WO2021176989A1 - 光学積層体及び表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an optical laminate and a display device.
- Patent Document 1 describes a foldable optical laminate including a polarizing film, a retardation film, a film base material, and a transparent conductive layer in this order.
- Patent Document 1 describes an organic EL display device in which a window is arranged on one surface of the optical laminate and an organic EL display panel is arranged on the other surface.
- An optical laminate having a front plate, a polarizing layer, and a touch sensor layer in this order may have low durability against bending.
- minute cracks length of 200 ⁇ m or less
- the cracks affect the decrease in the flexibility of the entire optical laminate regardless of the traveling direction of the cracks. That is, it has been clarified that the optical laminate is liable to crack in the direction parallel to the bending axis, triggered by this crack at the time of bending.
- An object of the present invention is to provide an optical laminate in which cracks are less likely to occur in the resin film included in the touch sensor layer when the optical laminate is cut into a predetermined shape by using a laser.
- a front plate, a polarizing layer, and a touch sensor layer are provided.
- the touch sensor layer has a transparent conductive layer and a resin film.
- the parameter A represented by the following formula (1) is an optical laminate having 41 or more and 1200 or less.
- Tg i represents the glass transition temperature (° C.) of the i-th resin film contained in the optical laminate
- ai represents the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m of the i-th resin film contained in the optical laminate.
- n represents an integer of 1 or more and 5 or less.
- the touch sensor layer has the transparent conductive layer and the resin film in this order from the front plate side.
- the glass transition temperature (° C.) of the resin film is 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
- the front plate has a resin film and has a resin film.
- the glass transition temperature (° C.) of the resin film is 200 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
- the polarizing layer has a resin film and has a resin film.
- the glass transition temperature (° C.) of the resin film is 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
- an optical laminate in which cracks are less likely to occur in the resin film included in the touch sensor layer when the optical laminate is cut into a predetermined shape using a laser.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the optical laminate of the present invention.
- the optical laminate 100 shown in FIG. 1 includes a front plate 1, a polarizing layer 2, and a touch sensor layer 3 in this order.
- the front plate 1, the polarizing layer 2, and the touch sensor layer 3 are laminated with each other via the bonding layer 4.
- the front plate 1 has a hard coat layer 11 and a resin film 10.
- the polarizing layer 2 has a resin film 21, a polarizer 20, and a retardation film 22.
- the bonding layer for bonding the polarizer 20 and the resin film 21 and the bonding layer for bonding the polarizer 20 and the retardation film 22 are not shown.
- the touch sensor layer 3 has a resin film 32 and a transparent conductive layer 31.
- the touch sensor layer 3 has a transparent conductive layer 31 and a resin film 32 in this order from the front plate 1 side.
- the front plate 1, the polarizing layer 2, and the touch sensor layer 3 each include one resin film (that is, the number of resin films included in the optical laminate 100 is 3). Is).
- the optical laminate can include layers other than the layers shown in FIG.
- the optical laminate may include, for example, a resin film arranged between the front plate 1 and the polarizing layer 2, and a resin film arranged on the side of the retardation film 22 opposite to the polarizer 20 side.
- the number of resin films contained in the optical laminate 100 is 1 or more and 5 or less. In order to improve the flexibility of the optical laminate, the number of resin films contained in the optical laminate 100 can be 2 or more and 4 or less, and is preferably 3 or 4.
- the parameter A represented by the following formula (1) is 41 or more and 1200 or less.
- Tg i represents the glass transition temperature (°C) of i-th resin film contained in the optical stack
- a i is the wavelength of the i-th resin film included in the optical stack 9 It represents the absorbance of light of .3 ⁇ m
- n represents an integer of 1 or more and 5 or less.
- the resin film refers to a resin film having a thickness of 10 ⁇ m or more.
- a resin film having a thickness of less than 10 ⁇ m does not correspond to the resin film in the present invention. Further, even if the thickness is 10 ⁇ m or more, a film that is not formed of resin, such as glass, does not correspond to the resin film in the present invention.
- the upper limit of the thickness of the resin film is not particularly limited, but can be, for example, 100 ⁇ m.
- the first resin film can be the resin film located closest to the front plate side in the optical laminate, and the nth resin film is located closest to the touch sensor layer side in the optical laminate. It can be a resin film.
- the first resin film is the resin film 10
- the second resin film is the resin film 21
- the third resin film is the resin film 32.
- the glass transition temperature of the resin film can be measured by a differential scanning calorimetry device. Specifically, the glass transition temperature of the resin film can be measured by the method described in Examples described later. As the measuring device, Q-1000 manufactured by TA Instruments can be used.
- the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m on the resin film can be measured by a Fourier transform infrared spectrophotometer. Specifically, the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m on the resin film can be measured by the method described in Examples described later.
- FT / IR-6300 manufactured by JASCO Corporation can be used as the measuring device.
- the parameter A represented by the formula (1) is 41 or more and 1200 or less, minute cracks are less likely to occur in the resin film included in the touch sensor layer 3 when the optical laminate is cut. As a result, when the optical laminate is bent, the optical laminate is less likely to crack in the direction parallel to the bending axis.
- the term "crack” refers to a crack having a length of 200 ⁇ m or less, and the crack may be mainly generated by cutting.
- “Cracking” refers to a phenomenon in which an optical laminate splits linearly from one end to the other, and cracking can occur when the optical laminate is bent.
- Parameter A is preferably 42 or more and 500 or less, more preferably 45 or more and 120 or less, more preferably 45 or more and 100 or less, 50 or more and 80 or less, and 58 or more and 80 or less. There may be.
- a resin film having a high glass transition temperature and a high light absorbance of 9.3 ⁇ m can efficiently generate heat when irradiated with laser light. Then, before the resin film provided in the touch sensor layer is deformed by heat, the optical laminate is easily cut, and it is presumed that cracks are unlikely to occur.
- the glass transition temperature and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m may be small to some extent. This is because the thinner the resin film, the easier it is to increase the flexibility, and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m depends on the thickness of the resin film. This is because many resin films having a high glass transition temperature are hard and easily cracked at the time of bending.
- Parameter A can be adjusted by selecting the type and number of resin films included in the optical laminate.
- the optical laminate has a resin film having a high glass transition temperature and a large absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m, or when the number of resin films in the optical laminate is large, the parameter A tends to be large.
- the optical laminate has a resin film having a low glass transition temperature and a small absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m, or when the number of resin films in the optical laminate is small, the parameter A tends to be small.
- the optical laminate can be bent at least in the direction in which the front plate 1 is inside. Bendable means that the front plate 1 can be bent inward without causing cracks.
- the optical laminate according to the present invention has excellent bending resistance.
- the shape of the optical laminate in the plane direction may be, for example, a square shape, preferably a square shape having a long side and a short side, and more preferably a rectangle.
- the length of the long side may be, for example, 10 mm to 1400 mm, preferably 50 mm to 600 mm.
- the length of the short side is, for example, 5 mm to 800 mm, preferably 30 mm to 500 mm, and more preferably 50 mm to 300 mm.
- Each layer constituting the optical laminate may have corners R-processed, end portions notched, or perforated.
- the thickness of the optical laminate is not particularly limited because it varies depending on the function required for the optical laminate, the application of the laminate, etc., but is, for example, 20 ⁇ m to 1,000 ⁇ m, preferably 50 ⁇ m to 500 ⁇ m.
- the front plate 1 constitutes the outermost surface of the optical laminate when viewed from the visual side.
- the material and thickness of the front plate 1 are not limited as long as it is a plate-like body capable of transmitting light, and the front plate 1 may be composed of only one layer or may be composed of two or more layers. Examples thereof include resin films and glass films.
- the front plate preferably has a resin film. The number of resin films contained in the front plate is preferably 1.
- the front plate 1 may be a laminate of a resin film and a glass film.
- the thickness of the front plate 1 may be, for example, 30 to 200 ⁇ m, preferably 50 to 150 ⁇ m, and more preferably 50 to 100 ⁇ m.
- the material thereof is, for example, an acrylic resin such as polymethyl (meth) acrylate and polyethyl (meth) acrylate; a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and polystyrene; Cellular resins such as acetyl cellulose, acetyl cellulose butyrate, propionyl cellulose, butyryl cellulose and acetyl propionyl cellulose; polyvinyl chloride resins such as ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol and polyvinyl acetal.
- an acrylic resin such as polymethyl (meth) acrylate and polyethyl (meth) acrylate
- a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and polystyrene
- Cellular resins such as acetyl cellulose, acetyl
- Pulmonate resins such as polysulfone and polyether sulfone; ketone resins such as polyether ketone and polyether ether ketone; polyetherimide; polycarbonate resin; polyester resin; polyimide resin; polyamideimide resin; and polyamide resin Examples include resin. These polymers can be used alone or in combination of two or more. Above all, from the viewpoint of improving strength and transparency, it is preferable to use a polycarbonate resin, a polyester resin, a polyimide resin, a polyamide-imide resin, or a polyamide resin.
- the thickness of the resin film may be, for example, 10 to 100 ⁇ m, preferably 20 to 70 ⁇ m, and more preferably 30 to 60 ⁇ m.
- the glass transition temperature (° C.) of the resin film contained in the front plate 1 is preferably 200 ° C. or higher and 500 ° C. or lower, and more preferably 300 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
- the absorbance of the resin film of the front plate 1 having a wavelength of 9.3 ⁇ m is preferably 0.01 or more and 1.0 or less, and more preferably 0.01 or more and 0.5 or less.
- the front plate 1 may be a film in which a hard coat layer is provided on at least one surface of the resin film to further improve the hardness.
- the hard coat layer may be formed on one surface of the resin film or may be formed on both surfaces. By providing the hard coat layer, it is possible to obtain a front plate having improved hardness and scratch resistance.
- the hard coat layer is, for example, a cured layer of an ultraviolet curable resin. Examples of the ultraviolet curable resin include acrylic resin, silicone resin, polyester resin, urethane resin, amide resin, epoxy resin and the like.
- the hard coat layer may contain additives to improve hardness. Additives are not limited, and examples thereof include inorganic fine particles, organic fine particles, and mixtures thereof.
- a wear-resistant layer is formed on the visible side of the hard coat layer in order to improve wear resistance and prevent contamination by sebum and the like.
- the front plate can have an abrasion resistant layer, and the abrasion resistant layer can be a layer constituting the visible side surface of the front plate.
- the wear-resistant layer contains a structure derived from a fluorine compound.
- a fluorine compound a compound having a silicon atom and having a hydrolyzable group such as an alkoxy group or a halogen in the silicon atom is preferable.
- a coating film can be formed by the dehydration condensation reaction of the hydrolyzable groups, and the adhesion of the wear-resistant layer can be improved by reacting with the active hydrogen on the surface of the base material.
- the fluorine compound has a perfluoroalkyl group or a perfluoropolyether structure because it can impart water repellency.
- a fluorine-containing polyorganosiloxane compound having a perfluoropolyether structure and a long-chain alkyl group having 4 or more carbon atoms is also preferable to use two or more kinds of compounds as the fluorine compound.
- the fluorine compound preferably contained is a fluorine-containing organosiloxane compound containing an alkylene group having 2 or more carbon atoms and a perfluoroalkylene group.
- the thickness of the wear-resistant layer is, for example, 1 to 20 nm.
- the abrasion resistant layer has water repellency, and the water contact angle is, for example, about 110 to 125 °.
- the contact angle hysteresis and the sliding angle measured by the sliding method are about 3 to 20 ° and about 2 to 55 °, respectively.
- the wear-resistant layer is a silanol condensation catalyst, an antioxidant, a rust preventive, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a fungicide, an antibacterial agent, an antibiotic agent, and an extinguishing agent, as long as the effect of the present invention is not impaired. It may contain various additives such as odorants, pigments, flame retardants, and antistatic agents.
- a primer layer may be provided between the abrasion resistant layer and the hard coat layer.
- the primer agent include a primer agent such as an ultraviolet curable type, a thermosetting type, a moisture curable type, or a two-component curable type epoxy compound.
- a polyamic acid may be used as the primer agent, and it is also preferable to use a silane coupling agent.
- the thickness of the primer layer is, for example, 0.001 to 2 ⁇ m.
- a primer agent is applied, dried, and cured as necessary on the hard coat layer to form a primer layer, and then a fluorine compound is applied. It can be formed by applying and drying the containing composition (composition for coating an abrasion-resistant layer).
- the coating method include a dip coating method, a roll coating method, a bar coating method, a spin coating method, a spray coating method, a die coating method, and a gravure coater method.
- the coated surface is subjected to a hydrophilic treatment such as plasma treatment, corona treatment, or ultraviolet treatment before applying the primer agent or the composition for coating the abrasion resistant layer.
- This laminate can be laminated directly on the front plate, or it can be laminated on another transparent base material and bonded to the front plate using an adhesive or an adhesive.
- the front plate 1 has a glass plate
- tempered glass for a display is preferably used as the glass plate.
- the thickness of the glass plate may be, for example, 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and may be 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
- the front plate 1 may have a function as a window film in the display device.
- the front plate 1 may further have a function as a touch sensor, a blue light cut function, a viewing angle adjusting function, and the like.
- the polarizing layer may be, for example, a linear polarizing plate, a circular polarizing plate (including an elliptical polarizing plate), or the like.
- the circularly polarizing plate includes a linearly polarizing plate and a retardation film. Since the circularly polarizing plate can absorb the external light reflected in the image display device, it is possible to impart a function as an antireflection film to the optical laminate.
- the polarizing layer preferably has a resin film.
- the number of resin films contained in the polarizing layer is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
- the linear polarizing plate has a function of selectively transmitting unidirectional linearly polarized light composed of unpolarized light rays such as natural light.
- the linearly polarizing plate contains a stretched film or stretched layer on which a dichroic dye is adsorbed, a cured product of a polymerizable liquid crystal compound, and a dichroic dye, and the dichroic dye is dispersed in the cured product of the polymerizable liquid crystal compound.
- An oriented liquid crystal layer or the like can be provided as a polarizer.
- a linear polarizing plate using a liquid crystal layer as a polarizer is preferable because there is no limitation in the bending direction as compared with a stretched film or a stretched layer on which a dichroic dye is adsorbed.
- the polarizer which is a stretched film on which a dichroic dye is adsorbed, is usually obtained by uniaxially stretching the polyvinyl alcohol-based resin film and dyeing the polyvinyl alcohol-based resin film with a dichroic dye such as iodine. It can be produced through a step of adsorbing a dichroic dye, a step of treating a polyvinyl alcohol-based resin film on which a dichroic dye is adsorbed with an aqueous boric acid solution, and a step of washing with water after the treatment with the aqueous boric acid solution.
- the thickness of the polarizer is usually 30 ⁇ m or less, preferably 18 ⁇ m or less, and more preferably 15 ⁇ m or less. Reducing the thickness of the polarizer is advantageous for thinning the polarizing plate 103.
- the thickness of the polarizer is usually 1 ⁇ m or more, and may be, for example, 5 ⁇ m or more. When the thickness of the polarizer is 10 ⁇ m or more, the polarizer is included in the resin film in the formula (1).
- the polyvinyl alcohol-based resin is obtained by saponifying the polyvinyl acetate-based resin.
- the polyvinyl acetate-based resin in addition to polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate, a copolymer of vinyl acetate and another monomer copolymerizable therewith is used.
- examples of other monomers copolymerizable with vinyl acetate include unsaturated carboxylic acid compounds, olefin compounds, vinyl ether compounds, unsaturated sulfone compounds, and (meth) acrylamide compounds having an ammonium group. ..
- the degree of saponification of the polyvinyl alcohol-based resin is usually about 85 mol% or more and 100 mol% or less, preferably 98 mol% or more.
- the polyvinyl alcohol-based resin may be modified, and polyvinyl formal, polyvinyl acetal, and the like modified with aldehydes can also be used.
- the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol-based resin is usually 1000 or more and 10000 or less, preferably 1500 or more and 5000 or less.
- the polarizer which is a stretched layer on which a bicolor dye is adsorbed, is usually a step of applying a coating liquid containing the polyvinyl alcohol-based resin on a base film, a step of uniaxially stretching the obtained laminated film, and a uniaxial stretching.
- a dichroic dye By dyeing the polyvinyl alcohol-based resin layer of the laminated film with a dichroic dye, the dichroic dye is adsorbed to form a polarizer, and the film on which the dichroic dye is adsorbed is coated with a boric acid aqueous solution. It can be produced through a step of treating and a step of washing with water after treatment with an aqueous boric acid solution.
- the base film used for forming the polarizer may be used as a protective layer for the polarizer. If necessary, the base film may be peeled off from the polarizer. When the base film is not peeled off, the base film can be the resin film in the formula (1).
- the material and thickness of the base film may be the same as the material and thickness of the resin film described later.
- the stretched film or the polarizing element which is the stretched layer on which the dichroic dye is adsorbed may be used as it is as a linear polarizing plate, or a resin film may be attached to one or both sides thereof and used as a linear polarizing plate.
- the thickness of the linearly polarizing plate is preferably 2 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
- the resin film is, for example, a cyclopolyolefin resin film; a cellulose acetate resin film made of a resin such as triacetyl cellulose or diacetyl cellulose; a polyester resin film made of a resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or polybutylene terephthalate; a polycarbonate resin film.
- films known in the art such as resin films; (meth) acrylic resin films; polypropylene-based resin films can be mentioned.
- the polarizer and the protective layer can be laminated via a bonding layer described later.
- the thickness of the resin film is, for example, 100 ⁇ m or less, preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 60 ⁇ m or less, further preferably 40 ⁇ m or less, still more preferably 30 ⁇ m or less, and usually 10 ⁇ m or more. From the viewpoint of increasing the absorption rate of the laser, it is preferably 15 ⁇ m or more.
- the glass transition temperature (° C.) of the resin film contained in the polarizing layer 2 is preferably 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
- the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m of the resin film of the polarizing layer 2 is preferably 0.01 or more and 1.0 or less, and more preferably 0.01 or more and 0.5 or less.
- a hard coat layer may be formed on the resin film.
- the hard coat layer may be formed on one surface of the resin film or may be formed on both sides.
- a thermoplastic resin film having improved hardness and scratchability can be obtained.
- the hard coat layer can be formed in the same manner as the hard coat layer formed on the resin film described above.
- the polymerizable liquid crystal compound used for forming the liquid crystal layer is a compound having a polymerizable reactive group and exhibiting liquid crystallinity.
- the polymerizable reactive group is a group involved in the polymerization reaction, and is preferably a photopolymerizable reactive group.
- the photopolymerizable reactive group refers to a group that can participate in the polymerization reaction by an active radical, an acid, or the like generated from the photopolymerization initiator.
- Examples of the photopolymerizable functional group include a vinyl group, a vinyloxy group, a 1-chlorovinyl group, an isopropenyl group, a 4-vinylphenyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, an oxylanyl group, an oxetanyl group and the like.
- an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a vinyloxy group, an oxylanyl group and an oxetanyl group are preferable, and an acryloyloxy group is more preferable.
- the type of the polymerizable liquid crystal compound is not particularly limited, and a rod-shaped liquid crystal compound, a disk-shaped liquid crystal compound, and a mixture thereof can be used.
- the liquid crystal property of the polymerizable liquid crystal compound may be a thermotropic liquid crystal or a lyotropic liquid crystal, and the phase-ordered structure may be a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal.
- the dichroic dye used for the polarizing element which is a liquid crystal layer, preferably has an absorption maximum wavelength ( ⁇ MAX) in the range of 300 to 700 nm.
- a dichroic dye include an acridine dye, an oxazine dye, a cyanine dye, a naphthalene dye, an azo dye, an anthraquinone dye, and the like, and among them, the azo dye is preferable.
- the azo dye include a monoazo dye, a bisazo dye, a trisazo dye, a tetrakisazo dye, a stilbene azo dye, and the like, and a bisazo dye and a trisazo dye are preferable.
- the dichroic dye may be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to combine three or more. In particular, it is more preferable to combine three or more kinds of azo compounds.
- a part of the dichroic dye may have a reactive group or may have a liquid crystal property.
- the polarizing element which is a liquid crystal layer
- a composition for forming a polarizing element containing a polymerizable liquid crystal compound and a dichroic dye is applied onto an alignment film formed on a base film, and the polymerizable liquid crystal compound is polymerized. It can be formed by curing.
- the base film used for forming the polarizer may be used as a protective layer for the polarizer.
- the material and thickness of the base film may be the same as the material and thickness of the resin film described above.
- compositions for forming a polarizer containing a polymerizable liquid crystal compound and a dichroic dye examples include JP2013-37353A, JP2013-33249, and Japanese Patent Publication No. 2013-33249. Examples thereof include those described in Japanese Patent Publication No. 2017-83843.
- the composition for forming a polarizer further contains additives such as a solvent, a polymerization initiator, a cross-linking agent, a leveling agent, an antioxidant, a plasticizer, and a sensitizer, in addition to the polymerizable liquid crystal compound and the dichroic dye. You may be. Only one of these components may be used, or two or more of these components may be used in combination.
- the polymerization initiator that may be contained in the polarizer-forming composition is a compound that can initiate the polymerization reaction of the polymerizable liquid crystal compound, and is photopolymerizable in that the polymerization reaction can be initiated under lower temperature conditions. Initiators are preferred. Specific examples thereof include photopolymerization initiators capable of generating active radicals or acids by the action of light, and among them, photopolymerization initiators that generate radicals by the action of light are preferable.
- the content of the polymerization initiator is preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or more and 8 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of the polymerizable liquid crystal compound. Within this range, the reaction of the polymerizable group proceeds sufficiently, and the orientation state of the liquid crystal compound is likely to be stabilized.
- the thickness of the polarizing element which is the liquid crystal layer, is usually 10 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
- the polarizer which is a liquid crystal layer, may be used as a linear polarizing plate without peeling and removing the base film, or may be used as a linear polarizing plate by peeling and removing the base film from the polarizer.
- the base film can be the resin film in the formula (1).
- the polarizing element which is a liquid crystal layer, may be used as a linear polarizing plate by forming a protective layer on one side or both sides thereof.
- the protective layer the above-mentioned resin film can be used.
- the polarizer which is a liquid crystal layer, may have an overcoat layer on one side or both sides of the polarizer for the purpose of protecting the polarizer and the like.
- the overcoat layer can be formed, for example, by applying a material (composition) for forming the overcoat layer on the polarizer.
- the material constituting the overcoat layer include a photocurable resin and a water-soluble polymer.
- a (meth) acrylic resin, a polyvinyl alcohol-based resin, or the like can be used as a material constituting the overcoat layer.
- the retardation film included in the polarizing layer may be composed of one retardation layer or may be a laminate of two or more retardation layers.
- the retardation film is preferably laminated on the surface of the polarizer opposite to the front plate side.
- the retardation film may have an overcoat layer that protects the surface thereof, a base film that supports the retardation film, and the like.
- the retardation layer includes a ⁇ / 4 layer, and may further include at least one of a ⁇ / 2 layer and a positive C layer. When the retardation layer includes a ⁇ / 2 layer, the ⁇ / 2 layer and the ⁇ / 4 layer are laminated in order from the polarizer side.
- the ⁇ / 4 layer and the positive C layer may be laminated in order from the polarizer side, or the positive C layer and the ⁇ / 4 layer may be laminated in order from the polarizer side. ..
- the thickness of the retardation layer is, for example, 0.1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
- the retardation layer may be formed from the resin film exemplified as the material of the protective layer, or may be formed from a layer in which the polymerizable liquid crystal compound is cured. From the viewpoint of increasing flexibility, the retardation layer is preferably formed from a layer obtained by curing the polymerizable liquid crystal compound.
- the retardation layer may further include an alignment film.
- the retardation layer may have a bonding layer for bonding the ⁇ / 4 layer, the ⁇ / 2 layer, and the positive C layer.
- the retardation layer can be formed by applying a composition containing the polymerizable liquid crystal compound to a base film and curing it.
- An alignment film may be formed between the base film and the coating layer.
- the material and thickness of the base film may be the same as the material and thickness of the resin film.
- the retardation layer may be incorporated into the optical laminate in the form of having an alignment film and a base film.
- the base film can be the resin film in the formula (1).
- the retardation layer can be bonded to the linear polarizing plate via the bonding layer.
- the touch sensor layer 3 is located at the lowest layer when viewed from the visual recognition side.
- the touch sensor layer 3 has a transparent conductive layer and a resin film.
- the number of resin films contained in the touch sensor layer 3 is preferably 1.
- the touch sensor layer 3 may include a transparent conductive layer 31 and a resin film 32 in this order from the front plate side.
- the touch sensor layer 3 may also include a resin film 32 and a transparent conductive layer 31 in this order from the front plate side.
- the touch sensor layer 3 may include a separation layer, a bonding layer, and a protective layer in addition to the transparent conductive layer 31 and the resin film 32.
- the touch sensor layer 3 is a sensor capable of detecting the position touched by the front plate 1, and the detection method is not limited as long as it has the transparent conductive layer 31 and the resin film 32.
- Examples of the touch sensor layer detection method include a resistive film method, a capacitance method, an optical sensor method, an ultrasonic method, an electromagnetic induction coupling method, and a surface acoustic wave method.
- the capacitance type touch sensor layer is preferably used in terms of low cost, fast reaction speed, and thin film formation.
- the touch sensor layer 3 preferably has a configuration including a resin film 32 and a transparent conductive layer 31 provided on the surface of the resin film 32 on the bonding layer side.
- the resin film 32 and the transparent conductive layer 31 may be in contact with each other (for example, by the first method described later).
- the manufactured touch sensor layer), the resin film 32 and the transparent conductive layer 31 may not be in contact with each other (for example, the touch sensor layer manufactured by the second method described later).
- the touch sensor layer 3 may include a bonding layer, a separation layer, a protective layer, and the like in addition to the resin film 32 and the transparent conductive layer 31. Examples of the bonding layer include an adhesive layer and an adhesive layer.
- An example of the capacitance type touch sensor layer is composed of a resin film, a transparent conductive layer for position detection provided on the surface of the resin film, and a touch position detection circuit.
- a display device provided with an optical laminate having a capacitance type touch sensor layer
- the transparent conductive layer is grounded via the capacitance of the human body at the touched point. Will be done.
- the touch position detection circuit detects the grounding of the transparent conductive layer, and the touched position is detected.
- the transparent conductive layer may be a transparent conductive layer made of a metal oxide such as ITO, or may be a metal layer made of a metal such as aluminum, copper, silver, gold, or an alloy thereof.
- the separation layer can be a layer formed on a substrate such as glass and for separating the transparent conductive layer formed on the separation layer from the substrate together with the separation layer.
- the separation layer is preferably an inorganic layer or an organic layer. Examples of the material forming the inorganic layer include silicon oxide.
- a (meth) acrylic resin composition, an epoxy resin composition, a polyimide resin composition, or the like can be used as the material for forming the organic material layer.
- the touch sensor layer 3 may be provided with a protective layer that is in contact with the transparent conductive layer 31 and protects the conductive layer.
- the protective layer contains at least one of an organic insulating film and an inorganic insulating film, and these films can be formed by a spin coating method, a sputtering method, a vapor deposition method or the like.
- the touch sensor layer 3 can be manufactured, for example, as follows.
- the resin film 32 is first laminated on the glass substrate via the bonding layer.
- a transparent conductive layer 31 patterned by photolithography is formed on the resin film 32.
- the glass substrate and the resin film 32 are separated to obtain a touch sensor layer 3 composed of the transparent conductive layer 31 and the resin film 32.
- a separation layer is first formed on the glass substrate, and if necessary, a protective layer is formed on the separation layer.
- a transparent conductive layer 31 patterned by photolithography is formed on the separation layer (or protective layer).
- a peelable protective film is laminated on the transparent conductive layer 31, and the transparent conductive layer 31 to the separation layer are transferred to separate the glass substrate.
- Examples of the resin film 32 of the touch sensor layer include resin films such as triacetyl cellulose, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyolefin, polycycloolefin, polycarbonate, polyether sulfone, polyarylate, polyimide, polyamide, polystyrene, and acrylic. ..
- the thickness of the resin film 32 of the touch sensor layer is preferably 50 ⁇ m or less, and more preferably 30 ⁇ m or less, from the viewpoint of easily forming an optical laminate having excellent bending resistance.
- the thickness of the resin film 32 included in the touch sensor layer is, for example, 10 ⁇ m or more, and is preferably 20 ⁇ m or more from the viewpoint of increasing the laser absorption rate.
- the glass transition temperature (° C.) of the resin film of the touch sensor layer 3 is preferably 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
- the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m of the resin film of the touch sensor layer 3 is preferably 0.01 or more and 1.0 or less, more preferably 0.01 or more and 0.5 or less, and 0. It may be 08 or more and 0.3 or less.
- the laminating layer can be a layer composed of a pressure-sensitive adhesive or an adhesive.
- the bonded layer is not included in the resin film in the formula (1).
- Each laminating layer may be made of the same material or different materials.
- the bonding layer on which the front plate 1 and the polarizing layer 2 are laminated, and the bonding layer on which the polarizing layer 2 and the touch sensor layer 3 are laminated are preferably adhesive layers.
- the bonding layer on which the transparent conductive layer 31 and the resin film 32 are laminated is preferably an adhesive layer.
- the pressure-sensitive adhesive layer can be composed of a pressure-sensitive adhesive composition containing a resin as a main component, such as (meth) acrylic-based, rubber-based, urethane-based, ester-based, silicone-based, and polyvinyl ether-based. Among them, a pressure-sensitive adhesive composition using a (meth) acrylic resin having excellent transparency, weather resistance, heat resistance and the like as a base polymer is preferable.
- the pressure-sensitive adhesive composition may be an active energy ray-curable type or a thermosetting type.
- Examples of the (meth) acrylic resin (base polymer) used in the pressure-sensitive adhesive composition include butyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, and 2- (meth) acrylate.
- a polymer or copolymer having one or more (meth) acrylic acid esters such as ethylhexyl as a monomer is preferably used.
- the base polymer may be copolymerized with a polar monomer.
- Examples of the polar monomer include (meth) acrylic acid, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, and glycidyl ().
- Examples thereof include monomers having a carboxyl group, a hydroxyl group, an amide group, an amino group, an epoxy group and the like, such as meta) acrylate.
- the pressure-sensitive adhesive composition can contain a cross-linking agent.
- the cross-linking agent is a divalent or higher metal ion that forms a carboxylic acid metal salt with a carboxyl group; a polyamine compound that forms an amide bond with a carboxyl group; poly.
- Examples include epoxy compounds and polyols that form an ester bond with a carboxyl group; polyisocyanate compounds that form an amide bond with a carboxyl group. Of these, polyisocyanate compounds are preferable.
- the pressure-sensitive adhesive composition includes fine particles for imparting light scattering, beads (resin beads, glass beads, etc.), glass fibers, resins other than the base polymer, pressure-sensitive adhesives, fillers (metal powders and other inorganic powders). Etc.), antioxidants, UV absorbers, dyes, pigments, colorants, antifoaming agents, corrosion inhibitors, photopolymerization initiators and other additives may be included.
- It can be formed by applying an organic solvent diluent of the above pressure-sensitive adhesive composition on a substrate and drying it.
- the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive layer at a temperature of 25 ° C. is preferably 0.005 to 1.0 MPa, more preferably 0.01 to 0.5 MPa, and preferably 0.01 to 0.2 MPa. Is even more preferable.
- the storage elastic modulus can be measured using a viscoelasticity measuring device (MCR-301, Antonio Par).
- a plurality of pressure-sensitive adhesive layers are laminated so as to have a thickness of 150 ⁇ m, bonded to a glass plate, and then adhered to a measurement chip in a temperature range of -20 ° C to 100 ° C. The measurement can be performed under the condition of a heating rate of 5 ° C./min.
- the adhesive can be formed by combining one or more of, for example, a water-based adhesive, an active energy ray-curable adhesive, and the like.
- the water-based adhesive include a polyvinyl alcohol-based resin aqueous solution, a water-based two-component urethane-based emulsion adhesive, and the like.
- the active energy ray-curable adhesive is an adhesive that cures by irradiating with active energy rays such as ultraviolet rays, and is, for example, an adhesive containing a polymerizable compound and a photopolymerizable initiator, and an adhesive containing a photoreactive resin.
- Examples of the polymerizable compound include photopolymerizable monomers such as a photocurable epoxy monomer, a photocurable acrylic monomer, and a photocurable urethane monomer, and oligomers derived from these monomers.
- Examples of the photopolymerization initiator include compounds containing substances that generate active species such as neutral radicals, anion radicals, and cationic radicals by irradiating them with active energy rays such as ultraviolet rays.
- the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and more preferably 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m.
- the thickness of the adhesive layer is preferably 0.01 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
- the optical laminate of the present invention is manufactured by bonding a front plate, a polarizing layer, and a touch sensor layer using a bonded layer.
- a bonding layer may be formed on the bonding surface of one layer and then the other layer may be laminated, or a bonding layer may be formed on the bonding surface of both layers. After that, the bonded layers may be combined with each other.
- the method of forming the pressure-sensitive adhesive layer on the surface to which the layers are bonded may be formed by using the pressure-sensitive adhesive composition as described above, or a sheet-like pressure-sensitive adhesive that can be handled independently is prepared and used. It may be formed by sticking it on the surface.
- the optical laminate After laminating the layers, the optical laminate can be cut into a predetermined shape by a laser. In the cut optical laminate, minute cracks are unlikely to occur in the resin film provided in the touch sensor layer. Therefore, it is possible to obtain an optical laminate having excellent flexibility and a display device.
- the laser for example, a laser that emits a wavelength in the range of 200 nm to 11 ⁇ m is used.
- the laser may be a continuous wave (CW) laser or a pulsed laser. Since cracks in the resin film included in the touch sensor layer are likely to occur when the optical laminate is cut by the CW laser, the present invention is particularly useful when the CW laser is used.
- the laser include a gas laser such as a CO 2 laser, a solid-state laser such as a YAG laser, and a semiconductor laser.
- a CO 2 laser is preferable because it can be easily adapted to the absorption region of the optical laminate.
- the laser light may be incident from the front plate 1 side (from the visual recognition side) of the optical laminate, or may be incident from the touch sensor layer 3 side (from the non-visual recognition side). From the viewpoint of enhancing the bending resistance, it is preferable that the laser beam is incident from the front plate 1 side. That is, the method for manufacturing an optical laminate can include a step of injecting laser light from the visual side and cutting it into a predetermined shape by the laser.
- the laser light irradiation conditions output conditions, moving speed
- any appropriate conditions may be adopted depending on the laser to be used.
- the output of the laser is preferably 2 W or more and 20 W or less, more preferably 5 W or more and 15 W or less, and further preferably 7 W or more and 12 W or less.
- the moving speed of the laser beam is preferably 50 mm / sec or more and 1000 mm / sec or less, more preferably 100 mm / sec or more and 500 mm / sec or less, and further preferably 250 mm / sec or more and 400 mm / sec or less.
- the optical laminate may be cut by one irradiation, or the optical laminate may be cut by a plurality of irradiations.
- the energy of the laser beam irradiated by scanning a unit length (hereinafter, may be referred to as irradiation energy) is preferably 1 mJ / mm or more, more preferably 10 mJ / mm or more, and 25 mJ / mm. The above is more preferable.
- the upper limit of the irradiation energy is not particularly limited, but may be, for example, 1000 mJ / mm or less, 500 mJ / mm or less, or 100 mJ / mm or less.
- the focus of the laser light may be aligned with the surface of the optical laminate on the front plate 1 side or with the touch sensor layer 3.
- the spot size of the laser beam can be 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and can be 10 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
- the depth of focus (depth of Focus, DOF) of the lens can be 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and 100 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
- the optical laminate can be arranged, for example, on the display surface of the display panel to form a display device.
- the optical laminate is particularly preferred for applications where it is applied to the display surface of a flexible display panel.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the display device of the present invention.
- the display device 200 has an optical laminate 100 arranged on the front surface (visual side) thereof, and a display panel 5.
- the optical laminate 100 and the display panel 5 are laminated by the bonding layer 4.
- the bonding layer that laminates the optical laminate and the display panel can be an adhesive layer.
- the display panel may be configured to be foldable with the viewing side surface inside, or may be configured to be rotatable. Specific examples of the display panel include a liquid crystal display element, an organic EL display element, an inorganic EL display element, a plasma display element, and a field emission type display element.
- the display device 200 can be used as a mobile device such as a smartphone or tablet, a television, a digital photo frame, an electronic signboard, measuring instruments and instruments, office equipment, medical equipment, computer equipment, and the like.
- the unit "part" of the ratio of blending substances is based on weight unless otherwise specified.
- the glass transition temperature was measured by a differential scanning calorimetry device (Q-1000 manufactured by TA Instruments). In a nitrogen atmosphere, a 2-3 mg sample was heated from 30 ° C. to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./min and then lowered from 250 ° C. to 50 ° C. at a rate of 10 ° C./min. After that, the temperature was raised from 50 ° C. to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The glass transition temperature was determined from the differential scanning calorimetry at the time of the second temperature rise.
- PI film having a hard coat layer formed on one surface was used.
- This PI film was prepared according to Example 9 of JP-A-2018-119141.
- the thickness of the polyimide film was 50 ⁇ m, and the thickness of the hard coat layer was 10 ⁇ m.
- the glass transition temperature of this polyimide film was 390 ° C.
- the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m of this polyimide film was 0.04.
- PET film A polyethylene terephthalate (PET) film was used as the front plate 2.
- This PET film is SH34 manufactured by SKC.
- the thickness of the PET film was 23 ⁇ m.
- the glass transition temperature of this PET film was 114 ° C.
- the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m on this PET film was 0.18.
- TAC triacetyl cellulose
- a composition having a polymerizable liquid crystal compound and a dichroic dye was applied onto the alignment film.
- the coating film was oriented and cured to obtain a polarizer.
- An ultraviolet curable resin was applied onto the polarizer.
- the coating film was cured to form an overcoat layer. In this way, a linear polarizing plate was obtained.
- the thickness of the TAC film was 25 ⁇ m
- the thickness of the polarizer was 2.5 ⁇ m
- the thickness of the overcoat layer was 1.0 ⁇ m.
- This TAC film is KC2UAW manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.
- the glass transition temperature of this TAC film was 160 ° C.
- the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m on this TAC film was 0.135.
- a ⁇ / 4 layer composed of a layer obtained by curing the polymerizable liquid crystal compound and a positive C layer composed of a layer obtained by curing the polymerizable liquid crystal compound were laminated via an acrylic pressure-sensitive adhesive layer to obtain a retardation film.
- the thickness of the ⁇ / 4 layer was 2 ⁇ m
- the thickness of the positive C layer was 3 ⁇ m
- the thickness of the acrylic pressure-sensitive adhesive layer was 5 ⁇ m.
- a linearly polarizing plate and a retardation film were laminated via an acrylic pressure-sensitive adhesive layer to obtain a circularly polarizing plate.
- the thickness of the acrylic pressure-sensitive adhesive layer was 5 ⁇ m.
- the obtained circularly polarizing plate was a laminate having a TAC film, a polarizer, an overcoat layer, an adhesive layer, a ⁇ / 4 layer, an adhesive layer, and a positive C layer in this order.
- a separation layer was formed on the glass substrate.
- a patterned transparent conductive layer was formed on the separation layer by photolithography.
- a peelable protective film was laminated on the transparent conductive layer, and the transparent conductive layer was transferred to the separation layer to separate the glass substrate.
- the polyarylate film and the separation layer were bonded to each other via the adhesive layer, and the peelable protective film was peeled off.
- This polyarylate film is M-2040H manufactured by Unitika Ltd.
- the glass transition temperature (° C.) of the polyarylate film and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m are shown in Tables 1 and 2.
- the thickness of the polyarylate film was 25 ⁇ m.
- the touch sensor layer 2 was produced in the same manner as the touch sensor layer 1 except that the polyarylate film was changed to a polyethylene terephthalate (PET) film.
- PET polyethylene terephthalate
- This PET film is SH34 manufactured by SKC.
- the glass transition temperature (° C.) of the PET film and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m are shown in Tables 1 and 2.
- the thickness of the PET film was 23 ⁇ m.
- the touch sensor layer 3 was manufactured in the same manner as the touch sensor layer 1 except that the polyarylate film was changed to the acrylic film 1.
- This acrylic film 1 is GA-01 manufactured by LG Chem Co., Ltd.
- the glass transition temperature (° C.) of the acrylic film 1 and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m are shown in Tables 1 and 2.
- the thickness of the acrylic film 1 was 40 ⁇ m.
- the touch sensor layer 4 was manufactured in the same manner as the touch sensor layer 1 except that the polyarylate film was changed to the acrylic film 2.
- This acrylic film 2 is SAZMA manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.
- the glass transition temperature (° C.) of the acrylic film 2 and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m are shown in Tables 1 and 2.
- the thickness of the acrylic film 2 was 20 ⁇ m.
- the touch sensor layer 5 was manufactured in the same manner as the touch sensor layer 1 except that the polyarylate film was changed to the acrylic film 3.
- the acrylic film 3 is BR-77 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
- the glass transition temperature (° C.) of the acrylic film 3 and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m are shown in Tables 1 and 2.
- the thickness of the acrylic film 3 was 40 ⁇ m.
- the touch sensor layer 6 was produced in the same manner as the touch sensor layer 1 except that the polyarylate film was changed to a cycloolefin resin (COP) film.
- This COP film is ZF14-023 manufactured by Nippon Zeon Corporation.
- the glass transition temperature (° C.) of the COP film and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m are shown in Tables 1 and 2.
- the thickness of the COP film was 23 ⁇ m.
- the touch sensor layer 7 was manufactured in the same manner as the touch sensor layer 1 except that the polyarylate film was changed to a polyimide (PI) film.
- PI polyimide
- TPC terephthaloyl chloride
- 7.49 g (94.65 mmol) of pyridine and 14.61 g (143.11 mmol) of acetic anhydride were added to the flask, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes, heated to 70 ° C. using an oil bath, and further 5 The mixture was stirred for a time to obtain a reaction solution.
- the obtained reaction solution was cooled to room temperature, poured into a large amount of methanol in the form of filaments, the precipitated precipitate was taken out, immersed in methanol for 6 hours, and then washed with methanol. Next, the precipitate was dried under reduced pressure at 100 ° C. to obtain a polyamide-imide resin. DMAc was added to the obtained polyamide-imide resin so as to have a concentration of 15% by mass to prepare a polyamide-imide varnish.
- the obtained polyamide-imide varnish was applied onto a smooth surface of a polyester base material (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name "A4100") using an applicator so that the thickness of the free-standing film was 55 ⁇ m, and the temperature was 50 ° C. for 30 minutes. Then, it was dried at 140 ° C. for 15 minutes to obtain a self-supporting film. The free-standing film was fixed to a gold frame and further dried in the air at 230 ° C. for 30 minutes to obtain a PI film having a film thickness of 50 ⁇ m.
- the glass transition temperature (° C.) of the PI film and the absorbance of light having a wavelength of 9.3 ⁇ m are shown in Tables 1 and 2.
- Example 1 The front plate 1, the circularly polarizing plate, and the touch sensor layer 1 were laminated with each other via an acrylic pressure-sensitive adhesive layer to obtain an optical laminate shown in FIG.
- the thickness of this acrylic pressure-sensitive adhesive layer was 25 ⁇ m.
- the number of resin films included in the optical laminate of Example 1 is 3.
- Examples 2 to 6 Comparative Examples 1 to 2
- An optical laminate was produced in the same manner as in Example 1 except that the front plate and the touch sensor layer were changed to those shown in Table 1 or Table 2.
- the optical laminates produced in each Example and Comparative Example were cut by a CO 2 laser (LP Tech).
- This laser is a CW laser.
- the oscillation wavelength of this laser is 9.3 ⁇ m.
- the laser beam was incident from the front plate side (from the visual recognition side) or the touch sensor layer side (from the non-visual recognition side) of the optical laminate and focused by the lens.
- the spot size of the laser beam was 45.1 ⁇ m.
- the DOF of the lens was 239 ⁇ m.
- the number of times of irradiation with the laser beam was one, that is, the optical laminate was cut with a full cut.
- the laser output, moving speed, and irradiation energy are as shown in Table 1 or Table 2. Whether or not the resin film included in the touch sensor layer had minute cracks was observed with an optical microscope.
- the two mounting tables 501 and 502 were returned to their original positions (FIG. 3 (a)).
- the number of times the bending force was applied was counted as one. This was repeated at a temperature of 25 ° C.
- the number of times the bending force at which the optical laminate was first cracked was counted.
- the moving speed of the mounting tables 501 and 502 and the pace of application of the bending force were set to the same conditions in the evaluation test for all the optical laminates.
- from the visible side means, for example, irradiating the laser in the direction from the front plate 1 toward the touch sensor layer 3 in FIG. 1
- from the non-visual side means, for example, the touch sensor layer in FIG. It means irradiating the laser in the direction from 3 toward the front plate 1.
- the resin film included in the touch sensor layer did not crack.
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Abstract
本発明は、レーザーを用いて、光学積層体を所定形状に裁断する際に、タッチセンサ層が備える樹脂フィルムにクラックが生じにくい光学積層体を提供することを目的とする。前面板、偏光層、およびタッチセンサ層を備え、前記タッチセンサ層は、透明導電層、および樹脂フィルムを有し、光学積層体が有する樹脂フィルムのガラス転移温度と、波長9.3μmの光の吸収率とから算出されるパラメータAが所定範囲である光学積層体。
Description
本発明は、光学積層体及び表示装置に関する。
特許文献1には、偏光膜、位相差膜、フィルム基材および透明導電層をこの順に備える、折り曲げ可能な光学積層体が記載されている。特許文献1には、この光学積層体の一方の表面に、ウインドウを配置し、もう一方の表面に有機EL表示パネルを配置した有機EL表示装置が記載されている。
前面板、偏光層、およびタッチセンサ層をこの順に備える光学積層体は、折り曲げに対する耐久性が低い場合があった。その原因を検討したところ、光学積層体をレーザーにより所定形状へ裁断する際、タッチセンサ層が備える樹脂フィルムに微小なクラック(長さが200μm以下)が生じていることが明らかになった。そして、クラックの進行方向によらず、このクラックが光学積層体全体の屈曲性の低下に影響を与えていることが明らかになった。すなわち、屈曲時にこのクラックがきっかけとなって、光学積層体が屈曲軸に平行な方向に割れやすいことが明らかになった。本発明は、レーザーを用いて、光学積層体を所定形状に裁断する際に、タッチセンサ層が備える樹脂フィルムにクラックが生じにくい光学積層体を提供することを目的とする。
[1] 前面板、偏光層、およびタッチセンサ層を備え、
前記タッチセンサ層は、透明導電層、および樹脂フィルムを有し、
下記式(1)で表されるパラメータAは、41以上1200以下である、光学積層体。
〔式(1)中、
Tgiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)を表し、aiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度を表し、
nは、1以上5以下の整数を表す。〕
[2] 前記タッチセンサ層は、前記前面板側から順に前記透明導電層、および前記樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、[1]に記載の光学積層体。
[3] 前記前面板は、樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、200℃以上500℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、[1]または[2]に記載の光学積層体。
[4] 前記偏光層は、樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の光学積層体。
[5] 前記前面板、前記偏光層、および前記タッチセンサ層は、それぞれ1枚の樹脂フィルムを備える、[1]~[4]のいずれかに記載の光学積層体。
[6] [1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体を有する、表示装置。
[7] 視認側からレーザー光を入射させて、レーザーにより所定形状へ裁断する工程を備える、[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
前記タッチセンサ層は、透明導電層、および樹脂フィルムを有し、
下記式(1)で表されるパラメータAは、41以上1200以下である、光学積層体。
〔式(1)中、
Tgiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)を表し、aiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度を表し、
nは、1以上5以下の整数を表す。〕
[2] 前記タッチセンサ層は、前記前面板側から順に前記透明導電層、および前記樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、[1]に記載の光学積層体。
[3] 前記前面板は、樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、200℃以上500℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、[1]または[2]に記載の光学積層体。
[4] 前記偏光層は、樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の光学積層体。
[5] 前記前面板、前記偏光層、および前記タッチセンサ層は、それぞれ1枚の樹脂フィルムを備える、[1]~[4]のいずれかに記載の光学積層体。
[6] [1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体を有する、表示装置。
[7] 視認側からレーザー光を入射させて、レーザーにより所定形状へ裁断する工程を備える、[1]~[5]のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
本発明によれば、レーザーを用いて、光学積層体を所定形状に裁断する際に、タッチセンサ層が備える樹脂フィルムにクラックが生じにくい光学積層体が提供される。
[光学積層体]
図1は、本発明の光学積層体の構造の一例を示す断面図である。図1に示す光学積層体100は、前面板1、偏光層2、およびタッチセンサ層3をこの順に備える。前面板1、偏光層2、およびタッチセンサ層3は、互いに貼合層4を介して積層されている。前面板1は、ハードコート層11および樹脂フィルム10を有する。偏光層2は、樹脂フィルム21、偏光子20、および位相差フィルム22を有する。なお、偏光子20と樹脂フィルム21とを貼合する貼合層、および偏光子20と位相差フィルム22とを貼合する貼合層は図示していない。タッチセンサ層3は、樹脂フィルム32、および透明導電層31を有する。タッチセンサ層3は、前面板1側から順に透明導電層31、および樹脂フィルム32を有する。図1に示す光学積層体100は、前面板1、偏光層2、およびタッチセンサ層3は、それぞれ1枚の樹脂フィルムを備えている(すなわち、光学積層体100が有する樹脂フィルムの数は3である)。
図1は、本発明の光学積層体の構造の一例を示す断面図である。図1に示す光学積層体100は、前面板1、偏光層2、およびタッチセンサ層3をこの順に備える。前面板1、偏光層2、およびタッチセンサ層3は、互いに貼合層4を介して積層されている。前面板1は、ハードコート層11および樹脂フィルム10を有する。偏光層2は、樹脂フィルム21、偏光子20、および位相差フィルム22を有する。なお、偏光子20と樹脂フィルム21とを貼合する貼合層、および偏光子20と位相差フィルム22とを貼合する貼合層は図示していない。タッチセンサ層3は、樹脂フィルム32、および透明導電層31を有する。タッチセンサ層3は、前面板1側から順に透明導電層31、および樹脂フィルム32を有する。図1に示す光学積層体100は、前面板1、偏光層2、およびタッチセンサ層3は、それぞれ1枚の樹脂フィルムを備えている(すなわち、光学積層体100が有する樹脂フィルムの数は3である)。
光学積層体は、図1に示した層以外の層を備えることができる。光学積層体は、例えば、前面板1と偏光層2との間に配置される樹脂フィルム、位相差フィルム22の偏光子20側とは反対側に配置される樹脂フィルムを備えていてもよい。光学積層体100が有する樹脂フィルムの数は1以上5以下である。光学積層体の屈曲性を向上させるために、光学積層体100が有する樹脂フィルムの数は、2以上4以下であることができ、3又は4であることが好ましい。
本発明の光学積層体は、下記式(1)で表されるパラメータAが、41以上1200以下である。
〔式(1)中、Tgiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)を表し、aiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度を表し、nは、1以上5以下の整数を表す。〕
〔式(1)中、Tgiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)を表し、aiは、光学積層体に含まれるi番目の樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度を表し、nは、1以上5以下の整数を表す。〕
本発明において、樹脂フィルムとは、厚みが10μm以上である、樹脂製のフィルムを指す。厚みが10μm未満である、樹脂製のフィルムは、本発明における樹脂フィルムには当たらない。また、厚みが10μm以上であっても、ガラスのように、樹脂から形成されていないものは、本発明における樹脂フィルムには当たらない。樹脂フィルムの厚みの上限は特に限定されないが、例えば100μmであることができる。
本発明において、1番目の樹脂フィルムは、光学積層体中で最も前面板側に位置する樹脂フィルムであることができ、n番目の樹脂フィルムは、光学積層体中で最もタッチセンサ層側に位置する樹脂フィルムであることができる。図1において、1番目の樹脂フィルムは樹脂フィルム10であり、2番目の樹脂フィルムは樹脂フィルム21であり、3番目の樹脂フィルムは、樹脂フィルム32である。
樹脂フィルムのガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置により測定することができる。具体的には、樹脂フィルムのガラス転移温度は、後述の実施例に記載された方法で測定することができる。測定装置は、TA Instruments社製 Q-1000を用いることができる。
樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、フーリエ変換赤外分光光度計により測定することができる。具体的には、樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、後述の実施例に記載された方法で測定することができる。測定装置は、日本分光株式会社製 FT/IR-6300を用いることができる。
式(1)で表されるパラメータAが、41以上1200以下であることによって、光学積層体を裁断したときに、タッチセンサ層3が備える樹脂フィルムに微小なクラックが生じにくくなる。その結果、光学積層体を屈曲させたときに、光学積層体が屈曲軸に平行な方向に割れにくくなる。なお、本明細書において、”クラック”とは、その長さが200μm以下であるものを指し、クラックは主に裁断加工によって生じ得る。”割れ”とは、光学積層体がその一端から、もう一端へ直線状に割れる現象を指し、割れは光学積層体を屈曲させたときに生じ得る。パラメータAは、42以上500以下であることが好ましく、45以上120以下であることがより好ましく、45以上100以下であることがより好ましく、50以上80以下であってよく、58以上80以下であってもよい。ガラス転移温度が高く、波長9.3μmの光の吸光度が大きい樹脂フィルムは、レーザー光が照射されたときに、効率よく熱を発生させることができる。そうするとタッチセンサ層の備える樹脂フィルムが熱により変形する前に、光学積層体が切断されやすいため、クラックが生じにくいものと推測される。
一方、光学積層体の屈曲性を高める観点から、ガラス転移温度、および波長9.3μmの光の吸光度は、ある程度小さくてもよい。樹脂フィルムが薄い方が屈曲性を高めやすく、波長9.3μmの光の吸光度は、樹脂フィルムの厚みにも依存するからである。そして、ガラス転移温度が高い樹脂フィルムは、硬いものが多く、屈曲時に割れが生じやすいからである。
パラメータAは、光学積層体が備える樹脂フィルムの種類や数を選択することにより調整できる。ガラス転移温度が高く、波長9.3μmの光の吸光度が大きい樹脂フィルムを、光学積層体が有する場合や、光学積層体が有する樹脂フィルムの数が多い場合、パラメータAが大きくなりやすい。一方、ガラス転移温度が低く、波長9.3μmの光の吸光度が小さい樹脂フィルムを、光学積層体が有する場合や、光学積層体が有する樹脂フィルムの数が少ない場合、パラメータAが小さくなりやすい。
光学積層体は、少なくとも前面板1を内側にした方向に屈曲可能であることが好ましい。屈曲可能とは、割れを生じさせることなく、前面板1を内側にした方向に屈曲させ得ることを意味する。本発明に係る光学積層体は、耐屈曲性に優れている。
光学積層体の面方向の形状は、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~1400mmであってよく、好ましくは50mm~600mmである。短辺の長さは、例えば5mm~800mmであり、好ましくは30mm~500mmであり、より好ましくは50mm~300mmである。光学積層体を構成する各層は、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。
光学積層体の厚さは、光学積層体に求められる機能及び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~1,000μmであり、好ましくは50μm~500μmである。
[前面板]
前面板1は、視認側から見て、光学積層体の最表面を構成する。前面板1は、光を透過可能な板状体であれば材料及び厚さは限定されることはなく、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。その例としては、樹脂フィルム、ガラスフィルム等が挙げられる。前面板は、樹脂フィルムを有することが好ましい。前面板が有する樹脂フィルムの数は1であることが好ましい。前面板1は、樹脂フィルムとガラスフィルムとの積層体であってもよい。
前面板1は、視認側から見て、光学積層体の最表面を構成する。前面板1は、光を透過可能な板状体であれば材料及び厚さは限定されることはなく、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。その例としては、樹脂フィルム、ガラスフィルム等が挙げられる。前面板は、樹脂フィルムを有することが好ましい。前面板が有する樹脂フィルムの数は1であることが好ましい。前面板1は、樹脂フィルムとガラスフィルムとの積層体であってもよい。
前面板1の厚さは、例えば30~200μmであってよく、好ましくは50~150μmであり、より好ましくは50~100μmである。
前面板1が樹脂フィルムを有する場合、その材料としては、例えば、ポリメチル(メタ)アクリレート及びポリエチル(メタ)アクリレート等のアクリル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン及びポリスチレン等のポリオレフィン系樹脂;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、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース及びアセチルプロピオニルセルロース等のセルロース系樹脂;エチレン-酢酸ビニル共重合体、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及びポリビニルアセタール等のポリビニル系樹脂;ポリスルホン及びポリエーテルスルホン等のスルホン系樹脂;ポリエーテルケトン及びポリエーテルエーテルケトン等のケトン系樹脂;ポリエーテルイミド;ポリカーボネート系樹脂;ポリエステル系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリアミドイミド系樹脂;及びポリアミド系樹脂等が挙げられる。これらの高分子は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。中でも強度及び透明性向上の観点から、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、又はポリアミド系樹脂を用いることが好ましい。
樹脂フィルムの厚さは、例えば10~100μmであってよく、好ましくは20~70μmであり、より好ましくは30~60μmである。
前面板1が有する樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、200℃以上500℃以下であることが好ましく、300℃以上500℃以下であることがより好ましい。
前面板1が有する樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下であることが好ましく、0.01以上0.5以下であることがより好ましい。
前面板1は、樹脂フィルムの少なくとも一方の面にハードコート層を設けて硬度をより向上させた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、両方の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、硬度及び耐スクラッチ性を向上させた前面板とすることができる。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、硬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。
前記ハードコート層の視認側には、耐摩耗性を向上させたり、皮脂などによる汚染を防止したりするために、耐摩耗層が形成されていることが好ましい。前面板は、耐摩耗層を有することができ、耐摩耗層は、前面板の視認側表面を構成する層であることができる。耐摩耗層はフッ素化合物由来の構造を含む。フッ素化合物としてはケイ素原子を有し、ケイ素原子にアルコキシ基やハロゲンのような加水分解性の基を有する化合物が好ましい。加水分解性基が脱水縮合反応することにより塗膜を形成することができ、また基材表面の活性水素と反応することにより耐摩耗層の密着性を向上させることができる。さらにフッ素化合物は、パーフルオロアルキル基やパーフルオロポリエーテル構造を有すると撥水性を付与することができるので好ましい。特に好ましいのはパーフルオロポリエーテル構造と炭素数4以上の長鎖のアルキル基とを有する含フッ素ポリオルガノシロキサン化合物である。フッ素化合物としては2種類以上の化合物を用いることも好ましい。さらに含むことが好ましいフッ素化合物としては、炭素数2以上のアルキレン基、及びパーフルオロアルキレン基を含む含フッ素オルガノシロキサン化合物である。
耐摩耗層の厚さは、例えば1~20nmである。また、耐摩耗層は撥水性を有しており、水接触角が例えば110~125°程度である。滑落法で測定した接触角ヒステリシス及び滑落角は、それぞれ3~20°程度、2~55°程度である。更に、耐摩耗層は、本発明の効果を阻害しない範囲で、シラノール縮合触媒、酸化防止剤、防錆剤、紫外線吸収剤、光安定剤、防カビ剤、抗菌剤、生物付着防止剤、消臭剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤等、各種の添加剤を含有していてもよい。
耐摩耗層とハードコート層との間にはプライマー層を設けてもよい。プライマー剤として、例えば紫外線硬化型、熱硬化型、湿気硬化型、あるいは2液硬化型のエポキシ系化合物等のプライマー剤がある。また、プライマー剤として、ポリアミック酸を用いてもよく、シランカップリング剤を用いることも好ましい。プライマー層の厚さは、例えば0.001~2μmである。
耐摩耗層とハードコート層とを含む前面板を得る方法としては、ハードコート層の上に、必要に応じてプライマー剤を塗布、乾燥、硬化させてプライマー層を形成させた後、フッ素化合物を含む組成物(耐摩耗層コーティング用組成物)を塗布、乾燥することで形成できる。塗布する方法としては、例えばディップコート法、ロールコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビアコーター法などが挙げられる。また、プライマー剤、または、耐摩耗層コーティング用組成物を塗布する前に、塗布面をプラズマ処理、コロナ処理、又は紫外線処理等の親水化処理を施すことも好ましい。この積層体は前面板に直接積層することもできるし、別の透明基材の上に積層したものを接着剤や粘着剤を用いて前面板に貼合することもできる。
前面板1がガラス板を有する場合、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。ガラス板の厚さは、例えば10μm以上500μm以下であってよく、20μm以上100μm以下であってもよい。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1を構成することができる。
光学積層体が表示装置に用いられる場合、前面板1は、表示装置におけるウィンドウフィルムとしての機能を有していてもよい。前面板1は、さらに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。
[偏光層]
偏光層は、例えば直線偏光板、円偏光板(楕円偏光板を含む)等であってよい。円偏光板は、直線偏光板及び位相差フィルムを備える。円偏光板は、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。
偏光層は、例えば直線偏光板、円偏光板(楕円偏光板を含む)等であってよい。円偏光板は、直線偏光板及び位相差フィルムを備える。円偏光板は、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。
偏光層は、樹脂フィルムを有することが好ましい。偏光層が有する樹脂フィルムの数は1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
[直線偏光板]
直線偏光板は、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。直線偏光板は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層、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等を偏光子として備えることができる。液晶層を偏光子として用いた直線偏光板は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層に比べて、屈曲方向に制限がないため好ましい。
直線偏光板は、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。直線偏光板は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層、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等を偏光子として備えることができる。液晶層を偏光子として用いた直線偏光板は、二色性色素を吸着させた延伸フィルム又は延伸層に比べて、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)
二色性色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子は、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。
二色性色素を吸着させた延伸フィルムである偏光子は、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。偏光子の厚みは、通常1μm以上であり、例えば5μm以上であってよい。偏光子の厚みが10μm以上である場合、偏光子は式(1)における樹脂フィルムに含まれる。
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。偏光子を形成するために用いる基材フィルムは、偏光子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から剥離除去してもよい。基材フィルムを剥離除去しない場合、基材フィルムは、式(1)における樹脂フィルムであることができる。基材フィルムの材料及び厚みは、後述する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は、そのまま直線偏光板として用いてよく、その片面又は両面に樹脂フィルムを貼合して直線偏光板として用いてもよい。直線偏光板の厚みは、好ましくは2μm以上40μm以下である。
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。
樹脂フィルムの厚みは、例えば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10μm以上であり、レーザーの吸収率を高める観点から、好ましくは15μm以上である。
偏光層2が有する樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましい。
偏光層2が有する樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下であることが好ましく、0.01以上0.5以下であることがより好ましい。
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、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)
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、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、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。偏光子を形成するために用いる基材フィルムは、偏光子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形成用組成物、及びこの組成物を用いた偏光子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。
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から剥離除去して直線偏光板としてもよい。基材フィルムを剥離除去しない場合、基材フィルムは、式(1)における樹脂フィルムであることができる。液晶層である偏光子は、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、上述の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は、偏光子の保護等を目的として、偏光子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。
(位相差フィルム)
偏光層に含まれる位相差フィルムは、1層の位相差層からなってもよく、2層以上の位相差層の積層体であってもよい。位相差フィルムは、偏光子の前面板側とは反対側の表面上に積層されていることが好ましい。位相差フィルムは、その表面を保護するオーバーコート層、位相差フィルムを支持する基材フィルム等を有していてもよい。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んでいてもよい。位相差層がλ/2層を含む場合、偏光子側から順にλ/2層及びλ/4層を積層する。位相差層がポジティブC層を含む場合、偏光子側から順にλ/4層及びポジティブC層を積層してもよく、偏光子側から順にポジティブC層及びλ/4層を積層してもよい。
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。
偏光層に含まれる位相差フィルムは、1層の位相差層からなってもよく、2層以上の位相差層の積層体であってもよい。位相差フィルムは、偏光子の前面板側とは反対側の表面上に積層されていることが好ましい。位相差フィルムは、その表面を保護するオーバーコート層、位相差フィルムを支持する基材フィルム等を有していてもよい。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んでいてもよい。位相差層がλ/2層を含む場合、偏光子側から順にλ/2層及びλ/4層を積層する。位相差層がポジティブC層を含む場合、偏光子側から順にλ/4層及びポジティブC層を積層してもよく、偏光子側から順にポジティブC層及びλ/4層を積層してもよい。
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、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、重合性液晶化合物が硬化した層から形成してもよい。屈曲性を高める観点からは、位相差層は、重合性液晶化合物が硬化した層から形成することが好ましい。位相差層は、さらに配向膜を含んでもよい。位相差層は、λ/4層と、λ/2層及びポジティブ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膜を形成してもよい。基材フィルムの材料及び厚みは、上記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、配向膜及び基材フィルムを有する形態で光学積層体に組み込まれてもよい。基材フィルムを剥離除去しない場合、基材フィルムは、式(1)における樹脂フィルムであることができる。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。
[タッチセンサ層]
タッチセンサ層3は、視認側からみて最下層に位置する。タッチセンサ層3は、透明導電層、および樹脂フィルムを有する。タッチセンサ層3が有する樹脂フィルムの数は1であることが好ましい。タッチセンサ層3は、前面板側から順に、透明導電層31、及び樹脂フィルム32を備えることができる。タッチセンサ層3は、前面板側から順に、樹脂フィルム32、及び透明導電層31を備えることもできる。タッチセンサ層3は、透明導電層31、樹脂フィルム32以外に、分離層、貼合層、保護層を備えることができる。
タッチセンサ層3は、視認側からみて最下層に位置する。タッチセンサ層3は、透明導電層、および樹脂フィルムを有する。タッチセンサ層3が有する樹脂フィルムの数は1であることが好ましい。タッチセンサ層3は、前面板側から順に、透明導電層31、及び樹脂フィルム32を備えることができる。タッチセンサ層3は、前面板側から順に、樹脂フィルム32、及び透明導電層31を備えることもできる。タッチセンサ層3は、透明導電層31、樹脂フィルム32以外に、分離層、貼合層、保護層を備えることができる。
タッチセンサ層3としては、前面板1でタッチされた位置を検出可能なセンサであり、透明導電層31、および樹脂フィルム32を有する構成であれば、検出方式は限定されることはない。タッチセンサ層の検出方式としては、抵抗膜方式、静電容量方式、光センサ方式、超音波方式、電磁誘導結合方式、表面弾性波方式等が挙げられる。中でも低コスト、早い反応速度、薄膜化の面で、静電容量方式のタッチセンサ層が好ましく用いられる。
タッチセンサ層3は、樹脂フィルム32と、樹脂フィルム32の貼合層側の表面上に設けられた透明導電層31とを備える構成であることが好ましい。樹脂フィルム32の表面上に透明導電層31が設けられている構成においては、樹脂フィルム32と透明導電層31とが互いに接している構成であってもよく(例えば、後述する第1の方法により製造されるタッチセンサ層)、樹脂フィルム32と透明導電層31とが互いに接していない構成であってもよい(例えば、後述する第2の方法により製造されるタッチセンサ層)。タッチセンサ層3は、樹脂フィルム32、透明導電層31とは別に、貼合層、分離層、保護層等を備えていてもよい。貼合層としては、接着剤層、粘着剤層が挙げられる。
静電容量方式のタッチセンサ層の一例は、樹脂フィルムと、樹脂フィルムの表面に設けられた位置検出用の透明導電層と、タッチ位置検知回路とにより構成されている。静電容量方式のタッチセンサ層を有する光学積層体を設けた表示装置においては、前面板1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導電層が接地される。タッチ位置検知回路が、透明導電層の接地を検知し、タッチされた位置が検出される。
互いに離間した複数の透明導電層を有することにより、より詳細な位置の検出が可能となる。
互いに離間した複数の透明導電層を有することにより、より詳細な位置の検出が可能となる。
透明導電層は、ITO等の金属酸化物からなる透明導電層であってもよく、アルミニウムや銅、銀、金、又はこれらの合金等の金属からなる金属層であってもよい。
分離層は、ガラス等の基板上に形成されて、分離層上に形成された透明導電層を分離層とともに、基板から分離するための層であることができる。分離層は、無機物層又は有機物層であることが好ましい。無機物層を形成する材料としては、例えばシリコン酸化物が挙げられる。有機物層を形成する材料としては、例えば(メタ)アクリル系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、ポリイミド系樹脂組成物等を用いることができる。
タッチセンサ層3は、透明導電層31に接して導電層を保護する保護層を備えていてもよい。保護層は有機絶縁膜及び無機絶縁膜のうちの少なくとも一つを含み、これらの膜は、スピンコート法、スパッタリング法、蒸着法等により形成することができる。
タッチセンサ層3は例えば、以下のようにして製造することができる。第1の方法では、まずガラス基板へ貼合層を介して樹脂フィルム32を積層する。樹脂フィルム32上に、フォトリソグラフィによりパターン化された透明導電層31を形成する。熱を加えることにより、ガラス基板と樹脂フィルム32とを分離して、透明導電層31と樹脂フィルム32とからなるタッチセンサ層3が得られる。
第2の方法では、まずガラス基板上に分離層を形成し、必要に応じて、分離層上に保護層を形成する。分離層(又は保護層)上に、フォトリソグラフィによりパターン化された透明導電層31を形成する。透明導電層31上に、剥離可能な保護フィルムを積層し、透明導電層31から分離層までを転写して、ガラス基板を分離する。貼合層を介して樹脂フィルム32と分離層とを貼合し、剥離可能な保護フィルムを剥離することで、透明導電層31と分離層と貼合層と樹脂フィルム32とをこの順に有するタッチセンサ層3が得られる。
タッチセンサ層の樹脂フィルム32としては、トリアセチルセルロース、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、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、アクリル等の樹脂フィルムが挙げられる。
タッチセンサ層の樹脂フィルム32は、優れた耐屈曲性を有する光学積層体を構成しやすい観点から、厚さが50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。タッチセンサ層が備える樹脂フィルム32の厚みは、例えば10μm以上であり、レーザーの吸収率を高める観点から、好ましくは20μm以上である。
タッチセンサ層3が有する樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましい。
タッチセンサ層3が有する樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下であることが好ましく、0.01以上0.5以下であることがより好ましく、0.08以上0.3以下であってもよい。
[貼合層]
貼合層は、粘着剤又は接着剤から構成される層であることができる。貼合層は、式(1)における樹脂フィルムには含まれない。各貼合層は、同じ材料からなるものであっても、異なる材料からなるものであってもよい。前面板1と偏光層2とを積層する貼合層、偏光層2とタッチセンサ層3とを積層する貼合層は、粘着剤層であることが好ましい。透明導電層31と樹脂フィルム32とを積層する貼合層は、接着剤層であることが好ましい。
貼合層は、粘着剤又は接着剤から構成される層であることができる。貼合層は、式(1)における樹脂フィルムには含まれない。各貼合層は、同じ材料からなるものであっても、異なる材料からなるものであってもよい。前面板1と偏光層2とを積層する貼合層、偏光層2とタッチセンサ層3とを積層する貼合層は、粘着剤層であることが好ましい。透明導電層31と樹脂フィルム32とを積層する貼合層は、接着剤層であることが好ましい。
粘着剤層は、(メタ)アクリル系、ゴム系、ウレタン系、エステル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系のような樹脂を主成分とする粘着剤組成物で構成することができる。中でも、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ましい。粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型、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(ベースポリマー)としては、例えば、(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-エチルヘキシルのような(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ましく用いられる。ベースポリマーには、極性モノマーを共重合させてもよい。極性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートのような、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が挙げられる。
粘着剤組成物は、架橋剤を含むことができる。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もの;ポリアミン化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するもの;ポリエポキシ化合物やポリオールであって、カルボキシル基との間でエステル結合を形成するもの;ポリイソシアネート化合物であって、カルボキシル基との間でアミド結合を形成するものが挙げられる。中でも、ポリイソシアネート化合物が好ましい。
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んでいてよい。
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。
粘着剤層の温度25℃における貯蔵弾性率は、0.005~1.0MPaであることが好ましく、0.01~0.5MPaであることがより好ましく、0.01~0.2MPaであることがさらに好ましい。貯蔵弾性率は、粘弾性測定装置(MCR-301、Anton Paar社)を使用して測定することができる。粘着剤層を、厚みが150μmとなるように複数枚積層してガラス板に接合後、測定チップと接着した状態で-20℃から100℃の温度領域で周波数1.0Hz、変形量1%、昇温速度5℃/分の条件下にて測定を行うことができる。
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。
貼合層が粘着剤層である場合、粘着剤層の厚みは、好ましくは1μm以上50μm以下であり、より好ましくは5μm以上30μmである。貼合層が接着剤層である場合、接着剤層の厚みは、好ましくは、0.01μm以上5μm以下であり、より好ましくは0.1μm以上3μm以下である。
[光学積層体の製造方法]
本発明の光学積層体は、貼合層を使用して、前面板と偏光層とタッチセンサ層とを結合することにより製造される。それぞれの層を結合する方法としては、一方の層の結合する表面に貼合層を形成した後に他方の層を積層すればよく、又は、両方の層の結合する表面にそれぞれ貼合層を形成した後、貼合層同士を合わせてもよい。層の結合する表面に粘着剤層を形成する方法は、上述の通り粘着剤組成物を使用して形成してよく、又は独立して取扱うことができるシート状粘着剤を準備して、これを表面に貼り付けることで形成してもよい。
本発明の光学積層体は、貼合層を使用して、前面板と偏光層とタッチセンサ層とを結合することにより製造される。それぞれの層を結合する方法としては、一方の層の結合する表面に貼合層を形成した後に他方の層を積層すればよく、又は、両方の層の結合する表面にそれぞれ貼合層を形成した後、貼合層同士を合わせてもよい。層の結合する表面に粘着剤層を形成する方法は、上述の通り粘着剤組成物を使用して形成してよく、又は独立して取扱うことができるシート状粘着剤を準備して、これを表面に貼り付けることで形成してもよい。
各層を貼り合わせた後、光学積層体はレーザーにより所定形状へ裁断されることができる。裁断された光学積層体において、タッチセンサ層が備える樹脂フィルムに微小なクラックが生じにくい。そのため、屈曲性に優れる光学積層体、および表示装置を得ることができる。
レーザーには、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。タッチセンサ層が備える樹脂フィルムへのクラックは、CWレーザーで光学積層体を裁断したときに生じやすいため、CWレーザーを用いる場合に、本発明は特に有用である。レーザーの種類としては、CO2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。光学積層体の吸収域に適合させやすいことから、CO2レーザーが好ましい。
レーザー光は、光学積層体の前面板1側から(視認側から)入射させてもよいし、タッチセンサ層3側から(反視認側から)入射させてもよい。耐屈曲性を高める観点から、レーザー光は前面板1側から入射させることが好ましい。すなわち、光学積層体の製造方法は、視認側からレーザー光を入射させて、レーザーにより所定形状へ裁断する工程を備えることができる。
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。レーザーの出力は、CO2レーザーを用いる場合、好ましくは2W以上20W以下であり、より好ましくは5W以上15W以下であり、さらに好ましくは7W以上12W以下である。レーザー光の移動速度は、好ましくは50mm/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。1回の照射により光学積層体を裁断してもよいし、複数回の照射により光学積層体を裁断してもよい。
単位長さの走査で照射されるレーザー光のエネルギー(以下、照射エネルギーということがある。)は、1mJ/mm以上であることが好ましく、10mJ/mm以上であることがより好ましく、25mJ/mm以上であることがさらに好ましい。照射エネルギーの上限値は特に限定されないが、例えば1000mJ/mm以下であり、500mJ/mm以下であってもよいし、100mJ/mm以下であってもよい。
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、光学積層体の前面板1側の表面に合わせてもよいし、タッチセンサ層3に合わせてもよい。レーザー光のスポットサイズは、5μm以上100μm以下とすることができ、10μm以上70μm以下とすることができる。レンズの焦点深度(depth of Focus、DOF)は、10μm以上500μm以下とすることができ、100μm以上300μm以下とすることができる。
[表示装置]
光学積層体は、例えば、表示パネルの表示面に配置されて、表示装置を構成することができる。光学積層体は、可撓性を有する表示パネルの表示面に適用する用途に特に好ましい。図2は、本発明の表示装置の構造の一例を示す断面図である。表示装置200は、その前面(視認側)に配置された光学積層体100と、表示パネル5とを有する。光学積層体100及び表示パネル5は、貼合層4により積層されている。光学積層体と表示パネルとを積層する貼合層は粘着剤層であることができる。表示パネルは、視認側表面を内側にして折り畳み可能に構成されたものであってもよく、巻回可能に構成されたものであってもよい。表示パネルの具体例としては、液晶表示素子、有機EL表示素子、無機EL表示素子、プラズマ表示素子、電界放射型表示素子が挙げられる。
光学積層体は、例えば、表示パネルの表示面に配置されて、表示装置を構成することができる。光学積層体は、可撓性を有する表示パネルの表示面に適用する用途に特に好ましい。図2は、本発明の表示装置の構造の一例を示す断面図である。表示装置200は、その前面(視認側)に配置された光学積層体100と、表示パネル5とを有する。光学積層体100及び表示パネル5は、貼合層4により積層されている。光学積層体と表示パネルとを積層する貼合層は粘着剤層であることができる。表示パネルは、視認側表面を内側にして折り畳み可能に構成されたものであってもよく、巻回可能に構成されたものであってもよい。表示パネルの具体例としては、液晶表示素子、有機EL表示素子、無機EL表示素子、プラズマ表示素子、電界放射型表示素子が挙げられる。
表示装置200は、スマートフォン、タブレット等のモバイル機器、テレビ、デジタルフォトフレーム、電子看板、測定器や計器類、事務用機器、医療機器、電算機器等として用いることができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施例中、物質を配合する割合の単位「部」は、特に断らない限り、重量基準である。
[ガラス転移温度の測定方法]
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置(TA Instruments社製 Q-1000)により測定した。窒素雰囲気下で、2~3mgの試料を、30℃から250℃まで、10℃/分の速さで昇温し、その後250℃から50℃まで、10℃/分の速さで降温し、その後50℃から250℃まで、10℃/分の速さで昇温した。2回目の昇温時の示差走査熱量測定から、ガラス転移温度を求めた。
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置(TA Instruments社製 Q-1000)により測定した。窒素雰囲気下で、2~3mgの試料を、30℃から250℃まで、10℃/分の速さで昇温し、その後250℃から50℃まで、10℃/分の速さで降温し、その後50℃から250℃まで、10℃/分の速さで昇温した。2回目の昇温時の示差走査熱量測定から、ガラス転移温度を求めた。
[吸光度の測定方法]
波長9.3μmの光の吸光度は、フーリエ変換赤外分光光度計(日本分光株式会社製 FT/IR-6300)を用いて測定した。
波長9.3μmの光の吸光度は、フーリエ変換赤外分光光度計(日本分光株式会社製 FT/IR-6300)を用いて測定した。
[前面板1]
前面板1として、ポリイミド(PI)フィルムの一方の表面にハードコート層が形成されたものを用いた。このPIフィルムは、特開2018-119141号公報の実施例9にしたがって準備した。ポリイミドフィルムの厚みは50μmであり、ハードコート層の厚みは10μmであった。このポリイミドフィルムのガラス転移温度は、390℃であった。このポリイミドフィルムの波長9.3μmの光の吸光度は0.04であった。
前面板1として、ポリイミド(PI)フィルムの一方の表面にハードコート層が形成されたものを用いた。このPIフィルムは、特開2018-119141号公報の実施例9にしたがって準備した。ポリイミドフィルムの厚みは50μmであり、ハードコート層の厚みは10μmであった。このポリイミドフィルムのガラス転移温度は、390℃であった。このポリイミドフィルムの波長9.3μmの光の吸光度は0.04であった。
[前面板2]
前面板2として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。このPETフィルムは、SKC社製のSH34である。PETフィルムの厚みは23μmであった。このPETフィルムのガラス転移温度は、114℃であった。このPETフィルムの波長9.3μmの光の吸光度は0.18であった。
前面板2として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。このPETフィルムは、SKC社製のSH34である。PETフィルムの厚みは23μmであった。このPETフィルムのガラス転移温度は、114℃であった。このPETフィルムの波長9.3μmの光の吸光度は0.18であった。
[円偏光板]
トリアセチルセルロース(TAC)フィルムの一方の表面に配向膜を形成した。配向膜上に、重合性液晶化合物および二色性色素を有する組成物を塗布した。塗膜を配向、硬化させて偏光子を得た。偏光子上に、紫外線硬化性樹脂を塗布した。塗膜を硬化させてオーバーコート層を形成した。このようにして、直線偏光板を得た。TACフィルムの厚みは25μmであり、偏光子の厚みは2.5μmであり、オーバーコート層の厚みは1.0μmであった。このTACフィルムは、コニカミノルタ株式会社製のKC2UAWである。このTACフィルムのガラス転移温度は、160℃であった。このTACフィルムの波長9.3μmの光の吸光度は0.135であった。
トリアセチルセルロース(TAC)フィルムの一方の表面に配向膜を形成した。配向膜上に、重合性液晶化合物および二色性色素を有する組成物を塗布した。塗膜を配向、硬化させて偏光子を得た。偏光子上に、紫外線硬化性樹脂を塗布した。塗膜を硬化させてオーバーコート層を形成した。このようにして、直線偏光板を得た。TACフィルムの厚みは25μmであり、偏光子の厚みは2.5μmであり、オーバーコート層の厚みは1.0μmであった。このTACフィルムは、コニカミノルタ株式会社製のKC2UAWである。このTACフィルムのガラス転移温度は、160℃であった。このTACフィルムの波長9.3μmの光の吸光度は0.135であった。
重合性液晶化合物が硬化した層からなるλ/4層と、重合性液晶化合物が硬化した層からなるポジティブC層とを、アクリル系粘着剤層を介して積層し、位相差フィルムを得た。λ/4層の厚みは2μmであり、ポジティブC層の厚みは3μmであり、アクリル系粘着剤層の厚みは5μmであった。
直線偏光板と位相差フィルムとを、アクリル系粘着剤層を介して積層し、円偏光板を得た。アクリル系粘着剤層の厚みは5μmであった。得られた円偏光板は、TACフィルム、偏光子、オーバーコート層、粘着剤層、λ/4層、粘着剤層、ポジティブC層がこの順に有する積層体であった。
[タッチセンサ層1]
ガラス基板上に分離層を形成した。分離層上に、パターン化された透明導電層をフォトリソグラフィにより形成した。透明導電層上に、剥離可能な保護フィルムを積層し、透明導電層から分離層までを転写して、ガラス基板を分離した。接着剤層を介してポリアリレートフィルムと分離層とを貼合し、剥離可能な保護フィルムを剥離した。このようにして、透明導電層と分離層と接着剤層とポリアリレートフィルムとをこの順に有するタッチセンサ層を得た。このポリアリレートフィルムは、ユニチカ株式会社製のM-2040Hである。ポリアリレートフィルムのガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。ポリアリレートフィルムの厚みは25μmであった。
ガラス基板上に分離層を形成した。分離層上に、パターン化された透明導電層をフォトリソグラフィにより形成した。透明導電層上に、剥離可能な保護フィルムを積層し、透明導電層から分離層までを転写して、ガラス基板を分離した。接着剤層を介してポリアリレートフィルムと分離層とを貼合し、剥離可能な保護フィルムを剥離した。このようにして、透明導電層と分離層と接着剤層とポリアリレートフィルムとをこの順に有するタッチセンサ層を得た。このポリアリレートフィルムは、ユニチカ株式会社製のM-2040Hである。ポリアリレートフィルムのガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。ポリアリレートフィルムの厚みは25μmであった。
[タッチセンサ層2]
ポリアリレートフィルムを、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層2を作製した。このPETフィルムは、SKC社製のSH34である。PETフィルムのガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。PETフィルムの厚みは23μmであった。
ポリアリレートフィルムを、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層2を作製した。このPETフィルムは、SKC社製のSH34である。PETフィルムのガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。PETフィルムの厚みは23μmであった。
[タッチセンサ層3]
ポリアリレートフィルムを、アクリルフィルム1に変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層3を作製した。このアクリルフィルム1は、株式会社LG化学製のGA-01である。アクリルフィルム1のガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。アクリルフィルム1の厚みは40μmであった。
ポリアリレートフィルムを、アクリルフィルム1に変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層3を作製した。このアクリルフィルム1は、株式会社LG化学製のGA-01である。アクリルフィルム1のガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。アクリルフィルム1の厚みは40μmであった。
[タッチセンサ層4]
ポリアリレートフィルムを、アクリルフィルム2に変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層4を作製した。このアクリルフィルム2は、コニカミノルタ株式会社製のSAZMAである。アクリルフィルム2のガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。アクリルフィルム2の厚みは20μmであった。
ポリアリレートフィルムを、アクリルフィルム2に変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層4を作製した。このアクリルフィルム2は、コニカミノルタ株式会社製のSAZMAである。アクリルフィルム2のガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。アクリルフィルム2の厚みは20μmであった。
[タッチセンサ層5]
ポリアリレートフィルムを、アクリルフィルム3に変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層5を作製した。このアクリルフィルム3は、三菱ケミカル株式会社製のBR-77である。アクリルフィルム3のガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。アクリルフィルム3の厚みは40μmであった。
ポリアリレートフィルムを、アクリルフィルム3に変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層5を作製した。このアクリルフィルム3は、三菱ケミカル株式会社製のBR-77である。アクリルフィルム3のガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。アクリルフィルム3の厚みは40μmであった。
[タッチセンサ層6]
ポリアリレートフィルムを、シクロオレフィン樹脂(COP)フィルムに変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層6を作製した。このCOPフィルムは、日本ゼオン株式会社製のZF14-023である。COPフィルムのガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。COPフィルムの厚みは23μmであった。
ポリアリレートフィルムを、シクロオレフィン樹脂(COP)フィルムに変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層6を作製した。このCOPフィルムは、日本ゼオン株式会社製のZF14-023である。COPフィルムのガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。COPフィルムの厚みは23μmであった。
[タッチセンサ層7]
ポリアリレートフィルムを、ポリイミド(PI)フィルムに変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層7を作製した。このPIフィルムは、以下のように製造した。
ポリアリレートフィルムを、ポリイミド(PI)フィルムに変えたこと以外は、タッチセンサ層1の作製と同様にして、タッチセンサ層7を作製した。このPIフィルムは、以下のように製造した。
窒素雰囲気下、撹拌翼を備えた1Lセパラブルフラスコに、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)52g(162.38mmol)および水分量を500ppmに調整したN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)673.93gを加え、室温で撹拌しながらTFMBをDMAc中に溶解させた。次に、フラスコに4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)28.90g(65.05mmol)を添加し、室温で3時間撹拌した。その後、テレフタロイルクロリド(TPC)19.81g(97.57mmol)をフラスコに加え、室温で1時間撹拌した。次いで、フラスコにピリジン7.49g(94.65mmol)と無水酢酸14.61g(143.11mmol)とを加え、室温で30分間撹拌した後、オイルバスを用いて70℃に昇温し、さらに5時間撹拌し、反応液を得た。
得られた反応液を室温まで冷却し、大量のメタノール中に糸状に投入し、析出した沈殿物を取り出し、メタノール中に6時間浸漬後、メタノールで洗浄した。次に、100℃にて沈殿物の減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド樹脂を得た。得られたポリアミドイミド樹脂に、濃度が15質量%となるようにDMAcを加え、ポリアミドイミドワニスを作製した。
得られたポリアミドイミドワニスをポリエステル基材(東洋紡株式会社製、商品名「A4100」)の平滑面上に自立膜の膜厚が55μmとなるようにアプリケーターを用いて塗工し、50℃30分間、次いで140℃15分間で乾燥し、自立膜を得た。自立膜を金枠に固定し、さらに大気下で230℃30分間乾燥し、膜厚50μmのPIフィルムを得た。PIフィルムのガラス転移温度(℃)および波長9.3μmの光の吸光度は、表1~2に示した。
[実施例1]
前面板1、円偏光板、およびタッチセンサ層1を、アクリル系粘着剤層を介して、互いに積層して、図1に示す光学積層体を得た。このアクリル系粘着剤層の厚みは25μmであった。実施例1の光学積層体が備える樹脂フィルムの数は3である。
前面板1、円偏光板、およびタッチセンサ層1を、アクリル系粘着剤層を介して、互いに積層して、図1に示す光学積層体を得た。このアクリル系粘着剤層の厚みは25μmであった。実施例1の光学積層体が備える樹脂フィルムの数は3である。
[実施例2~6、比較例1~2]
前面板、およびタッチセンサ層を表1または表2に示すものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を作製した。
前面板、およびタッチセンサ層を表1または表2に示すものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、光学積層体を作製した。
[クラック評価]
各実施例および比較例で作製した光学積層体を、CO2レーザー(LP Tech社)により裁断した。このレーザーはCWレーザーである。このレーザーの発振波長は9.3μmである。レーザー光は、光学積層体の前面板側から(視認側から)、またはタッチセンサ層側から(反視認側から)入射させ、レンズで集光した。レーザー光のスポットサイズは、45.1μmであった。レンズのDOFは、239μmであった。レーザー光の照射回数は1回であり、すなわちフルカットで光学積層体を裁断した。レーザーの出力、移動速度、および照射エネルギーは、表1または表2に示すとおりである。タッチセンサ層が備える樹脂フィルムに微小なクラックが生じているか否かを光学顕微鏡により観察した。
各実施例および比較例で作製した光学積層体を、CO2レーザー(LP Tech社)により裁断した。このレーザーはCWレーザーである。このレーザーの発振波長は9.3μmである。レーザー光は、光学積層体の前面板側から(視認側から)、またはタッチセンサ層側から(反視認側から)入射させ、レンズで集光した。レーザー光のスポットサイズは、45.1μmであった。レンズのDOFは、239μmであった。レーザー光の照射回数は1回であり、すなわちフルカットで光学積層体を裁断した。レーザーの出力、移動速度、および照射エネルギーは、表1または表2に示すとおりである。タッチセンサ層が備える樹脂フィルムに微小なクラックが生じているか否かを光学顕微鏡により観察した。
[屈曲耐久性評価]
レーザーにより裁断した後のクラックが生じていない光学積層体に対して屈曲試験を行い、屈曲耐久性を評価した。図3に示すように、個別に移動可能な二つの載置台501,502を、間隙Cが3mm(屈曲半径1.5mm)となるように配置し、間隙Cの中心に幅方向の中心が位置するようにし、かつ、前面板が上側に位置するようにして光学積層体100を固定して配置した(図3(a))。そして、二つの載置台501,502を位置P1及び位置P2を回転軸の中心として上方に90度回転させて、載置台の間隙Cに対応する光学積層体の領域に曲げの力を付加した(図3(b))。その後、二つの載置台501,502を元の位置に戻した(図3(a))。以上の一連の操作を完了して、曲げの力の付加回数を1回とカウントした。これを、温度25℃において繰返し行った。光学積層体の載置台501,502の間隙Cに対応する領域において、最初に光学積層体に割れが発生した曲げの力の付加回数を数えた。載置台501,502の移動速度、曲げの力の付加のペースは、いずれの光学積層体に対する評価試験においても同一の条件とした。
レーザーにより裁断した後のクラックが生じていない光学積層体に対して屈曲試験を行い、屈曲耐久性を評価した。図3に示すように、個別に移動可能な二つの載置台501,502を、間隙Cが3mm(屈曲半径1.5mm)となるように配置し、間隙Cの中心に幅方向の中心が位置するようにし、かつ、前面板が上側に位置するようにして光学積層体100を固定して配置した(図3(a))。そして、二つの載置台501,502を位置P1及び位置P2を回転軸の中心として上方に90度回転させて、載置台の間隙Cに対応する光学積層体の領域に曲げの力を付加した(図3(b))。その後、二つの載置台501,502を元の位置に戻した(図3(a))。以上の一連の操作を完了して、曲げの力の付加回数を1回とカウントした。これを、温度25℃において繰返し行った。光学積層体の載置台501,502の間隙Cに対応する領域において、最初に光学積層体に割れが発生した曲げの力の付加回数を数えた。載置台501,502の移動速度、曲げの力の付加のペースは、いずれの光学積層体に対する評価試験においても同一の条件とした。
表中で「視認側から」は、例えば図1において前面板1からタッチセンサ層3に向かう方向にレーザーを照射することを意味し、「反視認側から」は、例えば図1においてタッチセンサ層3から前面板1に向かう方向にレーザーを照射することを意味する。
パラメータAが41以上1200以下である光学積層体は、レーザー光で所定形状に裁断したときに、タッチセンサ層が備える樹脂フィルムにクラックが生じなかった。
1…前面板、2…偏光層、3…タッチセンサ層、4…貼合層、5…表示パネル、10…樹脂フィルム、11…ハードコート層、20…偏光子、21…樹脂フィルム、22…位相差フィルム、31…透明導電層、32…樹脂フィルム、100…光学積層体、200…表示装置
Claims (7)
- 前記タッチセンサ層は、前記前面板側から順に前記透明導電層、および前記樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、請求項1に記載の光学積層体。 - 前記前面板は、樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、200℃以上500℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、請求項1または2に記載の光学積層体。 - 前記偏光層は、樹脂フィルムを有し、
当該樹脂フィルムのガラス転移温度(℃)は、100℃以上300℃以下であり、
当該樹脂フィルムの波長9.3μmの光の吸光度は、0.01以上1.0以下である、請求項1~3のいずれかに記載の光学積層体。 - 前記前面板、前記偏光層、および前記タッチセンサ層は、それぞれ1枚の樹脂フィルムを備える、請求項1~4のいずれかに記載の光学積層体。
- 請求項1~5のいずれかに記載の光学積層体を有する、表示装置。
- 視認側からレーザー光を入射させて、レーザーにより所定形状へ裁断する工程を備える、請求項1~5のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
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| US12196992B2 (en) | 2021-04-20 | 2025-01-14 | Fujifilm Corporation | Laminate, laminate with pressure-sensitive adhesive layer, polarizing plate, and image display device |
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