JP5835038B2

JP5835038B2 - ガラス材−樹脂材積層体

Info

Publication number: JP5835038B2
Application number: JP2012058638A
Authority: JP
Inventors: 博司瀧本; 義徳長谷川
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP2013188993A

Description

本発明は、ガラス材−樹脂材積層体に関する。

従来、電子機器のディスプレイなどに、曲面状の表面を有するタッチパネルを用いることが提案されている。例えば、特許文献１には、樹脂フィルムからなる曲面状のタッチパネルが開示されている。

特開平９−３２２２７９号公報

しかしながら、樹脂材は傷が付きやすく、耐薬品性が低いなどの問題がある。よって、樹脂材の代わりにガラス材を用いることも考えられる。しかしながら、ガラス材の表面を研磨加工などにより曲面状に成形することは容易ではない。また、ガラス材は重いという問題もある。

本発明のガラス材−樹脂材積層体は、樹脂材と第１のガラス材とを備える。樹脂材の一方側の表面は、曲面状である。樹脂材の他方側の表面は、平面状である。第１のガラス材は、樹脂材の一方側の表面に沿った形状に変形させた状態で樹脂材の一方側の表面に粘接着されている。第１のガラス材は、厚みが３００μｍ以下である。

ガラス材−樹脂材積層体は、樹脂材の他方側の表面に粘接着された第２のガラス材をさらに有していてもよい。

樹脂材の一方側の表面は、凸状であってもよい。

樹脂材の一方側の表面は、凹状であってもよい。

ガラス材−樹脂材積層体の最大厚みは０．２ｍｍ〜９．４ｍｍであることが好ましい。

ガラス材−樹脂材積層体において、中央部の厚みと端部の厚みとの差は、０．１ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。

なお、本発明において、「粘接着剤層」とは、粘着剤層または接着剤層を意味する。「粘着剤層」とは、粘着剤を含む層である。「接着剤層」は、接着剤の硬化物を含む層である。

第１のガラス材は、無アルカリガラスからなるものであってもよい。同様に、第２のガラス材も、無アルカリガラスからなるものであってもよい。

なお、本発明において、無アルカリガラスとは、実質的にＬｉ，Ｎａ，Ｋなどのアルカリ金属成分を含まないガラスをいい、具体的には、アルカリ金属成分の含有量が、酸化物換算で、１０００ｐｐｍ以下であるガラスをいう。

本発明によれば、軽くて、容易に製造でき、曲面状の表面を備えるタッチパネルなどに好適に使用できるガラス材−樹脂材積層体を提供することができる。本発明のガラス材−樹脂材積層体は、軽いことが求められ、車両や住宅用の窓材で片側が曲面状の表面を必要とする用途に対しても、好適に使用することができる。

第１の実施形態に係るタッチパネルの略図的断面図である。第２の実施形態に係るタッチパネルの略図的断面図である。第３の実施形態に係るタッチパネルの略図的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる一例であり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態などにおいて参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態などにおいて参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率などが異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るタッチパネルの略図的断面図である。タッチパネル１は、タッチパネル本体１０と、ガラス材−樹脂材積層体により構成されたカバー部材４とを備える。タッチパネル本体１０は、タッチパネル１にタッチパネル機能を付与する部材である。タッチパネル本体１０は、例えば、静電容量方式のタッチパネル本体であってもよいし、他の方式のタッチパネル本体であってもよい。

カバー部材４は、タッチパネル本体１０の上に配されている。カバー部材４は、タッチパネル１の耐擦傷性や耐衝撃性を高める部材である。

カバー部材４は、樹脂材３を備える。樹脂材３は、板状である。樹脂材３は、表面３ａと、平面状の表面３ｂとを有する。表面３ｂは、タッチパネル本体１０と対向している。表面３ａは、タッチパネル本体１０とは反対側に位置している。

樹脂材３の一方側の表面３ａは、曲面状である。具体的には、表面３ａは、タッチパネル本体１０とは反対側に突出した凸状である。より具体的には、表面３ａは、円弧面である。ここで、「円弧面」とは、横断面形状が円弧であって、軸方向において、円弧の半径が実質的に変化しない面をいう。「円弧面」には、凸状の円弧面と、凹状の円弧面とが含まれることとする。本実施形態では、表面３ａは、凸状の円弧面である。

表面３ａの曲率半径は、２５０ｍｍ〜１２５００ｍｍ程度であることが好ましく、４００ｍｍ〜４０００ｍｍ程度であることがより好ましい。なお、図１及び後述する図２、図３においては、描画の便宜上、表面３ａの曲率半径を実際の曲率半径よりも大きく描画している。

樹脂材３の最大厚みは、０．２ｍｍ〜８ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜６ｍｍ程度であることがより好ましく、０．８ｍｍ〜３ｍｍ程度であることがさらに好ま
しい。本実施形態では、表面３ａが凸状の円弧面であるため、樹脂材３の最大厚みは、樹脂材３の中央における厚みとなる。

樹脂材３の中央部における厚みと、端部における厚みとの差は、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度であることがより好ましい。樹脂材３の中央部における厚みは、０．２ｍｍ〜８ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜６ｍｍ程度であることがより好ましい。樹脂材３の端部における厚みは、０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度であることがより好ましい。即ち、樹脂材３の最小厚みは、０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度であることがより好ましい。

樹脂材３を構成する樹脂は、特に限定されない。樹脂材３を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレンメタクリル酸共重合体樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。

樹脂材３を構成する樹脂が、アクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂である場合、カバー部材４の透明度をより高くすることができる。

ガラス材２は、樹脂材３の一方側の表面３ａの上に設けられている。ガラス材２は、表面３ａに沿った形状で表面３ａに粘接着されている。このため、ガラス材２は、表面３ａから剥離されると、表面３ａに沿った形状を有さなくなり、例えば平板状となる。

ガラス材２は、厚みが略均一である層状である。このため、カバー部材４におけるガラス材２の両表面２ａ、２ｂは、表面３ａに対応した形状を有する。具体的には、ガラス材２の樹脂材３側の表面２ｂは、表面３ａと曲率半径が略等しい凹状の円弧面により構成されている。ガラス材２の樹脂材３とは反対側の表面２ａは、曲率半径が表面３ａと略等しい凸状の円弧面により構成されている。

ガラス材２は、ソーダガラスなどからなるものであってもよいが、無アルカリガラスからなることが好ましい。ガラス材２が、例えば、ソーダガラスからなる場合、ガラス材２の表面に白濁が生じることがある。ガラスは、一般的に耐候性に優れる。しかしながら、ガラスが長期間に亘って外部環境に曝されると、ガラスにアルカリ成分が含有されている場合には、ガラス材の表面において陽イオンの置換が起こり、いわゆるソーダ吹きの現象が生じる。このような現象が生じると、ガラス材の構造が粗になり、透光性が悪化するおそれがある。一方、無アルカリガラスは、このような白濁を生じにくい。よって、特にカバー部材４に高い透明性が求められる場合、ガラス材２は、無アルカリガラスからなることが好ましい。無アルカリガラスに含まれるアルカリ金属成分の含有量は、酸化物換算で、１０００ｐｐｍ以下であり、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。

ガラス材２は、オーバーフローダウンドロー法で製造されたガラス材からなるものであってもよい。オーバーフローダウンドロー法によって製造されたガラス材は、表面精度が高く、研磨加工を施す必要が無い。よって、ガラス材２の表面形状に高い精度が求められる場合、ガラス材２は、オーバーフローダウンドロー法で製造されたガラス材からなることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法によれば、厚みが３００μｍ以下のガラス材２を大量かつ安価に製造することができる。オーバーフローダウンドロー法によれば、ガラス材２の厚みを、研磨、研削、ケミカルエッチングなどによって調整をする必要がな
い。また、オーバーフローダウンドロー法は、ガラス材２を得る際に、ガラス材２の両面を、成形部材と接触させない方法である。よって、オーバーフローダウンドロー法によって得られるガラス板２の両面（光面）は、いわゆる火造り面となっており、研磨しなくても高い表面品位を有する。このため、ガラス材２と樹脂材３との密着力を向上させることができ、より正確かつ精密に積層させることが可能となる。

ガラス材２の厚みは、３００μｍ程度以下である。ガラス材２の厚みは、１μｍ程度以上であることが好ましい。ガラス材２の厚みが小さすぎると、ガラス材２を構成するためのガラス材の取り扱いが困難になる場合がある。ガラス材２の厚みは、１０μｍ〜２００μｍ程度であることが好ましく、５０μｍ〜１００μｍ程度であることがより好ましい。

ガラス材２と樹脂材３との間には、粘接着剤層６が配されている。この粘接着剤層６によりガラス材２と樹脂材３とが粘接着されている。粘接着剤層６を形成する粘接着剤は、特に限定されない。粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などを含む粘着剤が挙げられる。接着剤としては、例えば、紫外線硬化性アクリル系接着剤、紫外線硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性メラミン系接着剤、熱硬化性フェノール系接着剤、ＥＶＡ、ＰＶＢ、アイオノプラスト樹脂などを含む接着剤が挙げられる。

カバー部材４の最大厚みは、０．２ｍｍ〜９．４ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜７．４ｍｍ程度であることがより好ましく、０．８ｍｍ〜４．４ｍｍ程度であることがさらに好ましい。カバー部材４の最小厚みは、０．１ｍｍ〜４．４ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜２．４ｍｍ程度であることがより好ましい。

カバー部材４の中央部の厚みと端部の厚みとの差は、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度であることがより好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であることがさらに好ましい。これにより、カバー部材４が重くなることを抑制しつつ、タッチパネル１の操作性を高くすることができる。

カバー部材４の中央部の厚みは、０．２ｍｍ〜９．４ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜７．４ｍｍ程度であることがより好ましく、０．８ｍｍ〜４．４ｍｍ程度であることがさらに好ましい。カバー部材４の端部の厚みは、０．１ｍｍ〜４．４ｍｍ程度であることが好ましく、０．３ｍｍ〜２．４ｍｍ程度であることがより好ましい。

以上説明したように、カバー部材４は、樹脂材３とガラス材２とを備えるガラス材−樹脂材積層体により構成されている。このため、カバー部材４は、例えばガラス材のみからなるカバー部材よりも比重が低く、軽量である。また、カバー部材４は、例えば樹脂材のみからなるカバー部材よりも耐擦傷性、耐衝撃性、耐薬品性に優れている。

また、例えばガラス材のみからなるカバー部材であれば、一方の表面を曲面状にするために研磨やエッチング等をしなければならない。このため、カバー部材の製造工程が煩雑になる。それに対して、本実施形態では、厚みが３００μｍ以下と薄く、可撓性を有するガラス材２が表面３ａに沿った形状に変形させた状態で表面３ａに粘接着されることにより、ガラスからなる曲面状の表面が構成されている。このため、ガラス面の研磨作業が必ずしも必要ではない。従って、カバー部材４は、容易に製造し得る。

また、樹脂材３の表面３ｂは、平面状であるため、タッチパネル本体１０上に密着して固定することができる。このため、高感度のタッチパネル１を得ることができる。また、タッチパネル本体１０とカバー部材４とが面接触するため、例えば、タッチパネル１に外力が加わった場合であっても、タッチパネル本体１０に大きな応力が加わり難い。即ち、
カバー部材４は、優れた保護機能を有する。

また、樹脂材３の表面３ａは、凸状であるため、樹脂材３の曲げ強度が高められている。このため、ガラス材２の応力により樹脂材３が変形しにくい。よって、樹脂材３の厚みを薄くすることができる。従って、カバー部材４のさらなる軽量化を図ることができる。

（第２の実施形態）
図２に示されるように、カバー部材４は、樹脂材３の他方側の表面３ｂに粘接着されたガラス材５をさらに備えていてもよい。ガラスは樹脂よりも耐擦傷性が高いため、カバー部材４のハンドリングにおいて、樹脂材３の表面３ｂに傷が入ることなく取り扱うことが可能となる。

なお、ガラス材５の厚みは、３００μｍ程度以下である。ガラス材５の厚みは、５０μｍ〜２００μｍ程度であることが好ましい。

（第３の実施形態）
図３に示されるように、樹脂材３の一方側の表面３ａは、凹状の曲面により構成されていてもよい。具体的には、本実施形態では、表面３ａは、凹状の曲面により構成されている。この場合であっても、第１の実施形態と同様の効果が奏される。

また、この場合は、ガラス材２の表面２ａに圧縮応力が付与された状態となる。このため、ガラス材２の表面２ａに引張応力が加わることが抑制されている。従って、ガラス材２が破損しにくいという効果も奏される。

１…タッチパネル
１０…タッチパネル本体
２，５…ガラス材
２ａ，２ｂ…ガラス材の表面
３…樹脂材
３ａ…樹脂材の一方側の表面
３ｂ…樹脂材の他方側の表面
４…カバー部材
６…粘接着剤層

Claims

一方側の表面が曲面状であり、他方側の表面が平面状である樹脂材と、
前記樹脂材の一方側の表面に沿った形状に変形させた状態で前記樹脂材の一方側の表面に粘接着された、厚みが３００μｍ以下の第１のガラス材と、
前記第１のガラス材と前記樹脂材との間に配される粘接着剤層と、
を備える、ガラス材−樹脂材積層体。
前記樹脂材の他方側の表面に粘接着された第２のガラス材をさらに備える、請求項１に記載のガラス材−樹脂材積層体。
前記樹脂材の一方側の表面が凸状である、請求項１または２に記載のガラス材−樹脂材積層体。
前記樹脂材の一方側の表面が凹状である、請求項１または２に記載のガラス材−樹脂材積層体。
最大厚みが、０．２ｍｍ〜９．４ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス材−樹脂材積層体。
中央部の厚みと端部の厚みとの差が、０．１ｍｍ〜５ｍｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス材−樹脂材積層体。
前記第１のガラス材は、無アルカリガラスからなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス材−樹脂材積層体。