KR20190094444A - 광학 장치의 제조 방법 및 광학 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 커버 부재의 형상에 관계없이, 원하는 경화 수지층을 형성할 수 있는 광학 장치의 제조 방법 및 광학 장치를 제공한다. 개구부(2)를 갖는 커버 부재(1)에, 개구부(2)에 감합하는 감합 볼록부(11)를 갖는 형 부재(4)를, 개구부(2)에 감합 볼록부(11)가 감합하도록 밀착 적층하여, 경화성 수지(6)가 충전 가능한 중공의 적층체(5)를 형성하고, 적층체(5)의 중공부에 경화성 수지(6)를 충전하고, 경화성 수지(6)를 경화시켜 커버 부재(1)에 경화 수지층(7)을 형성하고, 형 부재(4)를 커버 부재(1)로부터 박리하고, 경화 수지층(7)과 광학 부재(3)와 접합한다.
Description
본 기술은, 액정 표시 패널 등의 광학 부재와, 그의 표면측에 배치되는 보호 시트 등의 커버 부재가, 경화 수지층을 통해 적층되어 있는 광학 장치의 제조 방법 및 광학 장치에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에 있어서 2017년 3월 30일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원2017-068082를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조됨으로써 본 출원에 원용된다.
종래 스마트폰이나 카 내비게이션 등의 정보 단말기에 사용되고 있는 액정 표시 패널 등의 화상 표시 장치는, 광투과성 커버 부재에 광경화성 수지 조성물을 도포하고, 자외선을 조사하여 가경화시켜 가경화 수지층을 형성한 후, 이 가경화 수지층을 통해 액정 표시 패널이나 유기 EL 패널 등의 화상 표시 부재를 적층하고, 이어서 가경화 수지층에 대하여 자외선을 다시 조사함으로써 본 경화시켜 광경화 수지층으로 함으로써 제조되고 있다(특허문헌 1).
광경화성 수지 조성물을 광투과성 커버 부재에 도포하는 방법으로서는, 이동하는 슬릿 노즐로부터 광투과성 커버 부재의 표면에 전체 폭에 걸쳐서 토출해 가는 방법이나, 스크린 인쇄에 의해 도포하는 방법 등이 사용되고 있다. 또한, 화상 표시 장치의 의장성이나 터치감을 향상시키기 위해, 일방향으로 만곡된 광투과성 커버 부재도 제안되어 있으며, 이러한 만곡된 광투과성 커버 부재에 대해서는, 디스펜서에 의해 오목 형상으로 만곡되게 한 광투과성 커버 부재 표면에 충전하는 방법도 제안되어 있다.
그러나, 화상 표시 장치의 의장성이나 조작성도 다양화되어, 예를 들어 광투과성 커버 부재의 일부에 개구부를 마련하고, 화상 표시 부재의 기구를 당해 개구부를 통해 노출시키는 구성이나, 화상 표시 부재의 표시면이 오목 형상으로 만곡되고, 광투과성 커버 부재의 광경화성 수지 조성물이 도포되는 표면이 볼록 형상으로 만곡되는 구성 등도 제안되어 있다.
이와 같이, 일부에 개구부가 형성된 광투과성 커버 부재나, 광경화성 수지 조성물의 도포면이 볼록 형상으로 만곡되는 광투과성 커버 부재에 대하여, 대략 균일한 광경화 수지층을 형성하는 것은, 상술한 종래의 공법에 의해 곤란하다.
그래서, 본 기술은, 커버 부재의 형상에 관계없이, 원하는 경화 수지층을 형성할 수 있는 광학 장치의 제조 방법 및 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 기술에 관한 광학 장치의 제조 방법은, 개구부를 갖는 커버 부재에, 상기 개구부에 감합하는 감합 볼록부를 갖는 형 부재를, 상기 개구부에 상기 감합 볼록부가 감합하도록 밀착 적층하여, 경화성 수지가 충전 가능한 중공의 적층체를 형성하고, 상기 적층체의 중공부에 상기 경화성 수지를 충전하고, 상기 경화성 수지를 경화시켜 상기 커버 부재에 경화 수지층을 형성하고, 상기 형 부재를 상기 커버 부재로부터 박리하고, 상기 경화 수지층과 광학 부재와 접합함으로써 제조되는 것이다.
또한, 본 기술에 관한 광학 장치는, 개구부를 갖는 커버 부재와, 광학 부재와, 상기 커버 부재와 광학 부재 사이에 적층된 경화 수지층을 갖고, 상기 개구부와 상기 광학 부재 사이에는 상기 경화 수지층이 형성되어 있지 않은 것이다.
본 기술에 의하면, 커버 부재와 형 부재의 적층체의 중공부에 경화성 수지를 충전, 경화시킴으로써, 일부에 개구부가 형성된 커버 부재나, 경화성 수지가 공급되는 면이 볼록 형상으로 만곡되는 커버 부재에 대해서도, 대략 균일한 경화 수지층을 형성할 수 있다.
도 1은, 커버 부재와 광학 부재가 경화 수지층을 통해 적층된 광학 장치를 도시하는 측면도이다.
도 2는, 커버 부재의 외관 사시도이다.
도 3은, 커버 부재와 형 부재가 밀착 적층된 적층체를 도시하는 측면도이다.
도 4는, 커버 부재와 형 부재가 밀착 적층된 적층체를 도시하는 단면도이다.
도 5는, 형 부재의 외관 사시도이다.
도 6은, 형 부재에 형성된 밀착 볼록부가 커버 부재에 밀착된 적층체를 도시하는 단면도이다.
도 7은, 감합 볼록부를 개구부에 감합시키도록, 커버 부재와 형 부재를 밀착 적층시키는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
도 8은, 적층체의 중공부에 액상의 경화성 수지를 충전시키는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
도 9는, 감합 볼록부가 개구부에 감합된 적층체를 도시하는 외관 사시도이다.
도 10은, 적층체의 형 부재측으로부터 경화광을 조사하는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
도 11은, 경화 수지층이 형성된 커버 부재와 형 부재가 밀착 적층된 적층체를 도시하는 단면도이다.
도 12는, 경화 수지층이 형성된 커버 부재를 도시하는 단면도이다.
도 13은, 경화 수지층이 형성된 커버 부재와 광학 부재를 접합하는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
도 2는, 커버 부재의 외관 사시도이다.
도 3은, 커버 부재와 형 부재가 밀착 적층된 적층체를 도시하는 측면도이다.
도 4는, 커버 부재와 형 부재가 밀착 적층된 적층체를 도시하는 단면도이다.
도 5는, 형 부재의 외관 사시도이다.
도 6은, 형 부재에 형성된 밀착 볼록부가 커버 부재에 밀착된 적층체를 도시하는 단면도이다.
도 7은, 감합 볼록부를 개구부에 감합시키도록, 커버 부재와 형 부재를 밀착 적층시키는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
도 8은, 적층체의 중공부에 액상의 경화성 수지를 충전시키는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
도 9는, 감합 볼록부가 개구부에 감합된 적층체를 도시하는 외관 사시도이다.
도 10은, 적층체의 형 부재측으로부터 경화광을 조사하는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
도 11은, 경화 수지층이 형성된 커버 부재와 형 부재가 밀착 적층된 적층체를 도시하는 단면도이다.
도 12는, 경화 수지층이 형성된 커버 부재를 도시하는 단면도이다.
도 13은, 경화 수지층이 형성된 커버 부재와 광학 부재를 접합하는 공정을 도시하는 외관 사시도이다.
이하, 본 기술이 적용된 광학 장치의 제조 방법 및 광학 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 기술은, 이하의 실시 형태만으로 한정되는 것은 아니며, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
본 기술은, 도 1에 도시하는 광학 부재(3)와 커버 부재(1)가, 경화 수지층(7)을 통해 적층되어 있는 광학 장치(30)의 제조 방법이며, 개구부(2)를 갖는 커버 부재(1)에, 개구부(2)에 감합하는 감합 볼록부(11)를 갖는 형 부재(4)를, 개구부(2)에 감합 볼록부(11)가 감합하도록 밀착 적층하고, 경화성 수지(6)가 충전 가능한 중공의 적층체(5)를 형성하는 공정 (A)와, 적층체(5)의 중공부에 경화성 수지(6)를 충전하는 공정 (B)와, 경화성 수지(6)를 경화시켜 커버 부재(1)에 경화 수지층(7)을 형성하는 공정 (C)와, 형 부재(4)를 커버 부재(1)로부터 박리하는 공정 (D)와, 경화 수지층(7)과 광학 부재(3)와 접합하는 공정 (E)를 갖는다.
[커버 부재/개구부]
커버 부재(1)는, 광학 부재(3)와의 접합면에 형 부재(4)가 밀착 적층되어, 경화 수지층(7)이 형성된 후, 경화 수지층(7)을 통해 광학 부재(3)와 접합되는 것이다.
커버 부재(1)로서는, 예를 들어 광투과성 커버 부재를 예시할 수 있다. 광투과성 커버 부재의 재료로서는, 광학 부재에 형성된 화상이 시인 가능하게 되는 광투과성이 있으면 되고, 유리, 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카르보네이트 등의 수지 재료를 들 수 있다. 이들 재료에는, 편면 또는 양면 하드 코팅 처리, 반사 방지 처리 등을 실시할 수 있다. 또한, 후술하는 광학 부재가 터치 패널일 때에는, 당해 터치 패널의 부재의 일부를 커버 부재로서 사용할 수도 있다.
또한 도 2에 도시한 바와 같이, 커버 부재(1)는, 개구부(2)가 형성되어 있다. 개구부(2)는, 후술하는 광학 부재(3)를 직접 외측으로 노출시키기 위한 것이며, 광학 장치(30)는 개구부(2)에 있어서 광학 부재(3)와의 사이에 경화 수지층(7)이 마련되어 있지 않다. 개구부(2)의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 대략 직사각 형상으로 형성되어 있다. 또한, 개구부(2)는 광학 부재(3)의 노출 위치에 따른 위치에 하나 또는 복수 형성되며, 예를 들어 직사각 형상으로 형성된 커버 부재(1)의 대략 중앙부에 하나 형성되어 있다.
또한, 커버 부재(1)의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 평탄한 형상으로 해도 되고, 혹은 도 2에 도시한 바와 같이 일방향으로 만곡된 형상이나, 회전 포물면, 쌍곡 포물면, 그 밖의 2차 곡면 형상으로 해도 되고, 또한 만곡된 형상 및 2차 곡면 형상의 일부에 평탄한 부분을 갖고 있어도 된다.
본 기술은, 개구부를 갖는 커버 부재가 만곡된 형상이나 2차 곡면 형상을 갖고 있어도 개구부를 제외한 영역에 경화 수지층을 형성할 수 있다는 점에 효과를 발휘한다. 따라서, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 형 부재(4)에 대하여 단면 볼록조에 만곡되는 볼록면 형상으로 되어 있어도 되고, 또한, 반대로 도 4에 도시한 바와 같이, 형 부재(4)에 대하여 단면 오목조에 만곡되는 오목면 형상으로 되어 있어도 된다.
또한, 커버 부재의 만곡의 형상이나 두께 등의 치수적인 특성, 탄성 등의 물성은, 사용 목적에 따라 적절히 결정할 수 있다.
또한, 커버 부재(1)는, 외측 연부에 오목부 등의 변형부(8)를 형성해도 된다. 변형부(8)는, 예를 들어 광학 부재(3)에 실장된 플렉시블 기판이나 IC 칩 등의 실장 부품이 대치하는 영역이며, 개구부(2)와 마찬가지로 경화 수지층(7)이 형성되지 않고, 개방시켜 둘 필요가 있는 부위이다. 변형부(8)의 위치나 형상, 개수는, 광학 부재(3)의 실장 부품의 형상, 배치 등에 따라 다양하며, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 커버 부재(1)의 상측 연부의 중앙에 직사각 형상으로 오목해지는 영역으로서 형성되어 있다.
[광학 부재]
광학 부재(3)는, 예를 들어 액정 표시 패널, 유기 EL 표시 패널, 플라스마 표시 패널, 터치 패널 등의 화상 표시 부재를 예시할 수 있다. 여기서, 터치 패널이란, 액정 표시 패널과 같은 표시 소자와 터치 패드의 위치 입력 장치를 조합한 화상 표시·입력 패널을 의미한다. 이러한 광학 부재의 커버 부재측의 표면 형상은 특별히 한정되지 않지만, 평탄한 것이 바람직하다. 또한, 광학 부재의 표면에 편광판이 배치되어 있어도 된다.
[형 부재]
커버 부재(1)와 밀착 적층됨으로써 적층체를 구성하는 형 부재(4)는, 커버 부재(1)의 광학 부재(3)로의 접합면에 밀착 적층됨으로써, 경화성 수지(6)를 충전 가능한 중공의 적층체(5)를 형성하는 것이다. 커버 부재(1)는, 형 부재(4)와의 사이에 충전된 경화성 수지(6)가 경화됨으로써, 광학 부재(3)로의 맞댐면에 경화 수지층(7)이 형성된다.
형 부재(4)는, 탄성 부재에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 형 부재(4)는, 탄성을 구비함으로써, 커버 부재(1)와의 밀착성이 향상됨과 함께, 경화 수지층(7)을 형성한 후에 커버 부재(1)로부터 이형 가능하게 되고, 또한 복원성을 구비하여 반복 사용 가능하게 된다. 이러한 형 부재(4)의 재료로서는, 예를 들어 실리콘 고무재가 적합하다.
형 부재(4)는, 예를 들어 대략 직사각형 판 형상으로 형성되며, 커버 부재(1)의 접합면과 대향되는 주면부(4a)와, 주면부(4a)의 측연부로부터 상승하여, 커버 부재(1)의 접합면에 밀착되는 측벽(10)과, 커버 부재(1)의 개구부(2)에 감합하는 감합 볼록부(11)가 형성되어 있다.
측벽(10)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 커버 부재(1)와의 적층체(5)에 경화성 수지(6)를 주입, 유지 가능하게 주면(4a)을 둘러싸도록 형성되며, 직사각 형상의 주면부(4a)에서는 3개의 측연부에 형성되어 있다. 형 부재(4)는, 커버 부재(1)와 밀착 적층되면, 측벽(10)에 3방향이 둘러싸인 경화성 수지(6)가 충전되는 중공부를 형성한다. 또한 형 부재(4)는, 측벽(10)이 형성되어 있지 않은 일측면에, 적층체(5)의 중공부 내에 경화성 수지(6)를 주입하기 위한 주입구가 되는 개방 단부(9)가 형성되어 있다. 또한, 측벽(10)은, 적층체(5)에 경화성 수지(6)를 주입 가능한 주입구가 되는 개방 단부(9)가 일부에 개방되면, 주면부(4a)의 전체 측연부에 입설되어 있어도 된다. 또한, 측벽(10)은, 커버 부재(1)와 밀착되는 상면이 커버 부재(1)의 면 형상을 따라 적절히 만곡되어, 간극 없이 밀착 가능하게 되어 있다.
형 부재(4)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 측벽(10)의 높이가 적층체(5)의 중공부의 높이가 된다. 즉 형 부재(4)는, 측벽(10)의 높이(H)에 따라, 커버 부재(1)의 접합면에 형성되는 경화 수지층(7)의 두께를 제어할 수 있다.
감합 볼록부(11)는, 주면부(4a)의 개구부(2)에 대응한 위치에 형성되어 있다. 또한, 감합 볼록부(11)는, 개구부(2)의 형상을 따른 볼록형 형상을 갖고, 예를 들어 직사각 형상의 개구부(2)에 감합 가능한 대략 입방체 형상을 이룬다.
또한, 감합 볼록부(11)는, 단면으로 보아 주면부(4a)측의 기초부(11a)로부터 개구부(2)로의 삽입 단부가 되는 선단부(11b)를 향해 외경(W)이 점차 축경되고, 입설 방향의 측면이 테이퍼 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 감합 볼록부(11)는, 주면부(4a)측의 기초부(11a)가 개구부(2)보다도 크고, 선단부(11b)가 개구부(2)보다도 작다. 이에 의해 감합 볼록부(11)는, 개구부(2)로 삽입하기 쉬워짐과 함께, 개구부(2)에 삽입되면 테이퍼 형상의 측면이 개구부(2)의 내측면(2a)에 밀착하여, 간극 없이 감합시킬 수 있다. 따라서, 적층체(5)는, 커버 부재(1)의 개구부(2)의 내측면(2a)에 경화성 수지(6)가 부착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 형 부재(4)는, 커버 부재(1)의 개구부(2)의 수에 따라 감합 볼록부(11)를 하나 또는 복수 형성해도 된다.
또한, 형 부재(4)는, 커버 부재(1)에 형성된 변형부(8)에 감합하고, 커버 부재(1)에 경화 수지층(7)이 형성되지 않는 영역을 만드는 변형 볼록부(12)가 마련되어 있다. 변형 볼록부(12)의 위치나 형상, 개수는, 커버 부재(1)의 변형부(8)의 위치나 형상, 개수 등에 따라 다양하며, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 형 부재(4)의 상측 연부에 직사각 형상으로 돌출되는 볼록부로서 형성되어 있다. 그리고, 형 부재(4)는, 변형 볼록부(12)의 양측이 개방 단부(9)가 되어, 커버 부재(1)에 밀착된 적층체(5)에 있어서 경화성 수지(6)가 주입되는 주입구가 형성된다.
형 부재(4)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 커버 부재(1)의 부착면과 밀착하고, 커버 부재(1)에 경화 수지층(7)이 형성되지 않는 영역을 만드는 밀착 볼록부(15)를 마련해도 된다. 밀착 볼록부(15)는, 예를 들어 대략 입방체 형상을 이루고, 형 부재(4)가 커버 부재(1)에 밀착 적층되면, 커버 부재(1)의 접합면에 맞닿아, 당해 맞닿음 영역에 경화성 수지(6)가 유입되어 경화 수지층(7)이 마련되는 것을 방지한다. 따라서, 커버 부재(1)의 접합면에 형성된 경화 수지층(7)에는, 밀착 볼록부(15)의 밀착면을 따른 형상으로, 경화 수지층(7)이 형성되지 않는 오목부가 형성된다. 그리고, 광학 부재(3)는, 당해 오목부에 대응한 위치에 전자 부품 등이 실장되어, 경화 수지층(7)과의 접촉을 피할 수 있다. 또한, 밀착 볼록부(15)는, 커버 부재(1)의 접합면에 밀착하는 천장면부(15a)가 커버 부재(1)의 접합면의 만곡 형상을 따른 곡면 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 형 부재(4)는, 광투과성을 갖는 것이 바람직하다. 형 부재(4)가 광투과성을 구비함으로써, 후술하는 바와 같이, 적층체(5) 내에 충전되는 경화성 수지(6)로서 광경화성 수지를 사용한 경우, 적층체(5)의 형 부재(4)측으로부터 자외광 등의 경화광을 조사할 수 있으며, 커버 부재(1)에 차광부가 형성된 경우에도 확실하게 경화성 수지(6)를 경화시킬 수 있다.
[경화 수지층]
커버 부재(1)와 광학 부재(3) 사이에 개재되는 경화 수지층(7)은, 예를 들어 광투과성을 갖고, 화상 표시 부재 등의 광학 부재(3)가 표시하는 화상을 시인 가능하다.
경화 수지층(7)을 구성하는 경화성 수지(6)는, 예를 들어 열경화성 수지나 광경화성 수지를 들 수 있다. 광경화성 수지 조성물은 액상이며, 구체적으로는 콘플레이트형 점도계로 0.01 내지 100Pa·s(25℃)의 점도를 나타내는 것이다.
이러한 광경화성 수지 조성물은, 베이스 성분(성분 (가)), 아크릴레이트계 모노머 성분(성분 (나)), 가소제 성분(성분 (다)) 및 광중합 개시제(성분 (라))를 함유하는 것을 바람직하게 예시할 수 있다.
<성분 (가)>
성분 (가)의 베이스 성분은, 광투과성 경화 수지층의 막 형성 성분이며, 엘라스토머 및 아크릴계 올리고머 중 적어도 어느 한쪽을 함유하는 성분이다. 양자를 성분 (가)로서 병용해도 된다.
엘라스토머로서는, 바람직하게는 아크릴산에스테르가 공중합체를 포함하는 아크릴 공중합체, 폴리부텐, 폴리올레핀 등을 바람직하게 들 수 있다. 또한, 이 아크릴산에스테르 공중합체의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 5000 내지 500000이며, 폴리부텐의 반복수 n은 바람직하게는 10 내지 10000이다.
한편, 아크릴계 올리고머로서는, 바람직하게는 폴리이소프렌, 폴리우레탄, 폴리부타디엔 등을 골격에 갖는 (메트)아크릴레이트계 올리고머를 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」라는 용어는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 포함한다.
폴리이소프렌 골격의 (메트)아크릴레이트 올리고머의 바람직한 구체예로서는, 폴리이소프렌 중합체의 무수 말레산 부가물과 2-히드록시에틸메타크릴레이트의 에스테르화물(UC102(폴리스티렌 환산 분자량 17000), (주)쿠라레; UC203(폴리스티렌 환산 분자량 35000), (주)쿠라레; UC-1(분자량 약 25000), (주)쿠라레) 등을 들 수 있다.
또한, 폴리우레탄 골격을 갖는 (메트)아크릴계 올리고머의 바람직한 구체예로서는, 지방족 우레탄 아크릴레이트(EBECRYL230(분자량 5000), 다이셀·사이텍사; UA-1, 라이트 케미컬사) 등을 들 수 있다.
폴리부타디엔 골격의 (메트)아크릴레이트계 올리고머로서는, 공지된 것을 채용할 수 있다.
<성분 (나)>
성분 (나)의 아크릴계 모노머 성분은, 광학 장치의 제조 공정에 있어서, 광경화성 수지 조성물에 충분한 반응성 및 도포성 등을 부여하기 위해 반응성 희석제로서 사용되고 있다. 이러한 아크릴계 모노머로서는, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한, 광경화성 수지 조성물 중의 성분 (가)의 베이스 성분과 성분 (나)의 아크릴계 모노머 성분의 합계 함유량은, 바람직하게는 25 내지 85질량％이다.
<성분 (다)>
성분 (다)의 가소제 성분은, 경화 수지층에 완충성을 부여함과 함께, 광경화성 수지 조성물의 경화 수축률을 저감시키기 위해 사용되며, 자외선의 조사에서는 성분 (가)의 아크릴레이트계 올리고머 성분 및 성분 (나)의 아크릴레이트계 모노머 성분과 반응하지 않는 것이다. 이러한 가소제 성분은, 고체의 점착 부여제 (1)과 액상 오일 성분 (2)를 함유한다.
고형의 점착 부여제 (1)로서는, 테르펜 수지, 테르펜페놀 수지, 수소 첨가 테르펜 수지 등의 테르펜계 수지, 천연 로진, 중합 로진, 로진 에스테르, 수소 첨가 로진 등의 로진 수지, 테르펜계 수소 첨가 수지를 들 수 있다. 또한, 상술한 아크릴레이트계 모노머를 미리 저분자 폴리머화한 비반응성의 올리고머도 사용할 수 있으며, 구체적으로는 부틸아크릴레이트와 2-헥실아크릴레이트 및 아크릴산의 공중합체나 시클로헥실아크릴레이트와 메타크릴산의 공중합체 등을 들 수 있다.
액상 오일 성분 (2)로서는, 폴리부타디엔계 오일 또는 폴리이소프렌계 오일 등을 함유할 수 있다.
또한, 광경화성 수지 조성물 중의 성분 (다)의 가소제 성분의 함유량은, 바람직하게는 10 내지 65질량％이다.
<성분 (라)>
성분 (라)의 광중합 개시제로서는, 공지된 광 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 1-히드록시-시클로헥실페닐케톤(이르가큐어 184, 시바 스페셜티 케미컬즈사), 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피로닐)벤질]페닐}-2-메틸-1-프로판-1-온(이르가큐어 127, 시바 스페셜티 케미컬즈사), 벤조페논, 아세토페논 등을 들 수 있다.
이러한 광중합 개시제는, 성분 (가)의 베이스 성분 및 성분 (나) 아크릴계 모노머 성분의 합계 100질량부에 대하여, 지나치게 적으면 자외선 조사시에 경화 부족이 되고, 지나치게 많으면 개열에 의한 아웃 가스가 늘어나 발포하여 문제가 발생하는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 0.1 내지 5질량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 3질량부이다.
또한, 광경화성 수지 조성물은, 분자량의 조정을 위해 연쇄 이동제를 함유할 수 있다. 예를 들어, 2-머캅토에탄올, 라우릴머캅탄, 글리시딜머캅탄, 머캅토아세트산, 티오글리콜산2-에틸헥실, 2,3-디메틸캅토-1-프로판올, α-메틸스티렌 다이머 등을 들 수 있다.
또한, 광경화성 수지 조성물은, 또한, 필요에 따라, 실란 커플링제 등의 접착 개선제, 산화 방지제 등의 일반적인 첨가제를 함유할 수 있다. 또한, 광경화성 수지 조성물의 성분 (가) 내지 (라)에 관하여, 성분 (나) 및 (다)를 궁리하면, 성분 (가)를 사용하지 않아도 된다.
[제조 공정]
이어서, 광학 장치의 제조 공정에 대하여 설명한다.
[공정 A]
우선, 도 7, 도 3에 도시한 바와 같이, 커버 부재(1)에 형 부재(4)를 밀착 적층하여, 중공의 적층체(5)를 형성한다. 적층체(5)는, 예를 들어 도시하지 않은 한 쌍의 판 형상체에 의해 커버 부재(1)와 형 부재(4)의 양 외측이 협지됨으로써 밀착 적층된다.
적층체(5)는, 형 부재(4)의 측벽(10)이 커버 부재(1)의 접합면에 밀착함으로써, 외측 연부에 한 변이 개방된 중공부가 형성되어 있다. 또한, 적층체(5)는, 커버 부재(1)에 형성된 개구부(2)에 형 부재(4)의 감합 볼록부(11)가 감합한다. 적층체(5)는, 형 부재(4)가 실리콘 고무 등의 탄성체에 의해 형성됨으로써, 커버 부재(1)의 접합면에 간극 없이 밀착되고, 액상의 경화성 수지(6)의 누설을 방지할 수 있으며, 또한 개구부(2)의 내측면(2a)에도 감합 볼록부(11)가 밀착하여, 경화성 수지(6)의 부착이 방지되어 있다.
또한, 커버 부재(1)에 변형부(8)가 형성되고, 형 부재(4)에 당해 변형부(8)에 감합하는 변형 볼록부(12)가 형성되어 있는 경우에는, 당해 변형부(8)에 변형 볼록부(12)가 감합으로써, 경화성 수지(6)의 부착이 방지되어 있다.
[공정 B]
이어서, 도 8, 도 9에 도시한 바와 같이, 디스펜서(13) 등에 의해, 액상의 경화성 수지(6)를 적층체(5)의 개방 단부(9)로부터 주입하여, 중공부 내에 충전한다. 이때, 적층체(5)는, 개방 단부(9)가 연직 상향이 되도록 지지되어, 액상의 경화성 수지(6)를 주입, 충전 가능하게 되어 있다.
[공정 C]
이어서, 도 10에 도시한 바와 같이, 적층체(5) 내에 충전된 경화성 수지(6)를 경화시켜, 도 11에 도시한 바와 같이, 커버 부재(1)의 접합면에 경화 수지층(7)을 형성한다. 구체적으로, 경화성 수지(6)로서 광경화성 수지를 사용한 경우에는, 경화성 수지(6)에 대하여 자외선 UV를 조사하여 경화시켜 경화 수지층(7)을 형성한다.
여기서, 형 부재(4)가 광투과성을 구비하고 있는 경우, 적층체(5) 내에 충전된 광경화성의 경화성 수지(6)에 대하여, 적층체(5)의 형 부재(4)측으로부터 자외광 등의 경화광을 조사할 수 있다. 따라서, 커버 부재(1)에 차광부가 형성되어 있는 경우에도 확실하게 경화성 수지(6)를 경화시킬 수 있다.
또한, 적층체(5)의 커버 부재(1)측으로부터, 혹은 커버 부재(1)측 및 형 부재(4)측으로부터, 경화광을 조사함으로써 경화성 수지(6)를 경화시켜도 되는 것은 물론이다.
경화성 수지(6)는, 적어도 형 부재(4)를 커버 부재(1)로부터 박리했을 때에 경화 수지층(7)의 형상이 유지되어 있을 정도로 경화될 필요가 있다. 이러한 경화도는, 경화성 수지(6)의 경화율(겔 분율)이 바람직하게는 10 내지 90％, 보다 바람직하게는 40 내지 90％가 되는 레벨이다. 또한, 경화율(겔 분율)이란, 자외선 조사 전의 광경화성의 경화성 수지(6) 중의 (메트)아크릴로일기의 존재량에 대한 자외선 조사 후의 (메트)아크릴로일기의 존재량의 비율(소비량 비율)로 정의되는 수치이며, 이 수치가 클수록 경화가 진행되어 있는 것을 나타낸다.
또한, 경화율(겔 분율)은, 자외선 조사 전의 수지 조성물층의 FT-IR 측정 차트에 있어서의 베이스 라인으로부터의 1640 내지 1620cm-1의 흡수 피크 높이(hx)와, 자외선 조사 후의 수지 조성물층의 FT-IR 측정 차트에 있어서의 베이스 라인으로부터의 1640 내지 1620cm-1의 흡수 피크 높이(hy)를, 이하의 수식에 대입함으로써 산출할 수 있다.
경화율(％)={(hx-hy)/hx}×100
자외선의 조사에 관하여, 경화율(겔 분율)이 바람직하게는 10 내지 80％가 되도록 가경화시키는 것이 가능한 한, 광원의 종류, 출력, 누적 광량 등은 특별히 제한은 없으며, 공지된 자외선 조사에 의한 (메트)아크릴레이트의 광 라디칼 중합 프로세스 조건을 채용할 수 있다.
또한, 자외선 조사 조건에 관하여, 상술한 경화율의 범위 내에 있어서, 후술하는 공정 (E)의 접합 공정에 있어서의 접합 조작시, 적어도 경화 수지층(7)의 드리핑이나 변형이 발생하지 않는 조건을 선택한다. 이러한 드리핑이나 변형이 발생하지 않는 조건을 점도로 표현하면, 20Pa·S 이상(콘플레이트 레오미터, 25℃, 콘 및 플레이트 C35/2, 회전수 10rpm)이 된다.
물론, 경화성 수지(6)를 본 경화시킴으로써 경화 수지층(7)을 형성해도 된다. 경화성 수지(6)의 경화도는, 경화성 수지의 물성이나 충전 조건, 후술하는 광학 부재(3)와의 접합 공정의 조건 등의 각종 조건, 환경에 따라 적절히 설정된다.
또한, 경화성 수지(6)로서 열경화성 수지를 사용한 경우에는, 적층체(5)를 가열 처리함으로써, 경화성 수지(6)를 경화시켜 경화 수지층(7)을 형성한다.
[공정 D]
이어서, 형 부재(4)를 커버 부재(1)로부터 박리한다. 형 부재(4)는, 실리콘 고무 등의 탄성체를 사용하여 형성함으로써 용이하게 커버 부재(1)로부터 박리할 수 있으며, 또한 복원성을 구비하고 있기 때문에, 반복 사용할 수 있다. 또한, 커버 부재(1)에는 접합면에 경화 수지층(7)이 형성되어 있다. 도 12에 도시한 바와 같이, 경화 수지층(7)은, 형 부재(4)의 측벽(10)의 높이에 따른 두께를 갖는다. 또한, 커버 부재(1)는, 감합 볼록부(11)가 감합되어 있었던 개구부(2) 및 개구부(2)의 내측면(2a)에는 경화 수지층(7)은 부착되어 있지 않다. 마찬가지로, 커버 부재(1)는, 변형 볼록부(12)가 감합되어 있었던 변형부(8)의 내측면에도 경화 수지층(7)은 부착되어 있지 않다. 또한, 커버 부재(1)는, 형 부재(4)에 밀착 볼록부(15)가 형성되어 있는 경우에는, 당해 밀착 볼록부(15)가 밀착된 영역에도 경화 수지층(7)이 형성되어 있지 않다.
[공정 E]
이어서, 도 13에 도시한 바와 같이, 커버 부재(1)의 경화 수지층(7)과 광학 부재(3)와 접합한다. 이에 의해 광학 장치(30)가 형성된다. 커버 부재(1)와 광학 부재(3)의 접합 공정은, 공지된 압착 장치를 사용하여, 소정의 온도, 압력으로 가압함으로써 행할 수 있다. 또한, 이 접합 공정은, 경화 수지층(7)이나, 광학 부재(3) 및 커버 부재(1)의 각 계면에 기포가 들어가지 않도록 하기 위해, 소위 진공 접합법으로 적층을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 접합 공정 후에, 커버 부재(1)와 광학 부재(3)의 접합물에 공지된 가압 탈포 처리(처리 조건예: 0.2 내지 0.8MPa, 25 내지 60℃, 5 내지 20min)를 행해도 된다.
[공정 F]
또한, 상기 공정 C에 있어서 경화성 수지(6)를 가경화시킨 경우에는, 커버 부재(1)와 광학 부재(3)를 접합한 후, 또한 경화 수지층(7)을 본 경화시키는 처리를 행한다. 본 공정에 있어서 본 경화시킴으로써, 경화 수지층(7)을 충분히 경화시켜, 광학 부재(3)와 커버 부재(1)를 접착하여 적층하기 위함이다. 이러한 본 경화의 레벨은, 경화 수지층(7)의 경화율(겔 분율)이 바람직하게는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상이 되는 레벨이다.
이와 같이, 본 기술이 적용된 제조 공정에 의하면, 커버 부재(1)와 형 부재(4)의 적층체(5)의 중공부에 경화성 수지(6)를 충전, 경화시킴으로써, 일부에 개구부(2)가 형성된 커버 부재(1)나, 경화성 수지가 공급되는 면이 볼록 형상으로 만곡되는 커버 부재(1)에 대해서도, 형 부재(4)의 주면부(4a)나 측벽(10)의 치수에 따라 예를 들어 평탄화된 대략 균일한 경화 수지층(7)을 형성할 수 있다.
[광학 장치(30)]
광학 장치(30)는, 개구부(2)와 광학 부재(3) 사이에 경화 수지층(7)이 형성되지 않고, 개구부(2)를 통해 광학 부재(3)가 직접 외측으로 노출되어 있다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 광학 장치(30)는, 개구부(2)에 면하는 위치에는, 예를 들어 스위치 기구 등의 광학 부재(3) 이외의 부품(14)이 마련되어 있어도 된다. 이들의 경우, 광학 장치(30)는, 광학 부재(3)에 마련되어 있는 각종 기구의 부품(14)이나 광학 부재(3)의 화상 등을, 개구부(2)를 통해 직접 외측으로 노출시킬 수 있으며, 다양화되는 광학 장치(30)의 의장성이나 조작성에 대응할 수 있다.
1: 커버 부재
2: 개구부
2a: 내측면
3: 광학 부재
4: 형 부재
4a: 주면부
5: 적층체
6: 경화성 수지
7: 경화 수지층
8: 변형부
10: 측벽
11: 감합 볼록부
12: 변형 볼록부
13: 디스펜서
30: 광학 장치
2: 개구부
2a: 내측면
3: 광학 부재
4: 형 부재
4a: 주면부
5: 적층체
6: 경화성 수지
7: 경화 수지층
8: 변형부
10: 측벽
11: 감합 볼록부
12: 변형 볼록부
13: 디스펜서
30: 광학 장치
Claims (14)
- 개구부를 갖는 커버 부재에, 상기 개구부에 감합하는 감합 볼록부를 갖는 형 부재를, 상기 개구부에 상기 감합 볼록부가 감합하도록 밀착 적층하여, 경화성 수지가 충전 가능한 중공의 적층체를 형성하고,
상기 적층체의 중공부에 상기 경화성 수지를 충전하고,
상기 경화성 수지를 경화시켜 상기 커버 부재에 경화 수지층을 형성하고,
상기 형 부재를 상기 커버 부재로부터 박리하고,
상기 경화 수지층과 광학 부재와 접합하는 광학 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 광학 부재는, 화상 표시 패널 또는 터치 패널인 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형 부재는 탄성 부재인 광학 장치의 제조 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 형 부재는 실리콘 고무재인 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형 부재는, 상기 커버 부재와의 거리를 조정하는 벽부가 형성되어 있는 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형 부재는, 상기 적층체의 상기 중공부에 상기 경화성 수지를 주입하기 위한 개방 단부가 형성되어 있는 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커버 부재는, 상기 형 부재에 대하여 오목면 가공되어 있는 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커버 부재는, 상기 형 부재에 대하여 볼록면 가공되어 있는 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 부재를 접합한 후, 또한 상기 경화 수지층을 경화시키는 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 경화성 수지는 광경화성 수지이며,
상기 커버 부재의 전면측 또는 상기 형 부재의 배면측으로부터, 경화광을 조사하여 경화 수지층을 형성하여 이루어지는 광학 장치의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감합 볼록부는, 상기 개구부로의 삽입 단부를 향해 외경이 점차 작아지는 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형 부재는, 상기 커버 부재의 표면과 밀착하고, 상기 커버 부재에 상기 경화 수지층이 형성되지 않는 영역을 만드는 밀착 볼록부가 마련되어 있는 광학 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형 부재는, 상기 커버 부재의 외측 연부에 형성된 변형부에 감합하고, 상기 커버 부재에 상기 경화 수지층이 형성되지 않는 영역을 만드는 변형 볼록부가 마련되어 있는 광학 장치의 제조 방법.
- 개구부를 갖는 커버 부재와,
광학 부재와,
상기 커버 부재와 광학 부재 사이에 적층된 경화 수지층을 갖고,
상기 개구부와 상기 광학 부재 사이에는 상기 경화 수지층이 형성되어 있지 않은 광학 장치.
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| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |