JP6995580B2 - 光部品の生産方法及びタッチセンサを具備する製品の生産方法 - Google Patents

Description

この発明は例えばタッチセンサの接触入力面に設けられるカバーとして使用される光部品及びその生産方法に関し、さらにタッチセンサデバイス及びタッチセンサを具備する製品の生産方法に関する。

図６はこの種の光部品を備える構成の一例として特許文献１に記載されている携帯電子機器の横断面の構成を示したものであり、携帯電子機器は筺体１１、インサート板金１２、導電性クッション１３、タッチパネルコントローラ１４、バックライト１５、液晶表示部１６、タッチパネル部１７、カバーガラス１８、飛散防止フィルム１９、粘着剤２０、シールドグランド２１及びバッテリー２２を有して構成されている。

この図６に示した構成において、カバーガラス１８はタッチパネル部１７を保護し、飛散防止フィルム１９はカバーガラス１８が破損した場合にガラス片が飛び散らないように保護するものであって、この例ではこれらカバーガラス１８と飛散防止フィルム１９がタッチパネル部１７の上面（接触入力面）に積層配置されている。

カバーガラス１８と飛散防止フィルム１９は粘着剤２０によって固着されており、この例ではカバーガラス１８と飛散防止フィルム１９は同じ大きさを有するものとなっている。

特開２０１４－１６０４７３号公報

上述したように、特許文献１ではタッチパネル部１７の接触入力面上に、カバーガラス１８、粘着剤２０及び飛散防止フィルム１９の３層よりなる積層体で構成された光部品を具備するものとなっており、カバーガラス１８と飛散防止フィルム１９は同じ大きさとされ、３層構造の積層体はカバーガラス１８、粘着剤２０及び飛散防止フィルム１９の各端面が揃った面一の端面を有するものとなっている。

しかるに、この特許文献１に記載されている３層構造の積層体よりなる光部品のように、透明な基材と透明なフィルムとを粘着剤の層を間に挟んで貼り合わせた積層体よりなる光部品において、面一な端面が積層体に形成されるように３層を正確に位置合わせして貼り合わせることは容易ではなく、手間がかかるものであって生産効率の悪さは免れえない。

これに対し、例えば基材よりもフィルムを小さくして（面積狭小として）、３層の端面の面一を必要としない貼り合わせとすれば、生産効率は向上するものの、基材表面の周縁にフィルムのない部分が存在することになり、つまり光部品の表面の面の均一性が損われることになり、光部品の視覚的な品質の低下を招くことになる。

そこで、３層構造の積層体よりなる光部品において、生産効率よく面一な端面を得るためには、３層の積層体を一度の切断工程で厚み方向に切断して面一な整形端面を形成するといった方法が考えられる。

しかしながら、このような方法で作製された積層体よりなる光部品の端面には粘着剤の層の切断面が露出するため、その光部品を組み込んでタッチセンサデバイスあるいはタッチセンサを具備する製品を組み立てる工程において、作業者が取扱い時に光部品の端面に触れる等によって粘着剤の層の小片が剥離、脱落したり、あるいは切断面に異物が付着したり、さらには端部からフィルムが剥がれるといった品質劣化や不具合が発生する可能性がある。加えて、粘着剤の層は柔らかいため、切断しにくいといった問題もある。

この発明の目的はこのような問題に鑑み、面一な整形端面を有しながらも、粘着剤の層が露出することによって後続する製品の組立て工程において様々な不具合を生じることのない、積層体でなる光部品の生産方法及びタッチセンサを具備する製品の生産方法を提供することにあり、さらに光部品及びタッチセンサデバイスを提供することにある。

請求項１の発明によれば、積層体で構成され、少なくとも部分的に透明な光部品を生産する方法は、透明な基材と透明なフィルムとを透明な光硬化型接着層を間に挟んで相互に貼り合わせることで前駆積層体を作製する工程と、前駆積層体の光硬化型接着層に光を照射して光硬化型接着層を温度２５℃、周波数１Ｈｚの条件で測定される剪断弾性率Ｇ’が３×１０^５Ｐａ≦Ｇ’≦３×１０^７Ｐａの範囲に属する値となるように硬化させることで積層体を作製する工程と、積層体を厚み方向に切断することで積層体の端面をフィルム、光硬化型接着層及び基材の各切断面を含む面一の整形端面とする切断工程とを含み、さらに前駆積層体を作製する工程の前にフィルムの基材と貼り合わせられる側の面又は基材のフィルムと貼り合わせられる側とは反対側の面の何れか一方に遮光性の意匠部を部分的に印刷形成する工程を含み、フィルムと基材のうちの意匠部が印刷形成されていない方は紫外線吸収剤を含有し、光硬化型接着層は３９０～４５０ｎｍの光波長範囲に属する波長成分光に反応する光ラジカル発生剤と（メタ）アクリル系ポリマーとを含み、前記光は前記波長成分光を含んでいるものとされ、積層体を作製する工程において前記光はフィルムと基材のうちの意匠部が印刷形成されていない方を透過して光硬化型接着層に照射され、切断工程において形成される面一の整形端面には意匠部の切断面も含まれているものとされる。

請求項２の発明によれば、タッチセンサを具備する製品の生産方法は、請求項１に記載された光部品の生産方法によって生産された光部品と、タッチセンサ又はタッチセンサを内蔵する装置とをもう１つの透明な接着層を間に挟んで相互に貼り合わせる工程を含む。

この発明によれば、フィルム、接着層及び基材の積層体よりなり、面一な端面を有する光部品を良好に生産することができ、また接着層の端面が露出しているものの、作業者が端面に触れても接着層の小片が剥離、脱落するといったことは発生せず、端面への異物の付着や端部からフィルムが剥がれるといった不具合も発生しないものとなっている。

よって、後続するタッチセンサデバイスあるいはタッチセンサを具備する製品の組立てを良好に行うことができる。

この発明による光部品の一実施例を示す平面図。 Ａは図１に示した光部品の断面構造を説明するための図、Ｂは光部品の他の断面構造を説明するための図。 接着層の剪断弾性率Ｇ’の値と特性の関係を示す表。 この発明によるタッチセンサデバイスの一実施例を示す断面図。 この発明によるタッチセンサデバイスの他の実施例を示す断面図。 光部品の従来構成例を説明するための図。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。

図１はこの発明による光部品の一実施例としてタッチセンサの接触入力面に設けられるカバーの外観概要を示したものであり、図２Ａはその断面構造を示したものである。なお、図２Ａではカバーを構成する各部の厚みを誇張して示している。

カバー３０は透明な基材３１と透明な接着層３２と透明なフィルム３３がこの順に積層された積層体３４で構成されており、さらにこの例では遮光性の意匠部３５を備えるものとなっている。意匠部３５はこの例では基材３１のフィルム３３に対向する側とは反対側の面の周縁部に形成されている。図１では意匠部３５が形成されている部分を破線のハッチングを付して示しており、この枠状に形成された意匠部３５の枠内の透明な領域３６にタッチセンサの接触入力面が位置される。なお、図１中、３７，３８は押しボタン等を収容配置するためにカバー３０に貫通形成されている穴を示す。

上記のような構成を有するカバー３０において、基材３１はタッチセンサを保護するものとして基本的に機能し、フィルム３３は基材３１が破損した場合に欠片の飛び散りを防止する飛散防止フィルムとして基本的に機能する。

基材３１はガラスもしくは樹脂製とされ、フィルム３３にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等が用いられる。また、ガラスフィルムをフィルム３３に用いることもできる。接着層３２は（メタ）アクリル系ポリマーを含む光硬化型の接着層とされる。

この発明の特徴は、この（メタ）アクリル系ポリマーを含む光硬化型の接着層を適度に硬化させることにあり、硬化状態の指標として剪断弾性率（貯蔵弾性率）Ｇ’を用いることとした。

ここで、光硬化型の接着層のべたつきや作業者が触れることによって発生する剥離、脱落さらには接着相手との密着性といった光硬化型の接着層が有する特性が剪断弾性率Ｇ’の値によってどのように変化するかを実験により調べた結果について説明する。剪断弾性率Ｇ’の測定条件（動的粘弾性測定条件）は下記とした。
・測定温度域：－４０～＋１４０℃
・昇温速度：＋３℃／ｍｉｎ
・測定温度：２５℃
・歪み：１％
・周波数：１Ｈｚ
・治具：パラレルプレート φ２５ｍｍ
・サンプル厚み：４００～６００μｍ

即ち、剪断弾性率Ｇ’の値は上記測定温度域（－４０～＋１４０℃）を上記昇温速度（＋３℃／ｍｉｎ）で変化させながら測定する過程での上記測定温度（２５℃）の時の測定値とした。

図３に示した表は剪断弾性率Ｇ’の値と特性の関係を示したものであり、べたつき・脱落の欄ではべたつきや剥離、脱落がなかった場合を○で示し、あった場合を×で示している。また、密着性の欄では接着相手との密着性に問題がなかった場合を○で示し、密着性不良で剥がれが発生した場合を×で示している。なお、剪断弾性率Ｇ’の値は例えばアクリルのエステル結合をしている部分のアルキル基の長さを変えることによって変えることができる。

表に示した実験結果より、光硬化型の接着層の剪断弾性率Ｇ’の値を３×１０^５Ｐａ≦Ｇ’≦３×１０^７Ｐａの範囲とすれば、べたつきや剥離、脱落を解消できると共に密着性においても問題のない硬さの接着層とすることができることがわかる。

以下、上記実験結果を踏まえ、図１及び２Ａに示したカバー３０を生産する際の生産方法を工程順に具体的に説明する。

（１）基材に意匠部を部分的に印刷形成する。

（２）基材とフィルムとを光硬化型の接着層を間に挟んで相互に貼り合わせ、前駆積層体を作製する。光硬化型の接着層は具体的に言えば、（メタ）アクリル系ポリマーの、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基からなる第１の群より選ばれた第１の反応部位とイソシアネート基、エポキシ基及び金属原子からなる第２の群より選ばれた第２の反応部位とから形成された熱的架橋が形成されているもので、粘着性を有するシート状とされ、この粘着性によって基材とフィルムとが貼り合わされる。

（３）前駆積層体の光硬化型の接着層に光を照射して硬化させる。光は意匠部が形成されていないフィルムを透過して光硬化型の接着層に照射される。この種の光硬化型の接着層は一般に紫外線硬化型であって、例えば波長λ＝３６５ｎｍの紫外線を照射する。紫外線照射により光硬化型の接着層を温度２５℃、周波数１Ｈｚという前記した測定条件で測定される剪断弾性率Ｇ’が３×１０^５Ｐａ≦Ｇ’≦３×１０^７Ｐａの範囲に属する値となるように硬化させることで積層体を作製する。

（４）上記のようにして作製した積層体を厚み方向に切断する。この切断工程によって積層体は図２Ａに示したような積層体３４となり、即ち積層体３４の各端面は図２Ａに表われている端面３４ａ，３４ｂのように、フィルム３３、接着層３２及び基材３１の各切断面を含む面一の整形端面となる。この面一の整形端面には意匠部３５の切断面も含まれる。なお、接着層３２の厚みは、３０μｍを越えるとべたつきや剥離、脱落が起こり始めるので、３０μｍ以下とし、一方１０μｍを下回ると密着性の不良が発生し始めるので、１０μｍ以上とし、従って好ましくは１０～３０μｍの範囲とする。

以上の工程によってカバー３０が完成する。

なお、光硬化型の接着層に光を照射することによって光硬化型の接着層を硬くし、剪断弾性率Ｇ’を上記のような３×１０^５Ｐａ≦Ｇ’≦３×１０^７Ｐａの範囲に属する値とするようにできるのは、（メタ）アクリル系ポリマーが多官能（メタ）アクリレートによって架橋されることによるものであり、言い換えれば熱的架橋（第１種の架橋）に加え、不飽和二重結合の付加重合で形成された第２種の架橋（光架橋を含む架橋）が（メタ）アクリル系ポリマーに形成され、２種類の架橋が絡み合って相互侵入高分子網目が構成されることによるものである。

この点から、積層体３４における接着層３２（硬化後の接着層）の条件規定として、
・接着層３２は、多官能（メタ）アクリレートによって架橋された（メタ）アクリル系ポリマーを含み、温度２５℃、周波数１Ｈｚの条件で測定される剪断弾性率Ｇ’は３×１０^５Ｐａ≦Ｇ’≦３×１０^７Ｐａの範囲に属する値とされているという規定に替え、
・接着層３２は、（メタ）アクリル系ポリマーの前記した第１の反応部位と第２の反応部位とから形成された第１種の架橋（熱的架橋）と、不飽和二重結合の付加重合で形成された第２種の架橋（光架橋を含む架橋）の両方を含む、
と規定することもできる。

上述した例では遮光性の意匠部３５は基材３１のフィルム３３に対向する側とは反対側の面（フィルム３３と貼り合わされる側とは反対側の面）に印刷によって部分的に形成されているが、意匠部３５はフィルム３３の基材３１に対向する側の面（基材３１と貼り合わされる側の面）に部分的に形成されていてもよく、意匠部３５を設ける場合はフィルム３３の基材３１に対向する側の面又は基材３１のフィルム３３に対向する側とは反対側の面の何れか一方とされる。

図２Ｂは意匠部３５がフィルム３３の基材３１に対向する側の面に形成されているカバー３０’を示したものであり、図２Ａと対応する部分には同一符号を付している。また、図２Ａと同様、各部の厚みを誇張して示している。

この図２Ｂの構成の場合、光硬化型の接着層を硬化すべく、光硬化型の接着層に照射される光（紫外線）は意匠部が形成されていない基材を透過して照射される。なお、このような意匠部を具備しない構成の場合は光硬化型の接着層に対する光の照射方向は特に限定されない。

以上、この発明による光部品及び光部品の生産方法を、タッチセンサの接触入力面に設けられるカバーを例に説明したが、接着層はフィルムと基材の接着を果たした後、光照射によって適度に硬化されるため、硬化されていない粘着剤の層を切断する場合に比べ、容易に切断することができ、これによりフィルム、接着層及び基材の面一な端面を有するカバーを良好に生産することができる。

また、後続するタッチセンサデバイスあるいはタッチセンサを具備する製品の組立て工程等において、作業者がカバーの端面に触れても接着層の切断面から接着層の小片が剥離、脱落するといったことは発生せず、切断面への異物の付着や端部からフィルムが剥がれるといった不具合も発生しない。よって、後続するタッチセンサデバイスあるいはタッチセンサを具備する製品の組立てを良好に行うことができる。

図４及び５は図１及び２Ａに示したカバー３０を具備するタッチセンサデバイスの断面構成をそれぞれ模式的に示したものであり、図４中、４０はタッチセンサを示し、５０は画面表示装置を示す。また、図５中、７０はタッチセンサ内蔵型画面表示装置を示す。

図４ではカバー３０は透明な接着層６１を間に挟んでタッチセンサ４０に接合されており、タッチセンサ４０は透明な接着層６２を間に挟んで画面表示装置５０に接合されている。また、図５ではカバー３０は透明な接着層６３を間に挟んでタッチセンサ内蔵型画面表示装置に接合された構成となっている。

ところで、このようにタッチセンサの接触入力面に設けられるカバーにおいては、タッチセンサデバイス内部の部品が紫外線に被曝して経年劣化することを防ぐために、さらには積層体３４を構成するフィルム３３や基材３１自身を紫外線による劣化から守るために、紫外線吸収機能が要求されることが多い。

また、フィルム３３は飛散防止機能に加え、反射防止性能を備えた機能性フィルムとされることが多く、その場合も可視光領域に高い透過率を有する一方、紫外線の透過率は低いことが多い。

これらの場合、光硬化型の接着層を前述したような一般的な紫外線硬化型の接着層とすると、光照射による硬化を良好に行えないことになる。この発明ではこれらの場合においても光硬化型の接着層を良好に硬化させることができるようにする。

ここで、基材３１とフィルム３３の少なくとも一方は紫外線吸収剤を含有しているものとし、あるいは基材３１とフィルム３３の少なくとも一方は３５０～３９０ｎｍの光波長範囲の全域において５０％未満、３９０～７５０ｎｍの光波長範囲の全域において５０％以上の光透過率を有するものとなっているとし、つまり基材３１とフィルム３３の少なくとも一方は紫外線遮断作用を有するものとする。この場合、
ａ）基材３１に意匠部３５が形成され、少なくともフィルム３３が紫外線遮断作用を有する場合
ｂ）フィルム３３に意匠部３５が形成され、少なくとも基材３１が紫外線遮断作用を有する場合
ｃ）意匠部３５が形成されていないものの、フィルム３３及び基材３１の双方が紫外線遮断作用を有する場合
といったａ）～ｃ）、３つの場合には紫外線硬化型の接着層では良好に硬化させることができないことになる。よって、これら３つの場合には光硬化型の接着層は３９０～４５０ｎｍの光波長範囲に属するある波長成分光に反応する光ラジカル発生剤と（メタ）アクリル系ポリマーとを含むものとし、積層体を作製する工程において光硬化型の接着層に照射する光は、前記波長成分光を含んでいるものとする。

このような光硬化型の接着層を用いることにより、基材３１やフィルム３３に紫外線遮断作用があっても良好に接着層を硬化させることができる。なお、上述したような３９０～４５０ｎｍの光波長範囲に属するある波長成分光に反応する光ラジカル発生剤として、例えばアシルフォスフィンオキサイド系光ラジカル発生剤を用いることができる。また、接着層に上記のような光波長範囲の光を照射する光源としてメタルハライドランプ等を用いることができる。

以上、タッチセンサの接触入力面に配置されるカバーを例にこの発明を説明したが、この発明による光部品は例示したカバーに限るものではなく、透明な基材と透明な接着層と透明なフィルムとがこの順に積層されてなる積層体で構成されているものを対象とする。

１１ 筺体 １２ インサート板金
１３ 導電性クッション １４ タッチパネルコントローラ
１５ バックライト １６ 液晶表示部
１７ タッチパネル部 １８ カバーガラス
１９ 飛散防止フィルム ２０ 粘着剤
２１ シールドグランド ２２ バッテリー
３０，３０’ カバー ３１ 基材
３２ 接着層 ３３ フィルム
３４ 積層体 ３４ａ，３４ｂ 端面
３５ 意匠部 ３６ 領域
３７，３８ 穴 ４０ タッチセンサ
５０ 画面表示装置 ６１～６３ 接着層
７０ タッチセンサ内蔵型画面表示装置

Claims (2)

1. 積層体で構成され、少なくとも部分的に透明な光部品を生産する方法であって、
   透明な基材と透明なフィルムとを透明な光硬化型接着層を間に挟んで相互に貼り合わせることで、前駆積層体を作製する工程と、
   前記前駆積層体の前記光硬化型接着層に光を照射して、前記光硬化型接着層を温度２５℃、周波数１Ｈｚの条件で測定される剪断弾性率Ｇ’が３×１０^５Ｐａ≦Ｇ’≦３×１０^７Ｐａの範囲に属する値となるように硬化させることで、前記積層体を作製する工程と、
   前記積層体を厚み方向に切断することで、前記積層体の端面を前記フィルム、前記光硬化型接着層及び前記基材の各切断面を含む面一の整形端面とする切断工程とを含み、
   さらに、前記前駆積層体を作製する工程の前に、前記フィルムの前記基材と貼り合わせられる側の面又は前記基材の前記フィルムと貼り合わせられる側とは反対側の面の何れか一方に、遮光性の意匠部を部分的に印刷形成する工程を含み、
   前記フィルムと前記基材のうちの前記意匠部が印刷形成されていない方は紫外線吸収剤を含有しており、
   前記光硬化型接着層は、３９０～４５０ｎｍの光波長範囲に属する波長成分光に反応する光ラジカル発生剤と（メタ）アクリル系ポリマーとを含んでなり、
   前記光は、前記波長成分光を含み、
   前記積層体を作製する工程において、前記光は前記フィルムと前記基材のうちの前記意匠部が印刷形成されていない方を透過して前記光硬化型接着層に照射され、
   前記切断工程において形成される前記面一の整形端面には前記意匠部の切断面も含まれていることを特徴とする光部品の生産方法。
2. 請求項１に記載された光部品の生産方法によって生産された光部品と、タッチセンサ又はタッチセンサを内蔵する装置とを、もう１つの透明な接着層を間に挟んで相互に貼り合わせる工程を含むことを特徴とするタッチセンサを具備する製品の生産方法。

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