を用いた偏光子層の製造方法としては、特開2013−37353号公報、特開2013−33249号公報、特開2017−83843号公報等に記載のものを例示することができる。偏光子層形成用組成物は、重合性液晶化合物及び二色性色素に加えて、溶媒、重合開始剤、架橋剤、レベリング剤、酸化防止剤、可塑剤、増感剤等の添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、それぞれ1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
偏光子層形成用組成物が含有していてもよい重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合反応を開始し得る化合物であり、より低温条件下で、重合反応を開始できる点で、光重合性開始剤が好ましい。具体的には、光の作用により活性ラジカル又は酸を発生できる光重合開始剤が挙げられ、中でも、光の作用によりラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の総量100重量部に対して、好ましくは1質量部以上10質量部以下であり、より好ましくは3質量部以上8質量部以下である。この範囲内であると、重合性基の反応が十分に進行し、かつ、液晶化合物の配向状態を安定化させやすい。
液晶層である偏光子層の厚みは、通常10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上5μm以下である。
液晶層である偏光子層は、基材フィルムを剥離除去せずに直線偏光板として用いてもよく、基材フィルムを偏光子層から剥離除去して直線偏光板としてもよい。液晶層である偏光子層は、その片面又は両面に保護層を形成して直線偏光板として用いてもよい。保護層としては、上述する熱可塑性樹脂フィルムを用いることができる。
液晶層である偏光子層は、偏光子層の保護等を目的として、偏光子層の片面又は両面にオーバーコート層を有していてもよい。オーバーコート層は、例えば偏光子層上にオーバーコート層を形成するための材料(組成物)を塗布することによって形成することができる。オーバーコート層を構成する材料としては、例えば光硬化性樹脂、水溶性ポリマー等が挙げられる。オーバーコート層を構成する材料としては、(メタ)アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等を用いることができる。
偏光板103は、位相差層を有する場合には、通常、第1粘着剤層102の側から第2粘着剤層104の側に向かって順に、直線偏光子層と、位相差層とを有する構成である。偏光板103を構成し、第1粘着剤層102に接する最外層は、好ましくは偏光子層の形成に用いた基材フィルムまたは保護層である。
(位相差層)
位相差層は、1層であってもよく2層以上であってもよい。位相差層は、その表面を保護するオーバーコート層、位相差層を支持する基材フィルム等が積層されている位相差積層体として構成されていてもよい。偏光板が円偏光板である場合、位相差層は、λ/4層を含み、さらにλ/2層又はポジティブC層の少なくともいずれかを含む構成が挙げられる。位相差層がλ/2層を含む場合、直線偏光子層側から順にλ/2層及びλ/4層が積層されている。位相差層がポジティブC層を含む場合、直線偏光子層側から順にλ/4層及びポジティブC層が積層されていてもよく、直線偏光子層側から順にポジティブC層及びλ/4層が積層されていてもよい。位相差層の厚みは、例えば0.1μm以上10μm以下であり、好ましくは0.5μm以上8μm以下であり、より好ましくは1μm以上6μm以下である。
位相差層は、偏光板の保護層の材料として例示した樹脂フィルムから形成してもよいし、重合性液晶化合物の硬化物からなる液晶層であってもよい。位相差層は、λ/4層と、λ/2層又はポジティブC層とを貼合するための貼合層を有していてもよい。
重合性液晶化合物を硬化して位相差層を形成する場合、位相差層は、重合性液晶化合物を含む組成物を基材フィルムに塗布し硬化させることにより形成することができる。基材フィルムと塗布層との間に配向層を形成してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上記熱可塑性樹脂フィルムの材料及び厚みと同じであってよい。重合性液晶化合物を硬化してなる層から位相差層を形成する場合、位相差層は、配向層及び基材フィルムを有する位相差積層体の形態で光学積層体に組み込まれてもよいし、配向膜を有する位相差積層体の形態で光学積層体に組み込まれてもよい。位相差層は、貼合層を介して直線偏光板と貼合することができる。
[第2粘着剤層]
第2粘着剤層104は、偏光板103の第1粘着剤層102が貼合されている表面とは反対側の表面に貼合されている。第2粘着剤層104は、1層からなるものであってもよく、2層以上からなるものであってもよいが、好ましくは1層からなる。
第2粘着剤層104を構成する粘着剤組成物の組成及び配合成分、粘着剤組成物のタイプ(活性エネルギー線硬化型や熱硬化型であるか否か等)、粘着剤組成物に配合され得る添加剤、第2粘着剤層の作製方法、第2粘着剤層の厚み等については、上述の第1粘着剤層102の説明において示したものと同じである。第2粘着剤層104は、粘着剤組成物の組成及び配合成分、厚み等において、第1粘着剤層102と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第2粘着剤層104の表面には、剥離フィルム105が貼合されていてもよい。
対象側面100aにおいて、第2粘着剤層104の側面の表面粗さRaは、クラックの発生をより抑制することができる観点から、7μm以下、さらには4μm以下であることが好ましく、1μm以上、さらには2μm以上であることが好ましい。表面粗さRaは、実施例に記載の方法にしたがって測定した値とする。
[貼合層]
光学積層体100は、2つの層を接合するための貼合層を含むことができる。貼合層は、粘着剤又は接着剤から構成される層である。貼合層の材料となる粘着剤は、上述の第1粘着剤層102を構成する粘着剤組成物と同一の粘着剤組成物を用いることができる。貼合層は、他の粘着剤、例えば第1粘着剤層102を構成する粘着剤とは異なる(メタ)アクリル系粘着剤、スチレン系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エポキシ系共重合体粘着剤等を用いることもできる。
貼合層の材料となる接着剤としては、例えば水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤等のうち1種又は2種以上を組み合わせて形成することができる。水系接着剤としては、例えばポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等を挙げることができる。活性エネルギー線硬化型接着剤は、紫外線等の活性エネルギー線を照射することによって硬化する接着剤であり、例えば重合性化合物及び光重合性開始剤を含む接着剤、光反応性樹脂を含む接着剤、バインダー樹脂及び光反応性架橋剤を含む接着剤等を挙げることができる。上記重合性化合物としては、光硬化性エポキシ系モノマー、光硬化性アクリル系モノマー、光硬化性ウレタン系モノマー等の光重合性モノマー、及びこれらモノマーに由来するオリゴマー等を挙げることができる。上記光重合開始剤としては、紫外線等の活性エネルギー線を照射して中性ラジカル、アニオンラジカル、カチオンラジカルといった活性種を発生する物質を含む化合物を挙げることができる。
貼合層の厚みは、例えば1μm以上であってよく、好ましくは1μm以上25μm以下、より好ましくは2μm以上15μm以下、さらに好ましくは2.5μm以上5μm以下である。
貼合層を介して貼合される対向する二つの表面は、予めコロナ処理、プラズマ処理、火炎処理等を行ってもよく、プライマー層等を有していてもよい。
[背面板]
背面板としては、光を透過可能な板状体や通常の表示装置に用いられる構成要素等を用いることができる。
背面板の厚みは、例えば5μm以上2000μm以下であってよく、好ましくは10μm以上1000μm以下であり、より好ましくは15μm以上500μm以下である。
背面板に用いられる板状体としては、1層のみから構成されてよく、2層以上から構成されたものであってよく、前面板101において述べた板状体について例示したものを用いることができる。
背面板に用いる通常の表示装置に用いられる構成要素としては、例えばタッチセンサパネル、有機EL表示素子等が挙げられる。
(タッチセンサパネル)
タッチセンサパネルは、タッチされた位置を検出可能なセンサ(すなわちタッチセンサ)を有するパネルであれば、限定されない。タッチセンサの検出方式は限定されることはなく、抵抗膜方式、静電容量結合方式、光センサ方式、超音波方式、電磁誘導結合方式、表面弾性波方式等のタッチセンサパネルが例示される。低コストであることから、抵抗膜方式、静電容量結合方式のタッチセンサパネルが好適に用いられる。
抵抗膜方式のタッチセンサの一例として、互いに対向配置された一対の基板と、それら一対の基板の間に挟持された絶縁性スペーサーと、各基板の内側の前面に抵抗膜として設けられた透明導電膜と、タッチ位置検知回路とにより構成されている部材が挙げられる。抵抗膜方式のタッチセンサを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、対向する抵抗膜が短絡して、抵抗膜に電流が流れる。タッチ位置検知回路が、このときの電圧の変化を検知し、タッチされた位置が検出される。
静電容量結合方式のタッチセンサの一例としては、基板と、基板の全面に設けられた位置検出用透明電極と、タッチ位置検知回路とにより構成されている部材が挙げられる。静電容量結合方式のタッチセンサを設けた画像表示装置においては、前面板の表面がタッチされると、タッチされた点で人体の静電容量を介して透明電極が接地される。タッチ位置検知回路が、透明電極の接地を検知し、タッチされた位置が検出される。
タッチセンサパネルの厚みは、例えば5μm以上2000μm以下であってよく、好ましくは5μm以上100μm以下、さらに好ましくは5μm以上50μm以下である。
タッチセンサパネルは、基材フィルム上にタッチセンサのパターンが形成された部材であってよい。基材フィルムの例示は、上述の熱可塑性樹脂フィルムの説明における例示と同じであってよい。また、タッチセンサパネルは、基材フィルムから粘着剤層を介して被着体に転写されたものであってもよい。タッチセンサパターンの厚みは、例えば1μm以上20μm以下であってよい。
<光学積層体の製造方法>
光学積層体の製造方法は、前面板101と、第1粘着剤層102と、偏光板103と、第2粘着剤層104と、をこの順に備える光学積層フィルムを準備する工程と、前記光学積層フィルムをレーザー光により切断し、前記対象側面を形成する工程と、を有する。得られる光学積層体は、上述の光学積層体100と同様の光学積層体である。
光学積層フィルムは、光学積層体100と同様の層構造を有する。光学積層フィルムを構成する各層は粘着剤層等の貼合層によって貼合することができる。貼合する際には、密着性を高める目的で貼合面の一方又は両方に対して、コロナ処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。
光学積層フィルムをレーザー光により切断する際には、レーザー光を、光学積層フィルムの前面板101側、または反対側から照射して、光学積層フィルムを切断し、光学積層体100を得る。このとき、同時に、対象側面100aが形成される。レーザー光の照射条件は、上述<光学積層体>に記載の条件とすることができる。
<表示装置>
光学積層体100は、表示装置に用いることができる。表示装置は特に限定されず、例えば有機EL表示装置、無機EL表示装置、液晶表示装置、電界発光表示装置等の画像表示装置が挙げられる。光学積層体100を含む表示装置は、優れた屈曲耐久性を示し、屈曲又は巻回等が可能なフレキシブルディスプレイとして用いることができる。
表示装置を構築するにあたって光学積層体100は、表示パネルの視認側に、例えば第2粘着剤層104を介して貼合して用いられ得る。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例1>
(粘着剤層付前面板の作製)
前面板101として基材フィルムの一面にハードコート層が形成された厚み50μmのウィンドウフィルム(基材フィルム40μm、ハードコート層10μm、縦179mm×横106mm)を用意し、第1粘着剤層102として(メタ)アクリル系粘着剤層(厚み25μm、縦179mm×横106mm)を用意した。ウィンドウフィルムの基材フィルムはポリイミド系樹脂フィルムであり、ハードコート層は末端に多官能アクリル基を有するデンドリマー化合物を含む組成物から形成された層である。その後、ウィンドウフィルムの基材フィルム面と、第1粘着剤層102のウィンドウフィルムの基材フィルム面に貼合する面にコロナ処理した後、ウィンドウフィルムと第1粘着剤層102とを貼合して粘着剤層付前面板(前面板101と第1粘着剤層102からなる積層体)を得た。コロナ処理は、周波数:20kHz/電圧:8.6kV/パワー:2.5kW/速度:6m/分の条件で行った。
(粘着剤層付円偏光板の作製)
厚み25μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムに光配向膜を形成した後、二色性色素と重合性液晶化合物とを含む組成物を光配向膜上に塗布し、配向、硬化させて厚み2.5μmの直線偏光子層を得た。当該直線偏光子層上に、アクリル系樹脂組成物を塗布し、硬化させて厚み1μmのオーバーコート層を得た。当該オーバーコート層上に、重合性液晶化合物が重合して硬化してなる位相差層を含む位相差積層体(厚み16μm、層構成:粘着剤層(厚み5μm)/液晶化合物を硬化してなる位相差層及び配向膜からなるλ/4板(厚み3μm)/粘着剤層(厚み5μm)/液晶化合物を硬化してなる位相差層及び配向膜からなるポジティブC層(厚み3μm)]を貼合した。このようにして作製した円偏光板(「TAC/直線偏光子層/位相差積層体」の層構成、厚み44.5μm、縦179mm×横106mm)を得た。その後、円偏光板の位相差積層体側の表面と、予め準備した第2粘着剤層104(第1粘着剤層102と同じものを使用)の円偏光板に貼合する面にコロナ処理した後、円偏光板と粘着剤層を貼合して粘着剤層付円偏光板(偏光板103と第2粘着剤層104からなる積層体)を得た。第2粘着剤層104の円偏光板とは反対側の表面には剥離フィルム105が貼合されたままの状態とした。
(光学積層体の作製)
粘着剤層付前面板の粘着剤層(第1粘着剤層102)の面と、粘着剤層付円偏光板のTAC面とにコロナ処理を施し、コロナ処理を施した面が内側になるように粘着剤層付前面板と粘着剤層付円偏光板とを積層して、ロール貼合機を用いて貼合して、光学積層フィルムを得た。得られた光学積層フィルムに対して、前面板101側からCOレーザー光(LPTECH社製、LPTSLC−M、連続波発振)を照射し、20mm×100mmの大きさに切断して光学積層体100(前面板101/第1粘着剤層102/偏光板103(TAC/直線偏光子層/位相差積層体)/第2粘着剤層104/剥離フィルム105)を得た。光学積層体の平面視形状は、方形形状であり、レーザー光による切断面が全周に亘って側面を構成するようにした。レーザー光はレンズで集光し、光学積層体の前面板101側の表面に焦点を合わせた。レーザー光の照射は、表1に記載の移動速度条件及び出力条件で行った。このようにして得られた各実施例及び各比較例の光学積層体について、後述する方法で、対象側面における第1粘着剤層及び第2粘着剤層の表面粗さRaを測定した。
(表示積層体の模擬成形体の準備)
ポリイミド系樹脂組成物から樹脂成形体を形成し、これを表示積層体の模擬成形体(有機ELパネルのかわり)として準備した。この模擬成形体は厚みが113μmであった。得られた模擬成形体にCOレーザー光(LPTECH社製、LPTSLC−M、連続波発振)を照射して、22mm×112mmの大きさに切断した。レーザー光の照射は、移動速度:240mm/sec、出力:24Wの条件で行った。
(屈曲試験片の準備)
光学積層体100の第2粘着剤層104に貼付されている剥離フィルム105を剥離して露出した面と、模擬成形体の貼合する面とにコロナ処理を施し、コロナ処理を施した面が内側になるように光学積層体と模擬成形体とを積層して、ロール貼合機を用いて貼合して、屈曲試験片を得た。このようにして得られた各実施例及び各比較例の光学積層体100を含む屈曲試験片について、後述する屈曲試験を行った。
[表面粗さRaの測定]
各実施例及び各比較例の光学積層体100について、レーザー光の照射により切断した一つの切断面(対象側面)が観察対象となるように治具に装着して、3Dレーザー顕微鏡(VK-9510、KEYENCE社製)で第1粘着剤層102と第2粘着剤層104の断面を観察し、第1粘着剤層102及び第2粘着剤層104について、周縁部から1μmの範囲内の領域を含まない積層方向20μm×周方向200μmの大きさの任意の領域(第1粘着剤層102については側面102a)の算術平均粗さRaを算出し、これを表面粗さRaとした。
[屈曲試験]
屈曲試験は、温度25℃において行った。屈曲試験機(F1-2SV、Forehu社製)に、屈曲試験片を平坦な状態(屈曲していない状態)で設置し、前面板側が内側となるように、対向する前面板間の距離が3.0mmとなるように(屈曲半径1.5mm)、屈曲試験片を180°屈曲させた。その後、元の平坦な状態に戻した。一連の操作を1回行ったときを屈曲回数1回と数え、この屈曲操作を繰返し行った。屈曲速度は1sec/1回とした。屈曲操作で屈曲した領域においてクラックや粘着剤層の浮きが発生したときの屈曲回数を限界屈曲回数として記録した。限界屈曲回数を、以下の基準に従って評価を行った。
A:限界屈曲回数が60万回以上、
B:限界屈曲回数が30万回以上60万回未満、
C:限界屈曲回数が10万回以上30万回未満、
D:限界屈曲回数が2万回以上10万回未満、
E:限界屈曲回数が2万回未満。
実施例1〜3、比較例1〜4の光学積層体100を屈曲試験に供した結果を表1に示す。
Figure 2021117321
100 光学積層体、100a 対象側面、101 前面板、102 第1粘着剤層、102a 第1粘着剤層の側面、103 偏光板、104 第2粘着剤層、105 剥離フィルム。

Claims (5)

  1. 前面板と、第1粘着剤層と、偏光板と、第2粘着剤層と、をこの順に備える光学積層体であって、
    前記偏光板は、重合性液晶化合物の硬化物からなる液晶層を含み、
    前記光学積層体の全周のうちの一部であって、積層方向に亘る側面を対象側面としたときに、前記対象側面における前記第1粘着剤層の表面粗さをRa[μm]とすると、次の式(1a)の関係を満たす、光学積層体。
    Ra≦10μm (1a)
  2. 前記偏光板は、前記第1粘着剤層の側から前記第2粘着剤層の側に向かって順に、直線偏光子層と、位相差層と、を含み、
    前記位相差層は前記液晶層を含む、請求項1に記載の光学積層体。
  3. 前記位相差層は前記液晶層であるポジティブC層を含む、請求項2に記載の光学積層体。
  4. 前記光学積層体は、屈曲軸に沿って屈曲可能であり、
    前記対象側面は、前記屈曲軸と交差する側面を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学積層体。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学積層体の製造方法であって、
    前面板と、第1粘着剤層と、偏光板と、第2粘着剤層と、をこの順に備える光学積層フィルムを準備する工程と、
    前記光学積層フィルムをレーザー光により切断し、前記対象側面を形成する工程と、を有する、光学積層体の製造方法。
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