CN102985960B - 带前表面板显示面板、显示装置、及树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能充分消除显示区域周边的条纹状不均匀的带前表面板显示面板及显示装置。本发明的带前表面板显示面板（100）隔着树脂组合物固化体层（11）而设置有前表面板（10），该带前表面板显示面板的上述树脂组合物固化体层（11）在0~70℃时的损耗正切为2以下。

Description

带前表面板显示面板、显示装置、及树脂组合物
技术领域
本发明涉及带前表面板显示面板、显示装置、及树脂组合物。更详细而言，涉及出于保护显示器表面、防止大型显示器的破损、及设计性的观点而在显示器的前表面设置有玻璃、塑料等的带前表面板显示面板、显示装置、及树脂组合物，还涉及基于互动性的观点而设置有触摸屏的带前表面板显示面板、显示装置、及树脂组合物。
背景技术
显示器(显示装置)使用液晶面板等显示面板，其用途要覆盖从商业用途到一般家庭用途等多种用途，目前已提出有各种尺寸的显示器，不仅有手机、游戏机等小尺寸的显示器，还有TV、户外信息显示器等大尺寸的显示器，并已经实用化。
由于近年来不仅重视显示，还重视互动性，因此，上述显示器中存在将触摸屏设置在显示器的前表面的显示器。另一方面，液晶面板还有的使用薄的玻璃作为基板，根据其用途，还有的为了保护显示面，或者在大型显示器中，为了使其不易破损，而在其前表面设置玻璃或透明塑料板。而且，还有的出于设计性的观点，希望其表面是坚硬且有光泽的平坦表面，存在显示器的前表面设置有玻璃板的样机。
设置于上述显示器的前表面的玻璃、塑料、触摸屏等(以下，称为前表面板)是隔开空隙而设置在显示器表面、即贴合有偏光板的表面的前表面的。然而，若隔开空隙进行设置，则会导致以下问题：即，由于会分别在空气与前表面板的显示器侧(内侧)之间的折射率界面、和在空气与偏光板表面之间的折射率界面发生表面反射，因此看到双重显示图像，或因图像变动而可视性差。如上所述，上述问题是由空气和前表面板的材质之间的折射率差所引起的，因此，该问题能通过以下方式解决：即，对各表面实施防止反射用的镀膜，或以接近前表面板、偏光板的机械材料折射率的材料来替换空气层。例如，揭示了以下例子：即，在液晶面板中，在与前表面板的间隙中埋入树脂(例如，参照专利文献1等)。另外，还揭示了以下例子：即，在等离子体面板中，在与前表面板之间以树脂进行粘接(例如，参照专利文献2等)。
作为现有的带前表面板显示面板，揭示如下情况：即，例如为了消除在显示器显示上所生成的不均匀现象，而将固化后的树脂弹性模量设定为某一定值以下，而上述不均匀现象是源于在贴合前表面板并使树脂固化时发生的收缩所引起的应力(例如，参照专利文献3)。另外，还揭示有以下液晶面板：即，在具有前表面板的液晶面板中，生成引导件，使其在填充至前表面板与液晶面板之间的树脂的周围成为围堰，并向其中埋入光固化性树脂以进行贴合(例如，参照专利文献4)。还揭示了以下显示装置：即，该显示装置包括：液晶显示元件，该液晶显示元件在相对基板和透明基板之间保持有液晶；光学薄膜，该光学薄膜设置于上述液晶显示元件的上述透明基板，其外形尺寸小于上述透明基板；以及透明板，该透明板通过光固化型透明粘接剂与上述光学薄膜和位于上述光学薄膜的外周的上述透明基板的表面进行粘接(例如，参照专利文献5)。然后，还揭示了以下显示装置的制造方法：即，该显示装置的制造方法所制作的显示装置包括：液晶显示元件，该液晶显示元件在透明基板和相对基板的间隙之间密封有液晶；以及透明触摸开关，上述显示装置的制造方法包括以下工序：即，对透明触摸开关或液晶显示元件的显示面涂布透明粘接剂的工序等(例如，参照专利文献6)。
此外，还揭示有以下光学层叠体：即，在依次层叠防止反射薄膜、偏光薄膜、粘合层、液晶显示用玻璃单元、粘合层、及偏光薄膜而构成的光学层叠体中，对于粘接用树脂，使粘合层的损耗正切(tanδ)的最大值A与粘合层的损耗正切的最大值B之比(B/A)为1.1以上(例如，参照专利文献7)。此处，所谓损耗正切的最大值，是指在-70℃到200℃的范围内，对该粘合层以升温速度为4℃/分、频率为1Hz的方式进行加热，并测定其动态储能模量(E’)和动态损耗模量(E”)，从而获得的在上述温度范围内所测定出的E”/E’(=tanδ)的最大值。
另外，还揭示了以下光学用树脂组合物：即，包含(A)丙烯酸类衍生物聚合物、(B)丙烯酸类衍生物、及(C)交联剂的光学用树脂组合物，对于固化反应后的树脂组合物，在60℃时的粘合力为3N/25mm以上，且在60℃时的tanδ为0.40以上(例如，参照专利文献8)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利特开2005-55641号公报
专利文献2：日本国专利特开2007-94191号公报
专利文献3：日本国专利特开2008-282000号公报
专利文献4：日本国专利特开2008-129159号公报
专利文献5：日本国专利第3842347号说明书
专利文献6：日本国专利第3220403号说明书
专利文献7：日本国专利特开2006-113574号公报
专利文献8：日本国专利特开2009-294360号公报
发明内容
在具有前表面板的显示面板中，例如，在对大型显示器利用紫外线固化树脂(UV固化型树脂)来粘合前表面板的情况下，在固化过程中会产生收缩的问题。如上述专利文献3所记载的那样，由于确实因固化收缩时产生的应力会导致液晶显示器发生变形而出现显示不均匀，因此，降低弹性模量是一种方法。例如，由于UV固化型树脂一般具有4~5%的收缩率，因而，若降低弹性模量，则固化后，也可能会出现UV固化型树脂仍然保持粘性那样的极为柔软的状态、或凝胶状的例子。
然而，根据本发明的发明人的实际研究的情况可知，产生于显示面内的不均匀中，不仅存在随机产生在显示面内的不均匀，还存在沿着显示外周而生成的条纹状的不均匀(周边条纹)。可知对于随机产生在显示面内的不均匀，由于能通过以下方式消除：即，通过消除涂布厚度不均匀而使应力分布均匀的方式；通过降低弹性模量的方法；降低固化收缩率的方法，因此，比较容易应对，而对于周边条纹(以下，也称为周边不均匀或显示区域周边的条纹状不均匀等)，单单仅通过降低弹性模量是无法消除的。
可认为周边条纹是因以下那样的机理而发生的。在涂布树脂时，由于树脂为液态，因此，追随性较好而不易发生翘曲(图14的剖视图)。接下来，尝试进行紫外线固化(UV固化)。可认为，树脂因UV光而发生固化并进行收缩，但是，该固化收缩会导致将面板向中心方向拉。此时，考虑例如前表面板的玻璃比液晶面板要厚、比液晶面板要硬的情况，因而，相对而言，液晶面板会受到较大的该应力，因而产生变形。因而，面板在树脂侧向凹陷的方向翘曲，但是，由于一般液晶面板由两片玻璃基板(TFT侧玻璃和滤色片侧玻璃)构成，因此，因玻璃发生弯曲会导致两片玻璃间产生尺寸差。另外，利用密封树脂使液晶面板在端面附近相互粘接而固定。因而可认为，在上述情况下，为了消除尺寸差，在靠近前表面板的CF侧基板的端面生成像波浪那样的变形，由此，液晶单元的厚度发生变化，会产生周边条纹(周边不均匀部31)(图15)。此处，单元厚度较厚的部位成为白色不均匀部31a，单元厚度较薄的部位成为黑色不均匀部31b。
对于周边条纹，即使是在常温下进行UV固化后不会被看到的情况下，但是一旦经历高温(使用温度范围的偏上的温度，例如50~60℃，有时会为70℃)之后，则也有时在返回常温的时刻观察到周边条纹。由此可知，也存在以下问题：即，在使用显示面板而具有热履历之后(可靠性实验后)，会生成周边条纹。这是以下那样进行推测的。即，在高温下，树脂的弹性模量下降，从而使应力释放，向着连周边条纹也消除的方向变化。然而，考虑到在返回常温的过程中，树脂的弹性模量会再次上升，另一方面，树脂在高温下所产生的膨胀量会缩回，这部分会重新生成新应力(图16(高温时)、图17(冷却后))。即，在高温时，粘接前表面板的树脂接近凝胶状，会变得非常柔软，因而，树脂自身会发生膨胀。因此，基板的弯曲容易复原，并向着使固化收缩所引起的应力、和伴随固化收缩的面板弯曲所引起应力释放的方向变化。因此，弯曲量会减少，在外观上周边条纹也会消除或变得不明显。然而，若进行冷却，则树脂会进行收缩，且同时弹性模量也会恢复。在进行收缩的同时，面板会受到与发生固化收缩时相同方向的应力，因而发生弯曲，产生条纹状不均匀。但是，考虑到由于与室温下进行UV固化时的相同应力关系具有不同的状态，因此，与UV固化后相比较，周边条纹的状态会发生变化，也可能会发生容易观察到条纹的情况。
基于以上观点，则容易类推出在热固化型树脂中，其周边条纹不易消除。其原因在于，在热固化中，首先，推进热固化反应的高温成为无应力的起始点，会产生由固化反应引起的聚合时发生的收缩应力，并进一步产生因从反应时到温度下降时的热膨胀率差而引起的应力。
由此可知，存在以下新问题：即，由于因树脂的固化收缩而产生的应力会导致接近端部的周边的单元厚度发生变化，单元的电压与透射率的关系等条件会局部发生变化，因此，也有时会被识别作为周边条纹，另外，在经历高温热履历之后，该周边条纹会变明显。
例如，在如图14所示的截面结构的显示装置中，将面板与玻璃进行贴合，若在进行固化后进行显示，则会在显示区域周边识别出条纹状不均匀。具体而言，在面板端部会产生白条纹和黑条纹。图18中，在带有括弧的5~10mm范围的显示区域周边会产生条纹状不均匀。
目前，任一上述专利文献中，都未记载会在显示区域周边生成条纹状不均匀，也未认识到上述观点而进行旨在提高显示质量的研究。例如，在专利文献7中记载有以下内容：即，对于用于液晶面板的偏光板的粘合树脂(粘接剂、浆料)，为了消除由应力引起的显示不合格的情况，而对乙烯酸类树脂材料进行了深入研究。记载有以下内容：即，作为构成要素，对于显示面侧，设定0.85<tanδ<1.46，对于背面侧，设定1.3<tanδ<1.85，在实施例中，仅示出具有极小弹性模量的粘合树脂。分为收缩率会成为问题的区域和弹性模量会成为问题的区域来分别进行应对，从而能解决首次在该专利文献中意识到的问题。然而，在该专利文献中，将面板两面的偏光板粘合层、即面板基板和偏光薄膜(偏光板)之间的树脂层作为对象。即，对于用于面板和前表面板之间的树脂，没有任何记载，对于周边不均匀，也没有任何暗示。而且，对于tanδ，并未记载有规定其范围的技术含义，换言之，没有为何对其进行上述规定的逻辑性表述，也完全没有认识到其与周边不均匀之间有怎样的关系。
另外，在专利文献8中，虽然记载了一种光学用树脂组合物，该光学用树脂组合物具有用于保护图像显示用装置的必要的冲击吸收性，且具有耐湿可靠性优异的粘合力，但是专利文献8对于周边不均匀没有任何暗示。此外，在实施例中，由于获取透明片材并将其与液晶面板贴合，因此，不存在从树脂组合物形成固化体层时因固化收缩而引起不合格的问题。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种带前表面板显示面板及显示装置，该带前表面板显示面板及显示装置能充分消除贴合有前表面板的显示面板的周边条纹，且即使在经历了使用后的高温热履历之后，仍能抑制周边条纹，从而能够提高显示质量。
本发明的发明人在研究了各种使前表面板与显示面板之间不具有间隙而使其之间具有树脂组合物固化体层的带前表面板显示面板、及由该显示面板构成的显示装置之后，如上所述，发现以下新问题：即，除了伴随着树脂组合物的固化收缩而产生的现有的显示不均匀之外，还会生成周边不均匀，而且，在因使用显示面板而经历热履历之后(可靠性试验后)，还会生成周边不均匀。发明人推测上述周边不均匀起源于显示面板周边部的状况不同于中央部分的状况。发明人着眼于上述周边不均匀的产生与介于前表面板和显示面板之间的树脂组合物的固化特性及作为固化体的内部应力等特性相关联的情况，特别发现以下情况：即，在固化体中，在使用温度范围内进行加热、冷却的过程中，优选使固化后的树脂不易发生涉及液相、固相状态那样的相变；及为此而优选使固化后的储能模量和损耗模量之比tanδ(损耗正切)为特定值以下，因而，发明人想到能彻底地解决上述问题，从而完成了本发明。例如，因经历高温的热履历而使不均匀变得显著的原因在于，在该高温时，由于弹性模量下降而引起树脂沿着内部应力向力学平衡点发生位移、变形，从而导致应力缓和。虽然可以认为上述过程是比较缓慢地进行的，但是，相反地，若从高温向低温转移，则不仅弹性模量会复原，且平衡点也会变化。此时，虽然若树脂像高温时那样发生相同的位移、变形，则不会引发问题，但是因为弹性模量已恢复，则难以变化，因而，会再次导致存在应力而固定。
而且，发明人还发现对于用于达到上述tanδ的范围的树脂组合物的结构，其结构成分与玻璃化温度(Tg)的关系也十分重要。
即，本发明涉及隔着树脂组合物固化体层而设置有前表面板的带前表面板显示面板，该带前表面板显示面板的上述树脂组合物固化体层在0~70℃时的损耗正切为2以下。
本发明的带前表面板显示面板的树脂组合物固化体层在0~70℃时的损耗正切为2以下。损耗正切(tanδ)是树脂组合物固化后的损耗模量相对于储能模量之比，能利用(损耗模量)/(储能模量)来求出。0~70℃是显示面板的使用温度范围。优选上述损耗正切是0.2以上。在优选的实施方式中，调整树脂，使得在减小固化后的储能模量的同时，也使其与损耗模量之比在使用温度范围内成为0.2~2左右。这相当于提高树脂的剪切性，使得树脂更易沿着内部应力进行变化，并且使得树脂分子成为液态化那样的不发生相转移的状态(在相转移中，该比值异常大)。
通过使tan δ在上述使用温度范围内不超过2.0，则能够使树脂在使用温度范围内不易发生相变，并不易发生相变的物性变化。
由此，能够充分抑制固化物的发散趋势。例如，能使得即使是在使用温度范围内的高温(通常为60℃附近)下，也不会发生相转移那样急剧的变化，而是仅成为树脂缓慢地向橡胶状转变，成为追随性较好的状态。其结果是，能够成为容易发生内部应力缓和的状态，或能够成为维持分子间的交联、交联树脂后的分子骨架残留的状态。因而，能够使得在温度降低的同时不会发生较大的应力，能够在使用温度范围内充分抑制发生在显示区域周边的条纹状不均匀，能够大幅地提高可靠性。
另外，作为tan δ的下限值，优选设为0以上，但是如上所述，更优选设为0.2以上，由此，能使固化体具有足够的柔软性和弹性。
在具有上述那样的tan δ的树脂组合物固化体层中，可以在使用温度范围(0~70℃)内使tanδ具有最大值，也能使tanδ不具有最大值。
优选上述树脂组合物固化体层是由包含单体成分的树脂组合物形成的。树脂组合物固化体层用于埋在前表面板和显示面板的间隙中，或者用于将前表面板与显示面板进行粘合、粘接。作为形成树脂组合物固化体层的树脂组合物的构成成分，优选包含单体和低聚物。另外，也能包含增塑剂。
作为上述单体，可使用一种或两种以上的下述表1所示那样的(甲基)丙烯酸酯类单体。优选使用选自脂肪族(甲基)丙烯酸酯、二元醇类(甲基)丙烯酸酯、具有羟基的(甲基)丙烯酸酯和脂环族(甲基)丙烯酸酯的至少一种。
作为上述低聚物，是由一种或两种以上的单体单元构成的二聚体以上的多聚体，通常可使用在光学用途的树脂组合物中和单体一起作为低聚物使用的低聚物，可例举例如重均分子量为500~100000的低聚物。
另外，上述树脂组合物也可以包含交联剂作为单体成分，该交联剂是分子内具有2个以上(甲基)丙烯酰基的化合物。除了低聚物和单体以外，还可以包含聚合物。
在上述树脂组合物的固化中，优选使用通过紫外线照射的光聚合，但也可以使用热聚合及其它光聚合、电子射线聚合等。通常使用聚合引发剂。作为聚合引发剂，例如如果是通过紫外线照射的光聚合，则可使用二苯酮类化合物、蒽醌类化合物、苯偶姻类化合物、锍盐、重氮盐、鎓盐等光聚合引发剂。作为热聚合引发剂，可使用有机过氧化物、偶氮类化合物等。它们可使用一种或两种以上。作为聚合引发剂的掺入量，在树脂组合物100质量%中优选为0.01~10质量%，更优选为0.1~7质量%，进一步更优选为1~5质量%。
如上所述，对于用于达到上述tan δ的范围的树脂组合物的结构，发现其结构成分与玻璃化温度(Tg)之间的关系十分重要，作为其优选的实施方式，举出以下例子。
即，上述树脂组合物固化体层是由包含单体成分的树脂组合物形成的，(1)上述单体成分是由玻璃化温度为20~80℃以外的单体构成，具体而言，上述单体成分是由玻璃化温度为20°C以下的单体和/或玻璃化温度为80°C以上的单体构成；或者(2)上述单体成分是由玻璃化温度为20~80℃的单体和玻璃化温度为80°C以上的单体所构成的，且对于树脂组合物100质量%，玻璃化温度为80°C以上的单体为3质量%以上。此外，单体的玻璃化温度是作为均聚物(homopolymer)(单独聚合体)时的玻璃化温度。
为了说明这些优选方式，下文中将先叙述与聚合物共混物的相容性。下述的聚合物共混物状态示意性地表示树脂组合物固化体的状态，是用于说明为了达到上述tanδ的范围的树脂组合物的结构而推测的状态。
图19是表示完全相容系统的树脂组合物固化体及非相容系统的树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线。图20及图21是表示非相容状态(海岛结构)的树脂组合物固化体的示意图。图22是表示相容状态的树脂组合物固化体123的示意图。
一般而言，在两种聚合物(以下，称为聚合物A和聚合物B)为非相容状态的情况下(图20、图21)，会产生聚合物A的转移点和聚合物B的转移点。另外，在聚合物A和聚合物B为相容状态的情况下(图22)，在表示树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线中，仅有取决于玻璃化温度的转移点。
对于UV固化树脂，通常为无规共聚物的集合，在上述无规共聚物中，以海岛结构存在有不同温度特性的聚合物组。即，是会产生聚合物A的转移点和聚合物B的转移点的类型的树脂。
本发明所使用的树脂通常是会产生聚合物A的转移点和聚合物B的转移点的类型的树脂(UV固化树脂)。在这样的树脂中，通过控制岛相聚合物121，即控制岛相聚合物121的转移点温度、岛相聚合物比例(島ポリマ-率)，从而能控制tanδ，能达到上述的tanδ范围。
上述树脂组合物固化体层的优选形态是由含有单体成分的树脂组合物所形成，上述单体成分是由玻璃化温度为20~80℃以外的单体构成。所谓玻璃化温度为20~80℃以外的单体，具体而言，是指玻璃化温度为20°C以下的单体和/或玻璃化温度为80°C以上的单体。更优选包含低聚物成分和单体成分，单体成分采用上述那样的构成。此外，通常使用的低聚物的玻璃化温度低于40℃。
在使用玻璃化温度为20°C以下的低聚物的情况下，以与海相聚合物122的转移点(从低温侧起进行观察而首次出现的转变点(変異点))重合的形式发生转移点。另外，在使用玻璃化温度为80°C以上的单体的情况下，会产生海相聚合物122的转移点以外的、80°C以上的转移点。无论是哪种方式或者是将其进行组合的方式，都能防止在20~80℃出现转移点。
上述树脂组合物固化体层的优选形态是由含有单体成分的树脂组合物所形成，上述单体成分由玻璃化温度为20~80℃的单体和玻璃化温度为80°C以上的单体构成，相对于树脂组合物100质量%，玻璃化温度为80°C以上的单体为3质量%以上。更优选包含低聚物成分和单体成分，单体成分采用上述那样的构成。根据这样的形态，与仅使用玻璃化温度为20~80℃的单体的情况相比，能使转变点向高温侧偏移，能产生海相聚合物122的转移点以外的、80°C以上的转移点。即，能防止在20~80℃产生转移点，由此，能达到本发明的损耗正切的值。
另外，作为本发明的优选实施方式，可以举出降低树脂组合物的固化收缩率、降低初始固化收缩应力的方式。即，本发明中优选上述树脂组合物固化体层的从树脂组合物成为固化体时的体积收缩率(也称为固化收缩率)为4.5%以下。本发明的液体状的树脂组合物中，由于通常从树脂组合物成为固化体时，固化反应在室温附近进行，因而，对温度的依赖性较小，可认为树脂的固化收缩率是导致产生应力的主要因素。通过减小该固化收缩率，即，如上所述那样设定固化收缩率的上限值，从而能减小初始固化收缩应力，能够抑制从树脂组合物成为固化体时的固化收缩后的显示区域周边的条纹状不均匀。其中，特别优选将固化收缩率设定为3.7%以下。较合适的下限值是3.3%以上。
优选上述树脂组合物固化体层的、由树脂组合物成为固化体时的体积收缩率(%)和树脂组合物固化体层的储能模量(MPa)之积(本说明书中也称为收缩率*弹性模量)在60°C时为0.16以下。更优选为0.1以下。作为上述积的较为优选的下限值，可以列举出0.005以上。由此，能一边降低上述固化收缩率，一边抑制变形，能更有效地抑制周边条纹的发生。
作为上述树脂组合物的储能模量，优选在较大的温度区域中的值较小且整体较小。例如，优选在60~100℃中，储能模量为0.03MPa以下。更优选为0.02MPa以下，进一步优选的是0.01MPa以下。
在上述树脂组合物中，可认为从液体开始发生固化时收缩率会促使发生应力，但是，还可以认为对于固化后的使用温度范围内的变化，则弹性模量的影响较大。
上述弹性模量与收缩率之积是目的在于将其作为变形的标准的值。对于上述树脂组合物固化体层，若将从树脂组合物成为固化体时的体积收缩率(%)与温度x(°C)时的储能模量(MPa)之积设为y，则优选满足式logy<-6.6×10-3x+0.53。
使用式σ=－E(1-2ν)·(－V/3)，能计算出上式。
式中，σ表示固化收缩应力。ν表示泊松比(粘接剂为大约0.4~0.5左右)。E表示弹性模量(储能模量)。V表示固化收缩率(从树脂组合物成为固化体时的体积收缩率)。
此外，满足上式的x的范围的下限值为例如10以上，优选为25以上。另外，x的上限值为例如80以下，优选为60以下。
本发明中，优选上述储能模量及上述损耗模量的测定条件如下所述。
上述储能模量及损耗模量是使用动态粘弹性测定装置(日本精工仪器公司(Seiko Instrument)生产的DMS-6100)、以50×10×4mm的试验片、－100~100℃测定温度(升温速度2℃/min)、1Hz频率、拉伸模式所测定的。
另外，tanδ是基于所测定的储能模量与损耗模量之比来计算出的。
上述非反应成分可使用本发明的技术领域中常用的增塑剂。所谓上述增塑剂能列举如下。
可例举与非反应成分相容的聚合物、低聚物、邻苯二甲酸酯类、蓖麻油类等。作为低聚物或聚合物，可例举聚异戊二烯类、聚丁二烯类或二甲苯类的低聚物或聚合物。这些柔软化成分由可乐丽公司以LIR系列的名称、由德固赛公司以POLYOIL系列的名称在市场上销售。这些柔软化成分可使用一种或两种以上。
优选上述非反应成分的相转变温度、相变温度都高于骨架形成成分(低聚物及单体成分)的相转变温度、相变温度。由此，能防止由非反应成分的相转变、相变引起的条纹状不均匀的发生。
优选上述骨架形成成分与上述非反应成分的配比为按照质量比的30：70~70：30。更优选为质量比40：60~60：40。
本发明的树脂组合物固化体层只要形成在前表面板和显示面板之间即可，通常涂布或填充有树脂组合物，来将前表面板和显示面板进行贴合，树脂组合物发生固化来形成树脂组合物固化体层。在本发明中，优选应用将树脂组合物涂布在前表面板和/或显示面板上或填充到前表面和显示面板的间隙之中、然而进行固化的方式。
此外，例如也能以前表面板和显示面板夹住树脂组合物固化后的状态下的片材(也称为片材状树脂或粘合片材)，来形成树脂组合物固化体层。
在涂布或填充树脂组合物的情况下，一般在将树脂组合物涂布到贴合面的前表面板和/或显示面板之后，使前表面板与显示器面隔着该树脂组合物相互贴合，之后，利用UV光使其固化。在使用粘合片材的情况下，使用以透明薄膜夹持着片材状树脂的材料，例如，首先将片材状树脂与前表面板相粘贴，之后，使显示器表面与粘贴到前表面板的片材状树脂面相贴合。
此外，若比较涂布或填充树脂组合物的情况(UV固化型)、与使用片材状的粘合剂的情况，则由于片材状的粘合剂使用完成交联(固化)后的树脂，因而，不会在固化时发生收缩，可是UV固化型会因交联时的反应而发生收缩。因而，UV固化型会因固化收缩时产生的应力而导致在液晶显示器等的显示面板中产生变形，会发生显示不均匀。另一方面，片材状的粘接剂是由薄膜夹持住的，这种实施方式需要加工工序，且这些薄膜在工序中会被丢弃，因此，比树脂单体的价格要高，且采用片材状难以应对在加工过程混入气泡的问题，因而，也有时会需要用于脱泡的减压室等，而导致设备大型化。近年来，例如上述那样，虽然基于设计的观点也提出有将前表面板与TV用显示器进行贴合的样机，但是，如上所述，出于成本、设备的观点，希望考虑用UV固化型的树脂来与TV用的大型液晶显示器进行贴合。
然后，在以UV树脂来将前表面板与大型显示器进行贴合的情况下，存在需要抑制在固化过程中所产生的收缩的问题。另外，对于热固化型树脂，由于开始发生固化的高温下不存在应力，而在固化后温度下降过程中发生上述那样的应力，因而，可以说难以消除周边条纹。本发明中，由于能够抑制由这样的固化收缩引起的周边不均匀，且有效地抑制高温热履历后的条纹状不均匀，因而，能较好地适用于使用UV固化型的情况。
对于构成上述显示面板的前表面板，出于保护显示器表面、防止大型显示器的破损、及设计性的观点，而在显示器的前表面设置有玻璃、塑料等，或者基于互动性的观点，而设置有触摸屏，是由玻璃、塑料、触摸屏等构成。
上述TV用大型显示器的前表面板的厚度通常为1mm以上。优选为2.5~3.0mm。另外，在显示面板为液晶显示面板的情况下，构成液晶显示面板的一对基板的各自的透明基板(玻璃基板等)的厚度通常为0.4~1.0mm。
本发明还涉及具备本发明的带前表面板显示面板的显示装置。
本发明的显示装置的优选实施方式与上述的本发明的带前表面板显示面板的优选实施方式相同。作为这样的显示装置，能列举出液晶显示装置、EL(Electroluminescence：电致发光)显示装置、等离子体显示装置等，还能适用于从手机、游戏机等小型显示装置到TV、户外信息显示器等大型显示装置等各种尺寸的显示装置，另外适用作为触摸屏标准装备显示装置。出于充分降低蠕变性的观点，优选在框体侧(与显示面侧相反的一侧)具有支承面板的机构。对于其他构成要素，没有特别的限定。
本发明还涉及用于形成本发明的带前表面板显示面板的树脂组合物固化体层的树脂组合物。
本发明的树脂组合物的优选实施方式与本说明书中所记载的本发明的带前表面板显示面板的树脂组合物的优选实施方式相同。对于其他构成成分等，只要能发挥本发明的效果，并不作特别限定。
上述的实施方式的各方式只要在不超出本发明的要点的范围内，也能进行适当的组合。
根据本发明的带前表面板显示面板及显示装置，能够充分地消除显示区域周边的条纹状不均匀。
附图说明
图1是表示实施方式1的带前表面板液晶显示面板的剖面示意图。
图2是表示实施方式1的带前表面板液晶显示面板的俯视示意图。
图3是表示实施方式1的具有海岛结构的树脂组合物固化体的示意图。
图4是表示具有图3所示的海岛结构的树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线。
图5是表示具有图3所示的海岛结构的树脂组合物固化体的相对于温度的损耗正切(tanδ)的曲线。
图6是表示实施方式1的树脂组合物固化体的海岛结构的示意图。
图7是表示实施方式1的树脂组合物固化体的海岛结构的示意图。
图8是表示实施方式1的树脂组合物固化体的海岛结构的示意图。
图9是表示树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线。
图10是表示树脂组合物固化体的相对于温度的损耗模量的曲线。
图11是表示树脂组合物固化体的相对于温度的损耗正切(tanδ)的曲线。
图12是表示树脂组合物固化体的相对于温度的损耗正切(tanδ)的曲线。
图13是表示树脂组合物固化体的相对于温度的收缩率和储能模量之积的曲线。
图14是表示现有的带前表面板液晶显示面板的剖面示意图。
图15是表示现有的带前表面板液晶显示面板的剖面示意图。
图16是表示现有的带前表面板液晶显示面板的剖面示意图。
图17是表示现有的带前表面板液晶显示面板的剖面示意图。
图18是表示现有的带前表面板液晶显示面板的照片。
图19是表示完全相容系统的树脂组合物固化体及非相容系统的树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线。
图20是表示非相容状态(海岛结构)的树脂组合物固化体的示意图。
图21是表示非相容状态(海岛结构)的树脂组合物固化体的示意图。
图22是表示相容状态的树脂组合物固化体的示意图。
具体实施方式
接下来，揭示实施方式，参照附图进一步详细说明本发明，但是本发明并不仅限于这些实施方式。此外，在本说明书中，所谓玻璃化温度(Tg)为20~80℃，是指玻璃化温度超过20℃而小于80℃。其他以“~”表示的数值范围包含上限值及下限值。
实施方式1
图1是表示实施方式1的带前表面板液晶显示面板的剖面示意图。此外，图1中，示意性地示出了后述图2中所示的液晶显示面板的沿着A-A’线的截面。
图1中，示出了隔着树脂组合物固化体层即粘接树脂11而设置有前表面板即前表面玻璃10的带前表面板显示面板100。在设置于液晶显示面板14的显示面侧(观察者侧)的表面的偏光板13上设有粘接树脂11。在液晶显示面板14的背面侧，按顺序设置有偏光板15及背光源单元16。液晶显示面板14和背光源单元16之间隔着例如框架相接合。
通常能使上述前表面板的厚度为2.5mm以上、3.0mm以下。另外，作为树脂组合物固化体层的厚度，在使前表面板和显示器面隔着树脂组合物而相互贴合、之后利用UV光等进行固化的情况下，通常能使其为0.05~15mm，更优选能成为0.1~0.5mm。另外，在显示面板为液晶显示面板的情况下，能够使构成液晶显示面板的一对基板的各自的透明基板(玻璃基板等)的厚度通常为0.4~1.0mm。此外，在使用粘合片材的情况下，例如能将其厚度设为0.1~1mm。
图2是表示实施方式1的带前表面板液晶显示面板的俯视示意图。
如图2所示，通常以小于液晶显示面板14的外周的方式来粘贴液晶显示面板14的显示面侧的偏光板13和液晶显示面板14的背面侧的偏光板15。
在实施方式1中，该树脂组合物固化体层在0~70℃的损耗正切为0.2以上、2以下。
能对实施方式1的液晶显示面板的树脂组合物固化体以例如20~30℃实施固化。在固化反应中，树脂组合物具有早期固化成分和延迟固化成分，由此，早期固化成分会在较早的阶段进行固化并确定体积，降低从树脂组合物成为固化体时的体积收缩率，并能利用延迟固化成分，获得固化后所希望的弹性模量。另外，还能降低蠕变性。
图3是表示实施方式1的具有海岛结构的树脂组合物固化体的示意图。图4是表示具有图3所示的海岛结构的树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线。图5是表示具有图3所示的海岛结构的树脂组合物固化体的相对于温度的损耗正切(tanδ)的曲线。
在实施方式1中，树脂组合物固化体层由含有单体成分的树脂组合物形成，该单体成分是由玻璃化温度为20~80℃以外的单体构成的。由此，如图4所示，能充分地防止在20~80℃时发生转变点。然后，在图5中，示出了能充分地减小使用温度范围内的tanδ的值。其中，优选上述单体成分是由玻璃化温度为20℃以下的单体和玻璃化温度为80℃以上的单体构成的。
上述树脂组合物固化体层也可以是由包含单体成分的树脂组合物形成的，上述单体成分由玻璃化温度为20~80℃的单体和玻璃化温度为80℃以上的单体构成，相对于树脂组合物100质量%，玻璃化温度为80℃以上的单体为3质量%以上。
如上所述那样，通过调整构成单体成分的单体的玻璃化温度，从而能适当地调整损耗正切，能达到实施方式1的损耗正切范围。
图6~图8是表示实施方式1的树脂组合物固化体的海岛结构的示意图。
图6~图8按顺序地示意性地示出了岛相聚合物比例减少的情况。即使使岛相聚合物比例为20%以下，也能适当地调整损耗正切，能达到实施方式1的损耗正切范围。
对于能用于实施方式1的树脂组合物的单体的例子，如下表1所示。考虑到上述的玻璃化温度和单体的掺合比例之后，能适当地使用例如表1所示的单体。
[表1]
作为能用于实施方式1的树脂组合物的非反应成分，能使用作为上述非反应成分而举例示出的成分。
非反应成分的相转变、相变温度相比骨架形成成分的相转变、相变温度，而位于高温侧。
实施例1~8、比较例1、2
对于实施例1~8及比较例1、2中的形成树脂组合物固化体层的树脂组合物的单体成分的构成，如下表2及表3所示。在下表中，在“低聚物”、“单体A”、“单体B”、“单体C”、“单体D”、“非反应成分A”、“非反应成分B”的各项目中，“○”表示在树脂组合物中使用该成分，“×”表示在树脂组合物中未使用该成分。使用单体的Tg范围如下所示。单体A~C：Tg范围20~80℃、单体D：Tg范围80℃以上。
[表2]
[表3]
图9是表示树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线。
表示实施例1~5、7、比较例2中的树脂组合物的储能模量。如后述的表4所示，在实施例1~5中，消除了周边不均匀，使其达到可称为合格品的程度。特别是在实施例2及实施例4中，可以说实质性地消除了周边不均匀。
可知实施例2及实施例4在图9所示的实施例和比较例中，在较大的温度区域中都具有较小的弹性模量，其弹性模量整体较小，因而是优选的。
另一方面，在从室温附近上升到60℃附近时、弹性模量发生了急剧减小的比较例2中，发生了周边不均匀。
因而，即使值较小但却发生了急剧变化的弹性模量会导致周边不均匀，因而，会成为产生新应力的原因。
关于这一点，若来看tanδ，则由于在比较例2中，已知相变的物性变化会在60℃附近发生，因而，可以说需要残留有交联的分子骨架的状态。
图10是表示树脂组合物固化体的相对于温度的储能模量的曲线。
图11是表示树脂组合物固化体的相对于温度的损耗正切(tanδ)的曲线。
图12是表示树脂组合物固化体的相对于温度的损耗正切(tanδ)的曲线。
图13是表示树脂组合物固化体的相对于温度的收缩率和储能模量之积的曲线。
对于实施例1~8及比较例1、2中的带前表面板显示面板的树脂组合物固化体的物性，如下述表4及表5所示。此处，条纹状不均匀的等级标记中，“裸眼OK”表示在灰色色标(256灰度中，以白色为255灰度时的32灰度等级)时，裸眼不会观测到周边不均匀。所谓“裸眼等级”，是指尽管用裸眼能观察到周边不均匀、但是若通过ND10%滤光片(透射率10%的ND滤光片、以下ND8%、ND5%、ND3%也都是相同的意思)进行观察则看不到的等级。所谓ND10%，是指若通过ND10%滤光片进行观察，则不能确认条纹状不均匀，但通过ND8%滤光片进行观察，则会看到周边不均匀。下文中，同样地，所谓ND8%，是指通过ND8%滤光片不会观察到周边不均匀、但通过ND5%滤光片会观察到周边不均匀的等级，所谓ND5%，是指通过ND5%滤光片不会观察到周边不均匀、但通过ND3%滤光片会观察到周边不均匀的等级，所谓ND3%，是指即使通过ND3%滤光片也会观察到周边不均匀。换言之，按照周边不均匀的程度从小到大的顺序(好坏的顺序)，如下所示：“裸眼OK”<“裸眼等级”＜ND10%＜ND8%＜ND5%＜ND3%
另外，表中的各项目如下所述。固化条件是指使用由EYE GRAPHICS公司生产的金属卤化物灯及由ORK公司生产的照度计来照射波长350nm的紫外线，以进行固化。A型硬度是以“JIS手册橡胶-12007年、K-6253橡胶硬度试验方法”为基准，在25°下进行测定的。收缩率表示体积收缩率。储能模量是使用动态粘弹性测定装置(日本精工仪器公司(Seiko Instrument)生产的DMS-6100)、以50×10×4mm的试验片、-100~100℃测定温度(升温速度2℃/min)、1Hz频率、拉伸模式所测定的。关于G/G粘接强度，是通过对以下试料进行测定而得的，上述试料是使玻璃板与玻璃板以相互正交的方式相贴合，以使得粘接面积为粘接厚度为0.3mm，并对其进行UV固化而得到的。固定下玻璃，以拉伸试验速度：5mm/min来拉伸上玻璃，将剥离试验片的时刻的最大负荷的值设为粘接强度。对于透射率及YI(黄色指数)，是将试料厚度设为0.3mmt，使其被夹在玻璃和玻璃之间对其进行UV固化，利用紫外分光光度计、可见光分光光度计-JASCO V-570(日本分光株式会社生产)来测定固化物的从400nm到800nm的光透射率。根据测定值来计算YI。
[表4]
[表5]
以上述表格中示出的样品来评价周边条纹状不均匀(周边不均匀)。在实施例1~7中，未观察到初始不均匀(在贴合、UV固化后进行观察时的周边不均匀)。在实施例2~5中，除了未观察到初始不均匀之外，在放置于60℃后，也未观察到周边不均匀。另外，在实施例1~5中，具有大致相同程度的周边不均匀及气泡量。
从液体开始固化时，由于固化反应在室温附近进行，因此，对温度的依赖性较小，可认为收缩率是导致产生应力的主要因素。若将直到裸眼等级都作为合格品，则虽然与下述的弹性模量之间也有关系，但优选设定为4.5%以下。
可认为固化后的变化会较大地依赖于弹性模量。
若将弹性模量与收缩率之积作为变形的标准来进行绘制，则在放置于60℃之后，在实施例2~5中不会观察到周边不均匀，对于收缩率*弹性模量，优选在60℃时为0.16以下、25℃时为0.37以下。
然而，在比较例2中，即使位于上述范围内，也仍会发生周边不均匀。由此可知，单单仅降低储能模量是不够的。
此处，若观察tanδ的曲线(图11、图12)，则可知比较例2在超过50℃的附近具有较大的峰值且具有发散趋势，至于收缩率与弹性模量之积的曲线(图13)，也会在从40℃到60℃之间大幅下降。
上述现象示出了具有相当于树脂相转移的状态变化，极端情况下可认为树脂接近液态。因而，可认为，在60℃以上时，伴随着流动的发生而成为容易缓和应力状态的状态。然而，在从60℃以上的、应力被缓和的状态开始降低温度时，由于膨胀系数不同等因素而导致平衡点移动并开始产生新应力，此时，由于弹性会快速恢复，因而，可认为流动性变差而容易内有应力存在。然后，可认为在室温下也成为内有应力存在的状态。
另一方面，若观察图11，则可知，实施例2及实施例4相比其他实施例、比较例，其tanδ具有大为平缓的极大值。这可认为并非是相转移等急剧的变化，而是例如树脂缓慢地转变为橡胶状，尽管是对应力具有较好追随性的状态，但是该状态下并不发生流动。因而，除了成为内部应力容易发生缓和的状态，还由于维持有分子间的交联，因此，随着温度降低，也不会发生较大的应力。
根据该结果，对于tanδ，在使用温度范围(0~70℃)内，较好为0≤tanδ≤2(优选为0<tanδ<2)，该值对周边不均匀是有效的。另外，作为优选实施方式，可举出在10~60℃时0.2≤tan δ≤2.0(更优选的是，0.2<tanδ<2.0)的方式。在使用温度范围(0~70℃)内，满足上述数值范围的实施方式也是一个优选实施方式。
在实施例中，通过将使用温度范围(0~70℃)时的损耗正切设为2以下，从而能防止在该温度范围内发生相转变等急剧的物性变化。其结果是，能够充分地防止显示区域的条纹状不均匀。另外，通过将使用温度范围(0~70℃)时的损耗正切设为0.2以上，从而能够使实施例中的树脂柔软有弹性，由此，也能防止条纹状不均匀。此外，作为改良的技术思想，使实施例1具有低弹性模量，使实施例2及实施例4具有低收缩、低弹性模量，使实施例3具有低收缩率。
本实施方式也能是具有实施方式1的带前表面板显示面板的显示装置。作为显示装置，可以举出例如前表面板为触摸屏的方式、或前表面板是保护板的方式。另外，在实施方式1中，对液晶显示面板进行了说明，但是，本发明也能应用到EL显示面板等其他各种显示面板。此外，优选在框体侧(显示面侧的相反侧)具有支持面板的结构。
上述的实施方式的各方式只要在不超出本发明的要点的范围内，也能进行适当的组合。此外，本发明的说明书中的“以上”、“以下”表示包含该数值。即，所谓“以上”，是指不少于(该数值及该数值以上)。
此外，本申请是以2010年6月21日申请的日本国专利申请2010-140409为基础，基于巴黎条约及进入国家的法规主张优先权。该申请的整体内容作为参照编入在本申请中。
附图标记
100带前表面板显示面板
10前表面玻璃
11粘接树脂
13、15偏光板
14液晶显示面板
14a片材
16背光源单元
31周边不均匀部
31白色不均匀部
31b黑色不均匀部
121岛相聚合物
122海相聚合物
123相容状态的树脂组合物固化体

Claims (5)

1.一种带前表面板显示面板,
是隔着树脂组合物固化体层设置有前表面板的带前表面板显示面板,其特征在于,
该树脂组合物固化体层在0～70℃时的损耗正切为2以下，
所述树脂组合物固化体层是由包含单体成分的树脂组合物形成的,
所述单体成分是由玻璃化温度为20～80℃的单体和玻璃化温度为80℃以上的单体构成的,相对于树脂组合物100质量％,玻璃化温度为80℃以上的单体为3质量％以上。
2.如权利要求1所述的带前表面板显示面板,其特征在于,
所述树脂组合物固化体层在从树脂组合物成为固化体时的体积收缩率为4.5％以下。
3.如权利要求1或2所述的带前表面板显示面板,其特征在于,
所述树脂组合物固化体层在从树脂组合物成为固化体时的体积收缩率(％)与树脂组合物固化体层中的储能模量(MPa)之积在60℃时为0.16以下。
4.一种显示装置,其特征在于,
包括权利要求1至3的任一项所述的带前表面板显示面板。
5.一种树脂组合物,其特征在于,
用于形成权利要求1至3的任一项所述的带前表面板显示面板的树脂组合物固化体层。
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