JP2009086656A - 画像表示装置の製造方法及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像表示パネルと保護板との間に紫外線硬化物が密着配置された構成で、保護板に紫外線の非透過領域を有する場合であっても、紫外線硬化物の硬化性が十分に得られ、残存モノマーの臭気を低減することができる画像表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】画像表示パネルと、該画像表示パネルの視認側に位置し、外周部に紫外線の非透過領域を有する保護板とを備え、画像表示パネルと保護板との間に、紫外線硬化物が配置された画像表示装置の製造方法であって、画像表示パネル及び保護板との間に波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上である枠材を設けるとともに、画像表示パネルと保護板と枠材とで形成される空間内に紫外線硬化性液状物を充填し、保護板の視認側から及び保護板の側面側から紫外線を照射して紫外線硬化性液状物を硬化させて紫外線硬化物とする画像表示装置の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話、デジタルカメラ、ゲーム機等のモバイル用画像表示機器、カーナビゲーションテレビ、各種操作用表示パネル等の移動体搭載用画像表示機器、パーソナルコンピューター、平面テレビ等の家電用表示機器に用いられる画像表示装置の製造方法及び画像表示装置の製造方法で得られた画像表示装置に関する。

画像表示装置としては液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）等が挙げられる。ここでは、代表的な画像表示装置として液晶表示装置を例示し以下に説明する。

液晶表示装置に用いられる液晶パネルは、透明電極、画素パターン等を表面に形成した厚さ約１ｍｍ程度のガラス基板の間に数ミクロン程度のギャップを介して液晶を充填、シールしてなる液晶表示セルとその外側両面に貼り付けた偏光板などの光学フィルム等からなる薄くて傷付きやすい表示部品である。

このため、特に携帯電話、ゲーム機、デジタルカメラ、車載用途などでは、液晶表示セルや光学フィルムを保護する目的で液晶パネルの前面に一定の空隙を置いて透明な保護板を設けた構造の液晶表示装置が一般的に用いられている。

図４は、従来の液晶表示用装置の一例を示す模式的断面図である。透明な二枚のガラス１が、スペーサー２を介して相対峙する間に液晶３を封入した構造体が液晶表示セル４であり、そのガラス１の外側の片面又は両面に偏光板等５が貼り付けられて液晶パネル６が構成される。

液晶パネル６の一方の面側には、反射板や導光板、拡散シート等からなるバックライトユニット９が配置される。液晶パネル６の他方の面側には、保護板７が空間８を介して配置される。保護板７は透明な板であり、ガラスやアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明プラスチックが用いられている。

空間８は、外部から加わる機械的な圧力の影響が、直接液晶パネル６に及ばないようにするために設けられているもので、携帯電話、ゲーム機、デジタルスチルカメラ等持ち運ぶことを前提とした機器に使用される液晶ディスプレイにおいて特に必要な構成である。

透明な保護板の屈折率は１．４〜１．６、また液晶表示セルの視認側に貼られている偏光板の最外層を構成する透明プラスチックフィルムの屈折率は１．５〜１．６である。
一方、空間８は空気からなり（空気層）、その屈折率は１であるため、それぞれの界面においてフレネル反射による反射損を生じ、表示特性が大きく低下するという問題点があった。
従って、テレビやモニターなどの高い画質を要求される用途では、液晶ディスプレイの表示性能を損なう保護板を設けることができず、画面を指で押せば絵が歪む状態のまま商品化されて今日に至っている。

そこで、視認性と強度等を向上することを目的として、空間８を透明物質で置換した構造とそのための製造法が種々検討されてきた。これらは、以下の方法に大別される。
（１）透明な油性液を充填する（例えば、特許文献１参照）、（２）透明な不飽和ポリエステル樹脂を充填する（例えば、特許文献２参照）、（３）シリコーンやウレタンなどの透明な重合性液状物を充填する（例えば、特許文献３〜６参照）、（４）透明な粘着性樹脂シートを貼り合わせる（例えば、特許文献７〜９参照）、（５）透明樹脂シートと被着板の間に該樹脂シートを膨潤溶解させない揮発性液体を介在して貼り合わせる（例えば、特許文献１０参照）等の方法が挙げられる。

一方、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）の場合は、ガラスに各種機能層を貼合した前面板が空隙を空けて設置されている。この場合もフレネル反射による反射損を生じ、表示特性が大きく低下するという問題点があった。そこで直貼りフィルタと呼ばれるフィルム状のフィルタをＰＤＰパネルに直接貼合する構成が提案されている（例えば、特許文献９及び１１参照）。

特開平０５−０１１２３９号公報 特開平０３−２０４６１６号公報 特開平０６−０５９２５３号公報 特開平０６−３３７４１１号公報 特開平０７−２０９６３５号公報 特開２００６−０５８７５３号公報 特開平０８−３２７９７５号公報 特開平０９−００６２５６号公報 特開２００３−０２９６４５号公報 特開平０９−１９７３８７号公報 特開２００３−０２９６４４号公報

これら従来の方法は、それぞれ次のような問題点を有しているためほとんど実用化されてこなかったのが実情である。
（１）の方法については、オイル材料を漏れないようにシールすることが大変難しく、また、構成する有機部品を侵し、その結果、視認性を著しく損なう。
（２）の方法では、ポリエステルは大きな固有複屈折を有するため、それを用いたシートの位相差により、液晶パネルの色調が変化してしまう。加えて、ポリエステルは黄色度が高く、無色性が求められる本用途には適さない。
（３）の方法では、シリコーンやウレタンなどの透明な重合性液状物は硬化時の重合収縮により、透明保護基板や偏光板等から剥がれが発生し視認性が低下しやすい。
（４）の方法では、樹脂シートを介して液晶パネルと透明保護板を貼り合せる際に気泡の混入が避けられず、オートクレーブなどの圧力処理で気泡を抹消しても、後の環境変化で再び気泡が発生しやすいため、長期信頼性に劣る。
（５）の方法では、樹脂シートを介して液晶パネルと透明保護板を重畳密着させる際の気泡混入は、液体を介在させるために抑制しやすいが、密着後に加温加圧や減圧脱気、乾燥などの後処理を必要とする。

ＰＤＰの直貼りフィルタのようなフィルムタイプのフィルタの場合、比較的柔らかいフィルタを使用することで貼合時の気泡巻き込みを抑制することが可能であるが、表面硬度が低下し傷や凹みが発生しやすくなる。一方、固いフィルタを使用する場合には貼合時に気泡を巻き込むという問題があった。

一方、液晶パネルなどの画像表示パネルと、保護板との間に、透明物質たる紫外線硬化物が密着配置された構成の場合、製造時においては、例えば、紫外線硬化物の前駆材料（紫外線硬化性液状物）を保護板と画像表示パネルとの間に充填させた状態で紫外線を照射して硬化させる。しかし、保護板には、通常、画像表示領域外に、ディスプレイ外周部にあるＩＣ部分などを隠し、意匠性を良くするために紫外線を透過しない枠が印刷されており、この枠により遮られた部分の紫外線硬化が不十分となる。そして、硬化不十分の紫外線硬化物が存在すると、その部分から剥離が発生したり、残存モノマーにより臭気が発生したりするという問題がある。

本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
本発明の目的は、画像表示パネルと保護板との間に、透明物質たる紫外線硬化物が密着配置された構成の画像表示装置であって、保護板に紫外線の非透過領域を有する場合であっても、紫外線硬化物の硬化性が十分に得られ、残存モノマーの臭気を低減することができる画像表示装置の製造方法及び該画像表示装置の製造方法で得られる画像表示装置を提供することにある。

前記課題を解決するための手段は以下に通りである。
（１）画像表示パネルと、該画像表示パネルの視認側に位置し、外周部に紫外線の非透過領域を有する保護板とを備え、前記画像表示パネルと前記保護板との間に、紫外線硬化物が配置された画像表示装置の製造方法であって、
前記画像表示パネル及び前記保護板との間に波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上である枠材を設けるとともに、前記画像表示パネルと前記保護板と前記枠材とで形成される空間内に紫外線硬化性液状物を充填し、
前記保護板の視認側から紫外線を照射するともに、前記保護板の側面側から紫外線を照射して前記紫外線硬化性液状物を硬化させて紫外線硬化物とすることを特徴とする画像表示装置の製造方法。

（２）前記紫外線硬化性液状物に紫外線を照射し、紫外線硬化物としたときの硬化収縮率が１５％以下であることを特徴とする前記（１）に記載の画像表示装置の製造方法。

（３）前記紫外線硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が、１０^３〜１０^７Ｐａであることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の画像表示装置の製造方法。

（４）前記紫外線硬化性液状物が、（メタ）アクリル酸エステルを含むことを特徴とする前記（１）から（３）のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法。

（５）前記紫外線硬化物の全光線透過率が、５０％以上であることを特徴とする前記（１）から（４）のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法。

（６）前記枠材が、紫外線硬化性液状物を含浸させ得る材料からなり、前記紫外線硬化性液状物を含浸させたときの該枠材の波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上であることを特徴とする前記（１）から（５）のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法。

（７）前記保護板が、表面硬度が鉛筆硬度でＨ以上であり、かつ波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上であることを特徴とする前記（１）から（６）のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法。

（８）前記（１）から（７）のいずれかに記載の画像表示装置の製造方法により製造される画像表示装置。

本発明によれば、画像表示パネルと保護板との間に液体（紫外線硬化性液状物）を注入し保護板の側面側から紫外線を照射することにより、保護板の視認側からのみでは硬化させることが不可能な部分も硬化させることができる。これにより残存モノマーの臭気低減ができ、また未硬化による剥離発生を抑制することができる。
また、保護板側から紫外線を照射することにより、オートクレーブ処理などの圧力操作をすることなく、気泡混入がない画像表示装置を製造することができる。

＜画像表示装置の製造方法＞
本発明の画像表示装置の製造方法は、画像表示パネルと、該画像表示パネルの視認側に位置し、外周部に紫外線の非透過領域を有する保護板とを備え、前記画像表示パネルと前記保護板との間に、紫外線硬化物が配置された画像表示装置の製造方法であって、前記画像表示パネル及び前記保護板との間に波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上である枠材を設けるとともに、前記画像表示パネルと前記保護板と前記枠材とで形成される空間内に紫外線硬化性液状物を充填し、前記保護板の視認側から紫外線を照射するともに、前記保護板の側面側から紫外線を照射して前記紫外線硬化性液状物を硬化させて紫外線硬化物とすることを特徴としている。

本発明の画像表示装置の製造方法は、別言すると、保護板又は画像表示パネルのいずれか若しくは両方の主たる面に前記枠材を配置する工程、該主たる面の前記枠材に囲まれた凹状空間に紫外線硬化性液状物を展開する工程、画像表示パネルと保護板とを貼り合わせる工程、及び保護板の視認側及び保護板の側面側から紫外線を照射することによって保護板と液晶パネルを接合する工程を含む。

前記保護板は紫外線の非透過領域を除き紫外線透過性を有し、この保護板側から紫外線を照射することにより、保護板の紫外線透過部と液晶パネルの間の紫外線硬化性液状物を硬化することができる。
また、保護板の側面側からも紫外線を照射することにより、保護板側からの照射では硬化が不十分な、保護板の枠（紫外線の非透過領域）により紫外線が遮光された部分を硬化させることができる。保護板側及び保護板の側面側からの紫外線照射は同時に行うことも分けて行うこともできる。
なお、保護板と画像表示パネルとの間には枠材が設けられているため、保護板の側面側から照射された紫外線は紫外線硬化性液状物に到達する前に枠材に入射するが、該枠材は波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上であるため、入射した紫外線は該枠材を透過し、紫外線硬化性液状物に到達する。すなわち、保護板の側面側からの紫外線照射では、保護板側からの紫外線照射では遮光される部分に位置する紫外線硬化性液状物を硬化することができる。

紫外線硬化性液状物を展開する方法としては、例えば、自動又は手動ディスペンサーを用いて、一定量を吐出口から、保護パネル又は液晶パネルへ滴下する方法、ロールコート、バーコート、スピンコート等による液膜の形成方法等がある。

以下に、図面を参照して、本発明の画像表示装置の製造方法をさらに具体的に説明する。
図１（Ａ）は、保護板７に枠材１０を配置した状態を模式的に示す断面図である。保護板７には、紫外線を透過しない枠（紫外線非透過領域、図１において太線で示す。）が印刷されており（以下、「印刷枠」と呼ぶ。）、この印刷枠に沿って枠材１０を配置（接着）している。図１（Ｂ）は、枠材１０の内側の領域（凹状空間）に紫外線硬化性液状物を滴下し、紫外線硬化性液状物１１を展開した状態を示している。図１（Ｂ）に示すように、枠材１０により、紫外線硬化性液状物１１が過剰に広がり、外部にもれ出すことを抑制することができる。また、枠材１０の厚みを調整することで保護板７と液晶パネル６との間隔を所望の厚みにすることができる。

次いで、図１（Ｃ）に示すように、保護板７の表面に配置された枠材１０の上に液晶パネル６を載せる。すると、過剰の紫外線硬化性液状物１１’がはみ出す。このはみ出した紫外線硬化性液状物１１’は、保護板７の視認側からの紫外線照射では、印刷枠により紫外線が遮られるため硬化が不十分となる。そこで、保護板７の視認側及び保護板７の側面側（図１（Ｄ））から紫外線を照射することにより、図１（Ａ）に示すように枠が印刷された保護板を使用した場合でも、枠材１０よりはみ出した紫外線硬化性液状物１１を硬化することができる。

前記枠材は、３６５ｎｍの紫外線透過率が１％以上であるが、１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましい。上限は、高いほど好ましいが、通常は８５％程度である。なお、後述する紫外線硬化性液状物を含浸させ得る材料からなる枠材の場合は、紫外線硬化性液状物を含浸させた状態での紫外線透過率である。
前記枠材の３６５ｎｍの紫外線透過率が１％以上あることで、保護板の側面側から照射した紫外線が枠材の内側にまで入光するため、保護板側からの紫外線照射だけでは印刷枠により遮光される部分の硬化を容易にすることができる。

枠材には、紫外線硬化性液状物が過剰に広がるのをせき止めるという役割もある。
また、枠材としては、紫外線硬化性液状物を硬化させた紫外線硬化物と同種の紫外線硬化物を使用することが好ましく、紫外線硬化性液状物を紫外線により硬化したものを使用することがより好ましい。
紫外線硬化性液状物と同種の紫外線硬化物を枠材に使用することにより、枠材から紫外線硬化性液状物に不純物が移行することを抑制でき、これにより枠材と紫外線硬化物の境界付近が濁ったり、変色したりすることを抑制できる。
また、境界付近の剥離を抑制することができる。

また、枠材としては、紫外線硬化性液状物を含浸させ得る材料も好適に使用することができる。そのような材料としては、空気が通過可能な多数の空隙を有する枠材を使用することが好ましい。空気が通過可能な多数の空隙を有する枠材を使用することにより、画像表示パネルと保護パネルの間の透明樹脂（紫外線硬化物）に気泡の混入がなく、従って視認性の優れた画像表示装置を容易に製造することができる。
そのような材料の例としては、連続気泡ＰＶＡスポンジシート、ＰＰ不織布シート、連続気泡ポリウレタンスポンジシート、連続気泡ポリエチレンスポンジシート、連続気泡ポリスチレンスポンジシート、ＰＥ不織布シート等が挙げられ、中でも、連続気泡ＰＶＡスポンジシート、ＰＰ不織布シート、連続気泡ポリウレタンスポンジシートを好適に使用することができる。

また、前記枠材及び保護板の側面側からの紫外線照射により、樹脂のはみ出しの問題（樹脂のはみ出しによる臭気、筐体の汚染、べとつき又ははみ出し樹脂の処理、例えば、しみ出した液状樹脂をパネルごとに拭き取り作業を要することなど）を容易になくすことができる。

本発明の画像表示装置の製造方法では、紫外線硬化性液状物が硬化する前に気泡や異物などの欠陥を検査することができる。紫外線硬化性液状物が硬化する前に検査を行うことにより、欠陥が発生しているパネルを容易にリペアすることが出来、製品の歩留まりを高めることができる。

本発明の製造方法に用いられる紫外線照射装置としては、市販されている一般的な紫外線照射装置を使用することができる。光源としては低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、ＬＥＤ等が挙げられるが、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプがより好ましい。

また、コンベアで移送する連続式の照射装置、１枚ずつ照射するバッチ式の装置のいずれも使用することができる。
また、保護板の側面側から照射する装置としては、連続式、バッチ式の他に特定の部分に紫外線を照射する装置であるスポット照射装置を使用することもできる。

保護板の視認側及び保護板の側面側から紫外線を同時に照射する方法としては、上記の一般的な紫外線照射装置を保護板の視認側及び／又は保護板の側面側に設置して順次に若しくは同時に照射する方法の他、保護板側から照射した紫外線を、鏡を用いて反射させ、保護板の側面側に入光させることもできる。

なお、ラジカル重合により紫外線硬化性液状物を硬化させる場合には、酸素による硬化阻害を低減するために二酸化炭素や窒素などの不活性ガスにより雰囲気中の酸素濃度を低減した状態で紫外線を照射することが好ましい。

本発明において、前記紫外線硬化物は、紫外線硬化性液状物に紫外線を照射して硬化させたものを用いる。当該紫外線硬化性液状物としては、（メタ）アクリル酸エステル（メタクリル酸エステル又はアクリル酸エステルのことを意味する。以下同じ。）やエポキシ樹脂などの一般的な紫外線硬化性液状物を使用することができるが、保護板と液晶パネルを接合するために粘着力が必要であり、短時間での硬化が必要であることから（メタ）アクリル酸エステルが好ましい。
また、（メタ）アクリル酸エステルは、エステル交換反応によって得ることが好ましい。エステル交換反応によって作製したモノマー中には触媒残渣が少ないことから高温での樹脂の着色を低減することができ、画像表示装置の信頼性を長期にわたって保つことができるからである。

（メタ）アクリル酸エステルとしては、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等が挙げられるが、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレートが好ましく、２−エチルヘキシルアクリレートが特に好ましい。これらの（メタ）アクリレートは２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

これらの（メタ）アクリル酸エステルに加えて、極性基を有する（メタ）アクリル酸エステルを適宜使用することにより吸湿時の白濁を抑制することができる。このための極性基を有する（メタ）アクリル酸エステルとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、１−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、１−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、１−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリル酸エステル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ジブチレングリコール、トリブチレングリコール等のポリブチレングリコールモノ（メタ）アクリレートなどが挙げられるが、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、１−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、１−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、１−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートが好ましく、２−ヒドロキシエチルアクリレートが特に好ましい。これらの（メタ）アクリル酸エステルは２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

本発明において、紫外線硬化性液状物全体に対する（メタ）アクリル酸エステルの配合量は、１０〜９９．０重量％であることが好ましく、２０〜９０重量％であることがより好ましい。

本発明における紫外線硬化性液状物は、紫外線を照射し紫外線硬化物とした場合の硬化収縮率が１５％以下であることが好ましく、１２％以下であることがより好ましい。硬化収縮率は小さければ小さいほど良く、理想的には０％である。硬化収縮率が１５％を超えると、保護板が硬化収縮に追従できず、硬化の際に保護板との界面で剥離が生じてしまうことがある。
また、紫外線硬化性液状物の硬化収縮率が小さい場合、歪みの発生量が小さく、弾性率が低いことから発生した歪みを紫外線硬化物内部で緩和することができ、特に液晶ディスプレイの表示特性を劣化させることがない。

硬化収縮率を小さくする方法としては、硬化収縮率の小さいモノマーを使用する方法、重合に関与しない添加剤を加える方法等が挙げられる。
硬化収縮率の小さいモノマーとしては、分子量の大きな（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。当該（メタ）アクリル酸エステルの分子量としては１５０〜１０００が好ましく、３００〜１０００がより好ましく、例えば、イソボルニル（メタ）アクリレートやジシクロペンタニル（メタ）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等の長鎖アルキル（メタ）アクリル酸エステル、エチレングリコールのモノ（メタ）アクリレート又はエチレングリコールのモノ（メタ）アクリレートアルキルエーテル等のアルキルオキシ基を繰り返し単位として有する（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。これらは単独でも２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

重合に関与しない添加剤としては、紫外線硬化性液状物と相溶するものであればよく、市販の増粘剤、等を使用することができる。また反応性二重結合を有しない（メタ）アクリルポリマ（上記（メタ）アクリル酸エステルの重合体又は共重合体を意味する。以下同様）等を使用することもできる。

（メタ）アクリルポリマを添加する方法としては、別途合成した（メタ）アクリルポリマを添加する方法や、（メタ）アクリルポリマをそのものを添加するのではなく、モノマーの一部を光や熱により重合し（メタ）アクリルポリマを生成する方法（この場合、最終的な硬化時に再度光や熱により重合する。）が挙げられる。添加するポリマの重量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより標準ポリスチレンの検量線を用いて測定したもの、以下同様）は、１００，０００〜６００，０００が好ましい。

（メタ）アクリルポリマの合成方法としては、溶液重合、懸濁重合、乳化重合及び塊状重合等の既知の重合方法を用いることができるが、溶液重合又は塊状重合が好ましい。 重合開始剤としては、熱によりラジカルを発生する化合物を用いることができ、具体的には、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ（２−エトキシエチル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシビバレート、（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド、ジドデシルパーオキシドの様な有機過酸化物や、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、４，４’−アゾビス（４−シアノバレリック酸）、２，２’−アゾビス（２−ヒドロキシメチルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］のようなアゾ系化合物が挙げられる。

本発明において、紫外線硬化物は高温時のクリープ特性を改善するために、一部架橋していることが好ましい。架橋させる方法としては（メタ）アクリロイル基を２個以上有する（メタ）アクリル酸エステルを加える方法、エポキシ樹脂を加える方法等が挙げられるが、相溶性の点から（メタ）アクリロイル基を２個以上有する（メタ）アクリル酸エステルを加える方法が好ましい。

（メタ）アクリロイル基を２個以上有するモノマーとしては、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルモノマー、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、アクリル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルオリゴマ、（メタ）アクリロイル基を主鎖又は側鎖に有するポリマが挙げられるが、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート等のジアクリレートが好ましい。

（メタ）アクリル酸エステルを紫外線で重合させるために必要な光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、オリゴ（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−（４−（１−メチルビニル）フェニル）プロパノン）等が挙げられるが、樹脂組成物を着色させないものとしては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン等のα−ヒドロキシアルキルフェノン系化合物、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、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド系化合物、オリゴ（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−（４−（１−メチルビニル）フェニル）プロパノン）及びこれらを組み合わせたものが好ましい。

また、特に厚いシートを作製するためには、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、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド系化合物を含む光重合開始剤が好ましい。

さらに、シートの臭気を減らすためには、オリゴ（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−（４−（１−メチルビニル）フェニル）プロパノン）が好ましい。これらの光重合開始剤は複数を組み合わせて使用してもよい。

本発明における紫外線硬化性液状物には光の透過率や色合いを調整するための色素、長期信頼性を向上させるための紫外線吸収剤や酸化防止剤、粘度を調整するための粘度調整剤、粘着力を増やすための増粘剤（例えば、タッキファイヤ）等を添加することができる。これら添加剤は光学特性や硬化性を阻害しない範囲で単独又は組み合わせて添加することができる。なお、タッキファイヤとは、分子量数百〜数千のオリゴマー領域の樹脂であり、具体的には、ロジン及びロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、石油樹脂が挙げられる。なお、タッキファイヤは凝集力、見掛け粘度の低下、臨界表面張力の増大により粘着力が向上させる効果があり、必要に応じて粘着付与剤として添加することが好ましい。

本発明における紫外線硬化物の２５℃における貯蔵弾性率は、１０^３〜１０^７Ｐａであることが好ましく、１０^４〜１０^６Ｐａであることがより好ましい。貯蔵弾性率が１０^３Ｐａ未満であると、外部から衝撃が加わった際に、紫外線硬化物が変形し視認性が低下する傾向がある。また貯蔵弾性率が１０^７Ｐａを超えると、衝撃が液晶パネルに伝わり、液晶パネルが割れやすくなる傾向がある。

本発明における紫外線硬化物は、全光線透過率が５０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。全光線透過率が低い場合、画像が暗くなり視認性が低下する傾向がある。

本発明における保護板として使用できるものは、具体的にはガラス板、アクリル系樹脂板、シクロオレフィン系樹脂板等があるが、表面硬度がＨ以上（鉛筆硬度試験）で、波長３６５ｎｍの紫外線透過率が１％以上であればこれらに制限するものではない。表面硬度がＨよりも小さいと表面に傷がつきやすくなり、また紫外線の透過率が１％未満であると紫外線硬化性液状物が硬化不足になる。表面硬度は、より好ましくは３Ｈ以上であり、さらに好ましくは４Ｈ以上である。また、紫外線の透過率は、より好ましくは２０％以上であり、さらに好ましくは５０％以上である。上限としては、高いほど好ましいが、通常は９０％程度である。

本発明は、保護板として、外周部に紫外線の非透過領域を有するものを対象としているが、「紫外線の非透過領域」は、保護板の外周部近傍に位置し、意匠性を良好にすることを目的に形成されるものであり、紫外線の透過率が１％未満の領域である。当該領域は、意匠性のために形成されるものであるため、ディスプレイ外周部にあるＩＣ部分などが見えなければ、どんな材料でも用いることができるが、黒色顔料、褐色顔料等の濃い色のものを用いることが好ましく、それらを印刷等、一般的な方法で塗布することにより形成することができる。

本発明における保護板は、表面に反射防止層、防汚層、電磁波遮蔽層、近赤外線遮蔽層、色調整層などの機能性を有する層を積層してもよい。反射防止層は表示特性が向上することから積層されていることがより好ましい。反射防止層としては、反射防止性を有している層であればよく、市販の反射防止フィルム等を使用することができる。

また、防汚層は汚れがつきにくくなる又は取れやすくなることから表示特性に加えて外観もよくなるため、積層されていることがより好ましい。これら機能性を有する層は単層で積層してもよいが、複数を重ねてもよい。
さらに、これらの機能性を有する層は保護板に直接積層しても、別途フィルム上に作製したものを貼合してもよく、これらの機能を内蔵した保護板を使用してもよい。

＜画像表示装置＞
本発明の画像表示装置は、既述の本発明の画像表示装置の製造方法により製造されてなる。従って、本発明の画像表示装置は、画像表示パネルの視認性を損なうことなく、前面を保護する保護板などの構造を有する。

図２は、本発明の画像表示装置である液晶ディスプレイの一例を示す断面図である。図２に示す液晶ディスプレイは、枠材１０を介在して対向する保護板７と液晶パネル６とが紫外線硬化物１１により接合されたユニットをバックライトユニット９と共に金属枠１２内に配置して液晶モジュール１３を形成し、この液晶モジュール１３をディスプレイ装置外装１４に組み込むことにより作製することができる。このような構成は、液晶テレビのように保護板を使用していない装置の場合に適合しやすい。

図３は、本発明における画像表示装置である液晶ディスプレイの他の例を示す断面図を示す。図３では、液晶パネル６とバックライトユニット９を金属枠１２内に配置した液晶モジュール１３’を、携帯電話、デジタルスチルカメラ等のディスプレイ装置外装１４に接合された又はそれに一体成型された保護板７に枠材１０で囲われている紫外線硬化物１１を介して接合されている。このような構成は、携帯電話のように保護板を使用している装置の場合に適合しやすい。

以下に、本発明の具体的な実施例を示す。
［実施例１］
（コポリマーの合成）
冷却管、温度計、撹拌装置、滴下漏斗及び窒素注入管の付いた反応容器に初期モノマーとして、２−エチルヘキシルアクリレート８４．０ｇ、２−ヒドロキシエチルアクリレート３６．０ｇ及びメチルイソブチルケトン１５０．０ｇをとり１００ｍｌ／ｍｉｎの風量で窒素置換しながら、１５分間で常温から７０℃まで加熱した。

その後、７０℃に保ちながら、追加モノマーとして、２−エチルヘキシルアクリレート２１．０ｇ及び２−ヒドロキシエチルアクリレート９．０ｇを使用し、これらにラウリルパーオキシド０．６ｇを溶解した溶液を６０分間かけて滴下し、滴下終了後さらに２時間反応させた。

次いで、メチルイソブチルケトンを溜去することにより２−エチルヘキシルアクリレートと２−ヒドロキシエチルアクリレートのコポリマー（重量平均分子量２５０，０００）を得た。

（紫外線硬化性液状物の調製〜シートの作製）
次に、このコポリマー４４．５０ｇに、以下のモノマーを加え、撹拌混合して紫外線硬化性液状物を調製した。
２−エチルヘキシルアクリレート ３８．２５ｇ、
２−ヒドロキシエチルアクリレート １６．２５ｇ、
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート １．００ｇ、
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン ２．００ｇ

その後、幅１００ｍｍ、奥行き１００ｍｍ及び深さ０．５ｍｍの枠に流し込み、上部を紫外線透過ガラスで覆った状態で、紫外線照射装置を用いて紫外線を２，０００ｍＪ／ｃｍ^２照射して透明なシートを得た。このシートから紫外線硬化性液状物の硬化収縮率は５．５％であることを確認した。またシートの全光線透過率は９２％、２５℃での貯蔵弾性率は１．８×１０^５Ｐａであった。

（枠材の作製〜紫外線硬化性液状物の硬化〜画像表示装置の完成）
次に、得られたシートを外形４０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に切断し、内形３０ｍｍ×４０ｍｍを切り取り、枠材を作製した。この枠材を厚さ１ｍｍで３０ｍｍ×４０ｍｍの光透過部以外は黒く着色されたアクリル保護板（三菱レイヨン製、製品名；アクリライト０００）に貼合し、枠に囲まれた内部に０．７ｍｌの上記紫外線硬化性液状物を滴下し、２インチサイズの液晶パネル（画像表示パネル）を被せた後、アクリル保護板の視認側及びアクリル保護板の側面側から紫外線照射装置を用いて紫外線を各２，０００ｍＪ／ｃｍ^２同時に照射しアクリル保護板と液晶パネルとを接合し、画像表示装置を得た。
得られた画像表示装置において、保護板の視認側からのみでは硬化させることが不可能な領域の紫外線硬化性液状物についても硬化していることが確認でき、これにより残存モノマーの臭気低減ができた。また、未硬化による剥離発生を抑制することができた。

得られた画像表示装置の液晶パネルを点灯させたところ、二重映りが無くコントラストに優れた表示が得られた。また枠材の外側にはみ出した紫外線硬化樹脂も硬化していた。使用したアクリル保護板の鉛筆硬度は４Ｈ、波長３６５ｎｍでの透過率は８６％であった。

［実施例２］
（紫外線硬化性液状物の調製）
実施例１のコポリマー３３．３０ｇに、以下のモノマーを加え、撹拌混合して紫外線硬化性液状物を調製した。
２−エチルヘキシルアクリレート ４６．１０ｇ、
２−ヒドロキシエチルアクリレート １９．６０ｇ、
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート １．００ｇ、
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン ２．００ｇ

（枠材の作製）
次に、厚さ１ｍｍの連続気泡ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジシート（ＡＩＯＮ製、製品名；ベルクリンＤ−１）を外形４０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に切断し、内形３０ｍｍ×４０ｍｍを切り取り、枠材を作製した。

（紫外線硬化性液状物の硬化〜画像表示装置の完成）
この枠材を、厚さ２．８ｍｍで３０ｍｍ×４０ｍｍの光透過部以外は黒く着色されたガラス保護板に貼合し、枠に囲まれた内部に１．４ｍｌの上記紫外線硬化性液状物を滴下し、２インチサイズの液晶パネルを被せた後、ガラス保護板側及び側面側から紫外線照射装置を用いて紫外線を各２，０００ｍＪ／ｃｍ^２順次照射しガラス保護板と液晶パネルとを接合し、画像表示装置を得た。
得られた画像表示装置において、保護板の視認側からのみでは硬化させることが不可能な領域の紫外線硬化性液状物についても硬化していることが確認でき、これにより残存モノマーの臭気低減ができた。また、未硬化による剥離発生を抑制することができた。

得られた画像表示装置の液晶パネルを点灯させたところ、二重映りが無くコントラストに優れた表示が得られた。また枠材に吸収された紫外線硬化樹脂も硬化していた。この紫外線硬化性液状物の硬化収縮率は６．８％、紫外線硬化物の全光線透過率は９２％及び２５℃での貯蔵弾性率は４．２×１０^５Ｐａであった。

使用したガラス保護板の鉛筆硬度は７Ｈ、波長３６５ｎｍでの透過率は８３％であった。
また、使用した連続気泡ポリビニルアルコールスポンジシートが紫外線硬化性液状物を含浸した状態での３６５ｎｍでの透過率は４．０％であった。

［実施例３］
（コポリマーの合成〜紫外線硬化性液状物の調製）
２−エチルヘキシルアクリレートに代えてｎ−ブチルアクリレートを用いた以外は実施例１と同様にコポリマー及び紫外線硬化性液状物を調製した。コポリマーの分子量は２３０，０００であった。

（枠材の作製）
次に、厚さ０．５ｍｍのＰＰ（ポリプロピレン）不織布（タピルス製、製品名；Ｐ０３０ＵＡ）を外形４０ｍｍ×５０ｍｍの寸法に切断し、内形３０ｍｍ×４０ｍｍを切り取り、枠材を作製した。

（紫外線硬化性液状物の硬化〜画像表示装置の完成）
この枠材を、厚さ２．８ｍｍで３０ｍｍ×４０ｍｍの光透過部以外は黒く着色されたガラス保護板に貼合し、枠に囲まれた内部に０．７ｍｌの紫外線硬化性液状物を滴下し、２インチサイズの液晶パネルを被せた後、ガラス保護板面側から紫外線照射装置を用いて紫外線を各２，０００ｍＪ／ｃｍ^２照射し、同時に鏡を用いて紫外線を反射させ、液晶パネルの側面からも紫外線を照射し、ガラス保護板と液晶パネルを接合し、画像表示装置を得た。
得られた画像表示装置において、保護板の視認側からのみでは硬化させることが不可能な領域の紫外線硬化性液状物についても硬化していることが確認でき、これにより残存モノマーの臭気低減ができた。また、未硬化による剥離発生を抑制することができた。

得られた画像表示装置の液晶パネルを点灯させたところ、二重映りが無くコントラストに優れた表示が得られた枠材に吸収された紫外線硬化樹脂も硬化していた。この紫外線硬化性液状物の硬化収縮率は６．８％、紫外線硬化物の全光線透過率は９１％及び２５℃での貯蔵弾性率は３．６×１０^５Ｐａであった。

使用したガラス保護板の鉛筆硬度は７Ｈ、波長３６５ｎｍでの透過率は８３％であった。
また、使用したポリプロピレン不織布が紫外線硬化性液状物を含浸した状態での３６５ｎｍでの透過率は６．２％であった。

［実施例４］
エチルアクリレート ９９．００ｇ、
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート １．００ｇ、
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン ２．００ｇ
を加え、撹拌混合して、紫外線硬化性液状物を調製した後は実施例１と同様にアクリル板付き液晶パネルを作製した。保護板の視認側からのみでは硬化させることが不可能な領域の紫外線硬化性液状物についても硬化していることが確認でき、これにより残存モノマーの臭気低減ができた。但し、紫外線硬化物が硬化したことにより収縮したため、アクリル板と紫外線硬化物との界面で一部剥離が発生した。この紫外線硬化性液状物の硬化収縮率は１８％であった。

［実施例５］
保護板として３６５ｎｍの紫外線透過率が０．７％であるアクリル保護板（製品名；クラレックス（厚み１ｍｍ）、日東樹脂工業製）を使用する以外は実施例１と同様にして保護板付液晶パネルを作製した。保護板の視認側からのみでは硬化させることが不可能な領域の紫外線硬化性液状物について硬化していることが確認でき、これにより残存モノマーの臭気低減ができた。但し、保護板側からの紫外線照射による硬化が不充分であり、３日間室温で放置したところ、アクリル板と紫外線硬化物との界面で剥離が発生した。

［比較例１］
保護板の側面側から紫外線を照射しない以外は実施例１と同様にアクリル板付き液晶パネルを作製したところ枠からはみ出した紫外線硬化性液状物が硬化しなかった。

［比較例２］
枠材として紫外線硬化性液状物を含浸した際の３６５ｎｍでの透過率が０．０７％のＰＰ不織布（製品名；ストラテックＲＷ２２５０、出光ユニテック製）を使用した以外は実施例１と同様にして保護板付液晶パネルを作製したところ、枠内部に吸収した紫外線硬化性液状物が硬化しなかった。

各実施例及び各比較例での試験方法を次に示す。
（重量平均分子量測定）
重量平均分子量の測定はＴＨＦを溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィーを使用して行い、ポリスチレンを標準物質として使用して分子量を決定した。
（全光線透過率）
全光線透過率の測定は色差・濁度測定器ＣＯＨ−３００Ａ（日本電色工業（株）製）、Ｃ光源を使用して行った。

（貯蔵弾性率）
紫外線硬化物を幅３ｍｍ長さ２０ｍｍに切断し、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＲＳＡ−ＩＩＩにて測定周波数１Ｈｚの引っ張り法で測定した。
（硬化収縮率）
ピクノメータにより測定した紫外線硬化性液状物の密度と、電子比重計ＳＤ−２００Ｌ（アルファーミラージュ（株）製）により測定した紫外線硬化物の密度から下記の式により計算した。
硬化収縮率＝（紫外線硬化物の密度−紫外線硬化性液状物の密度）／紫外線硬化物の密度×１００

（鉛筆硬度）
電動鉛筆引っかき硬度試験機（安田精機製作所製）により測定荷重７５０ｇ、引っかき速度０．５ｍｍ／秒で測定した。
（硬化性）
紫外線硬化物の表面にＰＥＴフィルムを接触させ、樹脂がＰＥＴフィルムに付着しない場合は硬化と判断した。
以上の試験結果を表１及び表２に示す。

本発明の製造方法において、保護板と液晶パネルとを枠材を介して接合する工程を示す模式断面図である。 本発明に係る液晶表示用装置である液晶ディスプレイの一例を示す模式断面図である。 本発明に係る液晶表示用装置である液晶ディスプレイの他の一例を示す模式断面図である。 従来の液晶表示用装置の一例を示す模式的断面図である。

符号の説明

１ ガラス
２ スペーサー
３ 液晶
４ 液晶表示セル
５ 偏光板等
６ 液晶パネル
７ 保護板
８ 空間
９ バックライトユニット
１０ 枠材
１１、１１’ 紫外線硬化液状物
１２ 金属枠
１３、１３’ 液晶モジュール
１４ ディスプレイ装置外装

Claims (8)

1. 画像表示パネルと、該画像表示パネルの視認側に位置し、外周部に紫外線の非透過領域を有する保護板とを備え、前記画像表示パネルと前記保護板との間に、紫外線硬化物が配置された画像表示装置の製造方法であって、
   前記画像表示パネル及び前記保護板との間に波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上である枠材を設けるとともに、前記画像表示パネルと前記保護板と前記枠材とで形成される空間内に紫外線硬化性液状物を充填し、
   前記保護板の視認側から紫外線を照射するともに、前記保護板の側面側から紫外線を照射して前記紫外線硬化性液状物を硬化させて紫外線硬化物とすることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
2. 前記紫外線硬化性液状物に紫外線を照射し、紫外線硬化物としたときの硬化収縮率が１５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
3. 前記紫外線硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が、１０^３〜１０^７Ｐａであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置の製造方法。
4. 前記紫外線硬化性液状物が、（メタ）アクリル酸エステルを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
5. 前記紫外線硬化物の全光線透過率が、５０％以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
6. 前記枠材が、紫外線硬化性液状物を含浸させ得る材料からなり、前記紫外線硬化性液状物を含浸させたときの該枠材の波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
7. 前記保護板が、表面硬度が鉛筆硬度でＨ以上であり、かつ波長３６５ｎｍの紫外線に対する透過率が１％以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法により製造される画像表示装置。

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