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CN117957469A - 光学层叠体和图像显示装置 - Google Patents

光学层叠体和图像显示装置 Download PDF

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CN117957469A
CN117957469A CN202280063073.8A CN202280063073A CN117957469A CN 117957469 A CN117957469 A CN 117957469A CN 202280063073 A CN202280063073 A CN 202280063073A CN 117957469 A CN117957469 A CN 117957469A
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CN
China
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layer
optical
refractive index
film
phase difference
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280063073.8A
Other languages
English (en)
Inventor
白石贵志
祖父江彰二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
Priority claimed from JP2022154605A external-priority patent/JP2023053913A/ja
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority claimed from PCT/JP2022/036472 external-priority patent/WO2023054595A1/ja
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Abstract

本发明提供一种光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置,所述光学层叠体能够用作圆偏振板,在应用于图像显示装置时,确保充分小的反射率,并且不易观察到由圆偏振板的面内的反射色调的轻微偏差引起的内部反射光的轻微泄漏。提供了一种光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置,所述光学层叠体依次包含光学功能层(A)、直线偏振片和具有逆波长色散性的相位差层,光学功能层(A)的波长450nm处的反射率R(450)与波长550nm处的反射率R(550)之比:R(450)/R(550)为1.07以上且1.55以下,反射率R(550)小于6.0%。

Description

光学层叠体和图像显示装置
技术领域
本发明涉及光学层叠体和图像显示装置。
背景技术
已知在以有机电致发光(EL)显示装置为代表的图像显示装置中,为了抑制由外部光的反射而导致的可视性的降低,使用圆偏振板等来提高防反射性能〔例如,日本特开2020-134934号公报(专利文献1)〕。圆偏振板是包含直线偏振板和相位差层的光学层叠体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-134934号公报
发明内容
发明要解决的课题
圆偏振板通常配置于有机EL显示元件等图像显示元件的观察侧。通过这样配置圆偏振板,从而能够抑制入射至图像显示元件的外部光被该元件所具有的内部电极等反射而射出至外部的内部反射光。特别是已知如果圆偏振板为包含具有逆波长色散性的λ/4层的构成,则能够在宽的可见范围内抑制内部反射光,因此容易实现黑显示(使圆偏振板的反射色调为中性)。
然而,存在如下问题:圆偏振板的反射色调越成为中性,则由圆偏振板的面内的反射色调的轻微偏差(日文:振れ)引起的内部反射光的轻微泄漏(以下,也称为“轻微漏光”。)越容易被观察为不均。
本发明的目的在于,提供一种光学层叠体,其能够用作圆偏振板,在应用于图像显示装置时,在确保充分小的反射率的同时不易观察到上述轻微漏光。本发明的另一目的在于,提供包含该光学层叠体的图像显示装置。
用于解决课题的手段
本发明提供以下的光学层叠体和图像显示装置。
[1]一种光学层叠体,其依次包含光学功能层(A)、直线偏振片和具有逆波长色散性的相位差层,
上述光学功能层(A)的波长450nm处的反射率R(450)与波长550nm处的反射率R(550)之比:R(450)/R(550)为1.07以上且1.55以下,
上述反射率R(550)小于6.0%。
[2]根据[1]中记载的光学层叠体,其中,上述光学功能层(A)包含波长550nm处的折射率为1.6以上的高折射率层。
[3]根据[2]中记载的光学层叠体,其中,上述光学功能层(A)包含基材膜和层叠于其上的上述高折射率层。
[4]根据[1]~[3]中任一项记载的光学层叠体,其中,上述反射率R(450)与上述反射率R(550)之比:R(450)/R(550)为1.07以上且1.35以下。
[5]根据[1]~[4]中任一项记载的光学层叠体,其中,上述相位差层包含1层以上的液晶固化层。
[6]根据[1]~[5]中任一项记载的光学层叠体,其中,上述光学功能层(A)还包含前面板。
[7]根据[1]~[6]中任一项记载的光学层叠体,其还包含配置于上述相位差层的与上述直线偏振片相反侧的粘合剂层。
[8]根据[7]中记载的光学层叠体,其还包含配置于上述粘合剂层的与上述相位差层相反侧的隔膜。
[9]根据[1]~[8]中任一项记载的光学层叠体,其在上述光学功能层(A)的与上述直线偏振片相反侧的面还具有防护膜。
[10]一种图像显示装置,其包含[1]~[9]中任一项记载的光学层叠体。
发明效果
能够提供一种光学层叠体和包含该光学层叠体的图像显示装置,所述光学层叠体能够用作圆偏振板,在应用于图像显示装置时,在确保充分小的反射率的同时不易观察到上述轻微漏光。
附图说明
图1是表示本发明的光学层叠体的一个例子的示意截面图。
图2是表示本发明的光学层叠体的另一个例子的示意截面图。
图3是表示本发明的光学层叠体的又一个例子的示意截面图。
图4是表示本发明的光学层叠体的又一个例子的示意截面图。
图5是表示本发明的光学层叠体的又一个例子的示意截面图。
图6是表示本发明的图像显示装置的一个例子的示意截面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不限定于以下的实施方式。以下的所有附图是为了帮助理解本发明而示出的,附图所示的各构成要素的尺寸、形状未必与实际的构成要素的尺寸、形状一致。
<光学层叠体>
本发明的光学层叠体(以下,也简称为“光学层叠体”。)能够用作圆偏振板,依次包含光学功能层(A)、直线偏振片和具有逆波长色散性的相位差层。术语“圆偏振板”包括椭圆偏振板。
图1是表示本发明的光学层叠体的一个例子的示意截面图。图1所示的光学层叠体具备光学功能层(A)1、直线偏振片2和具有逆波长色散性的相位差层3。光学功能层(A)1与直线偏振片2可以借助第1贴合层10层叠。直线偏振片2与相位差层3可以借助第2贴合层20层叠。在将该光学层叠体应用于图像显示装置(有机EL显示装置等)的情况下,以该光学层叠体的光学功能层(A)1侧成为观察侧、即相位差层3侧成为图像显示元件(有机EL显示元件等)侧的方式配置于图像显示元件的观察侧。
以下,对光学层叠体中包含或可包含的构成要素进行详细说明。
(1)光学功能层(A)
光学功能层(A)是配置于直线偏振片2的观察侧的层,具有以下的反射特性。
〔a〕波长450nm处的反射率R(450)与波长550nm处的反射率R(550)之比(反射率R(450)/反射率R(550)。以下,也简称为“反射率比”。)为1.07以上且1.55以下。
〔b〕反射率R(550)小于6.0%。
光学功能层(A)通常具有层叠结构。在第1贴合层10的反射率是有意义的(日文:有意な)值的情况下,由光学功能层(A)1和第1贴合层10构成的层叠结构、即由配置于直线偏振片2的观察侧的全部层构成的层叠结构相当于“光学功能层(A)”。另一方面,在第1贴合层10的反射率不是有意义的值的情况下,即在光学功能层(A)1的反射特性与上述层叠结构的反射特性实质上相等的情况下,可以将光学功能层(A)1视为光学功能层(A)。
通过在直线偏振片2的观察侧赋予具有上述反射特性的光学功能层(A)1,从而能够使在光学层叠体的观察侧表面反射的反射光成为带蓝色的颜色,因此能够使上述的轻微漏光不易被观察到。本发明的光学层叠体具备具有逆波长色散性的相位差层,由此能够大幅抑制内部反射,因此,通过赋予光学功能层(A)1来控制在光学层叠体的观察侧表面反射的反射光的本发明的方法在不易观察到轻微漏光方面是有效的。另一方面,即使将光学功能层(A)1配置于直线偏振片2的观察侧,也能够抑制来自于图像显示元件的透射光(白显示)变化为带蓝色的颜色。
通过调整圆偏振板所具有的相位差层的相位差特性,也能够使圆偏振板的反射色调成为带蓝色的颜色。例如,通过增大波长色散α,能够成为带蓝色的颜色。但是,在该情况下,产生从斜向的反射色调的变化变大的其他问题。根据将具有上述反射特性的光学功能层(A)1赋予至直线偏振片2的观察侧的方法,能够在不产生这样的问题的情况下使轻微漏光不易被观察到。
需要说明的是,波长色散α是指波长450nm处的面内相位差值Re(450)与波长550nm处的面内相位差值Re(550)之比。
波长色散α=面内相位差值Re(450)/面内相位差值Re(550)
另外,根据本发明的光学层叠体,能够使光学层叠体的反射色调适度地成为带蓝色的颜色,因此能够对图像显示装置的显示赋予高级感。反射色调的发蓝程度可以通过在上述范围内调整反射率R(450)、反射率R(550)和/或它们的反射率比来控制。
从不易观察到轻微漏光的观点和/或适度减小光学层叠体的反射率Y的观点出发,反射率比优选为1.07以上且1.45以下,更优选为1.07以上且1.35以下,进一步优选为1.10以上且1.35以下,更进一步优选为1.12以上且1.35以下。如果反射率比超过1.55,则存在光学层叠体的反射色调的发蓝变得过强的趋势。如果反射率比小于1.07,则无法得到不易观察到轻微漏光的效果。
从适度减小光学层叠体的反射率Y等观点出发,反射率R(550)优选为5.8%以下,更优选为5.6%以下,进一步优选为5.4%以下。如果反射率R(550)为6.0%以上,则光学层叠体的反射率Y变得过大,存在图像显示装置的可视性降低的趋势。反射率R(550)可以为0.0%,但通常超过0.0%,例如为0.1%以上,优选为1.0%以上,更优选为4.0%以上,进一步优选为4.2%以上。
从不易观察到轻微漏光的观点和/或适度减小光学层叠体的反射率Y的观点出发,反射率R(450)优选为4.0%以上且10.0%以下,更优选为4.5%以上且9.0%以下,进一步优选为5.0%以上且8.0%以下。
从图像显示装置的可视性的观点出发,光学层叠体的反射率Y优选小于6.0%,更优选为5.9%以下,进一步优选为5.8%以下,更进一步优选为5.7%以下。反射率Y通常为4.0%以上。
光学功能层(A)的反射率R(450)和反射率R(550)以及光学层叠体的反射率Y可以按照后述的[实施例]一项中记载的方法进行测定。
光学功能层(A)1例如可以包含高折射率层、含色素层(例如含黄色色素层)、高折射率层与低折射率层的交替多层、液晶层、荧光发光性层、或它们的组合等。高折射率层利用界面反射来实现上述反射特性。含色素层例如是含有吸收黄色光的色素的层,是提高反射光的发蓝的层。高折射率层与低折射率层的交替多层利用高折射率层与低折射率层的界面处的界面反射来实现上述反射特性。液晶层例如利用基于胆甾液晶的圆偏振光的反射来实现上述反射特性。其中,从实现具有上述反射特性的光学功能层(A)的容易性和制造的容易性的观点、调整光学层叠体的反射色调的容易性的观点、以及优选不使来自于图像显示元件的透射光着色的观点出发,光学功能层(A)1优选包含高折射率层。
作为高折射率层,可以使用以往公知的构成的高折射率层,优选举出在粘结剂树脂中分散有折射率赋予剂的层。作为折射率赋予剂,例如可举出由氧化锆、氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化铟锡、氧化铟、氧化铝、氧化硅、氧化钇、氧化锑等金属氧化物构成的粒子。该粒子的平均粒径例如为0.01nm以上且100nm以下,优选为0.1nm以上且50nm以下。
从高折射率层的折射率和该层的制膜容易性的观点出发,高折射率层100质量%中,高折射率层中的折射率赋予剂的含量优选为10质量%以上且90质量%以下,更优选为20质量%以上且80质量%以下,进一步优选为30质量%以上且70质量%以下,更进一步优选为40质量%以上且60质量%以下。高折射率层的折射率可以通过高折射率层中的折射率赋予剂的含量来调整。高折射率层中的折射率赋予剂的含量越多,越能够提高高折射率层的折射率。
粘结剂树脂可以是热塑性树脂,也可以是固化性树脂的固化物。高折射率层可以具有硬涂性,在该情况下,高折射率层可以由包含紫外线固化型树脂等活性能量射线固化型树脂和折射率赋予剂的硬涂层形成用组合物的固化物形成。作为活性能量射线固化型树脂,例如可举出(甲基)丙烯酸系树脂、有机硅系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、酰胺系树脂、环氧系树脂等,优选为紫外线固化型树脂。构成粘结剂树脂的紫外线固化型树脂优选为(甲基)丙烯酸系树脂,从固化性的观点出发,更优选为包含来自于多官能的(甲基)丙烯酸类单体的结构单元的(甲基)丙烯酸系树脂。
需要说明的是,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是指可以为丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一者。(甲基)丙烯酸酯等的“(甲基)”也是同样的含义。
从高折射率层的折射率的观点,并且不易观察到轻微漏光的观点出发,高折射率层的厚度(光学膜厚)优选为10nm以上且1000nm以下,更优选为10nm以上且500nm以下,进一步优选为20nm以上且300nm以下,更进一步优选为40nm以上且250nm以下,特别优选为100nm以上且200nm以下。
从不易观察到轻微漏光的观点出发,高折射率层优选波长550nm处的折射率为1.6以上,更优选为1.62以上。从使光学层叠体的反射色调为适度的发蓝的观点出发,该折射率优选为1.75以下,更优选为1.70以下。
光学功能层(A)1通常直接层叠于直线偏振板2的表面。例如,通过将高折射率层形成用组合物涂布于直线偏振片2的表面,并根据需要使其干燥和/或固化,从而能够使高折射率层直接层叠于直线偏振片2的表面。
光学功能层(A)1可以包含基材膜和层叠于其上的高折射率层。在该情况下,光学功能层(A)1可以以其基材膜侧与直线偏振片2对置的方式例如借助第1贴合层10层叠于直线偏振片2上。通过将高折射率层形成用组合物涂布于基材膜上,并根据需要使其干燥和/或固化,能够形成包含基材膜和高折射率层的光学功能层(A)。或者,也可以通过将上述基材膜作为直线偏振片2的保护膜层叠于直线偏振片2的观察侧而制作直线偏振板,进一步将基材膜以外的构成光学功能层(A)1的层与直线偏振板贴合来制作光学层叠体。在该情况下,光学功能层(A)1具有基材膜以外的构成光学功能层(A)1的层和基材膜。
作为基材膜,可以使用后述的热塑性树脂膜。从薄型化的观点出发,基材膜的厚度通常为100μm以下,优选为80μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选为40μm以下,更进一步优选为30μm以下,另外,通常为5μm以上,优选为10μm以上。
其中,基材膜优选为环状聚烯烃系树脂膜、纤维素酯系树脂膜、聚酯系树脂膜或(甲基)丙烯酸系树脂膜。
光学功能层(A)1可以包含上述基材膜以外的热塑性树脂膜。例如,可以通过将该热塑性树脂膜作为直线偏振片2的保护膜层叠于直线偏振片2的观察侧而制作直线偏振板,进一步将该热塑性树脂膜以外的构成光学功能层(A)1的层与直线偏振板贴合来制作光学层叠体。在该情况下,光学功能层(A)1具有热塑性树脂膜以外的构成光学功能层(A)1的层和热塑性树脂膜。关于热塑性树脂膜的详细情况,在后文叙述。
在光学功能层(A)包含高折射率层和基材膜的情况下,从不易观察到轻微漏光的观点出发,波长550nm处的它们的折射率差优选为0.05以上且0.30以下,更优选为0.08以上且0.26以下,进一步优选为0.10以上且0.24以下。
在光学功能层(A)包含高折射率层和基材膜的情况下,可以在高折射率层与基材膜之间夹设树脂层,也可以在高折射率层的与基材膜相反的一侧配置树脂层。树脂层的例子为硬涂层。另外,能够夹设在高折射率层与基材膜之间的树脂层可以为底涂层。关于硬涂层,引用后述的记载。
在光学功能层(A)包含基材膜和树脂层的情况下,可以通过将该基材膜和该树脂层分别作为直线偏振片2的保护膜和硬涂层层叠于直线偏振片2的观察侧而制作直线偏振板,进一步将该基材膜和该树脂层以外的构成光学功能层(A)1的层与直线偏振板贴合来制作光学层叠体。在该情况下,光学功能层(A)1具有该基材膜和该树脂层以外的构成光学功能层(A)1的层、基材膜和树脂层。
从不易观察到轻微漏光的观点出发,在包含上述树脂层的情况下,该树脂层与高折射率层之间的波长550nm处的折射率差优选为0.05以上且0.30以下,更优选为0.08以上且0.26以下,进一步优选为0.10以上且0.24以下。
光学功能层(A)1除了包含高折射率层、含色素层(例如含黄色色素层)、高折射率层与低折射率层的交替多层、液晶层、荧光发光性层、或它们的组合以外,还可以包含1层或2层以上的能够调整光学层叠体的反射特性(反射率Y、反射色调)的层。作为这样的层,例如可举出上述树脂层。树脂层能够配置于高折射率层与基材膜之间、或者高折射率层的与基材膜相反的一侧。树脂层可以为粘合剂层。
作为能够调整光学层叠体的反射特性的层的另一个例子,可举出在高折射率层的与基材膜相反的一侧借助粘合剂层(后述的第6贴合层80)而配置的后述的前面板90。作为能够调整光学层叠体的反射特性的层的又一个例子,可举出上述的基材膜以外的热塑性树脂膜。
光学功能层(A)1优选电绝缘性高,例如优选为电阻值超过1.0×107Ω/□的层。另外,为了提高电绝缘性,优选不具有金属网层等网状结构的光学功能层、即在整个面均匀的光学功能层。
(2)直线偏振片
直线偏振片2具有从自然光等非偏振光的光线中选择性地透射某一方向的直线偏振光的功能。作为直线偏振片,可举出吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸层、包含聚合性液晶化合物的固化物和二色性色素的液晶固化层等。光学功能层(A)1与直线偏振片2可以借助第1贴合层10而层叠。
作为吸附有二色性色素的拉伸膜的直线偏振片通常可以经过如下工序来制造:将聚乙烯醇系树脂膜进行单轴拉伸的工序;通过将聚乙烯醇系树脂膜用碘等二色性色素染色,从而使该二色性色素吸附的工序;将吸附有二色性色素的聚乙烯醇系树脂膜用硼酸水溶液进行处理的工序;以及在基于硼酸水溶液的处理后进行水洗的工序。
吸附有二色性色素的拉伸膜的厚度通常为30μm以下,优选为18μm以下,更优选为15μm以下。该厚度通常为1μm以上,例如可以为5μm以上。
聚乙烯醇系树脂是通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到的。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,还可以使用乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其他单体的共聚物。作为能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,例如可举出不饱和羧酸系化合物、烯烃系化合物、乙烯基醚系化合物、不饱和砜系化合物、具有铵基的(甲基)丙烯酰胺系化合物。
聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为85摩尔%以上且100摩尔%以下左右,优选为98摩尔%以上。聚乙烯醇系树脂可以被改性,也可以使用用醛类改性了的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000以上且10000以下,优选为1500以上且5000以下。
作为吸附有二色性色素的拉伸层的直线偏振片通常可以经过如下工序来制造:将包含上述聚乙烯醇系树脂的涂布液涂布于基材层上的工序;将所得到的层叠膜进行单轴拉伸的工序;将经单轴拉伸的层叠膜的聚乙烯醇系树脂层用二色性色素染色,从而使该二色性色素吸附的工序;将吸附有二色性色素的膜用硼酸水溶液进行处理的工序;以及在基于硼酸水溶液的处理后进行水洗的工序。基材层可以用作直线偏振片的保护膜,也可以从直线偏振片剥离除去。基材层的材料和厚度可以与后述的热塑性树脂膜的材料和厚度相同。
光学层叠体可以包含层叠于作为吸附有二色性色素的拉伸膜或拉伸层的直线偏振片的单面或两面的保护膜。作为保护膜,可以使用后述的热塑性树脂膜。直线偏振片和保护膜可以借助后述的贴合层而层叠。
如上所述,层叠于直线偏振片的观察侧的热塑性树脂膜(保护膜)被包含在光学功能层(A)中。该热塑性树脂膜与直线偏振片可以借助第1贴合层而贴合。
作为构成热塑性树脂膜的热塑性树脂,例如可举出三乙酰纤维素等纤维素树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂;聚醚砜树脂;聚砜树脂;聚碳酸酯树脂;尼龙、芳香族聚酰胺等聚酰胺树脂;聚酰亚胺树脂;聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃树脂;具有环系和降冰片烯结构的环状聚烯烃树脂(也称为降冰片烯系树脂);(甲基)丙烯酸类树脂;聚芳酯树脂;聚苯乙烯树脂;聚乙烯醇树脂等。其中,热塑性树脂膜优选为环状聚烯烃系树脂膜、纤维素酯系树脂膜、聚酯系树脂膜或(甲基)丙烯酸系树脂膜。
从薄型化的观点出发,热塑性树脂膜的厚度通常为100μm以下,优选为80μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选为40μm以下,更进一步优选为30μm以下,另外,通常为5μm以上,优选为10μm以上。
可以在热塑性树脂膜上形成硬涂层。硬涂层可以形成于热塑性树脂膜的一面,也可以形成于两面。通过设置硬涂层,能够制成提高了硬度和耐擦伤性的热塑性树脂膜。
硬涂层例如为活性能量射线固化型树脂、优选为紫外线固化型树脂的固化层。作为紫外线固化型树脂,例如可举出(甲基)丙烯酸系树脂、有机硅系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、酰胺系树脂、环氧系树脂等。为了提高强度,硬涂层可以包含添加剂。添加剂没有特别限定,可举出无机系微粒、有机系微粒或它们的混合物。
用于形成作为液晶固化层的直线偏振片的聚合性液晶化合物是具有聚合性反应基团且显示液晶性的化合物。聚合性反应基团是参与聚合反应的基团,优选为光聚合性反应基团。光聚合性反应基团是指能够通过由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而参与聚合反应的基团。作为光聚合性反应基团,可举出乙烯基、乙烯氧基、1-氯乙烯基、异丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧乙烷基、氧杂环丁基等。其中,优选丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯氧基、环氧乙烷基和氧杂环丁基,更优选丙烯酰氧基。聚合性液晶化合物的种类没有特别限定,可以使用棒状液晶化合物、圆盘状液晶化合物和它们的混合物。聚合性液晶化合物的液晶性可以为热致性液晶,也可以为溶致性液晶,如果以有序度对热致液晶进行分类,则可以为向列液晶,也可以为近晶液晶。
在液晶固化层中,二色性色素分散在聚合性液晶化合物的固化物中并进行取向。作为液晶固化层的直线偏振片中使用的二色性色素,优选在300nm以上且700nm以下的范围具有吸收极大波长的二色性色素。作为这样的二色性色素,例如可举出吖啶色素、噁嗪色素、花青色素、萘色素、偶氮色素和蒽醌色素等,其中,优选偶氮色素。作为偶氮色素,可举出单偶氮色素、双偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素和茋偶氮色素等,优选为双偶氮色素和三偶氮色素。二色性色素可以单独使用,也可以组合使用2种以上,优选组合使用3种以上。特别是更优选组合3种以上的偶氮化合物。二色性色素的一部分可以具有反应性基团,另外也可以具有液晶性。
作为液晶固化层的直线偏振片例如可以通过在形成于基材层上的取向膜上涂布包含聚合性液晶化合物和二色性色素的直线偏振片形成用组合物,使聚合性液晶化合物聚合而固化,从而形成。也可以通过在基材层上涂布直线偏振片形成用组合物而形成涂膜,将该涂膜与基材层一起拉伸,从而形成直线偏振片。用于形成直线偏振片的基材层可以用作直线偏振片的保护膜。基材层的材料和厚度可以与上述热塑性树脂膜的材料和厚度相同。
作为包含聚合性液晶化合物和二色性色素的直线偏振片形成用组合物、以及使用了该组合物的直线偏振片的制造方法,可例示日本特开2013-37353号公报、日本特开2013-33249号公报、日本特开2017-83843号公报等中记载的内容。直线偏振片形成用组合物除了聚合性液晶化合物和二色性色素以外,还可以进一步包含溶剂、聚合引发剂、交联剂、流平剂、抗氧化剂、增塑剂、敏化剂等添加剂。这些成分可以分别仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
直线偏振片形成用组合物可以含有的聚合引发剂是能够引发聚合性液晶化合物的聚合反应的化合物,从能够在更低温条件下引发聚合反应的观点出发,优选光聚合性引发剂。具体而言,可举出能够通过光的作用而产生活性自由基或酸的光聚合引发剂,其中,优选通过光的作用而产生自由基的光聚合引发剂。相对于聚合性液晶化合物的总量100质量份,聚合引发剂的含量优选为1质量份以上且10质量份以下,更优选为3质量份以上且8质量份以下。如果在该范围内,则聚合性基团的反应充分进行,且容易使液晶化合物的取向状态稳定化。
作为液晶固化层的直线偏振片的厚度通常为10μm以下,优选为0.5μm以上且8μm以下,更优选为1μm以上且5μm以下。
光学层叠体可以包含形成作为液晶固化层的直线偏振片的上述基材层。该基材层可以为光学功能层(A)中所含的上述热塑性树脂膜或直线偏振片的保护膜。或者,基材层可以从直线偏振片剥离除去。光学层叠体可以具有上述取向膜,也可以不具有上述取向膜。
作为液晶固化层的直线偏振片出于保护直线偏振片等目的,可以在其单面或两面具有外涂层。外涂层例如可以通过在直线偏振片上涂布用于形成外涂层的组合物而形成。作为构成外涂层的材料,例如可举出光固化型树脂、水溶性聚合物等,具体而言,可以使用(甲基)丙烯酸系树脂、聚乙烯醇系树脂等。
直线偏振片的可见度修正偏振度Py通常为95%以上,优选为97%以上,更优选为98%以上,进一步优选为98.7%以上,更进一步优选为99.0%以上,特别优选为99.4%以上,可以为99.9%以上。直线偏振片的可见度修正偏振度Py可以为99.999%以下或99.99%以下。
可见度修正偏振度Py可以通过使用带积分球的分光光度计(日本分光株式会社制的“V7100”),利用“JIS Z 8701”的2度视野(C光源)对所得到的偏振度进行可见度修正来算出。
提高直线偏振片的可见度修正偏振度Py在提高光学层叠体的防反射功能的方面是有利的。如果可见度修正偏振度Py小于95%,则有时无法发挥防反射功能。
直线偏振片的可见度修正单体透射率Ty通常为41%以上,优选为41.1%以上,更优选为41.2%以上,可以为42%以上,也可以为42.5%以上。直线偏振片的可见度修正单体透射率Ty通常为50%以下,可以为48%以下,也可以为46%以下,还可以为44%以下,还可以为43%以下。如果可见度修正单体透射率Ty过高,则可见度修正偏振度Py变得过低,有时光学层叠体的防反射功能变得不充分。
可见度修正单体透射率Ty可以通过使用带积分球的分光光度计(日本分光株式会社制的“V7100”),利用“JIS Z 8701”的2度视野(C光源)对所得到的透射率进行可见度修正来算出。
直线偏振片的正交色调a*优选为-5~5的范围,更优选为-3~3的范围。另外,正交色调b*优选为-10~10的范围,更优选为-5~5的范围,进一步优选为-3~3的范围。使用带积分球的分光光度计(日本分光株式会社制的“V7100”),使用C光源的等色函数对所得到的透射率算出L*a*b*(CIE)表色系中的色度a*和b*,由此得到直线偏振片单体的色调(单体色调)、将直线偏振片平行配置的色调(平行色调)、将直线偏振片正交配置的色调(正交色调)。
(3)相位差层
光学层叠体包含具有第1相位差层3a的相位差层3。直线偏振片2与第1相位差层3a可以借助第2贴合层20层叠。在直线偏振片2的与观察侧相反的一侧层叠有保护膜的情况下,可以将该保护膜与第1相位差层3a借助第2贴合层20层叠。
相位差层3可以仅具有第1相位差层3a,也可以是由2层以上的相位差层构成的层叠结构。即,相位差层3可以包含1层以上的与第1相位差层3a不同的相位差层。相位差层3也可以具有保护其表面的外涂层、支撑相位差层3的基材层等。
第1相位差层3a例如为λ/4层。在相位差层3包含2层的相位差层的情况下,作为该层的相位差层的组合,可举出从直线偏振板2侧起依次为λ/4层与正C层的组合、λ/2层与λ/4层的组合、正C层与λ/4层的组合。相位差层彼此的层叠可以使用后述的贴合层(第5贴合层)。
λ/4层的波长550nm处的面内相位差值Re(550)通常为90nm以上且220nm以下的范围,优选为100nm以上且200nm以下的范围。λ/2层的波长550nm处的面内相位差值Re(550)优选为100nm以上且300nm以下,更优选为150nm以上且300nm以下,进一步优选为200nm以上且300nm以下的范围。另外,正C层的波长550nm处的厚度方向的相位差值Rth(550)通常为-170nm以上且-10nm以下的范围,优选为-150nm以上且-20nm以下的范围。
相位差层3具有逆波长色散性,其中,波长色散α优选为0.80以上且0.88以下。由此,能够有效地抑制上述的内部反射。
波长色散α是指波长450nm处的面内相位差值Re(450)与波长550nm处的面内相位差值Re(550)之比。
波长色散α=面内相位差值Re(450)/面内相位差值Re(550)
第1相位差层3a和其他相位差层可以是由上述热塑性树脂膜通过拉伸等而形成的相位差膜,也可以是液晶固化层。液晶固化层是聚合性液晶化合物以取向状态聚合固化而成的固化物层。相位差层3可以包含1层以上的液晶固化层,也可以包含2层或2层以上的层。
作为聚合性液晶化合物,可举出棒状的聚合性液晶化合物和圆盘状的聚合性液晶化合物,可以使用它们中的一者,也可以使用包含它们两者的混合物。在棒状的聚合性液晶化合物相对于基材层水平取向或垂直取向的情况下,该聚合性液晶化合物的光轴与该聚合性液晶化合物的长轴方向一致。在圆盘状的聚合性液晶化合物进行取向的情况下,该聚合性液晶化合物的光轴存在于与该聚合性液晶化合物的圆盘面正交的方向。
为了使通过将聚合性液晶化合物聚合而形成的液晶固化层显现面内相位差,使聚合性液晶化合物在合适的方向取向即可。在聚合性液晶化合物为棒状的情况下,通过使该聚合性液晶化合物的光轴相对于基材层平面水平地取向而显现面内相位差,在该情况下,光轴方向与慢轴方向一致。在聚合性液晶化合物为圆盘状的情况下,通过使该聚合性液晶化合物的光轴相对于基材层平面水平地取向而显现面内相位差,在该情况下,光轴与慢轴正交。聚合性液晶化合物的取向状态可以通过取向层与聚合性液晶化合物的组合来调整。
聚合性液晶化合物为具有至少1个聚合性反应基团且具有液晶性的化合物。在并用2种以上聚合性液晶化合物的情况下,优选至少1种在分子内具有2个以上的聚合性反应基团。聚合性反应基团是参与聚合反应的基团,优选为光聚合性反应基团。光聚合性反应基团是指能够通过由光聚合引发剂产生的活性自由基、酸等而参与聚合反应的基团。光聚合性反应基团的例子与上述相同。聚合性液晶化合物所具有的液晶性可以为热致性液晶,也可以为溶致液晶,如果以有序度对热致液晶进行分类,则可以为向列液晶,也可以为近晶液晶。
光学层叠体可以包含与相位差层相邻的取向层。取向层具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向取向的取向限制力。取向层可以是使聚合性液晶化合物的分子轴相对于基材层垂直取向的垂直取向层,也可以是使聚合性液晶化合物的分子轴相对于基材层水平取向的水平取向层,还可以是使聚合性液晶化合物的分子轴相对于基材层倾斜取向的倾斜取向层。
液晶固化层的厚度可以为0.1μm以上,也可以为0.5μm以上,还可以为1μm以上,还可以为2μm以上,另外,优选为10μm以下,可以为8μm以下,也可以为5μm以下。
液晶固化层可以是通过在基材层上涂布包含聚合性液晶化合物的液晶层形成用组合物,进行干燥,使聚合性液晶化合物聚合而形成的。液晶层形成用组合物可以涂布于在基材层上形成的取向层上。基材层的材料和厚度可以与上述的热塑性树脂膜的材料和厚度相同。基材层可以与作为液晶固化层的相位差层一起被组装于光学层叠体,也可以将基材层剥离而仅将液晶固化层、或将该液晶固化层和取向层组装于光学层叠体。
(4)粘合剂层
图2是表示本发明的光学层叠体的另一个例子的示意截面图。图2所示的光学层叠体具备光学功能层(A)1、第1贴合层10、直线偏振片2、第2贴合层20、具有逆波长色散性的相位差层3和粘合剂层50。粘合剂层50可以层叠于光学层叠体的与观察侧(光学功能层(A)1侧)相反侧的面,可以用于光学层叠体向有机EL显示元件等图像显示元件的贴合。
在图2所示的光学层叠体中,光学功能层(A)1从观察侧起依次具备高折射率层1a、基材膜1b、第3贴合层30和热塑性树脂膜11。在直线偏振片2的与观察侧相反的一侧,借助第4贴合层40层叠有保护膜12。可以省略第3贴合层30和热塑性树脂膜11。也可以省略第4贴合层40和保护膜12。
在图2所示的光学层叠体中,相位差层3具备第1相位差层3a和第2相位差层3b。第1相位差层3a与第2相位差层3b通过第5贴合层3c贴合。然而,可以省略第5贴合层3c和第2相位差层3b。
粘合剂层50的厚度例如可以为250μm以下,从薄型化的观点出发,优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为40μm以下。从耐久性的观点出发,该粘合剂层的厚度的下限值例如可以为1μm以上,优选为5μm以上,更优选为10μm以上。
粘合剂层50可以由以(甲基)丙烯酸系树脂、橡胶系树脂、氨基甲酸酯系树脂、酯系树脂、有机硅系树脂、聚乙烯基醚系树脂为主成分的粘合剂组合物构成。其中,以透明性、耐候性、耐热性等优异的(甲基)丙烯酸系树脂为基础聚合物的粘合剂组合物是适宜的。粘合剂组合物可以为活性能量射线固化型或热固化型。
作为粘合剂组合物中使用的(甲基)丙烯酸系树脂(基础聚合物),适宜使用以(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯中的1种或2种以上为单体的聚合物或共聚物。优选使极性单体与基础聚合物共聚。作为极性单体,可举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有羧基、羟基、酰胺基、氨基、环氧基等的单体。
粘合剂组合物可以仅包含上述基础聚合物,但通常还含有交联剂。作为交联剂,可举出2价以上且在与羧基之间形成羧酸金属盐的金属离子、在与羧基之间形成酰胺键的多胺化合物、在与羧基之间形成酯键的聚环氧化合物或多元醇、在与羧基之间形成酰胺键的多异氰酸酯化合物。其中,优选多异氰酸酯化合物。
粘合剂层50可以包含光选择吸收剂。光选择吸收剂例如在可见光的短波长区域即波长390~430nm的波长区域具有极大吸收波长。在此,在本实施方式中,“可见光”是包含在390nm~830nm的范围内的波长的光。作为这样的光选择吸收剂,可举出水杨酸酯系化合物、二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、三嗪系化合物、镍络盐系化合物等。
另外,可以通过公知的方法合成在波长390~430nm的波长区域具有极大吸收波长的化合物,并用作光选择吸收剂。这样的色素例如可以使用日本特开2017-120430号公报记载的作为光选择吸收性化合物而已知的化合物。
粘合剂层50可以是满足下述式(1)的粘合剂层。
A(410)≥0.1 (1)
[式(1)中,A(410)表示波长410nm处的吸光度。]
A(410)的值越大,表示波长410nm处的光吸收越高。如果A(410)的值小于0.1,则波长410nm处的光吸收低,容易因400nm附近的光而引起有机EL显示元件和作为液晶固化层的相位差层的劣化。A(410)的值优选为0.3以上,更优选为0.8以上,特别优选为1.0以上。上限没有特别限定,通常为10以下。
如上所述,在粘合剂层50包含光选择吸收剂且具有光选择吸收性能的情况下,反射色调接近于黑显示(使圆偏振板的反射色调为中性),因此容易观察到轻微漏光。因此,具有光学功能层(A)且能够使轻微漏光不易观察到的本发明的光学层叠体在包含具有光选择吸收性能的层的情况下也是有利的。需要说明的是,光吸收性能不仅可以赋予至粘合剂层,还可以赋予至树脂层或硬涂层、贴合层等。上述光选择吸收剂可以包含在树脂层或硬涂层、贴合层等中。
活性能量射线固化型粘合剂组合物具有受到紫外线、电子束之类的活性能量射线的照射而固化的性质,具有在照射活性能量射线前也具有粘合性而能够与膜等被粘物密合、通过活性能量射线的照射而固化从而能够调整密合力的性质。活性能量射线固化型粘合剂组合物优选为紫外线固化型。活性能量射线固化型粘合剂组合物除了基础聚合物、交联剂以外,还含有活性能量射线聚合性化合物。可以根据需要含有光聚合引发剂、光敏化剂等。
(5)隔膜
如图3所示,光学层叠体可以具备用于保护粘合剂层50的外表面(与第2相位差层3b相反侧的表面)的隔膜60。图3所示的光学层叠体除了具有隔膜60以外,具有与图2所示的光学层叠体相同的层构成。隔膜60通常由在单面实施了利用有机硅系、氟系等脱模剂等的脱模处理的热塑性树脂膜构成,其脱模处理面贴合于粘合剂层50。
构成隔膜60的热塑性树脂例如为聚乙烯等聚乙烯系树脂、聚丙烯等聚丙烯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂等。隔膜60的厚度例如为10μm以上且50μm以下。
(6)防护膜
如图4所示,光学层叠体可以包含层叠于光学功能层(A)1侧的面的防护膜70。图4所示的光学层叠体除了具有防护膜70以外,具有与图3所示的光学层叠体相同的层构成。防护膜70例如由基材膜和层叠于其上的粘合剂层构成。关于粘合剂层,引用上述记载。构成基材膜的树脂例如可以为聚乙烯之类的聚乙烯系树脂、聚丙烯之类的聚丙烯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯之类的聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂等热塑性树脂。优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂。
(7)前面板
如图5所示,光学功能层(A)1可以进一步包含前面板90。前面板90通常配置于光学层叠体的观察侧的最外表面。前面板90例如可以借助第6贴合层80层叠于高折射率层1a的观察侧的面。在该情况下,光学功能层(A)1包含第6贴合层80和前面板90。图5所示的光学层叠体除了具有第6贴合层80和前面板90以外,具有与图3所示的光学层叠体相同的层构成。
前面板90只要是能够透射光的板状体,则材料和厚度没有限定。前面板90可以仅由1层构成,也可以由2层以上构成。作为前面板90,可举出树脂制的板状体(例如树脂板、树脂片、树脂膜等)、玻璃制的板状体(例如玻璃板、玻璃膜等)、树脂制的板状体与玻璃制的板状体的层叠体。前面板可以构成显示装置的最外表面。
前面板90的厚度例如为1000μm以下,优选为800μm以下。该厚度通常为10μm以上,优选为20μm以上。
作为构成树脂制的板状体的树脂,例如可举出三乙酰纤维素、乙酰纤维素丁酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙酰基纤维素、丁酰基纤维素、乙酰丙酰基纤维素、聚酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚(甲基)丙烯酸类树脂(日文:ポリ(メタ)アクリル)、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺等热塑性树脂。这些热塑性树脂可以单独使用或混合使用2种以上。从提高强度和透明性的观点出发,树脂制的板状体优选为由聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺等形成的热塑性树脂膜。
从硬度的观点出发,前面板90可以是具备硬涂层的热塑性树脂膜。硬涂层可以形成于热塑性树脂膜的一面,也可以形成于两面。通过设置硬涂层,能够提高硬度和耐擦伤性。关于硬涂层,引用关于能够形成于热塑性树脂膜上的硬涂层的上述记载。
在前面板90为玻璃板的情况下,玻璃板优选使用显示器用强化玻璃。玻璃板的厚度例如可以为10μm以上且1000μm以下,也可以为10μm以上且800μm以下。通过使用玻璃板,能够构成具有优异的机械强度和表面硬度的前面板。
前面板90优选刚性高,例如杨氏模量为70GPa以上,也可以为80GPa以上。前面板90的杨氏模量通常为100GPa以下。杨氏模量可以如下测定。使用超级切割器切出长边110mm×短边10mm的前面板60的测定用样品。接下来,用拉伸试验机(株式会社岛津制作所制,Autograph AG-Xplus试验机)的上下夹具,以夹具的间隔成为5cm的方式夹持上述测定用样品的长边方向两端,在温度23℃、相对湿度55%的环境下,以拉伸速度4mm/分钟沿测定用样品的长度方向拉伸,根据所得到的应力-应变曲线中的20~40MPa间的直线的斜率,能够算出温度23℃、相对湿度55%下的杨氏模量。
在光学功能层(A)1包含借助第6贴合层80层叠于高折射率层1a的观察侧的面的前面板90的情况下,从不易观察到轻微漏光的观点出发,第6贴合层80的波长550nm处的折射率优选为1.45以上且1.51以下,更优选为1.46以上且1.50以下,前面板90的波长550nm处的折射率优选为1.49以上且1.52以下,更优选为1.50以上且1.52以下。第6贴合层80优选为粘合剂层。
在将光学层叠体应用于图像显示装置的情况下,前面板90不仅具有保护图像显示装置的前面(画面)的功能(作为窗膜的功能),还可以具有作为触摸传感器的功能、蓝光截止功能、视角调整功能等。
(8)贴合层
光学层叠体可以包含用于将2个层(或膜)接合的贴合层。作为贴合层,可举出将光学功能层(A)1与直线偏振片2贴合的第1贴合层10、将直线偏振片2(或保护膜12)与相位差层3贴合的第2贴合层20、将基材膜1b与热塑性树脂膜11贴合的第3贴合层30、将直线偏振片2与保护膜12贴合的第4贴合层40、将第1相位差层3a与第2相位差层3b贴合的第5贴合层3c、用于将前面板90贴合的第6贴合层80等。
贴合层是由粘合剂组合物构成的粘合剂层或由粘接剂组合物构成的粘接剂层。关于粘合剂组合物和粘合剂层,引用上述(4)的记载。
作为粘接剂组合物,例如可举出水系粘接剂、活性能量射线固化型粘接剂等。作为水系粘接剂,例如可举出聚乙烯醇系树脂水溶液、水系双组份型氨基甲酸酯系乳液粘接剂等。活性能量射线固化型粘接剂是通过照射紫外线等活性能量射线而固化的粘接剂,例如可举出包含聚合性化合物和光聚合性引发剂的粘接剂、包含光反应性树脂的粘接剂、包含粘结剂树脂和光反应性交联剂的粘接剂等。作为上述聚合性化合物,可举出光固化性环氧系单体、光固化性(甲基)丙烯酸系单体、光固化性氨基甲酸酯系单体等光聚合性单体、以及来自于这些单体的低聚物等。作为上述光聚合引发剂,可举出包含照射紫外线等活性能量射线而产生中性自由基、阴离子自由基、阳离子自由基等活性种的物质的化合物。
由粘接剂组合物构成的贴合层的厚度例如可以为0.1μm以上,优选为0.5μm以上、1μm以上或2μm以上,可以为100μm以下、50μm以下、25μm以下、15μm以下或5μm以下。
借助贴合层而贴合的对置的两个表面可以预先进行电晕处理、等离子体处理、火焰处理等表面活化处理。
<图像显示装置>
本发明的图像显示装置包含本发明的光学层叠体和图像显示元件(有机EL显示元件等)。光学层叠体配置于图像显示元件的观察侧。可以使用粘合剂层50将光学层叠体贴合于图像显示元件。
图6是表示本发明的图像显示装置的一个例子的示意截面图。在图6中,作为光学层叠体的一个例子,使用了图5所示的光学层叠体。光学层叠体使用其粘合剂层50贴合于图像显示元件100。在光学层叠体的与粘合剂层50相反侧的面(观察侧的最外表面),借助第6贴合层80层叠有前面板90。
图像显示装置没有特别限定,例如可举出有机电致发光(有机EL)显示装置、无机电致发光(无机EL)显示装置、液晶显示装置、电致发光显示装置等图像显示装置。
图像显示装置可以用作智能手机、平板电脑等移动设备、电视、数码相框、电子广告牌、测定器或计量仪器类、办公用设备、医疗设备、电算设备等。
实施例
以下,示出实施例和比较例对本发明进行更具体的说明,但本发明并不限定于这些例子。
[测定]
(1)光学功能层的反射率
光学功能层的反射率R(450)和反射率R(550)使用柯尼卡美能达公司制的“Cm2600d”进行测定。在测定时,在光学功能层的与入射光的面相反侧的面借助粘合剂层贴合黑色亚克力板(株式会社KANASE制的“KANASE LITE 1410”)。
(2)折射率和光学膜厚
膜和层的波长550nm处的折射率如下测定。使用岛津制作所制的分光光度计“MPC-2200”测定可见光区域的反射率。在测定时,在测定面的背面侧借助粘合剂层贴合黑色亚克力板(株式会社KANASE制的“KANASE LITE 1410”)。对于所得到的反射光谱,进行光谱拟合,以使根据薄膜干涉光谱的计算式算出的光谱的特别是波长550nm的反射率一致,算出波长550nm处的折射率和光学膜厚。然而,关于层叠体B-1,高折射率层的波长550nm处的折射率和光学膜厚通过下述方法进行测定。
(3)相位差层的相位差特性
相位差层的相位差特性使用王子计测机器株式会社的“KOBRA-WPR”进行测定。
以下,在本实施例和比较例中,将由层叠体A-1~A-5、B-1和B-2得到的光学层叠体中的光学功能层分别称为光学功能层A-1’~A-5’、B-1’和B-2’。
<制造例1:光学功能层的制作>
(1)高折射率层形成用组合物的制备
在以下的各实施例中,高折射率层形成用组合物分别通过以下的步骤制备。
将光聚合引发剂(BASF公司制的“Irgacure 184”)和稀释溶剂(甲乙酮/丙二醇单甲醚乙酸酯质量比=5/1)混合并进行搅拌。向其中加入紫外线固化性树脂(日本化药公司制的“KAYARAD-DPHA”)并进行搅拌。此外,加入氧化锆粒子分散液(CIK-Nano Tek公司制的“ZRMIBK15WT%-P03”,固体成分15质量%,平均一次粒径7.8nm)并进行搅拌,制备高折射率层形成用组合物。
(2)层叠体A-1~A-5的制作
在作为基材膜的厚度40μm的三乙酰纤维素膜(波长550nm处的折射率1.49。以下,也称为“TAC膜”。)上,使用棒涂机涂布高折射率层形成用组合物,进行干燥,并进行紫外线照射,从而制作了由基材膜和具有表1所示的光学膜厚的高折射率层构成的层叠体A-1。同样地在TAC膜上分别涂布高折射率层形成用组合物,进行干燥,并进行紫外线照射,从而制作了层叠体A-2~层叠体A-5。将高折射率层的波长550nm处的折射率和光学膜厚一并示于表1。
(3)光学功能层A-1’~A-5’的制作
在层叠体A-1的与高折射率层相反侧的面(即,基材膜侧的面),借助粘合剂层(波长550nm处的折射率1.47)贴合带硬涂层的环状聚烯烃系树脂膜(HC-COP)[波长590nm处的面内相位差值Re:100nm,HC层的厚度:3μm]。此外,在层叠体A-1的高折射率层之上层叠了粘合剂层(波长550nm处的折射率1.47,雾度0.2%)。在粘合剂层贴合无碱玻璃板(波长550nm处的折射率1.51),得到了由玻璃板/粘合剂层/高折射率层/基材膜/粘合剂层/HC-COP构成的光学功能层A-1’。
除了使用层叠体A-2以外,与上述同样地得到了光学功能层A-2’。
除了使用层叠体A-3以外,与上述同样地得到了光学功能层A-3’。
除了使用层叠体A-4以外,与上述同样地得到了光学功能层A-4’。
除了使用层叠体A-5以外,与上述同样地得到了光学功能层A-5’。
(4)光学功能层A-2”~A-5”的制作
在层叠体A-2的与高折射率层相反侧的面(即,基材膜侧的面),借助粘合剂层(波长550nm处的折射率1.47)贴合带硬涂(HC)层的环状聚烯烃系树脂膜(HC-COP),得到了由高折射率层/基材膜/粘合剂层/HC-COP构成的光学功能层A-2”。
除了使用层叠体A-3以外,与上述同样地得到了光学功能层A-3”。
除了使用层叠体A-4以外,与上述同样地得到了光学功能层A-4”。
除了使用层叠体A-5以外,与上述同样地得到了光学功能层A-5”。
(5)光学功能层B-1”的制作
作为层叠体B-1,使用了Sumika Acryl株式会社制的“TECHNOLLOY C000”(聚碳酸酯树脂膜,整体的厚度:75μm)(为单层膜,为了方便,称为层叠体B-1)。将层叠体B-1的波长550nm处的折射率和光学膜厚一并示于表1。光学膜厚使用接触式的厚度计进行测定。折射率依据JIS K7142进行测定。
在层叠体B-1的单面,借助粘合剂层(波长550nm处的折射率1.47)贴合带硬涂层的环状聚烯烃系树脂膜(HC-COP),得到了由层叠体B-1/粘合剂层/HC-COP构成的光学功能层B-1”。
(6)光学功能层B-2”的制作
在作为基材膜的厚度40μm的TAC膜(波长550nm处的折射率1.49)上,使用棒涂机涂布高折射率层形成用组合物,进行干燥,并进行紫外线照射,从而制作了由基材膜和具有表1所示的光学膜厚的高折射率层构成的层叠体B-2。将高折射率层的波长550nm处的折射率和光学膜厚一并示于表1。
在层叠体B-2的单面,借助粘合剂层(波长550nm处的折射率1.47)贴合带硬涂层的环状聚烯烃系树脂膜(HC-COP),得到了由层叠体B-2/粘合剂层/HC-COP构成的光学功能层B-2”。
[表1]
各光学功能层的反射率R(450)、反射率R(550)和反射率R(630)、以及反射率比(反射率R(450)/反射率R(550))如表2所示。
[表2]
<制造例2:直线偏振板的制作>
(1)直线偏振片的制作
通过干式拉伸将厚度20μm的聚乙烯醇系树脂膜(平均聚合度约2400,皂化度99.9摩尔%以上)纵向单轴拉伸至约5倍,进一步保持张紧状态不变地,在温度60℃的纯水中浸渍1分钟后,在碘/碘化钾/水的质量比为0.05/5/100的温度28℃的水溶液中浸渍60秒钟。然后,在碘化钾/硼酸/水的质量比为8.5/8.5/100的温度72℃的水溶液中浸渍300秒钟。接着,用温度26℃的纯水清洗20秒钟后,在温度65℃进行干燥处理,得到了碘在聚乙烯醇系树脂膜进行了吸附取向的厚度8μm的直线偏振片。所得到的直线偏振片的可见度修正单体透射率Ty为42.5%,可见度修正偏振度Py为99.99%,正交色调a*为0.1,正交色调b*为-0.3。
(2)水系粘接剂的制备
相对于水100质量份,溶解羧基改性聚乙烯醇〔株式会社Kuraray制的“KL-318”〕3质量份,制备聚乙烯醇水溶液。在所得到的水溶液中,以相对于水100质量份为1.5质量份的比例混合水溶性聚酰胺环氧树脂(田冈化学工业株式会社制的“Sumirez Resin650(30)”,固体成分浓度30质量%),得到了水系粘接剂。
(3)直线偏振板的制作
在上述得到的直线偏振片的一面涂布上述得到的水系粘接剂,层叠带硬涂(HC)层的环状聚烯烃系树脂膜(HC-COP),在直线偏振片的另一面涂布上述得到的水系粘接剂,层叠TAC膜,在温度80℃下干燥5分钟,由此得到了在直线偏振片的两面具有保护膜的直线偏振板。直线偏振板的层结构为HC-COP/水系粘接剂层/直线偏振片/水系粘接剂层/TAC膜。在直线偏振板的HC层上层叠在基材膜上具有粘合剂层的防护膜,得到了带防护膜的直线偏振板(以下,也称为“带PF的直线偏振板”。)。
需要说明的是,本直线偏振板中,水系粘接剂层的反射率未被测定为有意义的值。
<制造例3:相位差层层叠体的制作>
(1)第1相位差层的制作
在包含透明树脂的第1基材层上形成取向层,涂布包含棒状的向列聚合性液晶化合物的第1相位差层形成用组合物,制作带第1基材层的第1相位差层。第1相位差层为λ/4层。第1相位差层的厚度为2μm。第1相位差层的波长色散α〔面内相位差值Re(450)/面内相位差值Re(550)〕为0.85,Re(550)为142nm(面内12处的平均值)。
另外,对于第1相位差层,切成140mm×70mm,实施第1相位差层的面内相位差值的面内12处测定。测定、算出面内相位差值Re(550)的偏差,结果最大为143nm,最小为141nm。最大与最小之差为2nm。关于第1相位差层的制作,将详细情况示于以下。
[取向层形成用组合物(X)的制备]
下述结构的光取向性材料(重均分子量:50000,m:n=50:50)依据日本特开2021-196514中记载的方法来制造。将光取向性材料2质量份和环戊酮(溶剂)98质量份作为成分进行混合,将所得到的混合物在80℃下搅拌1小时,由此制备取向层形成用组合物(X)。
光取向性材料:
[化学式1]
[向列聚合性液晶化合物的制造]
分别制备具有下述所示的结构的聚合性液晶化合物(A1)和聚合性液晶化合物(A2)。聚合性液晶化合物(A1)与日本特开2019-003177中记载的方法同样地准备。聚合性液晶化合物(A2)与日本特开2009-173893号公报中记载的方法同样地准备。
聚合性液晶化合物(A1):
[化学式2]
聚合性液晶化合物(A2):
[化学式3]
使聚合性液晶化合物(A1)1mg溶解于氯仿10mL而得到溶液。将所得到的溶液加入到光路长1cm的测定用比色皿中作为测定用试样,将测定用试样设置于紫外可见分光光度计(株式会社岛津制作所制“UV-2450”),测定吸收光谱。根据所得到的吸收光谱读取成为极大吸收度的波长,结果波长300~400nm的范围内的极大吸收波长λmax为356nm。
[第1相位差层形成用组合物(Y)的制备]
将聚合性液晶化合物(A1)和聚合性液晶化合物(A2)以质量比93:7混合,得到了混合物。相对于所得到的混合物100质量份,添加流平剂“BYK-361N”(BM Chemie公司制)0.1质量份和作为光聚合引发剂的“Irgacure OXE-03”(BASF Japan株式会社制)3质量份。此外,以固体成分浓度成为13质量%的方式添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。将该混合物在温度80℃下搅拌1小时,由此制备第1相位差层形成用组合物(Y)。
[第1相位差层的制作]
利用棒涂机在作为第1基材层的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(DIAFOIL三菱树脂株式会社制)涂布上述取向层形成用组合物(X)。将所得到的涂布膜在120℃下干燥2分钟后,冷却至室温,形成干燥被膜。然后,使用UV照射装置(SPOT CURE SP-9;USHIO电机株式会社制),照射偏振紫外光100mJ(313nm基准),得到了取向层。使用日本分光株式会社制的椭偏仪M-220测定的取向层的膜厚为100nm。
利用棒涂机在所得到的取向层上涂布上述第1相位差层形成用组合物(Y),形成涂布膜。将该涂布膜在120℃下加热干燥2分钟后,冷却至室温,得到了干燥被膜。接下来,使用高压汞灯(USHIO电机株式会社制“Unicure VB-15201BY-A”),在氮气氛下对上述干燥被膜照射曝光量500mJ/cm2(365nm基准)的紫外光,由此形成聚合性液晶化合物在相对于基材面内沿水平方向取向的状态下固化而成的第1相位差层,得到了由第1基材层/取向层/第1相位差层(水平取向液晶固化膜)构成的带第1基材层的第1相位差层。使用奥林巴斯株式会社制的激光显微镜LEXT OLS4100测定的第1相位差层的膜厚为2.0μm。
(2)第2相位差层的制作
通过以下的方法,制作带第2基材层的第2相位差层。
[第2相位差层形成用组合物(Y2)的制备]
将聚合性液晶化合物Paliocolor LC242(BASF Japan公司制)100质量份、流平剂“BYK-361N”(BYK-Chemie公司制)0.1质量份和光聚合引发剂“Omnirad907”(IGM ResinB.V.公司制)2.5质量份混合。此外,添加丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯(PGME)400质量份,将所得到的混合物在温度80℃下搅拌1小时,由此制备第2相位差层形成用组合物(Y2)。
聚合性液晶化合物LC242:
[化学式4]
[取向层形成用组合物(X2)的制备]
以固体成分量成为1质量%的方式向作为市售的取向性聚合物的SUNEVER SE-610(日产化学工业株式会社制)中加入2-丁氧基乙醇,得到了取向层形成用组合物(X2)。
[第2相位差层的制作]
作为第2基材层,使用环烯烃聚合物(COP)(日本ZEON株式会社制,ZF14),使用电晕处理装置(AGF-B10;春日电机株式会社制)对其单面实施电晕处理,使用棒涂机在其表面涂布取向层形成用组合物(X2),在90℃下干燥1分钟。利用激光显微镜对所得到的取向层的膜厚进行了测定,结果为30nm。接着,使用棒涂机在取向层上涂布第2相位差层形成用组合物(Y2),在90℃下干燥1分钟后,使用高压汞灯(USHIO电机株式会社制“Unicure VB-15201BY-A”),在氮气氛下对上述干燥被膜照射曝光量1000mJ/cm2(365nm基准)的紫外光,由此得到了带第2基材层的第2相位差层。利用激光显微镜测定膜厚,结果第2相位差层的膜厚为450nm。面内相位差值使用王子计测机器株式会社制的KOBRA-WR进行测定。其结果是,Re(550)=1nm、Rth(550)=-75nm。因此,带第2基材层的第2相位差层具有nx≈ny<nz所示的光学特性。需要说明的是,COP的波长550nm处的相位差值大致为0,因此对该光学特性没有影响。
(3)紫外线固化型粘接剂的制备
将以下所示的阳离子固化性成分混合,制备紫外线固化型粘接剂。
3,4-环氧环己烷甲酸3’,4’-环氧环己基甲酯(商品名:CEL2021P,株式会社Daicel制):70质量份
新戊二醇二缩水甘油醚(商品名:EX-211,Nagase ChemteX株式会社制):20质量份
2-乙基己基缩水甘油醚(商品名:EX-121,Nagase ChemteX株式会社制):10质量份
阳离子聚合引发剂(商品名:CPI-100,50%溶液,San-Apro株式会社制):4.5质量份(实质固体成分2.25质量份)
1,4-二乙氧基萘:2.0质量份
(4)相位差层层叠体的制作
对带第1基材层的第1相位差层的相位差层侧和带第2基材层的第2相位差层的相位差层侧分别实施电晕处理。在一个电晕处理面涂布所制备的紫外线固化性粘接剂,将带第1基材层的第1相位差层与带第2基材层的第2相位差层贴合。从第2基材层侧照射紫外线而使紫外线固化型粘接剂固化,形成粘接剂层。固化后的紫外线固化型粘接剂层的厚度为1.5μm。
<实施例1>
(1)光学层叠体的制作
在制造例2中得到的直线偏振板的TAC膜侧的表面贴合含有光选择吸收剂的粘合剂层(A(410)=1.10,厚度15μm)。接下来,将制造例3中得到的相位差层叠体的第1基材层剥离除去,在露出的取向层上,以含有光选择吸收剂的粘合剂层进行接触的方式层叠上述直线偏振板。
接着,在直线偏振板的HC层上,借助粘合剂层(储能模量:25500Pa,波长550nm处的折射率1.47,雾度0.2%,不含有光选择吸收剂),以与TAC膜侧接触的方式层叠了层叠体A-1。此外,在层叠体A-1的高折射率层之上层叠了粘合剂层(储能模量:25500Pa,波长550nm处的折射率1.47,雾度0.2%,不含有光选择吸收剂)。将无碱玻璃板(波长550nm处的折射率1.51)贴合于粘合剂层,得到了包含光学功能层A-1’的光学层叠体。
(2)反射特性的测定和评价
使用柯尼卡美能达公司制的“Cm2600d”,测定上述(1)中得到的光学层叠体的反射率Y和反射色调a*和b*。将结果示于表4。在测定时,在光学层叠体的与入射光的面相反侧的面(光学层叠体的与光学功能层相反侧的面)借助粘合剂层(储能模量:25500Pa,波长550nm处的折射率1.47,雾度0.2%,不含有光选择吸收剂)贴合玻璃板(厚度0.7mm,Corning公司制的“EAGLE XG”)。将上述得到的带玻璃板的光学层叠体以光学功能层朝上的方式载置于反射板(反射率:96%以上,漫反射率:9%以下)之上,在设为反射板/空气/玻璃板/光学层叠体的层构成的状态下进行测定。按照下述基准评价光学层叠体的反射率Y。将结果示于表4。
A:反射率Y小于6.0%。
B:反射率Y为6.0%以上。
(3)漏光的测定和评价
从上述(1)中得到的光学层叠体中剥离除去第2基材层,在其露出面上,将作为反射板的铝箔(作为株式会社UACJ制的铝箔的“マイホイル厚形50”,厚度20μm)以其非光泽面侧进行层叠。在荧光灯下,从自光学层叠体的观察侧(与铝箔相反的一侧)向上方离开30cm的地点,通过目视观察上述的轻微漏光的状态,按照下述基准进行评价。将结果示于表4。
A:未观察到漏光。
B:观察到漏光。
<实施例2、3、5、6>
分别使用层叠体A-2、A-3、A-4、A-5来代替层叠体A-1,除此以外,与实施例1同样地操作,制作分别包含光学功能层A-2’、A-3’、A-4’、A-5’的光学层叠体,对反射特性和漏光进行测定、评价。将结果示于表4。
<实施例4>
在制造例2中得到的直线偏振板的TAC膜侧的表面贴合含有光选择吸收剂的粘合剂层(A(410)=1.10,厚度15μm)。接下来,将制造例3中得到的相位差层叠体的第1基材层剥离除去,在露出的取向层上,以含有光选择吸收剂的粘合剂层进行接触的方式层叠上述直线偏振板。
接着,在直线偏振板的HC层上,借助粘合剂层(储能模量:25500Pa,波长550nm处的折射率1.47,雾度0.2%,不含有光选择吸收剂),以与TAC膜侧接触的方式层叠层叠体A-3,得到了包含光学功能层A-3”的光学层叠体。
<实施例7、8>
分别使用层叠体A-4、A-2来代替层叠体A-3,除此以外,与实施例4同样地操作,制作分别包含光学功能层A-4”、A-2”的光学层叠体,对反射特性和漏光进行测定、评价。将结果示于表4。
<比较例1>
在制造例2中得到的直线偏振板的TAC膜侧的表面贴合含有光选择吸收剂的粘合剂层(A(410)=1.10,厚度15μm)。接下来,剥离除去制造例3中得到的相位差层叠体的第1基材层,在露出的取向层上,以含有光选择吸收剂的粘合剂层进行接触的方式层叠上述直线偏振板,制作光学层叠体,与实施例1同样地操作,对反射特性和漏光进行测定、评价。将结果示于表4。
<比较例2>
在比较例1的光学层叠体的直线偏振板上,借助粘合剂层(储能模量:25500Pa,波长550nm处的折射率1.47,雾度0.2%,不含有光选择吸收剂)层叠无碱玻璃板(波长550nm处的折射率1.51),制作光学层叠体,与实施例1同样地操作,对反射特性和漏光进行测定、评价。将结果示于表4。
对于比较例1和比较例2的光学层叠体中所含的下述的部分层叠结构,测定反射率R(450)、反射率R(550)和反射率R(630)、以及反射率比(反射率R(450)/反射率R(550)),结果如表3所示。
比较例1:HC-COP
比较例2:玻璃板/粘合剂层/HC-COP
[表3]
<比较例3~5>
分别使用层叠体B-1、B-2、A-5来代替层叠体A-3,除此以外,与实施例4同样地操作,制作分别包含光学功能层B-1”、B-2”、A-5”的光学层叠体,对反射特性和漏光进行测定、评价。将结果示于表4。
[表4]
附图标记说明
1:光学功能层(A),1a:高折射率层,1b:基材膜,2:直线偏振片,3:相位差层,3a:第1相位差层,3b:第2相位差层,3c:第5贴合层,10:第1贴合层,11:热塑性树脂膜,12:保护膜,20:第2贴合层,30:第3贴合层,40:第4贴合层,50:粘合剂层,60:隔膜,70:防护膜,80:第6贴合层,90:前面板,100:图像显示元件。

Claims (10)

1.一种光学层叠体,其依次包含光学功能层A、直线偏振片和具有逆波长色散性的相位差层,
所述光学功能层A的波长450nm处的反射率R(450)与波长550nm处的反射率R(550)之比:R(450)/R(550)为1.07以上且1.55以下,
所述反射率R(550)小于6.0%。
2.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述光学功能层A包含波长550nm处的折射率为1.6以上的高折射率层。
3.根据权利要求2所述的光学层叠体,其中,所述光学功能层A包含基材膜和层叠于该基材膜上的所述高折射率层。
4.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述反射率R(450)与所述反射率R(550)之比:R(450)/R(550)为1.07以上且1.35以下。
5.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述相位差层包含1层以上的液晶固化层。
6.根据权利要求1所述的光学层叠体,其中,所述光学功能层A还包含前面板。
7.根据权利要求1所述的光学层叠体,其还包含配置于所述相位差层的与所述直线偏振片相反侧的粘合剂层。
8.根据权利要求7所述的光学层叠体,其还包含配置于所述粘合剂层的与所述相位差层相反侧的隔膜。
9.根据权利要求1所述的光学层叠体,其在所述光学功能层A的与所述直线偏振片相反侧的面还具有防护膜。
10.一种图像显示装置,其包含权利要求1~9中任一项所述的光学层叠体。
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