JP6136527B2 - インセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体及びこれを用いたインセルタッチパネル型液晶表示装置 - Google Patents

インセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体及びこれを用いたインセルタッチパネル型液晶表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、インセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体及びこれを用いたインセルタッチパネル型液晶表示装置に関する。
近年、スマートフォンを代表する携帯液晶端末、及びその他液晶表示装置には、タッチパネル機能が搭載されている。このようなタッチパネル機能を搭載した液晶表示装置は、従来は液晶表示装置上にタッチパネルを取り付けた外付け型が主流であった。
外付け型は、液晶表示装置とタッチパネルとを別々に製造した後に一体化するため、何れか一方に不良があっても片方は利用可能であり、歩留まりに優れるものであるが、厚みや重さが増えるという問題があった。
このような外付け型の問題（厚みや重さ）を解消するものとして、液晶表示装置の液晶素子と偏光板との間にタッチパネルを組み込んだ、いわゆるオンセル型の液晶表示装置が登場している。
そして、さらに近年では、オンセル型よりもさらに厚みや重さを低減するものとして、タッチ機能を液晶素子の中に組み込んだ、いわゆるインセル型の液晶表示装置が開発され始めている（特許文献１、２）。
特開２０１１−７６６０２号公報 特開２０１１−２２２００９号公報
インセル型の液晶表示装置は、タッチ機能を組み込んだ液晶素子上に、種々の機能を有するフィルム等を接着層を介して貼り合わせた光学積層体を設置した構成からなっている。種々の機能を有するフィルム等とは、例えば、位相差板、偏光膜、偏光膜の保護フィルム、カバーガラス等が挙げられる。
また、偏光サングラスを通しての視認性を良好にするため、カバーガラス上に、いわゆる１／４波長位相差板を貼り合わせることも行われている。
このように、インセルタッチパネル液晶素子上の光学積層体は、位相差板、偏光膜、偏光膜の保護フィルム、カバーガラス及び１／４波長位相差板等から構成され、かつこれらは接着層を介して貼り合わせられていた。
インセル型の液晶表示装置は、全体構成のうち、タッチ機能を組み込んだ液晶素子の部分に関しては十分な薄型化が検討されている。しかし、液晶素子上に設置する光学積層体については、十分な薄型化は検討されていなかった。また、薄型化以外の問題として、インセル型の液晶表示装置は、指でタッチした際に、液晶画面が部分的に白濁するという問題も生じていた。
本発明は、このような状況下になされたものであり、必要機能を確保しながら薄型化を図ることができ、かつ液晶画面の白濁を防止できる、インセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、従来の外付け型やオンセル型では、液晶素子より操作者側に位置していたタッチパネルが導電性部材として働いていたが、インセル型への切り替えにより、液晶素子よりも操作者側に導電性部材が存在しなくなることが白濁の原因であることを見出した。
そして、液晶画面の白濁を防止しつつ、必要機能を確保しながら十分な薄型化を図るための最適な層構成を検討し、上記目的を達成するに至った。
すなわち、本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体は、位相差板、偏光膜及び透明基材をこの順に有し、さらに導電層を有してなる、光学積層体であって、前記透明基材は、前記偏光膜から出射される直線偏光を乱す光学異方性を有してなり、前記位相差板、偏光膜及び透明基材は、他の層を介さずに積層又は前記導電層のみを介して積層されてなり、当該光学積層体の厚みが３２〜２００μｍであるものである。
なお、以下、偏光膜から出射される直線偏光を乱す光学異方性を有する透明基材のことを、「光学異方性基材」という場合もある。
また、本発明のインセルタッチパネル型液晶表示装置は、インセルタッチパネル液晶素子上に、本発明の光学積層体の、偏光膜を基準として透明基材とは反対側の面を貼り合わせてなるものである。
なお、本発明の光学積層体は、光学異方性基材上にカバーガラス及びカバーガラスを積層するための接着層を有していてもよいが、本発明でいう光学積層体の厚みとは、カバーガラス及びこれを積層するための接着層を除いた厚みをいうものとする。
また、本発明における「他の層を介さず積層」とは、完全に他の層の介在を排除する趣旨ではない。例えば、基材に予め設けられている易接着層のようなごく薄い層までを排除する趣旨ではない。より具体的には、本発明における「他の層を介さず積層」とは、厚み０．５μｍ未満の薄い他の層を介して、位相差板、偏光膜及び光学異方性基材を積層する構成を排除するものではない。
本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体は、必要機能を確保しながら薄型化を図ることができ、かつ液晶画面の白濁を防止することができる。
本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体の一実施形態を示す断面図。 本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体の他の実施形態を示す断面図。 本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体の他の実施形態を示す断面図。 従来のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体の一例を示す断面図。 本発明のインセルタッチパネル液晶表示装置の一例を示す断面図。 第１導電層と第２導電層との通電状態を説明する断面図。 本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体の他の実施形態を示す断面図。 本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体の他の実施形態を示す平面図。
［光学積層体］
本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体は、位相差板、偏光膜及び透明基材をこの順に有し、さらに導電層を有してなる、光学積層体であって、前記透明基材は、前記偏光膜から出射される直線偏光を乱す光学異方性を有してなり、前記位相差板、偏光膜及び透明基材は、他の層を介さずに積層又は前記導電層のみを介して積層されてなり、当該光学積層体の厚みが３２〜２００μｍであるものである。以下、本発明の実施形態を説明する。
＜位相差板＞
位相差板は、少なくとも位相差層を有する構成からなる。位相差層としては、延伸ポリカーボネートフィルム、延伸ポリエステルフィルム、延伸環状オレフィンフィルム等の延伸フィルムの態様、屈折率異方性材料を含有する層の態様があげられる。前者と後者の態様では、リタデーションの制御の観点から、後者の態様が好ましい。
屈折率異方性材料を含有する層（以下、「異方性材料含有層」という場合もある）は、当該層の単独で位相差板を構成するものであっても、樹脂フィルム上に異方性材料含有層を有する構成であってもよい。
樹脂フィルムを構成する樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、（メタ）アクロニトリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を用いることができる。これらの中でも、寸法安定性及び光学的安定性の観点から、シクロオレフィン系樹脂が好ましい。
屈折率異方性材料としては、棒状化合物、円盤状化合物及び液晶分子等が挙げられる。
屈折率異方性材料を用いる場合、屈折率異方性材料の配向方向により、種々のタイプの位相差板とすることができる。
例えば、屈折率異方性材料の光軸が異方性材料含有層の法線方向を向くとともに常光線屈折率よりも大きな異常光線屈折率を異方性材料含有層の法線方向に有する、いわゆる正のＣプレートが挙げられる。
また別の態様では、屈折率異方性材料の光軸が異方性材料含有層と並行するとともに常光線屈折率よりも大きな異常光線屈折率を異方性材料含有層の面内方向に有する、いわゆる正のＡプレートであってもよい。
またさらには、液晶分子の光軸を異方性材料含有層と並行として、法線方向に螺旋構造をとったコレステリック配向とすることにより、異方性材料含有層全体として常光線屈折率よりも小さな異常光線屈折率を位相差層の法線方向とした、いわゆる負のＣプレートであってもよい。
さらには、負の複屈折異方性を有するディスコティック液晶を、その光軸を異方性材料含有層の面内方向に有する、負のＡプレートとすることも可能である。
またさらに異方性材料含有層は、該層に対して斜めであってもよく、またはその角度が層に垂直な方向で変化しているハイブリッド配向プレートであってもよい。
このような種々のタイプの位相差板は、例えば、特開２００９−０５３３７１号公報に記載の方法により製造することができる。
位相差板は、上述した正もしくは負のＣプレートやＡプレート、またはハイブリッド配向プレートのいずれか一つのプレートからなるものであってもよいが、これらの１種又は２種以上を組み合わせた二以上のプレートからなるものであってもよい。例えば、インセルタッチパネルの液晶素子がＶＡ方式の場合、正のＡプレートと負のＣプレートを組み合わせて用いることが好ましく、ＩＰＳ方式の場合、正のＣプレートと正のＡプレートや２軸プレートを組み合わせて用いることが好ましいが、視野角を補償できるものであればどの組み合わせでも良く、様々な組み合わせが考えられ、適宜選択することができる。
なお、位相差板を二以上のプレートからなるものとする場合、薄型化の観点から、一つのプレートを延伸フィルムとして、当該延伸フィルム上に異方性材料含有層（他のプレート）を積層する態様が好ましい。
位相差板２は、光学積層体１０中において、偏光膜３の光学異方性基材４とは反対側に位置する（図１〜図３）。また、位相差板２が樹脂フィルム（位相差を有する樹脂フィルム、若しくは通常の樹脂フィルム）２１上に異方性材料含有層２２を有する場合、樹脂フィルム２１側が偏光膜３側を向くように配置することが好ましい。このような向きで配置することにより、位相差板２の樹脂フィルム２１を、偏光膜３の保護フィルムとして機能させることができ、光学積層体１０の厚みを低減することができる。
位相差板の厚みは、２５〜６０μｍが好ましく、２５〜３０μｍがより好ましい。なお、位相差板を二以上のプレートからなるものとする場合、一つのプレートを延伸フィルムとして、当該延伸フィルム上に異方性材料含有層（他のプレート）を積層する態様とすることにより、上記厚み範囲内にしやすくできる。
＜偏光膜＞
偏光膜は、位相差板と表面保護フィルムとの間に位置するものである。
偏光膜としては、特定の振動方向をもつ光のみを透過する機能を有する偏光膜であれば如何なるものでもよく、例えばＰＶＡ系フィルムなどを延伸し、ヨウ素や二色性染料などで染色したＰＶＡ系偏光膜、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物などのポリエン系偏光膜、コレステリック液晶を用いた反射型偏光膜、薄膜結晶フィルム系偏光膜等が挙げられる。これらの中でも、水により接着性を発現し、別途接着層を設けることなく、位相差板や表面保護フィルムを接着することができる、ＰＶＡ系偏光膜が好適である。
ＰＶＡ系偏光膜としては、例えば、ＰＶＡ系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、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などの二色性物質を吸着させて一軸延伸したものが挙げられる。これらの中でも、接着性の観点から、ＰＶＡ系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光膜が好適に用いられる。
ＰＶＡ系フィルムを構成するＰＶＡ系樹脂は、ポリ酢酸ビニルをケン化してなるものである。
偏光膜の厚みは、２〜３０μｍが好ましく、３〜３０μｍがより好ましい。
＜透明基材＞
透明基材は、偏光膜から出射される直線偏光を乱す光学異方性を有するものである。当該機能を有する透明基材（光学異方性基材）は、偏光膜を保護する役割を果たしつつ、偏光サングラスを通しての視認性を良好にし得るものである。なお、偏光サングラスを通しての視認性が良好とは、液晶表示素子の前面に光学積層体を配置した際に、表示画面に色の異なるムラ（以下、「ニジムラ」ともいう）が観察されないことをいう。ニジムラは表示画面を斜めから観察したときに特に目立つものであるが、光学異方性表面保護フィルムを用いることにより、ニジムラを防止することができる。また、光学異方性表面保護フィルムを用いることにより、直線偏光と偏光サングラスの角度によって表示画面が視認できなくなることを防止することもできる。
従来の光学積層体は、図４に示すように、偏光膜を保護する役割のみでＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム７が用いられており、また、ニジムラを防止するために、カバーガラス上に光学異方性基材を接地していた。
本発明の光学異方性基材は、偏光膜を保護する役割を果たしつつ、偏光サングラスを通して観察した際のニジムラを防止し得ることから、従来の構成と比べて、薄型化を図ることができるものである。
光学異方性基材は、リタデーション値３０００〜３００００ｎｍのプラスチックフィルム又は１／４波長位相差のプラスチックフィルム等が挙げられる。
リタデーション値３０００〜３００００ｎｍのプラスチックフィルム（以下、「高リタデーションフィルム」という場合もある）は、リタデーション値を３０００ｎｍ以上とすることにより、偏光サングラスで観察した際に、液晶表示装置の表示画像にニジムラが生じることを防止している。また、リタデーション値が３０００ｎｍ以上であると、光学異方性基材を原因とする反射光の干渉ムラ（光学異方性フィルム表面で反射する光と、光学異方性フィルムを通過して硬化層表面で反射する光とが干渉して生じる干渉ムラ）を防止できる点で好適である。なお、リタデーション値を上げすぎてもニジムラ改善効果の向上が見られなくなるため、リタデーション値を３００００ｎｍ以下とすることにより、膜厚を必要以上に厚くすることを防止している。
高リタデーションフィルムのリタデーション値は、６０００〜３００００ｎｍであることが好ましい。
なお、上述したリタデーション値は、波長５８９．３ｎｍ前後の波長に対して満たしていることが好ましい。
リタデーション値（ｎｍ）は、プラスチックフィルムの面内において最も屈折率が大きい方向（遅相軸方向）の屈折率（ｎｘ）と、遅相軸方向と直交する方向（進相軸方向）の屈折率（ｎｙ）と、プラスチックフィルムの厚み（ｄ）（ｎｍ）とにより、以下の式によって表わされるものである。
リタデーション値（Ｒｅ）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
また、上記リタデーション値は、例えば、王子計測機器社製ＫＯＢＲＡ−ＷＲによって測定（測定角０°、測定波長５８９．３ｎｍ）することができる。
あるいは、上記リタデーション値は、二枚の偏光板を用いて、基材の配向軸方向（主軸の方向）を求め、配向軸方向に対して直交する二つの軸の屈折率（ｎｘ、ｎｙ）を、アッベ屈折率差計（アタゴ社製、ＮＡＲ−ＡＴ）によって求め、大きい屈折率を示す軸を遅相軸と定義する。このようにして求めた屈折率差（ｎｘ−ｎｙ）に、電気マイクロメータ（アンリツ社製）を用いて測定した厚みを掛けて、リタデーション値が得られる。
なお、本発明では、上記ｎｘ−ｎｙ（以下、「Δｎ」という場合もある）は、ニジムラ抑制及び膜厚抑制の観点から０．０５以上が好ましく、０．０７以上がより好ましい。
高リタデーションフィルムを構成する材料としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、（メタ）アクロニトリル系樹脂、及びシクロオレフィン系樹脂からなる群より選択される１種が好適に用いられる。これらの中でもポリエステル系樹脂が好ましく、その中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）がより好ましい。
高リタデーションフィルムは、例えば、上記ＰＥＴ等のポリエステルからなる場合、材料のポリエステルを溶融し、シート状に押出し成形された未延伸ポリエステルをガラス転移温度以上の温度においてテンター等を用いて横延伸後、熱処理を施すことにより得ることができる。横延伸温度としては、８０〜１３０℃が好ましく、９０〜１２０℃がより好ましい。また、横延伸倍率は２．５〜６．０倍が好ましく、３．０〜５．５倍がより好ましい。延伸倍率を２．５倍以上とすることにより、延伸張力を大きくでき、得られるフィルムの複屈折が大きくなり、リタデーション値を３０００ｎｍ以上にすることができる。また、横延伸倍率を６．０倍以下とすることにより、フィルムの透明性の低下を防止することができる。
上述した方法で作製した高リタデーションフィルムのリタデーション値を３０００ｎｍ以上に制御する方法としては、延伸倍率や延伸温度、作製する高リタデーションフィルムの膜厚を適宜設定する方法が挙げられる。具体的には、例えば、延伸倍率が高いほど、延伸温度が低いほど、また、膜厚が厚いほど、高いリタデーション値を得やすくなる。
高リタデーションフィルムを用いる場合、ニジムラ防止の観点から、光学積層体中において、偏光膜の吸収軸と高リタデーションフィルムの遅相軸とのなす角度を、５〜８５度とすることが好ましく、１０〜８０度とすることがより好ましく、３０〜６０度とすることがさらに好ましく、４５度とすることが最も好ましい。なお、高リタデーションフィルムの遅相軸方向は、王子計測機器社製の分子配向計（ＭＯＡ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて求めた、遅相軸方向の平均配向角の方向である。
１／４波長位相差のプラスチックフィルムとしては、５５０ｎｍの位相差が１３７．５ｎｍである正１／４波長位相差フィルムを用いることができるが、５５０ｎｍの位相差が８０〜１７０ｎｍである、略１／４波長位相差フィルムを用いることもできる。これら正１／４波長位相差フィルム及び略１／４波長位相差フィルムは、偏光サングラスで観察した際に、液晶表示装置の表示画像にニジムラが生じることを防止することができること、及び高リタデーションフィルムに比べて、膜厚を薄くできる点で好適である。
１／４波長位相差フィルムは、プラスチックフィルムを１軸や２軸等で延伸処理したり、プラスチックフィルム中あるいはプラスチックフィルム上に設ける層の中で、液晶材料を規則的に配列させたりすることにより形成することができる。プラスチックフィルムとしては例えば、ポリカーボネートやポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、酢酸セルロース系ポリマーポリアミド、シクロオレフィン系ポリマー等からなるものを用いることができる。これらの中でも、延伸工程で１／４波長位相差を与えられる製造工程の容易さの観点からプラスチックフィルムを延伸処理したものが好ましく、特にポリカーボネート、シクロオレフィン系ポリマーやポリエステルフィルムを延伸処理したものが好ましい。また、耐溶剤性、加工適性、薄型化の観点から、二軸延伸ポリエステルフィルムが最も好ましい。
なお、正１／４波長位相差フィルムは、公知技術の範囲で延伸倍率や延伸温度、膜厚を適宜調整することにより得ることができる。正１／４波長位相差フィルムとしては、ＪＳＲ社製のアートン、日本ゼオン社製のゼオノア、帝人社製のピュアエースＷＲ等が挙げられる。
略１／４波長位相差フィルムは、正１／４波長位相差フィルムの製造の応用により得ることができる。例えば、延伸倍率を上げたり、縦延伸と横延伸との倍率差を大きくすること等により、５５０ｎｍの位相差が大きくなる方向に動き、延伸倍率を下げたり、縦延伸と横延伸との倍率差を小さくすること等により、５５０ｎｍの位相差が小さくなる方向に動く。
１／４波長位相差フィルムを用いる場合、ニジムラ防止の観点から、光学積層体中において、偏光膜の吸収軸と１／４波長位相差フィルムの光学軸とのなす角度を、１５〜７５度とすることが好ましく、２０〜７０度とすることがより好ましく、３０〜６０度とすることがさらに好ましい。なお、１／４波長位相差フィルムの光学軸方向は、王子計測機器社製の分子配向計（ＭＯＡ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて求めた、光学軸方向の平均配向角の方向である。
上述した光学異方性基材には紫外線吸収剤を含むことが好ましい。紫外線吸収剤は特に限定されず、有機系又は無機系の紫外線吸収剤を用いることができる。なかでも、透明性に優れる有機系の紫外線吸収剤が好適に用いられる。紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤等を使用することができる。
紫外線吸収剤の含有量は、光学異方性基材中の３〜１５質量％程度である。
光学異方性基材の厚みは、コシ、加工適性及び薄型化の観点から、４〜２００μｍの範囲が好ましく、４〜１７０μｍがより好ましく、４〜１３５μｍがさらに好ましいく、４〜１００μｍが特に好ましい。
なお、光学異方性基材が高リタデーションフィルムである場合、厚みは６０〜２００μｍが好ましく、６０〜１７０μｍがより好ましく、６０〜１３５μｍがさらに好ましく、６０〜１００μｍが特に好ましい。
また、光学異方性基材が１／４波長位相差フィルムである場合、正１／４波長位相差フィルムであるか、略１／４波長位相差フィルムであるかによって、好適な厚みは異なる。具体的には、正１／４波長位相差フィルムの厚みは、２０〜５０μｍが好ましく、２５〜４０μｍがより好ましい。また、略１／４波長位相差フィルムの厚みは、４〜１５μｍが好ましく、４〜１２μｍがより好ましい。
１／４波長位相差フィルムは膜厚を薄くできる点で好適であるが、その一方、ハンドリング性が悪いという問題がある。そのため、１／４波長位相差フィルムを用いる場合、１／４波長位相差フィルムと、光学等方性フィルムとを貼り合わせてなるものを、光学異方性基材として用いることが好ましい。該構成とすることにより、ニジムラ防止、薄型化及びハンドリング性を兼ね備えた光学異方性基材とすることができる。前記効果は、厚みの薄い略１／４波長位相差フィルムを用いる場合により顕著にすることができる。また、前記効果は、略１／４波長位相差フィルムとして、二軸延伸ポリエステルフィルムを用いた場合に、最も顕著にすることができる。
光学等方性フィルムは、直線偏光を乱さない光学等方性のものであり、このようなものとして、アクリルフィルム、シクロオレフィンフィルム、セルロースエステル系フィルム等を用いることができる。これらの中でも、密着性、透明性の観点から、アクリルフィルムが好適である。
光学等方性フィルムの厚みは、１５〜１００μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍであることがより好ましく、３０〜５０μｍであることがさらに好ましい。
１／４波長位相差フィルムと、光学等方性フィルムとを貼り合わせるには、何れか一方のフィルムに、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系等の公知の接着剤を用いて接着剤層を形成し、他方のフィルムをラミネートすればよい。接着剤層の厚みは、０．１〜２０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることがより好ましい。
光学異方性基材として、１／４波長位相差フィルムと、光学等方性フィルムとを貼り合わせてなるものを用いる場合において、該基材に接して導電層を形成する場合、密着性の観点から、光学等方性フィルム側に導電層を形成することが好ましい。
＜導電層＞
導電層は、従来の外付け型やオンセル型において、導電性部材として働いていたタッチパネルの代替的役割を有するものである。導電層が液晶素子より操作者側に位置することにより、タッチした際の静電気により、液晶画面が部分的に白濁することを防止できる。
導電層は、光学積層体の任意の位置に有していれば良い。例えば、導電層の位置としては、位相差板の偏光膜側の面、位相差板の偏光膜側とは反対側の面、光学異方性基材の偏光膜側の面、光学異方性基材の偏光膜側とは反対側の面等が挙げられる。これらの中でも、導電層の位置は、位相差板の偏光膜側とは反対側の面、もしくは光学異方性基材の偏光膜とは反対側の面が最適である。
当該最適位置に導電層が位置することにより、光学異方性基材、偏光膜及び位相差板を積層した状態で導電層は最表面に位置していることから、後述する、導電層表面へのアース処理工程を容易に行うことができる。また、前記状態では導電層は最表面に位置しているが、インセルタッチパネル液晶素子又はカバーガラスに貼り合わせることによって導電層がむき出しになることがなくなり、導電性の長期的維持を図ることができる。
導電層は、タッチした際の静電気を逃がし、液晶画面の白濁を防止する役割を有するが、あまりに逃がしすぎると、インセルタッチパネルが静電容量式の場合、タッチパネルの動作に支障をきたすおそれがある。このため、導電層の表面抵抗率は、１．０×１０8〜２．０×１０9Ω／□であることが好ましい。
導電層は、導電剤及び必要に応じて使用されるバインダー樹脂組成物や希釈溶剤を含む導電層形成組成物から形成されてなるものである。
導電剤としては、第４級アンモニウム塩、リチウム塩等のイオン伝導型導電剤、金属微粒子、金属酸化物微粒子、カーボンナノチューブ、コーティング微粒子、ポリエチレンジオキシチオフェン系粒子等の電子伝導型導電剤が挙げられ、湿度による影響を受けにくい電子伝導型の導電剤が好適に使用される。また、電子伝導型導電剤の中でも、長期保管、耐熱性、耐湿熱性、耐光性が良好である、という観点から金属酸化物微粒子が好ましい。
金属微粒子を構成する金属としては特に限定されず、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ等が挙げられる。
金属酸化物微粒子を構成する金属酸化物としては特に限定されず、例えば、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、フッ素化酸化スズ（ＦＴＯ）、ＺｎＯ等が挙げられる。
コーティング微粒子としては特に限定されず、例えば、コア微粒子の表面に導電性被覆層が形成された構成の従来公知の微粒子が挙げられる。コア微粒子としては特に限定されず、例えば、コロイダルシリカ微粒子、酸化ケイ素微粒子等の無機微粒子、フッ素樹脂微粒子、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等のポリマー微粒子、有機質無機質複合体粒子等の微粒子が挙げられる。また、導電性被覆層を構成する材料としては特に限定されず、例えば、上述した金属又はこれらの合金や、上述した金属酸化物等が挙げられる。
電子伝導型導電剤は、平均粒子径が６〜４０ｎｍであることが好ましい。６ｎｍ以上とすることにより、電子伝導型導電剤どうしが導電層中で接触しやすくなるため、十分な導電性を付与するための導電剤の添加量を抑えることができ、４０ｎｍ以下とすることにより、透明性やその他の層との間の密着性が損なわれることを防止することができる。電子伝導型導電剤の平均粒子径のより好ましい下限は７ｎｍ、より好ましい上限は２０ｎｍである。なお、電子伝導型導電剤の平均粒子径は、ＴＥＭ観察を行い、１０個の電子伝導型導電剤の粒子径を測定し、得られた値を平均化した値である。
電子伝導型導電剤は、鎖状又は針状であることが好ましい。このような形状の電子伝導型導電剤は、導電層に変形（硬化収縮あるいは温湿度による伸縮）が多少生じた場合であっても、導電層の表面抵抗率の変動を少なくすることができる。
導電層における電子伝導型導電剤の含有量としては、使用する電子伝導型導電剤の種類、形状及び大きさ等に応じて適宜調整されるが、例えば、後述するバインダー樹脂１００質量部に対して、１００〜３００質量部であることが好ましい。１００質量部以上とすることにより、導電層の表面抵抗率を２．０×１０9Ω／□以下にしやすくでき、３００質量部以下とすることにより、導電層の表面抵抗率を１．０×１０8Ω／□以上にしやすくできる。
なお、電子伝導型導電剤の含有量のより好ましい下限は１５０質量部であり、より好ましい上限は２５０質量部である。
バインダー樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂組成物、電離放射線硬化型樹脂組成物が挙げられ、これらを適宜組み合わせて用いることができる。バインダー樹脂組成物は接着性を有するものであってもよく、接着性を有する場合、別途接着層を形成することなく、インセルタッチパネル液晶素子に貼り合せることができる。バインダー樹脂組成物の中で熱可塑性樹脂は、導電層の変形（硬化収縮あるいは温湿度による伸縮）を原因とする表面抵抗率の変化を起こりづらくでき、導電層の表面抵抗率に経時安定性を付与できる点で好適である。
なお、熱可塑性樹脂は、後述する第１導電層で例示する熱可塑性樹脂を用いることができ、熱硬化型樹脂組成物及び電離放射線硬化型樹脂組成物は、表面保護フィルムの硬化層として例示した熱硬化型樹脂組成物、電離放射線硬化型樹脂組成物の単独あるいは混合物を用いることができる。
導電層は、２層以上の構成からなるものであってもよい。導電層を２層構造とすることにより、導電層の表面抵抗率が経時的に安定しやすくなる点で好適である。導電層を２層構成とする場合、一方を第１導電層、他方を第２導電層として、各導電層を以下のように構成することが好ましい。
第１導電層の導電剤、バインダー樹脂は、上述したものを用いることができる。第１導電層の導電剤は、電子伝導型導電剤が好ましく、その中でも、金属微粒子、金属酸化物微粒子がより好ましい。また、第１導電層の電子伝導型導電剤の平均粒子径、含有量は、上述した範囲が好ましい。
第１導電層のバインダー樹脂は、熱可塑性樹脂が好適である。熱可塑性樹脂を用いることにより、第１導電層の変形（硬化収縮あるいは温湿度による伸縮）を原因とする表面抵抗率の変化が起こりづらくすることができ、導電層の表面抵抗率に経時安定性を付与できる点で好適である。
熱可塑性樹脂は、分子中に反応性官能基を有さないことが好ましい。分子中に反応性官能基を有すると、該反応性官能基が反応して導電層に硬化収縮が生じ、表面抵抗率が変化してしまうことがある。なお、反応性基としては、アクリロイル基、ビニル基等の不飽和二重結合を有する官能基、エポキシ環、オキセタン環等の環状エーテル基、ラクトン環等の開環重合基、ウレタンを形成するイソシアネート基等が挙げられる。なお、これらの反応性官能基は、導電層に硬化収縮による表面抵抗率の変化を起こさせない程度であれば含まれていてもよい。
熱可塑性樹脂は、側鎖を有するものであることが好ましい。側鎖を有する熱可塑性樹脂は、該側鎖が立体障害となって導電層中で動き難くなり、表面抵抗率の経時安定性に優れたものとすることができる。側鎖は、任意の構造を有するものでよいが、分子中に上述した反応性官能基を有さないことが好ましい。
熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が８０〜１２０℃であることが好ましい。ガラス転移温度を８０℃以上とすることにより、熱可塑性樹脂が柔らかいことを原因とする表面抵抗率の不安定化を防止でき、ガラス転移温度を１２０℃以下とすることにより、熱可塑性樹脂が硬くなることによるほかの部材との密着性の低下を防止できる。ガラス転移温度のより好ましい下限は９０℃、より好ましい上限は１１０℃である。
熱可塑性樹脂としては、具体的には、電子伝導型導電剤のブリードアウトを防止しやすいといった特性を有することから、ポリメチルメタクリレートが好適に用いられる。
第２導電層は、第１導電層まで達した光学積層体の表面に生じた静電気を、さらに厚み方向に流して、後述するアースを可能とする役割を有するものである。
したがって、第１導電層が面方向（Ｘ方向、Ｙ方向）及び厚み方向（ｚ方向）への導電性を有しているのに対して、第２導電層は、厚み方向の導電性を有していれば足り、面方向の導電性は必ずしも必要ないという点で、第２導電層は第１導電層と役割が相違している。
第２導電層は、導通微粒子１２１を含むように構成することが好ましい（図６）。導通微粒子は、第２導電層の表面と第１導電層との間の導通を取り、第２導電層を所定の表面抵抗率にする役割を有する。このような導通微粒子としては特に限定されず、例えば、コア微粒子の表面に導電性被覆層を形成したコーティング微粒子が好適に用いられる。コーティング微粒子を構成する材料としては、上述した導電層のコーティング微粒子と同様のものを用いることができる。 なお、第１導電層からの導通を良好にする観点から、導通微粒子は金メッキ微粒子が好適である。
第２導電層は、導通微粒子と硬化型樹脂組成物とを含む、第２導電層形成組成物から形成されることが好ましい。第２導電層形成組成物が硬化型樹脂組成物を含むことにより、第１導電層の硬度不足を第２導電層が補うことができ、導電層全体としての耐久性を良好にし、表面抵抗率の経時安定性を良好にできる。また、第２導電層形成組成物には、熱可塑性樹脂を含むことがさらに好ましい。
硬化型樹脂組成物としては、熱硬化型樹脂組成物又は電離放射線硬化型樹脂組成物が挙げられる。
熱硬化型性樹脂組成物としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の硬化型樹脂と、必要に応じて添加する硬化剤を含んでなるもの、あるいは、前記硬化性樹脂を構成するモノマーと、硬化剤を含んでなるもの等が挙げられる。
電離放射線硬化型樹脂組成物としては、電離放射線（紫外線または電子線）の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより３次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。
このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリフルオロアルキルアクリレート、シリコーンアクリレート等が使用できる。これらのアクリル系プレポリマーは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性を向上させ硬化層の硬度をより向上させるために、光重合性モノマーを加えることが好ましい。
電離放射線硬化型樹脂組成物は、光重合性プレポリマー及び光重合性モノマーの他、紫外線照射によって硬化させる場合には、光重合開始剤や光重合促進剤等の添加剤を用いることが好ましい。
第２導電層が熱可塑性樹脂を含む場合、当該熱可塑性樹脂は、第１導電層との密着性の観点から、第１導電層に含有される熱可塑性樹脂と同種であることが好ましい。
なお、第２導電層において、硬化型樹脂組成物と熱可塑性樹脂とを併用する場合、硬化型樹脂組成物１００質量部に対して、熱可塑性樹脂を１０〜７０質量部とすることが好ましく、２０〜６０質量部とすることがより好ましい。
導通微粒子の平均粒子径は、所定の表面抵抗率とするため、第２導電層の厚みと同等か、超える大きさであることが好ましい。具体的には、導通微粒子の平均粒子径は、第２導電層の厚みに対して、０．４〜２．０倍であることが好ましく、０．５〜１．６倍であることがより好ましい。０．４倍以上とすることにより、第１導電層からの導通を良好にすることができ、２．０倍以下とすることにより、導通微粒子が第２導電層から脱落することを防止できる。
導通微粒子の含有量としては、第２導電層における樹脂成分１００質量部に対して、０．５〜２．０質量部であることが好ましい。０．５質量部以上とすることにより、第１導電層からの導通を良好にすることができ、２．０質量部以下とすることにより、第２導電層の被膜性及び硬度の低下を防止できる。導通微粒子の含有量のより好ましい上限は１．５質量部である。
上述したように、第２導電層は、厚み方向の導電性を有していれば足り、面方向の導電性は必ずしも必要ないことから、第２導電層固有の抵抗率は高いものであってもよい。ただし、液晶画面の白濁を効果的に防止しつつ、静電容量式タッチパネルの動作性を良好にするために、第１導電層及び第２導電層を積層した状態において、第２導電層の表面で測定した表面抵抗率が、１．０×１０8〜２．０×１０9Ω／□であることが好ましい。
また、その際、第１導電層上の表面抵抗率は、１．０×１０8〜２．０×１０9Ω／□であることが好ましい。第１導電層の表面抵抗率が１．０×１０8未満であると、仮に第２導電層を積層した状態での表面抵抗率が１．０×１０8以上であったとしても、静電容量式タッチパネルの動作性に悪影響が生じやすくなる。また、第１導電層の表面抵抗率が２．０×１０9を超えると、第２導電層を積層した状態での表面抵抗率を２．０×１０9以下とすることができず、液晶画面の白濁を効果的に防止できなくなる。
導電層の厚みは、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜８μｍであることがより好ましい。
なお、導電層が２層構造の場合、第１導電層と第２導電層との合計厚みを上記範囲とし、かつ第１導電層よりも第２導電層の厚みを厚くすることが好ましい。また、［第２導電層の厚み］／［第１導電層の厚み］の比が、１．５〜５０であることが好ましく、５〜３０であることがより好ましく、１０〜２０であることがさらに好ましい。
導電層の厚みは、断面を電子顕微鏡（例えば、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＳＴＥＭ等）を用いて観測し、測定した値である。
導電層は、導電層を構成する組成物及び必要に応じて添加する溶媒等からなる導電層形成組成物を、位相差板や表面保護フィルム上に、塗布、乾燥し、必要に応じて硬化することにより形成することができる。導電層を形成するタイミングは、光学積層体を積層する前であっても後であってもよい。
なお、導電層が２層からなる場合、第２導電層が第１導電層よりもインセルタッチパネル液晶素子側となるように形成することが好ましい。
＜アース処理＞
本発明の光学積層体では、液晶の白濁を効果的に防止するために、導電層表面からアース処理を行うことが好ましい。
なお、本発明の光学積層体は、接着層を介してインセルタッチパネル液晶素子に貼り合わせられ、インセルタッチパネル液晶表示装置に組み込まれる。このため、インセルタッチパネル液晶表示装置に組み込まれた光学積層体は、導電層が表面保護フィルム上に形成されていない限り、導電層が表面に露出せず、アース処理が極めて困難となる。したがって、インセルタッチパネル液晶表示装置に組み込む前に、導電層表面からアース処理を行うことが好ましい。
アース処理は、図７、８のように、導電層１の表面を他の導電性部材８１に接続する手法が挙げられる。この際、導電層１の表面と、他の導電性部材８１とは、導線８２を介して接続されていることが好ましい。また、導線８２は、銀ペースト、カーボンテープ、金属テープ等の導電性接着材料８３により導電層１表面に固着されていることが好ましい。
アース処理は、導電層１の表面の１箇所であってもよいし、複数個所であってもよい。また、他の導電性部材８１は、光学特性に影響を与えない観点から、光学積層体１０の有効面積外（インセルタッチパネル液晶表示装置とした場合、画像を視認できる範囲外）の場所となる、導電層１の外縁や、光学積層体１０の系外に設置することが好ましい。
なお、導電層１が上述した第１導電層１１、第２導電層１２の２層構造からなる場合、第２導電層１２上の導電性接着材料８３の面積を１ｍｍ2〜１ｃｍ2とすることが好ましい。該面積を１ｍｍ2以上とすることにより、第２導電層１２中の複数の導通微粒子が導電性接着材料に接触し、アース処理をより有効なものとすることができ、該面積を１ｃｍ2以下とすることにより、外側からアース部分を視認出来ないようにできる。
導電層の表面と接続又は密着する他の導電性部材は、アース処理をより効果的にする観点から、体積抵抗率が１．０×１０6Ωｍ以下であることが好ましく、１．０×１０3Ωｍ以下であることがより好ましく、１．０Ωｍ以下であることがさらに好ましく、１．０×１０-3Ωｍ以下であることが特に好ましい。
このような他の導電性部材としては、ケイ素、炭素、鉄、アルミニウム、銅、金、銀や、ニクロム等の合金等が挙げられる。
＜光学積層体の層構成、効果＞
本発明の光学積層体は、上述した位相差板、偏光膜、光学異方性基材をこの順に有し、さらに導電層を有し、位相差板、偏光膜及び光学異方性基材は、他の層を介さずに積層又は導電層のみを介して積層されてなり、厚みが３２〜３００μｍである。このような本発明の光学積層体は、必要機能を確保しながら薄型化を図ることができ、かつ液晶画面の白濁を防止できるものである。本発明の光学積層体の厚みは３３〜２５０μｍであることが好ましいく、３３〜２００μｍであることがより好ましい。
本発明の光学積層体は、本発明の効果を害しない範囲で、上記以外のフィルムや層を有していてもよい。例えば、光学異方性基材の光学異方性基材の偏光膜とは反対側の面に機能層を有していてもよい。ただし、位相差板、偏光膜及び光学異方性基材は、他の層を介さずに積層又は導電層のみを介して積層する必要がある。なお、「他の層を介さず積層」とは、上述したように、完全に他の層の介在を排除する趣旨ではない。より具体的には、「他の層を介さず積層」とは、厚み０．５μｍ未満の薄い他の層（例えば、基材に予め形成されている易接着層）を介して、位相差板、偏光膜及び光学異方性基材を積層する構成を排除するものではない。
また、後述するように、本発明の光学積層体は、光学異方性基材上にカバーガラス及びカバーガラスを積層するための接着層を有していてもよいが、上述した厚みは、カバーガラス及びこれを積層するための接着層を除いた厚みとする。
図１〜図３は、本発明のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体１０の実施形態を示す断面図である。図１〜図３の光学積層体１０は、位相差板２、偏光膜３及び光学異方性基材４をこの順に有し、さらに導電層１を有している。図１では導電層は第１導電層１１、第２導電層１２の２層構造となっている。
なお、図４の光学積層体は、従来技術から想定し得る光学積層体の一例を示す断面図である。
図１〜図３に示すように、本発明の光学積層体１０は、偏光膜３の保護を、位相差板２１や光学異方性基材４で行っていることから、従来偏光膜を保護する役割のみで用いていたＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム、及び従来カバーガラス上にニジムラ防止のために設置していた光学異方性基材を削減できる点で、薄型化を図ることができるものである。
また、本発明の光学積層体１０は、図４のような従来の光学積層体と同等以上の機能を有しつつ、部材の数が少なく、部材間の界面を少なくできることから、全光線透過率を良好にできる。
また、本発明の光学積層体１０の好ましい実施形態は、位相差板２、偏光膜３、光学異方性基材４及び導電層１とが、接着層を用いることなく互いに接着（積層）されてなるものである。接着層を用いることなく互いに接着することにより、よりいっそう薄型化を図ることができる。なお、偏光膜３と、位相差板２や光学異方性表面保護フィルム４とを接着層を用いることなく接着するには、偏光膜３をＰＶＡ系偏光膜として、位相差板２や光学異方性表面保護フィルム４との積層時にＰＶＡ系偏光膜に水を含ませ、ＰＶＡ系偏光膜に接着性を発現させることにより可能となる。ここで、位相差板、偏光膜及び光学異方性基材の間に導電層を有する場合、予め位相差板又は光学異方性基材上に導電層を形成しておき、位相差板又は光学異方性基材の導電層側がＰＶＡ系偏光膜側となるようにして、積層時にＰＶＡ系偏光膜に水を含ませることにより、接着層を用いることなく積層することができる。
以上のように、本発明の光学積層体は、位相差、偏光及び偏光サングラス対応といった必要機能を満たしつつ、全体の薄型化を図ることができ、さらに従来品とはまったく異なる機能である液晶の白濁を防止し得るという点で、極めて有用なものである。
＜カバーガラス、プラスチック板＞
本発明の光学積層体は、光学異方性基材上にカバーガラス又はプラスチック板が設置されていることが好ましい。カバーガラス又はプラスチック板を設置することにより、光学積層体のコシ及び表面保護機能が向上する点で好適である。
カバーガラスは従来公知のものを用いることができ、厚みは０．３〜１．０ｍｍが好ましく、０．３〜０．７ｍｍがより好ましい。プラスチック板は従来公知のものを用いることができ、厚みは０．３〜２．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．０ｍｍがより好ましい。
なお、カバーガラス又はプラスチック板を光学異方性基材上に設置する際は、接着層を介することが好ましい。接着層は、アクリル系接着剤、ポリエステル系接着剤、ウレタン系接着剤等の接着剤と、必要に応じて用いる硬化剤等の添加剤を含む組成物から形成することができる。
＜インセルタッチパネル液晶素子＞
インセルタッチパネル液晶素子は、２枚のガラス基板に液晶を挟んでなる液晶素子の内部に、抵抗膜式、静電容量式、光学式等のタッチパネル機能を組み込んだものである。なお、インセルタッチパネル液晶素子の液晶の表示方式としては、ＩＰＳ方式、ＶＡ方式、マルチドメイン方式、ＯＣＢ方式、ＳＴＮ方式、ＴＳＴＮ方式等が挙げられる。
インセルタッチパネル液晶素子は、例えば、特開２０１１−７６６０２号公報、特開２０１１−２２２００９号公報に記載されている。
［インセルタッチパネル液晶表示装置］
本発明のインセルタッチパネル液晶表示装置は、インセルタッチパネル液晶素子上に、上述した本発明の光学積層体の、偏光膜を基準として、光学異方性基材とは反対側の面を貼り合わせてなるものである。
インセルタッチパネル液晶素子と、光学積層体とは、例えば、接着層を介して貼り合せることができる。
接着層は、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、酢酸ビニル系、塩ビ・酢ビ共重合物、セルロース系等の接着剤を使用することができる。接着層の厚みは１０〜２５μｍ程度である。
このような本発明のインセルタッチパネル液晶表示装置は、偏光サングラス対応等の必要機能を満たしつつ、全体の薄型化を図ることができ、さらに液晶の白濁を防止し得るという点で、極めて有用なものである。
なお、インセルタッチパネル液晶表示装置内において、光学積層体の導電層表面からアース処理がなされていることが好ましい。
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例において、「部」及び「％」は特に断りのない限り質量基準とする。
＜接着層の構成＞
実施例で用いる接着層ａ、接着層ｂは以下のとおりである。
［接着層ａ］
アクリル系接着剤（東洋インキ製造社製、オリバインＢＰＳ１１０９）を１００部、硬化剤（東洋インキ製造社製、オリバインＢＨＳ８５１５）を２．５部及び希釈溶剤からなる接着層Ａ塗布液
［接着層ｂ］
大日本印刷社製の両面接着シート（ノンキャリア ＦＣ２５Ｋ３Ｅ４６）の接着層を転写したもの。
＜インセルタッチパネル液晶素子＞
市販の液晶表示装置（ソニーエリクソン社製、エクスペリアＰ）に組み込まれている、静電容量式のインセルタッチパネル液晶素子を準備した。
＜位相差フィルムの作製＞
ＪＳＲ社製の延伸環状オレフィンフィルム（アートン、膜厚２８μｍ、リタデーション値１００ｎｍ）上に、下記の液晶組成物をダイコート法で塗布し、次いで連続的に６０℃の乾燥炉で５分乾燥し、９０℃の熱処理炉において２分間熱処理し、液晶層を配向させ、一旦フィルムを巻き取った。このときのフィルム搬送時の張力は３０Ｎであった。次いで、配向固定化処理として、前述のフィルムを繰り出し、高圧水銀灯ランプにより３００ｍＪ／ｃｍ2の紫外光（ただし３６５ｎｍで測定した光量）を照射して、液晶層を硬化させて、厚み１μｍの液晶層を形成し、位相差フィルムを得た。
（液晶組成物）
ラジカル重合により、下記式（１）で表わされる側鎖型液晶性ポリマーを合成した。ＧＰＣによる測定した分子量はポリスチレン換算で、重量平均分子量は９，７００であった。なお、式（１）における表記は各ユニットの構成比を表すものであって、ブロック重合体を意味するものではない。式（２）で表されるアクリル化合物を１０ｇ、式（１）で表わされる側鎖型液晶性ポリマーを８５ｇと、式（３）で表されるジオキセタン化合物の５ｇを、９００ｍｌのシクロヘキサノンに溶かし、暗所でトリアリルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート５０％プロピレンカーボネート溶液（アルドリッチ社製、試薬）１０ｇを加えた後、孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過して液晶性組成物の溶液を調製した。
＜偏光膜ａの作製＞
重合度１０００以上、ケン化度９９％以上のＰＶＡ粉末を水に溶解した４〜５％濃度のＰＶＡ水溶液を準備した。次に、厚み２００μｍの非晶性ＰＥＴ基材にＰＶＡ水溶液を塗布し、５０〜６０℃の温度で乾燥し、非晶性ＰＥＴ基材上に厚み７μｍのＰＶＡ層を製膜した（以下、これを「７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体」）という。
７μｍのＰＶＡ層を含む積層体を、空中補助延伸及びホウ酸水中延伸の２段延伸工程を含む以下の工程を経て、３μｍ厚の偏光膜を製造した。第１段の空中補助延伸工程によって、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体に延伸し、５μｍ厚のＰＶＡ層を含む延伸積層体を生成した。以下、これを「延伸積層体」という。具体的には、延伸積層体は、７μｍ厚のＰＶＡ層を含む積層体を１３０℃の延伸温度環境に設定されたオーブンに配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が１．８倍になるように自由端一軸に延伸したものである。この延伸処理によって、延伸積層体内のＰＶＡ層は、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。
次に、染色工程によって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。以下、これを「着色積層体」という。具体的には、着色積層体は、延伸積層体を液温３０℃のヨウ素及びヨウ化カリウムを含む染色液に、最終的に生成される偏光膜を構成するＰＶＡ層の単体透過率が４０〜４４％になるように任意の時間、浸漬することによって、延伸積層体に含まれるＰＶＡ層にヨウ素を吸着させたものである。本工程において、染色液は、水を溶媒として、ヨウ素濃度を０．１２〜０．３０質量％の範囲内とし、ヨウ化カリウム濃度を０．７〜２．１質量％の範囲内とした。ヨウ素とヨウ化カリウムの濃度の比は１対７である。
ちなみに、ヨウ素を水に溶解するにはヨウ化カリウムを必要とする。より詳細には、ヨウ素濃度０．３０質量％、ヨウ化カリウム濃度２．１質量％の染色液に延伸積層体を６０秒間浸漬することによって、ＰＶＡ分子が配向された５μｍ厚のＰＶＡ層にヨウ素を吸着させた着色積層体を生成した。実施例１においては、ヨウ素濃度０．３０質量％でヨウ化カリウム濃度２．１質量％の染色液への延伸積層体の浸漬時間を変えることによって、最終的に生成される偏光膜の単体透過率を４０〜４４％になるようにヨウ素吸着量を調整し、単体透過率と偏光度を異にする種々の着色積層体を生成した。
さらに、第２段のホウ酸水中延伸工程によって、着色積層体を非晶性ＰＥＴ基材と一体にさらに延伸し、３μｍ厚の偏光膜を構成するＰＶＡ層を含む光学フィルム積層体を生成した。以下、これを「光学フィルム積層体」という。具体的には、光学フィルム積層体は、着色積層体をホウ酸とヨウ化カリウムを含む液温範囲６０〜８５℃のホウ酸水溶液に設定された処理装置に配備された延伸装置にかけ、延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸したものである。より詳細には、ホウ酸水溶液の液温は６５℃である。それはまた、ホウ酸含有量を水１００質量％に対して４質量％とし、ヨウ化カリウム含有量を水１００質量％に対して５質量％とした。
本工程においては、ヨウ素吸着量を調整した着色積層体をまず５〜１０秒間ホウ酸水溶液に浸漬した。しかる後に、その着色積層体をそのまま処理装置に配備された延伸装置である周速の異なる複数の組のロール間に通し、３０〜９０秒かけて延伸倍率が３．３倍になるように自由端一軸に延伸した。この延伸処理によって、着色積層体に含まれるＰＶＡ層は、吸着されたヨウ素がポリヨウ素イオン錯体として一方向に高次に配向した３μｍ厚のＰＶＡ層へと変化した。
この３μｍ厚みのＰＶＡ層をＰＥＴ基材から剥離して、偏光膜ａとして用いた。
＜偏光膜ｂの作製＞
厚み８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、３０℃、０．３％濃度のヨウ素溶液中で１分間染色しながら、３倍まで延伸した。その後、６０℃、４％濃度のホウ酸、１０％濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に０．５分間浸漬しながら総合延伸倍率が６倍まで延伸した。次いで、３０℃、１．５％濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に１０秒間浸漬することで洗浄した後、５０℃で４分間乾燥を行い、厚み２０μｍの偏光膜ｂを得た。
＜光学異方性基材ａ＞
光学異方性基材ａとして、厚み５．７μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（東レ社製、ルミラー５Ｎ８８、波長５８９．３ｎｍの位相差が１３４．０ｎｍである略１／４波長位相差フィルム）を準備した。
＜光学異方性基材ｂの作製＞
ポリエチレンテレフタレート材料を２９０℃で溶融して、フィルム形成ダイを通して、シート状に押出し、水冷冷却した回転急冷ドラム上に密着させて冷却し、未延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムを二軸延伸試験装置（東洋精機製）にて、１２０℃にて１分間予熱した後、１２０℃にて、延伸倍率４．５倍に延伸した後、その延伸方向とは９０度の方向に延伸倍率１．５倍にて延伸を行い、ｎｘ＝１．７０、ｎｙ＝１．６０、膜厚８０μｍ、波長５５０ｎｍにおけるリタデーション値が８０００ｎｍの高リタデーションフィルム（光学異方性基材ｂ）を得た。
＜光学異方性基材ｃの作製＞
ポリエチレンテレフタレート材料を２９０℃で溶融して、フィルム形成ダイを通して、シート状に押出し、水冷冷却した回転急冷ドラム上に密着させて冷却し、未延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムを二軸延伸試験装置（東洋精機社製）にて、１２０℃にて１分間予熱した後、１２０℃にて、延伸倍率４．５倍に延伸した後、その延伸方向とは９０度の方向に延伸倍率１．５倍にて延伸を行い、膜厚１００μｍ、Δｎ＝０．０９９、リタデーション値９９００ｎｍの高リタデーションフィルム（光学異方性基材ｃ）を得た。
＜光学積層体の物性測定及び評価＞
以下のように、実施例及び比較例の光学積層体の物性測定及び評価を行った。結果を表１に示す。
［表面抵抗率］
ＪＩＳ Ｋ６９１１に基づき、光学積層体の製造直後の導電層の表面抵抗率（Ω／□）を測定した。高抵抗率計ハイレスターＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０（三菱化学社製）を用い、プローブにはＵＲＳプローブ ＭＣＰ−ＨＴＰ１４（三菱化学社製）を使用、温度２５±４℃、湿度５０±１０％の環境下で５００Ｖの印加電圧にて表面抵抗率（Ω／□）の測定を実施した。
なお、導電層が２層構造の場合、第２導電層上の表面抵抗率を測定した。
［表面抵抗率の経時安定性］
光学積層体を８０℃で１００時間保持した後の導電層の表面抵抗率（Ω／□）を測定し、（８０℃１００時間保持後の表面抵抗率）／（製造直後の表面抵抗率）の比を算出した。また、光学積層体の導電層の表面を１００ｇの荷重をかけたスチールウール（Ｎｏ．００００）で１０往復（ストローク１００ｍｍ）擦り、導電層表面に擦傷痕が視認されるか否かについて目視で確認した。その結果、前記比が０．５以上３未満でかつ擦傷痕が観察されないものを「◎」、前記比が０．５以上３未満であるが擦傷痕が観察されたものを「〇」とした。
［ニジムラ］
インセルタッチパネル液晶素子上に、実施例及び比較例の光学積層体を、厚み２０μｍの接着層（ｂ）を介して貼り合わせ、画面を白表示もしくは略白表示にして、市販の偏光サングラス越しに、もしくは偏光板越しに様々な角度から目視でニジムラ（虹模様）が視認できるかどうかを評価した。
○：ニジ模様は視認出来ない
×：ニジ模様が視認される
［液晶画面の白濁］
インセルタッチパネル液晶素子上に、実施例及び比較例の光学積層体を、厚み２０μｍの接着層（ｂ）を介して貼り合わせた後、光学積層体の導電層に固着した導線を導電性部材に接続した。次いで、光学積層体の最表面の上に更に保護フィルム（ポリエチレン保護フィルムやＰＥＴ保護フィルムなど既知の保護フィルム）を貼合した。次いで、貼合した保護フィルムを除去してすぐに液晶表示装置を駆動して手でタッチした際に白濁現象が発生するかどうかを目視により評価した。
○：白濁は視認出来ない
△：僅かに白濁が視認される場合もあるが、極めて微視的
×：白濁が目立って視認される
［動作性］
インセルタッチパネル液晶素子上に、実施例及び比較例の光学積層体を、厚み２０μｍの接着層（ｂ）を介して貼り合わせた。次いで、光学積層体の最表面の上から手でタッチした際に液晶・タッチセンサーが不具合無く駆動しているかどうかを目視により評価した。
○：問題なく駆動している
△：僅かに動作不良が見られることがあるが駆動する
×：動作しない
［全光線透過率］
ＪＩＳ Ｋ７１３６に従い、ヘイズメーターを用いて全光線透過率を測定し、実施例５の光学積層体を基準として、これより全光線透過率が高いものを「○」、低いものを「×」とした。
［実施例１］
（１）導電層の形成
ＤＮＰファインケミカル社製のＨＲＡＧアクリル（２５）ＭＩＢＫ（熱可塑性樹脂、重量平均分子量７万、ガラス転移温度１００℃）をプロピレングリコールモノメチルエーテル中に溶解させ、さらに日揮触媒化成社製のＶ３５６０（ＡＴＯ分散液、ＡＴＯ平均粒子径８ｎｍ）を添加して攪拌し、最終固形分８％、熱可塑性樹脂：ＡＴＯの比率が１００：２００（質量比）となるよう調整し、導電層用組成物を得た。
上記にて作成した位相差フィルムの液晶層上に、導電層用組成物を、スリットリバースコートにより、乾燥塗布厚みが０．３μｍとなるように塗布、乾燥し、導電層を形成した。
（２）光学積層体の作製
上記にて作製した、導電層付き位相差フィルム、偏光膜ａ、及び光学異方性基材ａを、偏光膜ａに水を噴きつけながら、偏光膜ａの一方の面に導電層付き位相差フィルム、他方の面に光学異方性基材ａを貼り合わせ、光学積層体を得た。なお、貼り合わせの際は、導電層付き位相差フィルムの位相差フィルム側が偏光膜側を向くようにして行った。さらに、光学異方性基材の偏光膜ａとは反対側の面に、厚み５μｍの接着層（ａ）を介してカバーガラス（コーニング製ゴリラガラス、０．５ｍｍ）を貼り合わせた。
また、得られた光学積層体の導電層表面の外縁部の１箇所に、銀ペーストを用いて導線を固着し、さらに導線を導電性部材（ニクロム、体積抵抗値１．５×１０-6Ωｍ）に接続し、アース処理を行った。固着箇所の面積は２ｍｍ2とした。
［実施例２］
実施例１の導電層（第１導電層）上に、下記手法により第２導電層を形成した以外は、実施例１と同様にして光学積層体を作製した。
（第２導電層の形成）
ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）と、ＤＮＰファインケミカル社製のＨＲＡＧアクリル（２５）ＭＩＢＫ（熱可塑性樹脂）とを、前記２成分の固形分が順に７０部、３０部となるように、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）／イソプロパノール（ＩＰＡ）の混合溶剤中に添加して攪拌し溶解させて、溶液ｅを得た。
次いで、溶液ｅの固形分１００部に対して、光重合開始剤（ＢＡＳＦジャパン社製、イルガキュア１８４）を４質量部、レベリング剤（大日精化工業社製、１０−３０１（ＴＬ））を０．２部添加し攪拌し、溶液ｆを調製した。
次いで、溶液ｆの樹脂成分１００部に、導通微粒子分散液（ＤＮＰファインケミカル社製、ブライト分散液、導通微粒子の平均粒子径４．６μｍ、固形分２５％）を０．８３部添加して攪拌を行い、最後に紫外線吸収剤（ＢＡＳＦジャパン社製、ＴＩＮＵＶＩ４７７）を溶液ｆの固形分１００部に対して６部となるよう添加して攪拌し、総固形分２５％の第２導電層用組成物を得た。
この第２導電層用組成物を先に形成した導電層（第１導電層）上にスリットリバースコートにより、乾燥塗布量６ｇ／ｍ2となるように塗布して塗膜を形成した。得られた塗膜を７０℃で１分間乾燥させた後、紫外線照射量８０ｍＪ／ｃｍ2で紫外線を照射して塗膜を硬化させ、厚み５μｍの第２導電層を形成し光学積層体を得た。
［実施例３］
実施例１において、導電層（第１導電層）を位相差フィルムではなく光学異方性基材ａ上に形成し、光学異方性基材ａの導電層側と偏光膜とを貼り合わせた以外は、実施例１と同様にして光学積層体を作製した。なお、実施例３については、光学異方性基材ａと位相差フィルムとを貼り合わせる前に、実施例１と同様のアース処理を行った。
［実施例４］
実施例１の光学異方性基材ａを、光学異方性基材ｂ（厚み８０μｍ、波長５８９．３ｎｍでのリタデーション値８０００ｎｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして光学積層体を作製した。
［実施例５］
実施例１の光学異方性基材ａを、光学異方性基材ｃ（厚み１００μｍ、波長５８９．３ｎｍでのリタデーション値９９００ｎｍ）に変更し、第一導電層上に第二導電層を設け、偏光膜ａを偏光膜ｂに変更した以外は、実施例１と同様にして光学積層体を得た。
［実施例６］
実施例２の第１導電層を、乾燥塗布厚み１．０μｍ、第２導電層を、乾燥塗布量４ｇ／ｍ2、厚み３μｍに変更した以外は、実施例２と同様にして光学積層体を得た。
［実施例７］
実施例１において、導電層用組成物の熱可塑性樹脂：ＡＴＯの比率を、１００：４００に変更し、乾燥塗布厚みを１μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして光学積層体を得た。
［実施例８］
実施例２の第２導電層を、乾燥塗布量１０ｇ／ｍ2、厚み９μｍに変更した以外は、実施例２と同様にして光学積層体を得た。
［実施例９］
実施例２の第２導電層を、乾燥塗布量１３ｇ／ｍ2、厚み１２μｍに変更した以外は、実施例２と同様にして光学積層体を得た。
［実施例１０］
下記の光学異方性基材ｘのアクリルフィルム側の面に、実施例１と同様の導電層（第１導電層）を形成し、導電層（第１導電層）付き光学異方性基材を得た。
次いで、位相差フィルム、偏光膜ａ、及び導電層付き光学異方性基材ｘを、偏光膜ａに水を噴きつけながら、偏光膜ａの一方の面に位相差フィルム、他方の面に導電層付き光学異方性基材ｘを貼り合わせ、光学積層体を得た。なお、貼り合わせの際は、導電層付き光学異方性基材ｘのポリエステルフィルム側が偏光膜側を向くようにして行った。
次いで、導電層表面に実施例１と同様のアース処理を行った。
次いで、導電層表面に、厚み５μｍの接着層（ａ）を介してカバーガラス（コーニング製ゴリラガラス、０．５ｍｍ）を貼り合わせた。
＜光学異方性基材ｘ＞
厚み５．７μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（東レ社製、ルミラー５Ｎ８８、波長５８９．３ｎｍの位相差が１３４．０ｎｍである略１／４波長位相差フィルム）上に、上記接着層ａを厚み５μｍとなるように形成した後、厚み４０μｍのアクリルフィルム（三菱レイヨン社製、ＨＢＳ０１０Ｐ）を貼り合わせてなるもの。
［実施例１１］
第１導電層上に、実施例２と同様の第２導電層を形成した以外は、実施例１０と同様にして光学積層体を得た。
［比較例１］
実施例２の光学異方性基材ａを、トリアセチルセルロースフィルム（コニカミノルタ社製、ＫＣ４ＵＡ、４０μｍ）、シクロオレフィンフィルム（ＪＲＳ社製、アートン、リタデーション１００ｎｍ、膜厚２８ミクロン）、カバーガラス（コーニング製ゴリラガラス、０．５ｍｍ）を、厚み５μｍの接着層（ａ）を介して貼りあわせたものに変更した以外は、実施例２と同様にして光学積層体を作製した。
［比較例２］
偏光膜ａの一方の面に、上記にて作成した位相差フィルム、他方の面にトリアセチルセルロースフィルム（コニカミノルタ社製、ＫＣ４ＵＡ、４０μｍ）それぞれを水貼りで貼り合わせ、位相差フィルムとトリアセチルセルロースフィルムで挟まれた偏光膜を得た。
次いで、光学異方性基材ａ上に、実施例１と同様の導電層を形成し、導電層付き光学異方性基材を得た。次いで、カバーガラス（コーニング製ゴリラガラス、０．５ｍｍ）の一方の面に、厚み５μｍの接着層（ａ）を介して、上記で作製した偏光膜のトリアセチルセルロースフィルム側の面を貼り合わせ、さらに、カバーガラスの他方の面に、厚み５μｍの接着層（ａ）を介して導電層付き光学異方性基材の基材側の面を貼り合わせ、光学積層体を作製した。
［比較例３］
比較例２の光学積層体の導電層（第１導電層）上に、実施例２の第２導電層を形成した以外は、比較例２と同様にして、光学積層体を作製した。
［比較例４］
導電層を形成しない以外は実施例１と同様にして、光学積層体を作製した。
［比較例５］
実施例１の光学異方性基材ａを、厚み２３μｍの非光学異方性ポリエステルフィルム（三菱樹脂社製、Ｔ６００Ｅ２５Ｎ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、光学積層体を作製した。
［比較例６］
実施例１の光学異方性基材ａを、厚み１００μｍの非光学異方性ポリエステルフィルム（東洋紡績社製、コスモシャインＡ４３００）に変更した以外は、実施例１と同様にして、光学積層体を作製した。
表１から明らかなように、実施例１〜１１の光学積層体は、いずれも厚みが２００μｍ以下と薄いにもかかわらず、ニジムラ及び液晶の白濁を防止でき、かつ表面抵抗率の経時安定性、インセルタッチパネルの動作性及び全光線透過率にも優れるものであった。
１：導電層 １１：第１導電層 １２：第２導電層 １２１：導通微粒子
２：位相差板 ２１：樹脂フィルム ２２：屈折率異方性材料含有層
３：偏光膜
４：光学異方性基材
５：接着層
６：偏光膜保護フィルム
７：カバーガラス
８１：導電性部材 ８２：導線 ８３：導電性接着材料
１０：本発明の光学積層体 １０ａ：光学積層体
２０：インセルタッチパネル液晶素子
３０：インセルタッチパネル液晶表示装置

Claims (18)

  1. 位相差板、偏光膜及び透明基材をこの順に有し、さらに導電層を有してなる、光学積層体であって、前記透明基材は、前記偏光膜から出射される直線偏光を乱す光学異方性を有してなり、前記位相差板、偏光膜及び透明基材は、他の層を介さずに積層又は前記導電層のみを介して積層されてなり、当該光学積層体の厚みが３２〜３００μｍである、インセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  2. 前記光学積層体の透明基材上にカバーガラスを有する、請求項１記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  3. 前記透明基材が、リタデーション値３０００〜３００００ｎｍのプラスチックフィルム又は１／４波長位相差のプラスチックフィルムである、請求項１又は２に記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  4. 前記透明基材が、１／４波長位相差のプラスチックフィルムと、光学等方性フィルムとを貼りあわせてなるものである、請求項１又は２に記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  5. 前記１／４波長位相差のプラスチックフィルムが、厚み４〜１５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムである、請求項４記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  6. 前記導電層の表面抵抗率が、１．０×１０8〜２．０×１０9Ω／□である、請求項１〜５の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  7. 前記導電層が、第１導電層と第２導電層の２層構造である、請求項１〜６の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  8. 前記第１導電層が、金属微粒子又は金属酸化物微粒子を含み、前記第２導電層が導通微粒子を含む、請求項７に記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  9. 前記導電層を、前記位相差板の前記偏光膜とは反対側の面又は前記透明基材の前記偏光膜とは反対側の面に有する、請求項１〜８の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  10. 前記導電層表面に導電性の接続用部材を固着してなる、請求項１〜９の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  11. 前記偏光膜が、延伸されたポリビニルアルコールフィルムである、請求項１〜１０の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  12. 前記位相差板が、樹脂フィルム上に屈折率異方性材料を含有する層を有する、請求項１〜１１の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  13. 前記位相差板、前記偏光膜、前記透明基材及び前記導電層が、接着層を用いることなく互いに接着されている、請求項１〜１２の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  14. 前記透明基材が紫外線吸収剤を含有する、請求項１〜１３の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  15. 前記位相差板の厚みが２５〜６０μｍ、前記偏光膜の厚みが２〜３０μｍ、前記透明基材の厚みが４〜２００μｍ、前記導電層の厚みが０．１〜１０μｍである、請求項１〜１４の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  16. 前記インセルタッチパネル液晶素子が、静電容量式のインセルタッチパネル液晶素子である、請求項１〜１５の何れかに記載のインセルタッチパネル液晶素子の前面用の光学積層体。
  17. インセルタッチパネル液晶素子上に、請求項１〜１５の何れかに記載の光学積層体の、偏光膜を基準として透明基材とは反対側の面を貼り合わせてなる、インセルタッチパネル液晶表示装置。
  18. インセルタッチパネル液晶表示装置内において、光学積層体の導電層が、他の導電性部材に接続されてなる、請求項１７記載のインセルタッチパネル液晶表示装置。
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