KR20210046071A - 지문 인증 센서 부착 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지문 인증 센서의 시인측(視認側)에 편광판을 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 편광판의 시인측에 배향 필름이 존재하는 경우라도, 지문 인증 시스템이 정상적으로 작동하는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 지문 인증 센서의 시인측에 편광판을 갖고, 상기 편광판의 시인측에 배향 필름을 갖는 화상 표시 장치로서, 상기 배향 필름의 주배향 방향과 상기 편광판의 편광자의 소광축 방향이 이루는 각도가 0도±6도 이하, 또는 90도±6도 이하인 화상 표시 장치. (또한, 상기에 있어서, 「이하」는 「±」 다음의 수치에만 걸리는 것으로 한다.)

Description

지문 인증 센서 부착 화상 표시 장치

본 발명은, 지문 인증 센서를 갖고, 그 시인측(視認側)에 배향 필름을 갖는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

종래부터, 화상 표시 장치에는, 표면 보호를 위해 표면 보호 필름을 첩합(貼合)시키는 것이 행해져 왔다. 표면 보호 필름은, 표면의 손상 방지뿐만 아니라, 화상 셀이나 표면 유리판이 깨진 경우의 비산 방지의 목적도 있어, 내충격성이 뛰어난 2축 연신 폴리에스테르 등의 배향 필름이 이용되어 왔다. 또, 화상 표시 장치에는, 터치 센서의 부재나 유리의 부재의 비산 방지 필름으로서도, 2축 연신 폴리에스테르 필름이 이용되어 왔다.

한편, 모바일 단말 등에서는, 고도의 보안을 확보하기 위해, 얼굴 인증 시스템이나 지문 인증 시스템이 채용되게 되어 왔다(특허문헌 1, 2).

이와 같은 모바일 단말은, 모바일이라는 크기의 제약 속에서, 대화면화로 하기 위해, 본체 전체를 표시 화면으로 하고, 화면 내(시인측에서 보아 화상 표시 영역으로서 그 안쪽)에 인증 시스템인 센서를 내장하는 것이 제안되고 있다. 특히 유기 일렉트로 루미네센스(유기 EL) 화상 표시 장치에서는, 화상 표시 셀의 픽셀의 틈을 통해 지문 인증 센서를 작동시킬 수 있어, 이와 같은 방식이 퍼지고 있다.

화면 내에 지문 인증 시스템을 구비하는 화상 표시 장치에 있어서는, 인증을 위한 센서의 시인측에 편광판이 설치되게 되는데, 이와 같은 화상 표시 장치에 있어서, 편광판의 시인측에 배향 필름이 존재하는 경우, 특히 배향 필름으로서 2축 연신 폴리에스테르 필름을 이용하면, 지문 인증 시스템이 작동(인지)하지 않거나, 오작동(오인지)하거나 하는 경우가 있었다.

일본국 특개2016-006648호 공보 일본국 특표2018-515820호 공보

본 발명은, 이러한 종래 기술의 과제를 배경으로 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 지문 인증 시스템을 갖고, 또한 배향 필름을 갖고 있으면서, 지문 인증 시스템이 정상적으로 작동하는 화상 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명자는, 이러한 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 본 발명의 완성에 이르렀다. 즉 대표적인 본 발명은 이하와 같다.

항 1.

지문 인증 센서의 시인측에 편광판을 갖고, 상기 편광판의 시인측에 배향 필름을 갖는 화상 표시 장치로서,

상기 배향 필름의 주(主)배향 방향과 상기 편광판의 편광자의 소광축(消光軸) 방향이 이루는 각도가 0도±6도 이하, 또는 90도±6도 이하인 화상 표시 장치.

(또한, 상기에 있어서, 「이하」는 「±」 다음의 수치에만 걸리는 것으로 한다.)

지문 인증 센서의 시인측에 편광판을 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 편광판의 시인측에 배향 필름이 존재하는 경우라도, 지문 인증 시스템이 정상적으로 작동하는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 지문 인증 센서부가, 표시 화면(화상 표시부) 밖에 설치되어 있는 예이다.
도 2는, 지문 인증 센서부가, 표시 화면(화상 표시부) 내에 설치되어 있는 예이다.
도 3은, 지문 인증 센서부가, 표시 화면(화상 표시부) 내에 설치되어 있는 경우의 일례의 단면도이다.

(화상 표시 장치)

본 발명은, 지문 인증 센서의 시인측에 편광판, 또한 그 시인측에 배향 필름을 갖는 화상 표시 장치이다. 지문 인증 센서(지문 인증 센서부)는 표시 화면 밖에 설치되어 있어도, 표시 화면 내(시인측에서 보아 화상 표시 영역으로서 그 안쪽)에 설치되어 있어도 된다. 예를 들면, 여기에서 말하는 표시 화면 밖이란 도 1의 상태이며, 표시 화면 내(시인측에서 보아 화상 표시 영역으로서 그 안쪽)란 도 2의 상태이다. 표시 화면 내에 설치되는 타입은 화면 매입형(埋入型)이라고도 불리고 있으며, 예를 들면 도 3과 같이 지문 인증 센서 본체는 시인측에서 보아 화면의 안쪽에 설치되어 있다. 도 3에 있어서, 지문 인증 센서 본체의 시인측에, 화상 표시 셀(예를 들면, 유기 EL 셀)이 배치되어 있다. 화상 표시 셀의 시인측에는, 편광판(화상 표시 셀이 유기 EL 셀인 경우에는, 원 편광판이 바람직하다)이 배치되어 있다. 편광판보다 시인측에는, 점착제층을 개재하여 배향 필름이 배치되어 있다.

일반적으로는, 화상 표시 셀 상의 화상 표시 영역 내에 편광판이 설치되어 있기 때문에, 표시 화면 내에 지문 인증 센서가 설치되어 있는 타입의 화상 표시 장치가 본 발명의 대상이 되지만, 표시 화면 밖에 지문 인증 센서가 설치되어 있는 타입의 화상 표시 장치여도, 지문 인증 센서를 덮는 형태로 편광판이 설치되어 있는 것은 본 발명의 대상이 된다.

화상 표시 장치는 스마트폰, 모바일 PC, PDA, 휴대전화, 게임기, 카메라, 전자 사전 등인 것이 바람직하다.

(화상 표시 셀)

본 발명의 화상 표시 장치에 이용되는 화상 표시 셀은, 특별히 제한은 없지만, 소형, 박형화할 수 있다는 점에서, 액정 표시 셀이나 유기 EL(OLED) 셀을 바람직한 예로서 들 수 있다. 그중에서도, 유기 EL 셀은, 셀의 픽셀의 틈을 통해 지문 인증의 센서를 작동시킬 수 있어, 바람직한 예이다.

(지문 인증 센서)

지문 인증 센서는 광학식, 초음파식, 정전 용량식, 전계 강도 측정식, 감압식, 감열식 등을 들 수 있고, 특별히 제한은 없지만, 본 발명의 화상 표시 장치의 구성과의 궁합으로부터 광학식이나 초음파식이 바람직하고, 특히 광학식이 바람직하다.

광학식의 지문 인증 센서로는, 예를 들면, Synaptics사에서 상품명 「Clear ID」로 시판되고 있다.

초음파식의 지문 승인 센서로는, 예를 들면, Qualcomm Technologies사에서 상품명 「Qualcomm Fingerprint Sensors」로 시판되고 있다.

(편광판)

상기와 같이, 화상 표시 장치는, 지문 인증 센서의 시인측에 편광판이 설치된 상태이다. 편광판은, 편광을 발생시키는 기능을 갖는 편광자와 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호 필름을 포함하는 것인 것이 일반적이지만, 편광자의 편면(片面)에만 편광자 보호 필름이 적층된 것이어도 되고, 편광자만의 것이어도 된다. 편광자로는, 1축으로 배향된 폴리비닐 알코올에 요오드나 유기계의 이색성 색소 등이 흡착되어 있는 박막, 액정 화합물과 유기계 이색성 색소로 이루어지는 배향막 등을 들 수 있지만, 특별히 제한 없이 이용할 수 있다.

편광자 보호 필름으로는, 특별히 제한은 되지 않지만, 셀룰로오스계, 폴리에스테르계, 환상 폴리올레핀계, 아크릴계, 폴리카보네이트계 등의 미연신이나 연신 필름을 이용할 수 있다. 단, 폴리에스테르 등의 연신 필름인 경우는, 편광자의 소광축과 연신 필름의 주배향 방향과는 평행 또는 수직인 것이 바람직하다. 여기에서, 평행 또는 수직이란, 편광자의 소광축과 연신 필름의 주배향 방향이 이루는 각도가, 엄밀히 0도 또는 90도일 필요는 없고, 허용 폭은 ±6도이며, 보다 바람직한 허용 폭은 ±5도이고, 더욱 바람직한 허용 폭은 ±4도이며, 특히 바람직한 허용 폭은 ±3도이고, 가장 바람직한 허용 폭은 ±2도이다.

편광판의 편광자의 소광축은, 화면의 장변에 대해 평행인 경우, 수직인 경우, 45도의 방향인 경우 등이 있다. 이러한 방향은 화상 표시 셀의 종류, 목적에 따라 결정되며, 본 발명에서는 특별히 제한하는 것은 아니다. 예를 들면 유기 EL 표시 셀의 경우, 45도로 배치되는 경우도 많다.

편광자와 화상 표시 셀의 사이에, 위상차층이 설치되어 있어도 된다. 위상차층은 수지를 연신한 위상차 필름이어도 되고, 액정 화합물을 도포, 배향시킨 액정 화합물의 배향막이어도 된다.

유기 EL 셀의 경우는, 셀의 금속 배선의 반사 등을 억제하기 위해, 위상차층으로서 1/4 파장층을 설치한 원 편광판이 이용된다. 원 편광판의 위상차층을 유기 EL 셀측으로 하여 배치된다.

(배향 필름)

본 발명의 화상 표시 장치에서는, 지문 인증 센서의 시인측에 편광판을 갖고, 상기 편광판보다 시인측에 배향 필름을 갖는다. 배향 필름은, 화상 표시 장치의 표면에 위치하고, 화상 표시면의 손상을 방지하거나, 충격을 받아 화상 표시 셀이나 터치 센서, 표면 커버 유리 등의 유리 부재가 깨졌을 때에 유리의 비산을 방지하기 위한 표면 보호 필름, 터치 센서의 전극으로서도 이용되는 투명 도전 필름, 표시 장치 내부에 위치하고 유리 부재에 첩합하여 유리의 비산을 방지하는 비산 방지 필름 등으로서 이용될 수 있지만, 본 발명에서는, 표면 보호 필름으로서 이용되는 것이 바람직한 형태이다.

또한, 표면 보호 필름은, 필름 자체가 손상된 경우에는 벗기고, 새로 붙이는 것인 것이 바람직하다. 표면 보호 필름은, 광학용의 기재레스 점착제 시트로 화상 표시 장치에 첩합되어 있는 것이 바람직하다.

배향 필름을 구성하는 수지는, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 환상 폴리올레핀, 셀룰로오스계 등 임의의 것이 이용되지만, 내열성, 기계적 강도, 치수 안정성 등 보호 필름으로서의 특성으로부터, 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것이 바람직하다.

배향 필름은, 연신에 의해 배향되어, 기계적 강도가 향상되어 있다. 배향 필름은, 1축 배향 필름(1축 연신 필름)이어도 2축 배향 필름(2축 연신 필름)이어도 된다. 전(全)방향에 대해 기계적 강도가 뛰어난 관점에서는, 2축 배향 필름(2축 연신 필름)인 것이 바람직하다. 한편, 배향의 균일성이 뛰어난 관점에서는 1축 연신 필름이 바람직하다. 필름을 공업적으로 텐터로 2축 연신하면 주배향 방향은 필름의 폭 방향에서 활모양으로 왜곡되지만(보잉 현상), 폭 방향으로 1축 연신된 1축 배향 필름에서는, 이 왜곡이 저감되어, 폭 방향으로 넓게 의도한 대로의 배향 방향을 가져, 배향의 균일성이 뛰어난 필름을 확보할 수 있어, 동일 조건에서의 첩합이나 펀칭 가공 등이 가능하여, 생산성 향상의 면에서 유리하다. 그러나, 완전한 1축 연신 필름에서는, 배향 방향에 직교하는 힘에 대한 기계적 강도가 약해지는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 주배향 방향에 대해 직교하는 방향의 기계적 강도를 올리기 위해, 주(主)연신 방향과 직교하는 방향으로도 약하게 연신을 가하는 것(이렇게 하여 얻어진 필름을, 이후, 약(弱) 2축 연신 필름, 또는 약 2축 배향 필름이라고 한다)도 바람직하다. 이 약한 연신은 주연신 후에 행하여도 되지만, 주연신 전에 행하거나, 동시에 행하는 것이 바람직하다. 물론, 완전한 1축 연신이어도 된다.

또한, 연신은, 일반적으로는, 필름의 흐름 방향(세로 방향)에는 연속하는 롤을 이용한 롤 연신이 이용되고, 폭 방향(가로 방향)이나 가로세로의 동시 연신에는 텐터를 이용한 연신이 이용된다.

본 발명에 있어서, 주배향 방향(주연신 방향)은, 흐름 방향이어도 폭 방향이어도 된다.

또한, 여기에서 (주배향 방향과 직교하는 방향의 탄성률)/(주배향 방향의 탄성률)이 0.5 이하이거나, 또는 (주배향 방향과 직교하는 방향의 파단 강도)/(주배향 방향의 파단 강도)가 0.5 이하이거나 중 어느 쪽인 것이 1축 배향 필름, 또는 약 2축 배향 필름이라고 할 수 있다.

연신은, 각각의 소재에 맞추어 적정한 온도, 배율, 속도로 행하면 된다. 또, 2축 연신과 약 2축 연신은, 주로 각각의 연신 배율로 조정할 수 있다.

또, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이면, 주배향 방향의 굴절률과 그것에 직교하는 방향의 굴절률의 차(ΔNxy)가 0.055 이상, 바람직하게는 0.06 이상이면 약 2축 연신 필름이라고 할 수 있다. 또, 지상축의 굴절률이 1.68 이상, 바람직하게는 1.685 이상이고, 또한 ΔNxy가 0.095 이하, 바람직하게는 0.093 이하이면 약한 2축 연신이 가해져 있다고 할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 각 방향으로부터의 기계적 강도의 확보를 위해서는, 2축 배향 필름(2축 연신 필름)이 바람직하고, ΔNxy는 0.06 미만이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.055 미만이지만, 균질·균등한 2축 배향은 곤란할 뿐만 아니라, 약간의 제조 조건의 흔들림 등으로 동일 생산의 필름 중에서 배향 방향이 변화되기 쉬워진다. 제조상, 필름의 넓은 면적에서 균일한 배향 방향이기 위해서는, ΔNxy는 0.01 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.015 이상, 특히 바람직하게는 0.02 이상이다.

또, 1축성을 강하게 하여, 필름 전체 폭에서의 배향 방향을 안정화시키기 위해서는, ΔNxy는 0.065 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.070 이상, 더욱 바람직하게는 0.75 이상, 특히 바람직하게는 0.80 이상, 가장 바람직하게는 0.85 이상이다. ΔNxy는 0.16 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.15 이하이며, 특히 바람직하게는 0.14 이하이고, 가장 바람직하게는 0.13 이하이다. 상기를 넘으면 너무 찢어지기 쉬워져, 표면 보호 필름으로서 이용한 경우의 기능을 유지할 수 없게 되는 경우가 있다.

배향 필름의 제조 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 배향 필름으로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 경우를 예로 들면, 이하의 방법으로 제조할 수 있다.

일반적으로는, 연신은, 첫 번째의 연신으로서 세로 방향(필름의 흐름 방향)으로 연속 롤로 행하고, 그 후, 두 번째의 연신으로서 폭 방향(필름의 흐름 방향과는 직교하는 방향)의 연신에서는, 필름의 폭 양단을 클립으로 파지하고 텐터 내에서 연신한다. 또한, 첫 번째의 연신과 두 번째의 연신 방법이 반대여도 된다. 첫 번째의 연신 배율은 1.0∼3.5배가 바람직하고, 특히 바람직하게는 1.0배∼3.0배이다. 또, 두 번째의 연신 배율은 2.5∼6.0배가 바람직하고, 특히 바람직하게는 3.0∼5.5배이다. 또한, 1축 연신만인 경우, 연신 배율은 두 번째의 연신 배율을 채용하는 것이 바람직하다. 어느 연신에 있어서도, 연신 온도는 80∼130℃가 바람직하고, 특히 바람직하게는 90∼120℃이다. 또, 미연신 필름의 폭 양단을 클립으로 파 지하고, 세로 방향, 폭 방향으로 동시에 2축 연신해도 된다. 계속해서, 바람직하게는 100∼250℃, 보다 바람직하게는 180∼245℃로, 열처리하는 것이 바람직하다. 또, 상기의 텐터 연신은 폭 방향이었지만, 세로 방향에 대해 경사 방향으로 연신을 행해도 된다.

(편광자의 소광축(흡수축)과 배향 필름의 주배향 방향과의 각도)

본 발명에 있어서, 편광자의 소광축(흡수축)과 배향 필름의 주배향 방향(주배향축과 평행하는 방향)은, 평행 또는 수직인 것이 바람직하다. 여기에서, 평행 또는 수직이란, 편광자의 소광축과 배향 필름의 주배향 방향이 이루는 각도가, 엄밀히 0도 또는 90도일 필요는 없고, 0도±6도 이하 또는 90도±6도 이하가 바람직하며, 0도±5도 이하 또는 90도±5도 이하가 보다 바람직하고, 0도±4도 이하 또는 90도±4도 이하가 더욱 바람직하며, 0도±3도 이하 또는 90도±3도 이하가 특히 바람직하고, 0도±2도 이하 또는 90도±2도 이하가 특히 바람직하다. 또한, 「이하」라는 용어는, 「±」 다음의 수치에만 걸리는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들면, 상기 「0도±6도 이하」란, 0도를 중심으로 상하 6도의 범위의 변동을 허용하는 것을 의미한다. 또, 마찬가지로, 「90도±6도 이하」란, 90도를 중심으로 상하 6도의 범위의 변동을 허용하는 것을 의미한다.

배향 필름이 복수 존재하는 경우에는 모든 배향 필름이 상기 관계로 되어 있는 것이 바람직하다.

편광자의 소광축과 배향 필름의 주배향 방향과의 각도가 바람직한 범위에서 벗어나면, 센서가 작동하지 않거나, 오작동이 발생한다는 문제가 일어나는 경우가 있다. 이것은, 광학적인 지문 센서는 하부로부터 표시 장치 표면을 향해 광을 조사하고, 그 반사광으로 지문을 판독하고 있지만, 센서의 위(시인측)에 편광자가 존재하면, 편광자에서 직선 편광이 된 광이 위상차가 있는 배향 필름 내를 광학축과 어긋난 각도로 나아가기 때문에 타원 편광이 되고, 이것이 반사되어 재차 편광자를 통과할 때에도 위상차가 있는 배향 필름의 영향을 받아, 센서의 수상(受像) 화상에서 특정의 파장 영역에서 광량이 저하되기 때문에, 센서의 수광 파장이 정해져 있는 경우에는 지문의 정확한 패턴을 검지하기 어려워지기 때문이라고 생각된다. 또, 센서가 넓은 파장 영역을 수광하는 경우라도 전체의 광량이 저하되어, 센서 및 그 후의 처리의 정밀도를 유지할 수 없게 되기 때문이라고 생각된다. 또한, 이러한 이유는 추측의 영역을 벗어나는 것이 아니며, 본 기술을 한정하는 것은 아니다.

또한, 주배향 방향은, 분자 배향계(예를 들면, 오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)로 지상축, 진상축을 측정하고, 지상축을 주배향축으로 한다. 또한, 스티렌계 수지 등, 광탄성 계수가 음인 것은 진상축을 주배향 방향으로 한다.

배향 필름의 두께는, 각각의 목적에 맞추어 적절히 설정할 수 있지만, 5∼200㎛인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10∼150㎛, 특히 바람직하게는 20∼100㎛이다. 5㎛ 미만이면 너무 얇아서 취급이 나빠지는 경우가 있을 뿐만 아니라, 표면 보호 필름 등으로서 이용하는 경우에, 목적에 맞는 충분한 기계적 강도를 확보할 수 없는 경우가 있다. 200㎛를 넘으면, 강성이 너무 높아져 취급성이 나빠지는 경우가 있을 뿐만 아니라, 표시 장치의 박형화에 맞지 않는 경우가 있다.

배향 필름의 면내 리타데이션은, 분자의 배향 방향으로서 명확한 상태가 관찰되는 정도 이상이면 특별히 제한하는 것은 아니지만, 1000nm 이상인 것이 바람직하다. 또, 스마트폰 등에서는 야외에서 편광 선글라스를 쓴 상태로 조작하는 경우도 많고, 편광 선글라스를 썼을 때, 경사 방향에서 보았을 때에 착색이나 무지개 얼룩이 발생하는 경우가 있다. 경사 방향에서 화상 표시 장치를 본 경우에 발생하는 무지개 얼룩을 저감시키기 위해서는, 배향 필름의 면내 리타데이션은 3000nm 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 4500nm 이상, 특히 바람직하게는 6000nm 이상이다. 또, 면내 리타데이션은, 30000nm 이하가 바람직하고, 10000nm 이하가 보다 바람직하며, 더욱 바람직하게는 9000nm 이하이다. 면내 리타데이션이 30000nm를 넘어도, 무지개 얼룩 개선 효과의 대폭 향상은 기대하기 어려워지는 데다, 두께가 필요해져, 얇게 하기 위해서는 현저하게 1축 배향을 높일 필요가 있어, 배향 방향과 직교하는 방향의 기계적 강도가 저하되는 경우가 있다.

(표면 가공 외)

배향 필름은, 각각의 목적에 맞추어 표면 가공이 되어 있어도 된다. 예를 들면, 표면 보호 필름이면, 하드 코트, 반사 방지 코트, 저반사 코트, 대전 방지 코트 등이다. 또, 이접착 코트를 설치해도 된다.

배향 필름의 표면에 지문을 눌러 대어 그 반사를 검지하는 경우, 표면 보호 필름의 시인측은 지문을 인식할 수 있을 정도로 평활한 것이 바람직하다. 시인측의 표면의 표면 거칠기 SRa는 100nm 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50nm 이하이며, 특히 바람직하게는 30nm 이하이다.

배향 필름의 전광선 투과율은, 80％ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 85％ 이상이며, 특히 바람직하게는 88％ 이상이다. 또, 배향 필름의 헤이즈는 3％ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.5％ 이하이며, 특히 바람직하게는 2％ 이하이다.

실시예

이하, 실시예를 참조하여 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 제한되는 것은 아니다.

(1) 파단 강도

JIS C-2318에 준하여 측정했다.

(2) 탄성률

JIS C-2318에 준하여 측정했다.

(3) 리타데이션, △Nxy

리타데이션이란, 필름 상의 직교하는 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy＝|nx－ny|)과 필름 두께 d(nm)와의 곱(△Nxy×d)으로 정의되는 파라미터이며, 광학적 등방성, 이방성을 나타내는 척도이다. 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy)은, 이하의 방법에 의해 구했다. 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여, 필름의 지상축 방향을 구하고, 지상축 방향이 측정용 샘플 장변과 평행하게 되도록, 4cm×2cm의 장방형을 잘라내어, 측정용 샘플로 했다. 이 샘플에 대해서, 직교하는 2축의 굴절률(지상축 방향의 굴절률: nx, 면내에서 지상축 방향과 직교하는 방향의 굴절률(즉 진상축 방향의 굴절률): ny), 및 두께 방향의 굴절률(nz)을 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의해 구하고, 상기 2축의 굴절률차의 절대치(|nx－ny|)를 굴절률의 이방성(△Nxy)으로 했다. 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(파인류프사 제조, 밀리 트론 1245D)를 이용하여 측정하고, 단위를 nm로 환산했다. 굴절률의 이방성(△Nxy)과 필름의 두께 d(nm)의 곱(△Nxy×d)으로부터, 리타데이션(Re)을 구했다.

(4) 편광자의 소광축

표면 보호 필름 등을 벗겨 직선 편광이 출광되도록 한 화상 표시 장치를 점등시키고, 그 위에 소광축이 기지(旣知)인 편광 필터를 얹어 가장 어두워지는 상태의 편광 필터의 소광축의 방향을 구하고, 이것과 90도인 방향을 소광축 방향으로 했다.

(5) 주배향 방향

분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)로 측정했다.

(6) 광선 투과율

JIS K-7105에 준하여 측정했다.

(7) 헤이즈

JIS K-7105에 준하여 측정했다.

(8) 삼차원 중심면 평균 표면 거칠기(SRa):

50mm×50mm의 면적의 필름을 잘라내고, 삼차원 표면 형상 측정 장치(료카 시스템사 제조, 마이크로 맵 550N(측정 조건: wave 모드, 측정 파장 560nm, 대물렌즈 10배))를 이용해, 필름면에 대해 수직 방향으로부터 측정하고, 400㎛×400㎛의 CCD 카메라 화상 캡쳐 영역을 지정하여, 다음 식에 의해 주어지는 SRa를 구했다. 필름 양면에 있어서, 측정수를 각각 16으로 하고, 그들의 평균치를 구했다. 또, 소수점 이하의 끝수는, 사사오입에 의해 반올림했다.

[수학식 1]

여기에서, S_M＝Lx×Ly이고, Lx, Ly는 x, y 방향의 범위, f(x, y)는 측정점(x, y)의 평균면으로부터의 높이이다.

(9) 인증 성공 횟수

지문 인증에 의한 10회의 기동을 시도하고, 기동할 수 있었던 횟수로 나타냈다. 또한, 손끝은 젖은 타월로 더러움을 닦아낸 후, 마른 타월로 수분을 제거하고, 약 3초 후에 센서부에 손끝을 얹어 행하였다.

(10) 표면 보호 특성

광학용 점착제를 이용해, 시판의 스마트폰용 표면 보호 유리에, 배향 필름을 첩부(貼付)하여 테스트 샘플을 작성했다. 샘플의 각변 부분에 두께 5mm의 스페이서를 개재하여 샘플을 대(臺) 위에 두고(필름면은 위), 위에서부터 강구(鋼球)를 낙하시켰다. 5장의 샘플로 테스트했다. 또한, 유리가 깨지지 않은 경우는 재차 강구를 낙하시켰다.

○: 유리는 깨졌지만 필름이 찢어지는 샘플은 없었다.

△: 강구의 충돌 부분에 약간 필름의 찢어짐이 인정되는 샘플이 있었다.

×: 필름이 크게 찢어지는 샘플이 있었다.

(11) 무지개 얼룩 관찰

지문 인증 테스트용의 화상 표시 장치를, 편광 선글라스를 쓴 상태로 경사 방향으로부터 관찰했다.

○: 무지개 얼룩은 인정되지 않았다.

△: 약한 무지개 얼룩이 인정되었다.

×: 분명한 무지개 얼룩이 인정되었다.

(배향 필름의 준비)

하기의 배향 필름 A, B, C를 준비했다. 각각의 특성은 표 1에 나타낸다.

배향 필름 A:

도요보 가부시키가이샤 제조 코스모샤인(등록상표) A4300의 필름 두께 75㎛의 필름을 이용했다. 또한, 주배향 방향은 필름 롤의 슬릿 위치에 따라 다르기 때문에, 주배향 방향이 필름 롤의 길이 방향에 대해 90도±6도 이하인 부분을 잘라내어 사용했다.

배향 필름 B:

평균 입경 0.9㎛의 다공질 실리카를 0.7 질량％ 포함하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩(고유 점도 0.60dl/g(페놀:1,1,2,2-테트라클로로에탄＝6:4 혼합 용매로 용해하고 30℃에서 측정), 이후, PET라고 약기한다.)을 건조 후, 용융 압출기에 의해 280℃에서 용융하고 냉각 롤 상에 시트상(狀)으로 압출(押出)하여, 미연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트를 얻었다. 이어서, 이 미연신 시트의 편면에, 수분산성 폴리에스테르 수지와 블록 이소시아네이트 변성 폴리우레탄 수분산체로 이루어지는 이접착층용 코트제를 도포하고, 계속해서, 텐터형의 동시 2축 연신기로 유도하고, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃의 열풍 존으로 유도하여, 세로 방향으로 1.8배, 폭 방향으로 4배로 연신했다. 상태를 유지한 채로, 온도 225℃, 10초간 처리하고, 추가로 세로, 가로 각각에서 2.5％의 완화 처리를 행하였다. 생산한 필름 롤은 단부 위치에서 보잉에 의한 배향의 왜곡이 약간 보였기 때문에, 주배향 방향이 필름 롤의 길이 방향에 대해 90도±6도 이하인 부분을 잘라내어 사용했다.

배향 필름 C:

도요보 가부시키가이샤 제조 코스모샤인(등록상표) 초복굴절 타입(SRF)의 두께 80㎛의 필름을 이용했다. 또한, 주배향 방향은 필름 롤의 폭 방향에서 거의 안정되어 있기 때문에, 임의로 선택하여, 주배향 방향이 필름 롤의 길이 방향에 대해 90도±6도 이하인 것을 확인했다.

[표 1]

(하드 코트층 및 점착제층이 적층된 배향 필름의 작성)

배향 필름 A, B, C의 이접착 코트면에, UV 경화형의 하드 코트제를 도공, 건조 후, 고압 수은등으로 자외선을 조사하여, 편면에 하드 코트층을 갖는 배향 필름 A, B, C를 얻었다. 또한 각 배향 필름의, 하드 코트층을 적층한 면과는 반대면에, 시판의 광학 점착제(기재레스 타입)를, 경박리 시트를 벗기고 롤 투 롤로 적층했다. 각 배향 필름에 대해서, 하드 코트층측의 삼차원 중심면 평균 표면 거칠기 SRa의 측정 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

(표면 보호 필름을 갖는 화상 표시 장치의 조립)

실시예 1∼15, 비교예 1, 2

상기의 하드 코트층 및 점착제층이 적층된 배향 필름을, 광학적 지문 인증 센서를 표시 화면에 내장한 유기 EL 표시 장치 VIVO사 제조 X20 Plus UD의 화면 전체의 크기로 커트했다. 이것을 표면 보호 필름으로 하여, 점착제면을 개재하여 상기 유기 EL 표시 장치의 화면 상에 첩부했다. 또한, 구입 시에 첩부되어 있었던 표면 보호 필름은 벗겼다. 첩합 시의 각도 및 그 평가 결과를 표 3∼5에 나타냈다. 각도는 커트한 각 하드 코트층 및 점착제층이 적층된 배향 필름에서 확인하여 첩합했다.

실시예 16

터치 센서로서 폴리에스테르 필름의 투명 도전성 필름이 이용되는 경우를 본떠, 하드 코트층 및 점착제층을 적층한 배향 필름 A 및 C를 적층하여 상기와 마찬가지로 첩합했다.

[표 3]

[표 4]

[표 5]

표 3∼5에 있어서, 양의 수치는, 편광자의 투광축에 대해 주배향축이 시인측에서 보아 우회전 방향, 음의 수치는 좌회전 방향을 나타낸다.

1: 화상 표시 장치 2: 화상 표시부
3: 지문 인증 센서부 21: 화상 표시 셀
22: 편광판 23: 점착제층
24: 배향 필름(표면 보호 필름) 31: 지문 인증 센서 본체

Claims (1)

1. 지문 인증 센서의 시인측(視認側)에 편광판을 갖고, 상기 편광판의 시인측에 배향 필름을 갖는 화상 표시 장치로서,
   상기 배향 필름의 주배향 방향과 상기 편광판의 편광자의 소광축 방향이 이루는 각도가 0도±6도 이하, 또는 90도±6도 이하인 화상 표시 장치.
   (또한, 상기에 있어서, 「이하」는 「±」 다음의 수치에만 걸리는 것으로 한다.)

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