(57)【要約】      （修正有）【課題】光学部材の取付けを簡便に行うことができる屈曲性評価装置を提供する。【解決手段】屈曲性評価装置１０は、光学部材の屈曲性を評価するための装置であって、第１支持体１１と、第２支持体と、屈曲用治具１３と、を備え、第１支持体、第２支持体および屈曲用治具はそれぞれ、光学部材２０を支持する第１支持面１１ａ、第２支持面および第３支持面１３ａを有し、第１支持面および第３支持面は、光学部材をセットするときに同一平面を形成するように配置され、第１支持体および屈曲用治具はそれぞれ、光学部材を保持する第１固定部１１ｂおよび第２固定部１３ｂを有し、屈曲用治具は、保持した光学部材を折り返して屈曲できるように可動性であり、第２支持体は、第２支持面が第１支持面上で屈曲された光学部材に接しながら第１支持面に対し平行となるように配置され、第１支持体は、第１支持面が第２支持面に対し平行にスライド移動する。【選択図】図１
0003232134.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光学部材の屈曲性を評価するための装置であって、
第１支持体と、第２支持体と、屈曲用治具と、を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記屈曲用治具はそれぞれ、前記光学部材を支持する第１支持面、第２支持面および第３支持面を有し、
前記第１支持面および前記第３支持面は、前記光学部材をセットするときに同一平面を形成するように配置され、
前記第１支持体および前記屈曲用治具はそれぞれ、前記光学部材を保持する第１固定部および第２固定部を有し、
前記屈曲用治具は、保持した前記光学部材を折り返して屈曲できるように可動性であり、
前記第２支持体は、前記第２支持面が前記第１支持面上で屈曲された前記光学部材に接しながら第１支持面に対し平行となるように配置され、
前記第１支持体は、前記第１支持面が前記第２支持面に対し平行にスライド移動する、屈曲性評価装置。
【請求項２】
前記第１支持体の移動方向に平行な方向の両側に、屈曲半径調節治具が配置される、請求項１に記載の屈曲性評価装置。
【請求項３】
前記第１支持体をスライド移動させるための機構をさらに備える、請求項１又は２に記載の屈曲性評価装置。
【請求項４】
前記光学部材は、タフネス変化が０．８以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の屈曲性評価装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学部材の屈曲性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屈曲性評価装置として、試料の第１側を可動式の本体部に取付け、試料を屈曲させた後、試料の第２側を加圧部に取り付けて屈曲させた状態で本体部を繰り返しスライド移動させる装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−８４５６９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の屈曲性評価装置では、光学部材を屈曲性評価装置の支持体に取付けることが困難であった。このため、光学部材が比較的柔らかい場合、屈曲試験を行う屈曲半径を正確に設定して支持体に取付けることができない場合があった。また、光学部材が比較的硬い場合、光学部材を取付けるときに割れが生じる場合があった。さらに、屈曲半径が小さい場合には、光学部材を支持体に取付けることができない場合があった。
【０００５】
本考案は、光学部材の取付けを簡便に行うことができる屈曲性評価装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、以下の光学部材の屈曲性評価装置を提供する。
［１］  光学部材の屈曲性を評価するための装置であって、
第１支持体と、第２支持体と、屈曲用治具と、を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記屈曲用治具はそれぞれ、前記光学部材を支持する第１支持面、第２支持面および第３支持面を有し、
前記第１支持面および前記第３支持面は、前記光学部材をセットするときに同一平面を形成するように配置され、
前記第１支持体および前記屈曲用治具はそれぞれ、前記光学部材を保持する第１固定部および第２固定部を有し、
前記屈曲用治具は、保持した前記光学部材を折り返して屈曲できるように可動性であり、
前記第２支持体は、前記第２支持面が前記第１支持面上で屈曲された前記光学部材に接しながら第１支持面に対し平行となるように配置され、
前記第１支持体は、前記第１支持面が前記第２支持面に対し平行にスライド移動する、屈曲性評価装置。
［２］  前記第１支持体の移動方向に平行な方向の両側に、屈曲半径調節治具が配置される、［１］に記載の屈曲性評価装置。
［３］  前記第１支持体をスライド移動させるための機構をさらに備える、［１］又は［２］に記載の屈曲性評価装置。
［４］  前記光学部材は、タフネス変化が０．８以上である、［１］〜［３］のいずれかに記載の屈曲性評価装置。
【考案の効果】
【０００７】
本考案は、光学部材の取付けを簡便に行うことができる屈曲性評価装置を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】屈曲性評価装置に光学部材をセットしたときの横断面図である。
【図２】屈曲性評価装置に光学部材をセットしたときの正面図である。
【図３】屈曲性評価装置に光学部材をセットしたときの上面図である。
【図４】光学部材を固定したときの第２固定部の横断面図である。
【図５】光学部材を屈曲したときの屈曲性評価装置の横断面図である。
【図６】光学部材を屈曲したときの屈曲性評価装置の正面図である。
【図７】光学部材を屈曲したときの屈曲性評価装置の上面図である。
【図８】第２支持体を取り付けたときの屈曲性評価装置の横断面図である。
【図９】第２支持体を取り付けたときの屈曲性評価装置の正面図である。
【図１０】第２支持体を取り付けたときの屈曲性評価装置の上面図である。
【図１１】屈曲性評価を説明する横断面図である。
【図１２】屈曲性評価を説明する上面図である。
【図１３】屈曲性評価を説明する横断面図である。
【図１４】屈曲性評価を説明する上面図である。
【図１５】本考案のスライド式評価装置および折りたたみ式評価装置の光学部材にかかる応力状態を模式的に示す断面図である。
【図１６】光学部材に生じた疲労部を比較するための図である。
【図１７】タフネスを説明するための応力−ひずみ曲線の例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本考案の実施形態を説明するが、本考案は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の全ての図面においては、各構成要素を理解し易くするために縮尺を適宜調整して示しており、図面に示される各構成要素の縮尺と実際の構成要素の縮尺とは必ずしも一致しない。
【００１０】
＜屈曲性評価装置＞
本考案に係る光学部材の屈曲性評価装置（以下、簡略化のため装置ともいう）は、光学部材の屈曲性を評価するための装置であって、第１支持体と、第２支持体と、屈曲用治具と、を備え、第１支持体、第２支持体および屈曲用治具はそれぞれ、光学部材を支持する第１支持面、第２支持面および第３支持面を有し、第１支持面および第３支持面は、光学部材をセットするときに同一平面を形成するように配置され、第１支持体および屈曲用治具はそれぞれ、光学部材を保持する第１固定部および第２固定部を有し、屈曲用治具は、保持した光学部材を折り返して屈曲できるように可動性であり、第２支持体は、第２支持面が第１支持面上で屈曲された光学部材に接しながら第１支持面に対し平行となるように配置され、第１支持体は、第１支持面が第２支持面に対し平行にスライド移動する。
【００１１】
本考案に係る装置について図１〜図３を参照しながら説明する。図１に示す装置１０は、光学部材がセットされた状態を示す。図２および図３はそれぞれ、図１に示す状態での装置１０の正面図および上面図である。装置１０は、第１支持体１１および屈曲用治具１３を備える。第１支持体１１および屈曲用治具１３はそれぞれ、光学部材２０を支持する第１支持面１１ａおよび第３支持面１３ａを有する。光学部材２０は、第１支持面１１ａおよび第３支持面１３ａが形成する同一平面上において、第１固定部１１ｂおよび第２固定部１３ｂにおいて保持される。屈曲用治具１３は、光学部材２０の片側を保持して屈曲させ易くする機能を有することができる。屈曲用治具１３は、光学部材２０をセットするとき、第１支持体１３の第１固定部１３ｂとは反対の端部側に配置される。
【００１２】
光学部材２０は、屈曲軸に平行な端部の両側をそれぞれ第１固定部１１ｂおよび第２固定部１３ｂにおいて固定されることができる。光学部材２０の固定には、例えば両面テープ等を用いることができる。両面テープを用いる場合、第１固定部１１ｂおよび第２固定部１３ｂにクランプパッドなどを設けることなく光学部材２０を固定することができる。両面テープを用いる場合、図４に示すように、第１支持体１１および屈曲用治具１３は、第１支持面１１ａおよび第３支持面１３ａに段差が生じないように両面テープ１４の厚みを考慮して配置される。両面テープ１４の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であってよい。また、第３支持面１３ａの長さ１３ｃは、例えば１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であってよい。
【００１３】
図５〜図７に示すように、光学部材２０を第１支持面１１ａおよび第３支持面１３ａに固定した後、屈曲用治具１３を移動させて、保持した光学部材２０を折り返して屈曲させる。図６および図７はそれぞれ、図５に示す状態での装置１０の正面図および上面図である。
【００１４】
次いで、図８〜図１０に示すように、折り返して屈曲させた光学部材２０上に第２支持体１２をセットする。第２支持面１２ａおよび第３支持面１３ａは、第２支持体１２をセットしたときに、同一平面を形成している。図９および図１０はそれぞれ、図８に示す状態での装置１０の正面図および上面図である。第２支持体１２は、第１支持体１１上に屈曲して載置された光学部材２０を上側から支持して屈曲状態を維持する機能を有することができる。これにより、光学部材２０が比較的柔らかい場合や光学部材２０が比較的硬い場合でも、光学部材２０を簡単に屈曲状態にすることができ、屈曲試験を行う屈曲半径を正確に設定し易くすることができる。屈曲用治具１３と第２支持体１２とは互いに接合して固定するための機構、例えばネジにより固定するためのネジ穴や、嵌め合い可能な凹凸構造を有することができる。第２支持体１２は、光学部材をセットするために取付けたり取外したりすることが可能である。
【００１５】
屈曲半径の調節は、図８中に示す矢印の方向に第２支持体１２を上下に移動させることにより行うことができる。また、図示されていないが、第１支持体１１の移動方向に平行な方向の両側に屈曲半径調節治具を備えていてもよい。屈曲用治具１３と第２支持体１２とを屈曲半径調節治具上に設置することにより、屈曲半径を調節し易くすることが可能となる。
【００１６】
第１支持体１１および第２支持体１２はいずれも板状であることができる。第１支持体１１、第２支持体１２および屈曲用治具１３は、例えば金属、樹脂、ガラス、天然石、およびこれらの組合わせからできていてよい。
【００１７】
第１支持面１１ａ、第２支持面１２ａおよび第３支持面１３ａは、光学部材２０が損傷しないように平滑であってもよいし、光学部材２０と第１支持体１１との間に空気が介在しないように溝が形成されていてもよい。第１支持面１１ａ、第２支持面１２ａおよび第３支持面１３ａは、帯電防止処理が施されていてもよい。
【００１８】
図１１〜図１４に示すように、装置１０は、第２支持体１２を光学部材２０を載置した第１支持体１１が矢印の方向に交互に移動して繰返し往復運動することにより光学部材２０の屈曲性評価を行うスライド式評価装置である。第２支持面１２ａおよび第３支持面１３ａは、往復運動をしているときに、同一平面を形成している。図１２および図１４はそれぞれ、図１１および図１３に示す状態での装置１０の上面図である。
【００１９】
装置１０は、第１支持体１１をスライド移動させるための機構をさらに備えることができる。上記機構は、例えばガイドおよび駆動部から構成されることができる。ガイドは、例えば、第１支持体１１下部に配置されるレール等であることができる。駆動部は、例えば油圧アクチュエーター、ラックピニオンアクチュエータ、線形可変差動変圧器等のトランスデューサーであることができる。駆動部は、ガイドに沿って第１支持体１１を繰り返し、一定間隔で往復運動させることができる。
【００２０】
第１支持体１１と屈曲用治具１３とに両端が固定されて配置された光学部材２０は、第１支持体１１が繰返し往復移動することにより、短時間で広い範囲に応力がかけられることとなる。
【００２１】
図１５は、本考案のスライド式評価装置と、光学部材を支持する支持体を２つ折りにすることにより光学部材を屈曲する折りたたみ式評価装置とを比較した場合の光学部材にかかる応力状態を比較して説明するための模式的断面図である。図１５は、スライド式評価装置および折りたたみ式評価装置において、１秒間に１回の往復運動により光学部材に応力が掛かる場合を比較したものである。
【００２２】
図１５に示されるように、折りたたみ式評価装置では、屈曲後、応力が緩和され、応力がかからない状態が存在するのに対し（時間０秒および１秒）、本考案のスライド式評価装置は、光学部材に絶えず応力を掛けることが可能である。このため、本考案のスライド式評価装置は、折りたたみ式評価装置に比べ屈曲寿命を評価する時間を短縮することが可能となる。
【００２３】
また、図１５に示されるように、折りたたみ式評価装置では、光学部材の屈曲軸にのみ応力がかけられるのに対し、本考案のスライド式評価装置では、第１支持体の移動により屈曲する場所が変化するため広い範囲にわたり応力をかけることができる。このため、本考案のスライド式評価装置により試験された光学部材には屈曲による疲労部が広範囲に生じるため、後述する応力−ひずみ曲線の作成が可能となる。図１６は、本考案のスライド式評価装置および折りたたみ式評価装置により試験を行った後の光学部材（ポリイミドフィルム、厚み５０μｍ）に生じた疲労部を示す。図１６に示されるように、本考案のスライド式評価装置によれば広い範囲に疲労部が生じる。
【００２４】
屈曲試験を行う屈曲半径は、例えば０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることができる。
【００２５】
光学部材２０にクラックが生じるまでの第１支持体１１の往復運動の回数をカウントすることにより光学部材２０の屈曲寿命を評価することができる。往復運動の回数は、例えば１回以上１０００万回以下であることができる。
【００２６】
第１支持体１１を移動させる距離（往路または復路の距離）は、例えば１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることができる。
【００２７】
第１支持体１１を移動させる速度は、例えば１０ｍｍ／秒以上５００ｍｍ／秒以下であることができる。
【００２８】
第１支持体１１の往復運動の周期は、例えば０．１秒以上１０秒以下であることができる。
【００２９】
光学部材は、例えば方形形状であってよく、好ましくは長辺と短辺とを有する方形形状であり、より好ましくは長方形である。光学部材が長方形である場合、長辺の長さは、例えば５．０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であってよく、短辺の長さは、例えば５ｍｍ以上８００ｍｍ以下であってよい。
【００３０】
光学部材の厚みは、例えば１０μｍ以上１ｍｍ以下であることができる。
【００３１】
光学部材は、単層構造であっても多層構造であってもよい。光学部材は、例えば画像表示装置用光学部材であってよく、フレキシブルディスプレイ用光学部材であることもできる。光学部材が単層構造である場合、光学部材は、例えば樹脂フィルム、ガラスフィルム、薄型ガラス（「薄型」とは厚みが１００μｍ以下であることを意味する。）、液晶硬化層等であることができる。光学部材が多層構造である場合、光学部材は、例えばハードコート層付前面板、直線偏光板、円偏光板、位相差層積層体、タッチセンサパネル、フレキシブルディスプレイ等が挙げられる。また、光学部材は有機膜および無機膜を有していてもよい。
【００３２】
樹脂フィルムとしては、熱可塑性樹脂フィルムであってよく、例えばトリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリ（メタ）アクリル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリメチル（メタ）アクリレート、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、ポリアミドイミド等の高分子で形成されたフィルム等が挙げられる。これらの高分子が単独で又は２種以上混合してできた樹脂フィルムであってもよい。
【００３３】
光学部材は、タフネス変化が例えば０．８以上であることができる。タフネス変化は、本考案の装置により２万回の往復運動を行う試験における試験前のタフネスに対する試験後のタフネスの割合である。タフネスは、光学部材の応力−ひずみ曲線の原点から破断点までの積分値を意味する。タフネスは、光学部材が破断するまでに要するエネルギーに相当する。応力−ひずみ曲線は、高分子材料を含む光学部材の引張実験により、光学部材に加えられた応力と、この応力に対応して示される光学部材のひずみとの間の関係を示すグラフである。応力−ひずみ曲線とは、高分子材料のひずみの増加によって、要求される応力の大きさの変化を示す曲線と言える。光学部材のタフネス変化で積層体屈曲寿命を予測することができる。
【００３４】
図１７は、タフネスを説明するための応力−ひずみ曲線の例を示す図である。ｘ軸はひずみ（％）を示し、ｙ軸はひずみによる応力（ＭＰａ）を示す。タフネスは、初期から破断点までの間における応力−ひずみ曲線の下側の面積である。すなわち、図１７において、タフネスは、初期から破断点までの応力−ひずみ曲線と、応力−ひずみ曲線における破断点から横軸に下ろした垂線と、初期から破断点までの横軸とで囲まれた斜線部分の面積で示される。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により本考案をさらに詳細に説明する。
【００３６】
＜実施例１＞
光学部材としてポリイミド樹脂フィルム（厚み５０μｍ）を準備した。ＣＯ２レーザーを用いて評価用サンプル（長辺１５０ｍｍ、短辺７０ｍｍ）を切り出し、両面にポリエチレン製プロテクトフィルム（厚み３０μｍ）を貼合した。
次に、図１に示すように、評価用サンプルの短辺側の端部の両方に両面テープを貼り、端部の一方を第１支持体１１の第１支持面１１ａに貼合し、光学部材に撓みやひずみが生じないように他方を屈曲用治具１３の第３支持面１３ａに貼合した。第１支持面１１ａと第３支持面１３ａとは同一平面を形成していた。
その後、図５および図８に示すように、屈曲用治具１３を持ち上げ、光学部材を折り返して屈曲させて、第２支持体１２をセットした。このとき、光学部材の屈曲半径が２ｍｍとなるように第２支持体１２の高さを調節した。第２支持面１２ａと第３支持面１３ａとは同一平面を形成していた。本考案の装置によれば、光学部材の取付けを簡便に行うことができた。以下の条件にて屈曲試験を行った。
第１支持体の移動距離（往路および復路それぞれの距離）：８０ｍｍ
第１支持体の移動速度：１６０ｍｍ／秒
上記屈曲試験により、評価用サンプルは、往復回数２万回でクラックの発生を確認することができた。また、評価試験後の評価用サンプルにおいて、移動方向に平行な方向に４０ｍｍ、幅方向に７０ｍｍの大きさの疲労部を有することが確認された。この疲労部が生じた評価用サンプルから応力−ひずみ曲線を作成し、タフネス変化が０．７５であることが算出できた。
【００３７】
＜実施例２〜４＞
表１に示す光学部材を用いたこと以外は実施例１と同様にして屈曲試験を行った。表１に示すように、実施例２〜４のいずれにおいても、屈曲寿命、応力−ひずみ曲線、タフネス変化を求めることができた。
【００３８】
【表１】
0003232134.tif 000003
【符号の説明】
【００３９】
１０  屈曲性評価装置、１１  第１支持体、１１ａ  第１支持面、１１ｂ  第１固定部、１２  第２支持体、１２ａ  第２支持面、１３  屈曲用治具、１３ａ  第３支持面、１３ｂ  第２固定部、１３ｃ  長さ、１４  両面テープ、２０  光学部材
【図１】
0003232134.tif 000004
【図２】
0003232134.tif 000005
【図３】
0003232134.tif 000006
【図４】
0003232134.tif 000007
【図５】
0003232134.tif 000008
【図６】
0003232134.tif 000009
【図７】
0003232134.tif 000010
【図８】
0003232134.tif 000011
【図９】
0003232134.tif 000012
【図１０】
0003232134.tif 000013
【図１１】
0003232134.tif 000014
【図１２】
0003232134.tif 000015
【図１３】
0003232134.tif 000016
【図１４】
0003232134.tif 000017
【図１５】
0003232134.tif 000018
【図１６】
0003232134.tif 000019
【図１７】
0003232134.tif 000020