(57)【要約】【課題】表示装置の軽量化、および耐衝撃性向上に寄与し得る光学積層体を提供すること。【解決手段】本発明の光学積層体は、厚みが１００μｍ以下の薄ガラスと、該薄ガラスの一方の側に配置される導電フィルムとを備え、該導電フィルムが、基材と、該基材の一方の側に配置される導電層とを含む。１つの実施形態においては、本発明の光学積層体は、上記薄ガラスと上記導電フィルムとの間に、接着層をさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが１００μｍ以下の薄ガラスと、該薄ガラスの一方の側に配置される導電フィルムとを備え、
該導電フィルムが、基材と、該基材の一方の側に配置される導電層とを含む、
光学積層体。
【請求項２】
前記薄ガラスと前記導電フィルムとの間に、接着層をさらに備える、請求項１に記載の光学積層体。
【請求項３】
前記接着層が、エポキシ系樹脂を含む、請求項２に記載の光学積層体。
【請求項４】
前記基材の２３℃における弾性率が、１．５ＧＰａ〜１０ＧＰａである、請求項１から３のいずれかに記載の光学積層体。
【請求項５】
反射防止層をさらに備え、該反射防止層が、前記薄ガラスの前記導電フィルムとは反対側に配置される、請求項１から４のいずれかに記載の光学積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学積層体に関する。より詳細には、導電フィルムを含む光学積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレットＰＣ等の情報端末が広く使用されている。多くの場合、これら機器の最表面側には、表示装置を保護するための保護材が配置されている。持ち歩いたり、手に持って操作したりすることの多い上記機器に備えられる表示装置は、軽量化、耐衝撃性向上に対する要求が年々高まっており、当該要求に応え得る保護材が求められている。また、表示装置全体を軽量化する観点から、保護機能とその他の機能とを兼ね備える薄型の保護材が求められている。
【０００３】
保護材としては、ガラス板やプラスチック板が使用されている（例えば、特許文献１）。ガラス板には、通常のガラスよりも強度を増した強化ガラスが使用されている。ガラス板は耐衝撃性、硬度に優れているものの、比重が高く重いという問題がある。また、軽量化のため、ガラス材を薄くすると、耐衝撃性が顕著に低下するという問題がある。プラスチック板には、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネートのような透明性に優れ、強度の強い材料が使用され得る。プラスチック板は、ガラス板よりも軽量であるものの、プラスチック板を用いた場合、保護材として要求される耐衝撃性と硬度とを両立させることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６４９３８号公報
【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、表示装置の軽量化、および耐衝撃性向上に寄与し得る光学積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学積層体は、厚みが１００μｍ以下の薄ガラスと、該薄ガラスの一方の側に配置される導電フィルムとを備え、該導電フィルムが、基材と、該基材の一方の側に配置される導電層とを含む。
１つの実施形態においては、本発明の光学積層体は、上記薄ガラスと上記導電フィルムとの間に、接着層をさらに備える。
１つの実施形態においては、上記接着層が、エポキシ系樹脂を含む。
１つの実施形態においては、上記基材の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、本発明の光学積層体は、反射防止層をさらに備え、該反射防止層が、上記薄ガラスの前記導電フィルムとは反対側に配置される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、導電フィルムを有する光学積層体であって、軽量、高硬度、かつ耐衝撃性に優れる光学積層体を提供することができる。本発明の光学積層体は、表示装置の前面板として好適に用いられ得、導電性を発現しつつ、表示装置の軽量化、および耐衝撃性向上に寄与し得る。また、本発明の光学積層体は、可撓性に優れるため、ロールの形態で提供され得、取り扱い性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のひとつの実施形態による光学積層体の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．光学積層体の全体構成
図１は、本発明のひとつの実施形態による光学積層体の概略断面図である。この光学積層体１００は、厚みが１００μｍ以下の薄ガラス１０と、薄ガラス１０の一方の側に配置される導電フィルム２０とを備える。導電フィルム２０は、基材２１と基材２１の一方の側に形成された導電層２２とを含む。好ましくは、薄ガラス１０と導電フィルム２０とは接着層３０を介して積層される。１つの実施形態においては、図示例のように、導電層２２と薄ガラス１０とが、接着層３０を介して積層される。別の実施形態においては、基材と薄ガラスとが、接着層を介して積層される。
【００１０】
本発明の光学積層体は、薄ガラスを備えるため、硬度が高い。また、本発明の光学積層体は、薄ガラスの一方の側に導電フィルムを備えることにより、薄ガラスの破損が防止され得、耐衝撃性に優れる。本発明においては、薄ガラスの表面（導電フィルムとは反対側の面）に与えられた衝撃を、導電フィルム側に有効に逃がすことができるため、上記のように耐衝撃性に優れると考えられる。このような効果は、導電フィルムが基材を有していたり、薄ガラスと導電フィルムとを接着層を介して積層したりすることにより顕著となる。さらに、薄ガラスが破損し難いことから、薄ガラスの厚みを非常に薄くすることができ、その結果、軽量な光学積層体を得ることができる。このように、耐衝撃性に優れ、軽量であり、かつ、硬度が高い光学積層体は、モバイル用途の画像表示装置の前面板として好適に用いられ得る。なお、本発明の光学積層体を前面板として用いる場合、薄ガラス側を外側（すなわち、視認側）にして配置することが好ましい。
【００１１】
さらに、薄ガラスは、導電フィルムの導電層または基材を保護する機能を有し、例えば、これらの部材に耐擦傷性等を付与し得る。すなわち、本発明においては、薄ガラスと導電フィルムとがそれぞれ互いを保護する。そのため、保護用部材を減らすことが可能となり、軽量かつ薄型の光学積層体を得ることができる。また、薄ガラスはガスバリア性が高く、薄ガラスが導電フィルムを保護するように構成された本発明の光学積層体は、ガスバリアフィルムとしての機能も発揮し得る。
【００１２】
本発明の光学積層体の厚みは、好ましくは１μｍ〜３００μｍであり、さらに好ましくは１０μｍ〜２００μｍであり、より好ましくは２０μｍ〜１５０μｍである。
【００１３】
本発明の光学積層体は、その他の層をさらに備え得る。その他の層としては、例えば、反射防止層、防眩層、帯電防止層、光学機能層等が挙げられる。また、上記導電フィルムとガラスの間には部分的に加飾層が設けられていても良い。加飾層は導電フィルムの外枠に金属配線などを設けた際に目隠しの役割を果たす。加飾層を設けたフィルムが薄ガラスと導電フィルムの間に積層されても良い。また、上記導電フィルムの薄ガラスとは反対側の面に、任意の適切な粘着剤層を設けてもよい。粘着剤層を備える光学積層体においては、粘着剤層の表面にセパレーターが配置されていてもよい。該セパレーターは、光学積層体が実用に供されるまで、粘着剤層を保護し得る。
【００１４】
１つの実施形態においては、本発明の光学積層体は、ロール形態で提供される。高硬度でありながら、ロール状に巻取り可能なほどに可撓性を有する光学積層体を提供し得ることは、本発明の成果のひとつである。
【００１５】
Ｂ．薄ガラス
上記薄ガラスは、板状のものであれば、任意の適切なものが採用され得る。上記薄ガラスは、組成による分類によれば、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。また、アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスが挙げられる。上記ガラスのアルカリ金属成分（例えば、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ）の含有量は、好ましくは１５重量％以下であり、さらに好ましくは１０重量％以下である。
【００１６】
上記薄ガラスの厚みは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３５μｍ以下である。上記薄ガラスの厚みの下限は、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは２０μｍ以上である。
【００１７】
上記薄ガラスの波長５５０ｎｍにおける光透過率は、好ましくは８５％以上である。上記薄ガラスの波長５５０ｎｍにおける屈折率は、好ましくは１．４〜１．６５である。
【００１８】
上記薄ガラスの密度は、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。上記範囲の薄ガラスであれば、軽量の光学積層体が得られる。
【００１９】
上記薄ガラスの成形方法は、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。上記薄ガラスの成形方法としては、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。
【００２０】
上記薄ガラスは、市販のものをそのまま用いてもよく、あるいは、市販の薄ガラスを所望の厚みになるように研磨して用いてもよい。市販の薄ガラスとしては、例えば、コーニング社製「７０５９」、「１７３７」または「ＥＡＧＬＥ２０００」、旭硝子社製「ＡＮ１００」、ＮＨテクノグラス社製「ＮＡ−３５」、日本電気硝子社製「ＯＡ−１０」、ショット社製「Ｄ２６３」または「ＡＦ４５」等が挙げられる。
【００２１】
Ｃ．導電フィルム
上記導電フィルムは、例えば、任意の適切な成膜方法（例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法等）により、任意の適切な基材上に、金属酸化物膜を成膜して形成され得る。
【００２２】
金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物などが挙げられる。なかでも好ましくは、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）である。
【００２３】
上記導電層の厚みは、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３５ｎｍ以下である。導電層の厚みの下限は、好ましくは１０ｎｍである。
【００２４】
上記基材は、任意の適切な樹脂から構成される。上記基材を構成する樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱または活性エネルギー線により硬化する硬化性樹脂等が挙げられる。好ましくは、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。なかでも好ましくはポリ（メタ）クリレート系樹脂であり、より好ましくはポリメタクリレート系樹脂であり、特に好ましくはポリメチルメタクリレート系樹脂である。樹脂フィルムがポリメチルメタクリレート系樹脂を含んでいれば、薄ガラスを保護する効果が高まる。
【００２５】
上記基材の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である。このような範囲であれば、上記薄ガラスを有効に保護し得る導電フィルムを得ることができる。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。
【００２６】
上記基材の２５℃における破壊靭性値は、１．５ＭＰａ・ｍ１／２〜１０ＭＰａ・ｍ１／２であり、好ましくは２ＭＰａ・ｍ１／２〜６ＭＰａ・ｍ１／２であり、さらに好ましくは２ＭＰａ・ｍ１／２〜５ＭＰａ・ｍ１／２である。上記基材の破壊靭性値がこのような範囲であれば、保護フィルムは、十分な粘り強さを有するので、上記薄ガラスを補強して薄ガラスのクラックの進展および破断を防ぎ、屈曲性に優れる光学積層体を得ることができる。
【００２７】
上記基材の線膨張係数は、好ましくは０／℃より大きく、より好ましくは１．０×１０−６／℃〜１０×１０−６／℃であり、さらに好ましくは４．０×１０−６／℃〜５０×１０−６／℃である。なお、線膨張係数は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９７に準じて求められる。
【００２８】
上記基材の厚みは、好ましくは１０μｍ〜５００μｍであり、より好ましくは、５０μｍ〜２５０μｍである。
【００２９】
上記導電層は、エッチング法や印刷等によりパターン化され得る。パターン化によって、導通部と絶縁部とが形成され得る。このようなパターン化のためのパターニング方法としては、本発明の効果を損なわない範囲で任意の適切な方法を採用し得る。このようなパターニング方法としては、例えば、ウエットエッチング法、スクリーン印刷法が挙げられる。
【００３０】
ウエットエッチング法としては、任意の適切な方法が採用され得る。ウエットエッチング法の具体的な操作としては、例えば、ＵＳ２０１１／０２５３６６８Ａ号公報に記載の操作が挙げられる。この公報は、本明細書に参考として援用される。
【００３１】
ウエットエッチング法に用いるマスクは、所望とする導電パターンに応じて、任意の適切な形状にて形成され得る。エッチング処理後、マスクが形成されている領域が導通部となり、マスクが形成されていない領域が絶縁部となる。該マスクは、例えば、感光性樹脂等から構成される。該マスクを形成する方法としては、例えば、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【００３２】
マスクを形成した後、例えば、導電フィルムをエッチング液に浸漬させて、エッチング処理を行う。エッチング液の具体例としては、例えば、硝酸、リン酸、酢酸、塩酸、およびこれらの混合液等が挙げられる。エッチング処理の後、常法にてマスクを除去する。
【００３３】
スクリーン印刷法においては、例えば、所望の導電パターンに応じて、選択的に、導通部形成用材料を塗工して導通部が形成される。一方、絶縁部は、導通部が形成される以外の領域に、絶縁部形成用材料を塗工して形成される。この実施形態においては、導通部と絶縁部とが、同じ樹脂から構成された樹脂マトリクスを含んでいてもよく、互いに異なる樹脂から構成された樹脂マトリクスを含んでいてもよい。
【００３４】
Ｄ．その他の層
Ｄ−１．樹脂フィルム
本発明の光学積層体は、上記薄ガラスの導電フィルムとは反対側に、樹脂フィルムをさらに備えていてもよい。１つの実施形態においては、樹脂フィルムは、剥離可能に（例えば、任意の適切な粘着剤層を介して）積層され、本発明の光学積層体が使用に供されるまで薄ガラスを保護する。
【００３５】
上記樹脂フィルムを構成する材料は、任意の適切な樹脂が採用され得る。上記樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱または活性エネルギー線により硬化する硬化性樹脂等が挙げられる。好ましくは、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。なかでも好ましくはポリ（メタ）クリレート系樹脂であり、より好ましくはポリメタクリレート系樹脂であり、特に好ましくはポリメチルメタクリレート系樹脂である。樹脂フィルムがポリメチルメタクリレート系樹脂を含んでいれば、薄ガラスを保護する効果が高まり、例えば、先端の尖った落下物に対してもキズ、穴等の発生を防止することができる。
【００３６】
上記樹脂フィルムの厚みは、好ましくは２０μｍ〜１９００μｍであり、さらに好ましくは５０μｍ〜１５００μｍであり、より好ましくは５０μｍ〜１０００μｍであり、特に好ましくは５０μｍ〜１００μｍである。
【００３７】
上記樹脂フィルムの比重は、０．９ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３であり、好ましくは１ｇ／ｃｍ３〜１．３ｇ／ｃｍ３である。
【００３８】
上記樹脂フィルムは、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。樹脂フィルム中の添加剤としては、例えば、希釈剤、老化防止剤、変成剤、界面活性剤、染料、顔料、変色防止剤、紫外線吸収剤、柔軟剤、安定剤、可塑剤、消泡剤、補強剤等が挙げられる。上記樹脂フィルムに含有される添加剤の種類、数および量は、目的に応じて適切に設定され得る。
【００３９】
Ｄ−２．反射防止層
本発明の光学積層体は、反射防止層をさらに備えていてもよい。反射防止層は、薄ガラスの導電フィルムとは反対側に配置され得る。
【００４０】
上記反射防止層としては、反射防止の機能を有する限り、任意の適切な構成であり得る。好ましくは、上記反射防止層は、無機材料から構成される層である。
【００４１】
上記反射防止層を構成する材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等が挙げられる。１つの実施形態においては、反射防止層として、酸化チタン層と酸化ケイ素層とを交互に積層して得られた積層体が用いられる。このような積層体は、優れた反射防止機能を有する。
【００４２】
Ｄ−３．接着層
上記薄ガラスと導電フィルムとは、接着層を介して積層され得る。上記接着層を構成する材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂等が挙げられる。このような樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ系樹脂；エポキシ基、グリシジル基またはオキセタニル基等を有する環状エーテル類；シリコーン系樹脂；アクリル系樹脂およびこれらの混合物が挙げられる。なかでも好ましくは、エポキシ系樹脂を含む接着層が形成され得る。エポキシ系樹脂を含む接着層が形成されれば、薄ガラスが破損し難く、耐衝撃性により優れる光学積層体を得ることができる。また、上記接着層に上記カップリング剤を添加してもよい。
【００４３】
上記接着層の厚みは、好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは０．０５μｍ〜５０μｍである。このような範囲であれば、薄ガラスが破損し難く、耐衝撃性により優れる光学積層体を得ることができる。
【００４４】
Ｅ．光学積層体の製造方法
本発明の光学積層体の製造方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。該製造方法は、例えば、（１）薄ガラス一方の面において、接着剤組成物を介して薄ガラスと導電フィルムとを貼り合わせる貼着工程と、（２）接着剤組成物を硬化させて、接着層を形成する硬化工程とを含む。
【００４５】
上記のとおり、上記粘着剤組成物は、好ましくは、熱硬化性または光硬化性の接着剤を含む。熱硬化性接着剤と光硬化性接着剤とを併用してもよい。上記接着剤としては、上記Ｄ−３項で説明した樹脂を含む接着剤が用いられ得る。
【００４６】
上記接着剤組成物は、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。接着剤組成物中の添加剤としては、例えば、重合開始剤、架橋剤、ＵＶ吸収剤、導電性材料、Ｓｉカップリング剤等が挙げられる。
【００４７】
上記薄ガラスと、導電フィルムとの貼り合わせは、任意の適切な手段により行われる。代表的には、ラミネーティングが行われる。本発明の光学積層体は、薄ガラスと導電フィルムとの貼り合わせをいわゆるロール・トゥ・ロールで連続的に行ってもよい。なお、ロール・トゥ・ロールとは、長尺のフィルム同士（本発明では薄ガラスと樹脂フィルム）をロール搬送しながら、その長手方向を揃えて連続的に貼り合わせる方法をいう。
【００４８】
上記接着剤組成物の硬化方法は、上記接着剤の種類に応じて適切に選択され得る。接着剤が光硬化性接着剤である場合には、接着剤組成物は紫外線照射により硬化され得る。照射条件は、接着剤の種類、接着剤組成物の組成等に応じて適切に選択され得る。塗布した接着剤組成物を硬化させるための照射積算光量は、例えば、１００ｍＪ／ｃｍ２〜２０００ｍＪ／ｃｍ２である。接着剤が熱硬化型接着剤である場合には、接着剤組成物は加熱により硬化される。加熱条件は、接着剤の種類、接着剤組成物の組成等に応じて適切に選択され得る。塗布した接着剤組成物を硬化させるための加熱条件は、例えば、温度が１００℃〜２００℃で、加熱時間が５分〜３０分である。
【００４９】
本発明の光学積層体が、上記反射防止層を備える場合、該反射防止層は、任意の適切な方法により形成される。例えば、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の方法を用いて、薄ガラス上に反射防止層が形成される。また、Ｅ−１項で説明した樹脂フィルムを用いて、反射防止機能を有するフィルムを転写して、反射防止層を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０                  薄ガラス
２０                  導電フィルム
２１                  基材
２２                  導電層
３０                  接着層
１００                  光学積層体
【図１】
2017042989.tif 000003