TW201439613A - 圖像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種雖包含金屬奈米線,但對比度較高且難以視認導電圖案之圖像顯示裝置。本發明之圖像顯示裝置自視認側依序具備圓偏光板、透明導電性膜、及具有金屬製之反射體之顯示元件,該透明導電性膜具有透明基材與配置於該透明基材之至少單側之透明導電性層,該透明基材之面內相位差Re為1 nm~100 nm,該透明導電性層包含金屬奈米線或金屬網。
Description
本發明係關於一種圖像顯示裝置。
先前,於具有觸控感測器之圖像顯示裝置中,大多使用於透明樹脂膜上形成ITO(銦-錫複合氧化物)等金屬氧化物層而獲得之透明導電性膜作為觸控感測器之電極。然而,該具備金屬氧化物層之透明導電性膜存在如下問題,即由於彎曲而容易喪失導電性,而難以用於軟性顯示器等必需彎曲性之用途。
另一方面,作為彎曲性較高之透明導電性膜,已知有包含金屬奈米線或金屬網之透明導電性膜。然而,該透明導電性膜存在由於金屬奈米線等而使外界光反射散射之問題。若將此種透明導電性膜用於圖像顯示裝置,則有金屬奈米線等之圖案被視認,又,對比度降低,顯示特性較差之問題。
[專利文獻1]日本專利特開2004-349061號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-243769號公報
[專利文獻3]日本專利特開2012-009359號公報
本發明係為解決上述課題而完成者,其目的在於提供一種雖包
含金屬奈米線或金屬網,但對比度較高,且難以視認導電圖案之圖像顯示裝置。
本發明之圖像顯示裝置自視認側依序具備圓偏光板、透明導電性膜、及具有金屬製之反射體之顯示元件,該透明導電性膜具有透明基材與配置於該透明基材之至少單側之透明導電性層,該透明基材之面內相位差Re為1nm~100nm,該透明導電性層包含金屬奈米線或金屬網。
於較佳實施形態中,上述圓偏光板具有相位差膜與偏光元件,且以該偏光元件成為視認側之方式進行配置。
於較佳實施形態中,上述圖像顯示裝置中之圓偏光板及透明導電性膜之積層部分中,擴散反射率減少90%以上。
於較佳實施形態中,上述透明導電性層經圖案化。
於較佳實施形態中,上述金屬奈米線含選自由金、鉑、銀及銅所組成之群中之1種以上金屬而構成。
根據本發明之圖像顯示裝置,藉由相對於具有金屬製之反射體之顯示元件將圓偏光板與透明導電性膜以特定關係進行配置,可抑制外界光於透明導電性膜進行反射而產生之反射光之出射。因該反射光之出射得到抑制,故即便使用包含金屬奈米線或金屬網之透明導電性膜,亦可獲得難以視認導電圖案(即金屬奈米線或金屬網之圖案),且對比度較高之圖像顯示裝置。
1‧‧‧金屬奈米線
2‧‧‧保護層
10‧‧‧圓偏光板
11‧‧‧相位差膜
12‧‧‧偏光元件
20‧‧‧透明導電性膜
21‧‧‧透明基材
22‧‧‧透明導電性層
30‧‧‧顯示元件
100‧‧‧圖像顯示裝置
圖1係本發明之較佳實施形態之圖像顯示裝置之概略剖面圖。
圖1係本發明之較佳實施形態之圖像顯示裝置之概略剖面圖。該圖像顯示裝置100自視認側依序具備圓偏光板10、透明導電性膜20、及顯示元件30。透明導電性膜20包含金屬奈米線1。該透明導電性膜20於圖像顯示裝置中例如可作為觸控面板之電極、電磁波屏蔽層(electromagnetic wave shield)等發揮功能。作為顯示元件30,使用具備金屬製之反射體之顯示元件。作為此種顯示元件之代表例,可列舉具備反射電極(反射體)之有機EL元件。若使用有機EL元件作為顯示元件,則可獲得彎曲性優異之圖像顯示裝置。再者,可將透明導電性膜20與圓偏光板10及/或顯示元件30經由任意適當之黏著劑而進行貼合(未圖示)。又,本發明之圖像顯示裝置可根據用途等,進而含有任意適當之其他構件。
透明導電性膜20具有透明基材21與配置於透明基材21之至少單側之透明導電性層22。於透明基材之單側配置透明導電性層之情形時,該透明導電性層可配置於透明基材之視認側,亦可配置於與視認側相反之側。較佳為如圖1所示般將透明導電性層22配置於透明基材21之視認側。透明導電性層22包含金屬奈米線1。本實施形態中之透明導電性膜20係由包含金屬奈米線1之透明導電性層22所構成,因此耐彎曲性優異,即便彎曲亦難以喪失導電性。於一實施形態中,如圖1所示般,金屬奈米線1可由保護層2進行保護。
上述透明導電性層亦可含有金屬網以代替上述金屬奈米線或者與上述金屬奈米線併用。關於金屬網之詳細內容,於下文進行說明。
本發明之圖像顯示裝置於較具備反射體之顯示元件及透明導電性膜更靠近視認側具備圓偏光板,藉此(i)將入射至圓偏光板之外界光(自然光)轉換為圓偏光,(ii)該圓偏光由於顯示元件之反射體及透明導電性膜之金屬奈米線或金屬網而進行反射,使圓偏光狀態反轉,(iii)該經反轉之圓偏光不透過圓偏光板,因此可防止經反射之外界光自圖
像顯示裝置出射。又,使用面內相位差Re較小之透明基材作為構成透明導電性膜之透明基材,藉此於上述(i)後,圓偏光狀態實質上未被消除,可明顯地抑制反射光之出射。如上述般減少了外界光反射之本發明之圖像顯示裝置之對比度較高。
較佳為於本發明之圖像顯示裝置中之圓偏光板及透明導電性膜之積層部分中,擴散反射率減少90%以上。如上述般減少擴散反射率之情況可根據擴散反射率A與擴散反射率B之關係而定量評價,上述擴散反射率A係指將由上述圓偏光板與上述透明導電性膜所構成之積層體置於評價用之鋁製反射板上,使特定之光入射反射時測得之擴散反射率,上述擴散反射率B係指使該光入射反射於該鋁製反射板時測得之擴散反射率。本說明書中,於上述擴散反射率A與上述擴散反射率B具有A≦(100%-x%)×B之關係之情形時,可謂「於圖像顯示裝置中之圓偏光板及透明導電性膜之積層部分中,擴散反射率減少X%以上」。上述擴散反射率A與擴散反射率B之關係較佳為A≦0.1B。又,上述擴散反射率A與擴散反射率B之關係更佳為A≦0.05B,進而較佳為A≦0.03B。即,於本發明之圖像顯示裝置中之圓偏光板及透明導電性膜之積層部分中,更佳為擴散反射率減少95%以上,進而較佳為減少97%以上。如上述般減少了散射反射之圖像顯示裝置可藉由將圓偏光板配置於較具備反射體之顯示元件及透明導電性膜更靠近視認側而獲得。擴散反射率之測定方法於下文進行說明。
於本發明中,將圓偏光板配置於較包含金屬奈米線或金屬網之透明導電性膜更靠近視認側,藉此不僅減少來自顯示元件之反射體之反射光,亦減少來自金屬奈米線或金屬網之反射光。本來金屬奈米線或金屬網成為反射率上升之主要原因,但根據本發明,即便包含金屬奈米線或金屬網,亦可抑制由該金屬奈米線或金屬網引起之反射率上升。其結果,可獲得由金屬奈米線或金屬網反射之外界光與由金屬奈
米線或金屬網以外之部分反射之外界光的光強度差變小,而難以視認導電圖案(即金屬奈米線或金屬網之圖案)之圖像顯示裝置。上述擴散反射率A與僅將上述圓偏光板以偏光元件成為外側之方式置於上述鋁製反射板上而測得之擴散反射率C的差(A-C)較佳為0.17%以下,更佳為0.15%以下,進而較佳為0.01%~0.12%。(A-C)較小意指由金屬奈米線或金屬網引起之反射率之上升得到抑制。
上述圓偏光板10較佳為具有相位差膜11與偏光元件12。較佳為圓偏光板10以偏光元件12成為視認側之方式進行配置。作為相位差膜,例如使用λ/4板。上述圓偏光板係以偏光元件之吸收軸與λ/4板之遲相軸所成之角度實質上成為45°(例如,40°~50°)的方式積層偏光元件與λ/4板而形成。雖未圖示,但上述圓偏光板於實際使用時可於偏光元件之至少單側具有保護該偏光元件之保護膜。偏光元件與相位差膜或保護膜可經由任意適當之接著劑或黏著劑而積層。
作為上述偏光元件,使用任意適當之偏光元件。例如可列舉:使碘或二色性染料等二色性物質吸附於聚乙烯醇系膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜並進行單軸延伸而成者、聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系配向膜等。該等中,使碘等二色性物質吸附於聚乙烯醇系膜並進行單軸延伸而成之偏光元件由於偏光二色比較高,故而尤佳。偏光元件之厚度較佳為0.5μm~80μm。
關於使碘吸附於聚乙烯醇系膜並進行單軸延伸而成之偏光元件,就代表性而言,可藉由如下方式進行製作,即藉由將聚乙烯醇浸漬於碘之水溶液中而進行染色,並延伸至原長之3~7倍。延伸可於染色後進行,亦可一面染色一面延伸,亦可於延伸後進行染色。除延
伸、染色以外,例如亦可實施膨潤、交聯、調整、水洗、乾燥等處理而製作。
作為上述保護膜,使用任意適當之膜。作為成為此種膜之主成分之材料之具體例,可列舉:三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、或(甲基)丙烯酸系、聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降烯系、聚烯烴系、乙酸酯系等透明樹脂等。又,亦可列舉:丙烯酸系、胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。除此以外,例如亦可列舉矽氧烷系聚合物等玻璃質系聚合物。又,亦可使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)所記載之聚合物膜。作為該膜之材料,例如可使用含有於側鏈具有經取代或未經取代之醯亞胺基之熱塑性樹脂與於側鏈具有經取代或未經取代之苯基以及腈基之熱塑性樹脂之樹脂組合物,例如可列舉具有包含異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺之交替共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組合物。上述聚合物膜例如可為上述樹脂組合物之擠出成形物。
上述λ/4板之面內相位差Re較佳為95nm~180nm,進而較佳為110nm~160nm。λ/4板可將某特定波長之直線偏光轉換為圓偏光(或者將圓偏光轉換為直線偏光)。λ/4板較佳為具有nx>ny≧nz之折射率橢球。再者,本說明書中,面內相位差Re係指23℃、波長590nm下之面內相位差值。Re係於將面內之折射率成為最大之方向(即,遲相軸方向)之折射率設為nx,將於面內與遲相軸正交之方向(即,進相軸方向)之折射率設為ny,將膜(例如,相位差膜、下述之透明基材)之厚度設為d(nm)時,由Re=(nx-ny)×d求出。又,於本說明書中,「ny=nz」不僅為ny與nz嚴格相等之情形,亦包括ny與nz實質上相等之情
形。
上述λ/4板較佳為高分子膜之延伸膜。具體而言,可藉由適當選擇聚合物之種類、延伸處理(例如,延伸方法、延伸溫度、延伸倍率、延伸方向)而獲得λ/4板。
作為形成上述高分子膜之樹脂,使用任意適當之樹脂。作為具體例,可列舉:聚降烯等環烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、纖維素系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚碸系樹脂等構成正之雙折射膜之樹脂。其中,較佳為降烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂。
上述所謂聚降烯,係指使用具有降烯環之降烯系單體作為起始原料(單體)之一部分或全部而獲得之(共)聚合物。作為該降烯系單體,例如可列舉:降烯、及其烷基及/或亞烷基取代體,例如5-甲基-2-降烯、5-二甲基-2-降烯、5-乙基-2-降烯、5-丁基-2-降烯、5-亞乙基-2-降烯等、該等之鹵素等極性基取代體;二環戊二烯、2,3-二氫二環戊二烯等;二甲橋八氫化萘、其烷基及/或亞烷基取代體、及鹵素等極性基取代體,例如6-甲基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫化萘、6-乙基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫化萘、6-亞乙基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫化萘、6-氯-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫化萘、6-氰基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫化萘、6-吡啶基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫化萘、6-甲氧基羰基-1,4:5,8-二甲橋-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氫化萘等;環戊二烯之3~4聚物、例如4,9:5,8-二甲橋-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-八氫-1H-茀、4,11:5,10:6,9-三甲橋-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-十二氫-1H-環戊并蒽等。
作為上述聚降烯,市售有各種製品。作為具體例,可列舉:日本ZEON公司製造之商品名「ZEONEX」、「ZEONOR」、JSR公司製造之商品名「Arton」、TICONA公司製造之商品名「TOPAS」、三井化學
公司製造之商品名「APEL」。
作為上述聚碳酸酯系樹脂,較佳為使用芳香族聚碳酸酯。關於芳香族聚碳酸酯,就代表性而言,可藉由碳酸酯前驅物質與芳香族二酚化合物之反應而獲得。作為碳酸酯前驅物質之具體例,可列舉:光氣、二酚類之雙氯甲酸酯、碳酸二苯酯、碳酸二(對甲苯基)酯、碳酸苯基-對甲苯酯、碳酸二(對氯苯基)酯、碳酸二萘酯等。該等中,較佳為光氣、碳酸二苯酯。作為芳香族二酚化合物之具體例,可列舉:2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、1,1-雙(4-羥基苯基)乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丁烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二丙基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷等。該等可單獨使用,或組合2種以上使用。較佳為使用2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷。尤佳為將2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷與1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷一起使用。
作為延伸方法,例如可列舉:橫向單軸延伸、固定端雙軸延伸、逐次雙軸延伸。作為固定端雙軸延伸之具體例,可列舉如下方法,即,使高分子膜一面向長度方向移行,一面向短邊方向(橫方向)進行延伸。該方法表面上可為橫向單軸延伸。又,亦可採用斜向延伸。藉由採用斜向延伸,可獲得相對於寬度方向具有特定角度之配向軸(遲相軸)之長條狀延伸膜。
關於上述延伸膜之厚度,就代表性而言,為5μm~80μm,較佳為15μm~60μm,進而較佳為25μm~45μm。
上述透明導電性膜具有透明基材與配置於該透明基材之至少單側之透明導電性層。透明導電性層包含金屬奈米線或金屬網。
上述透明導電性膜之全光線透過率較佳為80%以上,更佳為85%以上,尤佳為90%以上。藉由具備包含金屬奈米線或金屬網之透明導電性層,可獲得全光線透過率較高之透明導電性膜。
上述透明導電性膜之表面電阻值較佳為0.1Ω/□~1000Ω/□,更佳為0.5Ω/□~500Ω/□,尤佳為1Ω/□~250Ω/□。藉由具備包含金屬奈米線或金屬網之透明導電性層,可獲得表面電阻值較小之透明導電性膜。又,於形成包含金屬奈米線之透明導電性層之情形時,可藉由少量之金屬奈米線而表現如上述般表面電阻值較小而優異之導電性,故可獲得透光率較高之透明導電性膜。
上述透明基材之面內相位差Re為1nm~100nm,較佳為1nm~50nm,更佳為1nm~10nm,進而較佳為1nm~5nm,尤佳為1nm~3nm。上述透明基材之面內相位差Re越小越佳。若使用面內相位差較小之透明基材,則可防止透明導電性膜中之消偏光,而抑制反射光之出射。
上述透明基材之厚度方向之相位差Rth之絕對值為100nm以下,較佳為75nm以下,更佳為50nm以下,尤佳為10nm以下,最佳為5nm以下。再者,於本說明書中,厚度方向之相位差Rth係指於23℃、波長590nm下之厚度方向之相位差值。Rth係於將面內之折射率成為最大之方向(即,遲相軸方向)之折射率設為nx,將厚度方向之折射率設為nz,將膜(例如,透明基材)之厚度設為d(nm)時,由Rth=(nx-nz)×d求出。
上述透明基材之厚度較佳為20μm~200μm,更佳為30μm~150μm。若為此種範圍,則可獲得相位差較小之透明基材。
上述透明基材之全光線透過率較佳為80%以上,更佳為85%以上,進而較佳為90%以上。
構成上述透明基材之材料可使用任意適當之材料。具體而言,例如可較佳地使用膜或塑膠基材等高分子基材。其原因在於:透明基材之平滑性及對透明導電性形成用組合物(金屬奈米線分散液、保護層形成用組合物)之潤濕性優異,又,藉由利用輥之連續生產,可使生產性大幅提高。較佳為使用可表現上述範圍之面內相位差Re之材料。
關於構成上述透明基材之材料,具代表性的是以熱塑性樹脂為主成分之高分子膜。作為熱塑性樹脂,例如可列舉:聚降烯等環烯系樹脂;丙烯酸系樹脂;低相位差聚碳酸酯樹脂等。其中,較佳為環烯系樹脂或丙烯酸系樹脂。若使用該等樹脂,則可獲得相位差較小之透明基材。又,該等樹脂之透明性、機械強度、熱穩定性、遮水性等優異。上述熱塑性樹脂可單獨使用,或組合2種以上使用。
作為上述聚降烯之具體例係如上述B-2項所說明。
上述丙烯酸系樹脂係指具有源自(甲基)丙烯酸酯之重複單元((甲基)丙烯酸酯單元)及/或源自(甲基)丙烯酸之重複單元((甲基)丙烯酸單元)的樹脂。上述丙烯酸系樹脂亦可具有源自(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸之衍生物之結構單元。
於上述丙烯酸系樹脂中,關於上述(甲基)丙烯酸酯單元、(甲基)丙烯酸單元、及源自(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸之衍生物之結構單元之合計含有比率,相對於構成該丙烯酸系樹脂之全部結構單元,較佳為50重量%以上,更佳為60重量%~100重量%,尤佳為70重量%~90重量%。若為此種範圍,則可獲得低相位差之透明基材。
上述丙烯酸系樹脂亦可於主鏈具有環結構。藉由具有環結構,可一面抑制丙烯酸系樹脂之相位差之上升,一面提高玻璃轉移溫度。作為環結構,例如可列舉:內酯環結構、戊二酸酐結構、戊二醯亞胺結構、N-取代馬來醯亞胺結構、馬來酸酐結構等。
上述內酯環結構可採用任意適當之結構。上述內酯環結構較佳為4~8員環,更佳為5員環或6員環,進而較佳為6員環。作為6員環之內酯環結構,例如可列舉下述通式(1)所表示之內酯環結構。
上述通式(1)中,R1、R2及R3分別獨立為氫原子、碳數為1~20之直鏈狀或支鏈狀之烷基、碳數為1~20之不飽和脂肪族烴基、或碳數為1~20之芳香族烴基。上述烷基、不飽和脂肪族烴基及芳香族烴基亦可具有羥基、羧基、醚基或酯基等取代基。
作為上述戊二酸酐結構,例如可列舉下述通式(2)所表示之戊二酸酐結構。戊二酸酐結構例如可使(甲基)丙烯酸酯與(甲基)丙烯酸之共聚物於分子內進行脫醇環化縮合而獲得。
上述通式(2)中,R4及R5分別獨立為氫原子或甲基。
作為上述戊二醯亞胺結構,例如可列舉下述通式(3)所表示之戊
二醯亞胺結構。戊二醯亞胺結構例如可利用甲基胺等醯亞胺化劑使(甲基)丙烯酸酯聚合物進行醯亞胺化而獲得。
上述通式(3)中,R6及R7分別獨立為氫原子或碳數為1~8之直鏈狀或支鏈狀之烷基,較佳為氫原子或甲基。R8為氫原子、碳數為1~18之直鏈烷基、碳數為3~12之環烷基或碳數為6~10之芳基,較佳為碳數為1~6之直鏈烷基、環戊基、環己基或苯基。
於一實施形態中,上述丙烯酸系樹脂具有下述通式(4)所表示之戊二醯亞胺結構與甲基丙烯酸甲酯單元。
上述通式(4)中,R9~R12分別獨立為氫原子或碳數為1~8之直鏈
狀或支鏈狀之烷基。R13為碳數為1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基、碳數為3~12之環烷基、或碳數為6~10之芳基。
作為上述N-取代馬來醯亞胺結構,例如可列舉下述通式(5)所表示之N-取代馬來醯亞胺結構。於主鏈具有N-取代馬來醯亞胺結構之丙烯酸系樹脂例如可使N-取代馬來醯亞胺與(甲基)丙烯酸酯共聚合而獲得。
上述通式(5)中,R14及R15分別獨立為氫原子或甲基,R16為氫原子、碳數為1~6之直鏈烷基、環戊基、環己基或苯基。
作為上述馬來酸酐結構,例如可列舉下述通式(6)所表示之馬來酸酐結構。於主鏈具有馬來酸酐結構之丙烯酸系樹脂例如可使馬來酸酐與(甲基)丙烯酸酯共聚合而獲得。
[化6]
上述通式(6)中,R17及R18分別獨立為氫原子或甲基。
上述丙烯酸系樹脂可具有其他結構單元。作為其他結構單元,例如可列舉源自以下等單體之結構單元:苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基乙烯基酮、乙烯、丙烯、乙酸乙烯酯、甲基烯丙醇、烯丙醇、2-羥基甲基-1-丁烯、α-羥基甲基苯乙烯、α-羥基乙基苯乙烯、2-(羥基乙基)丙烯酸甲酯等2-(羥基烷基)丙烯酸酯、2-(羥基乙基)丙烯酸等2-(羥基烷基)丙烯酸。
作為上述丙烯酸系樹脂之具體例,除上述所例示之丙烯酸系樹脂外,亦可列舉:日本專利特開2004-168882號公報、日本專利特開2007-261265號公報、日本專利特開2007-262399號公報、日本專利特開2007-297615號公報、日本專利特開2009-039935號公報、日本專利特開2009-052021號公報、日本專利特開2010-284840號公報所記載之丙烯酸系樹脂。
構成上述透明基材之材料之玻璃轉移溫度較佳為100℃~200℃,更佳為110℃~150℃,尤佳為110℃~140℃。若為此種範圍,則可獲得耐熱性優異之透明導電性膜。
上述透明基材可視需要進而含有任意適當之添加劑。作為添加劑之具體例,可列舉:塑化劑、熱穩定劑、光穩定劑、潤滑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、著色劑、抗靜電劑、相容劑、交聯劑、及增黏劑等。使用之添加劑之種類及量可根據目的而適當設定。
作為獲得上述透明基材之方法,可使用任意適當之成形加工法,例如可適當自壓縮成形法、轉移成形法、射出成形法、擠出成形法、吹塑成形法、粉末成形法、FRP(fiber reinforced plastics,纖維強化塑膠)成形法、及溶劑澆鑄法等中選擇合適者。該等製法中,較佳為使用擠出成形法或溶劑澆鑄法。其原因在於:可提高獲得之透明基材之平滑性,獲得良好之光學均勻性。成形條件係根據使用之樹脂之組成或種類等而適當設定。
亦可視需要對上述透明基材進行各種表面處理。表面處理係根據目的而採用任意適當之方法。例如可列舉:低壓電漿處理、紫外線照射處理、電暈處理、火焰處理、酸或鹼處理。於一實施形態中,對透明基材進行表面處理,而使透明基材表面親水化。若使透明基材親水化,則塗佈利用水系溶劑製備之透明導電性層形成用組合物(金屬奈米線分散液、保護層形成用組合物)時之加工性優異。又,可獲得透明基材與透明導電性層之密接性優異之透明導電性膜。
上述透明導電性層包含金屬奈米線或金屬網。
上述所謂金屬奈米線,係指材質為金屬,形狀為針狀或線狀,直徑為奈米尺寸之導電性物質。金屬奈米線可為直線狀,亦可為曲線狀。若使用由金屬奈米線構成之透明導電性層,則可獲得耐彎曲性優異之透明導電性膜。又,若使用由金屬奈米線構成之透明導電性層,則藉由使金屬奈米線成為網狀,即便為少量之金屬奈米線,亦可形成良好之導電路徑,而可獲得電阻較小之透明導電性膜。進而,藉由使金屬線成為網狀,可於網之間隙形成開口部,而獲得透光率較高之透明導電性膜。
上述金屬奈米線之粗度d與長度L之比(縱橫比:L/d)較佳為10~
100,000,更佳為50~100,000,尤佳為100~10,000。若使用如上述般縱橫比較大之金屬奈米線,則金屬奈米線良好地交叉,而可藉由少量之金屬奈米線表現較高之導電性。其結果,可獲得透光率較高之透明導電性膜。再者,於本說明書中,所謂「金屬奈米線之粗度」,於金屬奈米線之剖面為圓狀之情形時意指該圓之直徑,於為橢圓狀之情形時意指該橢圓之短徑,於為多邊形之情形時意指最長之對角線。金屬奈米線之粗度及長度可利用掃描式電子顯微鏡或穿透式電子顯微鏡進行確認。
上述金屬奈米線之粗度較佳為未達500nm,更佳為未達200nm,尤佳為10nm~100nm,最佳為10nm~50nm。若為此種範圍,則可形成透光率較高之透明導電性層。
上述金屬奈米線之長度較佳為2.5μm~1000μm,更佳為10μm~500μm,尤佳為20μm~100μm。若為此種範圍,則可獲得導電性較高之透明導電性膜。
作為構成上述金屬奈米線之金屬,只要為導電性較高之金屬,則可使用任意適當之金屬。上述金屬奈米線較佳為由選自由金、鉑、銀及銅所組成之群中之1種以上金屬所構成。其中,就導電性之觀點而言,較佳為銀、銅或金,更佳為銀。又,亦可使用對上述金屬進行有鍍敷處理(例如,鍍金處理)之材料。
作為上述金屬奈米線之製造方法,可採用任意適當之方法。例如可列舉:於溶液中將硝酸銀進行還原之方法;自探針之前端部使外加電壓或電流作用於前驅物表面,利用探針前端部將金屬奈米線拉出而連續形成該金屬奈米線之方法等。就於溶液中將硝酸銀進行還原之方法而言,可藉由於乙二醇等多元醇、及聚乙烯吡咯啶酮之存在下,進行硝酸銀等銀鹽之液相還原而合成銀奈米線。均勻尺寸之銀奈米線例如可依據Xia,Y.etal.,Chem.Mater.(2002)、14、4736-4745;Xia,
Y.etal.,Nano letters(2003)3(7)、955-960所記載之方法而大量生產。
於透明導電性層中,上述金屬奈米線亦可由保護層保護。
作為形成上述保護層之材料,可使用任意適當之樹脂。作為該樹脂,例如可列舉:丙烯酸系樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂;聚苯乙烯、聚乙烯甲苯、聚乙烯二甲苯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺等芳香族系樹脂;聚胺基甲酸酯系樹脂;環氧系樹脂;聚烯烴系樹脂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS);纖維素;矽系樹脂;聚氯乙烯;聚乙酸酯;聚降烯;合成橡膠;氟系樹脂等。較佳為使用由季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等多官能丙烯酸酯構成之硬化型樹脂(較佳為紫外線硬化型樹脂)。
上述保護層亦可由導電性樹脂構成。作為導電性樹脂,例如可列舉:聚(3,4-乙二氧基噻吩)(PEDOT)、聚苯胺、聚噻吩、及聚二乙炔等。
上述保護層亦可由無機材料構成。作為無機材料,例如可列舉:二氧化矽、富鋁紅柱石、氧化鋁、SiC、MgO-Al2O3-SiO2、Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2-Li2O等。
上述透明導電性層可將使上述金屬奈米線分散於溶劑中而獲得之分散液(金屬奈米線分散液)塗佈於上述透明基材上後,使塗佈層乾燥而形成。
作為上述金屬奈米線分散液所含有之溶劑,可列舉:水、醇系溶劑、酮系溶劑、醚系溶劑、烴系溶劑、芳香族系溶劑等。就減輕環境負荷之觀點而言,較佳為使用水。
上述金屬奈米線分散液中之金屬奈米線之分散濃度較佳為0.1重量%~1重量%。若為此種範圍,則可形成導電性及透光性優異之透明
導電性層。
上述金屬奈米線分散液可根據目的而進而含有任意適當之添加劑。作為上述添加劑,例如可列舉:防止金屬奈米線之腐蝕之抗腐蝕材、防止金屬奈米線之凝集之界面活性劑等。使用之添加劑之種類、數及量可根據目的而適當設定。又,金屬奈米線分散液於可獲得本發明之效果之範圍內,可視需要含有任意適當之黏合劑樹脂。
作為上述金屬奈米線分散液之塗佈方法,可採用任意適當之方法。作為塗佈方法,例如可列舉:噴塗、棒式塗佈、輥式塗佈、模具塗佈、噴墨塗佈、網版塗佈(screen coat)、浸漬塗佈、狹縫式塗佈(slot die coat)、凸版印刷法、凹版印刷法、凹版(gravure)印刷法等。作為塗佈層之乾燥方法,可採用任意適當之乾燥方法(例如,自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥)。例如於加熱乾燥之情形時,關於乾燥溫度,就代表性而言,為100℃~200℃,關於乾燥時間,就代表性而言,為1~10分鐘。
於透明導電性層具有保護層之情形時,該保護層例如可藉由以上述方式形成金屬奈米線部後,進而塗佈包含上述保護層形成用材料或保護層形成用材料之前驅物(構成上述樹脂之單體)之保護層形成用組合物,其後進行乾燥,以及視需要進行硬化處理而形成。作為塗佈方法,可採用與上述分散液相同之方法。作為乾燥方法,可採用任意適當之乾燥方法(例如,自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥)。例如於加熱乾燥之情形時,關於乾燥溫度,就代表性而言,為100℃~200℃,關於乾燥時間,就代表性而言,為1~10分鐘。硬化處理可根據構成保護層之樹脂,利用任意適當之條件而進行。
上述保護層形成用組合物可含有溶劑。作為上述保護層形成用組合物所含有之溶劑,例如可列舉:醇系溶劑、酮系溶劑、四氫呋喃、烴系溶劑、或芳香族系溶劑等。較佳為該溶劑為揮發性。該溶劑
之沸點較佳為200℃以下,更佳為150℃以下,進而較佳為100℃以下。
上述保護層形成用組合物可根據目的而進而含有任意適當之添加劑。作為添加劑,例如可列舉:交聯劑、聚合起始劑、穩定劑、界面活性劑、抗腐蝕劑等。
於上述透明導電性層包含金屬奈米線之情形時,上述透明導電性層之厚度較佳為0.01μm~10μm,更佳為0.05μm~3μm,尤佳為0.1μm~1μm。若為此種範圍,則可獲得導電性及透光性優異之透明導電性膜。
於上述透明導電性層包含金屬奈米線之情形時,上述透明導電性層之全光線透過率較佳為85%以上,更佳為90%以上,進而較佳為95%以上。
關於上述透明導電性層中之金屬奈米線之含有比率,相對於透明導電性層之總重量,較佳為30重量%~96重量%,更佳為43重量%~88重量%。若為此種範圍,則可獲得導電性及透光性優異之透明導電性膜。
於上述金屬奈米線為銀奈米線之情形時,透明導電性層之密度較佳為1.3g/cm3~7.4g/cm3,更佳為1.6g/cm3~4.8g/cm3。若為此種範圍,則可獲得導電性及透光性優異之透明導電性膜。
包含金屬網之透明導電性層係於上述透明基材上將金屬細線形成為格子狀之圖案而成。包含金屬網之透明導電性層可藉由任意適當之方法而形成。該透明導電性層例如可藉由將包含銀鹽之感光性組合物(透明導電性層形成用組合物)塗佈於上述積層體上,其後進行曝光處理及顯影處理,將金屬細線形成為特定之圖案而獲得。又,該透明導電性層亦可將包含金屬微粒子之漿料(透明導電性層形成用組合物)
印刷為特定圖案而獲得。此種透明導電性層及其形成方法之詳細內容例如記載於日本專利特開2012-18634號公報中,且該記載於本說明書中作為參考而被引用。又,作為由金屬網構成之透明導電性層及其形成方法之另一例,可列舉日本專利特開2003-331654號公報所記載之透明導電性層及其形成方法。
於上述透明導電性層包含金屬網之情形時,該透明導電性層之厚度較佳為0.1μm~30μm,更佳為0.1μm~9μm,進而較佳為1μm~3μm。
於上述透明導電性層包含金屬網之情形時,該透明導電性層之透過率較佳為80%以上,更佳為85%以上,進而較佳為90%以上。
上述透明導電性層可圖案化為特定之圖案。透明導電性層之圖案之形狀較佳為作為觸控面板(例如,靜電電容方式觸控面板)良好地進行動作之圖案,例如可列舉:日本專利特表2011-511357號公報、日本專利特開2010-164938號公報、日本專利特開2008-310550號公報、日本專利特表2003-511799號公報、日本專利特表2010-541109號公報所記載之圖案。透明導電性層可於形成於透明基材上後,使用公知之方法進行圖案化。於本發明中,可防止如上述般圖案化之透明導電性層之圖案被視認。
上述透明導電性膜可視需要而具備任意適當之其他層。作為上述其他層,例如可列舉:硬塗層、抗靜電層、防眩層、抗反射層、彩色濾光片層等。
上述硬塗層具有賦予上述透明基材耐化學品性、耐擦傷性及表面平滑性之功能。
作為構成上述硬塗層之材料,可採用任意適當者。作為構成上述硬塗層之材料,例如可列舉:環氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚矽氧
系樹脂及該等之混合物。其中,較佳為耐熱性優異之環氧系樹脂。上述硬塗層可利用熱或活性能量線使該等樹脂硬化而獲得。
以下,藉由實施例而對本發明具體地進行說明,但本發明並不受該等實施例任何限定。實施例中之評價方法係如下所述。再者,厚度係使用尾崎製作所製造之孔雀(PEACOCK)精密測定機器數位計測器無線型「DG-205」而進行測定。
使用王子計測機器股份有限公司製造之商品名「KOBRA-WPR」而進行測定。測定溫度設為23℃,測定波長設為590nm。
使用NAPSON製造之商品名「EC-80」而進行測定。測定溫度設為23℃。
使用村上色彩研究所股份有限公司製造之商品名「HR-100」,於23℃下進行測定。將重複次數3次之平均值設為測定值。
使用Konica Minolta製造之商品名「CM-2600d」,利用D65光源,以不包含單向反射(regular reflection)之(SCE)方式進行測定。測定溫度設為23℃。將重複次數2次之平均值設為測定值。
再者,於實施例及比較例中,對將由圓偏光板與透明導電性膜構成之積層體置於鋁製反射板上而測定之擴散反射率A、及將金屬奈米線自該積層體之透明導電性膜去除後測定之擴散反射率A'進行測定。
將降烯系環烯膜(日本ZEON股份有限公司製造,商品名「ZEONOR」)以波長590nm時之面內相位差Re成為140nm之方式向單軸方向進行延伸,而獲得相位差膜(λ/4板)。該膜之厚度方向之相位差Rth為65nm。
將上述相位差膜(λ/4板)與具備黏著劑層之直線偏光元件(日東電工(股)製造,商品名「偏光板SEG1425」)以相位差膜(λ/4板)之遲相軸與直線偏光板之吸收軸所成角成為45度的方式進行貼合,而獲得圓偏光板。
於具備攪拌裝置之反應容器中,於160℃下加入無水乙二醇5ml、PtCl2之無水乙二醇溶液(濃度:1.5×10-4mol/L)0.5ml。經過4分鐘後,歷時6分鐘向獲得之溶液同時滴加AgNO3之無水乙二醇溶液(濃度:0.12mol/l)2.5ml與聚乙烯吡咯啶酮(MW:5500)之無水乙二醇溶液(濃度:0.36mol/l)5ml,而產生銀奈米線。該滴加係於160℃下進行直至將AgNO3完全還原。繼而,於包含以上述方式獲得之銀奈米線之反應混合物中,加入丙酮直至該反應混合物之體積成為5倍後,將該反應混合物進行離心分離(2000rpm,20分鐘),而獲得銀奈米線。
關於獲得之銀奈米線,短徑為30nm~40nm,長徑為30nm~50nm,長度為30μm~50μm。
使該銀奈米線(濃度:0.2重量%)、及十二烷基-五乙二醇(濃度:0.1重量%)分散於純水中,而製備銀奈米線分散液。
使用將異丙醇(和光純藥工業股份有限公司製造)、二丙酮醇(和光純藥工業股份有限公司製造)以重量比1:1混合而成者作為溶劑。於該溶劑中投入二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)(新中村化學公司製造,商品名「A-DPH」)3.0重量%、及光反應起始劑(Ciba Japan公司
製造,製品名「Irgacure 907」)0.09重量%而製備保護層形成用組合物。
使用降烯系環烯膜(日本ZEON股份有限公司製造,商品名「ZEONOR」,面內相位差Re=1.7nm,厚度方向之相位差Rth=1.8nm)作為透明基材。
使用棒式塗佈機(第一理科股份有限公司製造,製品名「棒式塗佈機No.10」),將上述銀奈米線分散液塗佈於該透明基材上,於120℃之送風乾燥機內進行2分鐘乾燥。其後,利用狹縫式模具,以Wet膜厚4μm塗佈上述保護層形成用組合物,於120℃之送風乾燥機內進行2分鐘乾燥。繼而,利用紫外光照射裝置(Fusion UV Systems公司製造)照射累計照度1,400mJ/cm2之紫外光,使保護層形成用組合物硬化而形成保護層,而獲得透明導電性膜(1)[透明基材/透明導電性層(包含金屬奈米線及保護層)]。
該透明導電性膜(1)之表面電阻值為136Ω/□,全光線透過率為91.1%,霧度為1.7%。
將上述圓偏光板與上述透明導電性膜(1)經由透光性黏著劑(日東電工公司製造,商品名「CS9662」)而進行貼合,獲得積層體I。此時,使圓偏光板之相位差膜與透明導電性膜(1)之透明導電性層對向而進行貼合。進而,將該積層體I以圓偏光板成為外側(外界光之入射側)之方式置於鋁製反射板上,依據上述(4)之方法,對擴散反射率A1進行測定。將結果示於表1。
再者,另外,依據上述(4)之方法,對鋁製反射板單獨體之擴散反射率B進行測定,結果擴散反射率B為53.27%。
對上述透明導電性膜(1)進行蝕刻處理,而將金屬奈米線去除。蝕刻處理係將透明導電性膜(1)浸漬於加熱至40℃之蝕刻劑(關東化學股份有限公司製造,製品名「混酸Al蝕刻液」)中15秒鐘而進行。蝕刻處理後之膜之表面電阻值為裝置之測定上限(1,500Ω/□)以上,全光線透過率為91.4%,霧度為1.4%。
將上述圓偏光板與蝕刻處理後之膜經由透光性黏著劑(日東電工公司製造,商品名「CS9662」)而進行貼合,獲得積層體I'。此時,使圓偏光板之相位差膜與蝕刻處理後之膜之保護層對向而進行貼合。進而,將該積層體I'以圓偏光板成為外側之方式置於鋁製反射板(擴散反射率B:53.27%)上,依據上述(4)之方法,對擴散反射率A1'進行測定。將結果示於表2。
以與實施例1相同之方式製作圓偏光板。
使用降烯系環烯膜(日本ZEON股份有限公司製造,商品名「ZEONOR」,面內相位差Re=1.7nm,厚度方向之相位差Rth=1.8nm)作為透明基材。對該降烯系環烯膜表面進行電暈處理,而使該表面親水化。
其後,使用銀漿(Toyo-chem股份有限公司製造,商品名「RA FS 039」),並利用網版印刷法,於該降烯系環烯膜之單面形成金屬網(線寬:8.5μm,間距300μm之格子),於120℃下進行10分鐘燒結,而獲得透明導電性膜(2)[透明基材/透明導電性層(包含金屬網)]。
該透明導電性膜之表面電阻值為205Ω/□,全光線透過率為88.0%,霧度為6.8%。
使用透明導電性膜(2),除此以外,以與實施例1相同之方式對擴散反射率A1進行測定。將結果示於表2。
對上述透明導電性膜(2)進行蝕刻處理,而將金屬網去除。蝕刻處理係將透明導電性膜浸漬於加熱至40℃之蝕刻劑(關東化學股份有限公司製造,製品名「混酸Al蝕刻液」)中15秒鐘而進行。蝕刻處理後之膜之表面電阻值為裝置之測定上限(1,500Ω/□)以上,全光線透過率為92.4%,霧度為0.3%。
針對蝕刻處理後之膜,以與實施例1相同之方式對散射反射率A1'進行測定。將結果示於表2。
以與實施例1相同之方式製作圓偏光板、透明導電性膜(1),並以下述方式對擴散反射率A2及擴散反射率A2'進行測定。
將上述圓偏光板與上述透明導電性膜經由透光性黏著劑(日東電工公司製造,商品名「CS9662」)而進行貼合,獲得積層體i。此時,使圓偏光板之偏光元件與透明導電性膜之透明基材對向而進行貼合。進而,將該積層體i以透明導電性膜成為外側之方式置於鋁製反射板(擴散反射率B:53.27%)上,依據上述(4)之方法,對擴散反射率A2進行測定。將結果示於表1。
對上述透明導電性膜進行蝕刻處理,而將金屬奈米線去除。蝕刻處理係將透明導電性膜浸漬於加熱至40℃之蝕刻劑(關東化學股份有限公司製造,製品名「混酸Al蝕刻液」)中15秒鐘而進行。
將上述圓偏光板與蝕刻處理後之膜經由透光性黏著劑(日東電工公司製造,商品名「CS9662」)而進行貼合,獲得積層體i'。此時,使
圓偏光板之偏光元件與該膜之透明基材對向而進行貼合。進而,將該積層體i'以該膜成為外側之方式置於鋁製反射板(擴散反射率B:53.27%)上,依據上述(4)之方法,對擴散反射率A2'進行測定。將結果示於表2。
以與實施例1相同之方式製作圓偏光板。又,使用PET膜(三菱樹脂公司製造,商品名「DIAFOIL T602」,面內相位差Re=1862nm,厚度方向之相位差Rth=6541nm)作為透明基材,除此以外,以與實施例1相同之方式製作透明導電性膜(3)。使用該等圓偏光板及透明導電性膜(3),除此以外,以與實施例1相同之方式對擴散反射率A1及擴散反射率A1'進行測定。將結果示於表2。
以與實施例1相同之方式製作圓偏光板。又,使用PET膜(三菱樹脂公司製造,商品名「DIAFOIL T602」,面內相位差Re=1862nm,厚度方向之相位差Rth=6541nm)作為透明基材,除此以外,以與實施例1相同之方式製作透明導電性膜(3)。使用該等圓偏光板及透明導電性膜(3),除此以外,以與比較例1相同之方式對擴散反射率A2及擴散反射率A2'進行測定。將結果示於表2。
以與實施例2相同之方式製作圓偏光板、透明導電性膜(2)。使用該等圓偏光板及透明導電性膜(2),除此以外,以與比較例1相同之方式對散射反射率A2及散射反射率A2'進行測定。將結果示於表2。
以與實施例1相同之方式製作圓偏光板。將該圓偏光板以偏光元件成為外側之方式置於鋁製反射板(擴散反射率B:53.27%)上,依據上述(4)之方法,對擴散反射率C進行測定。該擴散反射率C為1.07%。
於實施例1、2及比較例1~4中,將供於擴散反射率A之測定之構成歸納於表1。
自表1可明確,藉由自外界光之入射側(視認側)依序配置圓偏光板與導電性膜,而減少擴散反射率A。採用此種構成之本發明之圖像顯示裝置因金屬奈米線所反射之外界光之強度較弱,且金屬奈米線所反射之外界光與金屬奈米線以外之部分所反射之外界光的光強度差較
小,故難以視認導電圖案(金屬奈米線之圖案)。又,因外界光反射較少,故對比度較高。
1‧‧‧金屬奈米線
2‧‧‧保護層
10‧‧‧圓偏光板
11‧‧‧相位差膜
12‧‧‧偏光元件
20‧‧‧透明導電性膜
21‧‧‧透明基材
22‧‧‧透明導電性層
30‧‧‧顯示元件
100‧‧‧圖像顯示裝置
Claims (7)
- 一種圖像顯示裝置,其自視認側依序具備圓偏光板、透明導電性膜、及具有金屬製之反射體之顯示元件,且該透明導電性膜具有透明基材與配置於該透明基材之至少單側之透明導電性層,該透明基材之面內相位差Re為1nm~100nm,該透明導電性層包含金屬奈米線或金屬網。
- 如請求項1之圖像顯示裝置,其中上述圓偏光板具有相位差膜與偏光元件,且以該偏光元件成為視認側之方式進行配置。
- 如請求項1之圖像顯示裝置,其中於上述圖像顯示裝置中之圓偏光板及透明導電性膜之積層部分中,擴散反射率減少90%以上。
- 如請求項2之圖像顯示裝置,其中於上述圖像顯示裝置中之圓偏光板及透明導電性膜之積層部分中,擴散反射率減少90%以上。
- 如請求項1至4中任一項之圖像顯示裝置,其中上述透明導電性層經圖案化。
- 如請求項1至4中任一項之圖像顯示裝置,其中上述金屬奈米線含選自由金、鉑、銀及銅所組成之群中之1種以上金屬而構成。
- 如請求項5之圖像顯示裝置,其中上述金屬奈米線含選自由金、鉑、銀及銅所組成之群中之1種以上金屬而構成。
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