JPWO2011055799A1 - 積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
一対の基板間に挟持され、密閉された硬化性樹脂組成物を硬化させて積層体を製造する方法において、密閉空間全体を硬化性樹脂組成物で均一に充填するのに要する時間を短縮することができる新規の方法の提供。一対の基板間に挟持され、密閉された硬化性樹脂組成物を硬化させて積層体を製造する方法において、密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物の層が、(1)前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙の投影形状における円相当径が10mm以下、(2)前記硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径が40mm以下、(3)前記シール部に対して、前記硬化性樹脂組成物の層と、前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙とが交互に接触している、を満たすことを特徴とする積層体の製造方法。
Description
本発明は、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体の製造方法に関する。
本発明の方法で製造される積層体は、合わせガラス、画像表示装置の前面パネル板、より具体的には、液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板、薄層太陽電池デバイス、タッチパネルの保護板等の用途に好適である。
本発明の方法で製造される積層体は、合わせガラス、画像表示装置の前面パネル板、より具体的には、液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板、薄層太陽電池デバイス、タッチパネルの保護板等の用途に好適である。
一対のガラス基板を、接着層を介して一体化した合わせガラスは、破損したガラス破片がフィルムに付着して飛散しないことから自動車の風防ガラスとして使用され、また、貫通し難く強度に優れることから建物の窓ガラス(安全ガラス、防犯ガラス)として使用されている(特許文献1,2参照)。
また、液晶パネルの破損防止および光反射の防止の観点から、透明な保護板と偏光板との間に透明な中間膜を封入した前面パネルを該液晶パネルの前面に設けた液晶表示装置が知られている(特許文献3参照)。
また、受光面となる透明な表面材と裏面材との間に樹脂等の封止材にて封止された太陽電池デバイスを有する太陽電池モジュールが知られている(特許文献4参照)。
このように、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体には、様々な技術分野で需要が存在する。
また、液晶パネルの破損防止および光反射の防止の観点から、透明な保護板と偏光板との間に透明な中間膜を封入した前面パネルを該液晶パネルの前面に設けた液晶表示装置が知られている(特許文献3参照)。
また、受光面となる透明な表面材と裏面材との間に樹脂等の封止材にて封止された太陽電池デバイスを有する太陽電池モジュールが知られている(特許文献4参照)。
このように、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体には、様々な技術分野で需要が存在する。
このような積層体の製造方法は多数提案されているが、特許文献1,2に記載されている方法が、使用する基板の種類が限定されず、基板間に挟持されて中間層をなす硬化性樹脂組成物の種類の自由度が大きく、中間層を形成するための資源を有効に利用でき、生産性に優れ、環境負荷が小さいという点から優れている。
この方法では、一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成した後、基板上のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給する。次に、減圧雰囲気下にて一方の基板上に他方の基板を重ね合わせることにより、一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して密封する。
次いで、硬化性樹脂組成物が挟持され、密封された一対の基板を前述した減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下(例えば、大気圧下)に置く。雰囲気圧力の上昇により、一対の透明基板同士が密着する方向に押圧されると同時に、密閉された空間に残留する空隙の体積がその雰囲気の差圧に応じて縮減することから、一対の基板とシール部で密閉された密閉空間における減圧の空間に硬化性樹脂組成物が流動していき、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填される。この後、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより積層体を得る。
この方法では、一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成した後、基板上のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給する。次に、減圧雰囲気下にて一方の基板上に他方の基板を重ね合わせることにより、一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して密封する。
次いで、硬化性樹脂組成物が挟持され、密封された一対の基板を前述した減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下(例えば、大気圧下)に置く。雰囲気圧力の上昇により、一対の透明基板同士が密着する方向に押圧されると同時に、密閉された空間に残留する空隙の体積がその雰囲気の差圧に応じて縮減することから、一対の基板とシール部で密閉された密閉空間における減圧の空間に硬化性樹脂組成物が流動していき、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填される。この後、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより積層体を得る。
上述したように、特許文献1,2に記載の積層体の製造方法では、減圧雰囲気下で一対の透明基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して、密封した後、前述した減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下(例えば、大気圧下)に置くことで、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填された状態にするものである。しかし、使用する硬化性樹脂組成物の粘度や、密封空間に存在する硬化性樹脂組成物の層厚によっては、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填された状態にすることが困難になる場合がある。
すなわち、使用する硬化性樹脂組成物の粘度が高い場合(例えば、硬化性樹脂組成物の粘度が0.2Pa・s以上の場合)や、密封空間に存在する硬化性樹脂組成物の層厚が大きい場合(例えば、硬化性樹脂組成物の層厚が30μm以上の場合)、硬化性樹脂組成物が挟持され、密封された一対の基板を前述した減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下(例えば、大気圧下)に置いた後、密閉された空間に残留する空隙が縮減するのに要する時間が増加する可能性がある。そのため、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填された状態にするのに長時間を要することとなる。
すなわち、使用する硬化性樹脂組成物の粘度が高い場合(例えば、硬化性樹脂組成物の粘度が0.2Pa・s以上の場合)や、密封空間に存在する硬化性樹脂組成物の層厚が大きい場合(例えば、硬化性樹脂組成物の層厚が30μm以上の場合)、硬化性樹脂組成物が挟持され、密封された一対の基板を前述した減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下(例えば、大気圧下)に置いた後、密閉された空間に残留する空隙が縮減するのに要する時間が増加する可能性がある。そのため、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填された状態にするのに長時間を要することとなる。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、一対の基板間に挟持され、密閉された硬化性樹脂組成物を硬化させて積層体を製造する方法において、密閉空間全体を硬化性樹脂組成物で均一に充填するのに要する時間を短縮することができる新規の方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、
2枚の基板を準備し、
一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成し、
一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給し、
前記供給された硬化性樹脂組成物の上に、減圧雰囲気下にて、他方の基板を重ね合わせて一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して密封し、
硬化性樹脂組成物を挟持した一対の基板を前記減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に置き、該第2の圧力雰囲気下にて硬化性樹脂組成物を硬化させて積層体を製造する方法であって、
前記他方の基板を一方の基板に重ね合わせる当たり、前記シール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が下記(1)〜(3)を満たすように、基板上に供給された前記硬化性樹脂組成物の塗布状態、および前記硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる時期を制御することを特徴とする積層体の製造方法。
(1)前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙の投影形状における円相当径Dporeを10mm以下とする。
(2)前記硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreを40mm以下とする。
(3)前記シール部に対して、前記硬化性樹脂組成物の層と、前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙とを交互に接触する状態とする。
なお、上記した「(1)〜(3)を満たすように」とは、(1)、(2)および(3)に記載の要件をいずれをも満たすことを意味する。
2枚の基板を準備し、
一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成し、
一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給し、
前記供給された硬化性樹脂組成物の上に、減圧雰囲気下にて、他方の基板を重ね合わせて一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して密封し、
硬化性樹脂組成物を挟持した一対の基板を前記減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に置き、該第2の圧力雰囲気下にて硬化性樹脂組成物を硬化させて積層体を製造する方法であって、
前記他方の基板を一方の基板に重ね合わせる当たり、前記シール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が下記(1)〜(3)を満たすように、基板上に供給された前記硬化性樹脂組成物の塗布状態、および前記硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる時期を制御することを特徴とする積層体の製造方法。
(1)前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙の投影形状における円相当径Dporeを10mm以下とする。
(2)前記硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreを40mm以下とする。
(3)前記シール部に対して、前記硬化性樹脂組成物の層と、前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙とを交互に接触する状態とする。
なお、上記した「(1)〜(3)を満たすように」とは、(1)、(2)および(3)に記載の要件をいずれをも満たすことを意味する。
本発明の積層体の製造方法において、前記一対の基板のうち、すくなくとも一方が透明基板であることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記硬化性樹脂組成物の粘度が0.2〜50Pa・s以上であることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記一対の基板と前記シール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物の層の厚さが30〜3000μmであることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記シール部が、粘度が200〜3000Pa・sの第2の硬化性樹脂組成物を用いて形成されることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記減圧雰囲気が、0.1〜1000Paの圧力雰囲気であることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、前記第2の圧力雰囲気の圧力が、前記減圧雰囲気の圧力よりも50kPa以上高いことが好ましい。なお、この第2の圧力雰囲気に対し、シール部で囲まれた領域に供給された前記樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物の上に、他方の基板を重ね合わせて減圧下にて密封する減圧雰囲気は、第1の圧力雰囲気に相当する。
本発明の積層体の製造方法において、一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域への硬化性樹脂組成物の供給が、前記シール部で囲まれた領域への硬化性樹脂組成物の分散滴下であることが好ましい。
この場合、前記硬化性樹脂組成物を分散滴下する際に、前記一方の基板と、分散滴下に用いるノズルとを相対的に揺動させて滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることにより、前記シール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることが好ましい。
この場合、前記硬化性樹脂組成物を分散滴下する際に、前記一方の基板と、分散滴下に用いるノズルとを相対的に揺動させて滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることにより、前記シール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることが好ましい。
本発明の積層体の製造方法において、一方の基板上の前記シールで囲まれた領域に供給した時点で、前記硬化性樹脂組成物が下記(4)〜(9)を満たす振動曲線をなすように、前記硬化性樹脂組成物を供給することが好ましい。
(4)振動曲線の進行方向に対して垂直方向に一定の周期(X)および振幅(Y)で繰り返し変位する。
(5)隣接する振動曲線の変位が互いに逆位相である。
(6)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、前記周期(X)(mm)、および、前記振幅(Y)(mm)が下記式を満たす。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
(7)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)(mm)が、下記式を満たす。
d(s-r) ≦ 2.5×m
(8)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、隣接する振動曲線間の最短距離d(r-r) (mm)が下記式を満たす。
d(r-r) ≦ 5×m
(9)E=2Y−2mとするとき、該E(mm)が下記式を満たす。
(Y+d(r-r))/10 ≦ E ≦ Y+d(r-r)
なお、上記した「(4)〜(9)を満たす」とは、(4)から(9)に記載の要件をいずれをも満たすことを意味する。
(4)振動曲線の進行方向に対して垂直方向に一定の周期(X)および振幅(Y)で繰り返し変位する。
(5)隣接する振動曲線の変位が互いに逆位相である。
(6)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、前記周期(X)(mm)、および、前記振幅(Y)(mm)が下記式を満たす。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
(7)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)(mm)が、下記式を満たす。
d(s-r) ≦ 2.5×m
(8)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、隣接する振動曲線間の最短距離d(r-r) (mm)が下記式を満たす。
d(r-r) ≦ 5×m
(9)E=2Y−2mとするとき、該E(mm)が下記式を満たす。
(Y+d(r-r))/10 ≦ E ≦ Y+d(r-r)
なお、上記した「(4)〜(9)を満たす」とは、(4)から(9)に記載の要件をいずれをも満たすことを意味する。
また、本発明の積層体の製造方法において、一方の基板上の前記シールで囲まれた領域に供給した時点で、前記硬化性樹脂組成物が下記(10)〜(14)を満たす振動曲線と、該振動曲線と同一方向に進行する直線とが隣接するように、前記硬化性樹脂組成物を一方の基板上へ供給してもよい。
(10)振動曲線の進行方向に対して垂直方向に一定の周期(X)および振幅(Y)で繰り返し変位する。
(11)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、前記周期(X)(mm)、および、前記振幅(Y)(mm)が下記式を満たす。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
(12)シール部の直近には振動曲線が位置し、供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、該振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)(mm)が、下記式を満たす。
d(s-r) ≦ 2.5×m
(13)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、隣接する振動曲線と、直線と、の間の最短距離d(r-r) (mm)が下記式を満たす。
d(r-r) ≦ 2.5×m
(14)E=2Y−2mとするとき、該E(mm)が下記式を満たす。
(Y+d(r-r))/20 ≦ E ≦ (Y+d(r-r) )/2
なお、上記した「(10)〜(14)を満たす」とは、(10)から(14)に記載の要件をいずれをも満たすことを意味する。
また、上記した本発明の積層体の製造方法において、一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域への硬化性樹脂組成物の滴下完了から積層までの時間を30〜1800秒とするのが好ましい。
(10)振動曲線の進行方向に対して垂直方向に一定の周期(X)および振幅(Y)で繰り返し変位する。
(11)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、前記周期(X)(mm)、および、前記振幅(Y)(mm)が下記式を満たす。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
(12)シール部の直近には振動曲線が位置し、供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、該振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)(mm)が、下記式を満たす。
d(s-r) ≦ 2.5×m
(13)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、隣接する振動曲線と、直線と、の間の最短距離d(r-r) (mm)が下記式を満たす。
d(r-r) ≦ 2.5×m
(14)E=2Y−2mとするとき、該E(mm)が下記式を満たす。
(Y+d(r-r))/20 ≦ E ≦ (Y+d(r-r) )/2
なお、上記した「(10)〜(14)を満たす」とは、(10)から(14)に記載の要件をいずれをも満たすことを意味する。
また、上記した本発明の積層体の製造方法において、一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域への硬化性樹脂組成物の滴下完了から積層までの時間を30〜1800秒とするのが好ましい。
本発明の積層体の製造方法によれば、積層体を製造する過程で実施される、一対の基板とシール部とで密閉された空間全体を硬化性樹脂組成物で均一に充填するのに要する時間を短縮することができ、積層体の生産性を高めることができる。
以下、図面を参照して本発明の積層体の製造方法について説明する。
本発明の積層体の製造方法では、一対の基板のうち、一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成する。図1は、基板の平面図であり、基板10上の周辺部にシール部20が形成されている状態を示している。
[基板]
本発明の積層体の製造方法では、後述するように、シール部形成用の硬化性樹脂組成物として、光硬化性樹脂組成物を使用することが好ましいことから、一対の基板のうち、少なくとも1つが透明基板であることが好ましい。この場合、一対の基板のうち、一方のみが透明基板で他方が不透明な基板であってもよく、両方の基板が透明基板であってもよい。ここで、一方が透明基板で他方が不透明な基板とする場合、透明基板の周辺部にシール部を形成してもよく、不透明な基板の周辺部にシール部を形成してもよい。
なお、透明基板は、透明、すなわち、可視光透過性を有する基板である限り特に限定されない。透明基板の具体例としては、ガラス基板および透明樹脂基板が例示される。これらの中でも、ガラス基板が、透明性、耐光性、低複屈折性、高い平面精度、耐表面傷付性、高い機械的強度を有する点から好ましい。
ガラス基板の材料としては、ソーダライムガラスの他、より鉄分が低く青みの小さい高透過ガラス(白板)、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
透明樹脂基板の材料としては、透明性の高い樹脂材料(ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等)が挙げられる。
本発明の積層体の製造方法では、後述するように、シール部形成用の硬化性樹脂組成物として、光硬化性樹脂組成物を使用することが好ましいことから、一対の基板のうち、少なくとも1つが透明基板であることが好ましい。この場合、一対の基板のうち、一方のみが透明基板で他方が不透明な基板であってもよく、両方の基板が透明基板であってもよい。ここで、一方が透明基板で他方が不透明な基板とする場合、透明基板の周辺部にシール部を形成してもよく、不透明な基板の周辺部にシール部を形成してもよい。
なお、透明基板は、透明、すなわち、可視光透過性を有する基板である限り特に限定されない。透明基板の具体例としては、ガラス基板および透明樹脂基板が例示される。これらの中でも、ガラス基板が、透明性、耐光性、低複屈折性、高い平面精度、耐表面傷付性、高い機械的強度を有する点から好ましい。
ガラス基板の材料としては、ソーダライムガラスの他、より鉄分が低く青みの小さい高透過ガラス(白板)、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
透明樹脂基板の材料としては、透明性の高い樹脂材料(ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等)が挙げられる。
また、透明基板は、少なくとも可視光透過性を有している限り、光を散乱させたり、屈折させたりする目的で基板表面に微細な凹凸加工が施されているものや、基板表面に遮光印刷が施されているものであってもよい。
また、透明基板が複数枚張り合わせてあるものや、光学フィルムなどが貼合されている透明基板を一体の透明基板として用いることもできる。
また、透明基板を構成要素の一部として含む構造体も透明基板として用いることができる。このような透明基板を構成要素の一部として含む構造体の具体例としては、液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)、薄層太陽電池デバイス、タッチパネル等が挙げられる。
また、透明基板が複数枚張り合わせてあるものや、光学フィルムなどが貼合されている透明基板を一体の透明基板として用いることもできる。
また、透明基板を構成要素の一部として含む構造体も透明基板として用いることができる。このような透明基板を構成要素の一部として含む構造体の具体例としては、液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)、薄層太陽電池デバイス、タッチパネル等が挙げられる。
一対の基板のうち、一方を不透明な基板とする場合、不透明な基板の具体例としては、ステンレス等の金属材料製の基板、セラミックス材料製の基板、可視光を吸収する充填剤を基板中に分散することによって遮光された樹脂基板等が例示される。
なお、一対の基板の両方を透明基板とする場合、一対の透明基板は、同一の材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。すなわち、一対の透明基板の両方がガラス基板または透明樹脂基板であってもよく、一対の透明基板のうち、一方がガラス基板で他方が透明樹脂基板であってもよい。
基板の厚さは、特に限定されないが、透明基板の場合、機械的強度、透明性の点から、ガラス基板の場合は通常1〜6mmが好ましい。特に、厚さの薄い透明積層体が要求される場合には、ガラス基板の厚さは、0.3〜1.5mmが好ましく、0.3〜1mmがより好ましい。また、透明樹脂板の場合の厚さは通常0.1〜3mmである。
一方、不透明な基板の場合、機械的強度、薄型軽量化の点から通常0.8〜4mmである。
なお、一対の基板の厚さは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
一方、不透明な基板の場合、機械的強度、薄型軽量化の点から通常0.8〜4mmである。
なお、一対の基板の厚さは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
基板の表面、より具体的には、周辺部にシール部を形成する側の表面は、該シール部との界面接着力を向上させるために表面処理が施されていてもよい。ここで、表面処理は基板の周縁部のみに施してもよく、基板の表面全体に施してもよい。
表面処理の方法としては、基板の表面をシランカップリング剤で処理する方法等が挙げられる。
表面処理の方法としては、基板の表面をシランカップリング剤で処理する方法等が挙げられる。
[シール部]
シール部は、基板上の該シール部に囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物を堰止めし、その後、減圧雰囲気下にて一対の基板間に挟持され密封される硬化性樹脂組成物を封じ込める目的で設けられることから、本発明の積層体の製造過程において該シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物が漏れ出さない程度以上の界面接着力を有し、かつ、本発明の積層体の製造過程において形状を維持できる程度の固さを有することが求められる。
このような要求を満足するシール部は、表面に接着剤または粘着剤を有するシール部材を一方の基板の周辺部に設けることで形成することができる。
このようなシール部材の具体例としては、下記のものが挙げられる。
・あらかじめ表面に粘着剤層または接着剤層が設けられたテープ状または棒状の長尺体(両面接着テープ等)。
・一方の基板の表面の周縁部に接着剤層または粘着剤層を形成し、これに長尺体を貼着したもの。
・硬化性樹脂組成物を用いて一方の基板の表面の周縁部にダム状のシール前駆体を印刷やディスペンス等で形成し、硬化性樹脂組成物を硬化させた後、該表面に接着剤層または粘着剤層を形成したもの。
シール部は、基板上の該シール部に囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物を堰止めし、その後、減圧雰囲気下にて一対の基板間に挟持され密封される硬化性樹脂組成物を封じ込める目的で設けられることから、本発明の積層体の製造過程において該シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物が漏れ出さない程度以上の界面接着力を有し、かつ、本発明の積層体の製造過程において形状を維持できる程度の固さを有することが求められる。
このような要求を満足するシール部は、表面に接着剤または粘着剤を有するシール部材を一方の基板の周辺部に設けることで形成することができる。
このようなシール部材の具体例としては、下記のものが挙げられる。
・あらかじめ表面に粘着剤層または接着剤層が設けられたテープ状または棒状の長尺体(両面接着テープ等)。
・一方の基板の表面の周縁部に接着剤層または粘着剤層を形成し、これに長尺体を貼着したもの。
・硬化性樹脂組成物を用いて一方の基板の表面の周縁部にダム状のシール前駆体を印刷やディスペンス等で形成し、硬化性樹脂組成物を硬化させた後、該表面に接着剤層または粘着剤層を形成したもの。
また、上記の要求を満足するシール部は、第2の硬化性樹脂組成物として、高粘度の硬化性樹脂組成物を一方の基板の周辺部に所定の厚さになるように、ディスペンサやダイコータを用いて塗布することによっても形成することができる。以下、本明細書において、シール部を形成するために用いられる硬化性樹脂組成物を第2の硬化性樹脂組成物ともいう。
ここで、第2の硬化性樹脂組成物は、後述する手順において、一対の基板間に挟持され、密封された硬化性樹脂組成物を硬化させる際に同時に硬化させてもよく、密封された硬化性樹脂組成物を硬化させる前に硬化させてもよい。なお、本発明の積層体の製造方法における構成要件の一つとして、「一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成すること」を有しているが、ここにおける「シール部」は、シール部形成のために、硬化性樹脂組成物が一方の基板の表面の周縁部にダム状に形成された硬化前のシール前駆体も含むものである。
第2の硬化性樹脂組成物は、粘度が200〜3000Pa・sであることが、シール部に囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給した際に該樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物を封じ込める強度を持つこと、後述する手順にしたがって真空積層および減圧雰囲気の解除を実施した際に一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物層の厚さにあわせて該シール部が変形することができること、および、後述する手順にしたがって真空積層および減圧雰囲気の解除を実施した際にシール部が大気圧に耐える強度を持つことから好ましく、500〜2000Pa・sであることがより好ましい。
ここで、一対の基板同士の間隔を保持するために、所定の粒子径のスペーサ粒子を第2の硬化性樹脂組成物に配合してもよい。
なお、第2の硬化性樹脂組成物としては、後述する光硬化性樹脂組成物であって、上記の粘度を満たすものを用いることが好ましい。
ここで、第2の硬化性樹脂組成物は、後述する手順において、一対の基板間に挟持され、密封された硬化性樹脂組成物を硬化させる際に同時に硬化させてもよく、密封された硬化性樹脂組成物を硬化させる前に硬化させてもよい。なお、本発明の積層体の製造方法における構成要件の一つとして、「一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成すること」を有しているが、ここにおける「シール部」は、シール部形成のために、硬化性樹脂組成物が一方の基板の表面の周縁部にダム状に形成された硬化前のシール前駆体も含むものである。
第2の硬化性樹脂組成物は、粘度が200〜3000Pa・sであることが、シール部に囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給した際に該樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物を封じ込める強度を持つこと、後述する手順にしたがって真空積層および減圧雰囲気の解除を実施した際に一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物層の厚さにあわせて該シール部が変形することができること、および、後述する手順にしたがって真空積層および減圧雰囲気の解除を実施した際にシール部が大気圧に耐える強度を持つことから好ましく、500〜2000Pa・sであることがより好ましい。
ここで、一対の基板同士の間隔を保持するために、所定の粒子径のスペーサ粒子を第2の硬化性樹脂組成物に配合してもよい。
なお、第2の硬化性樹脂組成物としては、後述する光硬化性樹脂組成物であって、上記の粘度を満たすものを用いることが好ましい。
シール部は、該シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物が漏れ出さないようにするため、該シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物がなす層(以下、本明細書において、単に「硬化性樹脂組成物層」と言う場合もある。)の所定厚さよりも若干厚く形成することが好ましい。例えば、硬化性樹脂組成物層の所定厚さの1.1倍以上2倍以下であることが好ましい。
また、シール部の幅は、硬化性樹脂組成物層の厚さによっても異なるが、0.5〜5mm、0.5〜3mm程度が好ましい。
また、シール部の幅は、硬化性樹脂組成物層の厚さによっても異なるが、0.5〜5mm、0.5〜3mm程度が好ましい。
前記した粘度の第2の硬化性樹脂組成物の塗布によりシール部を形成する場合には、シール部の形成に使用する第2の硬化性樹脂組成物は高粘度であることから、シール部で囲まれた領域に供給される硬化性樹脂組成物のように塗布後にその形状が経時変化することがない。したがって、形成されたシール部に部分的な欠損や、シール部の幅が部分的に細くなる細化が生じた場合、これらの欠点は経時的には解消されることはない。そのため、形成されたシール部に部分的な欠損や細化が生じた場合、後述する手順で真空積層を実施する前に、あるいは、真空積層の実施時に、シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物が該シール部よりも外側にはみ出すことによって、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に存在する硬化性樹脂組成物中に大きな空隙が生じるおそれがある。また、シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物が該シール部よりも外側にはみ出すことによって、製造される積層体の意匠性が損なわれるおそれがある。
また、形成されたシール部に部分的な欠損や細化が生じた場合、後述する手順で減圧雰囲気の解除を実施した際に、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に気体が侵入することによって、密閉空間内に存在する硬化性樹脂組成物に大きな空隙が生じるおそれがある。
また、シール部を形成する際、塗布の始終点部分で硬化性樹脂組成物に重なりが生じた場合、経時的には解消されることはないので、後述する手順で真空積層を実施した際に、シール部の厚さが部分的に不均一になることによって、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に存在する硬化性樹脂組成物に大きな空隙が生じるおそれがある。また、重なりが生じた部分のシール部の幅が太くなることによって、製造される積層体の意匠性が損なわれるおそれがある。
したがって、第2の硬化性樹脂組成物の塗布によりシール部を形成する場合には、前記したような問題点が発生しないように、第2の硬化性樹脂組成物を塗布した後、部分的な欠損、細化、重なりのような欠点の有無を検査することが好ましい。但し、欠点の大きさによっては、上述した問題を生じない場合もあるので、予め定めた許容範囲を超える大きさの欠点の有無を検査することが好ましい。
検査方法としては、塗布後の硬化性樹脂組成物に存在する欠点の寸法を画像処理によって確認する方法がある。
また、形成されたシール部に部分的な欠損や細化が生じた場合、後述する手順で減圧雰囲気の解除を実施した際に、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に気体が侵入することによって、密閉空間内に存在する硬化性樹脂組成物に大きな空隙が生じるおそれがある。
また、シール部を形成する際、塗布の始終点部分で硬化性樹脂組成物に重なりが生じた場合、経時的には解消されることはないので、後述する手順で真空積層を実施した際に、シール部の厚さが部分的に不均一になることによって、一対の基板とシール部とで密閉された空間内に存在する硬化性樹脂組成物に大きな空隙が生じるおそれがある。また、重なりが生じた部分のシール部の幅が太くなることによって、製造される積層体の意匠性が損なわれるおそれがある。
したがって、第2の硬化性樹脂組成物の塗布によりシール部を形成する場合には、前記したような問題点が発生しないように、第2の硬化性樹脂組成物を塗布した後、部分的な欠損、細化、重なりのような欠点の有無を検査することが好ましい。但し、欠点の大きさによっては、上述した問題を生じない場合もあるので、予め定めた許容範囲を超える大きさの欠点の有無を検査することが好ましい。
検査方法としては、塗布後の硬化性樹脂組成物に存在する欠点の寸法を画像処理によって確認する方法がある。
次に、基板上のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給する。
硬化性樹脂組成物の供給量は、後述する手順で一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持し密封した際に、一対の基板とシール部とで密閉された空間が硬化性樹脂組成物によって充填されるだけの量にあらかじめ設定する。この際、硬化性樹脂組成物の硬化収縮による体積減少をあらかじめ考慮して、硬化性樹脂組成物の供給量を定めることができる。
本発明の積層体の製造方法では、後述する手順で一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持し密封した際に、一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物層の厚さが30〜3000μmであることが好ましい。その理由は、硬化性樹脂組成物層は、一対の基板間の接着剤としての機能だけでなく、該層に機械的強度を持たせる機能を付与するために厚みが必要である一方、一般的には開口部材や表示部材に代表されるように薄型軽量化が要求されることから無用に厚くすることは好ましくないからである。
後述する手順で一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持し密封した際に、一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物層の厚さは、30〜800μmがより好ましく、100〜400μmがさらに好ましい。また、場合によっては硬化性樹脂組成物層の厚さが薄いほうが好ましい場合があり、この場合、硬化性樹脂組成物層の厚さは、30〜400μmが好ましく、100〜200μmがより好ましく、更に100〜160μmであることが好ましい。
硬化性樹脂組成物の供給量は、後述する手順で一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持し密封した際に、一対の基板とシール部とで密閉された空間が硬化性樹脂組成物によって充填されるだけの量にあらかじめ設定する。この際、硬化性樹脂組成物の硬化収縮による体積減少をあらかじめ考慮して、硬化性樹脂組成物の供給量を定めることができる。
本発明の積層体の製造方法では、後述する手順で一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持し密封した際に、一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物層の厚さが30〜3000μmであることが好ましい。その理由は、硬化性樹脂組成物層は、一対の基板間の接着剤としての機能だけでなく、該層に機械的強度を持たせる機能を付与するために厚みが必要である一方、一般的には開口部材や表示部材に代表されるように薄型軽量化が要求されることから無用に厚くすることは好ましくないからである。
後述する手順で一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持し密封した際に、一対の基板とシール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物層の厚さは、30〜800μmがより好ましく、100〜400μmがさらに好ましい。また、場合によっては硬化性樹脂組成物層の厚さが薄いほうが好ましい場合があり、この場合、硬化性樹脂組成物層の厚さは、30〜400μmが好ましく、100〜200μmがより好ましく、更に100〜160μmであることが好ましい。
硬化性樹脂組成物の供給方法としては、上記の手順でシール部が形成された基板を平置きにし、ディスペンサ等の供給手段によって、点状または線状に滴下させて供給する方法が挙げられる。なお、硬化性樹脂組成物の具体的な供給手順については後述する。
本発明の製造方法においては、予め形成した積層体の間隙に硬化性樹脂を注入する従来の方法(例えば、特開昭57−165411号公報、特開2001−339088号公報に記載の方法で、本明細書に組み入れられる)に比べ、比較的高粘度の硬化性樹脂組成物を用いることができる。これにより、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮の低減および硬化後の樹脂層の機械的強度の向上を図ることができる。
使用する樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物の粘度が0.2〜50Pa・sであることが、工業的に大量の硬化性樹脂組成物を製造、移送、塗布する工程で扱いやすいことから好ましい。
なお、ここで言う樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物の粘度とは、本発明の積層体の製造方法の実施時の温度領域における粘度であり、特に、シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給した後、後述する手順にしたがって真空積層を実施するまでの温度領域における粘度である。たとえば、これらの手順を常温で実施する場合、常温における硬化性樹脂組成物の粘度である。したがって、これらの手順を実施する際の温度によって異なるが、いずれの場合であっても、5〜80℃の温度範囲内である。この点については、上述したシール部の形成に用いる第2の硬化性樹脂組成物の粘度も同様である。
使用する硬化性樹脂組成物の粘度は、1〜20Pa・s、特に5〜20Paであることがより好ましい。
使用する樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物の粘度が0.2〜50Pa・sであることが、工業的に大量の硬化性樹脂組成物を製造、移送、塗布する工程で扱いやすいことから好ましい。
なお、ここで言う樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物の粘度とは、本発明の積層体の製造方法の実施時の温度領域における粘度であり、特に、シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給した後、後述する手順にしたがって真空積層を実施するまでの温度領域における粘度である。たとえば、これらの手順を常温で実施する場合、常温における硬化性樹脂組成物の粘度である。したがって、これらの手順を実施する際の温度によって異なるが、いずれの場合であっても、5〜80℃の温度範囲内である。この点については、上述したシール部の形成に用いる第2の硬化性樹脂組成物の粘度も同様である。
使用する硬化性樹脂組成物の粘度は、1〜20Pa・s、特に5〜20Paであることがより好ましい。
上記の粘度を満たす硬化性樹脂組成物としては、以下に述べるような高分子量の硬化性化合物(オリゴマー等)を含む硬化性樹脂組成物を用いることができる。
高分子量の硬化性化合物は、硬化性樹脂組成物中の化学結合の数を少なくできることから、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮が小さくなり、また、硬化後の樹脂層の機械的強度が向上する。一方で、高分子量の硬化性化合物の多くは、粘性が高い。そのため、硬化後の樹脂層の機械的強度を確保しつつ気泡の残存を抑制する点からは、高分子量の硬化性化合物に、より分子量の小さい硬化性モノマーを溶解させて粘度を調整することが好ましい。ただし、分子量の小さい硬化性モノマーを用いることによって、硬化性樹脂組成物の粘度は下がるが、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮が大きく、また、機械的強度が低下しやすい。
高分子量の硬化性化合物は、硬化性樹脂組成物中の化学結合の数を少なくできることから、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮が小さくなり、また、硬化後の樹脂層の機械的強度が向上する。一方で、高分子量の硬化性化合物の多くは、粘性が高い。そのため、硬化後の樹脂層の機械的強度を確保しつつ気泡の残存を抑制する点からは、高分子量の硬化性化合物に、より分子量の小さい硬化性モノマーを溶解させて粘度を調整することが好ましい。ただし、分子量の小さい硬化性モノマーを用いることによって、硬化性樹脂組成物の粘度は下がるが、硬化性樹脂組成物を硬化させる際の硬化収縮が大きく、また、機械的強度が低下しやすい。
使用する硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂組成物が好ましい。光硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物に比べ、少ない熱エネルギーにより短時間で硬化する。よって、本発明において光硬化性樹脂組成物を用いることによって、積層体を製造する際の環境負荷が小さくなる。また、光硬化性樹脂組成物を数分ないし数10分程度で実質的に硬化できることから積層体の生産効率が高い。
光硬化性樹脂組成物とは、光の作用により硬化して樹脂層を形成する材料である。光硬化性樹脂組成物としては、たとえば、下記のものが挙げられ、硬化後の樹脂層の硬度が高くなり過ぎない範囲で用いることができる。
・付加重合性の不飽和基を有する化合物と光重合開始剤とを含む組成物。
・1〜6個の不飽和基を有するポリエン化合物(トリアリルイソシアヌレート等)と、1〜6個のチオール基を有するポリチオール化合物(トリエチレングリコールジメルカプタン)とを、不飽和基とチオール基のモル数がおおむね等しくなる割合で含み、かつ光重合開始剤を含む組成物。
・エポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物と光カチオン発生剤とを含む組成物。
・付加重合性の不飽和基を有する化合物と光重合開始剤とを含む組成物。
・1〜6個の不飽和基を有するポリエン化合物(トリアリルイソシアヌレート等)と、1〜6個のチオール基を有するポリチオール化合物(トリエチレングリコールジメルカプタン)とを、不飽和基とチオール基のモル数がおおむね等しくなる割合で含み、かつ光重合開始剤を含む組成物。
・エポキシ基を2個以上有するエポキシ化合物と光カチオン発生剤とを含む組成物。
光硬化性樹脂組成物としては、硬化速度が速く、硬化後の樹脂層の透明性が高い点から、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基からなる群から選ばれる1種以上の基(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基と記す。)を有する化合物の少なくとも1種と、光重合開始剤とを含むものがより好ましい。
(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物(以下、(メタ)アクリレート系化合物とも記す。)としては、1分子あたり(メタ)アクリロイルオキシ基を1〜6個有する化合物が好ましく、硬化後の樹脂層が硬くなり過ぎない点から、1分子あたり(メタ)アクリロイルオキシ基を1〜3個有する化合物が特に好ましい。
(メタ)アクリレート系化合物としては、硬化後の樹脂層の耐光性は、芳香環をできるだけ含まない脂肪族または脂環式の化合物が好ましい。
また、(メタ)アクリレート系化合物としては、基板との界面接着力の向上の点からは、水酸基を有する化合物がより好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレート系化合物の含有量は、全(メタ)アクリレート系化合物のうち、25質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましい。一方、水酸基を有する化合物は、硬化後の樹脂層の弾性率が高くなりやすく、特に水酸基を有する(メタ)アクリレートを用いる場合には、積層体の用途によっては、硬化後の樹脂層が硬くなり過ぎるおそれがある。例えば、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板に使用する場合は、硬化後の樹脂層が低弾性率であることが好ましいため、水酸基を有する(メタ)アクリレートの含有量は、全(メタ)アクリレート系化合物のうち、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。
また、ガラス基板とポリカーボネートなどの樹脂基板との積層のように異種材料製の基板同士の積層においては、異なる表面エネルギーの基板表面において、樹脂層がいずれの基板に対しても好適に密着力を発現できるように低弾性率の粘着様態を示す樹脂層を用いることができる。
一方、薄いガラス基板と厚いガラス基板を積層する場合に、高弾性率で、かつ0.1mm以下の薄い樹脂層を設けることで積層体の機械的強度を高めることもでき、その場合には、水酸基を有する(メタ)アクリレートの含有量を60質量%以上とすることもできる。
(メタ)アクリレート系化合物としては、硬化後の樹脂層の耐光性は、芳香環をできるだけ含まない脂肪族または脂環式の化合物が好ましい。
また、(メタ)アクリレート系化合物としては、基板との界面接着力の向上の点からは、水酸基を有する化合物がより好ましい。水酸基を有する(メタ)アクリレート系化合物の含有量は、全(メタ)アクリレート系化合物のうち、25質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましい。一方、水酸基を有する化合物は、硬化後の樹脂層の弾性率が高くなりやすく、特に水酸基を有する(メタ)アクリレートを用いる場合には、積層体の用途によっては、硬化後の樹脂層が硬くなり過ぎるおそれがある。例えば、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板に使用する場合は、硬化後の樹脂層が低弾性率であることが好ましいため、水酸基を有する(メタ)アクリレートの含有量は、全(メタ)アクリレート系化合物のうち、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。
また、ガラス基板とポリカーボネートなどの樹脂基板との積層のように異種材料製の基板同士の積層においては、異なる表面エネルギーの基板表面において、樹脂層がいずれの基板に対しても好適に密着力を発現できるように低弾性率の粘着様態を示す樹脂層を用いることができる。
一方、薄いガラス基板と厚いガラス基板を積層する場合に、高弾性率で、かつ0.1mm以下の薄い樹脂層を設けることで積層体の機械的強度を高めることもでき、その場合には、水酸基を有する(メタ)アクリレートの含有量を60質量%以上とすることもできる。
(メタ)アクリレート系化合物は、比較的低分子の化合物(以下、アクリレート系モノマーと記す。)であってもよく、繰り返し単位を有する比較的高分子量の化合物(以下、(メタ)アクリレート系オリゴマーと記す)であってもよい。
(メタ)アクリレート系化合物としては、(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上からなるもの、(メタ)アクリレート系オリゴマーの1種以上からなるもの、(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上と(メタ)アクリレート系オリゴマーの1種以上とからなるものが挙げられ、アクリレート系オリゴマーの1種以上からなるもの、またはアクリレート系オリゴマーの1種以上と(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上とからなるものが好ましい。基板との密着性を高める目的では、アクリロイルオキシ基とメタクロイルオキシ基の一方または両方からなる硬化性官能基を1分子あたり平均1.8〜4個有するウレタン系オリゴマーと、水酸基の数が1個または2個である炭素数3〜8のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキルメタクリレートを含有する硬化性樹脂組成物が特に好ましい。
(メタ)アクリレート系化合物としては、(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上からなるもの、(メタ)アクリレート系オリゴマーの1種以上からなるもの、(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上と(メタ)アクリレート系オリゴマーの1種以上とからなるものが挙げられ、アクリレート系オリゴマーの1種以上からなるもの、またはアクリレート系オリゴマーの1種以上と(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上とからなるものが好ましい。基板との密着性を高める目的では、アクリロイルオキシ基とメタクロイルオキシ基の一方または両方からなる硬化性官能基を1分子あたり平均1.8〜4個有するウレタン系オリゴマーと、水酸基の数が1個または2個である炭素数3〜8のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキルメタクリレートを含有する硬化性樹脂組成物が特に好ましい。
また、積層体の用途が、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板の場合、硬化過程の樹脂の収縮などがフラットパネルディスプレイ(FPD)の表示性能に悪影響を及ぼさないように、硬化後の樹脂層がより低弾性率であることが好ましい。このため、(メタ)アクリロイルオキシ基からなる硬化性官能基を1分子あたり平均1.8〜4個有するオリゴマーと、水酸基の数が1個または2個である炭素数3〜8のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキルメタクリレートと、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上を含有する硬化性樹脂組成物が好ましい。更には、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーの総含有量が上記水酸基を有する(メタ)アクリレート系モノマーの含有量より質量比で大きいことがより好ましい。また、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーの代わりに水酸基が1個である炭素数12〜22のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート水酸基を用いることもできる。
(メタ)アクリレート系モノマーとしては、光硬化性樹脂組成物が減圧装置内での減圧雰囲気下に置かれることを考慮すると、揮発性を充分抑制できる程度に低い蒸気圧を有する化合物が好ましい。硬化性樹脂組成物が、水酸基を有さない(メタ)アクリレート系モノマーを含有する場合、炭素数が8〜22のアルキル(メタ)アクリレート、比較的低分子量のポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどのポリエーテルジオールのモノ(メタ)アクリレートやジ(メタ)アクリレートなどを用いることができ、炭素数が8〜22のアルキルメタクリレートが好ましい。
(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、繰り返し単位を2個以上有する鎖(ポリウレタン鎖、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリカーボネート鎖等)と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する分子構造の(メタ)アクリレート系オリゴマーが好ましい。該(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、たとえば、ウレタンアクリレートオリゴマーと呼ばれる、ウレタン結合(通常さらにポリエステル鎖やポリエーテル鎖を含む。)と2個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する(メタ)アクリレート系オリゴマーが挙げられる。ウレタンアクリレートオリゴマーは、ウレタン鎖の分子設計により硬化後の樹脂層の機械的性能や基板との密着性などを幅広く調整できるためより好ましい。
(メタ)アクリレート系オリゴマーの数平均分子量は、1000〜100000が好ましく、10000〜70000がより好ましい。数平均分子量が1000より小さいと硬化後の樹脂層の架橋密度が高くなり樹脂層の柔軟性が損なわれるおそれがある。また数平均分子量が100000より大きいと未硬化の硬化性樹脂組成物の粘度が大きくなりすぎるおそれがある。(メタ)アクリレート系オリゴマーの粘度が高すぎる場合、(メタ)アクリレート系モノマーと併用して、硬化性樹脂組成物全体としての粘度を低下させることが好ましい。
一方、シール部の形成に使用する第2の硬化性樹脂組成物として使用する場合、粘度を上述した200〜3000Pa・sの範囲に調整しやすいことから、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000である硬化性オリゴマーの1種以上と、硬化性基を有し、かつ(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上とを含み、モノマーの割合が、オリゴマーとモノマーとの合計(100質量%)のうち、15〜50質量%であるものが好ましい。
(メタ)アクリレート系オリゴマーは、硬化において反応性が高めることができるアクリレート系オリゴマーがより好ましい。
一方、シール部の形成に使用する第2の硬化性樹脂組成物として使用する場合、粘度を上述した200〜3000Pa・sの範囲に調整しやすいことから、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000である硬化性オリゴマーの1種以上と、硬化性基を有し、かつ(メタ)アクリレート系モノマーの1種以上とを含み、モノマーの割合が、オリゴマーとモノマーとの合計(100質量%)のうち、15〜50質量%であるものが好ましい。
(メタ)アクリレート系オリゴマーは、硬化において反応性が高めることができるアクリレート系オリゴマーがより好ましい。
光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ケタール系、ベンゾインまたはベンゾインエーテル系、フォスフィンオキサイド系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、キノン系等の光重合開始剤が挙げられ、アセトフェノン系またはフォスフィンオキサイド系の光重合開始剤が好ましい。短波長の可視光による硬化を行う場合は、光重合開始剤の吸収波長域からフォスフィンオキサイド系の光重合開始剤がより好ましい。吸収波長域の異なる2種以上の光重合開始剤を併用することでより硬化時間を短くしたり、シール部の形成に使用する第2の硬化性樹脂組成物においては表面硬化性を高めることができ、より好ましい。
光カチオン発生剤としては、オニウム塩系の化合物等が挙げられる。
光カチオン発生剤としては、オニウム塩系の化合物等が挙げられる。
硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、重合禁止剤、光硬化促進剤、連鎖移動剤、光安定剤(紫外線吸収剤、ラジカル捕獲剤等)、酸化防止剤、難燃化剤、接着性向上剤(シランカップリング剤等)、顔料、染料等の各種添加剤を含んでいてもよく、重合禁止剤、光安定剤を含むことが好ましい。特に、重合禁止剤を重合開始剤より少ない量含むことによって、硬化性樹脂組成物の安定性を改善でき、硬化後の樹脂層の分子量を調整することもできる。
ただし、積層体の用途によっては、硬化後の樹脂層における光線の透過を妨げるおそれのある添加剤を含むことが好ましくない。一例を挙げると、積層体の用途が、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板や、薄層太陽電池デバイスの場合、前者については表示画像を形成するフラットパネルディスプレイ(FPD)からの出射光や反射光、後者については太陽光が硬化後の樹脂層を透過するため、それらの光線の透過を妨げるおそれのある添加剤を含むことが好ましくない。たとえば、紫外線吸収剤は、樹脂層を透過する太陽光の紫外線成分を吸収して薄層太陽電池デバイスに入射する光の量を低下させたり、フラットパネルディスプレイ(FPD)の表示画像の色調に悪影響を与えるおそれがある。しかし一方で、太陽光が透過する樹脂層には、耐光性、特に紫外線等の短波長の光に対する耐久性が要求される。よって、紫外線吸収剤等を含ませる場合は、その吸収特性、配合量等を適宜調整することが好ましい。
また、基板との密着性を高めたり、硬化後の樹脂層の弾性率を調整するためには、連鎖移動剤を含むことが好ましく、分子内にチオール基を有する連鎖移動剤が特に好ましい。
ただし、積層体の用途によっては、硬化後の樹脂層における光線の透過を妨げるおそれのある添加剤を含むことが好ましくない。一例を挙げると、積層体の用途が、フラットパネルディスプレイ(FPD)の前面パネル板や、薄層太陽電池デバイスの場合、前者については表示画像を形成するフラットパネルディスプレイ(FPD)からの出射光や反射光、後者については太陽光が硬化後の樹脂層を透過するため、それらの光線の透過を妨げるおそれのある添加剤を含むことが好ましくない。たとえば、紫外線吸収剤は、樹脂層を透過する太陽光の紫外線成分を吸収して薄層太陽電池デバイスに入射する光の量を低下させたり、フラットパネルディスプレイ(FPD)の表示画像の色調に悪影響を与えるおそれがある。しかし一方で、太陽光が透過する樹脂層には、耐光性、特に紫外線等の短波長の光に対する耐久性が要求される。よって、紫外線吸収剤等を含ませる場合は、その吸収特性、配合量等を適宜調整することが好ましい。
また、基板との密着性を高めたり、硬化後の樹脂層の弾性率を調整するためには、連鎖移動剤を含むことが好ましく、分子内にチオール基を有する連鎖移動剤が特に好ましい。
重合禁止剤としては、ハイドロキノン系(2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン等)、カテコール系(p−t−ブチルカテコール等)、アンスラキノン系、フェノチアジン系、ヒドロキシトルエン系等の重合禁止剤が挙げられる。
光安定剤としては、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチレート系等)、ラジカル捕獲剤(ヒンダードアミン系)等が挙げられる。
酸化防止剤としては、リン系、イオウ系の化合物が挙げられる。
光重合開始剤および各種添加剤としては、硬化性樹脂組成物が減圧雰囲気下に置かれることから、比較的分子量の大きい、減圧下での蒸気圧の小さい化合物が好ましい。
光安定剤としては、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチレート系等)、ラジカル捕獲剤(ヒンダードアミン系)等が挙げられる。
酸化防止剤としては、リン系、イオウ系の化合物が挙げられる。
光重合開始剤および各種添加剤としては、硬化性樹脂組成物が減圧雰囲気下に置かれることから、比較的分子量の大きい、減圧下での蒸気圧の小さい化合物が好ましい。
次に、減圧雰囲気下において、上記の手順により基板上のシール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる。これを達成するためには、一方の基板の表面のうち、上記の手順で硬化性樹脂組成物が供給された側の表面が他方の基板の側に向いた状態で、一対の基板と他方の基板とを重ね合わせればよい。これにより、一対の基板間に硬化性樹脂組成物が挟持されて密封される。
以下、本明細書において、減圧雰囲気下において、シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる手順のことを単に「真空積層」と言う場合がある。
本発明の積層体の製造方法では、一方の基板のシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が下記(1)〜(3)を満たす状態で真空積層を行う。
(1)硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙の投影形状における円相当径Dporeを10mm以下とする。
(2)硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreを40mm以下とする。
(3)シール部に対して、前記硬化性樹脂組成物の層と、前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙とを交互に接触する状態とする。
図2は、基板の平面図であり、該基板10の周辺部にシール部20が形成されており、該シール部20で囲まれた部分には硬化性樹脂組成物の層30が形成されている。該硬化性樹脂組成物の層30中には空隙40が均一に存在している。
以下、本明細書において、減圧雰囲気下において、シール部で囲まれた領域に供給された硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる手順のことを単に「真空積層」と言う場合がある。
本発明の積層体の製造方法では、一方の基板のシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が下記(1)〜(3)を満たす状態で真空積層を行う。
(1)硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙の投影形状における円相当径Dporeを10mm以下とする。
(2)硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreを40mm以下とする。
(3)シール部に対して、前記硬化性樹脂組成物の層と、前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙とを交互に接触する状態とする。
図2は、基板の平面図であり、該基板10の周辺部にシール部20が形成されており、該シール部20で囲まれた部分には硬化性樹脂組成物の層30が形成されている。該硬化性樹脂組成物の層30中には空隙40が均一に存在している。
本発明の製造方法において、シール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態で真空積層を行う理由について以下に説明する。
上述したように、本発明の製造方法において、基板のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給する際には、シール部が形成された基板を平置きにした状態で、ディスペンサ等の供給手段によって、硬化性樹脂組成物を点状または線状に供給する。供給手段としてディスペンサを使用する場合、硬化性樹脂組成物を供給するノズルの形態は特に限定されず、図8に示すような1点ノズル100、図9〜11に示すような多点ノズル(分岐ノズル)101,102,103、図17に示すような多点ノズル(分岐ノズル)104のいずれも使用することができる。図17では、複数の振動曲線30bを形成するために、多点ノズル(分岐ノズル)104を使用しているが、1本の太さが大きい振動曲線を形成するために、多点ノズル(分岐ノズル)を使用してもよい。また、図9〜11に示すような多点ノズル(分岐ノズル)101,102,103や、図17に示すような多点ノズル(分岐ノズル)104の先端にスリットノズルを取りつけてもよい。上記した1点ノズルとは、硬化性樹脂組成物を基板の上に滴下する硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の先端のノズルが一つからなるものを指し、多点ノズルとは、硬化性樹脂組成物を基板の上に滴下する硬化性樹脂組成物供給手段の先端のノズルが複数個からなるものを指し、また分岐ノズルとは、硬化性樹脂組成物を基板の上に滴下する硬化性樹脂組成物供給手段の先端部が複数のノズルに分岐されたものを指す。
上述したように、本発明の製造方法において、基板のシール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給する際には、シール部が形成された基板を平置きにした状態で、ディスペンサ等の供給手段によって、硬化性樹脂組成物を点状または線状に供給する。供給手段としてディスペンサを使用する場合、硬化性樹脂組成物を供給するノズルの形態は特に限定されず、図8に示すような1点ノズル100、図9〜11に示すような多点ノズル(分岐ノズル)101,102,103、図17に示すような多点ノズル(分岐ノズル)104のいずれも使用することができる。図17では、複数の振動曲線30bを形成するために、多点ノズル(分岐ノズル)104を使用しているが、1本の太さが大きい振動曲線を形成するために、多点ノズル(分岐ノズル)を使用してもよい。また、図9〜11に示すような多点ノズル(分岐ノズル)101,102,103や、図17に示すような多点ノズル(分岐ノズル)104の先端にスリットノズルを取りつけてもよい。上記した1点ノズルとは、硬化性樹脂組成物を基板の上に滴下する硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の先端のノズルが一つからなるものを指し、多点ノズルとは、硬化性樹脂組成物を基板の上に滴下する硬化性樹脂組成物供給手段の先端のノズルが複数個からなるものを指し、また分岐ノズルとは、硬化性樹脂組成物を基板の上に滴下する硬化性樹脂組成物供給手段の先端部が複数のノズルに分岐されたものを指す。
図3(a)〜(c)は、基板のシール部で囲まれた領域に点状に分散滴下した硬化性樹脂組成物の経時変化を示した図である。
図3(a)は、硬化性樹脂組成物を硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の先端の1点ノズルから点状に分散滴下した直後の状態を示した図であり、基板10のシール部20で囲まれた領域には硬化性樹脂組成物30が点状に分散している。
硬化性樹脂組成物は、時間経過によってその形状が崩れていき、点状に分散している硬化性樹脂組成物同士が接触することによって、図3(b)に示すように、内部に空隙40を形成した状態を経て、シール部20で囲まれた領域を面状に広がっていく。
その後、さらに時間が経過すると、空隙40が消滅して、図3(c)に示すように、シール部20で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物30が均一に存在する状態となる。
真空積層を行う際、シール部で囲まれた領域に分散滴下された硬化性樹脂組成物は、図3(a)〜(c)のいずれかの状態で存在しているが、この時点における硬化性樹脂組成物の状態が、その後の硬化性樹脂組成物層の状態、より具体的には、真空積層の実施後の積層体(すなわち、一対の基板間に硬化性樹脂組成物層を挟持して密封した積層体)を減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に置いた状態における硬化性樹脂組成物層中の空隙の有無に影響を及ぼすことを本願発明者らは見出した。特に、該積層体を減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に置いた状態での空隙の消失の観点では、図3(c)の状態のほうが、図3(b)よりも好ましく一見みえるが、そうではなく、図3(b)のように、ある特定の寸法の空隙が存在する状態で真空積層を実施することが好ましいことを本願発明者らは見出した。
図3(a)は、硬化性樹脂組成物を硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の先端の1点ノズルから点状に分散滴下した直後の状態を示した図であり、基板10のシール部20で囲まれた領域には硬化性樹脂組成物30が点状に分散している。
硬化性樹脂組成物は、時間経過によってその形状が崩れていき、点状に分散している硬化性樹脂組成物同士が接触することによって、図3(b)に示すように、内部に空隙40を形成した状態を経て、シール部20で囲まれた領域を面状に広がっていく。
その後、さらに時間が経過すると、空隙40が消滅して、図3(c)に示すように、シール部20で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物30が均一に存在する状態となる。
真空積層を行う際、シール部で囲まれた領域に分散滴下された硬化性樹脂組成物は、図3(a)〜(c)のいずれかの状態で存在しているが、この時点における硬化性樹脂組成物の状態が、その後の硬化性樹脂組成物層の状態、より具体的には、真空積層の実施後の積層体(すなわち、一対の基板間に硬化性樹脂組成物層を挟持して密封した積層体)を減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に置いた状態における硬化性樹脂組成物層中の空隙の有無に影響を及ぼすことを本願発明者らは見出した。特に、該積層体を減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に置いた状態での空隙の消失の観点では、図3(c)の状態のほうが、図3(b)よりも好ましく一見みえるが、そうではなく、図3(b)のように、ある特定の寸法の空隙が存在する状態で真空積層を実施することが好ましいことを本願発明者らは見出した。
詳しくは後述するが、真空積層の実施後の積層体は、真空積層を実施した減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下(例えば、大気圧下。本明細書において真空積層を実施した減圧雰囲気の次の工程の前記減圧雰囲気よりも高い圧力雰囲気下を、上記減圧雰囲気に比し、「第2の圧力雰囲気下」という。)に置かれる(以下、本明細書において、この手順のことを「減圧雰囲気の解除」と言う場合がある)。減圧雰囲気の解除による雰囲気圧力の上昇によって、一対の基板同士が密着する方向に押圧されると同時に、硬化性樹脂組成物層中に残留する空隙の体積がその雰囲気の差圧に応じて縮減することにより、一対の基板とシール部で密閉された密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填されることとなる。なお、前記した真空積層の実施後の積層体は、2枚の基体およびシール部により密封された樹脂層形成用硬化性樹脂組成物がまだ硬化されていないものであり、これは所謂、積層体前駆体であるが、本明細書においては、樹脂層形成用硬化性樹脂組成物が硬化されていない積層状態のもの、および樹脂層形成用組成物が硬化された状態のものも含め、積層体と呼ぶこともある。
しかしながら、真空積層を行う際の硬化性樹脂組成物の状態によっては、減圧雰囲気の解除による上記の作用を十分発揮することができず、減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物層中に空隙が残存することとなる。この点について、図4〜6を参照して説明する。
図4(a)〜(d)は、硬化性樹脂組成物が図3(a)に示す状態の時に真空積層を行った場合の真空積層時および減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図4(a)は図3(a)に相当する。但し、基板の周辺部に形成したシール部は省略されている。この点については、図4(b)〜(d)、および、後で示す図5,6についても同様である。図4(b)は真空積層実施時の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図4(c)、(d)は減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態の経時変化を示している。
図4(a)に示すように、基板10上に硬化性樹脂組成物30が点状に分散している状態で真空積層を実施した場合、図4(b)に示すように、点状に分散していた硬化性樹脂組成物30同士が接触することによって、該硬化性樹脂組成物が基板10上を面状に広がっていく。但し、面上に広がった硬化性樹脂組成物30の層中には、均一に分散する小さな空隙40以外に、大きな空隙41がランダムに存在する。
図4(c),(d)に示すように、減圧雰囲気の解除後、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40,41は経時的に縮小するが、ランダムに存在する大きな空隙41は消滅せずに該層中に残存した状態となる。空隙の残存の状態は、図4〜6に記載された状態のみならず、いろいろな状態がありうる。
図4(a)〜(d)は、硬化性樹脂組成物が図3(a)に示す状態の時に真空積層を行った場合の真空積層時および減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図4(a)は図3(a)に相当する。但し、基板の周辺部に形成したシール部は省略されている。この点については、図4(b)〜(d)、および、後で示す図5,6についても同様である。図4(b)は真空積層実施時の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図4(c)、(d)は減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態の経時変化を示している。
図4(a)に示すように、基板10上に硬化性樹脂組成物30が点状に分散している状態で真空積層を実施した場合、図4(b)に示すように、点状に分散していた硬化性樹脂組成物30同士が接触することによって、該硬化性樹脂組成物が基板10上を面状に広がっていく。但し、面上に広がった硬化性樹脂組成物30の層中には、均一に分散する小さな空隙40以外に、大きな空隙41がランダムに存在する。
図4(c),(d)に示すように、減圧雰囲気の解除後、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40,41は経時的に縮小するが、ランダムに存在する大きな空隙41は消滅せずに該層中に残存した状態となる。空隙の残存の状態は、図4〜6に記載された状態のみならず、いろいろな状態がありうる。
図5(a)〜(d)は、硬化性樹脂組成物が図3(b)に示す状態の時に真空積層を行った場合の真空積層時および減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図5(a)は、図中の硬化性樹脂組成物と空隙との関係が多少異なっているが、図3(b)に相当する。図5(b)は真空積層実施時の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図5(c)、(d)は減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態の経時変化を示している。
図5(a)に示すように、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40がいずれも小さく、空隙40同士のピッチが小さい状態で該層中に均一に存在する状態で真空積層を実施した場合、図5(b)に示すように、真空積層の実施前後で硬化性樹脂組成物の状態はあまり変化しないが、図5(c)に示すように、減圧雰囲気の解除によって、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40が縮小し、その後、図5(d)に示すように、層中に存在していた空隙が消滅する。
図5(a)に示すように、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40がいずれも小さく、空隙40同士のピッチが小さい状態で該層中に均一に存在する状態で真空積層を実施した場合、図5(b)に示すように、真空積層の実施前後で硬化性樹脂組成物の状態はあまり変化しないが、図5(c)に示すように、減圧雰囲気の解除によって、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40が縮小し、その後、図5(d)に示すように、層中に存在していた空隙が消滅する。
図6(a)〜(d)は、硬化性樹脂組成物が図3(c)に示す状態の時に真空積層を行った場合の真空積層時および減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図6(a)は図3(c)に相当する。図6(b)は真空積層実施時の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、図6(c)、(d)は減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態を示した図であり、減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物の状態の経時変化を示している。
図6(a)に示すように、基板10上に硬化性樹脂組成物30が空隙を形成することなしに均一に存在する状態で真空積層を実施した場合、図6(b)に示すように、真空積層を実施することによって、硬化性樹脂組成物30の層の外縁に沿って大きな空隙41が形成される。このような大きな空隙41は、図6(c),(d)に示すように、減圧雰囲気の解除後、経時的に縮小するが、消滅せずに該層中に残存した状態となる。
図6(a)に示すように、基板10上に硬化性樹脂組成物30が空隙を形成することなしに均一に存在する状態で真空積層を実施した場合、図6(b)に示すように、真空積層を実施することによって、硬化性樹脂組成物30の層の外縁に沿って大きな空隙41が形成される。このような大きな空隙41は、図6(c),(d)に示すように、減圧雰囲気の解除後、経時的に縮小するが、消滅せずに該層中に残存した状態となる。
本発明の製造方法では、粘度が0.2〜50Pa・sという比較的粘度が高い樹脂膜形成用の硬化性樹脂組成物を使用し、シール部で囲まれた領域に形成する硬化性樹脂組成物層の厚さも30μm以上と比較的厚いことから、減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物層中に空隙が残存しやすい傾向がある。よって、この点で、上記(1)〜(3)を満たす状態で真空積層を実施することが、減圧雰囲気の解除後の硬化性樹脂組成物層中に空隙を残存させないために重要である。
硬化性樹脂組成物層が上記(1)〜(3)を満たしていれば、シール部20との界面を含めた硬化性樹脂組成物30の層全体について、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40がいずれも小さく、空隙40同士のピッチが小さい状態で該層中に均一に存在する状態となる。よって、真空積層を実施し、その後、減圧雰囲気を解除することによって、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙を縮小させて消滅させることができる。
硬化性樹脂組成物層が上記(1)〜(3)を満たしていれば、シール部20との界面を含めた硬化性樹脂組成物30の層全体について、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40がいずれも小さく、空隙40同士のピッチが小さい状態で該層中に均一に存在する状態となる。よって、真空積層を実施し、その後、減圧雰囲気を解除することによって、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙を縮小させて消滅させることができる。
上記(1)、(2)において、硬化性樹脂組成物層中に存在する空隙の投影形状、および、硬化性樹脂組成物層中の空隙が存在しない部分の投影形状とは、硬化性樹脂組成物層の表面への空隙の投影形状、および、該層の表面への空隙が存在しない部分の投影形状である。以下、本明細書において、空隙の投影形状における円相当径のことを、単に「空隙の円相当径」と言い、空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径のことを、単に「空隙が存在しない部分の円相当径」と言う。
なお、上記(1)は、硬化性樹脂組成物層中に存在する全ての空隙について、その投影形状における円相当径Dporeが10mm以下であることを意味する。また、上記(2)は、硬化性樹脂組成物層中に存在する全ての空隙が存在しない部分において、その投影形状における円相当径Dnon-poreが40mm以下であることを意味する。
図2は、硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の1点ノズルを用いて硬化性樹脂組成物を基板上に点状に滴下した後の硬化性樹脂組成物の状態を示したものであり、同図において、Dnon-poreは、「空隙が存在しない部分の円相当径」を示し、Dporeは、「空隙の円相当径」を示す。
また、図15は、硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の列状の多点ノズルを用い、かつ多点ノズルを揺動させながら硬化性樹脂組成物を基板上に線状に滴下した後の硬化性樹脂組成物の状態を示したものであり、同図において、Dnon-poreは、「空隙が存在しない部分の円相当径」を示し、Dporeは、「空隙の円相当径」を示す。なお、上記した円相当とは、円の形状に限定されず、一部に円形、楕円形、曲面形状を含む各種の形状を広く含むものである。円形状でない場合の形状における円相当径とは、その長軸、短軸の内、長軸と短軸との平均径を指すこととする。
なお、上記(1)は、硬化性樹脂組成物層中に存在する全ての空隙について、その投影形状における円相当径Dporeが10mm以下であることを意味する。また、上記(2)は、硬化性樹脂組成物層中に存在する全ての空隙が存在しない部分において、その投影形状における円相当径Dnon-poreが40mm以下であることを意味する。
図2は、硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の1点ノズルを用いて硬化性樹脂組成物を基板上に点状に滴下した後の硬化性樹脂組成物の状態を示したものであり、同図において、Dnon-poreは、「空隙が存在しない部分の円相当径」を示し、Dporeは、「空隙の円相当径」を示す。
また、図15は、硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の列状の多点ノズルを用い、かつ多点ノズルを揺動させながら硬化性樹脂組成物を基板上に線状に滴下した後の硬化性樹脂組成物の状態を示したものであり、同図において、Dnon-poreは、「空隙が存在しない部分の円相当径」を示し、Dporeは、「空隙の円相当径」を示す。なお、上記した円相当とは、円の形状に限定されず、一部に円形、楕円形、曲面形状を含む各種の形状を広く含むものである。円形状でない場合の形状における円相当径とは、その長軸、短軸の内、長軸と短軸との平均径を指すこととする。
硬化性樹脂組成物層が上記(1)を満たしていない場合、硬化性樹脂組成物30の層中に大きな空隙が存在するので、真空積層を実施し、その後、減圧雰囲気を解除することによっても、硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙を消滅させることができず、該層中に空隙が残存した状態となる。
本発明の製造方法において、硬化性樹脂組成物層中に存在する空隙の投影形状における円相当径Dporeが3mm以下であることが好ましい。
本発明の製造方法において、硬化性樹脂組成物層中に存在する空隙の投影形状における円相当径Dporeが3mm以下であることが好ましい。
硬化性樹脂組成物層が上記(2)を満たしていない場合、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40同士のピッチが大きいため、および/または、該層中に空隙40が不均一に存在するため、真空積層を実施し、その後、減圧雰囲気を解除することによっても、硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙を消滅させることができず、該層中に空隙が残存した状態となる。
本発明の製造方法において、硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreが15mm以下であることが好ましい。
本発明の製造方法において、硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreが15mm以下であることが好ましい。
硬化性樹脂組成物層が上記(3)を満たしていない場合、シール部に対して硬化性樹脂組成物の層が常に接している状態、または、シール部に対して空隙が常に接触している状態となる。前者の場合、図6(a)〜(d)を用いて説明したように、真空積層を実施することによって、硬化性樹脂組成物30の層の外縁に沿って大きな空隙41が形成されることとなる。このような大きな空隙は減圧雰囲気の解除によっては消滅させることができず、該層中に空隙が残存した状態となる。後者の場合、真空積層を実施する時点で硬化性樹脂組成物の層の外縁に沿って大きな空隙が存在しているため、真空積層を実施し、その後、減圧雰囲気を解除することによっても、硬化性樹脂組成物層中に存在する空隙を消滅させることができず、該層中に空隙が残存した状態となる。
本発明の製造方法において、上記(1)〜(3)を満たす状態で真空積層を実施するためには、たとえば、ディスペンサを用いて硬化性樹脂組成物を分散滴下する手順を以下の手順で実施すればよい。
基板のシール部で囲まれた領域に点状に分散滴下された硬化性樹脂組成物は、分散滴下からの時間tの経過によって、図7(a)〜(e)に示すようにその状態が変化する。ここで、図7(a)は基板10のシール部20で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物30を分散滴下した直後(すなわち、t=0)の状態を示しており、該シール部20で囲まれた領域には硬化性樹脂組成物30が点状に分散している。その後、点状に分散している硬化性樹脂組成物30同士が接触することによって、図7(b)に示すように、硬化性樹脂組成物30がシール部20で囲まれた領域を面状に広がっていき、分散滴下から時間t1を経過した時点で硬化性樹脂組成物30の層中に空隙40が形成される。その後、空隙40は経時的に小さくなっていき、分散滴下から時間t2を経過した時点で、図7(c)に示すように、該空隙40の円相当径D1が上記(1)を満たす状態、すなわち、Dpore=10mmとなる。その後、空隙40はさらに経時的に小さくなっていき、分散滴下から時間t3を経過した時点で、図7(d),(e)に示すように、空隙40が消滅する。時間t2は、基板の大きさにもよるが、30〜1800秒、50〜1000秒程度であることが好ましい。
基板のシール部で囲まれた領域に点状に分散滴下された硬化性樹脂組成物は、分散滴下からの時間tの経過によって、図7(a)〜(e)に示すようにその状態が変化する。ここで、図7(a)は基板10のシール部20で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物30を分散滴下した直後(すなわち、t=0)の状態を示しており、該シール部20で囲まれた領域には硬化性樹脂組成物30が点状に分散している。その後、点状に分散している硬化性樹脂組成物30同士が接触することによって、図7(b)に示すように、硬化性樹脂組成物30がシール部20で囲まれた領域を面状に広がっていき、分散滴下から時間t1を経過した時点で硬化性樹脂組成物30の層中に空隙40が形成される。その後、空隙40は経時的に小さくなっていき、分散滴下から時間t2を経過した時点で、図7(c)に示すように、該空隙40の円相当径D1が上記(1)を満たす状態、すなわち、Dpore=10mmとなる。その後、空隙40はさらに経時的に小さくなっていき、分散滴下から時間t3を経過した時点で、図7(d),(e)に示すように、空隙40が消滅する。時間t2は、基板の大きさにもよるが、30〜1800秒、50〜1000秒程度であることが好ましい。
硬化性樹脂組成物を滴下する部位の数に応じたノズルを有するディスペンサを用いて硬化性樹脂組成物を所定領域に対し一括滴下する場合、下記式で示される時間tの範囲内に減圧積層を実施すればよい。
t2 ≦ t ≦ t3
但し、基板の寸法によっては、硬化性樹脂組成物を一括滴下することは現実的ではなく、図8に示すように、基板10のシール部20で囲まれた領域上でノズル100を移動させながら硬化性樹脂組成物30を滴下することとなる。この場合、滴下開始から滴下終了までに時間差が生じる結果、滴下を行った時期によって硬化性樹脂組成物の形状が異なった状態となり、その結果、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40の円相当径Dporeが均一ではなくなるという問題が生じる。
図8に示す1点ノズル100の代わりに、図9、10に示すような多点ノズル(分岐ノズル)101,102を使用した場合、滴下開始から滴下終了までに要する時間が短縮されるため、上記の問題を緩和することができるが、問題を完全に解決することができない。
t2 ≦ t ≦ t3
但し、基板の寸法によっては、硬化性樹脂組成物を一括滴下することは現実的ではなく、図8に示すように、基板10のシール部20で囲まれた領域上でノズル100を移動させながら硬化性樹脂組成物30を滴下することとなる。この場合、滴下開始から滴下終了までに時間差が生じる結果、滴下を行った時期によって硬化性樹脂組成物の形状が異なった状態となり、その結果、硬化性樹脂組成物30の層中に存在する空隙40の円相当径Dporeが均一ではなくなるという問題が生じる。
図8に示す1点ノズル100の代わりに、図9、10に示すような多点ノズル(分岐ノズル)101,102を使用した場合、滴下開始から滴下終了までに要する時間が短縮されるため、上記の問題を緩和することができるが、問題を完全に解決することができない。
したがって、図8〜10に示すように、基板10のシール部20で囲まれた領域上でノズル100,101,102を移動させながら硬化性樹脂組成物30を滴下する場合、シール部20で囲まれた全領域において、上記(1)〜(3)を満たすように留意する必要がある。具体的には、最初の滴下からt3以内、かつ、最後の滴下からt2以上を満たす時間内に真空積層を行う必要がある。このためには、滴下開始から滴下終了までに要する時間tsが下記式を満たすように滴下条件を設定する必要がある。
ts < (t3−t2)
ts < (t3−t2)
基板のシール部で囲まれた領域上でノズルを移動させながら硬化性樹脂組成物を滴下する場合に生じる上述した問題は、滴下の時期に応じて、滴下された硬化性樹脂組成物の形状を強制的に変える、より具体的には、硬化性樹脂組成物の投影形状における円相当径(以下、本明細書において、単に「硬化性樹脂組成物の円相当径」と言う。)を強制的に広げることで上記の問題を解決することができる。
図11に示すように、基板10のシール部20で囲まれた領域上で多点ノズル(分岐ノズル)103を移動させながら硬化性樹脂組成物30を滴下した場合、滴下を行った時期によって硬化性樹脂組成物の形状が異なった状態となる。硬化性樹脂組成物の円相当径に着目した場合、早い段階に滴下された硬化性樹脂組成物は、遅い段階で滴下された硬化性樹脂組成物よりも円相当径が大きくなる。基板10はいろいろな大きさを有するため、基板全面に滴下するようなノズルを準備することはコストの面で難しいため、多点ノズルを用いる場合が多い。
これに対して、遅い段階で滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることによって、滴下された時期による硬化性樹脂組成物の円相当径の差を小さくすることができ、さらには、滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることも可能である。図12では、遅い段階で滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることによって、基板10のシール部20で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物30の円相当径を均一にしている。
滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げる方法としては、図12中、矢印で示すように、基板10と多点ノズル(分岐ノズル)103を相対的に揺動させることによって、硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げる方法がある。この場合、基板10を揺動させてもよく、多点ノズル(分岐ノズル)103を揺動させてもよい。また、滴下後の硬化性樹脂組成物に攪拌子などの何らかの突起物を接触させることによっても、硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることができる。
図11に示すように、基板10のシール部20で囲まれた領域上で多点ノズル(分岐ノズル)103を移動させながら硬化性樹脂組成物30を滴下した場合、滴下を行った時期によって硬化性樹脂組成物の形状が異なった状態となる。硬化性樹脂組成物の円相当径に着目した場合、早い段階に滴下された硬化性樹脂組成物は、遅い段階で滴下された硬化性樹脂組成物よりも円相当径が大きくなる。基板10はいろいろな大きさを有するため、基板全面に滴下するようなノズルを準備することはコストの面で難しいため、多点ノズルを用いる場合が多い。
これに対して、遅い段階で滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることによって、滴下された時期による硬化性樹脂組成物の円相当径の差を小さくすることができ、さらには、滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることも可能である。図12では、遅い段階で滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることによって、基板10のシール部20で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物30の円相当径を均一にしている。
滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げる方法としては、図12中、矢印で示すように、基板10と多点ノズル(分岐ノズル)103を相対的に揺動させることによって、硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げる方法がある。この場合、基板10を揺動させてもよく、多点ノズル(分岐ノズル)103を揺動させてもよい。また、滴下後の硬化性樹脂組成物に攪拌子などの何らかの突起物を接触させることによっても、硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることができる。
滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径をどの程度広げるかという点については、以下の考えにしたがって実施すればよい。
図13は、ある硬化性樹脂組成物を滴下した場合に、滴下した時点(すなわち、t=0)における硬化性樹脂組成物の円相当径がd0であるときに、滴下後の経過時間t(sec)と、該硬化性樹脂組成物の円相当径d(mm)との関係を示したグラフである。このグラフに示すように、滴下開始から時間ta、tb、tnが経過した時点で滴下する硬化性樹脂組成物については、それぞれ、該硬化性樹脂組成物の円相当径をda、db、dnに広げることによって、滴下完了時点での硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることができる。
本願発明者らは、滴下後の経過時間tと、該硬化性樹脂組成物の円相当径dの増分(d−d0)との間には、下記式の関係が成立することを実験的に確認している。
d−d0=α×t1/2
式中、αは硬化性樹脂組成物の粘性、硬化性樹脂組成物に対する基板表面の濡れ性、滴下された個々の硬化性樹脂組成物の体積によって定まる係数である。
この式に基づいて、滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径をどの程度広げるか設定することにより、滴下完了時点での硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることができる。なお、基板10とノズル103を相対的に揺動させることによって、滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を広げる場合、揺動の振幅Sを上記式で求まる円相当径dの増分(d−d0)とすればよい。
図13は、ある硬化性樹脂組成物を滴下した場合に、滴下した時点(すなわち、t=0)における硬化性樹脂組成物の円相当径がd0であるときに、滴下後の経過時間t(sec)と、該硬化性樹脂組成物の円相当径d(mm)との関係を示したグラフである。このグラフに示すように、滴下開始から時間ta、tb、tnが経過した時点で滴下する硬化性樹脂組成物については、それぞれ、該硬化性樹脂組成物の円相当径をda、db、dnに広げることによって、滴下完了時点での硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることができる。
本願発明者らは、滴下後の経過時間tと、該硬化性樹脂組成物の円相当径dの増分(d−d0)との間には、下記式の関係が成立することを実験的に確認している。
d−d0=α×t1/2
式中、αは硬化性樹脂組成物の粘性、硬化性樹脂組成物に対する基板表面の濡れ性、滴下された個々の硬化性樹脂組成物の体積によって定まる係数である。
この式に基づいて、滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径をどの程度広げるか設定することにより、滴下完了時点での硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることができる。なお、基板10とノズル103を相対的に揺動させることによって、滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を広げる場合、揺動の振幅Sを上記式で求まる円相当径dの増分(d−d0)とすればよい。
滴下後の経過時間t、硬化性樹脂組成物の円相当径d、および、硬化性樹脂組成物の層に存在する空隙の円相当径Dporeの関係についてさらに述べる。
図14は、滴下後の経過時間t、硬化性樹脂組成物の円相当径d、および、硬化性樹脂組成物の層に存在する空隙の円相当径Dporeの関係を示したグラフである。グラフから明らかなように、滴下後の経過時間tが増加するにつれて、硬化性樹脂組成物の円相当径dが増加し、空隙の円相当径Dporeが減少する。グラフ中のt1、t2およびt3は、図7と同じ意味である。すなわち、分散滴下から時間t1を経過した時点で硬化性樹脂組成物30の層中に空隙40が形成され、時間t2を経過した時点で該空隙40の円相当径Dpore=10mmとなり、時間t3を経過した時点で空隙40が消滅する。
上述したように、硬化性樹脂組成物を一括滴下する場合、下記式で示される時間t内に減圧積層を実施すればよい。
t2 ≦ t ≦ t3
図14のグラフによれば、減圧積層を実施する際の硬化性樹脂組成物の円相当径d、および、空隙の円相当径Dporeはそれぞれ以下の範囲であればよいことになる。
d2 ≦ d ≦ d3
D3 ≦ Dpore ≦ D2
図14は、滴下後の経過時間t、硬化性樹脂組成物の円相当径d、および、硬化性樹脂組成物の層に存在する空隙の円相当径Dporeの関係を示したグラフである。グラフから明らかなように、滴下後の経過時間tが増加するにつれて、硬化性樹脂組成物の円相当径dが増加し、空隙の円相当径Dporeが減少する。グラフ中のt1、t2およびt3は、図7と同じ意味である。すなわち、分散滴下から時間t1を経過した時点で硬化性樹脂組成物30の層中に空隙40が形成され、時間t2を経過した時点で該空隙40の円相当径Dpore=10mmとなり、時間t3を経過した時点で空隙40が消滅する。
上述したように、硬化性樹脂組成物を一括滴下する場合、下記式で示される時間t内に減圧積層を実施すればよい。
t2 ≦ t ≦ t3
図14のグラフによれば、減圧積層を実施する際の硬化性樹脂組成物の円相当径d、および、空隙の円相当径Dporeはそれぞれ以下の範囲であればよいことになる。
d2 ≦ d ≦ d3
D3 ≦ Dpore ≦ D2
基板のシール部で囲まれた領域上でノズルを移動させながら硬化性樹脂組成物を滴下する場合、基板とノズルを相対的に揺動させて、滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径をその滴下する時期に応じて適宜広げることによって、滴下終了の時点で硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることができる。ここで、1回目の滴下とX回目の滴下との時間差をTx-1、1回目に滴下した硬化性樹脂組成物の時間Tx-1の経過による円相当径の広がりをΔdx-1、X回目の揺動の振幅をSxとするとき、X回目の揺動の振幅SxをSx=Δdx-1とすれば、滴下終了の時点で硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にすることができる。
ここで、滴下開始から真空積層を実施するまでの時間の短縮という観点からは、真空積層を実施する直前に全ての硬化性樹脂組成物の円相当径がd2となっていることが好ましい。これを達成するためには、最後に滴下する硬化性樹脂組成物の円相当径をdfとするとき、d2とdfとの差分(d2−df)を振幅として1回目の滴下から揺動することが好ましい。この場合、n回目の揺動の振幅SnはSn=Δdx-1+(d2−df)となる。
ここで、滴下開始から真空積層を実施するまでの時間の短縮という観点からは、真空積層を実施する直前に全ての硬化性樹脂組成物の円相当径がd2となっていることが好ましい。これを達成するためには、最後に滴下する硬化性樹脂組成物の円相当径をdfとするとき、d2とdfとの差分(d2−df)を振幅として1回目の滴下から揺動することが好ましい。この場合、n回目の揺動の振幅SnはSn=Δdx-1+(d2−df)となる。
ディスペンサを用いて硬化性樹脂組成物を線状に塗布する場合も、真空積層を実施する際に、基板のシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たしていることが必要となる。
本発明の製造方法において、上記(1)〜(3)を満たす状態で真空積層を実施するためには、たとえば硬化性樹脂組成物を線状に塗布する手順を以下の手順で実施すればよい。
本発明の製造方法において、上記(1)〜(3)を満たす状態で真空積層を実施するためには、たとえば硬化性樹脂組成物を線状に塗布する手順を以下の手順で実施すればよい。
図15は、硬化性樹脂組成物を線状に塗布する場合の好適な塗布形態を示した図である。
図15において、硬化性樹脂組成物の塗布パターンは、硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の列状の多点ノズルの進行方向(図15の場合、基板10の長辺方向)に対する垂直方向(図15の場合、基板10の短辺方向)に一定の周期Xおよび振幅Yで繰り返し変位する振動曲線30a,30bをなしている。この振動曲線は、基板とノズルを相対的に揺動させて硬化性樹脂組成物を塗布することによって基板上に得られた硬化性樹脂組成物の帯状の所定周期と振幅とを有するパターンの塗膜である。振動曲線30a,30bをなすように硬化性樹脂組成物を塗布することにより、基板10のシール部20で囲まれた領域中に小さな空隙40が均一に分散した状態となる。ここで留意すべき点として、図16を用いて後述するように、振動曲線30a,30bの形成時期と、空隙40の形成時期とは通常は一致せず、振動曲線30a,30bの形状が経時的に変化することによって、空隙40が形成される。ここで、硬化性樹脂組成物を線状に塗布する場合、塗布の方法は、基板の長辺または短辺のどちらか一方方向だけから塗布することが好ましい。基板の長辺および短辺の両方から塗布した場合、塗布した硬化性樹脂組成物の重なりが生じ、樹脂の厚さが厚い部分と薄い部分が発生するため好ましくない。また、重なった部分に泡を巻き込む可能性がある結果、最終的な製品に泡残りが生じやすくなり好ましくない。
なお、シール部20で囲まれた領域中に小さな空隙40が均一に分散した状態とするためには、図15から明らかなように、互いに隣接する振動曲線30a,30bは、変位が互いに逆位相となることが必要となる。
図15において、硬化性樹脂組成物の塗布パターンは、硬化性樹脂組成物供給手段(ディスペンサー)の列状の多点ノズルの進行方向(図15の場合、基板10の長辺方向)に対する垂直方向(図15の場合、基板10の短辺方向)に一定の周期Xおよび振幅Yで繰り返し変位する振動曲線30a,30bをなしている。この振動曲線は、基板とノズルを相対的に揺動させて硬化性樹脂組成物を塗布することによって基板上に得られた硬化性樹脂組成物の帯状の所定周期と振幅とを有するパターンの塗膜である。振動曲線30a,30bをなすように硬化性樹脂組成物を塗布することにより、基板10のシール部20で囲まれた領域中に小さな空隙40が均一に分散した状態となる。ここで留意すべき点として、図16を用いて後述するように、振動曲線30a,30bの形成時期と、空隙40の形成時期とは通常は一致せず、振動曲線30a,30bの形状が経時的に変化することによって、空隙40が形成される。ここで、硬化性樹脂組成物を線状に塗布する場合、塗布の方法は、基板の長辺または短辺のどちらか一方方向だけから塗布することが好ましい。基板の長辺および短辺の両方から塗布した場合、塗布した硬化性樹脂組成物の重なりが生じ、樹脂の厚さが厚い部分と薄い部分が発生するため好ましくない。また、重なった部分に泡を巻き込む可能性がある結果、最終的な製品に泡残りが生じやすくなり好ましくない。
なお、シール部20で囲まれた領域中に小さな空隙40が均一に分散した状態とするためには、図15から明らかなように、互いに隣接する振動曲線30a,30bは、変位が互いに逆位相となることが必要となる。
ここで、供給開始時の振動曲線30aの太さをm(mm)とするとき、周期X(mm)および振幅Y(mm)は、それぞれ下記式を満たすことが、基板10のシール部20で囲まれた領域中に小さな空隙40が均一に分散した状態とするうえで好ましい。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
周期Xおよび振幅Yは下記式を満たすことがより好ましい。
3×m ≦ X ≦ 6×m
(3×m)/2 ≦ Y ≦ (6×m)/2
なお、上記の説明では振動曲線30aの太さとの関係で、周期Xおよび振幅Yの好適範囲について述べたが、振動曲線30bの太さとの関係についても同様である。この点については、以下に述べるd(s-r),d(r-r)の好適範囲についても同様である。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
周期Xおよび振幅Yは下記式を満たすことがより好ましい。
3×m ≦ X ≦ 6×m
(3×m)/2 ≦ Y ≦ (6×m)/2
なお、上記の説明では振動曲線30aの太さとの関係で、周期Xおよび振幅Yの好適範囲について述べたが、振動曲線30bの太さとの関係についても同様である。この点については、以下に述べるd(s-r),d(r-r)の好適範囲についても同様である。
また、真空積層を実施する際に、上記(2)、すなわち、硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreが40mm以下であることが必要となることから、周期Xは40mm以下であることが好ましく、15mm以下であることがより好ましい。また、振幅Yは20mm以下であることが好ましく、7.5mm以下であることがより好ましい。
また、振動曲線30aとシール部20との最短距離d(s-r)が、下記式を満たすことがシール部20に沿って大きな空隙が生じないようにするうえで好ましい。
d(s-r) ≦ 2.5×m
この場合、シール部20の各部位との関係において、振動曲線30aとシール部20との最短距離d(s-r)が上記式を満たすことが求められる。すなわち、図中上側のシール部20と振動曲線30aとの最短距離、図中下側のシール部20と振動曲線30bとの最短距離が、図中左側もしくは図中右側のシール部20と振動曲線30aもしくは振動曲線30bとの最短距離の全てが上記式を満たすことが求められる。
振動曲線30aとシール部20との最短距離d(s-r)は下記式を満たすことがより好ましい。
d(s-r) ≦ 0.5×m
振動曲線30aとシール部20との最短距離d(s-r)の下限値は特に限定されず、振動曲線30aとシール部20とが接していてもよい。但し、振動曲線30aとシール部20とが重なると、その部分のみが硬化性樹脂組成物の層の厚さが大きくなるので、振動曲線30aとシール部20とが重ならないようにすることが好ましい。
d(s-r) ≦ 2.5×m
この場合、シール部20の各部位との関係において、振動曲線30aとシール部20との最短距離d(s-r)が上記式を満たすことが求められる。すなわち、図中上側のシール部20と振動曲線30aとの最短距離、図中下側のシール部20と振動曲線30bとの最短距離が、図中左側もしくは図中右側のシール部20と振動曲線30aもしくは振動曲線30bとの最短距離の全てが上記式を満たすことが求められる。
振動曲線30aとシール部20との最短距離d(s-r)は下記式を満たすことがより好ましい。
d(s-r) ≦ 0.5×m
振動曲線30aとシール部20との最短距離d(s-r)の下限値は特に限定されず、振動曲線30aとシール部20とが接していてもよい。但し、振動曲線30aとシール部20とが重なると、その部分のみが硬化性樹脂組成物の層の厚さが大きくなるので、振動曲線30aとシール部20とが重ならないようにすることが好ましい。
また、隣接する振動曲線30a,30bの最短距離d(r-r)が、下記式を満たすことが、振動曲線30a,30b間に大きな空隙が生じないようにするうえで好ましい。
d(r-r) ≦ 5×m
この場合、振動曲線30a,30bのうち、供給開始時の太さmとの関係で上記式を満たすことが好ましい。
隣接する振動曲線30a,30bの最短距離d(r-r)は下記式を満たすことがより好ましい。
d(r-r) ≦ m
隣接する振動曲線30a,30bの最短距離d(r-r)の下限値は特に限定されず、隣接する振動曲線30a,30bが接していてもよい。但し、振動曲線30a,30bが重なると、その部分のみが硬化性樹脂組成物の層の厚さが大きくなるので、振動曲線30a,30bが重ならないようにすることが好ましい。
d(r-r) ≦ 5×m
この場合、振動曲線30a,30bのうち、供給開始時の太さmとの関係で上記式を満たすことが好ましい。
隣接する振動曲線30a,30bの最短距離d(r-r)は下記式を満たすことがより好ましい。
d(r-r) ≦ m
隣接する振動曲線30a,30bの最短距離d(r-r)の下限値は特に限定されず、隣接する振動曲線30a,30bが接していてもよい。但し、振動曲線30a,30bが重なると、その部分のみが硬化性樹脂組成物の層の厚さが大きくなるので、振動曲線30a,30bが重ならないようにすることが好ましい。
図16は、図15の部分拡大図に相当する図である。但し、振動曲線30a,30bの形状の経時変化を示すために、隣接する振動曲線30a,30bの間隔を広げた状態で示している。図16に示す振動曲線30a,30bは、破線で示すようにその太さが経時的に広がっていき、隣接する振動曲線30a,30bが接することによって空隙40が形成される。
なお、隣接する振動曲線30a,30bを形成した時点で振動曲線30a,30bが接している場合、振動曲線30a,30bを形成した時点で空隙40が形成される。
ここで、形成される空隙40の径E(mm)、より具体的には、振動曲線30a,30bの振幅Y方向における空隙40の径E(すなわち円相当径)は下記式で表わされる。
E=2Y−2m
空隙40の径Eが下記式を満たすことが、上記(1)〜(3)を満たす状態、より具体的には、上記(1)および(2)を満たす状態で、真空積層を実施するうえで好ましい。
(Y+d(r-r))/10 ≦ E ≦ Y+d(r-r)
なお、上記は振動曲線30a,30bの振幅Yおよび太さmが等しい場合を前提に記載している。振動曲線30a,30bの振幅Ya,Yb、および、太さma,mbが異なる場合、空隙40の径Eは下記式で表わされる。
E=Ya+Yb−(ma+mb)
(Ya+Yb+2d(r-r))/20 ≦ E ≦ (Ya+Yb+2d(r-r) )/2
なお、隣接する振動曲線30a,30bを形成した時点で振動曲線30a,30bが接している場合、振動曲線30a,30bを形成した時点で空隙40が形成される。
ここで、形成される空隙40の径E(mm)、より具体的には、振動曲線30a,30bの振幅Y方向における空隙40の径E(すなわち円相当径)は下記式で表わされる。
E=2Y−2m
空隙40の径Eが下記式を満たすことが、上記(1)〜(3)を満たす状態、より具体的には、上記(1)および(2)を満たす状態で、真空積層を実施するうえで好ましい。
(Y+d(r-r))/10 ≦ E ≦ Y+d(r-r)
なお、上記は振動曲線30a,30bの振幅Yおよび太さmが等しい場合を前提に記載している。振動曲線30a,30bの振幅Ya,Yb、および、太さma,mbが異なる場合、空隙40の径Eは下記式で表わされる。
E=Ya+Yb−(ma+mb)
(Ya+Yb+2d(r-r))/20 ≦ E ≦ (Ya+Yb+2d(r-r) )/2
また、供給開始時の振動曲線の太さmは、1〜40mmであることが、工業的に高速で曲線状に塗布しやすく、シール部で囲まれた領域における硬化性樹脂組成物と空隙との比率が適切になることから好ましく、3〜15mmであることがより好ましい。
所定の振動曲線30a,30bとなるように硬化性樹脂組成物を塗布するためには、図17に示すように、図中x軸、y軸のいずれの方向にも移動可能なノズル(多点ノズル(分岐ノズルも含む))104を用いて硬化性樹脂組成物を塗布する。
硬化性樹脂組成物を点状に分散滴下する場合において述べたように、滴下後の硬化性樹脂組成物は経時的に広がっていき、その円相当径が大きくなる。硬化性樹脂組成物を線状に塗布する場合もこれと同様の現象が起こり、振動曲線30a,30bの太さは、経時的に太くなっていく。
このため、図18,19に示すように、振動曲線30aを形成する際の塗布方向(図18中、矢印で示す)と、該振動曲線30aに隣接する振動曲線30bを形成する際の塗布方向(図19中、矢印で示す)とは、反対方向とすることが、図20に示すように、シール部20で囲まれた領域に存在する空隙40の大きさを均一化することができることから好ましい。
硬化性樹脂組成物を点状に分散滴下する場合において述べたように、滴下後の硬化性樹脂組成物は経時的に広がっていき、その円相当径が大きくなる。硬化性樹脂組成物を線状に塗布する場合もこれと同様の現象が起こり、振動曲線30a,30bの太さは、経時的に太くなっていく。
このため、図18,19に示すように、振動曲線30aを形成する際の塗布方向(図18中、矢印で示す)と、該振動曲線30aに隣接する振動曲線30bを形成する際の塗布方向(図19中、矢印で示す)とは、反対方向とすることが、図20に示すように、シール部20で囲まれた領域に存在する空隙40の大きさを均一化することができることから好ましい。
また、図15〜20では、振動曲線30aと30bとの振幅Yが同一な例を示したが、図21に示すように、振動曲線30a´と振動曲線30b´との振幅Yが異なっていてもよい。
また、図15〜21では、隣接する硬化性樹脂組成物の層のパターンがいずれも振動曲線をなしているが、図22に示すように、隣接する硬化性樹脂組成物の層のパターンのうち、一方のみが振動曲線30a´´であって、他方は直線30cであってもよい。
但し、この場合、シール部20の直近は、直線30cではなく振動曲線30a´´であることが必要となる。
また、振動曲線30a´´の周期Xおよび振幅Yが、供給開始時の振動曲線の太さmとの関係で上記した条件を満たすことが好ましい。
また、振動曲線30a´´とシール部20との最短距離d(s-r)が、供給開始時の振動曲線の太さmとの関係で上記した条件を満たすことが好ましい。
また、隣接する振動曲線30a´´と、直線30cとの間の最短距離d(r-r) が、供給開始時の振動曲線の太さmとの関係で、隣接する振動曲線間の最短距離d(r-r)について記載した条件を満たすことが好ましい。
また、隣接する振動曲線30a´´と、直線30cとが接することによって形成される空隙E(mm)、より具体的には、振動曲線30a´´の振幅Y方向における空隙の径E(すなわち円相当径)が下記式を満たすことが好ましい。
(Y+d(r-r))/20 ≦ E ≦ (Y+d(r-r) )/2
但し、この場合、シール部20の直近は、直線30cではなく振動曲線30a´´であることが必要となる。
また、振動曲線30a´´の周期Xおよび振幅Yが、供給開始時の振動曲線の太さmとの関係で上記した条件を満たすことが好ましい。
また、振動曲線30a´´とシール部20との最短距離d(s-r)が、供給開始時の振動曲線の太さmとの関係で上記した条件を満たすことが好ましい。
また、隣接する振動曲線30a´´と、直線30cとの間の最短距離d(r-r) が、供給開始時の振動曲線の太さmとの関係で、隣接する振動曲線間の最短距離d(r-r)について記載した条件を満たすことが好ましい。
また、隣接する振動曲線30a´´と、直線30cとが接することによって形成される空隙E(mm)、より具体的には、振動曲線30a´´の振幅Y方向における空隙の径E(すなわち円相当径)が下記式を満たすことが好ましい。
(Y+d(r-r))/20 ≦ E ≦ (Y+d(r-r) )/2
また、図15〜22では、基板10の長手方向に硬化性樹脂組成物の層のパターンが形成されているが、図23に示すように、基板10の短手方向に、硬化性樹脂組成物の層のパターン(30e,30f)を形成してもよい。
また、図15〜23では、硬化性樹脂組成物の層のパターンが振動曲線をなしているが、図24に示すように、一定の周期Xで幅広部位31が設けられた直線30f,30gであってもよい。この場合も振動曲線30a,30bをなすように硬化性樹脂組成物を塗布する場合について記載した条件が適用される。但し、幅広部位31の最大幅が、振動曲線について記載した振幅Yの条件を満たすようにする。
本発明の積層体の製造方法において、真空積層は以下の手順で実施することができる。以下、本明細書において、一対の基板のうち、表面上にシール部および硬化性樹脂組成物の層を形成した側の基板を一方の基板と言い、表面上にこれらを形成しなかった側の基板を他方の基板と言う。
一方の基板を減圧装置に入れ、減圧装置内の固定支持盤の上に硬化性樹脂組成物層の面が上になるように、該基板を平置きする。
減圧装置内の上部には、上下方向に移動可能な移動支持機構が設けられ、移動支持機構に他方の基板が取り付けられる。ここで、他方の基板の表面に薄膜系太陽電池デバイスが形成されている場合、薄膜系太陽電池デバイスが形成された側の表面を下に向ける。また、積層体の用途がフラットパネルディスプレイ(FPD)の場合、画像を表示する側の表面を下に向ける。また、他方の基板の表面に反射防止層が設けられている場合、反射防止層が形成されていない側の表面を下に向ける。
他方の基板は、一方の基板の上方かつ硬化性樹脂組成物層と接しない位置に置く。すなわち、一方の基板の上の硬化性樹脂組成物層と他方の基板とを接触させることなく対向させる。
減圧装置内の上部には、上下方向に移動可能な移動支持機構が設けられ、移動支持機構に他方の基板が取り付けられる。ここで、他方の基板の表面に薄膜系太陽電池デバイスが形成されている場合、薄膜系太陽電池デバイスが形成された側の表面を下に向ける。また、積層体の用途がフラットパネルディスプレイ(FPD)の場合、画像を表示する側の表面を下に向ける。また、他方の基板の表面に反射防止層が設けられている場合、反射防止層が形成されていない側の表面を下に向ける。
他方の基板は、一方の基板の上方かつ硬化性樹脂組成物層と接しない位置に置く。すなわち、一方の基板の上の硬化性樹脂組成物層と他方の基板とを接触させることなく対向させる。
なお、上下方向に移動可能な移動支持機構を減圧装置内の下部に設け、移動支持機構の上に一方の基板を置いてもよい。この場合、他方の基板は、減圧装置内の上部に設けられた固定支持盤に取り付けて、一方の基板と他方の基板とを対向させる。
また、一方の基板および他方の基板の両方を、減圧装置内の上下に設けた移動支持機構で支持してもよい。
また、一方の基板および他方の基板の両方を、減圧装置内の上下に設けた移動支持機構で支持してもよい。
一方の基板および他方の基板を所定の位置に配置した後、減圧装置の内部を減圧して所定の減圧雰囲気とする。可能であれば、減圧操作中または所定の減圧雰囲気とした後に、減圧装置内で一方の基板および他方の基板を所定の位置に位置させてもよい。
減圧装置の内部が所定の減圧雰囲気となった後、移動支持機構で支持された他方の基板を下方に移動し、一方の基板の上の硬化性樹脂組成物層の上に他方の基板を重ね合わせる。
減圧装置の内部が所定の減圧雰囲気となった後、移動支持機構で支持された他方の基板を下方に移動し、一方の基板の上の硬化性樹脂組成物層の上に他方の基板を重ね合わせる。
重ね合わせにより、一方の基板の表面、他方の基板の下面、およびシール部で囲まれた空間内に、硬化性樹脂組成物が密封される。
重ね合わせの際、他方の基板の自重、移動支持機構からの押圧等によって、硬化性樹脂組成物が押し広げられ、上述した空間内に硬化性樹脂組成物が充満し、その後、減圧雰囲気を解除することにより、空隙のない硬化性樹脂組成物の層が形成される。
重ね合わせの際、他方の基板の自重、移動支持機構からの押圧等によって、硬化性樹脂組成物が押し広げられ、上述した空間内に硬化性樹脂組成物が充満し、その後、減圧雰囲気を解除することにより、空隙のない硬化性樹脂組成物の層が形成される。
重ね合わせの際の減圧雰囲気は、1000Pa以下であり、0.1Pa以上が好ましい。減圧雰囲気があまりに低圧であると、硬化性樹脂組成物に含まれる各成分(硬化性化合物、光重合開始剤、重合禁止剤、光安定剤等)に悪影響を与えるおそれがある。たとえば、減圧雰囲気があまりに低圧であると、各成分が気化するおそれがあり、また、減圧雰囲気を提供するために時間がかかることがある。減圧雰囲気の圧力は、1〜100Paがより好ましい。3〜30Paがさらに好ましい。
一方の基板と他方の基板とを重ね合わせた時点から減圧雰囲気を解除するまでの時間は、特に限定されず、硬化性樹脂組成物の密封後、直ちに減圧雰囲気を解除してもよく、硬化性樹脂組成物の密封後、減圧状態を所定時間維持してもよい。減圧状態を所定時間維持することによって、硬化性樹脂組成物が密閉空間内を流れて一方の基板と他方の基板との間の間隔が均一となり、減圧雰囲気の解除により、真空積層を実施した減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に置かれても密封状態を維持しやすくなる。減圧状態を維持する時間は、数時間以上の長時間であってもよいが、生産効率の点から、1時間以内が好ましく、10分以内がより好ましい。
次いで、減圧雰囲気の解除により、硬化性樹脂組成物を挟持した一対の基板を減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に置くと、雰囲気圧力の上昇によって一方の基板と他方の基板とが密着する方向に押圧されるため、密閉空間内を硬化性樹脂組成物が流動していき、密閉空間全体が硬化性樹脂組成物によって均一に充填されて、空隙のない硬化性樹脂組成物の層が形成される。
ここで、第2の圧力雰囲気の圧力は、真空積層を実施した減圧雰囲気よりも50kPa以上高いことが好ましい。第2の圧力雰囲気の圧力は、通常80k〜120kPaであることが好ましい。第2の圧力雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、それよりも高い圧力であってもよい。硬化性樹脂組成物の硬化等の操作を、特別な設備を要することなく行うことができる点から、大気圧雰囲気が最も好ましい。
上記した第2の圧力雰囲気下での一方の基板と他方の基板との押圧による密着積層工程は、上記真空積層が行なわれた減圧装置において、減圧装置の減圧室の減圧を解除し、当該減圧室を80k〜120kPaの圧力に調整し、たとえば大気圧とし、この圧力雰囲気下において前記樹脂層形成用硬化性樹脂組成物を硬化させる処理を施しても良いし、あるいはまた真空積層が行なわれた減圧装置から別の硬化処理装置に移して、この硬化処理装置内を80k〜120kPaの圧力に調整して、この圧力雰囲気下において前記樹脂層形成用硬化性樹脂組成物を硬化させる処理を施しても良い。
上記した第2の圧力雰囲気下での一方の基板と他方の基板との押圧による密着積層工程は、上記真空積層が行なわれた減圧装置において、減圧装置の減圧室の減圧を解除し、当該減圧室を80k〜120kPaの圧力に調整し、たとえば大気圧とし、この圧力雰囲気下において前記樹脂層形成用硬化性樹脂組成物を硬化させる処理を施しても良いし、あるいはまた真空積層が行なわれた減圧装置から別の硬化処理装置に移して、この硬化処理装置内を80k〜120kPaの圧力に調整して、この圧力雰囲気下において前記樹脂層形成用硬化性樹脂組成物を硬化させる処理を施しても良い。
硬化性樹脂組成物を挟持した一対の基板を減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に保持する時間は特に限定されない。硬化性樹脂組成物を挟持した一対の基板を減圧装置から取り出して硬化処理装置に移動し、硬化を開始するまでのプロセスを大気圧雰囲気下で行う場合には、そのプロセスに要する時間が第2の圧力雰囲気下に保持する時間となる。よって、大気圧雰囲気下に置いた時点ですでに密閉空間内の硬化性樹脂組成物層中に空隙が存在しない場合、またはそのプロセスの間に硬化性樹脂組成物層中の空隙が消失した場合は、直ちに硬化性樹脂組成物を硬化させることができる。空隙が消失するまでに時間を要する場合は、空隙が消失するまで硬化性樹脂組成物を挟持した一対の基板を第2の圧力雰囲気下で保持する。また、第2の圧力雰囲気下で保持する時間が長くなっても通常支障は生じないことから、プロセス上の他の必要性から第2の圧力雰囲気下で保持する時間を長くしてもよい。
第2の圧力雰囲気下で保持する時間は、1日以上の長時間であってもよいが、生産効率の点から、6時間以内が好ましく、1時間以内がより好ましく、さらに生産効率が高まる点から、10分以内が特に好ましい。
第2の圧力雰囲気下で保持する時間は、1日以上の長時間であってもよいが、生産効率の点から、6時間以内が好ましく、1時間以内がより好ましく、さらに生産効率が高まる点から、10分以内が特に好ましい。
次いで、密閉空間内の硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体が製造される。
硬化性樹脂組成物を硬化させる手段は、熱硬化性樹脂組成物の種類に応じて熱硬化または光硬化のいずれかを用いる。但し、上述したように、使用する硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂組成物が好ましい。
光硬化性樹脂組成物の場合、たとえば、光源(紫外線ランプ、高圧水銀灯等)から紫外線または短波長の可視光を照射して、密閉空間内の硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体が製造される。
硬化性樹脂組成物を硬化させる手段は、熱硬化性樹脂組成物の種類に応じて熱硬化または光硬化のいずれかを用いる。但し、上述したように、使用する硬化性樹脂組成物は光硬化性樹脂組成物が好ましい。
光硬化性樹脂組成物の場合、たとえば、光源(紫外線ランプ、高圧水銀灯等)から紫外線または短波長の可視光を照射して、密閉空間内の硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、一対の基板と、該一対の基板間に存在する硬化性樹脂組成物の硬化物の層とを有する積層体が製造される。
光は、一対の基板のうち、透明基板の側から照射する。両方が透明基板の場合、両側から照射してもよい。
製造される積層体がフラットパネルディスプレイ(FPD)の場合、該フラットパネルディスプレイが透過型の表示デバイスを用いている場合、該デバイスを動作させることで光透過性を得ることはできるが、動作させない状態では光透過性を有さないものが多いため、保護板となる透明基板から硬化性樹脂組成物を硬化させる光を照射する。一方、該フラットパネルディスプレイが非動作時に透明状態を呈する透過−散乱型の表示デバイスを用いている場合は、表示デバイス側からの光を利用することもできる。
製造される積層体がフラットパネルディスプレイ(FPD)の場合、該フラットパネルディスプレイが透過型の表示デバイスを用いている場合、該デバイスを動作させることで光透過性を得ることはできるが、動作させない状態では光透過性を有さないものが多いため、保護板となる透明基板から硬化性樹脂組成物を硬化させる光を照射する。一方、該フラットパネルディスプレイが非動作時に透明状態を呈する透過−散乱型の表示デバイスを用いている場合は、表示デバイス側からの光を利用することもできる。
光としては、紫外線または450nm以下の可視光が好ましい。特に、透明基板上に反射防止層が設けられ、反射防止層または反射防止層の形成に用いた樹脂フィルムが紫外線を透過しない場合には、可視光による硬化が必要となる。
本発明の製造方法により得られる積層体は、薄層太陽電池デバイスや画像表示装置などに好適に用いられる。薄層太陽電池デバイスの具体例としては、薄膜シリコン太陽電池デバイス、カルコパイライト系やCdTe系等の化合物半導体太陽電池デバイスなどが挙げられる。一方、画像表示装置の具体例としては、液晶表示装置(LCD)、有機ELや無機ELといったEL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、プラズマ表示装置、電子インク型画像表示装置といったフラットパネルディスプレイ(FPD)が挙げられる。
薄層太陽電池デバイスの場合、積層体を構成する一対の基板のうち、一方の基板にのみ薄層太陽電池デバイスを形成してもよく、両方の基板に薄層太陽電池デバイスを形成してもよい。
薄層太陽電池デバイスの場合、積層体を構成する一対の基板のうち、一方の基板にのみ薄層太陽電池デバイスを形成してもよく、両方の基板に薄層太陽電池デバイスを形成してもよい。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。なお、例1、例7、例8、例10、例15が実施例であり、その他の例は比較例である。
(例1)
(シール部形成用光硬化性樹脂組成物)
分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)と、ヘキサメチレンジイソシアネートとを、6対7となるモル比で混合し、ついでイソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業社製、IBXA)で希釈した後、錫化合物の触媒存在下で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて反応させることによって、30質量%のイソボルニルアクリレートで希釈されたウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UC−1と記す。)溶液を得た。UC−1の硬化性基数は2であり、数平均分子量は約55000であった。UC−1溶液の60℃における粘度は約580Pa・sであった。
UC−1溶液の90質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の10質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部、および紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、TINUVIN 109)の0.3質量部を均一に混合し、シール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを得た。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。シール部形成用光硬化性樹脂組成物X(すなわち第2の硬化性樹脂組成物)の25℃における粘度を測定したところ、約1400Pa・sであった。
長さ1100mm、幅900mm、厚み2mmのソーダライムガラス製の基板(以下、基板Aと呼ぶ。本発明における一方の基板に相当する。)の外周部から5mm内側の位置に沿って、上記のシール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを塗布して、厚さ1mmのシール部を形成した。
(シール部形成用光硬化性樹脂組成物)
分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)と、ヘキサメチレンジイソシアネートとを、6対7となるモル比で混合し、ついでイソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業社製、IBXA)で希釈した後、錫化合物の触媒存在下で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて反応させることによって、30質量%のイソボルニルアクリレートで希釈されたウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UC−1と記す。)溶液を得た。UC−1の硬化性基数は2であり、数平均分子量は約55000であった。UC−1溶液の60℃における粘度は約580Pa・sであった。
UC−1溶液の90質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の10質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部、および紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、TINUVIN 109)の0.3質量部を均一に混合し、シール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを得た。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。シール部形成用光硬化性樹脂組成物X(すなわち第2の硬化性樹脂組成物)の25℃における粘度を測定したところ、約1400Pa・sであった。
長さ1100mm、幅900mm、厚み2mmのソーダライムガラス製の基板(以下、基板Aと呼ぶ。本発明における一方の基板に相当する。)の外周部から5mm内側の位置に沿って、上記のシール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを塗布して、厚さ1mmのシール部を形成した。
(樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物)
2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:2000)1モルと、分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)1モル、およびエチレングリコール1モルを均一に混合して、ポリオール混合物を得た。該ポリオール混合物と、イソホロンジイソシアネートとを、5対6となるモル比で混合し、錫化合物の触媒存在下で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて反応させることによって、ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UA−2と記す。)を得た。UA−2の硬化性基数は2であり、数平均分子量は約19000であり、25℃における粘度は約1300Pa・sであった。
2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:2000)1モルと、分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)1モル、およびエチレングリコール1モルを均一に混合して、ポリオール混合物を得た。該ポリオール混合物と、イソホロンジイソシアネートとを、5対6となるモル比で混合し、錫化合物の触媒存在下で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて反応させることによって、ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UA−2と記す。)を得た。UA−2の硬化性基数は2であり、数平均分子量は約19000であり、25℃における粘度は約1300Pa・sであった。
UA−2の60質量部、および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の40質量部を均一に混合し、該混合物の100質量部に、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.2質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、TINUVIN 109)の0.3質量部を均一に溶解させて、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yを得た。
上記の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yを容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yの25℃における粘度を測定したところ、14Pa・sであった。
上記の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yを容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yの25℃における粘度を測定したところ、14Pa・sであった。
次に、下記の通りの多点ノズル方式のディスペンサを用いて、シール部で囲まれた領域に上記の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yを以下の条件で分散滴下した。
(分散滴下の条件)
・滴下のピッチ:15mm。
・硬化性樹脂組成物の層の厚さ:0.8mm(滴下量:0.18cc/点)。
・滴下ヘッド:8×8=64点の多点ノズル(分岐ノズル)を長辺方向に3台並べたものを使用。
・滴下時間:滴下タクト3.3sec×24点=79.2sec。
(分散滴下の条件)
・滴下のピッチ:15mm。
・硬化性樹脂組成物の層の厚さ:0.8mm(滴下量:0.18cc/点)。
・滴下ヘッド:8×8=64点の多点ノズル(分岐ノズル)を長辺方向に3台並べたものを使用。
・滴下時間:滴下タクト3.3sec×24点=79.2sec。
硬化性樹脂組成物を点状に分散滴下した後の基板Aを減圧装置の真空チャンバ内の昇降装置の下側の下定盤の上面に載置した。基板Aで用いたものと同形状かつ同厚のソーダライムガラス板(基板Bと呼ぶ。本発明における他方の基板に相当する。)を昇降装置の上側の上定盤の下面に静電吸着した。
次いで、真空チャンバを密封状態としてチャンバ内が15Paとなるまで排気した。この後、真空チャンバ内の昇降装置にて上下の定盤を接近させ、基板Aと基板Bとを積層させた。ここで、硬化性樹脂組成物の滴下完了から積層までの時間は120secであった。その後、真空チャンバ内を大気圧に戻した。
次に、昇降装置によって上下の定盤を離間させ、上側の上定盤の吸着パッドに吸着している、基板Aと基板Bとからなる積層体(積層体Cと呼ぶ)を、上側の上定盤から剥離させた。
この後、積層体Cを水平に保って約10分間静置した後、硬化性樹脂組成物の層中の空隙の有無を基板B表面側から目視により確認した。その結果を、下記表に示した。
なお、表中の記号はそれぞれ以下を意味する。
○:シール部で囲まれた領域中に直径100μm以上の空隙が存在しない。
△:シール部で囲まれた領域に存在する直径100μm以上の空隙の個数が1〜30個/m2。
×:シール部で囲まれた領域に存在する直径100μm以上の空隙の個数が31個/m2以上。
次に、積層体Cの面方向から均一に高圧水銀ランプから紫外線を照射して、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、合わせガラス状の積層体(積層体Dと呼ぶ)を得た。
次いで、真空チャンバを密封状態としてチャンバ内が15Paとなるまで排気した。この後、真空チャンバ内の昇降装置にて上下の定盤を接近させ、基板Aと基板Bとを積層させた。ここで、硬化性樹脂組成物の滴下完了から積層までの時間は120secであった。その後、真空チャンバ内を大気圧に戻した。
次に、昇降装置によって上下の定盤を離間させ、上側の上定盤の吸着パッドに吸着している、基板Aと基板Bとからなる積層体(積層体Cと呼ぶ)を、上側の上定盤から剥離させた。
この後、積層体Cを水平に保って約10分間静置した後、硬化性樹脂組成物の層中の空隙の有無を基板B表面側から目視により確認した。その結果を、下記表に示した。
なお、表中の記号はそれぞれ以下を意味する。
○:シール部で囲まれた領域中に直径100μm以上の空隙が存在しない。
△:シール部で囲まれた領域に存在する直径100μm以上の空隙の個数が1〜30個/m2。
×:シール部で囲まれた領域に存在する直径100μm以上の空隙の個数が31個/m2以上。
次に、積層体Cの面方向から均一に高圧水銀ランプから紫外線を照射して、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、合わせガラス状の積層体(積層体Dと呼ぶ)を得た。
(例2)
25℃における粘度が4Pa・sの樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を用いた以外は例1と同様の手順を実施した。
25℃における粘度が4Pa・sの樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を用いた以外は例1と同様の手順を実施した。
(例3)
25℃における粘度が1Pa・sの樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を用いた以外は例1と同様の手順を実施した。
25℃における粘度が1Pa・sの樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を用いた以外は例1と同様の手順を実施した。
(例4)
滴下ピッチを30mmとした以外は例3と同様の手順を実施した。
滴下ピッチを30mmとした以外は例3と同様の手順を実施した。
(例5)
基板サイズを長さ1300mm、幅1100mm、厚み2mmとし、滴下点数を40点とし、滴下時間を132sec(滴下タクト3.3sec×40点)とした以外は例1と同様の手順を実施した。
基板サイズを長さ1300mm、幅1100mm、厚み2mmとし、滴下点数を40点とし、滴下時間を132sec(滴下タクト3.3sec×40点)とした以外は例1と同様の手順を実施した。
(例6)
滴下完了から積層までの時間を70secとした以外は例5と同様の手順を実施した。
滴下完了から積層までの時間を70secとした以外は例5と同様の手順を実施した。
(例7)
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の滴下時に滴下ヘッド(ノズル)を以下に示す条件で揺動させて滴下された同硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることによって、シール部で囲まれた領域に存在する同硬化性樹脂組成物の円相当径が均一になるようにした以外は例6と同様の手順を実施した。
(滴下時揺動条件)
・1〜24点目 :揺動なし
・25〜27点目:揺動振幅0.5mm
・28〜32点目:揺動振幅1.0mm
・33〜40点目:揺動振幅1.5mm
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の滴下時に滴下ヘッド(ノズル)を以下に示す条件で揺動させて滴下された同硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることによって、シール部で囲まれた領域に存在する同硬化性樹脂組成物の円相当径が均一になるようにした以外は例6と同様の手順を実施した。
(滴下時揺動条件)
・1〜24点目 :揺動なし
・25〜27点目:揺動振幅0.5mm
・28〜32点目:揺動振幅1.0mm
・33〜40点目:揺動振幅1.5mm
例1では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中にDnon-poreが100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
一方、例1よりも粘度の低い硬化性樹脂組成物を使用した例2では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、分散滴下後の硬化性樹脂組成物がより早く広がっていくため、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例2よりも粘度の低い硬化性樹脂組成物を使用した例3では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。この結果から、分散滴下後の硬化性樹脂組成物がさらに早く広がっていくため、図7(e)に示す状態になっている部分がさらに増加したものと考えられる。
例3と同一の硬化性樹脂組成物を使用し滴下ピッチを広げた例4では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、分散滴下された硬化性樹脂組成物同士の間隔が広がったことにより、例3に比べると、図7(e)に示す状態になっている部分が減少したものと考えられる。
例1よりも基板サイズが大きい例5では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。この結果から、滴下点数が増加した結果、滴下時間、すなわち、滴下開始から滴下完了までに要する時間が増加したため、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例5に対して、滴下完了から積層までの時間を短くした例6では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、図7(e)に示す状態となっている部分は生じなかったが、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例6に対して、硬化性樹脂組成物の滴下時に滴下ヘッドを揺動させた例7では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中に直径100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、滴下ヘッドの揺動によって分散滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径が広がり、滴下完了時点での硬化性樹脂組成物の円相当径を均一になったものと考えられる。その結果、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
一方、例1よりも粘度の低い硬化性樹脂組成物を使用した例2では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、分散滴下後の硬化性樹脂組成物がより早く広がっていくため、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例2よりも粘度の低い硬化性樹脂組成物を使用した例3では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。この結果から、分散滴下後の硬化性樹脂組成物がさらに早く広がっていくため、図7(e)に示す状態になっている部分がさらに増加したものと考えられる。
例3と同一の硬化性樹脂組成物を使用し滴下ピッチを広げた例4では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、分散滴下された硬化性樹脂組成物同士の間隔が広がったことにより、例3に比べると、図7(e)に示す状態になっている部分が減少したものと考えられる。
例1よりも基板サイズが大きい例5では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。この結果から、滴下点数が増加した結果、滴下時間、すなわち、滴下開始から滴下完了までに要する時間が増加したため、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例5に対して、滴下完了から積層までの時間を短くした例6では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、図7(e)に示す状態となっている部分は生じなかったが、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例6に対して、硬化性樹脂組成物の滴下時に滴下ヘッドを揺動させた例7では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中に直径100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、滴下ヘッドの揺動によって分散滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径が広がり、滴下完了時点での硬化性樹脂組成物の円相当径を均一になったものと考えられる。その結果、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
(例8)
例1と同様の手順で基板Aに厚さ1mmのシール部を形成した。但し、基板Aとして、 長さ1110mm、幅970mm、厚み2mmのソーダライムガラス製の基板を使用し、該基板の外周部から4mm内側の位置に沿ってシール部を形成した。なお、シール部の形成には、例1と同じシール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを用いた。
次に、図15に示す振動曲線30a,30bをなすように、シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を塗布した。硬化性樹脂組成物としては、例1の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yと同様のものを使用した。但し、25℃における粘度が2Pa・sの硬化性樹脂組成物を用いた。塗布条件は以下の通り。
(塗布条件)
・振動曲線:正弦曲線
・周期X:20mm
・振幅Y:10mm
・塗布直後の振動曲線の太さm:6mm
振動曲線の厚さは、真空積層した時点における硬化性樹脂組成物層の厚さが例1の厚さと同一になるように設定した。この点は例9〜例15も同様である。
・振動曲線とシール部との最短距離d(s-r):0mm
・隣接する振動曲線同士の最短距離d(r-r):0mm
・塗布装置:定量ポンプ16分岐ヘッダ付塗布装置、3台使用
(20×16×3=960mm幅で塗布)
下記式から求まる振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは8mmであった。
E=2Y−2m
硬化性樹脂組成物の塗布後については、例1と同様の手順を実施した。但し、滴下完了から積層までの時間は50secとした。
例1と同様の手順で基板Aに厚さ1mmのシール部を形成した。但し、基板Aとして、 長さ1110mm、幅970mm、厚み2mmのソーダライムガラス製の基板を使用し、該基板の外周部から4mm内側の位置に沿ってシール部を形成した。なお、シール部の形成には、例1と同じシール部形成用光硬化性樹脂組成物Xを用いた。
次に、図15に示す振動曲線30a,30bをなすように、シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を塗布した。硬化性樹脂組成物としては、例1の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Yと同様のものを使用した。但し、25℃における粘度が2Pa・sの硬化性樹脂組成物を用いた。塗布条件は以下の通り。
(塗布条件)
・振動曲線:正弦曲線
・周期X:20mm
・振幅Y:10mm
・塗布直後の振動曲線の太さm:6mm
振動曲線の厚さは、真空積層した時点における硬化性樹脂組成物層の厚さが例1の厚さと同一になるように設定した。この点は例9〜例15も同様である。
・振動曲線とシール部との最短距離d(s-r):0mm
・隣接する振動曲線同士の最短距離d(r-r):0mm
・塗布装置:定量ポンプ16分岐ヘッダ付塗布装置、3台使用
(20×16×3=960mm幅で塗布)
下記式から求まる振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは8mmであった。
E=2Y−2m
硬化性樹脂組成物の塗布後については、例1と同様の手順を実施した。但し、滴下完了から積層までの時間は50secとした。
(例9)
滴下完了から積層までの時間を25secとした以外は例8と同様の手順を実施した。
滴下完了から積層までの時間を25secとした以外は例8と同様の手順を実施した。
(例10)
振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)を1.5mmとし、隣接する振動曲線同士の最短距離d(r-r)を3mmとした以外は例8と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは2mmであった。
振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)を1.5mmとし、隣接する振動曲線同士の最短距離d(r-r)を3mmとした以外は例8と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは2mmであった。
(例11)
塗布直後の振動曲線の太さmを3mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。ここで、
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは8mmであった。
塗布直後の振動曲線の太さmを3mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。ここで、
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは8mmであった。
(例12)
塗布直後の振動曲線の太さmを9mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは−4mmであった。ここで、空隙の径Eが負の値となることは、空隙が形成された時点で隣接する振動曲線同士に重なりが生じることを示している。
塗布直後の振動曲線の太さmを9mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは−4mmであった。ここで、空隙の径Eが負の値となることは、空隙が形成された時点で隣接する振動曲線同士に重なりが生じることを示している。
(例13)
振動曲線の周期Xを15mmとし、振幅Yを7.5mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは−3mmであった。
振動曲線の周期Xを15mmとし、振幅Yを7.5mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは−3mmであった。
(例14)
振動曲線の周期Xを25mmとし、振幅Yを12.5mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは7mmであった。
振動曲線の周期Xを25mmとし、振幅Yを12.5mmとした以外は例10と同様の手順を実施した。
振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは7mmであった。
(例15)
滴下完了から積層までの時間を50secとした以外は例14と同様の手順を実施した。
滴下完了から積層までの時間を50secとした以外は例14と同様の手順を実施した。
例8では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中に直径100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
一方、例8よりも滴下完了から積層までの時間を短くした例9では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例10では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中に直径100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
例10に対し、塗布直後の振動曲線の太さmを細くした例11では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、真空積層を実施する際に、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例10に対し、塗布直後の振動曲線の太さmを太くした例12では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。例12では振動曲線の振幅(Y)方向における空隙の径Eが−4mmであることから、空隙が形成された時点で隣接する振動曲線同士に重なりが生じていたと考えられる。この結果、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例10に対し、振動曲線の周期Xおよび振幅Yを小さくした例13では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。例13では振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは−3mmであることから、空隙が形成された時点で隣接する振動曲線同士に重なりが生じていたと考えられる。この結果、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例10に対し、振動曲線の周期Xおよび振幅Yを大きくした例14では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、真空積層を実施する際に、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例14に対し、滴下完了から積層までの時間を長くした例15では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中に直径100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、Dporeがより小さくなることによって、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
一方、例8よりも滴下完了から積層までの時間を短くした例9では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例10では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中に直径100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
例10に対し、塗布直後の振動曲線の太さmを細くした例11では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、真空積層を実施する際に、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例10に対し、塗布直後の振動曲線の太さmを太くした例12では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。例12では振動曲線の振幅(Y)方向における空隙の径Eが−4mmであることから、空隙が形成された時点で隣接する振動曲線同士に重なりが生じていたと考えられる。この結果、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例10に対し、振動曲線の周期Xおよび振幅Yを小さくした例13では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が31個/m2以上であった。例13では振動曲線の振幅Y方向における空隙の径Eは−3mmであることから、空隙が形成された時点で隣接する振動曲線同士に重なりが生じていたと考えられる。この結果、真空積層を実施する際に、部分的に図7(e)に示す、空隙が消滅した状態になっていたものと考えられる。
例10に対し、振動曲線の周期Xおよび振幅Yを大きくした例14では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中の空隙の個数が1〜30個/m2であった。この結果から、真空積層を実施する際に、図7(b)に示すような、Dporeが10mmよりも大きい部分が生じたものと考えられる。
例14に対し、滴下完了から積層までの時間を長くした例15では、10分間静置後の積層体の硬化性樹脂組成物層中に直径100μm以上の空隙は存在しなかった。この結果から、Dporeがより小さくなることによって、真空積層を実施する際、基板Aのシール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が上記(1)〜(3)を満たす状態でなっていたものと考えられる。
本発明の積層体の製造方法によれば、積層体を製造する過程で実施される、一対の基板とシール部とで密閉された空間全体を硬化性樹脂組成物で均一に充填するのに要する時間を短縮することができる、積層体の生産性を向上させることができる。
なお、2009年11月5日に出願された日本特許出願2009−253984号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
なお、2009年11月5日に出願された日本特許出願2009−253984号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
10:基板
20:シール部
30:硬化性樹脂組成物
30a,30a´,30a´´,30b,30b´,30d,30e:振動曲線
30c,30f,30g:直線
31:幅広部位
40,41:空隙
100,101,102,103,104:ノズル
20:シール部
30:硬化性樹脂組成物
30a,30a´,30a´´,30b,30b´,30d,30e:振動曲線
30c,30f,30g:直線
31:幅広部位
40,41:空隙
100,101,102,103,104:ノズル
Claims (12)
- 2枚の基板を準備し、
一方の基板上の周辺部に硬化性樹脂組成物を封じ込めるためのシール部を形成し、
一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域に硬化性樹脂組成物を供給し、
前記供給された硬化性樹脂組成物の上に、減圧雰囲気下にて、他方の基板を重ね合わせて一対の基板間に硬化性樹脂組成物を挟持して密封し、
硬化性樹脂組成物を挟持した一対の基板を前記減圧雰囲気より高い第2の圧力雰囲気下に置き、該第2の圧力雰囲気下にて硬化性樹脂組成物を硬化させて積層体を製造する方法であって、
前記他方の基板を一方の基板に重ね合わせる当たり、前記シール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の層が下記(1)〜(3)を満たすように、基板上に供給された前記硬化性樹脂組成物の塗布状態、および前記硬化性樹脂組成物の上に他方の基板を重ね合わせる時期を制御することを特徴とする積層体の製造方法。
(1)前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙の投影形状における円相当径Dporeを10mm以下とする。
(2)前記硬化性樹脂組成物の層中の空隙が存在しない部分の投影形状における円相当径Dnon-poreを40mm以下とする。
(3)前記シール部に対して、前記硬化性樹脂組成物の層と、前記硬化性樹脂組成物の層中に存在する空隙とを交互に接触する状態とする。 - 前記2枚の基板のうち、すくなくとも一方が透明基板である請求項1に記載の積層体の製造方法。
- 前記硬化性樹脂組成物の粘度が0.2〜50Pa・sである請求項1または2に記載の積層体の製造方法。
- 前記一対の基板と前記シール部とで密封された空間内に存在する硬化性樹脂組成物の層の厚さが30〜3000μmである請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記シール部が、粘度が200〜3000Pa・sの第2の硬化性樹脂組成物を用いて形成される請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記減圧雰囲気が、0.1〜1000Paの圧力雰囲気である請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記第2の雰囲気の圧力が、前記減圧雰囲気の圧力よりも50kPa以上高い請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域への硬化性樹脂組成物の供給が、前記シール部で囲まれた領域への硬化性樹脂組成物の分散滴下である請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 一方の基板上へ前記硬化性樹脂組成物を分散滴下する際に、前記一方の基板と、分散滴下に用いるノズルとを相対的に揺動させて滴下された硬化性樹脂組成物の円相当径を強制的に広げることにより、前記シール部で囲まれた領域に存在する硬化性樹脂組成物の円相当径を均一にする請求項8に記載の積層体の製造方法。
- 一方の基板上の前記シールで囲まれた領域に前記硬化性樹脂組成物供給した時点で、前記硬化性樹脂組成物が下記(4)〜(9)を満たす振動曲線をなすように、前記硬化性樹脂組成物を一方の基板上へ供給する請求項1〜7のいずれかに記載の積層体の製造方法。
(4)振動曲線の進行方向に対して垂直方向に一定の周期(X)および振幅(Y)で繰り返し変位する。
(5)隣接する振動曲線の変位が互いに逆位相である。
(6)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、前記周期(X)(mm)、および、前記振幅(Y)(mm)が下記式を満たす。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
(7)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)(mm)が、下記式を満たす。
d(s-r) ≦ 2.5×m
(8)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、隣接する振動曲線間の最短距離d(r-r) (mm)が下記式を満たす。
d(r-r) ≦ 5×m
(9)E=2Y−2mとするとき、該E(mm)が下記式を満たす。
(Y+d(r-r))/10 ≦ E ≦ Y+d(r-r) - 一方の基板上の前記シールで囲まれた領域に供給した時点で、前記硬化性樹脂組成物が下記(10)〜(14)を満たす振動曲線と、該振動曲線と同一方向に進行する直線と、が隣接するように、前記硬化性樹脂組成物を一方の基板上へ供給する請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
(10)振動曲線の進行方向に対して垂直方向に一定の周期(X)および振幅(Y)で繰り返し変位する。
(11)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、前記周期(X)(mm)、および、前記振幅(Y)(mm)が下記式を満たす。
2.1×m ≦ X ≦ 10×m
(2.1×m)/2 ≦ Y ≦ (10×m)/2
(12)シール部の直近には振動曲線が位置し、供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、該振動曲線とシール部との最短距離d(s-r)(mm)が、下記式を満たす。
d(s-r) ≦ 2.5×m
(13)供給開始時の振動曲線の太さをm(mm)とするとき、隣接する振動曲線と、直線と、の間の最短距離d(r-r) (mm)が下記式を満たす。
d(r-r) ≦ 2.5×m
(14)E=2Y−2mとするとき、該E(mm)が下記式を満たす。
(Y+d(r-r))/20 ≦ E ≦ (Y+d(r-r) )/2 - 一方の基板上の前記シール部で囲まれた領域への硬化性樹脂組成物の滴下完了から積層までの時間が30〜1800秒である請求項1〜11のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
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