JP7368990B2 - 光学装置の製造方法 - Google Patents

Description

本技術は、液晶表示パネル等の光学部材の表示面側に、光学部材を保護する透明パネルが硬化樹脂層を介して貼り合わされた光学装置の製造方法に関する。

従来、スマートフォーンやカーナビゲーション等の情報端末に用いられている液晶表示装置等の光学装置は、薄型化や視認性の向上を目的として、液晶表示パネル等の光学部材と、光学部材を保護する透明パネルとの間に光透過性の硬化樹脂層が設けられている。

硬化樹脂層を形成する方法としては、例えば、透明パネルに硬化性樹脂組成物を塗布して硬化性樹脂層を形成し、この硬化性樹脂層を介して液晶表示パネルや有機ＥＬパネル等の光学部材を積層し、次いで硬化性樹脂層を硬化させる方法が用いられている（特許文献１）。

硬化性樹脂組成物を透明パネルに塗布する方法としては、移動するスリットノズルから透明パネルの表面に全幅にわたって吐出していく方法や、スクリーン印刷により塗布する方法等が用いられている。

特開２０１５－５２７９５号公報

近年、光学装置の意匠性やタッチ感を向上させるために、一方向に湾曲した透明パネルも提案されている。このような湾曲した透明パネルに対しては、硬化性樹脂組成物を透明パネルに塗布する際や、透明パネルと光学装置とを貼り合せる際には、硬化性樹脂組成物のはみ出しを防止するために、ディスペンサーにより凹状に湾曲にした透明パネル又は光学部材の周縁部にダム部材を形成した後、透明パネルと光学部材とを貼り合せ、硬化性樹脂組成物を供給する方法が提案されている。

硬化性樹脂組成物のはみ出しを防止するダム部材は、光学部材又は透明パネルとの密着性にばらつきが生じると、硬化性樹脂組成物を充填した際に硬化性樹脂組成物がはみ出す恐れがあるため、全長にわたって高度な密着性が求められる。

このようなダム部材に対する要求は、一辺が凹状又は凸状に湾曲にした曲面パネルにおいても、同様に求められているが、加工難易度が高く量産可能に短時間且つ低コストで実現することは困難である。

そこで、本技術は、曲面形状を有する透明パネルを用いた光学装置の製造工程においても、硬化性樹脂組成物を周囲にはみ出させることなく充填可能な光学装置の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本技術に係る光学装置の製造方法は、曲面形状を有する透明パネルを用意する工程と、前記透明パネルの貼合せ面部に硬化性樹脂組成物を充填する第１の充填工程と、前記貼合せ面部に充填された前記硬化性樹脂組成物を硬化させ、第１の硬化樹脂層を形成する第１の本硬化工程と、前記透明パネル又は前記透明パネルが貼り合わされる光学部材の、前記光学部材の表示領域外縁に沿った位置にダム部材を形成するダム形成工程と、前記透明パネルと前記光学部材を貼り合せ、前記光学部材と前記透明パネルとの間に前記ダム部材によって囲まれた樹脂充填空間が形成された貼合体を形成する貼合せ工程と、前記樹脂充填空間に前記硬化性樹脂組成物を充填する第２の充填工程と、前記樹脂充填空間に充填された前記硬化性樹脂組成物を仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成する仮硬化工程と、前記仮硬化樹脂層を本硬化させる第２の本硬化工程とを有するものである。

本技術は、第１の硬化樹脂層を設け、ダム部材が密着することにより樹脂充填空間を形成している。したがって、曲面形状を有する透明パネルを用いた場合にも、ダム部材と第１の硬化樹脂層との高度な密着性を確保でき、硬化性樹脂組成物をはみ出させることなく、樹脂充填空間に充填することができる。

図１は、本技術が適用された光学装置の断面図である。 図２は、透明パネルの凹湾曲形状の貼合せ面部に硬化性樹脂を充填する第１の充填工程を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 図３は、透明パネルの凸湾曲形状の貼合せ面部にパネルダムを設置した状態を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 図４は、第１の硬化樹脂層を形成する第１の本硬化工程を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 図５は、第１の硬化樹脂層１５の表面に平坦なカバー部材を重畳させた状態を示す斜視図である。 図６は、ダム部材を形成する工程を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 図７は、貼合体を形成する貼合わせ工程を示す斜視図である。 図８は、樹脂充填空間に硬化性樹脂組成物を充填する第２の充填工程及び樹脂充填空間に充填された硬化性樹脂組成物を仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成する仮硬化工程を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は貼合体の断面図である。 図９は、充填に使用した貼合体の開口部に硬化光を照射する工程を示す斜視図である。 図１０は、樹脂充填空間に充填された仮硬化樹脂層を本硬化させる第２の本硬化工程を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。

以下、本技術が適用された光学装置の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［光学装置］
本技術は、硬化樹脂層３を介して光学部材２と透明パネル４とが貼り合わされることにより形成される光学装置１の製造方法である。透明パネル４と光学部材２の貼合わせ工程の説明に先立って、光学装置１の構成について説明する。

光学装置１は、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、その他の光学装置であり、例えばスマートフォーン、カーナビゲーション、インストルメントパネル等の各種情報端末や情報装置に用いられている。図１に示すように、光学装置１は、薄型化や視認性の向上を目的として、液晶表示パネル等の光学部材２と、光学部材２を保護する透明パネル４との間に光透過性の硬化樹脂層３が設けられている。

［透明パネル］
透明パネル４は、光透過性を有し、硬化樹脂層３を介して光学部材２と積層されることにより光学部材２の視認性を確保しながら光学部材２の表示面をカバーして保護するものである。

透明パネル４の材料としては、光学部材に形成された画像が視認可能となるような光透過性があればよく、ガラスや、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の樹脂材料が挙げられる。これらの材料には、片面又は両面ハードコート処理、反射防止処理などを施すことができる。また、後述する光学部材２がタッチパネルの際には、当該タッチパネルの部材の一部を透明パネル４として使用することもできる。

また、透明パネル４は、表示画像の輝度やコントラストを向上させるため、光学部材２の表示領域周縁に対応する領域に、所謂ブラック・マトリクスと呼ばれる黒色枠状の遮光部８が形成されている。光学装置１は、光学部材２の表示領域を囲む遮光部８の内側が光学部材２の表示領域を透明パネル４を介して透過させる表示部９となる。

遮光部８は、黒色等に着色された塗料をスクリーン印刷法などで塗布し、乾燥・硬化させることにより均一の厚さに形成されている。遮光部８の厚みは、通常５～１００μｍである。

本技術が適用された透明パネル４は曲面形状を有する。透明パネル４の曲面形状は特に限定されず、例えば図１に示すように一方向に凹湾曲した形状や、凸湾曲した形状、回転放物面、双曲放物面、その他の二次曲面形状としてもよく、さらに湾曲した形状及び二次曲面形状の一部に平坦な部分を有していてもよい。

なお、カバー部材の湾曲の形状や厚さなどの寸法的な特性、弾性などの物性は、光学装置１の使用目的に応じて適宜決定することができる。

［パネルダム７］
図２に示すように、本技術が適用された光学装置１は、透明パネル４の光学部材２との貼合せ面部４ａに、後述する第１の硬化樹脂層１５の形成領域を画するパネルダム７が形成されている。パネルダム７は、第１の硬化樹脂層１５を構成する光硬化性樹脂組成物１０を透明パネル４上に充填させるとともに、光硬化性樹脂組成物１０のパネルダム７の外側へのはみ出しを防止するものである。パネルダム７は、図２に示すように、貼合せ面部４ａが凹湾曲形状の場合は、曲面形状を有する透明パネル４の両開放端側の外縁に沿って形成されている。これにより、パネルダム７は、透明パネル４の外縁に沿って形成されている遮光部８に接して設けられる。また、図３に示すように、貼合せ面部４ａが凸湾曲形状の場合は、透明パネル４の周囲４辺をパネルダム７で囲むことではみだし防止を行う。

また、パネルダム７は、例えばシリコーンゴムによって形成される。パネルダム７は、少なくとも後述する第１の硬化樹脂層１５の厚さ以上の高さを有する。パネルダム７の形状は図２に示す帯状に限定されず、例えば貼合せ面部４ａが凸湾曲形状の場合は、中央に表示部９より大きい開口を持つ矩形シート状でも良い。なお、第１の硬化樹脂層１５の形状に応じて適宜設計できる。

また、パネルダム７は、柔軟性を有し且つ貼合せ面部４ａから剥離可能であり、図２、図３に示すように、透明パネル４の貼合せ面部４ａに、両開放端側の外縁に沿って載置されると、透明パネル４の曲面に沿って貼合せ面部４ａに密着する。したがって、パネルダム７は、透明パネル４の曲面形状に応じた加工が不要となり、あらゆる曲面形状を有する透明パネル４にも用いることができ、また透明パネル４の寸法公差を吸収し、高度な密着性を確保できる。また、柔軟性を備えたパネルダム７を用いる本製造方法は、透明パネル４の形状に応じた専用治具が不要となり、多品種少量生産に適した製造方法といえる。

なお、パネルダム７は、両開放端側の外縁に沿って光硬化性樹脂組成物１０が塗布、硬化されることにより形成してもよい。光硬化性樹脂組成物１０は、例えばディスペンサーによって所定の高さに塗布された後、硬化光が照射され、硬化される。光硬化性樹脂組成物１０は、印刷等、公知の樹脂供給方法を用いて供給されてもよい。

また、パネルダム７は、後述する第１の硬化樹脂層１５を構成する光硬化性樹脂組成物１０と同一の樹脂組成物によって形成されることにより、第１の硬化樹脂層１５と同様の光透過性を有する。したがって、パネルダム７は、遮光部８の内側に形成され、光学部材２の表示領域を透過させる光学装置１の表示部９内に形成された場合にも、表示部９内において硬化樹脂層３との界面が現れず、光学装置１の表示性、視認性を損なうことがない。

［光学部材］
光学部材２は、例えば液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、プラズマ表示パネル、タッチパネル等の画像表示部材を例示できる。ここで、タッチパネルとは、液晶表示パネルのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた画像表示・入力パネルを意味する。このような光学部材２の透明パネル４側の表面形状は特に限定されないが、平坦であることが好ましい。また、光学部材２の表面に偏光板が配置されていてもよい。

［硬化樹脂層］
透明パネル４と光学部材２との間に介在される硬化樹脂層３は、光透過性を有し、画像表示部材等の光学部材２が表示する画像を視認可能とする。

硬化樹脂層３を構成する光硬化性樹脂組成物１０は、液状であり、一例として、コーンプレート型粘度計で０．０１～１００Ｐａ・ｓ（２５℃）の粘度を示すものである。

このような光硬化性樹脂組成物１０は、ベース成分（成分（イ））、アクリレート系モノマー成分（成分（ロ））、可塑剤成分（成分（ハ））及び光重合開始剤（成分（ニ））を含有するものを好ましく例示することができる。
<成分（イ）>

成分（イ）のベース成分は、光透過性を有する硬化樹脂層３の膜形成成分であり、エラストマー及びアクリル系オリゴマーの少なくともいずれか一方を含有する成分である。また、エラストマー及びアクリル系オリゴマーの両者を成分（イ）として併用してもよい。

エラストマーとしては、好ましくはアクリル酸エステルの共重合体からなるアクリル共重合体、ポリブテン、ポリオレフィン等を好ましく挙げることができる。なお、このアクリル酸エステル共重合体の重量平均分子量は、好ましくは５０００～５０００００であり、ポリブテンの繰り返し数ｎは好ましくは１０～１００００である。

他方、アクリル系オリゴマーとしては、好ましくは、ポリイソプレン、ポリウレタン、ポリブタジエン等を骨格に持つ（メタ）アクリレート系オリゴマーを挙げることができる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリレートとメタクリレートとを包含する。

ポリイソプレン骨格の(メタ)アクリレートオリゴマーの好ましい具体例としては、ポリイソプレン重合体の無水マレイン酸付加物と２－ヒドロキシエチルメタクリレートとのエステル化物（ＵＣ１０２（ポリスチレン換算分子量１７０００）、（株）クラレ；ＵＣ２０３（ポリスチレン換算分子量３５０００）、（株）クラレ；ＵＣ－１（分子量約２５０００）、（株）クラレ）等を挙げることができる。

また、ポリウレタン骨格を持つ（メタ）アクリル系オリゴマーの好ましい具体例としては、脂肪族ウレタンアクリレート（ＥＢＥＣＲＹＬ２３０（分子量５０００）、ダイセル・サイテック社；ＵＡ－１、ライトケミカル社）等を挙げることができる。

ポリブタジエン骨格の（メタ）アクリレート系オリゴマーとしては、公知のものを採用することができる。
<成分（ロ）>

成分（ロ）のアクリル系モノマー成分は、光学装置の製造工程において、光硬化性樹脂組成物に十分な反応性及び塗布性等を付与するために反応性希釈剤として使用されている。このようなアクリル系モノマーとしては、２－ヒドロキシプロピルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート等を挙げることができる。

なお、光硬化性樹脂組成物１０中の成分（イ）のベース成分と成分（ロ）のアクリル系モノマー成分との合計含有量は、好ましくは２５～８５質量％である。
<成分（ハ）>

成分（ハ）の可塑剤成分は、硬化樹脂層に緩衝性を付与するとともに、光硬化性樹脂組成物の硬化収縮率を低減させるために使用され、紫外線の照射では成分（イ）のアクリレート系オリゴマー成分及び成分（ロ）のアクリレート系モノマー成分と反応しないものである。このような可塑剤成分は、固体の粘着付与剤（１）と液状オイル成分（２）とを含有する。

固形の粘着付与剤（１）としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂等のテルペン系樹脂、天然ロジン、重合ロジン、ロジンエステル、水素添加ロジン等のロジン樹脂、テルペン系水素添加樹脂を挙げることができる。また、前述のアクリレート系モノマーを予め低分子ポリマー化した非反応性のオリゴマーも使用することができ、具体的には、ブチルアクリレートと２－ヘキシルアクリレートおよびアクリル酸の共重合体やシクロヘキシルアクリレートとメタクリル酸の共重合体等を挙げることができる。

液状オイル成分（２）としては、ポリプタジエン系オイル、又はポリイソプレン系オイル等を含有することができる。

なお、光硬化性樹脂組成物１０中の成分（ハ）の可塑剤成分の含有量は、好ましくは１０～６５質量％である。
<成分（ニ）>

成分（ニ）の光重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤を使用することができ、例えば、１－ヒドロキシ－シクロへキシルフェニルケトン（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社）、２－ヒドロキシ－１－｛４－[４－（２－ヒドロキシ－２－メチル－プロピロニル）ベンジル]フェニル｝－２－メチル－１－プロパン－１－オン（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦ社）、ベンゾフェノン、アセトフェノン等を挙げることができる。

このような光重合開始剤は、成分（イ）のベース成分及び成分（ロ）アクリル系モノマー成分の合計１００質量部に対し、少なすぎると紫外線照射時に硬化不足となり、多すぎると開裂によるアウトガスが増え発泡して不具合が生ずる傾向があるので、好ましくは０．１～５質量部、より好ましくは０．２～３質量部である。

また、光硬化性樹脂組成物１０は、分子量の調整のために連鎖移動剤を含有することができる。例えば、２－メルカプトエタノール、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、メルカプト酢酸、チオグリコール酸２－エチルヘキシル、２，３－ジメチルカプト－１－プロパノール、α－メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。

また、光硬化性樹脂組成物１０は、更に、必要に応じて、シランカップリング剤等の接着改善剤、酸化防止剤等の一般的な添加剤を含有することができる。また、光硬化性樹脂組成物１０の成分（イ）～（ニ）に関し、成分（ロ）及び（ハ）を工夫すれば、成分（イ）を使用しなくても良い。

［製造工程］
次いで、光学装置１の第１の製造工程について説明する。光学装置１の製造工程は、曲面形状を有する透明パネルを用意する工程（Ａ）と、前記透明パネルの貼合せ面部に硬化性樹脂組成物を充填する第１の充填工程（Ｂ）と、前記貼合せ面部に充填された前記硬化性樹脂組成物を硬化させ、第１の硬化樹脂層を形成する第１の本硬化工程（Ｃ）と、前記透明パネル又は前記透明パネルが貼り合わされる光学部材の、前記光学部材の表示領域外縁に沿った位置にダム部材を形成するダム形成工程（Ｄ）と、前記透明パネルと前記光学部材を貼り合せ、前記光学部材と上記透明パネルとの間に前記ダム部材によって囲まれた樹脂充填空間が形成された貼合体を形成する貼合せ工程（Ｅ）と、前記樹脂充填空間に前記硬化性樹脂組成物を充填する第２の充填工程（Ｆ）と、前記樹脂充填空間に充填された前記硬化性樹脂組成物を仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成する仮硬化工程（Ｇ）と、前記仮硬化樹脂層を本硬化させる第２の本硬化工程（Ｈ）とを有する。

［工程Ａ：透明パネル］
先ず、曲面形状を有する透明パネル４を用意する。上述したように、透明パネル４は、光学部材２が貼り合わされる一面に遮光部８が形成されている。遮光部８は、光学部材２の表示領域を囲むように形成される。

また、透明パネル４は、硬化性樹脂組成物１０が充填される貼合せ面部４ａに、パネルダム７が設けられる（図２（Ａ）参照）。上述したように、パネルダム７は、シリコーンゴム等の柔軟性を有する部材が透明パネル４の曲面に沿って密着されること等により設けられる。

具体的に、図２に示すように、貼合せ面部４ａが凹湾曲形状の場合は、曲面形状を有する透明パネル４の両開放端側の２辺の外縁に沿ってパネルダム７を設置する。また、図３に示すように、貼合せ面部４ａが凸湾曲形状の場合は、透明パネル４の表示部９に対応する領域を囲む４辺にパネルダム７を設置する。なお、貼合せ面部４ａが凹湾曲形状の場合は、帯状のパネルダム７を両開放端側の２辺の外縁に沿って密着させる。また、貼合せ面部４ａが凸湾曲形状の場合は、帯状のシリコーンゴムを４辺隙間なく密着、または中央に表示部９より大きい開口を持つ矩形シート状のパネルダム７を密着させる。

［工程Ｂ：第１の充填工程］
次いで、例えば図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、透明パネルの貼合せ面部に硬化性樹脂を充填する第１の充填工程を行う。硬化性樹脂としては光硬化性樹脂組成物１０を好適に用いることができる。光硬化性樹脂組成物１０は、例えばディスペンサー１３によって貼合せ面部４ａに充填される。また、硬化性樹脂組成物１０は、所定の高さまで充填される。

例えば図２（Ｂ）に示すように、硬化性樹脂組成物１０は、遮光部８上まで充填される。また、硬化性樹脂組成物１０は流動性を有し、充填後、必要に応じて静置することにより、透明パネル４の貼合せ面部４ａ上において略水平化される。

［工程Ｃ：第１の本硬化工程］
次いで、貼合せ面部４ａに充填された硬化性樹脂を硬化させ、第１の硬化樹脂層１５を形成する第１の本硬化工程を行う。硬化性樹脂として硬化性樹脂組成物１０を用いた場合、例えば図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、遮光部８の上から硬化性樹脂組成物１０の全面に硬化光を照射する。これにより、透明パネル４の貼合せ面部４ａに第１の硬化樹脂層１５が形成される。その後、パネルダム７が除去され、透明パネル４の貼合せ面部４ａ上に略平坦な第１の硬化樹脂層１５が形成される。なお、パネルダム７を光硬化性樹脂組成物１０を硬化して形成した場合には、第１の硬化樹脂層１５と一体化される。

この第１の硬化樹脂層１５は、遮光部８上まで形成される。硬化光は遮光部８の上から照射されるため、遮光部８によって硬化光が遮られることなく、第１の硬化樹脂層１５を完全に硬化させることができる。また、第１の硬化樹脂層１５は、透明パネル４の曲率を有する側縁間にわたって平坦面を有する。

なお、図５に示すように、必要に応じて、第１の硬化樹脂層１５の表面に剥離性のある光透過性の平坦なカバー部材１４を重畳させ、静置してもよい。これにより、第１の硬化樹脂層１５の本硬化工程により、後述する第２の本硬化工程前において、第１の硬化樹脂層１５の硬化収縮による貼り合わせる光学部材２への影響を予め除去することができる。

［工程Ｄ：ダム形成工程］
また、透明パネル４が貼り合わされる光学部材２の表示領域外縁に対応した位置に沿って、ダム部材１６を形成するダム形成工程を行う。ダム部材１６は、光学部材２の表示領域外縁に沿って第２の硬化性樹脂組成物１７が塗布、硬化されることにより形成される。図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２の硬化性樹脂組成物１７は、例えばディスペンサー１３によって所定の高さに塗布される。また、第２の硬化性樹脂組成物１７として光硬化性樹脂組成物を用いた場合は、塗布後に硬化光が照射され、硬化される。その他、第２の硬化性樹脂組成物１７は、印刷等、公知の樹脂供給方法を用いて供給してもよい。

また、ダム部材１６は、硬化樹脂層３を構成する光硬化性樹脂組成物１０と同一の樹脂組成物によって形成されることが好ましい。硬化樹脂層３と同様に光透過性を有することにより、ダム部材１６は、遮光部８の内側に形成され、光学部材２の表示領域を透過させる光学装置１の表示部９内に形成された場合にも、硬化樹脂層３と同様に光透過性を有することとなる。また、硬化樹脂層３と接することから、同一の硬化性樹脂組成物によって形成されることにより、表示部９内において硬化樹脂層３との界面が現れず、光学装置１の表示性、視認性を損なうことがない。

硬化後のダム部材１６は、弾性及び高粘着性を有し、後に透明パネル４に押し付けられると押し潰され、透明パネル４の第１の硬化樹脂層１５に密着される。これにより、ダム部材１６は、光学部材２及び透明パネル４との間に光硬化性樹脂組成物１０が充填される樹脂充填空間２０を形成するとともに、光硬化性樹脂組成物１０の液漏れが防止される。なお、第２の硬化性樹脂組成物１７の塗布高さは、所定の硬化樹脂層３の厚さから第１の硬化樹脂層１５の厚さを減じた厚さに、ダム部材１６が押し潰される分を加味して決定される。

なお、ダム部材１６は、光学部材２に形成する以外にも、透明パネル４に形成した第１の硬化樹脂層１５に形成してもよく、光学部材２及び第１の硬化樹脂層１５の両方に形成してもよい。

なお、略枠状に形成されたダム部材１６は、少なくとも１か所の開口部が設けられていることが好ましい。開口部は、樹脂充填空間２０に光硬化性樹脂組成物１０を注入するための注入孔であり、また、樹脂充填空間２０内の空気を排気する排気孔である。開口部は、光硬化性樹脂組成物１０を注入するディスペンサー１３（図８参照）を挿入するとともに、樹脂充填空間２０内の空気が排気可能な開口径を有する。また、開口部は、ダム部材１６の何れの箇所に形成してもよいが、遮光部８上のいずれかの位置に設けることが好ましい。また、開口部は、コーナー部付近に形成することにより、開口部を鉛直上側に向けて光硬化性樹脂組成物１０を注入するとともに、樹脂充填空間２０内の空気の排気がダム部材１６によって阻害されることを防止でき、確実に樹脂充填空間２０内に光硬化性樹脂組成物１０を充填できる。なお、開口部は、複数形成することができ、例えば光硬化性樹脂組成物１０の注入孔と、樹脂充填空間２０内の空気の排気孔として用いることができる。

［工程Ｅ：貼り合せ工程］
次いで、図７に示すように、透明パネル４と光学部材２を貼り合せ、光学部材２と透明パネル４との間にダム部材１６によって囲まれた樹脂充填空間２０が形成された貼合体２１を形成する貼合せ工程を行う。

透明パネル４及び光学部材２は、各貼り合せ面と反対側の裏面に設けられた図示しない固定板によって支持されている。貼合体２１は、透明パネル４と光学部材２とを、それぞれ枠状に形成された遮光部８とダム部材１６とが対向するように配置し、固定板で挟持することにより形成される。

なお、このとき、ダム部材１６が遮光部８の内側縁上に位置する、又は遮光部８の内側縁より内側に位置することが好ましい。すなわち、ダム部材１６によって囲まれる樹脂充填空間２０が遮光部８の内側となることが好ましい。後述するように、樹脂充填空間２０に充填された光硬化性樹脂組成物１０は、透明パネル４の貼合せ面部４ａと反対側の表面側から硬化光が照射されるため、樹脂充填空間２０が遮光部８の死角とならないようにするためである。

上述したように、ダム部材１６は、弾性及び高粘着性を有し、透明パネル４の第１の硬化樹脂層１５に押し付けられると、押し潰されて密着される。これにより、貼合体２１は、光学部材２、第１の硬化樹脂層１５及びダム部材１６により光硬化性樹脂組成物１０が充填される樹脂充填空間２０が形成される。樹脂充填空間２０は、ダム部材１６が第１の硬化樹脂層１５に密着することにより、光硬化性樹脂組成物１０の液漏れが防止されている。また、樹脂充填空間２０は、ダム部材１６に開口部を形成した場合、この開口部から光硬化性樹脂組成物１０を注入可能とされている。なお、上述したように、樹脂充填空間には、１又は複数の開口部を形成してもよい。

ここで、第１の硬化樹脂層１５は平坦面を有し、貼合せ工程では、ダム部材１６が第１の硬化樹脂層１５の平坦面上に当接する。したがって、曲面形状を有する透明パネル４の当該曲面にダム部材１６が当接する場合に比して、ダム部材１６が密着しやすく、確実に光硬化性樹脂組成物１０の液漏れを防止することができる。

［工程Ｆ：第２の充填工程］
次いで、図８に示すように、樹脂充填空間２０に硬化性樹脂組成物を充填する第２の充填工程を行う。硬化性樹脂としては第１の硬化樹脂層１５を構成する光硬化性樹脂組成物１０と同一の光硬化性樹脂組成物１０を用いることが好ましい。光硬化性樹脂組成物１０は、例えばディスペンサー１３によって樹脂充填空間２０に充填される。

樹脂充填空間２０に開口部が形成されている場合には、当該開口部よりディスペンサー１３を介して光硬化性樹脂組成物１０が充填される。このとき、開口部を上側に向けて光硬化性樹脂組成物３０を充填することにより、開口部から樹脂充填空間２０内の空気を排気し、ボイドの発生を防止することができる。

また、光硬化性樹脂組成物１０の充填工程は、開口部が鉛直方向の最上位に位置するように貼合体２１を傾けて行うことが好ましい。これにより、樹脂充填空間２０内の空気が開口部側に流れ、樹脂充填空間２０の角部などにボイドとして残存することを防止できる。

なお、ディスペンサー１３は、ノズル先端が開口部内に挿入していれば光硬化性樹脂組成物１０を充填可能であるが、先端部を樹脂充填空間２０内に充填された光硬化性樹脂組成物１０中に浸漬させることで、空気の巻き込みを防止しながら高速に充填することができる。光硬化性樹脂組成物１０の充填完了後、ディスペンサー１３は、樹脂充填空間２０より退避する。

［工程Ｇ：仮硬化工程］
次いで、図８に示すように、樹脂充填空間２０に充填された硬化性樹脂組成物を仮硬化させ、仮硬化樹脂層２２を形成する仮硬化工程を行う。例えば、樹脂充填空間２０に光硬化性樹脂組成物１０を充填した場合は、透明パネル４側から紫外線等の硬化光を樹脂充填空間２０に照射することにより、光硬化性樹脂組成物１０を仮硬化させ、仮硬化樹脂層２２とする。

また、第２の充填工程において開口部が鉛直方向の最上位に位置するように貼合体２１を傾けた場合には、貼合体２１を水平に戻した状態で第２仮硬化工程を行ってもよい。これにより、貼合体２１の傾斜によって樹脂充填空間２０の開口部付近に光硬化性樹脂組成物１０の未充填部分が生じることを防止できる。したがって、開口部まで光硬化性樹脂組成物１０が充填され、表示領域の全域に光硬化性樹脂組成物１０が充填された状態で硬化光を照射することができる。

また、本技術が適用された光学装置の製造方法は、樹脂充填空間２０内への光硬化性樹脂組成物１０の充填工程と、樹脂充填空間２０内に充填された光硬化性樹脂組成物１０の仮硬化工程を並行して行ってもよい。すなわち、樹脂充填空間２０内へ光硬化性樹脂組成物１０を充填しながら、樹脂充填空間２０に充填された光硬化性樹脂組成物１０に対して硬化光を照射し、硬化反応を順次進行させていっても良い。

光硬化性樹脂組成物１０が樹脂充填空間２０の全体に充填される前に、順次硬化していくことにより、未硬化の光硬化性樹脂組成物１０が樹脂充填空間２０内に充填されることによる内圧の上昇を抑制することができ、薄型化の進む透明パネル４や光学部材２への負荷を低減するとともに、仮硬化樹脂層２２を均一な厚さに形成することができる。

また、光硬化性樹脂組成物１０の充填工程と硬化工程を並行して行うことにより、製造時間の短縮を図ることができる。

なお、開口部に光硬化性樹脂組成物１０を充填し、図９に示すように、貼合体２１の側面から開口部に向けて硬化光を照射することにより、開口部内の光硬化性樹脂組成物１０を本硬化させ確実に開口部を閉塞してもよい。

［工程Ｈ：第２の本硬化工程］
次いで、樹脂充填空間２０に形成された仮硬化樹脂層２２を本硬化させる本硬化工程を行う。本硬化工程は、例えば図１０に示すように、透明パネル４側から紫外線等の硬化光を樹脂充填空間２０に照射することにより、仮硬化樹脂層２２を本硬化させることができる。第１の硬化樹脂層１５及び本硬化した仮硬化樹脂層２２は、硬化樹脂層３となる。

これにより、図１に示すように、光学部材２と透明パネル４とが硬化樹脂層３を介して積層されてなる光学装置１を得る。本製造工程によれば、予め第１の硬化樹脂層１５を形成しているため、仮硬化樹脂層２２を効率よく本硬化させることができる。すなわち、第２の本硬化工程は透明パネル４の表面から硬化光を照射する。また、透明パネル４の曲率が大きくなると、第１の充填工程で貼合せ面部４ａに充填される樹脂量も多く、厚みも増すこととなる。さらに、未硬化の樹脂は硬化光を吸収する。そのため、透明パネル４の表面から樹脂充填空間２０に充填された硬化性樹脂に硬化光を照射しても、未硬化の樹脂が介在すると貼合せ面部４ａ及び樹脂充填空間２０に充填された硬化性樹脂を硬化させるまでに時間を要する。

この点、本技術によれば、貼合せ面部４ａに充填された硬化性樹脂を予め本硬化させておくことで、樹脂充填空間２０に充填された硬化性樹脂を効率よく硬化させることができる。なお、第１の本硬化工程及び第２の本硬化工程における硬化光の照射は、それぞれ必要に応じて複数回実施してもよい。

なお、本技術は、仮硬化工程に替えて、樹脂充填空間２０に充填された光硬化性樹脂組成物１０を本硬化させる第２の本硬化工程を有してもよい。すなわち、樹脂充填空間２０に光硬化性樹脂組成物１０を充填した後、硬化光を照射して直ちに光硬化性樹脂組成物１０を本硬化させてもよい。これにより、光学装置１の製造工程を短縮化することができる。

このような光学装置１の製造方法によれば、平坦な第１の硬化樹脂層１５を設け、ダム部材１６が密着することにより樹脂充填空間２０を形成している。したがって、曲面形状を有する透明パネル４を用いた場合にも、ダム部材１６と第１の硬化樹脂層１５との高度な密着性を確保でき、硬化性樹脂組成物をはみ出させることなく、樹脂充填空間２０に充填することができる。

このような工程により製造された光学装置１は、遮光部８の表示領域側が光学部材２の表示領域を透過させる表示部９とされる。表示部９は、第１の硬化樹脂層１５及び仮硬化樹脂層２２が同一の樹脂組成物によって形成されることにより、表示性、視認性を損なうことがない。また、表示部９内にダム部材１６が位置する場合にも、ダム部材１６及び硬化樹脂層３が同一の樹脂組成物によって形成されることにより、硬化樹脂層３との界面が現れず、表示性、視認性を損なうことがない。

なお、上述したように、光学装置１は、ダム部材１６によって囲まれる樹脂充填空間２０が遮光部８の内側となるように形成することで、樹脂充填空間２０が透明パネル４の表示部９側に現れる、すなわち遮光部８によって死角とならない。これにより、樹脂充填空間２０内の第１の硬化樹脂層１５及び仮硬化樹脂層２２に対して透明パネル４を介して硬化光を照射することができ、未硬化部分の発生を防止することができる。

次いで、本技術を用いて光学装置を形成する実施例について説明する。本実施例では、透明パネル４としてポリカーボネート材質の曲面形状を有する透明パネルと、光学部材２として液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ：liquid crystal display）を用意し、透明パネルと液晶表示ディスプレイを紫外線硬化性の硬化樹脂層を介して貼り合せることにより光学装置を形成した。透明パネルには、液晶表示ディスプレイの表示領域の周縁に対応する位置に黒色枠状の遮光部が形成されている。

透明パネルは、Ｗ：１３０ｍｍ、Ｌ：２３０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、曲率半径Ｒ：６００（深さ４ｍｍ）のものを用意した。遮光部を介した開口寸法は１０８×１９５ｍｍである。また、パネルダムとして、２本のシリコーンゴム（Ｗ：１０ｍｍ、Ｌ：１４０ｍｍ、厚さ：１０ｍｍ）を用意した。

透明パネルの貼合せ面部に充填する光硬化性樹脂組成物、及び貼合体の樹脂充填空間に充填する光硬化性樹脂組成物として、ＵＶ硬化型光学弾性樹脂（商品名：１８Ｖ０２８－７、デクセリアルズ株式会社製、粘度：３０ｍＰａ・ｓ、密度０．９８ｇ／ｃｍ³）を使用した。また、液晶表示ディスプレイに形成するダム部材の材料として、ＵＶ硬化型光学弾性樹脂（商品名：ＣＫ２０２、デクセリアルズ株式会社製、粘度：７００００ｍＰａ・ｓ、密度０．９８ｇ／ｃｍ³）を使用した。

先ず、透明パネルの両開放端側の外縁に沿ってパネルダムを設置した。次いで、ディスペンサー（商品名：ＭＬ－５０００ＸＩＩ、武蔵エンジニアリング社製）を用いて、透明パネルの貼合せ面部に光硬化性樹脂組成物を充填し、ＬＥＤ型ＵＶ照射装置（商品名：Ｈ－ＭＢ００４、（株）ＨＯＹＡ製）を照射して完全硬化させ、第１の硬化樹脂層を形成した。光硬化性樹脂組成物の充填量は７２ｇとし、貼合せ面部中央に投入後２０秒間静置して平坦化を図った。ＵＶ照射条件は、照度：４００ｍＷ／ｃｍ²、積算光量：８０００ｍＪ／ｃｍ²とした。

次いで、液晶表示ディスプレイに上記ディスペンサー及び上記ＬＥＤ型ＵＶ照射装置を用いて光硬化性樹脂組成物を塗布、硬化させてダム部材を形成した。ディスペンサーの注入ノズルとしてテーパノズル（商品名：ＴＰＮＤ－１８Ｇ、武蔵エンジニアリング社製）を使用した。塗布条件は、ディスペンス圧力：０．３ＭＰａ、速度：１０ｍｍ／ｓｅｃとした。ＵＶ照射条件は、照度：４００ｍＷ／ｃｍ²、積算光量：８０００ｍＪ／ｃｍ²とした。

次いで、透明パネルと液晶表示ディスプレイを貼り合せ、第１の硬化樹脂層にダム部材を密着させた。この貼合体の樹脂充填空間に上記ディスペンサーを用いて光硬化性樹脂組成物を注入し、上記ＬＥＤ型ＵＶ照射装置により透明パネル側からＵＶ光を照射して完全硬化させた。ディスペンサーの注入ノズルとしてφ５ｍｍのビニールチューブを使用し、ダム部材に形成した開口部より樹脂充填空間内に差し入れた。注入条件は、ディスペンス圧力：０．２ＭＰａとし、開口部まで光硬化性樹脂組成物が充填された時点で注入を完了した。ＵＶ照射条件は、照度：４００ｍＷ／ｃｍ²、積算光量：８０００ｍＪ／ｃｍ²で仮硬化は行わず一回のＵＶ照射で本硬化を行った。

これにより、透明パネルと液晶表示ディスプレイとが硬化樹脂層を介して貼り合わされた光学装置を得た。得られた光学装置は、良好な視認性を有し、光硬化性樹脂組成物の漏れや、透明パネルと液晶表示ディスプレイとの貼り合せ強度も問題ないことが確認できた。

１ 光学装置、２ 光学部材、３ 硬化樹脂層、４ 透明パネル、４ａ 貼合せ面部 、７パネルダム、８ 遮光部、９ 表示部、１０ 光硬化性樹脂組成物、１３ デ ィスペンサー、１４ カバー部材、１５ 第１の硬化樹脂層、１６ ダム部材、 １７ 第２の硬化樹脂組成物、２０ 樹脂充填空間、２１ 貼合体、２２ 仮硬化樹脂層

Claims (10)

1. 曲面形状を有する透明パネルを用意する工程と、
   前記透明パネルの貼合せ面部に硬化性樹脂組成物を充填する第１の充填工程と、
   前記貼合せ面部に充填された前記硬化性樹脂組成物を硬化させ、第１の硬化樹脂層を形成する第１の本硬化工程と、
   前記透明パネル又は前記透明パネルが貼り合わされる光学部材の、前記光学部材の表示領域外縁に沿った位置にダム部材を形成するダム形成工程と、
   前記透明パネルと前記光学部材を貼り合せ、前記光学部材と前記透明パネルとの間に前記ダム部材によって囲まれた樹脂充填空間が形成された貼合体を形成する貼合せ工程と、
   前記樹脂充填空間に前記硬化性樹脂組成物を充填する第２の充填工程と、
   前記樹脂充填空間に充填された前記硬化性樹脂組成物を仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成する仮硬化工程と、
   前記仮硬化樹脂層を本硬化させる第２の本硬化工程とを有する
   光学装置の製造方法。
2. 前記仮硬化工程を省き、直ちに前記樹脂充填空間に充填された前記硬化性樹脂組成物を硬化させる第２の本硬化工程を有する請求項１に記載の光学装置の製造方法。
3. 前記樹脂充填空間には、１又は複数の開口部が形成されている請求項１又は２に記載の光学装置の製造方法。
4. 前記開口部は、前記硬化性樹脂組成物が充填され、閉塞される請求項３に記載の光学装置の製造方法。
5. 前記開口部を上に向けて前記硬化性樹脂組成物を充填する請求項３又は４に記載の光学装置の製造方法。
6. 前記透明パネルは、前記光学部材の表示領域周縁に対応する領域に遮光部が形成されている請求項１～５のいずれか１項に記載の光学装置の製造方法。
7. 前記硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂であり、前記第１の本硬化工程は前記遮光部及び前記硬化性樹脂組成物の上から硬化光を照射する請求項６に記載の光学装置の製造方法。
8. 前記第１の硬化樹脂層は平坦面を有し、
   前記貼合せ工程では、前記ダム部材が第１の硬化樹脂層の平坦面上に当接する請求項１～７のいずれか１項に記載の光学装置の製造方法。
9. 前記ダム部材は、前記硬化性樹脂組成物と同一の硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させることにより形成される請求項１～８のいずれか１項に記載の光学装置の製造方法。
10. 前記第１の充填工程では、前記透明パネルの貼合せ面部に、柔軟性を有し剥離可能なダムを密着させる請求項１～９のいずれか１項に記載の光学装置の製造方法。

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