JP5300531B2 - 面発光合わせガラス及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス板とガラス板との間に導光板が積層されて封止樹脂で封止されてなる面発光合わせガラス及びその製造方法に関する。

電飾看板等に使用されるバックライトとして、直下型やエッジライト型のバックライトが知られている。直下型のバックライトは、大型液晶テレビなどに使用される場合が多く、エッジライト型のバックライトは厚みを薄くすることができるため、ノートパソコンなどに使用される場合が多い。このようなエッジライト型のバックライトとしては、導光板の表面に光拡散フィルムや反射フィルムなどの光学フィルムが積層されたものが知られている。例えば、特開２００６−２０８５８２号公報（特許文献１）には、少なくとも一つの側端部を光入射面とし、これと略直交する両側の面を光出射面とする、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が２％以上の導光板と、前記導光板の少なくとも一つの側端部に配置された光源とからなることを特徴とする電飾看板用バックライトについて記載されている。これによれば、両側の面を光出射面とする、ヘーズ（ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００）が２％以上の導光板を用いることから、バックライトの厚みが薄くなり、電飾看板とした際の厚みを薄くすることができるとされている。しかしながら、このようにして得られた電飾看板は、防火性が要求される用途に用いることができず改善が望まれていた。

一方、面発光合わせガラスとして、ガラス板とガラス板との間に発光体を封じた合わせガラスが知られている。例えば、特開平４−９９９５号公報（特許文献２）には、微小な間隙を残して面を対向させたガラスのような２つの透明体の間に発光体を介在させ、この発光体を２つの透明体の間に充填して固化させた透明な高分子樹脂により固定したことを特徴とする合わせガラスディスプレイ装置について記載されている。これによれば、奥行寸法が小さく、建築物の窓ガラス等としても兼用できるような薄型のディスプレイ装置を提供することができるとされている。しかしながら、導光板を封止して合わせガラスにした例はなく、そのような合わせガラスの提供が望まれていた。

特開２００６−２０８５８２号公報 特開平４−９９９５号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、面発光が可能であり、耐熱性及び防火性に優れた面発光合わせガラスを提供することを目的とするものである。

上記課題は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に導光板が封止樹脂で封止されてなる面発光合わせガラスであって、第１ガラス板と第２ガラス板との間に、第１光学フィルム、導光板及び第２光学フィルムがこの順番で積層され、第１ガラス板と第１光学フィルムとの間、及び第２ガラス板と第２光学フィルムとの間に封止樹脂が充填され、第１光学フィルムと導光板との間、及び導光板と第２光学フィルムとの間に封止樹脂が充填されていない空間を有し、かつ、第１光学フィルム及び第２光学フィルムの端部が第１ガラス板の端部よりも内側にあることを特徴とする面発光合わせガラスを提供することによって解決される。

このとき、第１光学フィルムが反射フィルムであり、第２光学フィルムが拡散フィルムであることが好適であり、第１光学フィルム及び第２光学フィルムが拡散フィルムであることが好適である。第１光学フィルム及び／又は第２光学フィルムの導光板に対向する面が凹凸を有することが好適であり、第１光学フィルムと導光板との間、及び／又は導光板と第２光学フィルムとの間に密着防止フィルムを介して積層されてなることが好適である。また、封止樹脂がポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリビニルブチラールからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であることも好適な実施態様である。

また、上記課題は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に導光板を封止樹脂で封止する面発光合わせガラスの製造方法であって、第１ガラス板、第１封止樹脂シート、第１光学フィルム、導光板、第２光学フィルム、第２封止樹脂シート及び第２ガラス板をこの順番で積層し、第１光学フィルム及び第２光学フィルムの端部が第１ガラス板の端部よりも内側になるように第１光学フィルム及び第２光学フィルムを配置し、導光板を構成する樹脂の融点又は軟化点以下の温度で加熱して第１封止樹脂シート及び第２封止樹脂シートを溶融させてから冷却して封止することを特徴とする面発光合わせガラスの製造方法を提供することによっても解決される。このとき、加熱温度が１８０℃以下であることが好適な実施態様である。

本発明の面発光合わせガラスは、第１光学フィルムと導光板との間、及び導光板と第２光学フィルムとの間に封止樹脂が充填されていない空間を有するため、導光性能が良好であり、耐熱性及び防火性に優れた面発光合わせガラスである。こうして得られた面発光合わせガラスは、厚みが小さく様々な形状や寸法への対応が容易である。また、第１ガラス板と第１光学フィルムとの間、及び第２ガラス板と第２光学フィルムとの間が封止樹脂を介して固着されているため、第１ガラス板及び第２ガラス板のどちらの面が破壊されたとしてもガラスが飛散しにくく安全性に優れている。

封止操作後の面発光合わせガラスの一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。 封止処理装置の一例の模式図である。 実施例１における封止処理時の温度と圧力を示した図である。

以下、図面を参照しながら本発明をより具体的に説明する。図１は、本発明の面発光合わせガラス１の一例の断面模式図である。図２は、封止処理前の積層体の一例を示した断面模式図であり、第１ガラス板２、第１封止樹脂シート８、第１光学フィルム３、導光板４、第２光学フィルム５、第２封止樹脂シート９及び第２ガラス板７がこの順番に積層されてなる例である。

本発明の面発光合わせガラス１は、第１ガラス板２と第２ガラス板７との間に、第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５により両面が保護された導光板４が封止樹脂６で封止されており、第１光学フィルム３と導光板４との間、及び導光板４と第２光学フィルム５との間に封止樹脂６が充填されていない空間を有する。ここで、封止樹脂６が充填されていない空間とは、第１光学フィルム３と導光板４、及び導光板４と第２光学フィルム５がそれぞれ光学的に接触（オプティカルコンタクト）していない状態であればよい。このように、導光板４の両表面が第１光学フィルム３や第２光学フィルム５でそれぞれ保護されて封止樹脂６が充填されていない空間を有することにより、導光板４の側端部に設けられた光源から入射された光が導光板４の内部を伝搬し、導光板４の両表面から均一に出射するので、導光板４が面光源として機能する。ここで、発光体が直接樹脂に接触して固定された合わせガラスについての特開平４−９９９５号公報（特許文献２）に記載された方法と同様に、導光板４の表面が直接封止樹脂６で覆われた合わせガラスを作製した場合、導光板４の表面から均一に光を出射することが困難となることを本発明者らは確認している。したがって、本発明の構成を採用する意義が大きい。

本発明の面発光合わせガラス１は、第１ガラス板２と第２ガラス板７との間に第１光学フィルム３、導光板４及び第２光学フィルム５がこの順番で積層されて、第１ガラス板２と第１光学フィルム３との間、及び第２光学フィルム５と第２ガラス板７との間に封止樹脂６が充填されてなるものである。このように、第１ガラス板２と第１光学フィルム３との間、及び第２光学フィルムと第２ガラス板７との間が封止樹脂６を介して固着されているため、第１ガラス板２及び第２ガラス板７のどちらかの面が破壊されたとしてもガラスが飛散しにくく安全性に優れている。更に、本発明の面発光合わせガラス１を住宅やビル等の窓ガラスとして用いた場合、窓ガラスの外側からガラス面を破壊して不法侵入を試みたとしても、短時間で封止樹脂６のみならず第１光学フィルム、導光板４及び第２光学フィルム５までを破ることは容易ではないため防犯効果に優れており、また、導光板４や封止樹脂６が充填されていない空間を有するので防音効果にも優れている。また、上述のように第１光学フィルム３と導光板４との間、及び導光板４と第２光学フィルム５との間が封止樹脂６で充填されていない空間を有するため、本発明の面発光合わせガラス１は断熱効果も期待できる。

本発明で用いられる導光板４としては、その表裏面で全反射させることによって光を伝搬することができるものであればよく特に限定されない。ここで、導光板４としては、少なくとも一端部を光入射面とし、導光板４の表裏面の少なくとも一方を光出射面とするように成形された略平板状からなるものであることが好ましい。このような導光板４は、光入射面から入射した光が光出射面から効率良く出射できるように、表面（光出射面）に凹凸処理やドットパターン状等の拡散層の印刷を施したもの、あるいは導光板中に微粒子を練りこんだものがあげられる。導光板４の厚みは、１〜２０ｍｍであることが好ましく、５〜１５ｍｍであることがより好ましい。また、導光板４の端部に配置される光源としては、例えば、冷陰極管等が挙げられる。

導光板４を構成する樹脂としては特に限定されず、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの樹脂が挙げられる。中でも、耐候性を有するとともに透明性が高い観点からアクリル系樹脂が好適に用いられる。

また、導光板４中に練り込む微粒子としては、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、酸化チタン、合成ゼオライト、アルミナ、スメクタイトなどの無機微粒子や、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂などからなる有機微粒子が挙げられる。

本発明で用いられる第２光学フィルム５は、導光板４と第２光学フィルム５との間に封止樹脂が充填されていない空間を形成でき、透明性を有するものであれば特に限定されず、拡散フィルムの他、プリズムシート、レンズシート等の輝度向上フィルム等が挙げられる。また、第２光学フィルム５は、単層フィルムであっても多層フィルムであっても構わない。導光板４の表面から出射される光を均一に面発光させるためには、拡散フィルムであることが好ましい。

拡散フィルムとしては、光拡散性が高いという観点から、例えば、透明支持体上にバインダー樹脂及び光拡散剤からなる光拡散層が形成されたフィルム、透明支持体の表面がサンドブラスト処理されてなるフィルム等が好適に採用される。中でも、導光板４と光学的に接触しないようにする観点から、透明支持体の表面がサンドブラスト処理されてなるフィルムがより好適に用いられる。

上記拡散フィルムにおいて用いられる透明支持体としては特に限定されず、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム等の透明プラスチックフィルム等が挙げられる。中でも強度や耐久性の観点からポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いられる。

また、上記拡散フィルムにおいて用いられる光拡散剤としては特に限定されず、導光板４からの出射光を拡散させてそのムラを消去させつつもできるだけそのまま正面方向に対して透過させる性能を付与する樹脂粒子が好ましく用いられる。このような樹脂粒子としては、形状が実質的に真球状であって、平均粒子径が１〜５０μｍのものが好ましく用いられる。平均粒子径は、コールターカウンター法によって測定した値である。

上記樹脂粒子としては、例えば、アクリル系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、ナイロン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ポリエチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン系樹脂粒子、ウレタン系樹脂粒子等が挙げられる。

上記拡散フィルムにおいて用いられるバインダー樹脂としては特に限定されず、導光板４を構成する樹脂の説明のところで例示されたものと同様のものを用いることができる。中でも、耐候性を有するとともに透明性が高い観点からアクリル系樹脂が好適に用いられる。また、導光板４と光学的に接触しないようにする観点からは、バインダー樹脂としては電離放射線硬化型樹脂が好ましく用いられる。

また、透明支持体の表面がサンドブラスト処理されてなるフィルムにおいて、サンドブラスト処理とは、珪砂のような高硬度の砂状物（ショット材）を高速回転翼でフィルムの表面にたたきつけたり、水流中に混ぜて高圧ポンプでフィルムの表面にたたきつけたりして、フィルムの表面を物理的に削り取るというものである。このように、フィルム表面に凹凸形状を形成することにより、導光板４との密着防止効果が期待できる。サンドブラスト処理は、ショット材の種類（硬さ）、大きさ、噴射量、基材フィルムにたたきつける速度、時間、装置と基材フィルムまでの距離などの条件を変更することによって表面形状を変えることができる。一例として、ポリエチレンテレフタレートの表面を算術平均粗さ（Ｒａ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）が０．５μｍ程度に処理する場合の条件は、ショット材の種類：珪砂、ショット材の大きさ：平均粒径２００μｍ、噴射量：２．０〜２．５ｌ／ｓｅｃ、周速：４０〜５０ｍ／ｓｅｃ、処理時間：３０〜６０ｓｅｃ、装置とフィルムの距離：４３０ｍｍである。

本発明で用いられる第２光学フィルム５の厚さは特に限定されず、板状のものからフィルム状のものまで使用することができる。第２光学フィルム５の厚さは、１０〜３００μｍであることが好ましい。第２光学フィルム５の厚さが１０μｍ未満の場合、第２光学フィルム５の強度が低下して封止作業が困難となるおそれがあり、５０μｍ以上であることがより好ましい。一方、第２光学フィルム５の厚さが３００μｍを超える場合、重量やコストが上昇するおそれがあり、２００μｍ以下であることがより好ましい。

本発明で用いられる第１光学フィルム３は、第１光学フィルム３と導光板４との間に封止樹脂が充填されていない空間を有するのであれば、透明性を有するフィルムであっても反射性を有するフィルムであっても構わない。第１光学フィルム３が光透過性を有するフィルムである場合、上述の第２光学フィルム５の説明のところで例示されたものと同様のものを用いることができる。例えば、第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５が拡散フィルムである場合は、導光板４の側端部から入射された光が導光板４の表裏面から出射されるため、両面発光型の面発光合わせガラス１が得られる。一方、第１光学フィルム３が反射フィルムであり、第２光学フィルム５が拡散フィルムである場合は、導光板４の側端部から入射された光は第２光学フィルム５が積層された側からのみ出射されるため、片面発光型の面発光合わせガラス１が得られることになる。

上記反射特性を有するフィルムとしては、発泡白色フィルム、金属蒸着フィルム、白色顔料練り込みフィルム、白色塗装フィルムなどが挙げられる。中でも、導光板４と光学的に接触しにくい発泡白色フィルムが好適に用いられ、具体的には樹脂フィルム中に微細な気泡が多数形成されたフィルムがより好適に用いられる。樹脂フィルムとしては、上述の拡散フィルムのところで説明したものと同様の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。中でも、強度や耐久性の観点からポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル樹脂が特に好適に用いられる。

本発明で用いられる第１光学フィルム３の厚さは特に限定されず、板状のものからフィルム状のものまで使用することができる。第１光学フィルム３の厚さは、１０〜３００μｍであることが好ましい。第１光学フィルム３の厚さが１０μｍ未満の場合、第１光学フィルム３の強度が低下して封止作業が困難となるおそれがあり、５０μｍ以上であることがより好ましい。一方、第１光学フィルム３の厚さが３００μｍを超える場合、重量やコストが上昇するおそれがあり、２００μｍ以下であることがより好ましい。

ここで、本発明で用いられる第１光学フィルム３及び／又は第２光学フィルム５の導光板４に対向する面が凹凸を有することが好ましい。このことにより、第１光学フィルム３と導光板４との間や導光板４と第２光学フィルム５との間に空間が形成されて光学的に接触しないため、より均一な面発光が可能となる本発明の面発光合わせガラス１を得ることができる。ここで、第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５に凹凸形状を形成する方法としては特に限定されず、例えば、エンボスロールを用いて成形してもよいし、物理的あるいは化学的にエッチングして形成してもよいし、粒子を含むコーティング処理を施したり、サンドブラスト処理を施してもよい。また、凹凸は、第１光学フィルム３及び／又は第２光学フィルム５として例示した、拡散シートの拡散層の面、プリズムシートのプリズム面、レンズシートのレンズ面、反射フィルムの反射層の面であってもよい。

また、凹凸面の表面粗さは、導光板４の両表面に第１光学フィルム３と第２光学フィルム５とをそれぞれ積層した際に、第１光学フィルム３と導光板４との間、及び導光板４と第２光学フィルム５との間に封止樹脂６で充填されていない空間、すなわち第１光学フィルム３と導光板４、及び導光板４と第２光学フィルム５が光学的に接触しない程度であれば特に限定されない。具体的には、算術平均粗さ（Ｒａ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）が０．１〜４．０μｍであることが好ましい。算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１５μｍ以上であることがより好ましい。一方、算術平均粗さ（Ｒａ）が４．０μｍを超える場合、第１光学フィルム３と導光板４との間、及び導光板４と第２光学フィルム５との間に封止樹脂６が流入してしまうおそれがあり、３．５μｍ以下であることがより好ましい。

また、本発明の面発光合わせガラス１において、第１光学フィルム３と導光板４との間、及び／又は導光板４と第２光学フィルム５との間が密着防止フィルムを介して積層されてなることが好ましい。このことにより、第１光学フィルム３と導光板４との密着や、導光板４と第２光学フィルム５との密着を防止して干渉縞（ニュートンリング）が発生しないようにすることができるため、より均一な面発光が可能となる本発明の面発光合わせガラス１を得ることができる。

このような密着防止フィルムとしては特に限定されず、例えば、フィルムの両表面がサンドブラスト処理されたものであってもよいし、フィルムの両表面に粒子を含む塗布液がコーティング処理されたものであってもよい。中でも、密着防止とともに透明性が要求される観点からは、フィルム表面に粒子を含む塗布液がコーティング処理されたものが好適に採用され、特に透明性に優れる樹脂粒子をバインダーに分散した塗布液によりコーティング処理されたものがより好適に用いられる。用いられるバインダーとしては特に限定されず、拡散フィルムの説明のところで例示された電離放射線硬化型樹脂が好適に用いられる。同様に、透明支持体及び樹脂粒子としては特に限定されず、拡散フィルムの説明のところで例示されたものが好適に用いられる。

本発明で使用するガラス板は特に限定されず、用途や目的に応じて選択される。通常、第１ガラス板２と第２ガラス板７とは実質的に同じ形状であるが、厚みや素材は異なっていてもよい。ガラス板の厚みは、１ｍｍ以上であることが好ましい。薄すぎる場合、製造中にガラス板が破損するおそれがある。また、ガラス板が厚い場合、上下からの荷重の影響が大きく、加熱時の熱伝導にも時間を要するため、封止操作の工夫が必要な場合がある。ガラス板の厚みは、より好適には３ｍｍ以上である。一方、ガラス板の厚みは、好適には２０ｍｍ以下であり、より好適には１０ｍｍ以下である。また、ガラス板の面積は用途によって様々であるが、本発明によれば、１ｍ^２以上の大型の面発光合わせガラス１を製造することも容易である。

本発明で使用するガラス板としては、貼り合わせ時に破損しにくく安全性や防犯性に優れる点から強化ガラスが好適に用いられる。具体的には、表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板を用いることが好ましい。ここで、ガラス板の表面圧縮応力は、ＪＩＳ Ｒ３２２２に準じて測定される値である。表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板としては、具体的には、倍強度ガラス、強化ガラス、超強化ガラスなどが挙げられる。倍強度ガラスは表面圧縮応力が通常２０〜６０ＭＰａのものであり、強化ガラスは表面圧縮応力が通常９０〜１３０ＭＰａのものであり、超強化ガラスは表面圧縮応力が通常１８０〜２５０ＭＰａのものである。また、表面圧縮応力を大きくするほど、強度は向上するが、反りが大きくなりやすい。

本発明の面発光合わせガラス１は、第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５の端部が第１ガラス板２の端部よりも内側にあることを特徴とする。このことにより、得られる面発光合わせガラス１の接着強度が良好となる。第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５の端部と第１ガラス板２の端部との距離については得られる面発光合わせガラス１の大きさにより適宜調節する必要があるが、２ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましい。一方、第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５の端部と第１ガラス板２の端部との距離は、通常、１００ｍｍ以下である。

本発明で用いられる封止樹脂６の材質は、透明であって熱可塑性及び接着性を有するものであれば特に限定されないが、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリビニルブチラールからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂が好適に使用される。中でも、柔軟性に優れるのでガラスとプラスチックのように熱膨張係数の大きく異なる材料を組み合わせて使用する際にも剥離が生じにくい利点を有する観点から、封止樹脂６の材質がポリウレタンであることがより好ましい。特に、本発明のように第１ガラス板２と第２ガラス板７との間に導光板４が配置されており、第１ガラス板２及び第２ガラス板７の端部にまで導光板４の端部が存在する場合に特に好適である。更に、導光板４を構成する樹脂の融点又は軟化点が比較的低く、該樹脂が溶けない温度で封止処理を行う観点からも封止樹脂６の材質がポリウレタンであることがより好ましい。また、ポリウレタンは、貫通強度にも優れている。

また、本発明で用いられる封止樹脂６の材質は、架橋可能な熱可塑性樹脂、特に加熱することによって架橋反応が進行する樹脂であることが強度や耐久性の面からは好ましい。したがって、このような樹脂をシートの形態で第１ガラス板２と第１光学フィルム３との間、及び第２光学フィルム５と第２ガラス板７との間に挟み、加熱溶融してから、必要に応じて架橋反応を進行させ、その後冷却固化させることにより、第１光学フィルム３、導光板４及び第２光学フィルム５を封止する。加熱によって架橋されるものを使用することによって、耐久性や接着性に優れたものとすることができる。架橋可能な熱可塑性樹脂としては、加熱した時に架橋反応が進行するものであれば特に限定されない。例えば、ポリウレタンであればイソシアネート基と水酸基とを反応させることによって架橋させることができるし、エチレン−酢酸ビニル共重合体であれば、架橋剤を配合して加熱することで架橋させることができる。

本発明の面発光合わせガラス１を製造するにあたっては、封止樹脂シートを第１ガラス板２と第１光学フィルム３との間、及び第２光学フィルム５と第２ガラス板７との間に挟み、加熱溶融してから冷却固化させて、第１光学フィルム３、導光板４及び第２光学フィルム５を封止する。

封止樹脂シートは、その片面又は両面に適当なエンボスを有していてもよく、このことにより、ブロッキングを防止でき、気泡残りも抑制しやすくなる。封止樹脂シートの厚さは０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．２ｍｍ以上であることがより好ましい。一定以上の厚みとすることで、第１ガラス板２と第１光学フィルム３、第ガラス板７と第２光学フィルム５とが均一に接着される。一方、封止樹脂シートの厚さは、通常、５ｍｍ以下であり、３ｍｍ以下であることが好ましい。封止樹脂シートは１枚又は複数枚重ねて厚みを調節して使用することができる。

以上説明した、第１光学フィルム３、導光板４、第２光学フィルム５、ガラス板及び樹脂シートを用いて面発光合わせガラス１が製造される。以下に具体的な製造方法について説明する。

まず、図２を用いて積層構成について説明する。図２は、封止処理前の積層体の一例を示した断面模式図であり、第１ガラス板２、第１封止樹脂シート８、第１光学フィルム３、導光板４、第２光学フィルム５、第２封止樹脂シート９及び第２ガラス板７がこの順番で積層されている。

第１ガラス板２の上に実質的にその全面を覆うように第１封止樹脂シート８を重ねる。第１封止樹脂シート８は第１光学フィルム３の裏面と接するものである。引き続き、第１封止樹脂シート８の上に、第１光学フィルム３の凹凸面が導光板４と接するようにして第１光学フィルム３と導光板４をこの順番で積層する。更に、導光板４の上に第２光学フィルム５の凹凸面が導光板４と接するようにして導光板４の上に第２光学フィルム５を積層する。このとき、第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５の端部が第１ガラス板２の端部よりも内側にあるように配置される。このことにより、得られる面発光合わせガラス１の接着強度が良好となる。配置する方法としては、第１光学フィルム３、導光板４及び第２光学フィルム５の中心が一致するように配置することが好ましい。また、このとき、ガラス板の対向する少なくとも２辺において、第１光学フィルム３又は第２光学フィルム５の端部をガラス板の端部よりも内側にして導光板４とガラス板とを直接接着させる。接着強度をより向上させる観点からはガラス板の４辺すべてが導光板４と直接接着されていることが好ましいが、ガラス板の対向する２辺（並行）又は３辺（コの字型）において、導光板４とガラス板とが直接接着されていてもよい。また、４辺よりも３辺（コの字型）において導光板４とガラス板とが直接接着されている方がより均一な面発光が得られることを本発明者らは確認している。

次に、第２光学フィルム５の上に第２封止樹脂シート９と第２ガラス板７とが積層されて封止処理前の積層体１０が得られる。このとき、第１光学フィルム３又は第２光学フィルム５の周縁部に追加の樹脂シート片を配置してもよく、このことにより、第２光学フィルム５の周縁部の空間を封止樹脂で容易に満たすことが出来、得られる面発光合わせガラス１の接着強度を向上させることができる。

本発明の面発光合わせガラス１の製造方法は、導光板４を構成する樹脂の融点又は軟化点以下の温度で積層体１０を加熱して第１封止樹脂シート８及び第２封止樹脂シート９を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする。このとき、第１ガラス板２と第１光学フィルム３との間、及び第２光学フィルム５と第２ガラス板７との間の空気を排出してから溶融させることが好ましい。一方、第１光学フィルム３と導光板４との間、及び導光板４と第２光学フィルム５との間にある封止樹脂６が充填されていない空間には空気が残存したままでも構わない。

図３は、封止処理装置の一例の模式図である。この封止処理装置は、積層体１０を内部に収容する複数の封止処理容器１１を有し、封止処理容器内の空気の排出操作や、封止処理装置内の加熱操作及び圧力調整操作の可能なものである。封止処理容器１１はその一部又は全部が気体非透過性の柔軟な膜からなるものである。当該膜の素材は、気体非透過性の柔軟な膜であれば良く、一定以上の柔軟性と強度があって、膜の内部が真空になった時や膜の外部が加圧状態になった時に外気圧が積層体１０全体に均一にかかるようになるものであれば特に限定されず、ゴムや樹脂のシートやフィルムが使用できる。このとき、全体が気体非透過性の柔軟な膜からなる袋を使用することが好ましい。この場合には、封止処理容器１１は単なる袋であるから、様々な形状や寸法の面発光合わせガラス１を製造する際に柔軟に対応することが可能であり、建材や内装材など、多様な寸法の製品を製造することが要求される用途に対して好適である。

特に、積層体１０においてこのような封止処理容器１１を使用した場合には、封止処理容器１１の内部を減圧して上下からの荷重が積層体１０にかかった時に、ガラス板が割れるのを防止することができる。この場合には、封止処理容器１１である袋を、ガラス板の表面に沿わせてから封止するのが好ましい。

また、積層体１０が、取付け金具などのようにガラス板から外側へ突出した部材を有する場合にも、このような封止処理容器１１を使用することが好ましい。この場合にも、封止処理容器１１である袋を、突出した部材の形状に沿わせてから封止することが好ましい。突出した部材の形状によっては、その形状に対応したポケットを有する袋を使用してもよい。また、突出部に過剰の荷重がかかるのを防止するために、突出部を、減圧時に変形しにくいカバーで覆ってから、封止処理容器１１の中に導入することも好ましい。こうすることによって封止処理容器１１の破損を防止することもできる。

積層体１０を封止処理容器１１に導入する際には、積層体１０の外縁を通気性のある素材からなるブリーダー１２で覆って、積層体１０内部の溶融樹脂が流出するのを防ぐとともに、積層体１０内部からの空気の排出ルートを確保することが好ましい。ブリーダー１２に使用される素材としては、織布、編地、不織布などの布帛が使用可能である。

このようにして積層体１０が入れられた複数の封止処理容器１１をオートクレーブ１３内に導入して相互に間隔をあけて平行に配置する。これによって、封止処理容器１１内の積層体１０は相互に平行に配置されることになる。複数の封止処理容器１１は、上下方向に間隔をあけて重ねて配置されることが好ましい。所定の間隔をあけて配置する方法は特に限定されず、所定の間隔を有する棚をオートクレーブ１３内に設ける方法などが例示される。

オートクレーブ１３内において積層体１０と平行の向きに熱風を流すことによって積層体１０を加熱する。積層体１０と平行の向きに熱風を流すことによって、積層体１０に効率良くかつ均一に熱を伝えることが可能である。このとき、封止処理容器１１の下面にも熱風が接触するようにすることが好ましく、そのためには、封止処理容器１１と棚との間にスペーサーを配置する方法や、棚自体を網棚にする方法などが好適に採用される。熱風を供給する方法は特に限定されず、オートクレーブ１３内にヒーターを設けて、ファンを用いて積層体１０と平行の向きに熱風を流しても良い。しかしながら、オートクレーブ１３の外部にヒーターを設けて、熱風をオートクレーブ１３内に導入する方法が、均一に加熱しやすくて好ましい。この場合、オートクレーブ１３が、熱風導入口と、その反対側に設けられた熱風導出口とを有し、熱風導入口から熱風導出口へと流れる通路の間に複数の封止処理容器１１が配置されることが好ましい。

封止処理に際しては、前記封止処理容器１１内を減圧して第１ガラス板２と第２ガラス板７との間の空気を排出する。図３の封止処理装置では、それぞれの封止処理容器１１に排気するためのパイプ１４が接続されている。パイプ１４は、３本まとめられてパイプ１５に接続されている。さらにこのようにまとめられたパイプ１５が６本（一部図示を省略）、タンク１６に接続されている。タンク１６は真空ポンプ１７に接続されており、これによって封止処理容器１１内部の空気を排出することが可能である。封止処理容器１１の数は、複数であれば特に限定されないが、生産効率を考慮すれば、６個以上であることが好ましく、１２個以上であることがより好ましい。

６本のパイプ１５のそれぞれには、バルブ１８を介して圧力計１９が接続され、またパイプ１５中の流れを遮断することの可能な圧力調整弁２０が設けられている。これによって、パイプ１５に接続された封止処理容器１１のいずれかに漏れが発生した場合に、圧力計１９が圧力の上昇を検知し、制御回路２１が圧力調整弁２０に信号を送って圧力調整弁２０を閉じる。これによって、封止操作の途中で一つの封止処理容器１１に漏れが発生しても、他の封止処理容器１１にその悪影響が及ぶのを防止することができる。本発明で使用する封止処理容器１１は、柔軟なシートからなるものであるし、装飾合わせガラス１の形態にしたがってさまざまな形状のものを準備する必要があるので、漏れが発生するおそれがある。したがって、このような制御方法を採用することが好ましい。図３の例では、３つの封止処理容器１１ごとに一つの制御を行っているが、これは設備コストと効果とのバランスに基づくものである。圧力計１９と圧力調整弁２０のセットは、２セット以上あればよいが、好適には３セット以上、より好適には５セット以上である。制御回路２１からアラーム信号を出して、オペレーターに知らせることもできる。

６本のパイプ１５はタンク１６に接続されており、圧力調整弁２０が開いている状態では、全ての封止処理容器１１がタンク１６と連通している。タンク１６の空気は真空ポンプ１７によって排出される。また、タンク１６にはコントロールバルブ２２を介して外気を導入することができる。

図３の封止処理装置においては、タンク１６内の圧力を制御することによって全ての封止処理容器１１の内部の圧力を同時に制御することができる。タンク１６内部の圧力は、バルブ２３を介して接続された圧力計２４で計測され、この圧力データを受け取った制御回路２５がコントロールバルブ２２に信号を送って外気を取り入れながら所望の圧力に微調整する。この間真空ポンプ１７は運転を継続している。比較的容量の大きなタンク１６に対して外気を取り込みながら制御することで封止処理容器１１内の圧力の微調整が可能である。

また、封止処理容器１１内の減圧操作を開始する前に、圧力調整弁２０及びコントロールバルブ２２を閉めた状態で真空ポンプ１７の運転を行うことによって、タンク１６内を予め減圧しておくこともできる。この場合には、圧力調整弁２０を開くことによって迅速に封止処理容器１１内の空気を排出することができる。これによって、真空ポンプ１７の排気能力が小さい場合であっても、封止処理容器１１内を迅速に減圧するのに役立つ。

タンク１６の容量は特に限定されるものではないが、１０リットル以上であることが好ましく、２０リットル以上であることがより好ましい。また、容量が大きすぎる場合には、コントロールバルブ２２による圧力制御が迅速にできなくなるおそれがあるので、５００リットル以下であることが好ましい。後に説明する実施例で使用した封止処理装置は、５０リットルのタンク１６を備えていた。

以上説明したような封止処理装置を用いて第１ガラス板２と第２ガラス板７との間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止する。このときの温度条件としては、導光板４を構成する樹脂の融点又は軟化点以下の温度で加熱されるのであれば特に限定されず、封止樹脂を溶融することの可能な温度条件にて加熱すれば良い。また、封止樹脂が架橋可能な熱可塑性樹脂であれば、架橋可能な温度まで上昇させて、所定の時間架橋可能な温度に保持する。圧力も積層体１０内の空気を排出できて気泡残りが低減できるような圧力まで減圧できるのであればその圧力は特に限定されないが、できるだけ気泡残りを防ぐ観点からは、減圧度を上げて真空排気することが好ましく、真空排気と同時に封止処理容器１１の周囲に加圧を行っても良い。また、第１光学フィルム３と導光板４との間、及び導光板４と第２光学フィルム５との間に封止樹脂が浸入するのを防ぐ観点からは、封止樹脂が溶融又は軟化したところで、減圧度を下げて圧力を上昇させる操作を行ってもよい。

具体的には、封止処理容器１１内で封止するに際して、封止処理容器１１内を減圧する工程（工程１）、封止処理容器１１内を減圧下に保ったまま封止樹脂の融点以上の温度まで加熱する工程（工程２）、封止樹脂の融点以上の温度を維持するとともにオートクレーブ１３内の圧力を上昇する工程（工程３）、冷却する工程（工程４）、オートクレーブ１３内の圧力を減圧する工程（工程５）、及び封止処理容器１１内の圧力を上昇する工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行うことが好適である。

工程１は、封止処理容器１１内を減圧する工程である。このとき、封止処理容器１１内の圧力は、好適には０．０１ＭＰａ以下、より好適には０．００５ＭＰａ以下まで減圧される。十分に減圧することによって封止後の気泡残りを効果的に抑制することができる。

工程２は、封止処理容器１１内を減圧下に保ったまま封止樹脂の融点以上の温度まで加熱する工程であり、工程１に引き続いて行われる工程である。封止樹脂を昇温すると融点（以下「Ｔｍ」と略記することがある）（℃）付近で弾性率が大きく低下し高粘度の液体へと変化することになるが、工程２は、そのような温度に到達するまで減圧したままにする工程である。工程２の昇温操作で到達する温度の下限値は、好適には（Ｔｍ＋１０）℃以上であり、より好適には（Ｔｍ＋１５）℃以上である。多くの封止樹脂において好適な下限値は８０℃以上であり、より好適には８５℃以上である。封止樹脂が融点を有しない場合には、ここでいう融点をガラス転移点又は軟化点と置き換えて考えればよい。

ここで、昇温する際には、導光板４を構成する樹脂の融点又は軟化点以下の温度で加熱することが好ましく、このことにより、導光板４が破損するのを防ぐことができる。具体的には、上限値が１８０℃以下であることが好ましく、特に導光板４を構成する樹脂の融点又は軟化点が比較的低く、該樹脂が溶けない温度で昇温する観点からは１１０℃以下であることがより好ましく、１００℃以下であることが更に好ましい。

工程２で昇温する速度はゆっくりであることが好ましく、室温から上記温度まで昇温するのにかかる時間が５分以上であることが好ましく、１０分以上であることがより好ましい。ゆっくり昇温すると周縁部が先に溶融しにくく中央部に気泡が残らない。このとき、途中で昇温速度を変化させてもよいし、昇温を停止して積層体１０の内部の温度分布を解消させる、バランシング操作を施しても良い。生産性の観点から、昇温時間は、通常１０時間以下であり、好適には６時間以下である。

工程３は、封止樹脂の融点以上の温度を維持するとともにオートクレーブ１３内の圧力を上昇する工程であり、工程２に引き続いて行われる工程である。こうすることによって、徐々に流動性を増していく過程で、積層体１０にかかる圧力を徐々に増やすことができ、残留気泡の発生を抑制しながら封止樹脂の接着強度を向上させるのに効果的である。

工程４は冷却する工程であり、工程３に引き続いて行われる工程である。工程４においては、通常、室温付近まで冷却するが、冷却速度が早すぎるとガラス板が割れるおそれがある。また、得られる面発光合わせガラス１に反りが発生するおそれもある。したがって、好適には１０分以上、より好適には３０分以上かけて冷却する。中でも、封止樹脂を溶融させてから冷却するに際し、（Ｔｍ＋１０）℃から（Ｔｍ−２０）℃まで冷却するのに要する時間が２０分以上であることが好ましく、３０分以上であることがより好ましい。融点近傍においてゆっくりと冷却することによって、残留応力を抑制することができる利点を有する。

工程５は、オートクレーブ１３内の圧力を減圧する工程、すなわちオートクレーブ１３内に加圧した圧力を開放する工程であり、工程４に引き続いて行われる工程である。

また、工程６は封止処理容器１１内の圧力を上昇させる工程である。工程６は、工程５に引き続いて行われる工程であり、通常、大気圧と実質的に同じ圧力（０．１ＭＰａ）まで昇圧する。工程５に引き続いて行われる場合のように、室温付近まで冷却した後に圧力を上昇させるのであれば、短時間で昇圧することが可能である。

こうして得られた本発明の面発光合わせガラス１は、周縁部まで封止樹脂６が充填されており、接着性や耐久性に優れた封止樹脂６で周縁部まで封止することができるので、信頼性の高い面発光合わせガラス１を提供することができる。特に本発明では、第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５の端部が第１ガラス板２の端部よりも内側になるように第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５が配置されているので、封止樹脂層の周縁に第１光学フィルム３及び第２光学フィルム５の端面が露出せず、より信頼性の高い面発光合わせガラス１を提供することができる。

また、気体不透過性の柔軟なシートからなる封止処理容器内で封止するという、上記製造方法によれば、第１ガラス板２又は第２ガラス板７の少なくとも一方が湾曲したガラス板である場合であっても、封止操作が容易である。この場合、曲げガラスにはさまれた面発光合わせガラス１を提供することができるので、建築物等のデザインの多様化の要求に応えることができる。

上述のように本発明は、第１光学フィルム３と導光板４との間、及び導光板４と第２光学フィルム５との間に封止樹脂６が充填されていない空間を有するため、導光性能が良好であり、耐熱性及び防火性に優れた面発光合わせガラス１が得られる。こうして得られた本発明の面発光合わせガラス１は、厚みが小さく様々な形状や寸法への対応が容易なので、建築物の外壁、屋根、窓、天井、内壁、間仕切、装飾などに好適に使用される。

以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の面発光合わせガラスの一例の断面模式図であり、図２は封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。図１及び図２中の第１ガラス板２及び第２ガラス板７はソーダ石灰ガラスであり、縦２９０ｍｍ、横２１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの表面圧縮応力１００ＭＰａの強化ガラス板を用いた。第１ガラス板２上に合わせガラス接着用中間膜である第１封止樹脂シート８を積層した。第１封止樹脂シート８は第１ガラス板２と同じ寸法のものを使用した。本実施例では合わせガラス用中間膜としてシエラシン社製のポリウレタンシート（Ｓ−１２３ａ）の厚さ１．３ｍｍのものを使用した。本実施例において封止樹脂シートは全て同じ物を使用した。

次に第１封止樹脂シート８上に、第１光学フィルム３として、厚さが１８８μｍであり、表面の算術平均粗さが０．１７μｍのポリエチレンテレフタレート製発泡白色反射フィルム（レフホワイトRW：きもと社）を縦２７０ｍｍ、横１９０ｍｍにカットしたものを重ねた。続いて、縦２９０ｍｍ、横２１０ｍｍ、厚さ６ｍｍの導光板４（パネビーL：きもと社）を重ねた。更に、該導光板４上に第２光学フィルム５として、厚さが１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に光拡散層を有する拡散フィルム（ライトアップGM2：きもと社、算術平均粗さ：３．４μｍ）を縦２７０ｍｍ、横１９０ｍｍにカットしたものを重ねた。ここで、第１光学フィルム３として用いた反射フィルム及び第２光学フィルム５として用いた拡散フィルムは、第１ガラス板２と比較して周辺部の余白が１０ｍｍとなるように小さくカットした物を用い、反射フィルム及び拡散フィルムはそれぞれ中心が一致するようにして重ねた。

次に拡散フィルム上に第２封止樹脂シート９を重ねた。第２封止樹脂シート９は、第１ガラス板２と同じ寸法のものを使用した。続いて、縦２９０ｍｍ、横２１０ｍｍ、厚さ５ｍｍの第２ガラス板７を重ねて積層体１０を得た。

こうして得られた積層体１０を用い、図３に示す封止処理装置を用いて封止操作を行った。まず、積層体１０の外縁の全周をブリーダー１２で覆い、封止処理容器１１の中に投入しパイプ１４と接続してオートクレーブ１３に入れた。

以上のようにセッティングしてから、以下の工程１〜６の封止処理操作を行った。このときの温度と圧力は、表１及び図４に示すように制御した。このとき温度はオートクレーブ１３内の温度であり、圧力は圧力調整弁２０で設定した圧力である。

工程１：「封止処理容器１１内を減圧する工程」
室温（２０℃）から昇温を開始するとともに減圧を開始した。約１０分後に圧力を０．００５ＭＰａ未満まで減圧し、その後２４０分間０．００５ＭＰａ未満の圧力を維持した。

工程２：「封止処理容器１１内を減圧下に保ったまま封止樹脂の融点以上の温度まで加熱する工程」
封止処理容器１１内を減圧下に保ったまま、昇温開始から２４０分後に９５℃となるように加熱を継続した。

工程３：「封止樹脂の融点以上の温度を維持するとともにオートクレーブ１３内の圧力を上昇する工程」
続いて、９５℃まで加熱された状態で２１０分間維持した。この間０ａｔｍ（ゲージ圧）であった圧力を８ａｔｍの圧力まで６０分かけて昇圧し、その後、３０分間かけて１２ａｔｍまで昇圧し、１２０分間１２ａｔｍに保った。

工程４：「冷却する工程」
２４０分かけて９５℃から２５℃まで冷却した。この間、封止処理容器１１内の圧力を０．００５ＭＰａに維持し、オートクレーブ１３内の圧力を１２ａｔｍに維持した。

工程５：「オートクレーブ１３内の圧力を減圧する工程」
工程４から引き続き、２５℃で９０分間維持した。この間、封止処理容器１１内の圧力を０．００５ＭＰａに維持し、オートクレーブ１３内の圧力を３０分かけて１２ａｔｍから８ａｔｍまで減圧し、引き続き３０分かけて８ａｔｍから０ａｔｍまで減圧を行い、そのまま０ａｔｍを３０分間維持した。

工程６：「封止処理容器１１内の圧力を上昇する工程」
工程５から引き続き２５℃を維持しながら、０．００５ＭＰａ未満であった圧力を０．１ＭＰａ（大気圧）まで約１０分かけて昇圧して、オートクレーブ１３から取り出した。

こうして得られた本発明の面発光合わせガラス１に対して発光試験を行ったところ、面発光状態が良好であることが確認された。

１ 面発光合わせガラス
２ 第１ガラス板
３ 第１光学フィルム
４ 導光板
５ 第２光学フィルム
６ 封止樹脂
７ 第２ガラス板
８ 第１封止樹脂シート
９ 第２封止樹脂シート
１０ 積層体
１１ 容器
１２ ブリーダー
１３ オートクレーブ
１４、１５ パイプ
１６ タンク
１７ 真空ポンプ
１８、２３ バルブ
１９、２４ 圧力計
２０ 圧力調整弁
２１、２５ 制御回路
２２ コントロールバルブ

Claims (8)

1. 第１ガラス板と第２ガラス板との間に導光板が封止樹脂で封止されてなる面発光合わせガラスであって、
   第１ガラス板と第２ガラス板との間に、第１光学フィルム、導光板及び第２光学フィルムがこの順番で積層され、
   第１ガラス板と第１光学フィルムとの間、及び第２ガラス板と第２光学フィルムとの間に封止樹脂が充填され、
   第１光学フィルムと導光板との間、及び導光板と第２光学フィルムとの間に封止樹脂が充填されていない空間を有し、かつ、
   第１光学フィルム及び第２光学フィルムの端部が第１ガラス板の端部よりも内側にあることを特徴とする面発光合わせガラス。
2. 第１光学フィルムが反射フィルムであり、第２光学フィルムが拡散フィルムである請求項１記載の面発光合わせガラス。
3. 第１光学フィルム及び第２光学フィルムが拡散フィルムである請求項１記載の面発光合わせガラス。
4. 第１光学フィルム及び／又は第２光学フィルムの導光板に対向する面が凹凸を有する請求項１〜３のいずれか記載の面発光合わせガラス。
5. 第１光学フィルムと導光板との間、及び／又は導光板と第２光学フィルムとの間に密着防止フィルムを介して積層されてなる請求項１〜４のいずれか記載の面発光合わせガラス。
6. 封止樹脂がポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリビニルブチラールからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂である請求項１〜５のいずれか記載の面発光合わせガラス。
7. 第１ガラス板と第２ガラス板との間に導光板を封止樹脂で封止する面発光合わせガラスの製造方法であって、
   第１ガラス板、第１封止樹脂シート、第１光学フィルム、導光板、第２光学フィルム、第２封止樹脂シート及び第２ガラス板をこの順番で積層し、
   第１光学フィルム及び第２光学フィルムの端部が第１ガラス板の端部よりも内側になるように第１光学フィルム及び第２光学フィルムを配置し、
   導光板を構成する樹脂の融点又は軟化点以下の温度で加熱して第１封止樹脂シート及び第２封止樹脂シートを溶融させてから冷却して封止することを特徴とする面発光合わせガラスの製造方法。
8. 加熱温度が１８０℃以下である請求項７記載の面発光合わせガラスの製造方法。

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