(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが１００μｍ以下の薄ガラスを製造する薄ガラス製造工程と、
該薄ガラスの片面または両面に光学フィルムを積層する積層工程とを含み、
該薄ガラス製造工程と、該積層工程とが一貫ラインで行われ、
該薄ガラス製造工程で連続的に形成された薄ガラスが、巻き取られることなく、そのまま該積層工程に供され、
該積層工程において、
該光学フィルムに接着剤を塗工して塗工層を形成し、
一対のロールに対して下方から薄ガラスを挿入しながら、
該塗工層を介して該薄ガラスと該光学フィルムとを貼り合わせ、その後、
該接着剤を硬化させて、光学フィルムと薄ガラスとの間に接着剤層を形成させる、
光学積層体の製造方法。
【請求項２】
厚みが１００μｍ以下の薄ガラスを製造する薄ガラス製造工程と、
該薄ガラスの片面または両面に光学フィルムを積層する積層工程とを含み、
該薄ガラス製造工程と、該積層工程とが一貫ラインで行われ、
該積層工程において、
該光学フィルムに接着剤を塗工して塗工層を形成し、
薄ガラスをベルト搬送させて、ベルトとロールとの間で、薄ガラスと接着剤の塗工層が形成された光学フィルムとを走行させながら、該塗工層を介して該薄ガラスと該光学フィルムとを貼り合わせ、その後、
該接着剤を硬化させて、光学フィルムと薄ガラスとの間に接着剤層を形成させる、
光学積層体の製造方法。
【請求項３】
前記光学フィルムの２３℃における弾性率が、１．５ＧＰａ〜１０ＧＰａである、請求項１または２に記載の光学積層体の製造方法。
【請求項４】
前記接着剤層の厚みが、０．００１μｍ〜２０μｍである、請求項１から３のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
【請求項５】
前記接着剤を塗工して形成された塗工層の硬化収縮率が、０．１％〜３０％である、請求項１から４のいずれかに記載の光学積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像表示装置を構成する部材、例えば、表示素子の基板、有機ＥＬ素子の封止材、全面保護板等に、ガラス材と光学フィルムとから構成される光学積層体が用いられている。通常、このような光学積層体は、ガラス材を製造した後、該ガラス材に接着剤を介して光学フィルムを貼着するか、あるいは、該ガラス材に光学フィルムの材料となる塗工液を塗工して製造される。ガラス材が、可撓性を示すほどに薄い場合には、ガラス材はロール状で製造され、ロールから繰り出されたガラスに対して、上記貼着または塗工が行われる。
【０００３】
一方、近年、画像表示装置の軽量薄型化が進んでおり、より薄いガラス材を用いることが要求されている。元来、ガラス材はその脆弱性に起因してハンドリング性が悪いところ、薄型化に伴い、材料として用いるガラス材のハンドリング性の問題は顕著となり、製造効率の悪化を招いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１２２１３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、その目的とするところは、薄ガラスを用いながらも、製造効率に優れる光学積層体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
光学積層体の製造方法は、厚みが１００μｍ以下の薄ガラスを製造する薄ガラス製造工程と、該薄ガラスの片面または両面に光学フィルムを積層する積層工程とを含み、該薄ガラス製造工程と、該積層工程とが一貫ラインで行われ、該積層工程において、該光学フィルムに接着剤を塗工して塗工層を形成し、該塗工層を介して該薄ガラス該と光学フィルムとを貼り合わせ、その後、該接着剤を硬化させて、光学フィルムと薄ガラスとの間に接着剤層を形成させる。
１つの実施形態においては、上記光学フィルムの２３℃における弾性率が、１．５ＧＰａ〜１０ＧＰａである。
１つの実施形態においては、上記接着剤層の厚みが、０．００１μｍ〜２０μｍである。
１つの実施形態においては、上記接着剤を塗工して形成された塗工層の硬化収縮率が、０．１％〜３０％である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、薄ガラス製造工程と、薄ガラスに光学フィルムとを積層する工程とを一貫ラインで行うことにより、薄ガラスを用いながらも、製造効率に優れる光学積層体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態による光学積層体の製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の１つの実施形態による光学積層体の製造方法を説明する図である。なお、見やすくするために、図１は模式化されており、縮尺は正確に記載されていないことに留意されたい。この実施形態における光学積層体の製造方法は、（ａ）薄ガラス１０を製造する工程（以下、薄ガラス製造工程ともいう）と、（ｂ）薄ガラス１０に光学フィルム２０、２０’を積層する工程（以下、積層工程ともいう）とを含む。本発明の光学積層体においては、薄ガラス製造工程と積層工程とが一貫ラインで行われる。より具体的には、薄ガラス製造工程で連続的に形成された薄ガラスが、巻き取られることなく、そのまま積層工程に供される。
【００１０】
Ａ．薄ガラス製造工程
上記薄ガラス１０の製造方法は、任意の適切な方法が採用され得る。代表的には、上記薄ガラス１０は、シリカやアルミナ等の主原料と、芒硝や酸化アンチモン等の消泡剤と、カーボン等の還元剤とを含む混合物を、１４００℃〜１６００℃の温度で溶融し、薄板状に成形した後、冷却して作製される。上記薄ガラス１０の薄板成形方法としては、例えば、スロットダウンドロー法、フュージョン法、フロート法等が挙げられる。これらの方法によって板状に成形された薄ガラスは、薄板化したり、平滑性を高めたりするために、必要に応じて、フッ酸等の溶剤により化学研磨されてもよい。
【００１１】
薄ガラス製造工程におけるライン速度は、好ましくは１ｍ／分以上であり、より好ましくは５ｍ／分以上であり、さらに好ましくは１０ｍ／分以上であり、特に好ましくは１５ｍ／分以上であり、最も好ましくは２０ｍ／分以上である。当該ライン速度の上限は、好ましくは１００ｍ／分以下であり、より好ましくは６０ｍ／分以下である。なお、本発明においては、薄ガラス製造工程と積層工程とが一貫ラインで行われるため、薄ガラス製造工程におけるライン速度と積層工程におけるライン速度とは同じ速度であり、また、当該速度は、一貫ラインのライン速度でもある。
【００１２】
上記薄ガラス１０の厚みは１００μｍ以下であり、好ましくは８０μｍ以下であり、より好ましくは５０μｍ以下であり、さらに好ましくは４０μｍ以下であり、特に好ましくは１０μｍ〜３５μｍである。本発明においては、非常に薄いガラスを用いても、該ガラスの破損が防止され、製造効率よく光学積層体を得ることができる。
【００１３】
上記薄ガラス１０の幅は、好ましくは５００ｍｍ〜２０００ｍｍであり、さらに好ましくは７５０ｍｍ〜１５００ｍｍである。
【００１４】
上記薄ガラス１０の波長５５０ｎｍにおける光透過率は、好ましくは８５％以上である。上記薄ガラス１０の波長５５０ｎｍにおける屈折率ｎｇは、好ましくは１．４〜１．６５である。
【００１５】
上記薄ガラス１０の密度は、好ましくは２．３ｇ／ｃｍ３〜３．０ｇ／ｃｍ３であり、さらに好ましくは２．３ｇ／ｃｍ３〜２．７ｇ／ｃｍ３である。上記範囲であれば、軽量の光学積層体が得られる。
【００１６】
上記薄ガラス１０は、長尺状であることが好ましい。薄ガラス１０の長さは、例えば、１０ｍ〜５０００ｍであり、好ましくは５０ｍ〜５０００ｍである。
【００１７】
薄ガラス製造工程において、所定の厚みおよび所定の幅で形成された薄ガラス１０は、該工程で巻き取られることなく、任意の適切な搬送方法により、次工程である積層工程に送られる。搬送方法としては、ロール搬送、ベルト搬送等が挙げられる。
【００１８】
Ｂ．積層工程
積層工程においては、上記薄ガラスの片面または両面に光学フィルムを積層する。１つの実施形態においては、図示例のように、薄ガラス１０の両面に光学フィルム２０、２０’が積層される。また、別の実施形態においては、薄ガラスの一方の面に光学フィルムが積層され、他方の面には樹脂フィルムが積層される。樹脂フィルムは、主に薄ガラスを保護する保護フィルムとしての機能を有する。また、さらに別の実施形態においては、薄ガラスの一方の面に光学フィルムが積層され、薄ガラスと１枚の光学フィルムとを備える光学積層体が製造される。
【００１９】
上記光学フィルム２０、２０’としては、例えば、偏光板、位相差板、等方性フィルム等が挙げられる。
【００２０】
上記光学フィルム２０、２０’を構成する材料としては、任意の適切な材料が用いられる。上記光学フィルム２０、２０’を構成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、（メタ）アクリルウレタン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、アセテート系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。また、光学フィルム２０、２０’として、金属フィルム、ＩＴＯフィルム等の酸化金属フィルム、金属フィルムと樹脂フィルムとの積層フィルムを用いてもよい。
【００２１】
上記樹脂フィルムを構成する材料としては、任意の適切な材料が用いられる。上記樹脂フィルムを構成する材料として、熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。該樹脂としては、例えば、ポリエーテルサルホン系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；アクリル系樹脂；ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリオレフィン系樹脂；ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂；ポリイミド系樹脂；ポリアミド系樹脂；ポリイミドアミド系樹脂；ポリアリレート系樹脂；ポリサルホン系樹脂；ポリエーテルイミド系樹脂等が挙げられる。また、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等の架橋性の樹脂を用いてもよい。
【００２２】
上記光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムの２３℃における弾性率は、好ましくは１．５ＧＰａ〜１０ＧＰａであり、より好ましくは１．８ＧＰａ〜９ＧＰａであり、さらに好ましくは１．８ＧＰａ〜８ＧＰａである。このような範囲であれば、薄ガラスを保護する効果が高く、製造効率に優れる光学積層体の製造方法を提供することができる。なお、本発明における弾性率は、動的粘弾性スペクトル測定により、測定することができる。
【００２３】
上記光学フィルム２０、２０’の厚みは、該光学フィルムの用途に応じて、任意の適切な厚みに設定され得る。光学フィルム２０、２０’の厚みは、例えば、１μｍ〜３００μｍであり、好ましくは５μｍ〜２００μｍである。上記樹脂フィルム２０、２０’の厚みは、好ましくは１μｍ〜６０μｍ、より好ましくは１０μｍ〜５０μｍであり、さらに好ましくは２０μｍ〜４０μｍである。
【００２４】
上記光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムの幅は、好ましくは３００ｍｍ〜２２００ｍｍであり、より好ましくは５００ｍｍ〜２０００ｍｍであり、さらに好ましくは７５０ｍｍ〜１５００ｍｍである。薄ガラス１０の両面にフィルムが配置される場合、両フィルムの幅は同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２５】
１つの実施形態においては、上記光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムの幅は、上記薄ガラスの幅よりも狭い。光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムの幅を薄ガラスの幅より狭くすれば、積層工程後、薄ガラスの幅方向端部をエッジ検出して、薄ガラスの斜行および蛇行を矯正することができる。その結果、巻き取り時において、薄ガラスの破損が防止される。また、別の実施形態においては、上記光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムの幅は、上記薄ガラス１０の幅よりも広い。光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムの幅を薄ガラス１０の幅より広くすれば、薄ガラス１０の端部が保護されて、工程途中での破損を防止することができる。
【００２６】
上記光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムは、長尺状であることが好ましく、長尺状の薄ガラス１０に対して、連続的に、これらのフィルムの積層が行われ得る。また、上記光学フィルム２０、２０’および樹脂フィルムの長さは、薄ガラス１０の長さと同じであってもよく、異なっていてもよい。また、薄ガラス１０の両面にフィルムが配置される場合、両フィルムの長さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２７】
本発明において、上記光学フィルム２０、２０’は、接着剤層３１を介して薄ガラスに積層される。より詳細には、積層工程において、上記光学フィルム２０、２０’に接着剤を塗工して塗工層３０を形成した後、塗工層３０を介して薄ガラス１０と光学フィルム２０、２０’とを貼り合わせ、その後、接着剤を硬化させる。接着剤（すなわち、塗工層３０）を硬化させることにより、接着剤層３１が形成される。本発明においては、薄ガラス製造工程と積層工程とが一貫ラインで行われるため、薄ガラス製造工程および積層工程のライン速度が同じ速度となる。また、通常、ガラス製造のライン速度は、製造するガラスが薄いほど速くなる。本発明においては、薄ガラス製造工程で製造される薄ガラスが非常に薄いことから、一貫ライン全体のライン速度が速くなり、積層工程のライン速度も速くなる。このような構成の製造方法においては、上記のように、接着剤の塗工層を形成した後に薄ガラスと光学フィルムとを貼り合わせ、接着剤の硬化により接着剤層を形成することにより、接着不良等の不具合を防止することができ、また、ライン長を短くすることができる。
【００２８】
上記接着剤としては、任意の適切な接着剤が用いられる。上記接着剤としては、例えば、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基等の環状エーテル基を有する樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等を含む接着剤が挙げられる。好ましくは、紫外線硬化型の接着剤が用いられる。薄ガラス１０の両面にフィルムが配置される場合、薄ガラス１０の両面に塗工される接着剤は、同種であってもよく異種であってもよい。
【００２９】
上記接着剤の塗工方法としては、エアドクターコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、電着コーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティング法；フレキソ印刷等の凸版印刷法、ダイレクトグラビア印刷法、オフセットグラビア印刷法等の凹版印刷法、オフセット印刷法等の平版印刷法、スクリーン印刷法等の孔版印刷法等の印刷法が挙げられる。
【００３０】
上記接着剤の塗工層３０の厚みは、好ましくは０．００１μｍ〜２０μｍであり、より好ましくは０．００５μｍ〜２０μｍであり、さらに好ましくは０．０１μｍ〜１０μｍであり、特に好ましくは０．１μｍ〜１０μｍである。薄ガラス１０の両面にフィルムが配置される場合、薄ガラス１０の両面に形成される塗工層の厚みは、同じであってもよく異なっていてもよい。
【００３１】
１つの実施形態においては、上記光学フィルム２０、２０’に接着剤を塗工して塗工層を形成した後、所定の間隔をおいて、薄ガラス１０と光学フィルム２０、２０’とを貼り合わせる。
【００３２】
上記光学フィルム２０、２０’に接着剤を塗工して塗工層３０を形成した後、薄ガラス１０と光学フィルム２０、２０’とを貼り合わせる前に、接着剤を半硬化させてもよい。
【００３３】
薄ガラス１０と光学フィルム２０、２０’とを貼り合わせる方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。薄ガラス１０の両面に光学フィルム２０、２０’を積層する場合、同じタイミングで２枚の光学フィルム２０、２０’を積層してもよく、異なるタイミングで２枚の光学フィルム２０、２０’を積層してもよい。
【００３４】
１つの実施形態においては、一対のロール間に、薄ガラス１０と接着剤の塗工層３０が形成された光学フィルム２０、２０’とを走行させて、薄ガラス１０と光学フィルム２０、２０’とを貼り合わせる。本発明においては、あらかじめ光学フィルム２０、２０’上に接着剤の塗工層３０を形成した後に、薄ガラス１０と光学フィルム２０、２０’とを貼り合わせるため、上記一対のロールによる押圧を低くすることができ、薄ガラス１０の破損が防止される。より具体的には、ロールギャップを広くしたり、ロールの表面硬さを柔らかく設定することができるため、薄ガラスの破損が防止される。上記一対のロール間のギャップは、薄ガラスと接着剤の塗工層と光学フィルムとの厚みの合計に対して、好ましくは５０％〜９９％であり、より好ましくは６０％〜９９％であり、さらに好ましくは７０％〜９９％であり、特に好ましくは８０％〜９９％であり、最も好ましくは９０％〜９８％である。なお、図示例のように一対のロール間で２枚の光学フィルムを貼り合わせる場合、「薄ガラスと接着剤の塗工層と光学フィルムとの厚みの合計」とは、薄ガラスと、接着剤の塗工層と、２枚の光学フィルムとの合計を意味する。また、貼り合わせに用いるロールのゴム硬度は、好ましくは１０度〜９５度であり、より好ましくは２０度〜９０度である。１つの実施形態においては、貼り合わせに用いるロールのゴム硬度は、好ましくは９５度以下であり、より好ましくは２０度〜９０度であり、さらに好ましくは５０度〜９０度であり、特に好ましくは５０度〜８０度である。なお、ゴム硬度はＪＩＳ  Ｋ−６２５３（Ａタイプ）に準じて測定される。
【００３５】
なお、薄ガラスの両面に光学フィルムを積層する場合、一対のロール間で、２枚の光学フィルムを積層してもよく、それぞれ別のロール間で２枚の光学フィルムを積層してもよい。
【００３６】
また、１つの実施形態においては、上記貼り合わせの際、一対のロールに対して下方から薄ガラスを挿入する（すなわち、薄ガラスを下方から上方に向けて走行させる）。このようにすれば、空気の自重方向（下方向）とは反対方向に上記ロールが回転するため、薄ガラスが空気を同伴することを抑制しながら、薄ガラスと光学フィルムとを貼り合わせることができる。その結果、薄ガラスと光学フィルムとの密着性不良、および、光学積層体の外観不良を防止することができる。また、薄ガラス／光学フィルム間の空気かみこみを防止するため、薄ガラスを破断しない程度に、ロールによる押圧を高くする、ロールの硬度を高くする等の方法を採用してもよい。
【００３７】
別の実施形態においては、薄ガラスをベルト搬送させながら貼り合わせ工程に投入し、ベルトとロールとの間で、薄ガラスと接着剤の塗工層が形成された光学フィルムとを走行させて、薄ガラスと光学フィルムとを貼り合わせる。このような実施形態においては、薄ガラスのバタツキが抑制されるため、薄ガラスの破損が防止される。
【００３８】
上記樹脂フィルムを薄ガラスに貼り合わせる場合にも、上記で説明した光学フィルムと同様の方法が採用され得る。
【００３９】
上記光学フィルム２０、２０’を薄ガラス１０に貼り合わせたのち、接着剤の塗工層３０を硬化させる。接着剤の硬化方法としては、例えば、紫外光照射および／または加熱処理により硬化させる方法が挙げられる。紫外光照射の照射条件は、代表的には、照射積算光量が１００ｍＪ／ｃｍ２〜２０００ｍＪ／ｃｍ２であり、好ましくは２００ｍＪ／ｃｍ２〜１０００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００４０】
好ましくは、紫外線照射により接着剤を硬化させる。紫外線照射により接着剤を硬化させることにより、ガラスの薄型化およびライン速度の高速化に対応しやすくなる。
【００４１】
上記接着剤の塗工層の硬化収縮率は、好ましくは０．１％〜３０％であり、より好ましくは０．５％〜２０％である。「接着剤の塗工層の硬化収縮率」は、接着剤の塗工層を硬化させて接着剤層を形成する際の体積変化率であり、｛（塗工層の体積−接着剤層）／塗工層の体積｝の式で算出される。硬化収縮率は、センテック社製硬化収縮センサー「樹脂硬化収縮応力測定装置ＥＵ２０１Ｃ」によって測定することができる。硬化収縮率の測定方法の詳細は、特開２０１３−１０４８６９号公報に記載されており、この公報は、本明細書に参考として援用される。
【００４２】
１つの実施形態においては、薄ガラスの両面に光学フィルムを積層する場合、薄ガラスの両面に光学フィルムを貼り合わせた後に、接着剤を硬化させる。別の実施形態においては、薄ガラスの一方の面に第１の光学フィルムを貼り合わせた後、薄ガラスと第１の光学フィルムとの間に配置させた接着剤を硬化させ、その後、薄ガラスの他方の面に第２の光学フィルムを貼り合わせた後、薄ガラスと第２の光学フィルムとの間に配置させた接着剤を硬化させる。
【００４３】
上記樹脂フィルムを薄ガラスに積層する場合にも、上記で説明したように接着剤を硬化させて、薄ガラスと樹脂フィルムとを積層させることができる。
【００４４】
上記のようにして接着剤を硬化させることにより、薄ガラス１０と光学フィルム２０、２０’との間に接着剤層３１が形成され、その結果、光学積層体が得られる。
【００４５】
上記接着剤層３１の厚みは、好ましくは０．００１μｍ〜２０μｍであり、より好ましくは０．０１μｍ〜１０μｍである。このような厚みであれば、透明基板の透明性に対する影響が少なく、かつ、高温高湿状況下でも、十分な接着力を発現することができる。
【００４６】
本発明の製造方法においては、任意の適切なタイミングで、薄ガラスの幅方向両端部をスリットしてもよい。薄ガラス製造工程において幅方向両端部にダメージを受けた薄ガラスの幅方向両端部を、スリットして排除することにより、薄ガラスの破損を防止することができる。１つの実施形態においては、上記スリットは、薄ガラスと光学フィルムとを貼り合わせる前に（すなわち、薄ガラスが単体である状態で）行われる。別の実施形態においては、上記スリットは、薄ガラスと光学フィルムとを積層した後、後述の巻取り工程前に行われる。
【００４７】
１つの実施形態においては、上記のようにして製造された光学積層体は、巻取り工程に供され、巻取り工程を経てロール状に巻き取られた光学積層体が得られ、上記一貫工程が終了する。また、積層工程後、すなわち、光学積層体を形成した後、該光学積層体に任意の適切な処理を行った後、該光学積層体を巻き取ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の製造方法で得られる光学積層体は、表示素子の基板、有機ＥＬ素子の封止材、全面保護板等に好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【００４９】
１０            薄ガラス
２０、２０’    光学フィルム
３０            塗工層
３１            接着剤層
【図１】
0006614833.tif 000002