(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】指紋認証センサー付き画像表示装置
(51)【国際特許分類】
G09F 9/00 20060101AFI20231219BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20231219BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20231219BHJP
【ＦＩ】
G09F9/00 366Z
G09F9/30 365
G09F9/30 349E
G02B5/30
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021041287
(22)【出願日】2021-03-15
(62)【分割の表示】P 2020549085の分割
【原出願日】2019-09-26
(65)【公開番号】P2021101250
(43)【公開日】2021-07-08
【審査請求日】2022-09-22
(31)【優先権主張番号】P 2018184069
(32)【優先日】2018-09-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003160
【氏名又は名称】東洋紡株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】柴野 博史
【審査官】小野 博之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０１３３９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－００６６４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１１２２５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５１５８２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１２１７０３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０８１５３０２７（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７３９２１３２（ＣＮ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／０６７２４３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０９Ｆ ９／００－９／４６
Ｇ０２Ｆ １／１３－１／１４１
１／１５－１／１９
Ｈ０５Ｂ ３３／００－３３／２８
４４／００
４５／６０
Ｈ１０Ｋ ５０／００－９９／００
Ｇ０２Ｂ ５／００－５／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
指紋認証システムのセンサーの視認側に偏光板を有し、前記偏光板の視認側に配向フィルムを有する画像表示装置であって、前記配向フィルムは延伸ポリエステルフィルムであり、前記配向フィルムの主配向方向と前記偏光板の偏光子の消光軸方向がなす角度が０度±６度以下、または９０度±６度以下である画像表示装置。
（なお、上記において、「以下」は「±」の次の数値にのみかかるものとする。）
【請求項2】
前記指紋認証システムが下部から表示装置表面に向かって光を照射し、その反射光をセンサーで読み取る方式である請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項3】
有機ＥＬセルを含む、請求項１または２に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、指紋認証センサーを有し、その視認側に配向フィルムを有する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、画像表示装置には、表面保護のため表面保護フィルムを貼り合わせることが行われてきた。表面保護フィルムは、表面の傷付き防止だけでなく、画像セルや表面ガラス板が割れた場合の飛散防止の目的もあり、耐衝撃性に優れた二軸延伸ポリエステルなどの配向フィルムが用いられてきた。また、画像表示装置には、タッチセンサーの部材やガラスの部材の飛散防止フィルムとしても、二軸延伸ポリエステルフィルムが用いられてきた。
【0003】
一方、モバイル端末等では、高度なセキュリティーを確保するため、顔認証システムや指紋認証システムが採用されるようになってきた（特許文献１、２）。
このようなモバイル端末は、モバイルという大きさの制約の中、大画面化とするため、本体全体を表示画面とし、画面内（視認側から見て画像表示領域であってその奥）に認証システムのセンサーを組み込むことが提案されている。特に有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）画像表示装置では、画像表示セルのピクセルの隙間を通して指紋認証のセンサーを作動させることができ、このような方式が広がってきている。
このようなモバイル端末は、モバイルという大きさの制約の中、大画面化とするため、本体全体を表示画面とし、画面内（視認側から見て画像表示領域であってその奥）に認証システムのセンサーを組み込むことが提案されている。特に有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）画像表示装置では、画像表示セルのピクセルの隙間を通して指紋認証のセンサーを作動させることができ、このような方式が広がってきている。
【0004】
画面内に指紋認証システムを備える画像表示装置においては、認証のためのセンサーの視認側に偏光板が設けられることになるが、このような画像表示装置において、偏光板の視認側に配向フィルムが存在する場合、特に配向フィルムとして二軸延伸ポリエステルフィルムを用いると、指紋認証システムが作動（認知）しなかったり、誤作動（誤認知）したりすることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2016-006648号公報
【文献】特表2018-515820号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、本発明の目的は、指紋認証システムを有し、さらに配向フィルムを有していながら、指紋認証システムが正常に作動する画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明の完成に至った。すなわち代表的な本発明は、以下の通りである。
項１．
指紋認証センサーの視認側に偏光板を有し、前記偏光板の視認側に配向フィルムを有する画像表示装置であって、
前記配向フィルムの主配向方向と前記偏光板の偏光子の消光軸方向がなす角度が０度±６度以下、または９０度±６度以下である画像表示装置。
（なお、上記において、「以下」は「±」の次の数値にのみかかるものとする。）
項１．
指紋認証センサーの視認側に偏光板を有し、前記偏光板の視認側に配向フィルムを有する画像表示装置であって、
前記配向フィルムの主配向方向と前記偏光板の偏光子の消光軸方向がなす角度が０度±６度以下、または９０度±６度以下である画像表示装置。
（なお、上記において、「以下」は「±」の次の数値にのみかかるものとする。）
【発明の効果】
【0008】
指紋認証センサーの視認側に偏光板を有する画像表示装置において、偏光板の視認側に配向フィルムが存在する場合であっても、指紋認証システムが正常に作動する画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】指紋認証センサー部が、表示画面(画像表示部)の外に設置されていている例である。
【図2】指紋認証センサー部が、表示画面（画像表示部）の内に設置されていている例である。
【図3】指紋認証センサー部が、表示画面（画像表示部）の内に設置されていている場合の一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
（画像表示装置）
本発明は、指紋認証センサーの視認側に偏光板、さらにその視認側に配向フィルムを有する画像表示装置である。指紋認証センサー（指紋認証センサー部）は表示画面の外に設置されていても、表示画面の内（視認側から見て画像表示領域であってその奥）に設置されていても良い。例えば、ここで言う表示画面の外とは図１の状態であり、表示画面の内（視認側から見て画像表示領域であってその奥）とは図２の状態である。表示画面の内に設置されるタイプは画面埋め込み型とも言われており、例えば、図３のように指紋認証センサー本体は視認側から見て画面の奥に設置されている。図３において、指紋認証センサー本体の視認側に、画像表示セル（例えば、有機ＥＬセル）が配置されている。画像表示セルの視認側には、偏光板（画像表示セルが有機ＥＬセルの場合には、円偏光板が好ましい）が配置されている。偏光板より視認側には、粘着剤層を介して配向フィルムが配置されている。
本発明は、指紋認証センサーの視認側に偏光板、さらにその視認側に配向フィルムを有する画像表示装置である。指紋認証センサー（指紋認証センサー部）は表示画面の外に設置されていても、表示画面の内（視認側から見て画像表示領域であってその奥）に設置されていても良い。例えば、ここで言う表示画面の外とは図１の状態であり、表示画面の内（視認側から見て画像表示領域であってその奥）とは図２の状態である。表示画面の内に設置されるタイプは画面埋め込み型とも言われており、例えば、図３のように指紋認証センサー本体は視認側から見て画面の奥に設置されている。図３において、指紋認証センサー本体の視認側に、画像表示セル（例えば、有機ＥＬセル）が配置されている。画像表示セルの視認側には、偏光板（画像表示セルが有機ＥＬセルの場合には、円偏光板が好ましい）が配置されている。偏光板より視認側には、粘着剤層を介して配向フィルムが配置されている。
【0011】
一般的には、画像表示セル上の画像表示領域内に偏光板が設けられているため、表示画面の内に指紋認証センサーが設置されているタイプの画像表示装置が本発明の対象となるが、表示画面の外に指紋認証センサーが設置されているタイプの画像表示装置でも、指紋認証センサーを覆う形で偏光板が設けられているものは本発明の対象となる。
【0012】
画像表示装置はスマートホン、モバイルＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話、ゲーム機、カメラ、電子辞書などであることが好ましい。
【0013】
（画像表示セル）
本発明の画像表示装置に用いられる画像表示セルは、特に制限はないが、小型、薄型化できるという点で、液晶表示セルや有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）セルが好ましい例として挙げられる。なかでも、有機ＥＬセルは、セルのピクセルの隙間を通して指紋認証のセンサーを作動させることができ、好ましい例である。
本発明の画像表示装置に用いられる画像表示セルは、特に制限はないが、小型、薄型化できるという点で、液晶表示セルや有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）セルが好ましい例として挙げられる。なかでも、有機ＥＬセルは、セルのピクセルの隙間を通して指紋認証のセンサーを作動させることができ、好ましい例である。
【0014】
（指紋認証センサー）
指紋認証センサーは光学式、超音波式、静電容量式、電界強度測定式、感圧式、感熱式などが挙げられ、特に制限はないが、本発明の画像表示装置の構成との相性から光学式か超音波式が好ましく、特には光学式が好ましい。
光学式の指紋認証センサーとしては、例えば、Synaptics社から商品名「Clear ID」として市販されている。
超音波式の指紋承認センサーとしては、例えば、Qualcomm Technologies社から商品名「Qualcomm Fingerprint Sensors」として市販されている。
指紋認証センサーは光学式、超音波式、静電容量式、電界強度測定式、感圧式、感熱式などが挙げられ、特に制限はないが、本発明の画像表示装置の構成との相性から光学式か超音波式が好ましく、特には光学式が好ましい。
光学式の指紋認証センサーとしては、例えば、Synaptics社から商品名「Clear ID」として市販されている。
超音波式の指紋承認センサーとしては、例えば、Qualcomm Technologies社から商品名「Qualcomm Fingerprint Sensors」として市販されている。
【0015】
（偏光板）
上記の通り、画像表示装置は、指紋認証センサーの視認側に偏光板が設けられた状態である。偏光板は、偏光を生じさせる機能を有する偏光子と偏光子を保護するための偏光子保護フィルムを含むものであることが一般的であるが、偏光子の片面にのみ偏光子保護フィルムが積層されたものであっても良く、偏光子のみのものであっても良い。偏光子としては、一軸に配向したポリビニルアルコールにヨウ素や有機系の二色性色素などが吸着されている薄膜、液晶化合物と有機系二色性色素からなる配向膜などが挙げられるが、特に制限なく用いることができる。
上記の通り、画像表示装置は、指紋認証センサーの視認側に偏光板が設けられた状態である。偏光板は、偏光を生じさせる機能を有する偏光子と偏光子を保護するための偏光子保護フィルムを含むものであることが一般的であるが、偏光子の片面にのみ偏光子保護フィルムが積層されたものであっても良く、偏光子のみのものであっても良い。偏光子としては、一軸に配向したポリビニルアルコールにヨウ素や有機系の二色性色素などが吸着されている薄膜、液晶化合物と有機系二色性色素からなる配向膜などが挙げられるが、特に制限なく用いることができる。
【0016】
偏光子保護フィルムとしては、特に制限はされないが、セルロース系、ポリエステル系、環状ポリオレフィン系、アクリル系、ポリカーボネート系などの未延伸や延伸フィルムを用いることができる。但し、ポリエステルなどの延伸フィルムである場合は、偏光子の消光軸と延伸フィルムの主配向方向とは平行又は垂直であることが好ましい。ここで、平行又は垂直とは、偏光子の消光軸と延伸フィルムの主配向方向のなす角度が、厳密に０度または９０度である必要はなく、許容幅は±６度であり、より好ましい許容幅は±５度であり、さらに好ましい許容幅は±４度であり、特に好ましい許容幅は±３度であり、最も好ましい許容幅は±２度である。
【0017】
偏光板の偏光子の消光軸は、画面の長辺に対して平行である場合、垂直である場合、４５度の方向である場合などがある。これらの方向は画像表示セルの種類、目的によって決められ、本発明では特に制限するものではない。例えば有機ＥＬ表示セルの場合、４５度に配置される場合も多い。
【0018】
偏光子と画像表示セルの間に、位相差層が設けられていてもよい。位相差層は樹脂を延伸した位相差フィルムであっても良く、液晶化合物を塗布、配向させた液晶化合物の配向膜であっても良い。
有機ＥＬセルの場合は、セルの金属配線の反射などを抑制するため、位相差層として１／４波長層を設けた円偏光板が用いられる。円偏光板の位相差層を有機ＥＬセル側にして配置される。
有機ＥＬセルの場合は、セルの金属配線の反射などを抑制するため、位相差層として１／４波長層を設けた円偏光板が用いられる。円偏光板の位相差層を有機ＥＬセル側にして配置される。
【0019】
（配向フィルム）
本発明の画像表示装置では、指紋認証センサーの視認側に偏光板を有し、前記偏光板より視認側に配向フィルムを有する。配向フィルムは、画像表示装置の表面に位置し、画像表示面の傷付を防いだり、衝撃を受けて画像表示セルやタッチセンサー、表面カバーガラスなどのガラス部材が割れた時にガラスの飛散を防止するための表面保護フィルム、タッチセンサーの電極としても用いられる透明導電フィルム、表示装置内部に位置してガラス部材に貼り合わせガラスの飛散を防止する飛散防止フィルム等として用いられれるが、本発明では、表面保護フィルムとして用いられることが好ましい形態である。
なお、表面保護フィルムは、フィルム自体が傷付いた場合には剥がし、貼り替えるものであることが好ましい。表面保護フィルムは、光学用の基材レス粘着剤シートで画像表示装置に貼り合わされていることが好ましい。
本発明の画像表示装置では、指紋認証センサーの視認側に偏光板を有し、前記偏光板より視認側に配向フィルムを有する。配向フィルムは、画像表示装置の表面に位置し、画像表示面の傷付を防いだり、衝撃を受けて画像表示セルやタッチセンサー、表面カバーガラスなどのガラス部材が割れた時にガラスの飛散を防止するための表面保護フィルム、タッチセンサーの電極としても用いられる透明導電フィルム、表示装置内部に位置してガラス部材に貼り合わせガラスの飛散を防止する飛散防止フィルム等として用いられれるが、本発明では、表面保護フィルムとして用いられることが好ましい形態である。
なお、表面保護フィルムは、フィルム自体が傷付いた場合には剥がし、貼り替えるものであることが好ましい。表面保護フィルムは、光学用の基材レス粘着剤シートで画像表示装置に貼り合わされていることが好ましい。
【0020】
配向フィルムを構成する樹脂は、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、環状ポリオレフィン、セルロース系など任意のものが用いられるが、耐熱性、機械的強度、寸法安定性など保護フィルムとしての特性から、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
【0021】
配向フィルムは、延伸により配向され、機械的強度が向上されている。配向フィルムは、一軸配向フィルム（一軸延伸フィルム）でも二軸配向フィルム（二軸延伸フィルム）でもよい。全方向に対して機械的強度が優れている観点では、二軸配向フィルム（二軸延伸フィルム）であることが好ましい。一方、配向の均一性に優れる観点からは一軸延伸フィルムが好ましい。フィルムを工業的にテンターで二軸延伸すると主配向方向はフィルムの幅方向で弓形に歪む（ボーイング現象）が、幅方向に一軸延伸された一軸配向フィルムでは、この歪みが低減され、幅方向に広く意図したとおりの配向方向を有し、配向の均一性に優れたフィルムを確保することができ、同一条件での貼り合わせや打ち抜き加工などが可能で、生産性向上の面で有利である。しかし、完全な一軸延伸フィルムでは、配向方向に直交する力に対しての機械強度が弱くなる場合がある。この様な場合、主配向方向に対して直交する方向の機械的強度を上げるため、主延伸方向と直交する方向にも弱く延伸をかけること（こうして得られたフィルムを、以降、弱二軸延伸フィルム、又は、弱二軸配向フィルムという）も好ましい。この弱い延伸は主延伸の後に行っても良いが、主延伸前に行うか、同時に行うことが好ましい。むろん、完全な一軸延伸であっても良い。
なお、延伸は、一般的には、フィルムの流れ方向（縦方向）には連続するロールを用いたロール延伸が用いられ、幅方向（横方向）や縦横の同時延伸にはテンターを用いた延伸が用いられる。
本発明において、主配向方向（主延伸方向）は、流れ方向であっても幅方向であっても良い。
なお、延伸は、一般的には、フィルムの流れ方向（縦方向）には連続するロールを用いたロール延伸が用いられ、幅方向（横方向）や縦横の同時延伸にはテンターを用いた延伸が用いられる。
本発明において、主配向方向（主延伸方向）は、流れ方向であっても幅方向であっても良い。
【0022】
なお、ここで（主配向方向と直交する方向の弾性率）／（主配向方向の弾性率）が０．５以下であるか、または、（主配向方向と直交する方向の破断強度）／（主配向方向の破断強度）が０．５以下であるかのいずれかであるものが一軸配向フィルム、又は、弱二軸配向フィルムであるといえる。
延伸は、それぞれの素材に合わせて適正な温度、倍率、速度で行えばよい。また、二軸延伸と弱二軸延伸は、主にそれぞれの延伸倍率で調整することができる。
また、ポリエチレンテレフタレートフィルムであれば、主配向方向の屈折率とそれに直交する方向の屈折率の差（ΔＮｘｙ）が０．０５５以上、好ましくは０．０６以上であれば弱二軸延伸フィルムと言える。また、遅相軸の屈折率が１．６８以上、好ましくは１．６８５以上であり、かつΔＮｘｙが０．０９５以下、好ましくは０．０９３以下であれば弱い二軸延伸がかかっていると言える。
なお、上述のように各方向からの機械的強度の確保のためには、二軸配向フィルム（二軸延伸フィルム）が好ましく、ΔＮｘｙは０．０６未満が好ましく、さらに好ましくは０．０５５未満であるが、均質・均等な二軸配向は困難であるだけでなく、わずかの製造条件のぶれ等で同一生産のフィルムの中で配向方向が変化し易くなる。製造上、フィルムの広い面積で均一な配向方向であるためには、ΔＮｘｙは０．０１以上が好ましく、より好ましくは０．０１５以上、特に好ましくは０．０２以上である。
延伸は、それぞれの素材に合わせて適正な温度、倍率、速度で行えばよい。また、二軸延伸と弱二軸延伸は、主にそれぞれの延伸倍率で調整することができる。
また、ポリエチレンテレフタレートフィルムであれば、主配向方向の屈折率とそれに直交する方向の屈折率の差（ΔＮｘｙ）が０．０５５以上、好ましくは０．０６以上であれば弱二軸延伸フィルムと言える。また、遅相軸の屈折率が１．６８以上、好ましくは１．６８５以上であり、かつΔＮｘｙが０．０９５以下、好ましくは０．０９３以下であれば弱い二軸延伸がかかっていると言える。
なお、上述のように各方向からの機械的強度の確保のためには、二軸配向フィルム（二軸延伸フィルム）が好ましく、ΔＮｘｙは０．０６未満が好ましく、さらに好ましくは０．０５５未満であるが、均質・均等な二軸配向は困難であるだけでなく、わずかの製造条件のぶれ等で同一生産のフィルムの中で配向方向が変化し易くなる。製造上、フィルムの広い面積で均一な配向方向であるためには、ΔＮｘｙは０．０１以上が好ましく、より好ましくは０．０１５以上、特に好ましくは０．０２以上である。
【0023】
また、一軸性を強め、フィルム全幅での配向方向を安定化させるためには、ΔＮｘｙは０．０６５以上であることが好ましく、より好ましくは０．０７０以上、さらに好ましくは０．０７５以上、特に好ましくは０．０８０以上、最も好ましくは０．０８５以上である。ΔＮｘｙは０．１６以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１５以下であり、特に好ましくは０．１４以下であり、最も好ましくは０．１３以下である。上記を超えると裂けやすくなり過ぎ、表面保護フィルムとして用いた場合の機能が保てなくなる場合がある。
【0024】
配向フィルムの製造方法は特に制限されない。例えば、配向フィルムとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムの場合を例にすると、以下の方法で製造することができる。
一般的には、延伸は、第一段目の延伸として縦方向（フィルムの流れ方向）に連続ロールで行い、その後、第二段目の延伸として幅方向（フィルムの流れ方向とは直交する方向）の延伸では、フィルムの幅両端をクリップで把持しテンター内で延伸する。なお、第一段目の延伸と第２段目の延伸方法が逆であっても良い。第一段目の延伸倍率は１．０～３．５倍が好ましく、特に好ましくは１．０倍～３．０倍である。また、第二段目の延伸倍率は２．５～６．０倍が好ましく、特に好ましくは３．０～５．５倍である。なお、一軸延伸のみの場合、延伸倍率は第二段目の延伸倍率を採用することが好ましい。いずれの延伸においても、延伸温度は８０～１３０℃が好ましく、特に好ましくは９０～１２０℃である。また、未延伸フィルムの幅両端をクリップで把持し、縦方向、幅方向に同時に二軸延伸しても良い。引き続き、好ましくは１００～２５０℃、より好ましくは１８０～２４５℃で、熱処理することが好ましい。また、上記のテンター延伸は幅方向であったが、縦方向に対して斜め方向に延伸を行ってもよい。
一般的には、延伸は、第一段目の延伸として縦方向（フィルムの流れ方向）に連続ロールで行い、その後、第二段目の延伸として幅方向（フィルムの流れ方向とは直交する方向）の延伸では、フィルムの幅両端をクリップで把持しテンター内で延伸する。なお、第一段目の延伸と第２段目の延伸方法が逆であっても良い。第一段目の延伸倍率は１．０～３．５倍が好ましく、特に好ましくは１．０倍～３．０倍である。また、第二段目の延伸倍率は２．５～６．０倍が好ましく、特に好ましくは３．０～５．５倍である。なお、一軸延伸のみの場合、延伸倍率は第二段目の延伸倍率を採用することが好ましい。いずれの延伸においても、延伸温度は８０～１３０℃が好ましく、特に好ましくは９０～１２０℃である。また、未延伸フィルムの幅両端をクリップで把持し、縦方向、幅方向に同時に二軸延伸しても良い。引き続き、好ましくは１００～２５０℃、より好ましくは１８０～２４５℃で、熱処理することが好ましい。また、上記のテンター延伸は幅方向であったが、縦方向に対して斜め方向に延伸を行ってもよい。
【0025】
（偏光子の消光軸（吸収軸）と配向フィルムの主配向方向との角度）
本発明において、偏光子の消光軸（吸収軸）と配向フィルムの主配向方向（主配向軸と平行の方向）とは、平行又は垂直であることが好ましい。ここで、平行又は垂直とは、偏光子の消光軸と配向フィルムの主配向方向とのなす角度が、厳密に０度、または９０度である必要はなく、０度±６度以下又は９０度±６度以下が好ましく、０度±５度以下又は９０度±５度以下がより好ましく、０度±４度以下又は９０度±４度以下がさらに好ましく、０度±３度以下又は９０度±３度以下が特に好ましく、０度±２度以下又は９０度±２度以下が特に好ましい。なお、「以下」という用語は、「±」の次の数値のみにかかることを意味する。従って、例えば、前記「０度±６度以下」とは、０度を中心に上下６度の範囲の変動を許容することを意味する。また、同様に、「９０度±６度以下」とは、９０度を中心に上下６度の範囲の変動を許容することを意味する。
配向フィルムが複数存在する場合はすべての配向フィルムが上記関係になっていることが好ましい。
本発明において、偏光子の消光軸（吸収軸）と配向フィルムの主配向方向（主配向軸と平行の方向）とは、平行又は垂直であることが好ましい。ここで、平行又は垂直とは、偏光子の消光軸と配向フィルムの主配向方向とのなす角度が、厳密に０度、または９０度である必要はなく、０度±６度以下又は９０度±６度以下が好ましく、０度±５度以下又は９０度±５度以下がより好ましく、０度±４度以下又は９０度±４度以下がさらに好ましく、０度±３度以下又は９０度±３度以下が特に好ましく、０度±２度以下又は９０度±２度以下が特に好ましい。なお、「以下」という用語は、「±」の次の数値のみにかかることを意味する。従って、例えば、前記「０度±６度以下」とは、０度を中心に上下６度の範囲の変動を許容することを意味する。また、同様に、「９０度±６度以下」とは、９０度を中心に上下６度の範囲の変動を許容することを意味する。
配向フィルムが複数存在する場合はすべての配向フィルムが上記関係になっていることが好ましい。
【0026】
偏光子の消光軸と配向フィルムの主配向方向との角度が好ましい範囲から外れると、センサーが作動しない、誤作動が生じるといった問題が起こる場合がある。これは、光学的な指紋センサーは下部から表示装置表面に向かって光を照射し、その反射光で指紋を読みとっているが、センサーの上（視認側）に偏光子が存在すると、偏光子で直線偏光になった光が位相差のある配向フィルム内を光学軸とずれた角度で進むために楕円偏光になり、これが反射して再度偏光子を通過する時にも位相差のある配向フィルムの影響を受けて、センサーの受像画像で特定の波長領域で光量が低下するため、センサーの受光波長が決まっている場合は指紋の正確なパターンを検知しにくくなるためだと考えられる。また、センサーが広い波長領域を受光する場合であっても全体の光量が低下し、センサー及びその後の処理の精度が保てなくなるためと考えられる。なお、これらの理由は推測の域を出るものではなく、本技術を限定するものではない。
なお、主配向方向は、分子配向計（例えば、王子計測機器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）で遅相軸、進相軸を測定し、遅相軸を主配向軸とする。なお、スチレン系樹脂など、光弾性係数が負であるものは進相軸を主配向方向とする。
なお、主配向方向は、分子配向計（例えば、王子計測機器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）で遅相軸、進相軸を測定し、遅相軸を主配向軸とする。なお、スチレン系樹脂など、光弾性係数が負であるものは進相軸を主配向方向とする。
【0027】
配向フィルムの厚みは、それぞれの目的に合わせて適宜設定できるが、５～２００μｍであることが好ましい。さらに好ましくは１０～１５０μｍ、特に好ましくは２０～１００μｍである。５μｍ未満であると薄すぎて取り扱いが悪くなる場合があるだけでなく、表面保護フィルム等として用いる場合に、目的にあった十分な機械強度が確保できない場合がある。２００μｍを超えると、剛性が高くなりすぎ取り扱い性が悪くなる場合があるだけでなく、表示装置の薄型化に合わない場合がある。
【0028】
配向フィルムの面内リタデーションは、分子の配向方向として明確な状態が観察される程度以上であれば特に制限するものではないが、１０００ｎｍ以上あることが好ましい。 また、スマートフォン等では野外で偏光サングラスをかけた状態で操作することも多く、偏光サングラスをかけた時に斜め方向から見た時に着色や虹ムラが生じることがある。斜め方向から画像表示装置を見た場合に生じる虹ムラを低減させるためには、配向フィルムの面内リタデーションは３０００ｎｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは４５００ｎｍ以上、特に好ましくは６０００ｎｍ以上である。また、面内リタデーションは、３００００ｎｍ以下が好ましく、１００００ｎｍ以下がより好ましく、さらに好ましくは９０００ｎｍ以下である。面内リタデーションが３００００ｎｍを超えても、虹ムラ改善効果の大幅向上は見込みにくくなる上、厚みが必要になり、薄くするためには著しく一軸配向を高める必要があり、配向方向と直交する方向の機械的強度が低下する場合がある。
【0029】
（表面加工、他）
配向フィルムは、それぞれの目的に合わせて表面加工がされていても良い。例えば、表面保護フィルムであれば、ハードコート、反射防止コート、低反射コート、帯電防止コートなどである。また、易接着コートを設けても良い。
配向フィルムは、それぞれの目的に合わせて表面加工がされていても良い。例えば、表面保護フィルムであれば、ハードコート、反射防止コート、低反射コート、帯電防止コートなどである。また、易接着コートを設けても良い。
【0030】
配向フィルムの表面に指紋を押し当ててその反射を検知する場合、表面保護フィルムの視認側は指紋が認識できる程度に平滑であることが好ましい。視認側の表面の表面粗さＳＲａは１００ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０ｎｍ以下であり、特に好ましくは３０ｎｍ以下である。
【0031】
配向フィルムの全光線透過率は、８０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８５％以上であり、特に好ましくは８８％以上である。また、配向フィルムのヘイズは３％以下であることが好ましく、さらに好ましくは２．５％以下であり、特に好ましくは２％以下である。
【実施例】
【0032】
以下、実施例を参照して本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【0033】
（１）破断強度
ＪＩＳ Ｃ－２３１８に準じて測定した。
ＪＩＳ Ｃ－２３１８に準じて測定した。
【0034】
（２）弾性率
ＪＩＳ Ｃ－２３１８に準じて測定した。
ＪＩＳ Ｃ－２３１８に準じて測定した。
【0035】
（３）リタデーション、△Ｎｘｙ
リタデーションとは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性（△Ｎｘｙ＝｜ｎｘ－ｎｙ｜）とフィルム厚みｄ（ｎｍ）との積（△Ｎｘｙ×ｄ）で定義されるパラメーターであり、光学的等方性、異方性を示す尺度である。二軸の屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）は、以下の方法により求めた。分子配向計（王子計測機器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）を用いて、フィルムの遅相軸方向を求め、遅相軸方向が測定用サンプル長辺と平行になるように、４ｃｍ×２ｃｍの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率（遅相軸方向の屈折率：ｎｘ，面内で遅相軸方向と直交する方向の屈折率（即ち進相軸方向の屈折率）：ｎｙ）、及び厚さ方向の屈折率（ｎｚ）をアッベ屈折率計（アタゴ社製、ＮＡＲ－４Ｔ、測定波長５８９ｎｍ）によって求め、前記二軸の屈折率差の絶対値（｜ｎｘ－ｎｙ｜）を屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）とした。フィルムの厚みｄ（ｎｍ）は電気マイクロメータ（ファインリューフ社製、ミリトロン１２４５Ｄ）を用いて測定し、単位をｎｍに換算した。屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）とフィルムの厚みｄ（ｎｍ）の積（△Ｎｘｙ×ｄ）より、リタデーション（Ｒｅ）を求めた。
リタデーションとは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性（△Ｎｘｙ＝｜ｎｘ－ｎｙ｜）とフィルム厚みｄ（ｎｍ）との積（△Ｎｘｙ×ｄ）で定義されるパラメーターであり、光学的等方性、異方性を示す尺度である。二軸の屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）は、以下の方法により求めた。分子配向計（王子計測機器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）を用いて、フィルムの遅相軸方向を求め、遅相軸方向が測定用サンプル長辺と平行になるように、４ｃｍ×２ｃｍの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率（遅相軸方向の屈折率：ｎｘ，面内で遅相軸方向と直交する方向の屈折率（即ち進相軸方向の屈折率）：ｎｙ）、及び厚さ方向の屈折率（ｎｚ）をアッベ屈折率計（アタゴ社製、ＮＡＲ－４Ｔ、測定波長５８９ｎｍ）によって求め、前記二軸の屈折率差の絶対値（｜ｎｘ－ｎｙ｜）を屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）とした。フィルムの厚みｄ（ｎｍ）は電気マイクロメータ（ファインリューフ社製、ミリトロン１２４５Ｄ）を用いて測定し、単位をｎｍに換算した。屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）とフィルムの厚みｄ（ｎｍ）の積（△Ｎｘｙ×ｄ）より、リタデーション（Ｒｅ）を求めた。
【0036】
（４）偏光子の消光軸
表面保護フィルム等をはがして直線偏光が出光されるようにした画像表示装置を点灯させ、その上に消光軸が既知である偏光フィルタを載せて最も暗くなる状態の偏光フィルターの消光軸の方向を求め、これと９０度の方向を消光軸方向とした。
表面保護フィルム等をはがして直線偏光が出光されるようにした画像表示装置を点灯させ、その上に消光軸が既知である偏光フィルタを載せて最も暗くなる状態の偏光フィルターの消光軸の方向を求め、これと９０度の方向を消光軸方向とした。
【0037】
（５）主配向方向
分子配向計（王子計測機器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）で測定した。
分子配向計（王子計測機器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）で測定した。
【0038】
（６）光線透過率
ＪＩＳ Ｋ－７１０５に準じて測定した。
ＪＩＳ Ｋ－７１０５に準じて測定した。
【0039】
（７）ヘイズ
ＪＩＳ Ｋ－７１０５に準じて測定した。
ＪＩＳ Ｋ－７１０５に準じて測定した。
【0040】
（８）三次元中心面平均表面粗さ（ＳＲａ）：
５０ｍｍ×５０ｍｍの面積のフィルムを切り出し、３次元表面形状測定装置（菱化システム社製、マイクロマップ５５０Ｎ（測定条件：ｗａｖｅモード、測定波長５６０ｎｍ、対物レンズ１０倍））を用いて、フィルム面に対して垂直方向から測定し、４００μｍ×４００μｍのＣＣＤカメラ画像取り込み領域を指定し、次式により与えられるＳＲａを求めた。フィルム両面において、測定数をそれぞれ１６とし、それらの平均値を求めた。また、小数点以下の端数は、四捨五入によりまるめた。
５０ｍｍ×５０ｍｍの面積のフィルムを切り出し、３次元表面形状測定装置（菱化システム社製、マイクロマップ５５０Ｎ（測定条件：ｗａｖｅモード、測定波長５６０ｎｍ、対物レンズ１０倍））を用いて、フィルム面に対して垂直方向から測定し、４００μｍ×４００μｍのＣＣＤカメラ画像取り込み領域を指定し、次式により与えられるＳＲａを求めた。フィルム両面において、測定数をそれぞれ１６とし、それらの平均値を求めた。また、小数点以下の端数は、四捨五入によりまるめた。
【0041】
【数1】
【0042】
ここで、ＳＭ＝Ｌｘ×Ｌｙであり、Ｌｘ,Ｌｙは、ｘ, ｙ方向の範囲、ｆ（ｘ, ｙ）は、測定点（ｘ, ｙ）の平均面からの高さである。
【0043】
（９）認証成功回数
指紋認証による１０回の起動を試み、起動できた回数で表した。なお、指先は濡れたタオルで汚れを拭き取った後、乾いたタオルで水分を除き、約３秒後にセンサー部に指先を載せて行った。
指紋認証による１０回の起動を試み、起動できた回数で表した。なお、指先は濡れたタオルで汚れを拭き取った後、乾いたタオルで水分を除き、約３秒後にセンサー部に指先を載せて行った。
【0044】
（１０）表面保護特性
光学用粘着剤を用いて、市販のスマートフォン用表面保護ガラスに、配向フィルムを貼り付け、テストサンプルを作成した。サンプルの各辺部分に厚さ５ｍｍのスペーサーを介してサンプルを台の上に置き（フィルム面は上）、上から鋼球を落下させた。５枚のサンプルでテストした。なお、ガラスが割れなかった場合は再度鋼球を落下させた。
○：ガラスは割れたがフィルムが裂けるサンプルはなかった。
△：鋼球の衝突部分にわずかなフィルムの裂けが認められるサンプルがあった。
×：フィルムが大きく裂けるサンプルがあった。
光学用粘着剤を用いて、市販のスマートフォン用表面保護ガラスに、配向フィルムを貼り付け、テストサンプルを作成した。サンプルの各辺部分に厚さ５ｍｍのスペーサーを介してサンプルを台の上に置き（フィルム面は上）、上から鋼球を落下させた。５枚のサンプルでテストした。なお、ガラスが割れなかった場合は再度鋼球を落下させた。
○：ガラスは割れたがフィルムが裂けるサンプルはなかった。
△：鋼球の衝突部分にわずかなフィルムの裂けが認められるサンプルがあった。
×：フィルムが大きく裂けるサンプルがあった。
【0045】
（１１）虹ムラ観察
指紋認証テスト用の画像表示装置を、偏光サングラスをかけた状態で斜め方向から観察した。
○：虹むらは認められなかった
△：弱い虹むらが認められた
×：明らかな虹むらが認められた。
指紋認証テスト用の画像表示装置を、偏光サングラスをかけた状態で斜め方向から観察した。
○：虹むらは認められなかった
△：弱い虹むらが認められた
×：明らかな虹むらが認められた。
【0046】
（配向フィルムの準備）
下記の配向フィルムＡ、Ｂ、Ｃを準備した。それぞれの特性は表１に示す。
下記の配向フィルムＡ、Ｂ、Ｃを準備した。それぞれの特性は表１に示す。
【0047】
配向フィルムＡ：
東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００のフィルム厚み７５μｍのフィルムを用いた。なお、主配向方向はフィルムロールのスリット位置で異なるため、主配向方向がフィルムロールの長さ方向に対して９０度±６度以下である部分を切り出して使用した。
東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００のフィルム厚み７５μｍのフィルムを用いた。なお、主配向方向はフィルムロールのスリット位置で異なるため、主配向方向がフィルムロールの長さ方向に対して９０度±６度以下である部分を切り出して使用した。
【0048】
配向フィルムＢ：
平均粒径０．９μｍの多孔質シリカを０．７質量％含むポリエチレンテレフタレートチップ（固有粘度 ０．６０ｄｌ／ｇ（フェノール：１，１,２,２－テトラクロルエタン＝６：４混合溶媒で溶解し３０℃で測定）、以後、ＰＥＴと略す。）を乾燥後、溶融押出機により２８０℃で溶融して冷却ロール上にシート状に押し出し、未延伸ポリエチレンテレフタレートシートを得た。次いで、この未延伸シートの片面に、水分散性ポリエステル樹脂とブロックイソシアネート変性ポリウレタン水分散体からなる易接着層用コート剤を塗布し、引き続き、テンター型の同時二軸延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度１２５℃の熱風ゾーンに導き、縦方向に１．８倍、幅方向に４倍に延伸した。状態を保ったまま、温度２２５℃、１０秒間で処理し、さらに縦、横それぞれで２．５％の緩和処理を行った。生産したフィルムロールは端部位置でボーイングによる配向の歪みがやや見られたため、主配向方向がフィルムロールの長さ方向に対して９０度±６度以下である部分を切り出して使用した。
平均粒径０．９μｍの多孔質シリカを０．７質量％含むポリエチレンテレフタレートチップ（固有粘度 ０．６０ｄｌ／ｇ（フェノール：１，１,２,２－テトラクロルエタン＝６：４混合溶媒で溶解し３０℃で測定）、以後、ＰＥＴと略す。）を乾燥後、溶融押出機により２８０℃で溶融して冷却ロール上にシート状に押し出し、未延伸ポリエチレンテレフタレートシートを得た。次いで、この未延伸シートの片面に、水分散性ポリエステル樹脂とブロックイソシアネート変性ポリウレタン水分散体からなる易接着層用コート剤を塗布し、引き続き、テンター型の同時二軸延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度１２５℃の熱風ゾーンに導き、縦方向に１．８倍、幅方向に４倍に延伸した。状態を保ったまま、温度２２５℃、１０秒間で処理し、さらに縦、横それぞれで２．５％の緩和処理を行った。生産したフィルムロールは端部位置でボーイングによる配向の歪みがやや見られたため、主配向方向がフィルムロールの長さ方向に対して９０度±６度以下である部分を切り出して使用した。
【0049】
配向フィルムＣ：
東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）超複屈折タイプ（ＳＲＦ）の厚み８０μｍのフィルムを用いた。なお、主配向方向はフィルムロールの幅方向でほぼ安定しているため、任意に選び、主配向方向がフィルムロールの長さ方向に対して９０度±６度以下であることを確認した。
東洋紡株式会社製コスモシャイン（登録商標）超複屈折タイプ（ＳＲＦ）の厚み８０μｍのフィルムを用いた。なお、主配向方向はフィルムロールの幅方向でほぼ安定しているため、任意に選び、主配向方向がフィルムロールの長さ方向に対して９０度±６度以下であることを確認した。
【0050】
【表1】
【0051】
（ハードコート層及び粘着剤層が積層された配向フィルムの作成）
配向フィルムＡ、Ｂ、Ｃの易接着コート面に、ＵＶ硬化型のハードコート剤を塗工、乾燥後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、片面にハードコート層を有する配向フィルムＡ，Ｂ，Ｃを得た。さらに各配向フィルムの、ハードコート層を積層した面とは反対面に、市販の光学粘着剤（基材レスタイプ）を、軽剥離シートを剥がしてロールツーロールで積層した。各配向フィルムについて、ハードコート層側の三次元中心面平均表面粗さＳＲａの測定結果を表２に示す。
配向フィルムＡ、Ｂ、Ｃの易接着コート面に、ＵＶ硬化型のハードコート剤を塗工、乾燥後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、片面にハードコート層を有する配向フィルムＡ，Ｂ，Ｃを得た。さらに各配向フィルムの、ハードコート層を積層した面とは反対面に、市販の光学粘着剤（基材レスタイプ）を、軽剥離シートを剥がしてロールツーロールで積層した。各配向フィルムについて、ハードコート層側の三次元中心面平均表面粗さＳＲａの測定結果を表２に示す。
【0052】
【表2】
【0053】
（表面保護フィルムを有する画像表示装置の組み立て）
実施例１～１５、比較例１、２
上記のハードコート層及び粘着剤層が積層された配向フィルムを、光学的指紋認証センサーを表示画面に組み込んだ有機ＥＬ表示装置VIVO社製X20 Plus UDの画面全体の大きさにカットした。これを表面保護フィルムとして、粘着剤面を介して、前記有機ＥＬ表示装置の画面上に貼り付けた。なお、購入時に貼り付けられていた表面保護フィルムは剥がした。貼り合わせる時の角度及びその評価結果を表３～５に示した。角度はカットした各ハードコート層及び粘着剤層が積層された配向フィルムで確認して貼り合わせた。
実施例１～１５、比較例１、２
上記のハードコート層及び粘着剤層が積層された配向フィルムを、光学的指紋認証センサーを表示画面に組み込んだ有機ＥＬ表示装置VIVO社製X20 Plus UDの画面全体の大きさにカットした。これを表面保護フィルムとして、粘着剤面を介して、前記有機ＥＬ表示装置の画面上に貼り付けた。なお、購入時に貼り付けられていた表面保護フィルムは剥がした。貼り合わせる時の角度及びその評価結果を表３～５に示した。角度はカットした各ハードコート層及び粘着剤層が積層された配向フィルムで確認して貼り合わせた。
【0054】
実施例１６
タッチセンサーとしてポリエステルフィルムの透明導電性フィルムが用いられる場合を模して、ハードコート層及び粘着剤層を積層した配向フィルムＡ及びＣを積層して上記と同様に貼り合わせた。
タッチセンサーとしてポリエステルフィルムの透明導電性フィルムが用いられる場合を模して、ハードコート層及び粘着剤層を積層した配向フィルムＡ及びＣを積層して上記と同様に貼り合わせた。
【0055】
【表3】
【0056】
【表4】
【0057】
【表5】
【0058】
表３～５において、正の数値は、偏光子の透光軸に対して主配向軸が視認側から見て右回り方向、負の数値は左回り方向を示す。
【符号の説明】
【0059】
１ 画像表示装置
２ 画像表示部
３ 指紋認証センサー部
２１ 画像表示セル
２２ 偏光板
２３ 粘着剤層
２４ 配向フィルム（表面保護フィルム）
３１ 指紋認証センサー本体
２ 画像表示部
３ 指紋認証センサー部
２１ 画像表示セル
２２ 偏光板
２３ 粘着剤層
２４ 配向フィルム（表面保護フィルム）
３１ 指紋認証センサー本体
【図1】
【図2】
【図3】