JP2020093397A - 積層体およびそれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチセンサを含む積層体をフレキシブルな画像表示装置に組み込んだ場合、外部衝撃が加わったときに、タッチセンサにクラックが生じることがあった。本発明の目的は、非常に薄く、優れた耐衝撃性を有するタッチセンサを含む積層体、前記積層体を備えた画像表示装置、および前記積層体の製造方法を提供することにある。【解決手段】タッチセンサ１とタッチセンサ１の少なくとも一方の面に形成された支持体２とを備え、支持体２がパターン構造を有する積層体１０。【選択図】図１

Description

本発明は、積層体およびそれを用いた画像表示装置に関するものである。

近年、携帯電話やタブレット端末などの普及が進み、画像表示装置として液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）が広く用いられるようになってきた。そうした中で、特に、タッチパネル機能を有する画像表示装置が増えてきている。しかし、このような画像表示装置がフレキシブル性を持つような場合には、用いるフィルムに薄型で曲げ特性が良好なものが求められ、タッチセンサについても例外ではない（特許文献１）。

特開２０１８−５９０６９号公報

このようなフレキシブル性を付与されたタッチセンサは衝撃に弱く、例えば、画像表示装置に組み込んだ場合においても、画像表示装置の表示面にタッチペンがペン先から落下したような外部衝撃が加わった場合にタッチセンサにクラックが発生し問題となる場合があることが明らかになった。

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、非常に薄く、優れた耐衝撃性を有するタッチセンサを含む積層体、前記積層体を備えた画像表示装置、および前記積層体の製造方法を提供することにある。

すなわち、本発明は、以下の積層体、画像表示装置および前記積層体の製造方法を提供する。
［１］タッチセンサとタッチセンサの少なくとも一方の面に形成された支持体とを備え、前記支持体がパターン構造を有する積層体。
［２］前記支持体が、ハニカム構造、トラス構造、ラーメン構造、ストライプ構造、および円構造からなる群より選択される少なくともいずれか一つの構造を有する、[１]に記載の積層体。
［３］前記支持体の厚みが１μｍ〜１５μｍである、 [１] または[２]に記載の積層体。
［４］平面視における前記支持体の幅が５００μｍ〜３０００μｍである、[１]〜[３]のいずれかに記載の積層体。
［５］前記支持体が光学的に等方性を有する、[１]〜[４]のいずれかに記載の積層体。
［６］前記タッチセンサの前記一方の面に、前記支持体を包埋する包埋樹脂層を備える、[１]〜[５]のいずれかに記載の積層体。
［７］前記支持体の２３℃における圧縮弾性率が０．０１ＧＰａ〜８．０ＧＰａである、[１]〜[６]のいずれかに記載の積層体。
［８］[１]〜[７]のいずれかに記載の積層体と円偏光板とを有する積層体。
［９］[１]〜[８] のいずれかに記載の積層体を備える画像表示装置。
［１０］タッチセンサの少なくとも一方の面に樹脂材料のパターンを形成する工程と、前記樹脂材料を硬化させることによりパターン構造を有する支持体とする工程とを含む、積層体の製造方法。

本発明によれば、非常に薄く、優れた耐衝撃性を有するタッチセンサを含む積層体、前記積層体を備えた画像表示装置、および前記積層体の製造方法を得ることができる。

本発明の１つの実施形態に係る積層体の平面図である。 本発明の１つの実施形態に係る積層体の断面図である。 本発明の別の実施形態に係る積層体の平面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る積層体の平面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る積層体の平面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る積層体の平面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る積層体の断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る積層体の断面図である。

以下、本発明の好ましい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。

（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となる方向（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、「ｎｚ」は厚み方向の屈折率である。
（２）面内の位相差値
面内の位相差値（Ｒｅ（λ））は、２３℃、波長λ（ｎｍ）におけるフィルムの面内の位相差値をいう。Ｒｅ（λ）は、フィルムの厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｅ（λ）＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄによって求められる。
（３）厚み方向の位相差値
面内の位相差値（Ｒｔｈ（λ））は、２３℃、波長λ（ｎｍ）におけるフィルムの厚み方向の位相差値をいう。Ｒｔｈ（λ）は、フィルムの厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｔｈ（λ）＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄによって求められる。

（層全体の構成）
図１は、本発明の１つの実施形態による積層体の平面図である。図２は、本発明の１つの実施形態による積層体の断面図である。図２に示すように、積層体１０は、タッチセンサ１と、タッチセンサ１の一方の面に形成された支持体２とを有する。積層体１０は、枚葉状であってもよく、長尺状であってもよい。タッチセンサの基板を除いた厚みは、代表的には１５μｍ以下である。支持体２の厚みは、代表的には１μｍ〜１５μｍであり、平面視における支持体２の幅は、代表的には５００μｍ〜３０００μｍである。支持体２は、好ましくは透明であり、より好ましくは透明であるとともに実質的に光学的に等方性を有する。支持体２は、パターン構造を有し、パターン構造として、代表的には図１に示すようなハニカム構造を有する。

タッチセンサ１が、後述のとおり基板と感知パターンとを含む場合、支持体２は、タッチセンサ１の基板側の表面、またはタッチセンサ１の感知パターン側の表面に形成されることができ、耐衝撃性の観点から感知パターン側に形成されることが好ましい。

図３〜図６は、本発明の別の実施形態による積層体の平面図である。支持体は、図３に示すようなラーメン構造を有していてもよく、図４に示すようなトラス構造を有していてもよく、図５に示すような円構造（円がマトリクス状に配置された構造）を有していてもよく、図６に示すようなストライプ構造を有していてもよい。このように、タッチセンサ１の表面にパターン状の支持体２を形成する場合、タッチセンサ１の表面の全面に支持体を形成する場合に比べて、支持体を構成する材料の使用量を低減することできる。

図７は、本発明のさらに別の実施形態による積層体の断面図である。図７に示すように、積層体１１は、タッチセンサ１の一方の面に支持体２（以下、第１の支持体２と称する場合がある）を有し、タッチセンサ１の他方の面に支持体３（以下、第２の支持体３と称する場合がある）を有する。第２の支持体３はパターン構造を有する。第２の支持体３のパターン構造は、第１の支持体２のパターン構造を同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１の支持体２のパターン構造と第２の支持体３のパターン構造とが同じものである場合、好ましくは、図７に示すように、第１の支持体２と第２の支持体３とは、平面視において互いに重なる部分の面積が小さくなるように配置される。

図８は、本発明のさらに別の実施形態による積層体の断面図である。図８に示すように、積層体１２は、タッチセンサ１の一方の面に、支持体２を包埋する包埋樹脂層４を備える。これにより、支持体２によって形成された段差を平滑化することができる。さらに、タッチセンサ１の露出部分を包埋樹脂層４が覆うことで、タッチセンサ１の表面を保護することができる。なお、２つ以上の上記実施形態を組み合わせてもよい。

＜タッチセンサ＞
タッチセンサは入力手段として用いられる。タッチセンサとしては、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等様々な様式が提案されており、いずれの方式でも構わない。中でも静電容量方式が好ましい。静電容量方式タッチセンサは活性領域及び前記活性領域の外郭部に位置する非活性領域に区分される。活性領域は表示パネルで画面が表示される領域（表示部）に対応する領域であって、使用者のタッチが感知される領域であり、非活性領域は表示装置で画面が表示されない領域（非表示部）に対応する領域である。タッチセンサはフレキシブルな特性を有する基板と；前記基板の活性領域に形成された感知パターンと；前記基板の非活性領域に形成され、前記感知パターンとパッド部を介して外部の駆動回路と接続するための各センシングラインを含むことができる。フレキシブルな特性を有する基板としては、後述のウインドウの透明基材と同様の材料が使用できる。タッチセンサの基板は、靱性が２，０００ＭＰａ％以上のものがタッチセンサのクラック抑制の面から好ましい。より好ましくは靱性が２，０００ＭＰａ％〜３０，０００ＭＰａ％であってもよい。

また、タッチセンサとして、基板を有さず感知パターンとパッド部を介して外部の駆動回路と接続するための各センシングラインを含むものを用いてもよい。このようなタッチセンサは、ガラス基板や前記フレキシブルな特性を有する基板上に前記の各層を作製した後、基板から剥離することで得ることができる。

前記感知パターンは、第１方向に形成された第１パターン及び第２方向に形成された第２パターンを備えることができる。第１パターンと第２パターンは互いに異なる方向に配置される。第１パターン及び第２パターンは、同一層に形成され、タッチされる地点を感知するためには、それぞれのパターンが電気的に接続されなければならない。第１パターンは各単位パターンが継ぎ手を介して互いに接続された形態であるが、第２パターンは各単位パターンがアイランド形態に互いに分離された構造になっているので、第２パターンを電気的に接続するためには別途のブリッジ電極が必要である。感知パターンは周知の透明電極素材を適用することができる。例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、インジウム亜鉛スズ酸化物（ＩＺＴＯ）、カドミウムスズ酸化物（ＣＴＯ）、ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ（３，４―ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン、金属ワイヤなどを挙げることができ、これらは単独または２種以上混合して使用することができる。好ましくはＩＴＯを使用することができる。金属ワイヤに使用される金属は特に限定されず、例えば、銀、金、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、チタン、テレニウム、クロムなどを挙げることができる。これらは単独または２種以上混合して使用することができる。

ブリッジ電極は感知パターン上部に絶縁層を介して前記絶縁層上部に形成することができ、基板上にブリッジ電極が形成されており、その上に絶縁層及び感知パターンを形成することができる。前記ブリッジ電極は感知パターンと同じ素材で形成することもでき、モリブデン、銀、アルミニウム、銅、パラジウム、金、白金、亜鉛、スズ、チタンまたはこれらのうちの２種以上の合金などの金属で形成することもできる。第１パターンと第２パターンは電気的に絶縁されなければならないので、感知パターンとブリッジ電極の間には絶縁層が形成される。絶縁層は第１パターンの継ぎ手とブリッジ電極の間にのみ形成することもでき、感知パターンを覆う層の構造に形成することもできる。後者の場合は、ブリッジ電極は絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して第２パターンを接続することができる。前記タッチセンサはパターンが形成されたパターン領域と、パターンが形成されていない非パターン領域間の透過率の差、具体的には、これらの領域における屈折率の差によって誘発される光透過率の差を適切に補償するための手段として基板と電極の間に光学調節層をさらに含むことができ、前記光学調節層は無機絶縁物質または有機絶縁物質を含むことができる。光学調節層は光硬化性有機バインダー及び溶剤を含む光硬化組成物を基板上にコーティングして形成することができる。前記光硬化組成物は無機粒子をさらに含むことができる。前記無機粒子によって光学調節層の屈折率が上昇することができる。

前記光硬化性有機バインダーは、例えば、アクリレート系単量体、スチレン系単量体、カルボン酸系単量体などの各単量体の共重合体を含むことができる。前記光硬化性有機バインダーは、例えば、エポキシ基含有繰り返し単位、アクリレート繰り返し単位、カルボン酸繰り返し単位などの互いに異なる各繰り返し単位を含む共重合体であってもよい。前記無機粒子は、例えば、ジルコニア粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子などを含むことができる。前記光硬化組成物は、光重合開始剤、重合性モノマー、硬化補助剤などの各添加剤をさらに含むこともできる。

（支持体）
本発明の積層体は、タッチセンサの少なくとも一方の面に支持体を有する。支持体は、上記のとおりパターン構造を有する。支持体は、好ましくは、ハニカム構造、トラス構造、ラーメン構造、ストライプ構造、および円構造からなる群より選択される少なくとも一つの構造を有する。支持体は、より好ましくはハニカム構造、トラス構造、または円構造を有し、特に好ましくはハニカム構造または円構造を有する。支持体がハニカム構造、トラス構造、または円構造を有する場合、タッチセンサが一方向に応力を受けたとき、当該方向とは異なる方向に応力を分散することができ、その結果、タッチセンサにおける外部からの衝撃を緩和し、割れを抑制することができるからである。

支持体は、好ましくは透明であり実質的に光学的に等方性を有する。本明細書において「実質的に光学的に等方性を有する」とは、例えば、支持体の面内位相差Ｒｅ（５５０）および厚み方向位相差Ｒｔｈ（５５０）はそれぞれ、好ましくは２０ｎｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以下であることを言う。

タッチセンサの一方の面に形成される第１の支持体のパターン構造ともう一方の面に形成される第２の支持体のパターン構造とが同じものである場合、第２の支持体は、好ましくは平面視において第１の支持体に重なる部分の面積が小さくなるように配置される。

支持体の厚みは、上記のとおり、好ましくは１μｍ〜１５μｍであり、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。タッチセンサの基板を除いた厚み（ｔ１）に対する、支持体の厚み（ｔ２）の比（ｔ２／ｔ１）は、好ましくは０．１３〜５．００であり、より好ましくは０．３８〜４．００であり、さらに好ましくは０．６３〜３．３３である。

支持体の２３℃における圧縮弾性率は、好ましくは０．０１ＧＰａ〜８．０ＧＰａであり、より好ましくは０．０２ＧＰａ〜６．０ＧＰａである。これにより、タッチセンサの外部衝撃による割れを抑制しつつ、タッチセンサの加工性およびフレキシブル性を高めることができる。圧縮弾性率は、ナノインデンテーション法により測定をすることができる。

支持体は、上記の構成を満足し、かつ、タッチセンサとの十分な密着性を有する限り任意の適切な材料および方法で形成することができる。タッチセンサに対する支持体の密着性は、ＪＩＳ Ｋ５４００の碁盤目剥離試験に準じて評価することができる。重合性液晶フィルムに対する支持体の密着性は、好ましくは、上記碁盤目剥離試験（基板目数：１００個）において剥離数が０である。

１つの実施形態においては、パターン構造を有する支持体は、タッチセンサの表面に樹脂材料または樹脂材料を含む塗工液のパターンを形成し、樹脂材料を硬化（または固化）することにより形成することができる。別の実施形態においては、支持体は、タッチセンサの表面にＳｉＯ_２等の無機酸化物を蒸着することで形成することができる。

上記樹脂材料としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切な材料を用いることができる。上記樹脂材料としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ＰＶＡ系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、組み合わせて（例えば、ブレンド、共重合）用いてもよい。

タッチセンサの表面に上記樹脂材料または上記塗工液のパターンを形成する方法は特に限定されない。上記方法として、例えば、印刷、フォトリソグラフィ、インクジェット、ノズル、ダイ塗布等が挙げられる。上記樹脂材料または上記塗工液のパターンは、好ましくは、印刷により形成される。塗工液をパターン状に印刷する方法としては、凸版印刷法、ダイレクトグラビア印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、孔版印刷法等が挙げられる。塗工液は、上記樹脂材料以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の成分を含有し得る。このような他の成分としては、例えば、主成分としての上記樹脂材料以外の樹脂成分、粘着付与剤、無機充填剤、有機充填剤、金属粉、顔料、箔状物、軟化剤、老化防止剤、導電剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、表面潤滑剤、レベリング剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、重合禁止剤、滑剤、溶剤、触媒などが挙げられる。

上記樹脂材料（塗工液）を硬化（または固化）する条件としては、樹脂材料の種類および組成物の組成等に応じて適切に設定され得る。例えば、乾燥、活性エネルギー線硬化、熱硬化等により上記樹脂材料を硬化（または固化）することができる。

（包埋樹脂層）
包埋樹脂層は、上記のとおり、タッチセンサの一方の面に形成された支持体を包埋する。包埋樹脂層の厚みは、支持体の厚みよりも厚く、好ましくは３μｍ〜１５０μｍであり、より好ましくは５μｍ〜１００μｍである。包埋樹脂層は、タッチセンサに求められる特性に応じて形成された任意の適切な機能層であってもよい。上記機能層としては、例えば、ハードコート層、粘着剤層、透明光学粘着層等が挙げられる。包埋樹脂層がハードコート層である場合、その厚みは例えば５μｍ〜１５μｍであり、包埋樹脂層が粘着剤層である場合、その厚みは例えば５μｍ〜３０μｍであり、包埋樹脂層が透明光学粘着層である場合、その厚みは例えば２５μｍ〜１２５μｍである。包埋樹脂層は、好ましくは透明であり実質的に光学的に等方性を有する。

包埋樹脂層は、タッチセンサおよび支持体との十分な密着性を有する限り任意の適切な材料および方法で形成することができる。１つの実施形態においては、包埋樹脂層は、支持体とは異なる種類の樹脂材料で形成することができる。包埋樹脂層は、支持体を包埋するようにタッチセンサの表面に樹脂層を形成し、樹脂層を硬化することにより形成することができる。

タッチセンサの表面に上記樹脂層を形成する方法は特に限定されない。１つの実施形態においては、樹脂材料を含む塗工液をタッチセンサの表面に塗布することにより、樹脂層を形成することができる。塗布方法としては、任意の適切な塗布方法を用いることができる。具体例としては、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スロットコーティング法、ロールコーティング法、スライドコーティング法、ブレードコーティング法、グラビアコーティング法、ワイヤーバー法が挙げられる。硬化条件は、使用する樹脂材料の種類および組成物の組成等に応じて適切に設定され得る。塗工液は、上記樹脂材料以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な他の成分を含有し得る。このような他の成分としては、例えば、主成分としての上記樹脂材料以外の樹脂成分、粘着付与剤、無機充填剤、有機充填剤、金属粉、顔料、箔状物、軟化剤、老化防止剤、導電剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、表面潤滑剤、レベリング剤、腐食防止剤、耐熱安定剤、重合禁止剤、滑剤、溶剤、触媒などが挙げられる。

本発明の積層体は、そのほかの任意の機能層を積層させた形態としてもよい。例えば、タッチセンサに円偏光板やウインドウフィルムを積層しさらに機能付与したりすることができる。これらの層は、互いに後述の接着剤または粘着剤を介して積層されることができる。

＜画像表示装置＞
本発明の画像表示装置は、本発明の積層体を有することを特徴とする。

画像表示装置としての種類は問わず公知のものが使用できる。例えば、有機ＥＬ表示装置に本発明の積層体が好適に用いることができる。例えば、フレキシブル有機ＥＬ表示装置の反射防止偏光板として好適に用いることができる。

＜フレキシブル画像表示装置＞
フレキシブル画像表示装置は、フレキシブル画像表示装置用積層体と、有機ＥＬ表示パネルとからなり、有機ＥＬ表示パネルに対して視認側にフレキシブル画像表示装置用積層体が配置され、折り曲げ可能に構成されている。フレキシブル画像表示装置用積層体としては、本発明の積層体に加え、ウインドウ、および円偏光板を有していてもよく、それらの積層順は任意であるが、視認側からウインドウ、円偏光板、本発明の積層体、またはウインドウ、本発明の積層体、円偏光板の順に積層されていることが好ましい。本発明の積層体の視認側に円偏光板が存在すると、タッチセンサのパターンが視認されにくくなり表示画像の視認性が良くなるので好ましい。それぞれの部材は接着剤、粘着剤等を用いて積層することができる。また、前記ウインドウ、円偏光板、本発明の積層体のいずれかの層の少なくとも一面に形成された遮光パターンを具備することができる。

＜ウインドウ＞
ウインドウは、フレキシブル画像表示装置の視認側に配置され、その他の構成要素を外部からの衝撃または温度、湿度等の環境変化から保護する役割を担っている。従来このような保護層としてはガラスが使用されてきたが、フレキシブル画像表示装置におけるウインドウはガラスのようにリジッドで堅いものではなく、フレキシブルな特性を有する。前記ウインドウは、フレキシブルな透明基材からなり、少なくとも一面にハードコート層を含んでいてもよい。

ウインドウに用いる透明基材は、可視光線の透過率が７０％以上、好ましくは８０％以上である。前記透明基材は、透明性のある高分子フィルムなら、どのようなものでも使用可能である。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ノルボルネンまたはシクロオレフィンを含む単量体の単位を有するシクロオレフィン系誘導体等のポリオレフィン類、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、プロピオニルセルロース等の（変性）セルロース類、メチルメタクリレート（共）重合体等のアクリル類、スチレン（共）重合体等のポリスチレン類、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体類、アクリロニトリル・スチレン共重合体類、エチレン‐酢酸ビニル共重合体類、ポリ塩化ビニル類、ポリ塩化ビニリデン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート等のポリエステル類、ナイロン等のポリアミド類、ポリイミド類、ポリアミドイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリエーテルスルホン類、ポリスルホン類、ポリビニルアルコール類、ポリビニルアセタール類、ポリウレタン類、エポキシ樹脂類などの高分子で形成されたフィルムであってもよく、未延伸1軸または2軸延伸フィルムを使用することができる。これらの高分子はそれぞれ単独または2種以上混合して使用することができる。好ましくは、前記記載の透明基材の中でも透明性及び耐熱性に優れたポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルムまたはポリイミドフィルム、ポリエステル系フィルム、オレフィン系フィルム、アクリルフィルム、セルロース系フィルムが好ましい。高分子フィルムの中には、シリカ等の無機粒子、有機微粒子、ゴム粒子等を分散させることも好ましい。さらに、顔料や染料のような着色剤、蛍光増白剤、分散剤、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤などの配合剤を含有させてもよい。前記透明基材の厚さは５〜２００μｍ、好ましくは、２０〜１００μｍである。

前記ウインドウには透明基材の少なくとも一面にハードコート層が設けられていてもよい。ハードコート層の厚さは特に限定されず、例えば、２〜１００μｍであってもよい。前記ハードコート層の厚さが２μｍ未満の場合、十分な耐擦傷性を確保することが難しく、１００μｍを超えると、耐屈曲性が低下し、硬化収縮によるカール発生の問題が発生することがある。

前記ハードコート層は、活性エネルギー線或いは熱エネルギーを照射して架橋構造を形成する反応性材料を含むハードコート組成物の硬化により形成することができるが活性エネルギー線硬化によるものが好ましい。活性エネルギー線とは、活性種を発生する化合物を分解して活性種を発生させることができるエネルギー線と定義される。活性エネルギー線としては、可視光、紫外線、赤外線、Ｘ線、α線、β線、γ線及び電子線などを挙げることができる。紫外線が特に好ましい。前記ハードコート組成物は、ラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物の少なくとも１種の重合物を含有する。

前記ラジカル重合性化合物とは、ラジカル重合性基を有する化合物である。前記ラジカル重合性化合物が有するラジカル重合性基としては、ラジカル重合反応を生じ得る官能基であればよく、炭素‐炭素不飽和二重結合を含む基などが挙げられる。具体的には、ビニル基、（メタ）アクリロイル基などが挙げられる。なお、前記ラジカル重合性化合物が２個以上のラジカル重合性基を有する場合、これらのラジカル重合性基はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。前記ラジカル重合性化合物が１分子中に有するラジカル重合性基の数は、ハードコート層の硬度を向上する点から、２つ以上であることが好ましい。前記ラジカル重合性化合物としては、反応性の高さの点から、中でも（メタ）アクリロイル基を有する化合物が好ましく、１分子中に２〜６個の（メタ）アクリロイル基を有する多官能アクリレートモノマーと称される化合物やエポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレートと称される分子内に数個の（メタ）アクリロイル基を有する分子量が数百から数千のオリゴマーを好ましく使用できる。エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート及びポリエステル（メタ）アクリレートから選択された１種以上を含むことが好ましい。

前記カチオン重合性化合物とは、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基等のカチオン重合性基を有する化合物である。前記カチオン重合性化合物が１分子中に有するカチオン重合性基の数は、ハードコート層の硬度を向上する点から、２つ以上であることが好ましく、更に３つ以上であることが好ましい。また、前記カチオン重合性化合物としては、中でも、カチオン重合性基としてエポキシ基及びオキセタニル基の少なくとも１種を有する化合物が好ましい。エポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル基は、重合反応に伴う収縮が小さいという点から好ましい。また、環状エーテル基のうちエポキシ基を有する化合物は多様な構造の化合物が入手し易く、得られたハードコート層の耐久性に悪影響を与えず、ラジカル重合性化合物との相溶性もコントロールし易いという利点がある。また、環状エーテル基のうちオキセタニル基は、エポキシ基と比較して重合度が高くなりやすく、低毒性であり、得られたハードコート層のカチオン重合性化合物から得られるネットワーク形成速度を早め、ラジカル重合性化合物と混在する領域でも未反応のモノマーを膜中に残さずに独立したネットワークを形成する等の利点がある。

エポキシ基を有するカチオン重合性化合物としては、例えば、脂環族環を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテル又は、シクロヘキセン環、シクロペンテン環含有化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化する事によって得られる脂環族エポキシ樹脂；脂肪族多価アルコール、又はそのアルキレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、脂肪族長鎖多塩基酸のポリグリシジルエステル、グリシジル（メタ）アクリレートのホモポリマー、コポリマーなどの脂肪族エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦや水添ビスフェノールＡ等のビスフェノール類、又はそれらのアルキレンオキサイド付加体、カプロラクトン付加体等の誘導体と、エピクロルヒドリンとの反応によって製造されるグリシジルエーテル、及びノボラックエポキシ樹脂等でありビスフェノール類から誘導されるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。

前記ハードコート組成物には重合開始剤をさらに含むことができる。重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル及びカチオン重合開始剤等であり、適宜選択して用いることができる。これらの重合開始剤は、活性エネルギー線照射及び加熱の少なくとも一種により分解されて、ラジカルもしくはカチオンを発生してラジカル重合とカチオン重合を進行させるものである。

ラジカル重合開始剤は、活性エネルギー線照射及び加熱の少なくともいずれかによりラジカル重合を開始させる物質を放出することが可能であればよい。例えば、熱ラジカル重合開始剤としては、過酸化水素、過安息香酸等の有機過酸化物、アゾビスブチロニトリル等のアゾ化合物等があげられる。

活性エネルギー線ラジカル重合開始剤としては、分子の分解でラジカルが生成されるＴｙｐｅ１型ラジカル重合開始剤と、３級アミンと共存して水素引き抜き型反応でラジカルを生成するＴｙｐｅ２型ラジカル重合開始剤があり、それぞれ単独でまたは併用して使用することもできる。

カチオン重合開始剤は、活性エネルギー線照射及び加熱の少なくともいずれかによりカチオン重合を開始させる物質を放出することが可能であればよい。カチオン重合開始剤としては、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、シクロペンタジエニル鉄（ＩＩ）錯体等が使用できる。これらは、構造の違いによって活性エネルギー線照射または加熱のいずれかまたはいずれでもカチオン重合を開始することができる。前記重合開始剤は、前記ハードコート組成物全体１００重量％に対して０．１〜１０重量％を含むことができる。前記重合開始剤の含量が０．１重量％未満の場合、硬化を十分に進行させることができず、最終的に得られた塗膜の機械的物性や密着力を具現することが難しく、１０重量％を超える場合、硬化収縮による接着力不良や割れ現象及びカール現象が発生することがある。

前記ハードコート組成物はさらに溶剤、添加剤からなる群から選択される一つ以上をさらに含むことができる。前記溶剤は、前記重合性化合物および重合開始剤を溶解または分散させることができるもので、本技術分野のハードコート組成物の溶剤として知られているものなら制限なく使用することができる。前記添加剤は、無機粒子、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、帯電防止剤、潤滑剤、防汚剤などをさらに含むことができる。

前記フレキシブル画像表示装置用積層体を形成する各層（ウインドウ、円偏光板、本発明の積層体）は接着剤によって積層することができる。接着剤としては、水系接着剤、有機溶剤系、無溶剤系接着剤、固体接着剤、溶剤揮散型接着剤、湿気硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤、嫌気硬化型、活性エネルギー線硬化型接着剤、硬化剤混合型接着剤、熱溶融型接着剤、感圧型接着剤（粘着剤）、再湿型接着剤等汎用に使用されているものが使用できる。中でも水系溶剤揮散型接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤、粘着剤がよくもちいられる。接着剤層の厚さは、求められる接着力等に応じて適宜調節することができ、０．０１μｍ〜５００μｍ、好ましくは０．１μｍ〜３００μｍであり、前記フレキシブル画像表示装置用積層体には複数存在するがそれぞれの厚み種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

前記水系溶剤揮散型接着剤としてはポリビニルアルコール系ポリマー、でんぷん等の水溶性ポリマー、エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、スチレン−ブタジエン系エマルジョン等水分散状態のポリマーを主剤ポリマーとして使用することができる。水、前記主剤ポリマーに加えて、架橋剤、シラン系化合物、イオン性化合物、架橋触媒、酸化防止剤、染料、顔料、無機フィラー、有機溶剤等を配合してもよい。前記水系溶剤揮散型接着剤によって接着する場合、前記水系溶剤揮散型接着剤を被接着層間に注入して被着層を貼合した後、乾燥させることで接着性を付与することができる。前記水系溶剤揮散型接着剤を用いる場合の接着層の厚さは０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．１〜１μｍであってもよい。前記水系溶剤揮散型接着剤を複数層用いる場合には、それぞれの層の厚み種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

前記活性エネルギー線硬化型接着剤は、活性エネルギー線を照射して接着剤層を形成する反応性材料を含む活性エネルギー線硬化組成物の硬化により形成することができる。前記活性エネルギー線硬化組成物は、ハードコート組成物と同様のラジカル重合性化合物及びカチオン重合性化合物の少なくとも１種の重合物を含有することができる。前記ラジカル重合性化合物とは、ハードコート組成物と同様であり、ハードコート組成物と同様の種類のものが使用できる。接着層に用いられるラジカル重合性化合物としてはアクリロイル基を有する化合物が好ましい。接着剤組成物としての粘度を下げるために単官能の化合物を含むことも好ましい。

前記カチオン重合性化合物は、ハードコート組成物と同様であり、ハードコート組成物と同様の種類のものが使用できる。活性エネルギー線硬化組成物に用いられるカチオン重合性化合物としては、エポキシ化合物が特に好ましい。接着剤組成物としての粘度を下げるために単官能の化合物を反応性希釈剤として含むことも好ましい。
活性エネルギー線組成物には重合開始剤をさらに含むことができる。重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル及びカチオン重合開始剤等であり、適宜選択して用いることができる。これらの重合開始剤は、活性エネルギー線照射及び加熱の少なくとも一種により分解されて、ラジカルもしくはカチオンを発生してラジカル重合とカチオン重合を進行させるものである。ハードコート組成物の記載の中で活性エネルギー線照射によりラジカル重合またはカチオン重合の内の少なくともいずれか開始することができる開始剤を使用することができる。

前記活性エネルギー線硬化組成物はさらに、イオン捕捉剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、密着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、流動粘度調整剤、可塑剤、消泡剤溶剤、添加剤、溶剤を含むことができる。前記活性エネルギー線硬化型接着剤によって接着する場合、前記活性エネルギー線硬化組成物を被接着層のいずれかまたは両方に塗布後貼合し、いずれかの被着層または両方の被着層を通して活性エネルギー線を照射して硬化させることで接着することができる。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を用いる場合の接着層の厚さは０．０１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍであってもよい。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を複数層用いる場合には、それぞれの層の厚み種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

前記粘着剤としては、主剤ポリマーに応じて、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等に分類され何れを使用することもできる。粘着剤には主剤ポリマーに加えて、架橋剤、シラン系化合物、イオン性化合物、架橋触媒、酸化防止剤、粘着付与剤、可塑剤、染料、顔料、無機フィラー等を配合してもよい。前記粘着剤を構成する各成分を溶剤に溶解・分散させて粘着剤組成物を得て、該粘着剤組成物を基材上に塗布した後に乾燥させることで、粘着剤層接着層が形成される。粘着層は直接形成されてもよいし、別途基材に形成したものを転写することもできる。接着前の粘着面をカバーするためには離型フィルムを使用することも好ましい。前記活性エネルギー線硬化型接着剤を用いる場合の接着層の厚さは０．１〜５００μｍ、好ましくは１〜３００μｍであってもよい。前記粘着剤を複数層用いる場合には、それぞれの層の厚み種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

（遮光パターン）
前記遮光パターンは前記フレキシブル画像表示装置のベゼルまたはハウジングの少なくとも一部として適用することができる。遮光パターンによって前記フレキシブル画像表示装置の辺縁部に配置される配線が隠されて視認されにくくすることで、画像の視認性が向上する。前記遮光パターンは単層または複層の形態であってもよい。遮光パターンのカラーは特に制限されることはなく、黒色、白色、金属色などの多様なカラーを有する。遮光パターンはカラーを具現するための顔料と、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン、シリコーンなどの高分子で形成することができる。これらの単独または２種類以上の混合物で使用することもできる。前記遮光パターンは、印刷、リソグラフィ、インクジェットなど各種の方法にて形成することができる。遮光パターンの厚さは１μｍ〜１００μｍであってもよく、好ましくは２μｍ〜５０μｍである。また、光パターンの厚み方向に傾斜等の形状を付与することも好ましい。

（円偏光板）
前記円偏光板は、直線偏光板にλ／４位相差板を積層することにより右若しくは左円偏光成分のみを透過させる機能を有する機能層である。たとえば外光を右円偏光に変換して有機ＥＬパネルで反射されて左円偏光となった外光を遮断し、有機ＥＬの発光成分のみを透過させることで反射光の影響を抑制して画像を見やすくするために用いられる。

円偏光機能を達成するためには、直線偏光板の吸収軸とλ／４位相差板の遅相軸は理論上４５°である必要があるが、実用的には４５±１０°である。直線偏光板とλ／４位相差板とは必ずしも隣接して積層される必要はなく、吸収軸と遅相軸との関係が前述の範囲を満足していればよい。全波長において完全な円偏光を達成することが好ましいが実用上は必ずしもその必要はないので本発明における円偏光板は楕円偏光板をも包含する。直線偏光板の視認側にさらにλ／４位相差板を積層して、出射光を円偏光とすることで偏光サングラスをかけた状態での視認性を向上させることも好ましい。

直線偏光板は、透過軸方向に振動している光は通すが、それとは垂直な振動成分の偏光を遮断する機能を有する機能層である。前記直線偏光板は、直線偏光子単独または直線偏光子及びその少なくとも一面に貼り付けられた保護フィルムを備えた構成であってもよい。前記直線偏光板の厚さは、２００μｍ以下であってもよく、好ましくは、０．５μｍ〜１００μｍである。厚さが２００μｍを超えると柔軟性が低下することがある。

前記直線偏光子は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムを染色、延伸することで製造される延伸フィルム型偏光子であってもよい。延伸によって配向したＰＶＡ系フィルムに、ヨウ素等の二色性色素が吸着、またはＰＶＡに吸着した状態で延伸されることで二色性色素が配向し、偏光性能を発揮する。前記フィルム型偏光子の製造においては、他に膨潤、ホウ酸による架橋、水溶液による洗浄、乾燥等の工程を有していてもよい。延伸や染色工程はＰＶＡ系フィルム単独で行ってもよいし、ポリエチレンテレフタレートのような他のフィルムと積層された状態で行うこともできる。用いられるＰＶＡ系フィルムとしては１０〜１００μｍ、延伸倍率は２〜１０倍が好ましい。

さらに前記直線偏光子の他の一例としては、液晶化合物を含む組成物を塗布して形成する液晶塗布型偏光子であってもよい。前記組成物は、液晶化合物及び二色性色素を含むことができる。前記液晶化合物としては液晶状態を示す性質を有していればよく、特にスメクチック相等の高次の配向状態を有していることが高い偏光性能を発揮することができるため好ましい。また、重合性基を有していることも好ましい。前記二色性色素は、前記液晶化合物とともに配向して二色性を示す色素であって、二色性色素自身が液晶性を有していてもよいし、重合性基を有していることもできる。組成物の中のいずれかの化合物は重合性基を有している。前記組成物はさらに開始剤、溶剤、分散剤、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、架橋剤、シランカップリング剤などを含むことができる。前記液晶塗布型偏光子は、配向膜上に液晶化合物を含む組成物を塗布し、液晶化合物が配向した状態で硬化させることで製造することができる。液晶塗布型偏光子は、延伸フィルム型偏光子に比べて厚さを薄く形成することができる。前記液晶塗布型偏光子の厚さは０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍであってもよい。

前記配向膜は、例えば基材上に配向膜形成組成物を塗布し、ラビング、偏光照射等により配向性を付与することで製造することができる。前記配向膜形成組成物は、配向剤の他に溶剤、架橋剤、開始剤、分散剤、レベリング剤、シランカップリング剤等を含んでいてもよい。前記配向剤としては、例えば、ポリビニルアルコール類、ポリアクリレート類、ポリアミック酸類、ポリイミド類を使用することができる。光配向を適用する場合にはシンナメート基を含む配向剤を使用することが好ましい。前記配向剤として使用される高分子は重量平均分子量が１０，０００〜１０００，０００程度であってもよい。前記配向膜は５ｎｍ〜１００００ｎｍが好ましく、特に１０〜５００ｎｍであれば、配向規制力が十分に発現されるため好ましい。前記液晶塗布型偏光子は基材から剥離して、さらに他の部材に転写することもできるし、前記基材をそのまま積層することもできる。前記基材が、保護フィルムや位相差板、ウインドウの透明基材としての役割を担うことも好ましい

前記保護フィルムとしては、透明な高分子フィルムであればよく前記透明基材に使用される材料、添加剤が使用できる。セルロース系フィルム、オレフィン系フィルム、アクリルフィルム、ポリエステル系フィルムが好ましい。エポキシ樹脂等のカチオン硬化組成物やアクリレート等のラジカル硬化組成物を塗布して硬化して得られる塗布型の保護フィルムであってもよい。必要により可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、顔料や染料のような着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤等を含んでいてもよい。前記保護フィルムの厚さは、２００μｍ以下であってもよく、好ましくは、１μｍ〜１００μｍである。厚さが２００μｍを超えると柔軟性が低下することがある。ウインドウの透明基材の役割を兼ねることもできる。

前記λ／４位相差板は、入射光の進行方向に直交する方向（フィルムの面内方向）にλ／４の位相差を与えるフィルムである。前記λ／４位相差板は、セルロース系フィルム、オレフィン系フィルム、ポリカーボネート系フィルム等の高分子フィルムを延伸することで製造される延伸フィルム型位相差板であってもよい。必要により位相差調整剤、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、顔料や染料のような着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤等を含んでいてもよい。前記延伸型位相差板の厚さは、２００μｍ以下であってもよく、好ましくは、１μｍ〜１００μｍである。厚さが２００μｍを超えると柔軟性が低下することがある。

さらに前記λ／４位相差板の他の一例としては、液晶化合物を含む組成物を塗布して形成する液晶塗布型位相差板であってもよい。前記組成物は、ネマチック、コレステリック、スメクチック等の液晶状態を示す性質を有する液晶化合物を含む。組成物の中の液晶化合物を含むいずれかの化合物は重合性基を有している。前記液晶塗布型位相差板はさらに開始剤、溶剤、分散剤、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、架橋剤、シランカップリング剤などを含むことができる。前記液晶塗布型位相差板は、前記液晶塗布型偏光子での記載と同様に配向膜上に液晶化合物を含む組成物を塗布し、液晶化合物が配向した状態で硬化させることで製造することができる。液晶塗布型位相差板は、延伸フィルム型位相差板に比べて厚さを薄く形成することができる。前記液晶塗布型位相差板の厚さは０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍであってもよい。前記液晶塗布型位相差板は基材から剥離して、さらに他の部材に転写することもできるし、前記基材をそのまま積層することもできる。前記基材が、保護フィルムや位相差板、ウインドウの透明基材としての役割を担うことも好ましい。

一般的には、短波長ほど複屈折が大きく長波長になるほど小さな複屈折を示す材料が多い。この場合には全可視光領域でλ／４の位相差を達成することはできないので、視感度の高い５６０ｎｍ付近に対してλ／４となるような面内位相差１００〜１８０ｎｍ、好ましくは１３０〜１５０ｎｍとなるように設計されることが多い。通常とは逆の複屈折率波長分散特性を有する材料を用いた逆分散λ／４位相差板を用いることは視認性をよくすることができるので好ましい。このような材料としては延伸フィルム型位相差板の場合は特開２００７−２３２８７３号公報等、液晶塗布型位相差板の場合には特開２０１０−３０９７９号公報記載されているものを用いることも好ましい。

また、他の方法としてはλ／２位相差板と組み合わせることで広帯域λ／４位相差板を得る技術も知られている（特開平１０−９０５２１号公報）。λ／２位相差板もλ／４位相差板と同様の材料方法で製造される。延伸フィルム型位相差板と液晶塗布型位相差板の組み合わせは任意であるが、どちらも液晶塗布型位相差板を用いることは膜厚を薄くすることができるので好ましい。

前記円偏光板には斜め方向の視認性を高めるために、正のＣプレートを積層する方法も知られている（特開２０１４−２２４８３７号公報）。正のＣプレートも液晶塗布型位相差板であっても延伸フィルム型位相差板であってもよい。正のＣプレートの厚み方向の位相差は、波長５６０ｎｍにおいて−２００〜−２０ｎｍ好ましくは−１４０〜−４０ｎｍである。

本発明によれば、非常に薄く、優れた耐衝撃性を有するタッチセンサを含む積層体、前記積層体を備えた画像表示装置、および前記積層体の製造方法を得ることができるので有用である。

１ タッチセンサ
２ 支持体（第１の支持体）
３ 支持体（第２の支持体）
４ 包埋樹脂層
１０ 積層体
１１ 積層体
１２ 積層体

Claims (10)

1. タッチセンサと当該タッチセンサの少なくとも一方の面に形成された支持体とを備え、前記支持体がパターン構造を有する積層体。
2. 前記支持体が、ハニカム構造、トラス構造、ラーメン構造、ストライプ構造、および円構造からなる群より選択される少なくとも一つの構造を有する、請求項１に記載の積層体。
3. 前記支持体の厚みが１μｍ〜１５μｍである、請求項１または２に記載の積層体。
4. 平面視における前記支持体の幅が５００μｍ〜３０００μｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の積層体。
5. 前記支持体が光学的に等方性を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の積層体。
6. 前記タッチセンサの前記一方の面に、前記支持体を包埋する包埋樹脂層を備える、請求項１〜５のいずれかに記載の積層体。
7. 前記支持体の２３℃における圧縮弾性率が０．０１ＧＰａ〜８．０ＧＰａである、請求項１〜６のいずれかに記載の積層体。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の積層体と円偏光板とを有する積層体。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の積層体を備える、画像表示装置。
10. タッチセンサの少なくとも一方の面に樹脂材料のパターンを形成する工程と、
    前記樹脂材料を硬化させることによりパターン構造を有する支持体とする工程とを含む、積層体の製造方法。

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