JP7749911B2 - 複層構造体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複層構造体及びその製造方法に関する。

２以上の層を積層させた複層構造体が知られている。一例として、板厚の薄いガラス層（ガラスフィルム）上に銀反射層を積層させた複層構造体が挙げられる。この複層構造体の厚みは、例えば、１．０～２００μｍの範囲内である。この複層構造体は、例えば、ダウンドロー法によって成形されたガラスロールより得られる。

特開２０１３－２３１７４４号公報

上記のような板厚の薄いガラス層は非常に脆いため、クラックが生じやすく、またハンドリング性に劣るため、例えば、ガラス層の片側に樹脂層を貼り付けて補強し、ハンドリング性を向上させた複層構造体が提案されている。

しかしながら、樹脂層上に薄いガラス層を積層した複層構造体において、ガラス層にクラックが生じやすいという課題は十分に解決されていない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ガラス層にクラックが生じにくい複層構造体を提供することを目的とする。

本複層構造体は、樹脂層と、前記樹脂層上に接着剤層を介して積層されたガラス層と、前記ガラス層の外周部の前記接着剤層側に形成された残留応力を有する溶融層と、を有し、前記ガラス層の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であり、前記溶融層の厚みは、３μｍ未満である。

開示の技術によれば、ガラス層にクラックが生じにくい複層構造体を提供できる。

第１実施形態に係る複層構造体を例示する断面図である。 第１実施形態に係る複層構造体を例示する底面図である。 第１実施形態に係る複層構造体の外周部付近の部分拡大断面図である。 第１実施形態に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その１）である。 第１実施形態に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その２）である。 第１実施形態に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その３）である。 第１実施形態に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その４）である。 第１実施形態に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その５）である。 第１実施形態に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その６）である。 第１実施形態の変形例１に係る複層構造体を例示する断面図である。 第１実施形態に係る複層構造体を例示する平面図である。 第１実施形態の変形例１に係る複層構造体の外周部付近の部分拡大断面図である。 第１実施形態の変形例１に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その１）である。 第１実施形態の変形例１に係る複層構造体の製造工程を例示する図（その２）である。 第１実施形態の変形例２に係る複層構造体を例示する断面図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１実施形態〉
［複層構造体］
図１は、第１実施形態に係る複層構造体を例示する断面図である。図２は、第１実施形態に係る複層構造体を例示する底面図であり、複層構造体を樹脂層の下面側から視た図である。

図１及び図２に示すように、複層構造体１は、樹脂層１０と、接着剤層２０と、ガラス層３０とを有している。樹脂層１０は、上面１０ａと、下面１０ｂと、側面１０ｃとを有している。ガラス層３０は、上面３０ａと、下面３０ｂと、側面３０ｃとを有している。複層構造体１において、ガラス層３０は、樹脂層１０の上面１０ａに接着剤層２０を介して積層されている。すなわち、接着剤層２０は、樹脂層１０の上面１０ａとガラス層３０の下面３０ｂとを接着している。

複層構造体１の平面形状（ガラス層３０の上面３０ａの法線方向から視た形状は、例えば、矩形状である。しかし、これには限定されず、複層構造体１の平面形状は、円形状、楕円形状、これらの複合、その他の適宜な形状とすることが可能である。複層構造体１は、可撓性を有するため、曲面にも容易に貼り付けることができる。

本実施形態では、一例として、複層構造体１の平面形状を矩形状とする。具体的には、本実施形態では、一例として、樹脂層１０の平面形状は矩形状であり、ガラス層３０の平面形状は樹脂層１０よりも大きな矩形状である。また、樹脂層１０の側面１０ｃは、樹脂層１０の上面１０ａとのなす角度が９０度未満となる傾斜面である。すなわち、樹脂層１０の断面形状は台形状である。また、ガラス層３０の断面形状は矩形状である。底面視において、樹脂層１０の側面１０ｃの周囲にガラス層３０の下面３０ｂの外周部が露出している。

ただし、複層構造体１の作製方法によっては、底面視において、樹脂層１０とガラス層３０とが同じ大きさになる場合がある。また、底面視において、樹脂層１０の一辺のみにおいてガラス層３０の下面３０ｂの外周部が露出したり、樹脂層１０の二辺又は三辺においてガラス層３０の下面３０ｂの外周部が露出したりする場合がある。また、樹脂層１０の全ての側面１０ｃが傾斜面になるとは限らず、一部の側面１０ｃが上面１０ａや下面１０ｂと略垂直になる場合もある。

図３は、第１実施形態に係る複層構造体の外周部付近の部分拡大断面図である。図３に示すように、ガラス層３０の外周部の接着剤層２０側に、溶融層３５が形成されている場合がある。溶融層３５は、ガラス層３０の外周部全体に環状に形成される場合もある。溶融層３５の断面形状は、例えば、扇形である。溶融層３５は、ガラス層３０の下面３０ｂ及び側面３０ｃに連続的に露出している。溶融層３５の厚みＴ１は、３μｍ未満である。

溶融層３５の厚みＴ１は、ガラス層３０の下面３０ｂを基準として、溶融層３５の厚みを下面３０ｂの垂直方向に測定したときの、溶融層３５の最も厚い部分の値である。溶融層３５の厚みＴ１は、ガラス層３０の側面３０ｃの何れの位置で測定しても３μｍには達しない。溶融層３５の厚みＴ１は、例えば、顕微鏡で観察することで測定可能である。また、溶融層３５の厚みＴ１は、セナルモン法を用いても測定可能である。

なお、溶融層３５の厚みＴ１は３μｍ未満であれば０μｍでもよい。すなわち、溶融層３５はなくてもよい。溶融層３５は、複層構造体１の製造工程で、樹脂層１０にレーザ光を照射する際に形成される層である。しかし、溶融層３５は、複層構造体１の製造工程ですべて除去される場合もあり、その場合には溶融層３５の厚みＴ１が０μｍとなる。複層構造体１の製造工程については、後述する。

また、複層構造体１では、ガラス層３０の外周部が、樹脂層１０の側面１０ｃの上端部から水平方向に突出している。ガラス層３０の外周部の、樹脂層１０の側面１０ｃの上端部からの突出量Ｐ１は、１５μｍ未満であることが好ましい。突出量Ｐ１を１５μｍ未満とすることで、溶融層３５の厚みＴ１を一層薄くできる。なお、突出量Ｐ１は、０μｍであってもかまわない。つまり、平面視において、樹脂層１０の外縁とガラス層３０の外縁とが一致してもよい。

ここで、複層構造体１の各部の材料等について説明する。

［樹脂層］
樹脂層１０は、ガラス層３０等を積層する基材となる層であり、可撓性を有する。樹脂層１０は、１つの層又は複数の層から構成されている。樹脂層１０が複数の層からなる場合には、接着機能を有する密着層を介在させ積層させることが好ましい。樹脂層１０の総厚みは、可撓性の観点から２０μｍ以上１０００μｍ以下であればよく、好ましくは２５μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲である。樹脂層１０が１層から構成される場合には、樹脂層１０の厚みは、例えば、３０μｍ以上５０μｍ以下の範囲とすることができる。

樹脂層１０の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂やポリエチレンナフタレート系樹脂等のポリエステル系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミドアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、セルロース系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。

［接着剤層］
接着剤層２０としては、任意の適切な接着剤が用いられる。接着剤層２０の厚みは、例えば、０．５μｍ以上２５μｍ以下である。接着剤層２０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、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、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）中間膜、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）中間膜等が利用できる。

なお、本明細書において、粘着剤とは、常温で接着性を有し、軽い圧力で被着体に接着する層をいう。従って、粘着剤に貼着した被着体を剥離した場合にも、粘着剤は実用的な粘着力を保持する。一方、接着剤とは、物質の間に介在することによって物質を結合できる層をいう。従って、接着剤に貼着した被着体を剥離した場合には、接着剤は実用的な接着力を有さない。

［ガラス層］
ガラス層３０は、特に限定はなく、目的に応じて適切なものを採用できる。ガラス層３０は、組成による分類によれば、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。又、アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスが挙げられる。上記ガラスのアルカリ金属成分（例えば、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ）の含有量は、好ましくは１５重量％以下であり、更に好ましくは１０重量％以下である。

ガラス層３０の厚みは、ガラスの持つ表面硬度や気密性や耐腐食性を考慮すると、１０μｍ以上が好ましい。又、ガラス層３０はフィルムのような可撓性を有することが望ましいため、ガラス層３０の厚みは３００μｍ以下が好ましい。ガラス層３０の厚みは、更に好ましくは３０μｍ以上２００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下である。

ガラス層３０の波長５５０ｎｍにおける光透過率は、好ましくは８５％以上である。ガラス層３０の波長５５０ｎｍにおける屈折率は、好ましくは１．４～１．６５である。ガラス層３０の密度は、好ましくは２．３ｇ／ｃｍ^３～３．０ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは２．３ｇ／ｃｍ^３～２．７ｇ／ｃｍ^３である。

ガラス層３０の成形方法は、特に限定はなく、目的に応じて適切なものを採用できる。代表的には、ガラス層３０は、シリカやアルミナ等の主原料と、芒硝や酸化アンチモン等の消泡剤と、カーボン等の還元剤とを含む混合物を、１４００℃～１６００℃程度の温度で溶融し、薄板状に成形した後、冷却して作製できる。ガラス層３０の成形方法としては、例えば、スロットダウンドロー法、フュージョン法、フロート法等が挙げられる。これらの方法によって板状に成形されたガラス層は、薄板化したり、平滑性を高めたりするために、必要に応じて、フッ酸等の溶剤により化学的に研磨されてもよい。

なお、ガラス層３０の表面に、防汚層、反射防止層、導電層、反射層、加飾層等の機能層を設けてもよい。

［複層構造体の製造方法］
図４～図９は、第１実施形態に係る複層構造体の製造工程を例示する図である。図４～図９を参照しながら、複層構造体の製造工程について、特にレーザを使用した切断工程を中心に説明する。まず、図４及び図５に示すように、樹脂層１０とガラス層３０とを接着剤層２０を介して積層させたシート状の複層構造体１Ｓを準備する。複層構造体１Ｓにおいて、ガラス層３０の厚みは１０μｍ以上３００μｍ以下である。

複層構造体１Ｓは、プレス加工等により所定の形状に形成した樹脂層１０とガラス層３０とを接着剤層２０を介して積層させることで得られる。或いは、樹脂層１０とガラス層３０とを接着剤層２０を介してロールトゥロールプロセスを利用して連続的に積層後、プレス加工等により、任意のサイズに個片化してもよい。また、すでに完成された複層構造体１Ｓを調達してもよい。

複層構造体１Ｓには、個片化することで複層構造体１となる複数の製品領域Ａが画定されている。図４の例では、製品領域Ａは所定間隔で縦横に配置されているが、これには限定されない。例えば、製品領域Ａは、１次元に配置されてもよい。なお、図４は平面図であり、図５は１つの製品領域Ａの近傍を図示した部分拡大断面図である。

次に、図６に示すように、複層構造体１Ｓの各々の製品領域Ａの外周部に、樹脂層１０の下面１０ｂ側からレーザ光Ｌ１を照射する。例えば、図４に示す各々の製品領域Ａの外周部に順次格子状にレーザ光Ｌ１を照射する。図７に示すように、レーザ光Ｌ１は、例えば、樹脂層１０及び接着剤層２０を貫通する貫通孔１０ｘを形成し、ガラス層３０の下面３０ｂが露出するまで照射する。

レーザ光Ｌ１の照射により、樹脂層１０には、例えば、ガラス層３０の下面３０ｂが底面となる断面形状が略台形状の貫通孔１０ｘが、図４に示す各々の製品領域Ａの外周部に格子状に形成される。貫通孔１０ｘの最も広い部分の幅（樹脂層１０の下面１０ｂ側の幅）は、例えば、４０μｍ～３００μｍ程度となる。

レーザ光Ｌ１の照射には、例えば、炭酸ガスレーザを使用できる。なお、レーザ光Ｌ１の照射にフェムト秒レーザを使用してもよいが、熱の影響による樹脂層１０の色抜けが問題になる場合には、樹脂層１０の色抜けが生じにくい炭酸ガスレーザを使用することが好ましい。

また、ガラス層３０の下面３０ｂ側は、レーザ光Ｌ１の照射により生じた熱の影響を受ける。そのため、ガラス層３０の貫通孔１０ｘ内に露出する下面３０ｂからガラス層３０の厚み方向に、所定厚みの溶融層３５が形成される。例えば、ガラス層３０の下面３０ｂ側に、断面形状が略半円状の溶融層３５が、図４に示す各々の製品領域Ａの外周部に格子状に形成される。

溶融層３５は、樹脂層１０側からのレーザ光Ｌ１の照射による熱ダメージにより形成される層であり、残留応力が生じている。そのため、溶融層３５の厚い部分を切断すると、切断した部分にクラックが生じやすい。溶融層３５の最も厚い部分の厚みは、０μｍ～２５μｍ程度となり、溶融層３５の最も広い部分の幅は、貫通孔１０ｘの最も狭い部分の幅（樹脂層１０の上面１０ａ側の幅）と同程度となる。

次に、図８に示すように、複層構造体１Ｓの各々の製品領域Ａの外周部に、ガラス層３０の上面３０ａ側からレーザ光Ｌ２を照射する。例えば、図４に示す各々の製品領域Ａの外周部に格子に沿って所定間隔でドット状にレーザ光Ｌ２を照射する。図９に示すように、レーザ光Ｌ２は、ガラス層３０が切断され、各々の製品領域Ａが個片化されるまで照射する。レーザ光Ｌ２の照射には、フェムト秒レーザや炭酸ガスレーザを使用することができる。

フェムト秒レーザを使用した場合、１つのドットの直径は０．５μｍ～２μｍ程度となり、隣接するドットの間隔は０μｍ～２μｍ程度となる。つまり、隣接するドットが重なり間隔が空かない場合がある。炭酸ガスレーザを使用した場合は、ドットの直径や間隔は、フェムト秒レーザを使用した場合の１０倍以上となる。ガラス層３０の加工性を考慮すると、この工程ではフェムト秒レーザを使用することが好ましい。

図８に示すように、溶融層３５の断面形状は、ほぼ左右対称であるため、溶融層３５の中心よりも製品領域Ａに近い位置にレーザ光Ｌ２を照射することで、溶融層３５の薄い部分を切断できる。その結果、図９に示すように、製品領域Ａに残存する溶融層３５の厚みＴ１が薄くなる。この工程では、切断後に各々の製品領域Ａに残存する溶融層３５の厚みＴ１が３μｍ未満となる位置でガラス層３０を切断する。引き続き、図９の矢印部分（すなわち、切断後に各々の製品領域Ａに残存する溶融層３５の厚みＴ１が３μｍ未満となる位置）にレーザ光Ｌ２を照射して切断することで、図４に示す各々の製品領域Ａが個片化され、複数の複層構造体１が作製される。

なお、図６の工程で樹脂層１０に照射するレーザ光Ｌ１の照射条件を調整することで、図７に示す工程で形成される溶融層３５の最厚部を３μｍ未満に制御することも可能である。この場合は、溶融層３５のどの部分を切断しても、切断後の溶融層３５の厚みＴ１は３μｍ未満となる。従って、製造工程を効率化できる。また、この場合、溶融層３５の最厚部近傍を切断することで、図８の矢印と図９の矢印の２回で行っていた切断を１回にできる。この点でも、製造工程を効率化できる。

このように、本実施形態では、ガラス層３０に残存する溶融層３５の厚みが３μｍ未満となるようにガラス層３０を切断する。これにより、熱でダメージを受けてクラックが生じやすい溶融層３５を切断する部分が少なくなるため、製品領域Ａのガラス層３０にクラックが生じることを抑制可能となる。すなわち、ガラス層３０にクラックが生じにくい複層構造体１を実現できる。

ガラス層３０に残存する溶融層の厚みが２μｍ未満となるようにガラス層３０を切断することがより好ましく、ガラス層３０に残存する溶融層の厚みが１μｍ未満となるようにガラス層３０を切断することが更に好ましい。これにより、ガラス層３０にクラックが生じるおそれを一層抑制できる。

なお、フェムト秒レーザを使用してガラス層３０を加工すると、ガラス層３０の加工側面（切断面）に加工痕が残る。加工痕は、レーザ照射方向を長手方向とする線状の溝となる。隣接する溝のピッチは条件により変動するが、おおよそ１μｍ程度となる。また、溝の短手方向の断面は、おおよそ半円状となり、加工痕の高さ（溝の深さ）は、平均で０．１μｍ程度となる。

〈第１実施形態の変形例１〉
第１実施形態の変形例１では、第１実施形態とは外周部の形状が異なる複層構造体の例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

図１０は、第１実施形態の変形例１に係る複層構造体を例示する断面図である。図１１は、第１実施形態に係る複層構造体を例示する平面図であり、複層構造体をガラス層の上面側から視た図である。

図１０及び図１１に示すように、複層構造体１Ａは、複層構造体１とは異なり、樹脂層１０の平面形状は矩形状であり、ガラス層３０の平面形状は樹脂層１０よりも小さな矩形状である。平面視において、ガラス層３０の側面３０ｃの周囲に樹脂層１０の上面１０ａの外周部が露出している。

ただし、複層構造体１Ａの作製方法によっては、平面視において、樹脂層１０とガラス層３０とが同じ大きさになる場合がある。また、平面視において、ガラス層３０の一辺のみにおいて樹脂層１０の上面１０ａの外周部が露出したり、ガラス層３０の二辺又は三辺において樹脂層１０の上面１０ａの外周部が露出したりする場合がある。また、樹脂層１０の全ての側面１０ｃが傾斜面になるとは限らず、一部の側面１０ｃが上面１０ａや下面１０ｂと略垂直になる場合もある。

図１２は、第１実施形態の変形例１に係る複層構造体の外周部付近の部分拡大断面図である。図１２に示すように、複層構造体１Ａでは、ガラス層３０に溶融層３５が形成されていない。複層構造体１の場合と同様に、溶融層３５は、複層構造体１Ａの製造工程で、樹脂層１０にレーザ光を照射する際に形成される。しかし、溶融層３５は、複層構造体１Ａの製造工程ですべて除去されるため、ガラス層３０に残存していない。

また、複層構造体１Ａでは、樹脂層１０の外周部が、ガラス層３０の側面３０ｃから水平方向に突出している。樹脂層１０の外周部の、ガラス層３０の側面３０ｃからの突出量Ｐ２は、１０μｍ未満であることが好ましい。突出量Ｐ２を１０μｍ未満とすることで、レーザ光によるガラス層３０の切断時における樹脂層１０の外周部に対する熱の影響が軽減されるため、樹脂層１０の外周部に色抜けが生じることを抑制できる。なお、突出量Ｐ２は、０μｍであってもかまわない。つまり、平面視において、樹脂層１０の外縁とガラス層３０の外縁とが一致してもよい。

図１３及び図１４は、第１実施形態の変形例１に係る複層構造体の製造工程を例示する図である。図１３及び図１４を参照しながら、複層構造体の製造工程について、特にレーザを使用した切断工程を中心に説明する。まず、第１実施形態の図４～図７に示した工程と同様の工程を実行後、図１３に示すように、各々の製品領域Ａの外周部に、ガラス層３０の上面３０ａ側からレーザ光Ｌ２を照射する。例えば、図４に示す各々の製品領域Ａの外周部に格子に沿って所定間隔でドット状にレーザ光Ｌ２を照射する。レーザ光Ｌ２の照射には、フェムト秒レーザや炭酸ガスレーザを使用することができるが、前述のように、フェムト秒レーザを使用することが好ましい。

第１実施形態の変形例１では、レーザ光Ｌ２の照射位置が、平面視で貫通孔１０ｘの底面と重複しないようにする。これにより、溶融層３５が全くない位置で、ガラス層３０を切断できる。そのため、図１４に示すように、ガラス層３０の切断後には、製品領域Ａのガラス層３０に溶融層３５は残存しない。

また、図１４に示すように、ガラス層３０の切断後には、樹脂層１０の外周部が、ガラス層３０の側面３０ｃから突出する。樹脂層１０の外周部の、ガラス層３０の側面３０ｃからの突出量については前述のとおりである。引き続き、図１４の矢印部分にレーザ光Ｌ２を照射して切断することで、図４に示す各製品領域Ａが個片化され、複数の複層構造体１Ａが作製される。

このように、樹脂層１０の外周部が、ガラス層３０の側面３０ｃから突出するように、樹脂層１０及びガラス層３０を切断してもよい。この場合は、熱でダメージを受けてクラックが生じやすい溶融層３５が製品領域Ａ側に残存しないようにガラス層３０を切断できるため、製品領域Ａのガラス層３０にクラックが生じることを抑制できる。

〈第１実施形態の変形例２〉
第１実施形態の変形例２では、樹脂層が複数の層から構成されている複層構造体の例を示す。なお、第１実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

図１５は、第１実施形態の変形例２に係る複層構造体を例示する断面図である。図１５に示すように、複層構造体１Ｂは、樹脂層１０が複数の層から構成されている点が複層構造体１（図１等参照）と相違する。

樹脂層１０は、接着剤層２０側から、偏光板１２と、粘着剤層１８と、離形フィルム１９とを、この順に備える。但し、樹脂層１０は、更に他の層を備えてもよい。例えば、樹脂層１０は、偏光板１２と粘着剤層１８との間に位相差層を備えることができるが、これには限定されない。

樹脂層１０の弾性率は、好ましくは０．１ＧＰａ～８．０ＧＰａであり、より好ましくは０．２ＧＰａ～７．０ＧＰａであり、更に好ましくは０．３ＧＰａ～５．０ＧＰａである。本明細書において、弾性率は、オートグラフを用いて、下記の条件にて測定できる。

［弾性率測定方法］
測定温度：２３℃
サンプルサイズ：幅２ｃｍ、長さ１５ｃｍ
チャック間距離：１０ｃｍ
引張速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ。

偏光板１２は、接着剤層２０側に配置される。偏光板１２は、偏光子１２１、第１保護フィルム１２２、及び第２保護フィルム１２３を有する。第１保護フィルム１２２は、偏光子１２１の接着剤層２０側に配置され、第２保護フィルム１２３は、偏光子１２１の粘着剤層１８側に配置される。

離形フィルム１９は、粘着剤層１８を介して、第２保護フィルム１２３の偏光子１２１とは反対側に配置される。

以下、樹脂層１０の各構成要素について、更に詳しく説明する。

［偏光板］
偏光板１２の厚みは、好ましくは５μｍ～３００μｍであり、より好ましくは１０μｍ～２５０μｍであり、更に好ましくは２５μｍ～２００μｍであり、特に好ましくは２５μｍ～１００μｍである。

偏光板１２の弾性率は、好ましくは１ＧＰａ以上であり、より好ましくは１ＧＰａ～１０ＧＰａであり、更に好ましくは２ＧＰａ～７ＧＰａであり、特に好ましくは２ＧＰａ～５ＧＰａである。このような範囲であれば、耐突刺性に優れる複層構造体１Ｂが得られる。

偏光板１２の形状は、特に限定はなく、目的に応じて適切な形状を採用できるが、一例として、長辺と短辺とを有する方形形状が挙げられる。偏光板１２が方形形状である場合、偏光板１２が有する偏光子１２１の吸収軸方向と、偏光板１２の長辺又は短辺とは、略平行であることが好ましい。なお、本明細書において、「略平行」とは、厳密に平行である場合のみならず、両線のなす角が±１０°（好ましくは±５°）である場合も含む概念である。

［偏光子］
偏光子１２１の厚みは、特に限定はなく、目的に応じて適切な厚みを採用できる。偏光子１２１の厚みは、代表的には、１μｍ～８０μｍ程度である。偏光子１２１として薄型の偏光子を用いてもよく、この場合、偏光子１２１の厚みは、好ましくは２０μｍ以下であり、より好ましくは１５μｍ以下であり、更に好ましくは１０μｍ以下であり、特に好ましくは６μｍ以下である。

偏光子１２１は、好ましくは、波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍの何れかの波長で吸収二色性を示す。偏光子の単体透過率は、好ましくは４０．０％以上、より好ましくは４１．０％以上、更に好ましくは４２．０％以上、特に好ましくは４３．０％以上である。偏光子１２１の偏光度は、好ましくは９９．８％以上であり、より好ましくは９９．９％以上であり、更に好ましくは９９．９５％以上である。

偏光子１２１は、好ましくは、ヨウ素系偏光子である。より詳細には、上記偏光子は、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂（以下、「ＰＶＡ系樹脂」と称する）フィルムから構成できる。

ＰＶＡ系樹脂フィルムを形成するＰＶＡ系樹脂としては、特に限定はなく、目的に応じて適切な樹脂を採用できるが、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン－ビニルアルコール共重合体が挙げられる。

ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン－ビニルアルコール共重合体は、エチレン－酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。ＰＶＡ系樹脂のケン化度は、通常８５モル％～１００モル％であり、好ましくは９５．０モル％～９９．９５モル％であり、更に好ましくは９９．０モル％～９９．９３モル％である。ケン化度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６－１９９４に準じて求められる。このようなケン化度のＰＶＡ系樹脂を用いることによって、耐久性に優れた偏光子が得られる。ケン化度が高すぎる場合には、ゲル化してしまうおそれがある。

ＰＶＡ系樹脂の平均重合度は、特に限定はなく、目的に応じて適切に選択できる。ＰＶＡ系樹脂の平均重合度は、例えば、１０００～１００００であり、好ましくは１２００～５０００であり、更に好ましくは１５００～４５００である。なお、平均重合度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６－１９９４に準じて求められる。

偏光子１２１の製造方法としては、例えば、ＰＶＡ系樹脂フィルム単体を延伸、染色する方法（Ｉ）、樹脂基材とポリビニルアルコール系樹脂層とを有する積層体（ｉ）を延伸、染色する方法（ＩＩ）等が挙げられる。方法（Ｉ）は、当業界で周知慣用の方法であるため、詳細な説明は省略する。

方法（ＩＩ）は、好ましくは、樹脂基材と該樹脂基材の片側に形成されたポリビニルアルコール系樹脂層とを有する積層体（ｉ）を延伸、染色して、該樹脂基材上に偏光子を作製する工程を含む。積層体（ｉ）は、樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂を含む塗布液を塗布・乾燥して形成され得る。又、積層体（ｉ）は、ポリビニルアルコール系樹脂層を樹脂基材上に転写して形成されてもよい。上記製造方法（ＩＩ）の詳細は、例えば、特開２０１２－７３５８０号公報に記載されており、この公報は、本明細書に参考として援用できる。

［第１及び第２保護フィルム］
第１保護フィルム１２２及び第２保護フィルム１２３としては、特に限定はなく、目的に応じて適切な樹脂フィルムを採用できる。第１保護フィルム１２２及び第２保護フィルム１２３の形成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。なお、「（メタ）アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂及び／又はメタクリル系樹脂をいう。

（メタ）アクリル系樹脂としては、例えば、グルタルイミド構造を有する（メタ）アクリル系樹脂が用いられる。グルタルイミド構造を有する（メタ）アクリル系樹脂（以下、グルタルイミド樹脂とも称する）は、例えば、特開２００６－３０９０３３号公報、特開２００６－３１７５６０号公報、特開２００６－３２８３２９号公報、特開２００６－３２８３３４号公報、特開２００６－３３７４９１号公報、特開２００６－３３７４９２号公報、特開２００６－３３７４９３号公報、特開２００６－３３７５６９号公報、特開２００７－００９１８２号公報、特開２００９－１６１７４４号公報、特開２０１０－２８４８４０号公報に記載されている。これらの記載は、本明細書に参考として援用できる。

第１保護フィルム１２２及び第２保護フィルム１２３と偏光子１２１とは、任意の適切な接着剤層を介して積層できる。偏光子１２１の作製時に用いた樹脂基材は、第１保護フィルム１２２及び第２保護フィルム１２３と偏光子１２１とを積層する前、或いは積層した後に剥離される。

第１保護フィルム１２２及び第２保護フィルム１２３の厚みは、好ましくは４μｍ～２５０μｍであり、より好ましくは５μｍ～１５０μｍであり、更に好ましくは１０μｍ～１００μｍであり、特に好ましくは１０μｍ～５０μｍである。

第１保護フィルム１２２及び第２保護フィルム１２３の弾性率は、１ＧＰａ以上であり、好ましくは１ＧＰａ～１０ＧＰａであり、より好ましくは１．８ＧＰａ～７ＧＰａであり、更に好ましくは２ＧＰａ～５ＧＰａである。このような範囲であれば、耐突刺性に優れる複層構造体１Ｂが得られる。

［粘着剤層］
粘着剤層１８は、任意の適切な粘着剤から形成できる。粘着剤としては、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとする粘着剤が用いられる。好ましくは、アクリル系粘着剤が用いられる。アクリル系粘着剤は、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れ得るからである。特に、炭素数が４～１２のアクリル系ポリマーよりなるアクリル系粘着剤が好ましい。

粘着剤層１８の厚みは、好ましくは１μｍ～１００μｍであり、より好ましくは３μｍ～８０μｍであり、更に好ましくは３μｍ～５０μｍである。このような範囲であれば、複層構造体１Ｂを液晶セル等の光学素子に貼り付けて光学積層体を作製したときに、可撓性に優れ、かつ、耐突刺性に優れる光学積層体が得られる。

［離形フィルム］
離形フィルム１９は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂により形成できる。離形フィルム１９の厚みは、好ましくは５μｍ～１２５μｍであり、より好ましくは２０μｍ～７５μｍであり、更に好ましくは３０μｍ～５０μｍである。離形フィルム１９は、複層構造体１Ｂが液晶セル等の光学素子に貼り付けられる前に、粘着剤層１８との界面で剥離される。

このように、複層構造体において、樹脂層１０は、１つの層から構成されてもよく、複数の層から構成されてもよい。いずれの場合も、ガラス層３０に残存する溶融層３５の厚みが３μｍ未満となるようにガラス層３０を切断することで、ガラス層３０にクラックが生じることを抑制できる。樹脂層１０が複数の層から構成されている場合も、レーザによる切断方法は第１実施形態等と同様である。

なお、第１実施形態の変形例１に係る複層構造体１Ａにおいて、複層構造体１Ｂの樹脂層と同様の積層構造を採用してもよい。

［実施例１］
実施例１では、図１５に示す構造の複層構造体を図４～図９に示す製造工程で作製した。ガラス層は、溶融層の厚みが３μｍ未満となるようにフェムト秒レーザ（出力：約４０Ｗ）を使用して切断した。そして、樹脂層の側面からのガラス層の突出量と、ガラス層にクラックが発生する確率とを検討した。なお、サンプルは３０個作製し、全てのサンプルについて測定を行った。

実施例１で作製した複層構造体において、ガラス層の材料には無アルカリガラスを使用し、厚みは約１００μｍとした。接着剤層の材料には紫外線硬化性エポキシ系接着剤を使用し、厚みは約１．５μｍとした。第１保護フィルムの材料にはアクリル系樹脂を使用し、厚みは約４０μｍとした。偏光子の材料にはヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂を使用し、厚みは約５μｍとした。第２保護フィルムの材料にはアクリル系樹脂を使用し、厚みは約４０μｍとした。粘着剤層の材料にはアクリル系ポリマーを使用し、厚みは約３０μｍとした。離形フィルムの材料にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用し、厚みは約３８μｍとした。

［比較例１］
比較例１では、実施例１と同様の層構造の複層構造体を、実施例１と同様の製造工程で作製した。ただし、ガラス層は、溶融層の厚みが１０μｍ以上となるようにフェムト秒レーザ（出力：約４０Ｗ）を使用して切断した。サンプルの個数及び測定項目は、実施例１と同様である。

［比較例２］
比較例２では、実施例１と同様の層構造の複層構造体を、実施例１と同様の製造工程で作製した。ただし、ガラス層は、溶融層の厚みが５μｍ以上９μｍ未満となるようにフェムト秒レーザ（出力：約４０Ｗ）を使用して切断した。サンプルの個数及び測定項目は、実施例１と同様である。

［実施例２］
実施例２では、図１に示す構造の複層構造体を、実施例１と同様の製造工程で作製した。ガラス層は、溶融層の厚みが３μｍ未満となるようにフェムト秒レーザ（出力：約４０Ｗ）を使用して切断した。サンプルの個数及び測定項目は、実施例１と同様である。

実施例２で作製した複層構造体において、ガラス層の材料には無アルカリガラスを使用し、厚みは約１００μｍとした。接着剤層の材料には紫外線硬化性エポキシ系接着剤を使用し、厚みは約１．５μｍとした。樹脂層の材料にはポリエチレンテレフタレート系樹脂を使用し、厚みは約１５０μｍとした。

［比較例３］
比較例３では、実施例２と同様の層構造の複層構造体を、実施例１と同様の製造工程で作製した。ただし、ガラス層は、溶融層の厚みが１０μｍ以上となるようにフェムト秒レーザ（出力：約４０Ｗ）を使用して切断した。サンプルの個数及び測定項目は、実施例１と同様である。

表１に、実施例１、実施例２、及び比較例１～３の結果をまとめた。
表１より、実施例１及び２のように溶融層の厚みが３μｍ未満となるようにガラス層を切断した場合、樹脂層の側面からのガラス層の突出量は１５μｍ未満となり、ガラス層にクラックが発生する確率は０％であった。

これに対して、比較例１～３のように溶融層の厚みが３μｍを超えて大きくなるほど、樹脂層の側面からのガラス層の突出量も大きくなり、ガラス層にクラックが発生する確率が増えることがわかった。特に、溶融層の厚みが１０μｍ以上の場合には、必ずガラス層にクラックが発生することがわかった。

このように、ガラス層に残存する溶融層の厚みが３μｍ未満となるようにガラス層を切断することにより、ガラス層にクラックが生じることを抑制可能となる。また、樹脂層の側面からのガラス層の突出量は、１５μｍ未満であることが好ましい。

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｓ 複層構造体
１０ 樹脂層
１０ａ、３０ａ 上面
１０ｂ、３０ｂ 下面
１０ｃ、３０ｃ 側面
１０ｘ 貫通孔
１２ 偏光板
１８ 粘着剤層
１９ 離形フィルム
２０ 接着剤層
３０ ガラス層
３５ 溶融層
１２１ 偏光子
１２２ 第１保護フィルム
１２３ 第２保護フィルム

Claims (11)

1. 樹脂層と、
   前記樹脂層上に接着剤層を介して積層されたガラス層と、
   前記ガラス層の外周部の前記接着剤層側に形成された残留応力を有する溶融層と、を有し、
   前記ガラス層の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であり、
   前記溶融層の厚みは、３μｍ未満である、複層構造体。
2. 前記ガラス層の外周部は、前記樹脂層の側面から突出しており、
   前記ガラス層の外周部の、前記樹脂層の側面からの突出量は、１５μｍ未満である、請求項１に記載の複層構造体。
3. 前記樹脂層の外周部は、前記ガラス層の側面から突出しており、
   前記樹脂層の外周部の、前記ガラス層の側面からの突出量は、１０μｍ未満である、請求項１に記載の複層構造体。
4. 前記溶融層は、前記ガラス層の前記接着剤層側の面及び前記ガラス層の側面に露出している、請求項２に記載の複層構造体。
5. 前記樹脂層の側面は、前記樹脂層の前記接着剤層側の面とのなす角度が９０度未満となる傾斜面である、請求項１乃至４の何れか一項に記載の複層構造体。
6. 前記樹脂層は、複数の層から構成されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の複層構造体。
7. 前記複数の層は、偏光子を有する偏光板を含む、請求項６に記載の複層構造体。
8. 樹脂層と、前記樹脂層上に接着剤層を介して積層されたガラス層と、を有し、複数の製品領域が画定された第１複層構造体を準備する工程と、
   前記第１複層構造体の各々の前記製品領域の外周部に、前記樹脂層側からレーザ光を照射し、前記樹脂層に貫通孔を形成する工程と、
   前記第１複層構造体の各々の前記製品領域の外周部に、前記ガラス層側からレーザ光を照射して前記ガラス層を切断し、各々の前記製品領域を個片化して複数の複層構造体を作製する工程と、を有し、
   前記ガラス層の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であり、
   前記樹脂層に貫通孔を形成する工程では、前記ガラス層の前記貫通孔内に露出する面から前記ガラス層の厚み方向に、所定厚みの溶融層が形成され、
   前記複数の複層構造体を作製する工程では、前記溶融層の厚みが３μｍ未満となる位置で前記ガラス層を切断する、複層構造体の製造方法。
9. 前記樹脂層に貫通孔を形成する工程では、厚みが３μｍ未満の前記溶融層が形成される、請求項８に記載の複層構造体の製造方法。
10. 前記複数の複層構造体を作製する工程では、フェムト秒レーザを使用する、請求項８又は９に記載の複層構造体の製造方法。
11. 前記樹脂層に貫通孔を形成する工程では、炭酸ガスレーザを使用する、請求項８乃至１０の何れか一項に記載の複層構造体の製造方法。