CN109795190A - 光学部件及具备触摸传感器的产品的生产方法、光学部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包含层积体、且至少局部透明的光学部件的生产方法，该光学部件的生产方法包括如下工序：将透明基材和透明薄膜以在其之间夹置光固化型透明粘接层的方式相互贴合，从而制作前驱层积体；为了使所述前驱层积体变为所述层积体而向所述光固化型透明粘接层照射光，使所述光固化型透明粘接层固化，以使在温度25℃、频率1Hz的条件下测定的所述层积体的所述光固化型透明粘接层的剪切弹性模量G＇为属于如下范围的值：3×105Pa≤G＇≤3×107Pa；将所述层积体沿厚度方向切断，从而形成所述层积体的齐平的端面，所述齐平的端面包含所述透明薄膜、所述光固化型透明粘接层及所述透明基材各自的切断面。

Description

光学部件及具备触摸传感器的产品的生产方法、光学部件
技术领域
本发明涉及例如作为触摸传感器的接触输入面上设置的盖而使用的光学部件及其生产方法，还涉及触敏器件及具备触摸传感器的产品的生产方法。
背景技术
作为具备这种光学部件的结构的一例，图1表示日本专利申请公开2014－160473号公报(2014年9月4日公开，以下称为文献1)中记载的移动电子设备的横截面的结构，移动电子设备具有框体11、插入金属板12、导电衬垫13、触控面板控制器14、背光15、液晶显示部16、触控面板部17、盖玻璃18、防爆膜19、粘合剂20、屏蔽接地21及蓄电池22而构成。
在该图1所示的结构中，盖玻璃18保护触控面板部17，防爆膜19在盖玻璃18破损的情况下进行保护，以防玻璃片飞散，在该例中，上述盖玻璃18和防爆膜19层积配置于触控面板部17的上表面(接触输入面)。
盖玻璃18和防爆膜19由粘合剂20粘结，该例中，盖玻璃18和防爆膜19具有相同的大小。
如上述，文献1中，在触控面板部17的接触输入面上，具备由层积体构成的光学部件，该层积体由盖玻璃18、粘合剂20及防爆膜19这三层组成，并且，盖玻璃18和防爆膜19形成为相同的大小，三层构造的层积体具有盖玻璃18、粘合剂20及防爆膜19各自的端面对齐的齐平的端面。
然而，像该文献1所记载的由三层构造的层积体组成的光学部件那样、由将透明基材和透明薄膜以在其之间夹置粘合剂层的方式贴合而成的层积体组成的光学部件中，不易准确地对准并贴合三层以在层积体形成齐平的端面，这将耗费工时且无法避免生产效率变差。
对此，例如将薄膜缩小至比基材小(形成为面积窄小)，而无需使三层的端面齐平即可进行贴合，如此，虽然生产效率提高，但在基材表面的周缘存在没有薄膜的部分，即，光学部件的表面的面均匀性受损，导致光学部件在视觉上的品质下降。
因此，在由三层构造的层积体组成的光学部件中，为了以高生产效率得到齐平的端面，考虑如下方法：通过一次切断工序将三层的层积体沿厚度方向切断，以形成齐平的端面。
但是，在由这种方法所制成的层积体组成的光学部件的端面，粘合剂层的切断面露出，故而，在装入该光学部件来组装触敏器件或具备触摸传感器的产品的工序中，有可能产生如下品质劣化及不良：小片粘合剂层因作业者在操作时触碰光学部件的端面等而剥离、脱落，或异物附着于切断面，进而薄膜从端部剥落。此外，还存在如下问题：粘合剂层因柔软而难以切断。
发明内容
本发明的目的在于，鉴于这种问题，提供即使具有齐平的端面也不会因粘合剂层露出而在后续的产品组装工序中产生各种不良的、由层积体构成的光学部件的生产方法及具备触摸传感器的产品的生产方法，还提供光学部件及触敏器件。
根据本发明，包含层积体、且至少局部透明光学部件的生产方法包括如下工序：将透明基材和透明薄膜以在其之间夹置光固化型透明粘接层的方式相互贴合，从而制作前驱层积体；为了使所述前驱层积体变为所述层积体而向所述光固化型透明粘接层照射光，使所述光固化型透明粘接层固化，以使在温度25℃、频率1Hz的条件下测定的所述层积体的所述光固化型透明粘接层的剪切弹性模量G＇为属于如下范围的值：3×105Pa≤G＇≤3×107Pa；将所述层积体沿厚度方向切断，从而形成所述层积体的齐平的端面，所述齐平的端面包含所述透明薄膜、所述光固化型透明粘接层及所述透明基材各自的切断面。
本发明的具备触摸传感器的产品的生产方法包括如下工序：将由上述光学部件的生产方法生产的光学部件、和触摸传感器或内置触摸传感器的装置以在其之间夹置另一个透明粘接层的方式相互贴合。
根据本发明的第一方面，在包含依次层积透明基材、透明粘接层和透明薄膜而成的层积体的光学部件中，所述透明粘接层同时包含(甲基)丙烯酸系聚合物的第一种交联和第二种交联，该第一种交联由选自第一组的第一反应部位和选自第二组的第二反应部位形成，该第二种交联由不饱和双键的加成聚合而形成，所述第一组由羟基、羧基及氨基组成，所述第二组由异氰酸基、环氧基及金属原子组成，所述层积体的端面包含所述透明薄膜、所述透明粘接层及所述透明基材各自的切断面且将其形成为齐平。
根据本发明的第二方面，在包含依次层积透明基材、透明粘接层和透明薄膜而成的层积体的光学部件中，所述透明粘接层包含由多官能团(甲基)丙烯酸酯交联而成的(甲基)丙烯酸系聚合物，所述透明粘接层在温度25℃、频率1Hz的条件下测定的剪切弹性模量G＇为属于如下范围的值：3×105Pa≤G＇≤3×107Pa，所述层积体的端面包含所述透明薄膜、所述透明粘接层及所述透明基材各自的切断面且将其形成为齐平。
本发明的触敏器件具有如下构造：上述任一光学部件、和触摸传感器或内置触摸传感器的装置以在其之间夹置另一个透明粘接层的方式相互接合。
根据本发明，能够良好地生产由薄膜、粘接层及基材的层积体构成、且具有齐平的端面的光学部件，另外，虽然粘接层的端面露出，但即使作业者触碰端面也不会发生诸如小片粘接层剥离、脱落，并且也不会发生诸如异物附着到端面或薄膜从端部剥落这样的不良。
因而，能够良好地进行后续的触敏器件或具备触摸传感器的产品的组装。
附图说明
图1是用于说明光学部件的现有结构例的图；
图2是表示本发明的光学部件的一实施例的平面图；
图3A是用于说明图2中表示的光学部件的截面构造的图；
图3B是用于说明光学部件的另一截面构造的图；
图4是表示粘接层的剪切弹性模量G＇的值与特性的关系的表；
图5是表示本发明的触敏器件的一实施例的剖面图；
图6是表示本发明的触敏器件的另一实施例的剖面图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施例。
作为本发明的光学部件的一实施例，图2表示触摸传感器的接触输入面上设置的盖的外观概要，图3A表示其截面构造。需要说明的是，图3A中，夸张表示构成盖的各部的厚度。
盖30由依次层积透明基材31、透明粘接层32、透明薄膜33而成的层积体34构成，该例中，盖30还具备遮光性的设计部35。设计部35在该例中形成于基材31的与薄膜33相向一侧的相反侧的面的周缘部。图2中，将形成有设计部35的部分以标注虚线阴影的方式来表示，触摸传感器的接触输入面位于该形成为框状的设计部35的框内的透明区域36。需要说明的是，图2中，37、38表示为了收容配置按钮等而贯通形成于盖30的孔。
在具有上述结构的盖30中，基材31基本上起到保护触摸传感器的功能，薄膜33基本上起到基材31破损时防止碎片飞散的防爆膜的功能。
基材31形成为玻璃或树脂制，就薄膜33而言，使用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或TAC(三醋酸纤维素)、COP(环烯烃聚合物)等。另外，也能够将玻璃薄膜用于薄膜33。粘接层32形成为包含(甲基)丙烯酸系聚合物的光固化型粘接层。
本发明的特征在于，使该包含(甲基)丙烯酸系聚合物的光固化型粘接层适度固化，作为固化状态的指标，使用剪切弹性模量(储能模量)G＇。
这里，通过实验，研究诸如光固化型粘接层的发粘及因作业者触碰而发生的剥离、脱落、进而与粘接对象的粘合性之类的光固化型粘接层具有的特性如何根据剪切弹性模量G＇的值而变化，并就其结果进行说明。剪切弹性模量G＇的测定条件(动态粘弹性测定条件)如下。
·测定温度区域：－40～+140℃
·升温速度：+3℃/min
·测定温度：25℃
·应变：1％
·频率：1Hz
·夹具：平行板φ25mm
·试样厚度：400～600μm
即，剪切弹性模量G＇的值设为：在使上述测定温度区域(－40～+140℃)以上述升温速度(+3℃/min)变化的同时进行测定的过程中上述测定温度(25℃)时的测定值。
图4所示的表是表示剪切弹性模量G＇的值与特性的关系，在发粘和脱落这栏中用○表示无发粘或剥离、脱落的情况，用×表示存在发粘或剥离、脱落的情况。另外，在粘合性这栏中用○表示在与粘接对象的粘合性上没有问题的情况，用×表示粘合性不良且产生了剥落的情况。需要说明的是，剪切弹性模量G＇的值例如能够通过改变丙烯酸的进行酯结合部分的烷基的长度而变化。
由表中所示的实验结果可知，如果将光固化型粘接层的剪切弹性模量G＇的值设为3×105Pa≤G＇≤3×107Pa的范围，则能够消除发粘及剥离、脱落，并且能够形成为具有在粘合性上也没有问题的硬度的粘接层。
以下，基于上述实验结果，按工序顺序来具体说明生产图2及图3A所示的盖30时的生产方法。
(1)在基材局部地印刷形成设计部。
(2)将基材和薄膜以在其之间夹置光固化型粘接层的方式相互贴合，制作前驱层积体。具体而言，光固化型粘接层形成有(甲基)丙烯酸系聚合物的热交联，该热交联由选自第一组的第一反应部位和选自第二组的第二反应部位形成，该第一组由羟基、羧基及氨基组成，该第二组由异氰酸基、环氧基及金属原子组成，因而，该光固化型粘接层形成为具有粘着性的片状，通过该粘着性，将基材和薄膜贴合。
(3)为了使前驱层积体变为层积体，向光固化型粘接层照射光。光透过未形成有设计部的薄膜而照射到光固化型粘接层。这种光固化型粘接层通常是紫外线固化型，例如照射波长λ＝365nm的紫外线。通过紫外线照射，使光固化型粘接层固化，以使在温度25℃、频率1Hz这样的上述条件下测定的光固化型粘接层的剪切弹性模量G＇为属于如下范围的值：3×105Pa≤G＇≤3×107Pa。
(4)将以上述方式使光固化型粘接层固化而制成的层积体沿厚度方向切断。通过该切断工序，层积体成为如图3A所示的层积体34，即，层积体34的各端面像图3A中表示的端面34a、34b那样，成为包含薄膜33、粘接层32及基材31各自的切断面的齐平的端面。该齐平的端面也包含设计部35的切断面。需要说明的是，就粘接层32而言，其厚度超过30μm时，开始引起发粘或剥离、脱落，因而将其厚度设为30μm以下；另一方面，其厚度低于10μm时，开始产生粘合性不良，因而将其厚度设为10μm以上；因此，优选设为10～30μm的范围。
通过以上的工序，盖30完成。
需要说明的是，能够通过向光固化型粘接层照射光，使光固化型粘接层变硬，将剪切弹性模量G＇形成为属于如上述的3×105Pa≤G＇≤3×107Pa的范围的值，这是由于(甲基)丙烯酸系聚合物通过多官能团(甲基)丙烯酸酯进行交联，换言之，除热交联(第一种交联)以外，在(甲基)丙烯酸系聚合物还形成有由不饱和双键的加成聚合而形成的第二种交联(包括光交联的交联)，两种交联缠结而构成互穿聚合物网络。
从这点出发，作为层积体34的粘接层32(固化后的粘接层)的条件规定，也能够是，
·将如下规定替换：粘接层32包含由多官能团(甲基)丙烯酸酯交联而成的(甲基)丙烯酸系聚合物，在温度25℃、频率1Hz的条件下测定的剪切弹性模量G＇形成为属于3×105Pa≤G＇≤3×107Pa的范围的值；
·并规定为：粘接层32同时包含(甲基)丙烯酸系聚合物的第一种交联(热交联)和第二种交联(包括光交联的交联)，该第一种交联由上述第一反应部位和第二反应部位形成，该第二种交联由不饱和双键的加成聚合而形成。
上述例子中，遮光性的设计部35通过印刷而局部地形成于基材31的与薄膜33相向一侧的相反侧的面(与薄膜33贴合一侧的相反侧的面)，但设计部35也可以局部地形成于薄膜33的与基材31相向一侧的面(与基材31贴合一侧的面)，在设置设计部35的情况下，设为薄膜33的与基材31相向一侧的面、和基材31的与薄膜33相向一侧的相反侧的面中的任一方。
图3B表示如下的盖30＇：设计部35形成于薄膜33的与基材31相向一侧的面，对与图3A对应的部分标注同一标记。另外，与图3A同样地，夸张表示各部的厚度。
在该图3B的结构的情况下，为了将光固化型粘接层固化，向光固化型粘接层照射的光(紫外线)透过未形成有设计部的基材而照射。需要说明的是，在不具备这样的设计部的结构的情况下，光对光固化型粘接层的照射方向不作特别限定。
以上，以设于触摸传感器的接触输入面的盖为例，说明了本发明的光学部件及光学部件的生产方法，而粘接层实现薄膜与基材的粘接后，通过光照射被适度固化，故而，与切断未固化的粘合剂层的情况相比，能够容易地切断，由此，能够良好地生产具有薄膜、粘接层及基材的齐平的端面的盖。
另外，在后续的触敏器件或具有触摸传感器的产品的组装工序等中，即使作业者触碰盖的端面，也不会发生诸如小片粘接层从粘接层的切断面剥离、脱落，也不会发生诸如异物附着到切断面或薄膜从端部剥落这样的不良。因而，能够良好地进行后续的触敏器件或具备触摸传感器的产品的组装。
图5及图6分别示意性地表示具备图2及图3A所示的盖30的触敏器件的截面结构，图5中，40表示触摸传感器，50表示画面显示装置。另外，图6中，70表示触摸传感器内置型画面显示装置。
图5中，盖30与触摸传感器40以在其之间夹置透明粘接层61的方式接合，触摸传感器40与画面显示装置50以在其之间夹置透明粘接层62的方式接合。另外，图6中，盖30构成为，与触摸传感器内置型画面显示装置70以在其之间夹置透明粘接层63的方式接合。
然而，就如此设于触摸传感器的接触输入面的盖而言，为了防止触敏器件内部的部件暴露于紫外线而老化，进一步地为了保护构成层积体34的薄膜33及基材31自身免于紫外线引起的劣化，大多要求紫外线吸收功能。
另外，薄膜33大多设为除防爆功能外还具备防反射性能的功能性薄膜，该情况下也是，大多在可见光区域具有高透过率，而紫外线的透过率低。
在这些情况下，如果将光固化型粘接层设为上述那样通常的紫外线固化型粘接层，则不能良好地通过光照射进行固化。本发明中，在这些情况下也能够良好地使光固化型粘接层固化。
这里，基材31和薄膜33的至少一方设为含有紫外线吸收剂，或者，基材31和薄膜33的至少一方设为在350～390nm的光波长范围的整个区域内具有小于50％的透光率、且在390～750nm的光波长范围的整个区域内具有50％以上的透光率，即基材31和薄膜33的至少一方设为具有紫外线阻隔作用。此时，
a)在基材31形成有设计部35，至少薄膜33具有紫外线阻隔作用的情况；
b)在薄膜33形成有设计部35，至少基材31具有紫外线阻隔作用的情况；
c)虽未形成有设计部35，但薄膜33及基材31同时具有紫外线阻隔作用的情况；
在上述a)～c)三个情况下，在紫外线固化型粘接层不能良好地固化。因而，上述三个情况下，光固化型粘接层设为包含光自由基生成剂和(甲基)丙烯酸系聚合物，该光自由基生成剂对属于390～450nm的光波长范围内的某一波长分量光起反应，在使光固化型粘接层固化的工序中，向光固化型粘接层照射的光设为包含上述波长分量光。
通过使用这样的光固化型粘接层，即使基材31或薄膜33带紫外线阻隔作用，也能够良好地使粘接层固化。需要说明的是，作为如上述对属于390～450nm的光波长范围内的某一波长分量光起反应的光自由基生成剂，例如能够使用酰基膦氧化物系光自由基生成剂。另外，作为向粘接层照射上述那样的光波长范围的光的光源，能够使用金属卤化物灯等。
以上，以配置于触摸传感器的接触输入面的盖为例对本发明进行了说明，但本发明的光学部件不限于例示的盖，其是以如下光学部件为对象：由依次层积透明基材、透明粘接层和透明薄膜而成的层积体构成的光学部件。

Claims (19)

1.一种光学部件的生产方法，该光学部件包含层积体，且至少局部透明，其中，包括如下工序：
将透明基材和透明薄膜以在其之间夹置光固化型透明粘接层的方式相互贴合，从而制作前驱层积体；
为了使所述前驱层积体变为所述层积体而向所述光固化型透明粘接层照射光，使所述光固化型透明粘接层固化，以使在温度25℃、频率1Hz的条件下测定的所述层积体的所述光固化型透明粘接层的剪切弹性模量G＇为属于如下范围的值：3×105Pa≤G＇≤3×107Pa；
将所述层积体沿厚度方向切断，从而形成所述层积体的齐平的端面，所述齐平的端面包含所述透明薄膜、所述光固化型透明粘接层及所述透明基材各自的切断面。
2.如权利要求1所述的光学部件的生产方法，其中，
在制作所述前驱层积体的工序之前，还包括如下工序：在所述透明薄膜的与所述透明基材贴合一侧的面、及所述透明基材的与所述透明薄膜贴合一侧的相反侧的面中的任一方，局部地印刷形成遮光性的设计部，
在使所述光固化型透明粘接层固化的工序中，所述光透过所述透明薄膜和所述透明基材之中未印刷形成有所述遮光性的设计部的一方，照射到所述光固化型透明粘接层，
在形成所述层积体的齐平的端面的工序中形成的所述齐平的端面还包含所述遮光性的设计部的切断面。
3.如权利要求2所述的光学部件的生产方法，其中，
所述透明薄膜和所述透明基材之中未印刷形成有所述遮光性的设计部的一方含有紫外线吸收剂，
所述光固化型透明粘接层包含光自由基生成剂和(甲基)丙烯酸系聚合物，该光自由基生成剂对属于390～450nm的光波长范围内的某一波长分量光起反应，
在使所述光固化型透明粘接层固化的工序中照射到所述光固化型透明粘接层的所述光包含所述某一波长分量光。
4.如权利要求2所述的光学部件的生产方法，其中，
所述透明薄膜和所述透明基材之中未印刷形成有所述遮光性的设计部的一方在350～390nm的光波长范围的整个区域内具有小于50％的透光率，并在390～750nm的光波长范围的整个区域内具有50％以上的透光率，
所述光固化型透明粘接层包含光自由基生成剂和(甲基)丙烯酸系聚合物，该光自由基生成剂对属于390～450nm的光波长范围内的某一波长分量光起反应，
在使所述光固化型透明粘接层固化的工序中照射到所述光固化型透明粘接层的所述光包含所述某一波长分量光。
5.一种具备触摸传感器的产品的生产方法，其中，包括如下工序：
将由权利要求1至4中任一项所述的光学部件的生产方法生产的光学部件、和触摸传感器或内置触摸传感器的装置以在其之间夹置另一个透明粘接层的方式相互贴合。
6.一种光学部件，由依次层积透明基材、透明粘接层和透明薄膜而成的层积体构成，其中，
所述透明粘接层同时包含(甲基)丙烯酸系聚合物的第一种交联和第二种交联，该第一种交联由选自第一组的第一反应部位和选自第二组的第二反应部位形成，该第二种交联由不饱和双键的加成聚合而形成，所述第一组由羟基、羧基及氨基组成，所述第二组由异氰酸基、环氧基及金属原子组成，
所述层积体的端面包含所述透明薄膜、所述透明粘接层及所述透明基材各自的切断面且将其形成为齐平。
7.如权利要求6所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方含有紫外线吸收剂。
8.如权利要求6所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方在350～390nm的光波长范围的整个区域内具有小于50％的透光率，并在390～750nm的光波长范围的整个区域内具有50％以上的透光率。
9.如权利要求6所述的光学部件，其中，
在所述透明薄膜的与所述透明基材相向一侧的面、及所述透明基材的与所述透明薄膜相向一侧的相反侧的面中的任一方，局部地形成有遮光性的设计部，
所述层积体的所述端面还包含所述遮光性的设计部的切断面且将其形成为齐平。
10.如权利要求9所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方含有紫外线吸收剂。
11.如权利要求9所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方在350～390nm的光波长范围的整个区域内具有小于50％的透光率，并在390～750nm的光波长范围的整个区域内具有50％以上的透光率。
12.一种光学部件，包含依次层积透明基材、透明粘接层和透明薄膜而成的层积体，其中，
所述透明粘接层包含由多官能团(甲基)丙烯酸酯交联而成的(甲基)丙烯酸系聚合物，
所述透明粘接层在温度25℃、频率1Hz的条件下测定的剪切弹性模量G＇为属于如下范围的值：3×105Pa≤G＇≤3×107Pa，
所述层积体的端面包含所述透明薄膜、所述透明粘接层及所述透明基材各自的切断面且将其形成为齐平。
13.如权利要求12所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方含有紫外线吸收剂。
14.如权利要求12所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方在350～390nm的光波长范围的整个区域内具有小于50％的透光率，并在390～750nm的光波长范围的整个区域内具有50％以上的透光率。
15.如权利要求12所述的光学部件中，其中，
在所述透明薄膜的与所述透明基材相向一侧的面、及所述透明基材的与所述透明薄膜相向一侧的相反侧的面中的任一方，局部地形成有遮光性的设计部，
所述层积体的所述端面还包含所述遮光性的设计部的切断面且将其形成为齐平。
16.如权利要求15所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方含有紫外线吸收剂。
17.如权利要求15所述的光学部件，其中，
所述透明基材和所述透明薄膜的至少一方在350～390nm的光波长范围的整个区域内具有小于50％的透光率，并在390～750nm的光波长范围的整个区域内具有50％以上的透光率。
18.一种触敏器件，其中，具有如下构造：
权利要求6至11中任一项所述的光学部件、和触摸传感器或内置触摸传感器的装置以在其之间夹置另一个透明粘接层的方式相互接合。
19.一种触敏器件，其中，具有如下构造：
权利要求12至17中任一项所述的光学部件、和触摸传感器或内置触摸传感器的装置以在其之间夹置另一个透明粘接层的方式相互接合。
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