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  • 特開-光学積層体および表示システム 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139261
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】光学積層体および表示システム
(51)【国際特許分類】
   G02B 5/30 20060101AFI20241002BHJP
   B32B 7/022 20190101ALI20241002BHJP
   B32B 7/023 20190101ALI20241002BHJP
   G02B 1/14 20150101ALN20241002BHJP
【FI】
G02B5/30
B32B7/022
B32B7/023
G02B1/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023050126
(22)【出願日】2023-03-27
(71)【出願人】
【識別番号】000003964
【氏名又は名称】日東電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003845
【氏名又は名称】弁理士法人籾井特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】喜多川 丈治
【テーマコード(参考)】
2H149
2K009
4F100
【Fターム(参考)】
2H149AA18
2H149AB02
2H149BA02
2H149CA02
2H149DA02
2H149EA02
2H149EA12
2H149FA03W
2H149FA08X
2H149FA12Z
2H149FA13Y
2H149FA66
2H149FC03
2H149FD35
2H149FD47
2K009AA15
2K009BB14
2K009CC24
2K009DD02
2K009DD05
4F100AA20
4F100AK21A
4F100AK25B
4F100AK25D
4F100AK25E
4F100AK41B
4F100AK45B
4F100BA05
4F100BA07
4F100BA10A
4F100BA10E
4F100CB05E
4F100DE01
4F100GB41
4F100JA07
4F100JK07D
4F100JK12D
4F100JL13E
4F100JN06
4F100JN10A
4F100JN18B
4F100YY00D
(57)【要約】
【課題】欠点が抑制された光学積層体を提供すること。
【解決手段】吸収型偏光膜とその少なくとも片側に配置された保護層とを有する偏光部材と、第一位相差部材と、を備える、光学積層体であって、前記光学積層体は、押し込み弾性率が1GPa以上である支持層をさらに備え、前記支持層に直接隣接して接着層が配置されている、光学積層体。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸収型偏光膜とその少なくとも片側に配置された保護層とを有する偏光部材と、第一位相差部材と、を備える、光学積層体であって、
前記光学積層体は、押し込み弾性率が1GPa以上である支持層をさらに備え、
前記支持層に直接隣接して接着層が配置されている、
光学積層体。
【請求項2】
前記光学積層体は、表面接着層と、前記偏光部材と、第一接着層と、前記第一位相差部材と、第二接着層と、保護部材と、をこの順に備える、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項3】
前記表面接着層、前記第一接着層、および前記第二接着層から選択される少なくとも1つが、前記支持層に直接隣接して配置されている、請求項2に記載の光学積層体。
【請求項4】
前記光学積層体は、表面接着層と、第二位相差部材と、第三接着層と、前記偏光部材と、第一接着層と、前記第一位相差部材と、第二接着層と、保護部材と、をこの順に備える、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項5】
前記表面接着層、前記第一接着層、前記第二接着層、および前記第三接着層から選択される少なくとも1つが、前記支持層に直接隣接して配置されている、請求項4に記載の光学積層体。
【請求項6】
前記支持層は、ハードコート層である、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項7】
前記支持層の厚みは、0.5μm~15μmである、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項8】
前記支持層は、前記偏光部材の前記第一位相差部材が配置されている側と反対側に直接隣接して設けられている、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項9】
前記支持層に直接隣接して配置されている接着層の弾性率は、0.01MPa~1MPaである、請求項1に記載の光学積層体。
【請求項10】
請求項1から9のいずれかに記載の光学積層体を含む、表示システム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学積層体および表示システムに関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置およびエレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置)に代表される画像表示装置が急速に普及している。画像表示装置においては、画像表示を実現し、画像表示の性能を高めるために、一般的に、偏光部材、位相差部材等の光学部材が用いられている(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
近年、画像表示装置の新たな用途が開発されている。例えば、Virtual Reality(VR)を実現するためのディスプレイ付きゴーグル(VRゴーグル)が製品化され始めている。VRゴーグルでは、ディスプレイを拡大して視認者に視認させることから、VRゴーグルに適用される光学積層体においては、従来の画像表示装置に適用される光学積層体では許容され得る小さな欠点も問題となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2021-103286号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、欠点が抑制された光学積層体の提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
[1]本発明の1つの局面によれば、吸収型偏光膜とその少なくとも片側に配置された保護層とを有する偏光部材と、第一位相差部材と、を備える、光学積層体であって、上記光学積層体は、押し込み弾性率が1GPa以上である支持層をさらに備え、上記支持層に直接隣接して接着層が配置されている、光学積層体が提供される。
[2]上記[1]に記載の光学積層体は、表面接着層と、上記偏光部材と、第一接着層と、上記第一位相差部材と、第二接着層と、保護部材と、をこの順に備えてよい。
[3]上記[2]に記載の光学積層体において、上記表面接着層、上記第一接着層、および上記第二接着層から選択される少なくとも1つが、上記支持層に直接隣接して配置されてよい。
[4]上記[1]に記載の光学積層体は、表面接着層と、第二位相差部材と、第三接着層と、上記偏光部材と、第一接着層と、上記第一位相差部材と、第二接着層と、保護部材と、をこの順に備えてよい。
[5]上記[4]に記載の光学積層体において、上記表面接着層、上記第一接着層、上記第二接着層、および上記第三接着層から選択される少なくとも1つが、上記支持層に直接隣接して配置されてよい。
[6]上記[1]から[5]のいずれかに記載の光学積層体において、上記支持層は、ハードコート層であってよい。
[7]上記[1]から[6]のいずれかに記載の光学積層体において、上記支持層の厚みは、0.5μm~15μmであってよい。
[8]上記[1]から[7]のいずれかに記載の光学積層体において、上記支持層は、上記偏光部材の上記第一位相差部材が配置されている側と反対側に直接隣接して設けられてよい。
[9]上記[1]から[8]のいずれかに記載の光学積層体において、上記支持層に直接隣接して配置されている接着層の弾性率は、0.01MPa~1MPaであってよい。
[10]本発明の別の局面によれば、上記[1]から[9]のいずれかに記載の光学積層体を含む、表示システムが提供される。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態によれば、気泡等の欠点が抑制された光学積層体が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明の1つの実施形態に係るVRゴーグルの表示システムの概略の構成を示す模式図である。
図2】本発明の1つの実施形態に係る光学積層体の概略の構成を示す模式的な断面図である。
図3】本発明の1つの実施形態に係る光学積層体の概略の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、図面については、同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【0010】
(用語および記号の定義)
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「nx」は面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、「ny」は面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re(λ)=(nx-ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth(λ)=(nx-nz)×dによって求められる。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)角度
本明細書において角度に言及するときは、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「45°」は±45°を意味する。また、本明細書において、「略平行」は、0°±10°の範囲内である場合を包含し、例えば0°±5°、好ましくは0°±3°、より好ましくは0°±1°の範囲内であり、「略直交」は、90°±10°の範囲内である場合を包含し、例えば90°±5°、好ましくは90°±3°、より好ましくは90°±1°の範囲内である。
【0011】
A.表示システム
図1は本発明の1つの実施形態に係る表示システムの概略の構成を示す模式図である。図1では、表示システム2の各構成要素の配置および形状等を模式的に図示している。表示システム2は、表示素子12と、反射型偏光部材14と、第一レンズ部16と、ハーフミラー18と、第一位相差部材20と、レンズ部位相差部材22と、第二レンズ部24とを備えている。反射型偏光部材14は、表示素子12の表示面12a側である前方に配置され、表示素子12から出射された光を反射し得る。第一レンズ部16は表示素子12と反射型偏光部材14との間の光路上に配置され、ハーフミラー18は表示素子12と第一レンズ部16との間に配置されている。第一位相差部材20は表示素子12とハーフミラー18との間の光路上に配置され、レンズ部位相差部材22はハーフミラー18と反射型偏光部材14との間の光路上に配置されている。
【0012】
ハーフミラーから前方に配置される構成要素(図示例では、ハーフミラー18、第一レンズ部16、レンズ部位相差部材22、反射型偏光部材14および第二レンズ部24)をまとめてレンズ部(レンズ部4)と称する場合がある。
【0013】
表示素子12は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイであり、画像を表示するための表示面12aを有している。表示面12aから出射される光は、例えば、表示素子12に含まれ得る偏光部材(代表的には、偏光フィルム)を通過して出射され、第1の直線偏光とされている。
【0014】
第一位相差部材20は、第一位相差部材20に入射した第1の直線偏光を第1の円偏光に変換し得る第1のλ/4部材を含む。第一位相差部材が第1のλ/4部材以外の部材を含まない場合は、第一位相差部材は第1のλ/4部材に相当し得る。第一位相差部材20は、表示素子12に一体に設けられてもよい。
【0015】
ハーフミラー18は、表示素子12から出射された光を透過させ、反射型偏光部材14で反射された光を反射型偏光部材14に向けて反射させる。ハーフミラー18は、第一レンズ部16に一体に設けられている。
【0016】
レンズ部位相差部材22は、反射型偏光部材14およびハーフミラー18で反射させた光を、反射型偏光部材14を透過させ得る第2のλ/4部材を含む。レンズ部位相差部材が第2のλ/4部材以外の部材を含まない場合は、レンズ部位相差部材は第2のλ/4部材に相当し得る。レンズ部位相差部材22は、第一レンズ部16に一体に設けられてもよい。
【0017】
第一位相差部材20に含まれる第1のλ/4部材から出射された第1の円偏光は、ハーフミラー18および第一レンズ部16を通過し、レンズ部位相差部材22に含まれる第2のλ/4部材により第2の直線偏光に変換される。第2のλ/4部材から出射された第2の直線偏光は、反射型偏光部材14を透過せずにハーフミラー18に向けて反射される。このとき、反射型偏光部材14に入射した第2の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材14の反射軸と同方向である。そのため、反射型偏光部材14に入射した第2の直線偏光は、反射型偏光部材14で反射される。
【0018】
反射型偏光部材14で反射された第2の直線偏光はレンズ部位相差部材22に含まれる第2のλ/4部材により第2の円偏光に変換され、第2のλ/4部材から出射された第2の円偏光は第一レンズ部16を通過してハーフミラー18で反射される。ハーフミラー18で反射された第2の円偏光は、第一レンズ部16を通過し、レンズ部位相差部材22に含まれる第2のλ/4部材により第3の直線偏光に変換される。第3の直線偏光は、反射型偏光部材14を透過する。このとき、反射型偏光部材14に入射した第3の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材14の透過軸と同方向である。そのため、反射型偏光部材14に入射した第3の直線偏光は、反射型偏光部材14を透過する。
【0019】
反射型偏光部材14を透過した光は、第二レンズ部24を通過して、ユーザの目26に入射する。
【0020】
図示しないが、表示システム2は、反射型偏光部材14の前方に配置される吸収型偏光部材を備えていてもよい。反射型偏光部材の反射軸と吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに略平行に配置され得、反射型偏光部材の透過軸と吸収型偏光部材の透過軸とは互いに略平行に配置され得る。これにより、反射型偏光部材14を透過した第3の直線偏光は、そのまま吸収型偏光部材を透過することができる。
【0021】
以上、表示システム2に関して、表示素子12から出射されてからユーザの目26に入射するまでの光の進行を説明したが、表示素子12から出射されてハーフミラー18に入射した光の一部(図示せず)は、ハーフミラー18で反射され得、また、反射型偏光部材14で反射されてハーフミラー18に入射した光の一部(図示せず)は、ハーフミラー18を透過し得る。
【0022】
例えば、表示素子12に含まれる偏光部材の吸収軸と反射型偏光部材14の反射軸とは、互いに略平行に配置されてもよいし、略直交に配置されてもよい。表示素子12に含まれる偏光部材の吸収軸と第一位相差部材20に含まれる第1のλ/4部材の遅相軸とのなす角度は、例えば40°~50°であり、42°~48°であってもよく、約45°であってもよい。表示素子12に含まれる偏光部材の吸収軸とレンズ部位相差部材22に含まれる第2のλ/4部材の遅相軸とのなす角度は、例えば40°~50°であり、42°~48°であってもよく、約45°であってもよい。
【0023】
第1のλ/4部材の面内位相差Re(550)は、例えば100nm~190nmであり、110nm~180nmであってもよく、130nm~160nmであってもよく、135nm~155nmであってもよい。第1のλ/4部材は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第1のλ/4部材は、好ましくは、Re(450)<Re(550)<Re(650)の関係を満たす。第1のλ/4部材のRe(450)/Re(550)は、例えば0.75以上1未満であり、0.8以上0.95以下であってもよい。
【0024】
第2のλ/4部材の面内位相差Re(550)は、例えば100nm~190nmであり、110nm~180nmであってもよく、130nm~160nmであってもよく、135nm~155nmであってもよい。第2のλ/4部材は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第2のλ/4部材は、好ましくは、Re(450)<Re(550)<Re(650)の関係を満たす。第2のλ/4部材のRe(450)/Re(550)は、例えば0.75以上1未満であり、0.8以上0.95以下であってもよい。
【0025】
B.光学積層体
本発明の実施形態による光学積層体は、例えば、A項に記載の表示システムに備えられる光学部材を含むことができ、上記表示システムの構成部材として上記表示システムに含まれ得る。具体的には、本発明の実施形態による光学積層体は、吸収型偏光膜とその少なくとも片側に配置された保護層とを有する偏光部材と、第一位相差部材と、を備える。また、本発明の実施形態による光学積層体は、自身を構成する各部材を一体化するための接着層および/または自身を他の部材と貼り合わせるための接着層(「表面接着層」とも称する)を含むことができる。本発明の実施形態による光学積層体は、所定の押し込み弾性率を有する支持層をさらに備え、当該支持層に直接隣接して接着層が配置されている。なお、本明細書において、「直接隣接する」とは、接着層を介さずに直接隣り合っていることを意味する。また、本明細書において、単に「隣接する」という場合は、接着層を介さずに直接隣り合っていることだけでなく、接着層を介して隣り合っていることも包含し得る。
【0026】
上記光学積層体の作製は、構成部材に接着層を積層することを含み得るが、その際に界面に小さな気泡が生じ、当該気泡が欠点となる場合がある。これに対し、本発明の実施形態によれば、支持層に直接隣接するように接着層が配置されることにより、当該気泡の問題が抑制され得る。当該効果が奏される理由は、本発明を何ら制限するものではないが、以下のように推測される。すなわち、接着層を積層する際に積層対象の部材表面に凹凸があると、当該凹凸に起因して気泡が生じ得るところ、所定の押し込み弾性率を有する支持層を設け、当該支持層に接着層を積層することにより、このような気泡の発生が抑制され得る。
【0027】
図2は、本発明の1つの実施形態に係る光学積層体の概略の構成を示す模式的な断面図である。光学積層体100Aは、表面接着層42と、偏光部材10と、第一接着層44と、第一位相差部材20と、第二接着層46と、保護部材30と、をこの順に備えている。光学積層体100Aにおいては、偏光部材10の表面接着層42側に直接隣接して支持層50が設けられており、表面接着層42は、支持層50に直接隣接して配置されている。偏光部材10は、上記表示システム2の表示素子12に含まれ得る偏光部材に対応し得る。また、第一位相差部材20は、第1のλ/4部材20aを含み、上記表示システム2の第一位相差部材20に対応し得る。例えば、表示素子12が液晶ディスプレイである場合、表面接着層42を介して光学積層体100Aを液晶セルの前方(視認側)に貼り合わせることにより、背面側偏光部材と液晶セルと視認側偏光部材とをこの順に含む液晶パネルの視認側偏光部材として、偏光部材10を用いることができる。
【0028】
図3は、本発明の1つの実施形態に係る光学積層体の概略の構成を示す模式的な断面図である。光学積層体100Bは、表面接着層42と、第二位相差部材60と、第三接着層48と、偏光部材10と、第一接着層44と、第一位相差部材20と、第二接着層46と、保護部材30と、をこの順に備えている。光学積層体100Bにおいては、偏光部材10の第三接着層48側に直接隣接して支持層50が設けられており、第三接着層48は、支持層50に直接隣接して配置されている。偏光部材10は、上記表示システム2の表示素子12に含まれ得る偏光部材に対応し得る。また、第一位相差部材20は、第1のλ/4部材20aを含み、上記表示システム2の第一位相差部材20に対応し得る。第二位相差部材60は、表示素子12に含まれ得る位相差部材に対応し得る。例えば、第二位相差部材60は、λ/4部材(「第3のλ/4部材」とも称する)60aを含む。偏光部材10の吸収軸と第3のλ/4部材の遅相軸とのなす角度は、例えば40°~50°であり、42°~48°であってもよく、約45°であってもよい。表示素子12が有機ELディスプレイである場合、有機ELパネルの前方(視認側)に偏光部材10と共に第3のλ/4部材を設けることにより、有機ELディスプレイに含まれ得る金属層による外光反射や背景の映り込み等の問題を解消し得る。第二位相差部材60が第3のλ/4部材以外の部材を含まない場合は、第二位相差部材60は第3のλ/4部材に相当し得る。
【0029】
図2および図3においては図示しないが、第一位相差部材20は、第1のλ/4部材20aに加えて、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す部材(以下、「第1のポジティブCプレート」とも称する)を含んでいてもよい。この場合、第一位相差部材20において、第1のλ/4部材20aが第1のポジティブCプレートよりも偏光部材10側に位置していることが好ましい。第1のλ/4部材20aと第1のポジティブCプレートとは、代表的には接着剤層を介して積層され得る。
【0030】
図3においては図示しないが、第二位相差部材60は、第3のλ/4部材60aに加えて、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す部材(以下、「第2のポジティブCプレート」とも称する)を含んでいてもよい。第3のλ/4部材60aと第2のポジティブCプレートとは、代表的には接着剤層を介して積層され得る。
【0031】
<偏光部材>
偏光部材10は、吸収型偏光膜10aと、その第一位相差部材20が配置されている側と反対側に配置される表示素子側保護層10bと、第一位相差部材20が配置されている側に配置されるレンズ部側保護層10cと、を有している。表示素子側保護層10bおよびレンズ部側保護層10cのいずれか一方は、目的に応じて省略されてもよい。好ましくは、偏光部材は、吸収型偏光膜10aと表示素子側保護層10bとを有する。
【0032】
吸収型偏光膜は、例えば、二色性物質を含む樹脂フィルムで構成されている。吸収型偏光膜の厚みは、例えば1μm以上20μm以下であり、2μm以上15μm以下であってもよく、12μm以下であってもよく、10μm以下であってもよく、8μm以下であってもよく、5μm以下であってもよい。
【0033】
上記吸収型偏光膜は、単層の樹脂フィルムから作製してもよく、二層以上の積層体を用いて作製してもよい。
【0034】
単層の樹脂フィルムから作製する場合、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理、延伸処理等を施すことにより吸収型偏光膜を得ることができる。中でも、PVA系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られる吸収型偏光膜が好ましい。
【0035】
上記ヨウ素による染色は、例えば、PVA系フィルムをヨウ素水溶液に浸漬することにより行われる。上記一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは3~7倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、PVA系フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が施される。
【0036】
上記二層以上の積層体を用いて作製する場合の積層体としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたPVA系樹脂層(PVA系樹脂フィルム)との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる吸収型偏光膜は、例えば、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を吸収型偏光膜とすること;により作製され得る。本実施形態においては、好ましくは、樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成する。延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含み得る。加えて、本実施形態においては、好ましくは、積層体は、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に2%以上収縮させる乾燥収縮処理に供される。代表的には、本実施形態の製造方法は、積層体に、空中補助延伸処理と染色処理と水中延伸処理と乾燥収縮処理とをこの順に施すことを含む。補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVAを塗布する場合でも、PVAの結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にPVAの配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、PVAの配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。さらに、PVA系樹脂層を液体に浸漬した場合において、PVA系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる吸収型偏光膜の光学特性は向上し得る。さらに、乾燥収縮処理により積層体を幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。得られた樹脂基材/吸収型偏光膜の積層体はそのまま用いてもよく(すなわち、樹脂基材を吸収型偏光膜の保護層としてもよく)、樹脂基材/吸収型偏光膜の積層体から樹脂基材を剥離した剥離面に、もしくは、剥離面とは反対側の面に目的に応じた任意の適切な保護層を積層して用いてもよい。このような吸収型偏光膜の製造方法の詳細は、例えば特開2012-73580号公報、特許第6470455号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
【0037】
上記表示素子側保護層およびレンズ部側保護層はそれぞれ、吸収型偏光膜の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで構成される。保護層を構成する材料としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂、ポリノルボルネン等のシクロオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が挙げられる。(メタ)アクリル系樹脂の代表例としては、ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂が挙げられる。ラクトン環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、例えば、特開2000-230016号公報、特開2001-151814号公報、特開2002-120326号公報、特開2002-254544号公報、特開2005-146084号公報に記載されている。これらの公報は、本明細書に参考として援用されている。
【0038】
保護層の厚みは、例えば10μm~80μmであり、好ましくは15μm~70μmであり、より好ましくは20μm~50μmである。
【0039】
吸収型偏光部材(吸収型偏光膜)の直交透過率(Tc)は、0.5%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1%以下であり、さらに好ましくは0.05%以下である。吸収型偏光部材(吸収型偏光膜)の単体透過率(Ts)は、例えば41.0%~45.0%であり、好ましくは42.0%以上である。吸収型偏光部材(吸収型偏光膜)の偏光度(P)は、例えば99.0%~99.997%であり、好ましくは99.9%以上である。
【0040】
<第1のλ/4部材>
第1のλ/4部材20aの面内位相差Re(550)および位相差値の波長分散特性は、A項で記載したとおりである。また、光学積層体において、第1のλ/4部材の遅相軸と偏光部材の吸収軸とのなす角度は、例えば40°~50°であり、42°~48°であってもよく、約45°であってもよい。
【0041】
第1のλ/4部材は、好ましくは、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示す。ここで「ny=nz」はnyとnzが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、ny<nzとなる場合があり得る。第1のλ/4部材のNz係数は、好ましくは0.9~3であり、より好ましくは0.9~2.5であり、さらに好ましくは0.9~1.5であり、特に好ましくは0.9~1.3である。
【0042】
第1のλ/4部材は、上記特性を満足し得る任意の適切な材料で形成される。第1のλ/4部材は、例えば、樹脂フィルムの延伸フィルムまたは液晶化合物の配向固化層であり得る。
【0043】
上記樹脂フィルムに含まれる樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、環状オレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。組み合わせる方法としては、例えば、ブレンド、共重合が挙げられる。第1のλ/4部材が逆分散波長特性を示す場合、ポリカーボネート系樹脂またはポリエステルカーボネート系樹脂(以下、単にポリカーボネート系樹脂と称する場合がある)を含む樹脂フィルムが好適に用いられ得る。
【0044】
上記ポリカーボネート系樹脂としては、任意の適切なポリカーボネート系樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジオール、脂環式ジメタノール、ジ、トリまたはポリエチレングリコール、ならびに、アルキレングリコールまたはスピログリコールからなる群から選択される少なくとも1つのジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、を含む。好ましくは、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジメタノールに由来する構造単位ならびに/あるいはジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含み;さらに好ましくは、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、ジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含む。ポリカーボネート系樹脂は、必要に応じてその他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。なお、第1のλ/4部材に好適に用いられ得るポリカーボネート系樹脂および第1のλ/4部材の形成方法の詳細は、例えば、特開2014-10291号公報、特開2014-26266号公報、特開2015-212816号公報、特開2015-212817号公報、特開2015-212818号公報に記載されており、これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。
【0045】
樹脂フィルムの延伸フィルムで構成される第1のλ/4部材の厚みは、例えば10μm~100μmであり、好ましくは10μm~70μmであり、より好ましくは20μm~60μmである。
【0046】
上記液晶化合物の配向固化層は、液晶化合物が層内で所定の方向に配向し、その配向状態が固定されている層である。なお、「配向固化層」は、後述のように液晶モノマーを硬化させて得られる配向硬化層を包含する概念である。第1のλ/4部材においては、代表的には、棒状の液晶化合物が第1のλ/4部材の遅相軸方向に並んだ状態で配向している(ホモジニアス配向)。棒状の液晶化合物として、例えば、液晶ポリマーおよび液晶モノマーが挙げられる。液晶化合物は、好ましくは、重合可能である。液晶化合物が重合可能であると、液晶化合物を配向させた後に重合させることで、液晶化合物の配向状態を固定できる。
【0047】
上記液晶化合物の配向固化層(液晶配向固化層)は、所定の基材の表面に配向処理を施し、当該表面に液晶化合物を含む塗工液を塗工して当該液晶化合物を上記配向処理に対応する方向に配向させ、当該配向状態を固定することにより形成され得る。配向処理としては、任意の適切な配向処理が採用され得る。具体的には、機械的な配向処理、物理的な配向処理、化学的な配向処理が挙げられる。機械的な配向処理の具体例としては、ラビング処理、延伸処理が挙げられる。物理的な配向処理の具体例としては、磁場配向処理、電場配向処理が挙げられる。化学的な配向処理の具体例としては、斜方蒸着法、光配向処理が挙げられる。各種配向処理の処理条件は、目的に応じて任意の適切な条件が採用され得る。
【0048】
液晶化合物の配向は、液晶化合物の種類に応じて液晶相を示す温度で処理することにより行われる。このような温度処理を行うことにより、液晶化合物が液晶状態をとり、基材表面の配向処理方向に応じて当該液晶化合物が配向する。
【0049】
配向状態の固定は、1つの実施形態においては、上記のように配向した液晶化合物を冷却することにより行われる。液晶化合物が重合性または架橋性である場合には、配向状態の固定は、上記のように配向した液晶化合物に重合処理または架橋処理を施すことにより行われる。
【0050】
上記液晶化合物としては、任意の適切な液晶ポリマーおよび/または液晶モノマーが用いられる。液晶ポリマーおよび液晶モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、組み合わせてもよい。液晶化合物の具体例および液晶配向固化層の作製方法は、例えば、特開2006-163343号公報、特開2006-178389号公報、国際公開第2018/123551号公報に記載されている。これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。
【0051】
液晶配向固化層で構成される第1のλ/4部材の厚みは、例えば1μm~10μmであり、好ましくは1μm~8μmであり、より好ましくは1μm~6μmであり、さらに好ましくは1μm~4μmである。
【0052】
<第1のポジティブCプレート>
第1のポジティブCプレートの厚み方向の位相差Rth(550)は、好ましくは-20nm~-200nmであり、より好ましくは-30nm~-180nmであり、さらに好ましくは-40nm~-160nmであり、特に好ましくは-50nm~-140nmである。ここで、「nx=ny」は、nxとnyが厳密に等しい場合のみならず、nxとnyが実質的に等しい場合も包含する。第1のポジティブCプレートの面内位相差Re(550)は、例えば10nm未満である。
【0053】
第1のポジティブCプレートは、任意の適切な材料で形成され得るが、第1のポジティブCプレートは、好ましくは、ホメオトロピック配向に固定された液晶材料を含むフィルムから構成される。ホメオトロピック配向させることができる液晶材料(液晶化合物)は、液晶モノマーであってもよいし、液晶ポリマーであってもよい。このような液晶化合物およびポジティブCプレートの形成方法の具体例としては、特開2002-333642号公報の[0020]~[0028]に記載の液晶化合物および当該位相差層の形成方法が挙げられる。この場合、第1のポジティブCプレートの厚みは、好ましくは0.5μm~5μmである。
【0054】
<第3のλ/4部材>
第3のλ/4部材60aの面内位相差Re(550)は、例えば100nm~190nmであり、110nm~180nmであってもよく、130nm~160nmであってもよく、135nm~155nmであってもよい。第3のλ/4部材は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第3のλ/4部材のRe(450)/Re(550)は、例えば0.75以上1未満であり、0.8以上0.95以下であってもよい。第3のλ/4部材は、好ましくは、屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示す。第3のλ/4部材のNz係数は、好ましくは0.9~3であり、より好ましくは0.9~2.5であり、さらに好ましくは0.9~1.5であり、特に好ましくは0.9~1.3である。
【0055】
第3のλ/4部材は、上記特性を満足し得る任意の適切な材料で形成される。第3のλ/4部材は、例えば、樹脂フィルムの延伸フィルムまたは液晶化合物の配向固化層であり得る。樹脂フィルムの延伸フィルムまたは液晶化合物の配向固化層で構成される第3のλ/4部材については、上記第1のλ/4部材と同様の説明を適用することができる。第1のλ/4部材と第3のλ/4部材とは、構成(例えば、形成材料、厚み、光学特性等)が同じ部材であってもよく、異なる構成の部材であってもよい。
【0056】
<第2のポジティブCプレート>
第2のポジティブCプレートの厚み方向の位相差Rth(550)は、好ましくは-20nm~-200nmであり、より好ましくは-30nm~-180nmであり、さらに好ましくは-40nm~-160nmであり、特に好ましくは-50nm~-140nmである。ここで、「nx=ny」は、nxとnyが厳密に等しい場合のみならず、nxとnyが実質的に等しい場合も包含する。第2のポジティブCプレートの面内位相差Re(550)は、例えば10nm未満である。
【0057】
第2のポジティブCプレートは、任意の適切な材料で形成され得るが、第2のポジティブCプレートは、好ましくは、ホメオトロピック配向に固定された液晶材料を含むフィルムから構成される。このような第2のポジティブCプレートの形成材料および形成方法については、上記第1のポジティブCプレートと同様の説明を適用することができる。第1のポジティブCプレートと第2のポジティブCプレートとは、構成(例えば、形成材料、厚み、光学特性等)が同じ部材であってもよく、異なる構成の部材であってもよい。
【0058】
<保護部材>
保護部材30は、代表的には、基材を含む。基材は、任意の適切なフィルムで構成され得る。基材を構成するフィルムの主成分となる材料としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン等のシクロオレフィン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の樹脂が挙げられる。基材の厚みは、好ましくは5μm~80μmであり、より好ましくは10μm~50μmであり、さらに好ましくは15μm~40μmである。
【0059】
保護部材30は、好ましくは基材と表面処理層とを有する積層フィルムである。表面処理層を有する保護部材は、その基材が第一位相差部材20側に位置するように配置され得る。表面処理層の厚みは、例えば0.5μm~10μmであり、1μm~7μmであってもよく、2μm~5μmであってもよい。表面処理層は、任意の適切な機能を有し得る。表面処理層は、例えば、反射防止機能を有することが好ましい。
【0060】
<接着層>
接着層としては、代表的には接着剤層または粘着剤層が用いられる。光学積層体自身を他の部材と貼り合わせるための表面接着層は、好ましくは粘着剤層である。隣接する部材どうしを貼り合わせるための接着層は、接着剤層であってもよく、粘着剤層であってもよい。1つの実施形態において、第一接着層、第二接着層、および第三接着層から選択される少なくとも1つが粘着剤層であり、2つまたは3つが粘着剤層であってもよい。後述の貯蔵弾性率を好適に満たし得ることから、支持層に直接隣接して配置される接着層は、好ましくは粘着剤層である。
【0061】
支持層に直接隣接して配置される接着層の貯蔵弾性率(23℃)は、例えば0.01MPa~1MPa、好ましくは0.05MPa~0.5MPa、より好ましくは0.08MPa~0.2MPaである。このような貯蔵弾性率を有する接着層との貼り合わせ面を支持層とすることにより、本発明の効果を好適に得ることができる。貯蔵弾性率は、例えば、下記の測定方法で測定することができる。
<貯蔵弾性率の測定方法>
複数の粘着剤層を積層して厚み約1.5mmとした積層物を測定用サンプルとして用いる。測定装置として、Rheometric Scientific社製の「Advanced Rheometric Expansion System (ARES)」を用い、以下の条件により動的粘弾性測定を行い、測定結果から、23℃における貯蔵弾性率を読み取る。
(測定条件)
・変形モード:ねじり
・周波数:1Hz
・圧着加重:100g
・昇温速度:5℃/分
・温度範囲:-50℃~150℃
・形状:パラレルプレート、8.0mmφ
【0062】
粘着剤層は、任意の適切な粘着剤で形成され得る。具体例としては、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、およびポリエーテル系粘着剤が挙げられる。粘着剤は、ベース樹脂を含み、目的に応じて、種々の添加剤、例えば、架橋剤、重合開始剤、重合触媒、架橋触媒、シランカップリング剤、粘着性付与剤、可塑剤、軟化剤、劣化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、界面活性剤、帯電防止剤等を、本発明の特性を損なわない範囲でさらに含んでいてもよい。粘着剤のベース樹脂を形成するモノマーの種類、組み合わせ、および配合比;添加剤(例えば架橋剤)の種類、組み合わせ、および配合量;反応温度;反応時間等を調整することにより、目的に応じた所望の特性を有する粘着剤を調製することができる。粘着剤のベース樹脂は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。ベース樹脂としては、アクリル系樹脂が好ましく用いられる。具体的には、粘着剤層は、好ましくは(メタ)アクリル系ポリマーを主成分として含有するアクリル系粘着剤で構成される。
【0063】
粘着剤層の厚みは、例えば3μm以上、好ましくは5μm以上であり、例えば50μm以下、好ましくは30μm以下である。
【0064】
粘着剤層は、ベース樹脂、架橋剤等の添加剤、および溶剤を含む粘着剤組成物を塗工し、乾燥することにより形成することができる。例えば、粘着剤組成物をはく離ライナー等の基体に塗工および乾燥して粘着剤層を形成し、目的の部材に転写することができる。また例えば、粘着剤組成物を目的の部材に直接塗工および乾燥して粘着剤層を形成することができる。乾燥は、代表的には、加熱により行う。
【0065】
接着剤層は、任意の適切な接着剤で形成され得る。接着剤は、例えば、接着剤層を形成する過程で、その状態が液体から固体へ不可逆的に変化するものであり、塗布時には流動性を有し、硬化処理(例えば、活性エネルギー線照射、加熱)により硬化する性質を有する。接着剤としては、好ましくは、硬化型接着剤が用いられる。硬化型接着剤としては、好ましくは、紫外線硬化型接着剤が用いられる。
【0066】
上記紫外線硬化型接着剤は、硬化性モノマーとして、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、ビニル基を有する化合物等の硬化性モノマーを含む。好ましくは、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が用いられる。ここで、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基および/またはメタクリロイル基をいう。
【0067】
接着剤層の厚みは、例えば0.1μm~5μm、好ましくは0.5μm~4μm、より好ましくは1μm~3μmである。
【0068】
<支持層>
光学積層体における支持層50の位置は図示例に限定されない。支持層50は、光学積層体が有する全ての接着層から任意に選択される少なくとも1つの接着層に直接隣接して配置され得る。例えば、支持層は、表面接着層、第一接着層、第二接着層、および存在する場合の第三接着層から選択される少なくとも1つであって、好ましくは粘着剤層である接着層に直接隣接して配置され得る。表示素子に近い位置に存在する欠点は視認性への影響が大きい傾向にあることから、支持層は、好ましくは表面接着層、第一接着層、および第三接着層から選択される少なくとも1つに直接隣接して配置され得る。光学積層体が備える支持層の数は、例えば1~3である。
【0069】
支持層の押し込み弾性率は、例えば1GPa以上であり、好ましくは2GPa以上、より好ましくは3GPa~12GPa、さらに好ましくは4GPa~10GPaである。このような押し込み弾性率を有する支持層に接着層を直接隣接して配置することにより、気泡の発生を好適に抑制することができる。上記押し込み弾性率は、ナノインデンテーション法によって得られる値である。
【0070】
支持層の硬さは、例えば0.05GPa以上であり、好ましくは0.1GPa以上、より好ましくは0.2GPa~2GPa、さらに好ましくは0.3GPa~1GPaである。上記硬さは、ナノインデンテーション法によって得られる値である。
【0071】
支持層の塑性変形量は、例えば200nm以下であり、好ましくは0nm~150nm、より好ましくは10nm~100nm、さらに好ましくは20nm~80nmである。上記塑性変形量は、ナノインデンテーション法によって得られる値である。
【0072】
支持層は、上記特性を有する層を形成し得る任意の適切な材料で構成され得る。例えば、支持層は、硬化性材料の硬化層である。1つの実施形態において、支持層はハードコート層であり、接着層の積層対象である部材(例えば、偏光部材、第一位相差部材、第二位相差部材、保護部材)に支持層形成材料(ハードコート層形成材料)を塗布し、塗布層を硬化させることにより形成され得る。支持層形成材料は、代表的には、層形成成分としての硬化性化合物を含む。硬化性化合物の硬化メカニズムとしては、例えば、熱硬化型、光硬化型が挙げられる。硬化性化合物としては、例えば、モノマー、オリゴマー、プレポリマーが挙げられる。好ましくは、硬化性化合物として多官能モノマーまたはオリゴマーが用いられる。多官能モノマーまたはオリゴマーとしては、例えば、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有するモノマーまたはオリゴマー、ウレタン(メタ)アクリレートまたはウレタン(メタ)アクリレートのオリゴマー、エポキシ系モノマーまたはオリゴマー、シリコーン系モノマーまたはオリゴマーが挙げられる。
【0073】
1つの実施形態において、支持層は、偏光部材に直接隣接して設けられ、好ましくは偏光部材の第一位相差部材が配置されている側と反対側に直接隣接して設けられる。本実施形態において、支持層は、代表的には、吸収型偏光膜の保護層表面に形成され得る。薄型の吸収型偏光膜と保護層とを接着剤層を介して貼り合わせると、硬化時の収縮によって得られる偏光部材表面(保護層表面)に凹凸が生じる場合がある。これに対し、予め支持層が形成された支持層付保護層と吸収型偏光膜とを接着剤層を介して貼り合わせることにより、このような凹凸の発生を抑制することができる。あるいは、吸収型偏光膜と保護層とをロールトゥロールで貼り合わせる際に、工程異物に起因して、得られる偏光部材に凹凸が生じる場合がある。これに対し、接着剤層を介して貼り合わせられた吸収型偏光膜と保護層とを含む偏光部材の保護層表面に支持層を形成することにより、凹凸を埋めて平坦な表面を形成することができる。このように偏光部材に直接隣接して支持層を設けることにより、偏光部材表面の凹凸を抑制することができ、凹凸がある表面と接着層(例えば、粘着剤層)との積層界面における気泡の発生を好適に抑制することができる。
【0074】
支持層の厚みは、例えば0.5μm~15μmであり、好ましくは1μm~12μmであり、より好ましくは3μm~10μmである。
【0075】
<光学積層体の作製方法>
上記光学積層体は、例えば、接着層を介して各部材を積層することによって作製され得る。1つの実施形態において、上記光学積層体は、吸収型偏光膜とその少なくとも片側に配置された保護層とを有する偏光部材と、当該偏光部材の保護層に直接隣接して配置されている支持層と、を有する支持層付偏光部材を作製し、当該支持層付偏光部材の支持層側に接着層(例えば、粘着剤層)を積層することを含む方法によって作製され得る。
【実施例0076】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、厚みおよび位相差値は下記の測定方法により測定した値である。また、特に明記しない限り、「部」および「%」は重量基準である。
<厚み>
10μm以下の厚みは、走査型電子顕微鏡(日本電子社製、製品名「JSM-7100F」)を用いて測定した。10μmを超える厚みは、デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC-351C」)を用いて測定した。
<位相差値>
位相差測定装置(王子計測機器株式会社製のKOBRA)を用いて、23℃における各波長での位相差値を測定した。
【0077】
[製造例1:λ/4部材Aの作製]
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置を用いて重合を行った。ビス[9-(2-フェノキシカルボニルエチル)フルオレン-9-イル]メタン29.60質量部(0.046mol)、イソソルビド(ISB)29.21質量部(0.200mol)、スピログリコール(SPG)42.28質量部(0.139mol)、ジフェニルカーボネート(DPC)63.77質量部(0.298mol)及び触媒として酢酸カルシウム1水和物1.19×10-2質量部(6.78×10-5mol)を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、50分で内温240℃、圧力0.2kPaにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネート系樹脂を水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。
【0078】
得られたポリエステルカーボネート系樹脂(ペレット)を80℃で5時間真空乾燥をした後、単軸押出機(東芝機械社製、シリンダー設定温度:250℃)、Tダイ(幅200mm、設定温度:250℃)、チルロール(設定温度:120~130℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み135μmの長尺状の樹脂フィルムを作製した。得られた長尺状の樹脂フィルムを、幅方向に、延伸温度143℃、延伸倍率2.8倍で延伸し、厚み48μmの延伸フィルム(λ/4部材A)を得た。得られた延伸フィルムのRe(550)は143nmであり、Re(450)/Re(550)は0.86であり、Nz係数は1.12であった。
【0079】
[製造例2:保護部材Aの作製]
ラクトン環構造を有するアクリルフィルム(厚み40μm)に、下記に示す反射防止層形成材料を塗布して80℃で1分間加熱し、加熱後の塗布層に高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cmの紫外線を照射して塗布層を硬化させ、厚み0.1μmの反射防止層が形成された保護部材Aを得た。
【0080】
(反射防止層形成材料)
ペンタエリストールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(大阪有機化学工業株式会社製、商品名「ビスコート#300」、固形分100重量%)100重量部、中空ナノシリカ粒子(日揮触媒化成工業株式会社製、商品名「スルーリア5320」、固形分20重量%、重量平均粒子径75nm)150重量部、中実ナノシリカ粒子(日産化学工業株式会社製、商品名「MEK-2140Z-AC」、固形分30重量%、重量平均粒子径10nm)50重量部、フッ素元素含有添加剤(信越化学工業株式会社製、商品名「KY-1203」、固形分20重量%)12重量部、および光重合開始剤(BASF社製、商品名「OMNIRAD907」、固形分100重量%)3重量部を混合した。その混合物に、希釈溶媒としてTBA(ターシャリーブチルアルコール)、MIBK(メチルイソブチルケトン)およびPMA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)を60:25:15重量比で混合した混合溶媒を添加して全体の固形分が4重量%となるようにし、攪拌して反射防止層形成材料を調製した。
【0081】
[製造例3:支持層付偏光部材Aの作製]
1.吸収型偏光膜の作製
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用いた。樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ410」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、130℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光膜の単体透過率(Ts)が43.0%となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を5重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(ホウ酸濃度4.0重量%、ヨウ化カリウム5.0重量%)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は5.2%であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの吸収型偏光膜を形成した。
【0082】
2.支持層付保護層の作製
ラクトン環構造を有するアクリルフィルム(厚み40μm)に下記の支持層形成材料を塗布して90℃で1分間加熱し、加熱後の塗布層に高圧水銀ランプにて積算光量300mJ/cmの紫外線を照射して塗布層を硬化させた。これにより、支持層付保護層として、片面に厚み7μmの支持層(ハードコート層)が形成されたアクリルフィルムを得た。
【0083】
(支持層形成材料)
ウレタンアクリルオリゴマー(新中村化学社製、「NKオリゴ UA-53H」)50部、ペンタエリストールトリアクリレートを主成分とする多官能アクリレート(大阪有機化学工業社製、商品名「ビスコート#300」)30部、4-ヒドロキシブチルアクリレート(大阪有機化学工業社製)20部、レベリング剤(DIC社製、「GRANDIC PC4100」)1部および光重合開始剤(チバ・ジャパン社製、「イルガキュア907」)3部を混合し、固形分濃度が50%になるようにメチルイソブチルケトンで希釈して、支持層形成材料を調製した。
【0084】
3.偏光部材の作製
上記1.で得られた[樹脂基材/吸収型偏光膜]の積層体の吸収型偏光膜表面に、紫外線硬化型接着剤を介して、上記支持層付保護層をアクリルフィルムが吸収型偏光膜側になるように貼り合わせた。具体的には、硬化型接着剤の厚みが1.0μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線を支持層付保護層側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、吸収型偏光膜から樹脂基材を剥離し、当該剥離面にラクトン環構造を有するアクリルフィルム(厚み40μm)を上記と同様にして貼り合わせた。このようにして、[支持層/アクリルフィルム/吸収型偏光膜/アクリルフィルム]の構成を有する支持層付偏光部材Aを得た。支持層付偏光部材Aにおいて、支持層は偏光部材に直接隣接して(より具体的には、保護層表面に直接隣接して)設けられている。
【0085】
[製造例4A:粘着剤層Aの作製]
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、および冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート91.5部、アクリル酸3部、4-ヒドロキシブチルアクリレート0.5部およびアクリロイルモルホリン5部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、このモノマー混合物100部に対して、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1部を酢酸エチル100部と共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行った。次いで、得られた反応液に酢酸エチルを加えて固形分濃度12重量%に調整し、重量平均分子量(Mw)250万のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、過酸化物系架橋剤のベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT、日本油脂社製)0.3部と、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物(商品名:コロネートL、東ソー社製)0.2部と、シランカップリング剤(商品名:KBM403、信越化学工業社製)0.2部を配合して、粘着剤組成物を調製した。
得られた粘着剤組成物を、剥離面に離型剤処理が施されたPETフィルムであるはく離ライナーの剥離面に塗布し乾燥させて、厚み5μmの粘着剤層Aを形成した。
【0086】
[製造例4B:粘着剤層Bの作製]
撹拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、および冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート94.9重量部、アクリル酸5重量部および2-ヒドロキシエチルアクリレート0.1重量部を含有するモノマー混合物を仕込んだ。さらに、このモノマー混合物100部に対して、重合開始剤としてジベンゾイルパーオキシド0.3重量部を酢酸エチルと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入してフラスコ内を窒素置換した後、フラスコ内の液温を60℃付近に保って7時間重合反応を行った。次いで、得られた反応液に酢酸エチルを加えて固形分濃度30重量%に調整し、重量平均分子量(Mw)220万のアクリル系ポリマーの溶液を調製した。
得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、過酸化物系架橋剤のベンゾイルパーオキサイド(商品名:ナイパーBMT、日本油脂社製)0.2部と、トリメチロールプロパン/トリレンジイソシアネート付加物(商品名:コロネートL、東ソー社製)0.6部と、シランカップリング剤(商品名:KBM403、信越化学工業社製)0.2部を配合して、粘着剤組成物を調製した。
得られた粘着剤組成物を、剥離面に離型剤処理が施されたPETフィルムであるはく離ライナーの剥離面に塗布し乾燥させて、厚み15μmの粘着剤層Bを形成した。
【0087】
[実施例1]
第二位相差部材としてのλ/4部材Aの両側に粘着剤層Bをはく離ライナーとともに貼り合わせた。一方の側の剥離ライナーを剥離し、露出した粘着剤層Bを支持層付偏光部材Aの支持層側表面に貼り合わせることで、[はく離ライナー/粘着剤層B/第二位相差部材/粘着剤層B/支持層/偏光部材]の積層構成を有する積層体1を得た。このとき、吸収型偏光膜の吸収軸とλ/4部材Aの遅相軸とが45°の角度をなすように貼り合わせた。
【0088】
第一位相差部材としてのλ/4部材Aの片側に粘着剤層Bを介して保護部材Aを貼り合わせた。ここで、保護部材Aのアクリルフィルムがλ/4部材A側に位置するように貼り合わせた。これにより、[第一位相差部材/粘着剤層B/保護部材A]の積層構成を有する積層体2を得た。
【0089】
積層体1の偏光部材側に粘着剤層Aを介して積層体2を貼り合わせた。このとき、積層体2の第一位相差部材が粘着剤層A側に位置するように、かつ、積層体1のλ/4部材Aの遅相軸と積層体2のλ/4部材Aの遅相軸とのなす角度は0°となるように貼り合わせた。これにより、[はく離ライナー/粘着剤層B/第二位相差部材/粘着剤層B/支持層/偏光部材/粘着剤層A/第一位相差部材/粘着剤層B/保護部材A]の積層構成を有する光学積層体Aを得た。光学積層体Aにおいては、吸収型偏光膜の保護層に直接隣接して支持層が設けられ、当該支持層に直接隣接して粘着剤層Bが配置されている。
【0090】
<気泡評価>
得られた光学積層体Aを顕微鏡観察したところ、支持層と粘着剤層Bの界面において10μm以上の気泡の発生が1個/100cm以下であり、実用上許容可能な範囲内であった。
【0091】
<支持層の特性評価>
支持層付偏光部材Aを10mm×10mm角に切り出して測定試料とした。当該測定試料を用いて、下記の条件で支持層に対してナノインデンテーション測定を行った。
・測定装置:Hysitron Inc.製、製品名「Triboindenter」
・使用圧子:Berkovich(三角錐型)
・測定方法:単一押し込み測定
・測定温度:室温(約25℃)
・押し込み深さ設定:200nm
・押し込み速度:20nm/s
【0092】
測定結果から測定装置付帯のソフトウェア(triboscan)を用いて、押し込み弾性率(S√π/2√A)、硬さ(Pmax/A)、および塑性変形量を算出した(S:接触剛性、A:接触投影面積、Pmax:最大荷重)。N=3の平均値を支持層の押し込み弾性率、硬さ、および塑性変形量とした。その結果、支持層の押し込み弾性率は、6.01GPaであり、硬さは0.383GPaであり、塑性変形量は47.0nmであった。
【0093】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【0094】
本発明の実施形態に係る光学積層体は、例えば、VRゴーグル等の表示システムに好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【0095】
2 表示システム、4 レンズ部、12 表示素子、14 反射型偏光部材、16 第一レンズ部、18 ハーフミラー、20 第一位相差部材、22 第二位相差部材、24 第二レンズ部、30 保護部材、42 表面接着層、44 第一接着層、46 第二接着層、48 第三接着層、50 第二位相差部材、60 支持層、100 光学積層体

図1
図2
図3