JP2021140142A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像表示部材との貼合わせ面が平坦化された光硬化樹脂層を有し、画像品質の劣化を防止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】画像表示装置の製造方法において、第1の光硬化性樹脂組成物10を保護パネル4に塗布し、外縁部に凸部11bを有する第1の光硬化性樹脂組成物層11を形成する工程と、第1の光硬化性樹脂組成物層11に対して硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層13を形成する工程と、第1の硬化樹脂層に対して第2の光硬化性樹脂組成物10を塗布し、凸部11bとの高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層15を形成する工程と、保護パネル4と画像表示部材2とを積層し、画像表示モジュール18を形成する工程と、第2の光硬化性樹脂組成物層15に対して硬化光を照射し、光硬化樹脂層3を形成する工程を有する。【選択図】図5
Description
本技術は、液晶表示パネル等の画像表示部材とその表示面側に配される透明保護ガラス等の保護パネルとが、光硬化樹脂層を介して積層された画像表示装置を製造する方法に関する。
スマートフォーンやカーナビゲーション等の情報端末に用いられている液晶表示パネル等の画像表示装置は、薄型化や視認性の向上を目的として、液晶表示パネルや有機ELパネル等の画像表示部材と透明保護ガラス等の光透過性の保護パネルとの間に光透過性を有する光硬化樹脂層が設けられている。
光硬化樹脂層を形成する方法としては、例えば、保護パネルに光硬化性樹脂組成物を塗布して光硬化性樹脂組成物層を形成し、この光硬化性樹脂組成物層を介して液晶表示パネルや有機ELパネル等の画像表示部材を積層し、次いで光硬化性樹脂組成物層を硬化させる方法が用いられている(特許文献1)。
光硬化性樹脂組成物を保護パネルに塗布する方法としては、例えば、移動するスリットノズルから保護パネルの表面に全幅にわたって吐出していく方法がある。この方法は、図9に示すように、光透過性の保護パネル20の画像表示部材23と対向される表面20aに、塗布ヘッド24のノズルの先端から光硬化性樹脂組成物22を吐出することにより、図10(A)に示すように、光透過性カバー部材20の全面にわたって所定の厚さで、略四角形状の光硬化性樹脂組成物層25を形成する。
次いで、図10(B)に示すように、保護部材20の表面20aに形成された光硬化性樹脂組成物層25に対し紫外線を照射して仮硬化させることにより仮硬化樹脂層26を形成する。これは、光硬化性樹脂組成物22を液状から著しく流動しない状態にすることで、天地逆転させても流れ落ちないようにして取り扱い性を向上させるためである。
次に、図10(C)に示すように、画像表示部材23に、保護部材20を仮硬化樹脂層26側から貼り合わせ、紫外線照射により仮硬化樹脂層26を本硬化させる。
ここで、光硬化性樹脂組成物層25は、光硬化性樹脂組成物22の表面張力の作用により、保護パネル20の外縁部に主面部31よりも盛り上がる凸部32が形成される。この光硬化性樹脂組成物層25に形成される凸部32が高いと、保護パネル20と画像表示部材23とを貼り合わせる際に、画像表示部材23との間に空気が混入し、また貼り合わせムラが生じ、画像のゆがみや色むらが生じるなど、画像品質を劣化させるおそれがある。
そのため、光硬化性樹脂組成物22を保護パネル20に塗布する際には、保護パネル20の表面の全面に光硬化性樹脂組成物22を平坦になるように塗布する必要があるが、この凸部32の高精度な制御は困難である。
特に、微細な吐出孔を有する吐出ヘッドから光硬化性樹脂組成物22を吐出することにより保護パネル20に塗布する方法においては、粘度が低い光硬化性樹脂組成物22を使用することが求められる。一般に、低粘度に調整した光硬化性樹脂組成物22は、高分子量成分である可塑剤を含まないことが多いため、硬化後の貯蔵弾性率も高くなり、より凸部32による貼り合わせ精度への影響が大きくなる傾向がある。
そこで、本技術は、画像表示部材との貼合わせ面が平坦化された光硬化樹脂層を形成することができ、画像品質の劣化を防止することができる画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本技術に係る画像表示装置の製造方法は、画像表示部材と上記画像表示部材の画像表示面を保護する保護パネルとが、光硬化樹脂層を介して積層された画像表示装置の製造方法において、
<工程A>
第1の光硬化性樹脂組成物を上記保護パネルに塗布し、外縁部に凸部を有する第1の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程B>
上記第1の光硬化性樹脂組成物層に対して硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層を形成する工程;
<工程C>
上記第1の硬化樹脂層に対して第2の光硬化性樹脂組成物を塗布し、上記凸部との高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程D>
上記保護パネルと上記画像表示部材とを上記第2の光硬化性樹脂組成物層を介して積層し、画像表示モジュールを形成する工程;
<工程E>
上記第2の光硬化性樹脂組成物層側から硬化光を照射し、上記光硬化樹脂層を形成する工程;
を有するものである。
<工程A>
第1の光硬化性樹脂組成物を上記保護パネルに塗布し、外縁部に凸部を有する第1の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程B>
上記第1の光硬化性樹脂組成物層に対して硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層を形成する工程;
<工程C>
上記第1の硬化樹脂層に対して第2の光硬化性樹脂組成物を塗布し、上記凸部との高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程D>
上記保護パネルと上記画像表示部材とを上記第2の光硬化性樹脂組成物層を介して積層し、画像表示モジュールを形成する工程;
<工程E>
上記第2の光硬化性樹脂組成物層側から硬化光を照射し、上記光硬化樹脂層を形成する工程;
を有するものである。
本技術によれば、画像表示装置は、光硬化樹脂層の液晶表示ディスプレイとの貼合わせ面が平坦化されているため、全面にわたってムラなく均一に貼り合わされ、全面にわたって色むらがなく良好な画像品質を有する。
以下、本技術が適用された画像表示装置の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[画像表示装置]
本技術は、図1に示す、光硬化樹脂層3を介して画像表示部材2と保護パネル4とが貼り合わされることにより形成される画像表示装置1の製造方法である。保護パネル4と画像表示部材2の貼合わせ工程の説明に先立って、画像表示装置1の構成について説明する。
本技術は、図1に示す、光硬化樹脂層3を介して画像表示部材2と保護パネル4とが貼り合わされることにより形成される画像表示装置1の製造方法である。保護パネル4と画像表示部材2の貼合わせ工程の説明に先立って、画像表示装置1の構成について説明する。
画像表示装置1は、液晶表示パネル、有機EL表示パネル、その他の光学装置であり、例えばスマートフォーン、カーナビゲーション、インストルメントパネル等の各種情報端末や情報装置に用いられている。図1に示すように、画像表示装置1は、薄型化や視認性の向上を目的として、液晶表示パネル等の画像表示部材2と、画像表示部材2を保護する保護パネル4との間に光透過性の光硬化樹脂層3が設けられている。
[保護パネル]
保護パネル4は、光透過性を有し、光硬化樹脂層3を介して画像表示部材2と積層されることにより画像表示部材2の視認性を確保しながら画像表示部材2の表示面をカバーして保護するものである。
保護パネル4は、光透過性を有し、光硬化樹脂層3を介して画像表示部材2と積層されることにより画像表示部材2の視認性を確保しながら画像表示部材2の表示面をカバーして保護するものである。
保護パネル4の材料としては、画像表示部材2に形成された画像が視認可能となるような光透過性があればよく、ガラスや、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の樹脂材料が挙げられる。これらの材料には、片面又は両面ハードコート処理、反射防止処理などを施すことができる。また、後述する画像表示部材2がタッチパネルの際には、当該タッチパネルの部材の一部を保護パネル4として使用することもできる。
また、保護パネル4は、表示画像の輝度やコントラストを向上させるため、画像表示部材2の表示領域周縁に対応する領域に、所謂ブラック・マトリクスと呼ばれる黒色枠状の遮光部8が形成されている。画像表示装置1は、画像表示部材2の表示領域を囲む遮光部8の内側が画像表示部材2の表示領域を保護パネル4を介して透過させる表示部9となる。
遮光部8は、黒色等に着色された塗料をスクリーン印刷法などで塗布し、乾燥・硬化させることにより均一の厚さに形成されている。遮光部8の厚みは、通常5〜100μmである。
本技術が適用された保護パネル4の形状は特に限定されず、画像表示装置1の形状等に応じて適宜設定される。例えば、保護パネル4は矩形板状をなす。また、保護パネル4は曲面形状を有していてもよく、例えば一方向に凹湾曲した形状や、凸湾曲した形状、回転放物面、双曲放物面、その他の二次曲面形状としてもよく、さらに湾曲した形状及び二次曲面形状の一部に平坦な部分を有していてもよい。
なお、保護パネル4の形状や厚さなどの寸法的な特性、弾性などの物性は、画像表示装置1の使用目的に応じて適宜決定することができる。
[画像表示部材]
画像表示部材2は、例えば液晶表示パネル、有機EL表示パネル、プラズマ表示パネル、タッチパネル等の画像表示部材を例示できる。ここで、タッチパネルとは、液晶表示パネルのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた画像表示・入力パネルを意味する。このような画像表示部材2の保護パネル4側の表面形状は特に限定されないが、平坦であることが好ましい。また、画像表示部材2の表面に偏光板が配置されていてもよい。
画像表示部材2は、例えば液晶表示パネル、有機EL表示パネル、プラズマ表示パネル、タッチパネル等の画像表示部材を例示できる。ここで、タッチパネルとは、液晶表示パネルのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた画像表示・入力パネルを意味する。このような画像表示部材2の保護パネル4側の表面形状は特に限定されないが、平坦であることが好ましい。また、画像表示部材2の表面に偏光板が配置されていてもよい。
[光硬化樹脂層]
保護パネル4と画像表示部材2との間に介在される光硬化樹脂層3は、光透過性を有し、画像表示部材2が表示する画像を視認可能とする。
保護パネル4と画像表示部材2との間に介在される光硬化樹脂層3は、光透過性を有し、画像表示部材2が表示する画像を視認可能とする。
光硬化樹脂層3を構成する光硬化性樹脂組成物10は、液状であり、一例として、25℃でのコーンプレート型粘度計で測定した粘度が3〜1000mPa・sであり、3〜500mPa・sであってもよい。
このような光硬化性樹脂組成物10は、例えば、以下の成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)を含有するものや、成分(B)、成分(C)及び成分(D)を含有するものを好ましく例示することができる。
<成分(A)>
成分(A)は、光透過性を有する光硬化樹脂層3の膜形成成分であり、アクリル系オリゴマーや、アクリル系ポリマーなどを用いることができる。アクリル系オリゴマーとしては、例えば、ポリイソプレン、ポリウレタン、ポリブタジエン等を骨格に持つ(メタ)アクリレート系オリゴマーが挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを包含する用語である。ポリイソプレン骨格の(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、ポリイソプレン重合体の無水マレイン酸付加物と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとのエステル化物(UC102(ポリスチレン換算分子量17000)、UC203(ポリスチレン換算分子量35000)、UC−1(分子量約25000)、以上クラレ社製)等が挙げられる。ポリウレタン骨格を持つ(メタ)アクリル系オリゴマーとしては、脂肪族ウレタンアクリレート(EBECRYL230(分子量5000)、ダイセル・オルネクス社製;UA−1、ライトケミカル社製)等が挙げられる。アクリル系ポリマーとしては、(メタ)アクロイル基を有さない(メタ)アクリレートポリマーが挙げられる。例えば、水酸基価が120mgKOH/g以上、より好ましくは水酸基価が170mgKOH/g以上の(メタ)アクロイル基を有さない(メタ)アクリレートポリマーが挙げられる。このようなベース成分を用いることにより、硬化物に可塑性を付与するとともに、良好な成膜性(膜性維持)と接着性とを確保することができる。
成分(A)は、光透過性を有する光硬化樹脂層3の膜形成成分であり、アクリル系オリゴマーや、アクリル系ポリマーなどを用いることができる。アクリル系オリゴマーとしては、例えば、ポリイソプレン、ポリウレタン、ポリブタジエン等を骨格に持つ(メタ)アクリレート系オリゴマーが挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを包含する用語である。ポリイソプレン骨格の(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、ポリイソプレン重合体の無水マレイン酸付加物と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとのエステル化物(UC102(ポリスチレン換算分子量17000)、UC203(ポリスチレン換算分子量35000)、UC−1(分子量約25000)、以上クラレ社製)等が挙げられる。ポリウレタン骨格を持つ(メタ)アクリル系オリゴマーとしては、脂肪族ウレタンアクリレート(EBECRYL230(分子量5000)、ダイセル・オルネクス社製;UA−1、ライトケミカル社製)等が挙げられる。アクリル系ポリマーとしては、(メタ)アクロイル基を有さない(メタ)アクリレートポリマーが挙げられる。例えば、水酸基価が120mgKOH/g以上、より好ましくは水酸基価が170mgKOH/g以上の(メタ)アクロイル基を有さない(メタ)アクリレートポリマーが挙げられる。このようなベース成分を用いることにより、硬化物に可塑性を付与するとともに、良好な成膜性(膜性維持)と接着性とを確保することができる。
(メタ)アクリレートポリマーの水酸基価とは、ポリマー1g中の水酸基をアセチル化した後、アセチル基を加水分解して生じた酢酸を中和するのに要したKOHの質量(mg)である。従って、水酸基価が大きいほど水酸基が多いことを意味する。成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーの水酸基価を、例えば120mgKOH/g以上とすることにより、光硬化性樹脂組成物の硬化物の架橋密度が低くなることを抑制し、特に高温下での弾性率低下を抑制することができる。また、(メタ)アクリレートポリマーの水酸基価は、光硬化性樹脂組成物の硬化物の架橋密度が高くなり過ぎて、柔軟性が失われないようにする観点から、例えば、400mgKOH/g以下が好ましく、350mgKOH/g以下がより好ましい。また、成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーとして、(メタ)アクロイル基を有さないものを使用することにより、成分(B)及び成分(C)の(メタ)アクリレートモノマーから構成される重合鎖の主鎖に過度に組み込まれてしまうのを防止することができる。
成分(A)として(メタ)アクリレートポリマーを含有する場合、(メタ)アクリレートポリマーの重量平均分子量Mnは、小さ過ぎると水酸基が導入されていない分子が増え、ブリード等リスク上昇の傾向があるので、好ましくは5000以上、より好ましくは100000以上である。また、成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーの重量平均分子量Mnは、大き過ぎると粘度上昇による吐出不良となる傾向があるので、好ましくは500000以下、より好ましくは300000以下である。なお、本明細書中、ポリマーの重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定することができる(標準ポリスチレン分子量換算)。
また、成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーの分散度(Mw/Mn)は、低過ぎると、ポリマーと未反応のモノマー類とが分離し易くなる傾向があるので、好ましくは3以上であり、高すぎると望まれない比較的低分子量のポリマー成分を混入させることになるので、好ましくは10以下である。
このような成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーとしては、水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーと水酸基非含有(メタ)アクリレートモノマーとのコポリマーを好ましく挙げることができる。常温で液状であることが好ましい。なお、水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーのホモポリマーも例示できるが、ポリマーの極性が高くなり過ぎ、常温で高粘度液体もしくは固体となってしまう傾向があり、また他の成分との相溶性が低下することが懸念される。
成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーを構成するモノマー単位である水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーとは、分子中に1以上の水酸基を有する(メタ)アクリレートであり、具体的には、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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシルジメタノールモノ(メタ)アクリレート等を挙げることできる。中でも、極性コントロールや価格の点で2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを好ましく例示することができる。
成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーを構成することができる水酸基非含有(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、アルキル基の炭素数が1〜18の直鎖又は分岐を有する単管能(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、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、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーの特に好ましい例としては、入手容易性や発明の効果の実現性等の観点から、2−ヒドロキシエチルアクリレートと2-エチルヘキシルアクリレートとの共重合体を挙げることができる。イソボルニルアクリレートを更に共重合させてよい。
光硬化性樹脂組成物中の成分(A)の含有量は、他の成分(B)、成分(C)、成分(D)の量に応じて変更することができる。例えば、光硬化性樹脂組成物は、成分(A)を含有しなくてもよい。また、光硬化性樹脂組成物が成分(A)を含有する場合、成分(A)の光硬化性樹脂組成物中の含有量は、例えば1質量%以上とすることができ、10質量%以上とすることもできる。また、光硬化性樹脂組成物中の成分(A)の含有量は、55質量%以下とすることができ、45質量%以下とすることもできる。
<成分(B)>
光硬化性樹脂組成物は、重合成分として水酸基含有単管能(メタ)アクリレートモノマー(成分(B))を含有することが好ましい。水酸基を含有すると、成分(A)として水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーを含む場合、水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーとの親和性が高く、また、高温高湿環境における信頼性がより向上するためである。この場合、水酸基は、モノマー分子内に複数個あってもよいが、モノマー分子中に1個存在することが好ましい。
光硬化性樹脂組成物は、重合成分として水酸基含有単管能(メタ)アクリレートモノマー(成分(B))を含有することが好ましい。水酸基を含有すると、成分(A)として水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーを含む場合、水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーとの親和性が高く、また、高温高湿環境における信頼性がより向上するためである。この場合、水酸基は、モノマー分子内に複数個あってもよいが、モノマー分子中に1個存在することが好ましい。
成分(B)の水酸基含有単官能(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーを構成することができる水酸基含有(メタ)アクリレートモノマーと同様のモノマーを例示することができる。中でも、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及び2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも一種が好ましい。
成分(B)の水酸基含有単管能(メタ)アクリレートモノマーの光硬化性樹脂組成物中の含有量は、少なすぎると高温高湿環境における信頼性不足となる傾向があるので、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、多すぎると硬化前もしくは硬化後の樹脂の極性のバランスが崩れ、不透明となる傾向があるので、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。
<成分(C)>
光硬化性樹脂組成物は、重合成分として水酸基非含有単管能(メタ)アクリレートモノマー(成分(C))を含有することが好ましい。水酸基を含有しないものを使用する理由は、成分(A)と成分(B)とから構成される光硬化性樹脂組成物の硬化物の接着性や粘度をそれぞれ良好な範囲に設定するためや、透明接着剤としてのパフォーマンスを上げるためである。
光硬化性樹脂組成物は、重合成分として水酸基非含有単管能(メタ)アクリレートモノマー(成分(C))を含有することが好ましい。水酸基を含有しないものを使用する理由は、成分(A)と成分(B)とから構成される光硬化性樹脂組成物の硬化物の接着性や粘度をそれぞれ良好な範囲に設定するためや、透明接着剤としてのパフォーマンスを上げるためである。
成分(C)の水酸基非含有単官能(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、成分(A)の(メタ)アクリレートポリマーを構成することができる水酸基非含有(メタ)アクリレートモノマーと同様のモノマーを例示することができる。中でも、イソステアリル(メタ)アクリレート及びオクチル(メタ)アクリレートから選択される少なくとも一種が好ましい。
成分(C)の水酸基非含有単管能(メタ)アクリレートモノマーの光硬化性樹脂組成物中の含有量は、少なすぎると高粘度となる傾向があるので、好ましくは30質量%以上、より好ましくは65質量%以上であり、多すぎると脆くなる傾向があるので、好ましくは90質量%以下、より好ましくは75質量%以下である。
<成分(D)>
光硬化性樹脂組成物は、光重合開始剤(成分(D))として、公知の光ラジカル重合開始剤を使用することができる。特に、成分(D)としては、ベンゾイン誘導体のような分子内開裂型光重合開始剤ではなく、水素引き抜き型光重合開始剤を含有することが好ましい。これにより、成分(A)として水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーを含む場合、水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーを、重合鎖の側鎖に結合させることができる。
光硬化性樹脂組成物は、光重合開始剤(成分(D))として、公知の光ラジカル重合開始剤を使用することができる。特に、成分(D)としては、ベンゾイン誘導体のような分子内開裂型光重合開始剤ではなく、水素引き抜き型光重合開始剤を含有することが好ましい。これにより、成分(A)として水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーを含む場合、水酸基を含有する(メタ)アクリレートポリマーを、重合鎖の側鎖に結合させることができる。
成分(D)の水素引き抜き型光重合開始剤としては、公知の水素引き抜き型光重合開始剤を使用することができ、例えば、ベンフェノン等のジアリールケトン類、メチルベンゾイルフォルメート等のフェニルグリオキシレート類が挙げられる。好ましい例としては、無黄変かつ高い水素引き抜き能力の点からメチルベンゾイルフォルメートを挙げることができる。
成分(D)の水素引き抜き型光重合開始剤の光硬化性樹脂組成物中の含有量は、少なすぎると架橋不足となる傾向があるので、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、多すぎると環境信頼性悪化の原因となる傾向があるので、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
<成分E>
光硬化性樹脂組成物は、反応速度向上や高温弾性率維持のために、多官能(メタ)アクリレートモノマー(成分(E))をさらに含有してもよい。多官能(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの2官能以上の(メタ)アクリレート類等が挙げられる。これらは、本技術の効果を損なわない限り、水酸基などの他の官能基を有することができる。中でも、多官能(メタ)アクリレートモノマーの好ましい具体例として、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、及びヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートから選択される少なくとも一種を挙げることができる。
光硬化性樹脂組成物は、反応速度向上や高温弾性率維持のために、多官能(メタ)アクリレートモノマー(成分(E))をさらに含有してもよい。多官能(メタ)アクリレートモノマーの具体例としては、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの2官能以上の(メタ)アクリレート類等が挙げられる。これらは、本技術の効果を損なわない限り、水酸基などの他の官能基を有することができる。中でも、多官能(メタ)アクリレートモノマーの好ましい具体例として、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、及びヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートから選択される少なくとも一種を挙げることができる。
成分(E)の多官能(メタ)アクリレートモノマーの光硬化性樹脂組成物中の含有量は、少なすぎると低架橋密度となる傾向があるので、好ましくは0.1%以上、より好ましくは1質量%以上であり、多すぎると脆くなる傾向があるので、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。
<その他の成分>
光硬化性樹脂組成物は、上述した成分(A)〜(D)に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で種々の添加剤を配合することができる。例えば、硬化収縮率を低減させるための液状可塑成分として、ポリブタジエン系可塑剤、ポリイソプレン系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤などを配合することができる。また、タック性を向上させるための粘着付与剤(タッキファイア)として、テルペン系樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂などを配合することができる。また、硬化物の分子量の調整のために連鎖移動剤として、2−メルカプトエタノール、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、メルカプト酢酸、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、2,3−ジメチルカプト−1−プロパノール、α−メチルスチレンダイマーなどを配合することができる。更に、必要に応じて、シランカップリング剤等の接着改善剤、酸化防止剤等の一般的な添加剤を含有することができる。
光硬化性樹脂組成物は、上述した成分(A)〜(D)に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で種々の添加剤を配合することができる。例えば、硬化収縮率を低減させるための液状可塑成分として、ポリブタジエン系可塑剤、ポリイソプレン系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤などを配合することができる。また、タック性を向上させるための粘着付与剤(タッキファイア)として、テルペン系樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂などを配合することができる。また、硬化物の分子量の調整のために連鎖移動剤として、2−メルカプトエタノール、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、メルカプト酢酸、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、2,3−ジメチルカプト−1−プロパノール、α−メチルスチレンダイマーなどを配合することができる。更に、必要に応じて、シランカップリング剤等の接着改善剤、酸化防止剤等の一般的な添加剤を含有することができる。
[第1の製造工程]
次いで、画像表示装置1の第1の製造工程について説明する。画像表示装置1の製造工程は、画像表示部材と上記画像表示部材の画像表示面を保護する保護パネルとが、光硬化樹脂層を介して積層された画像表示装置の製造方法において、以下の工程A〜Eを有する。
<工程A>
第1の光硬化性樹脂組成物を上記保護パネルに塗布し、外縁部に凸部を有する第1の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程B>
上記第1の光硬化性樹脂組成物層に対して硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層を形成する工程;
<工程C>
上記第1の硬化樹脂層に対して第2の光硬化性樹脂組成物を塗布し、上記凸部との高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程D>
上記保護パネルと上記画像表示部材とを上記第2の光硬化性樹脂組成物層を介して積層し、画像表示モジュールを形成する工程;
<工程E>
上記第2の光硬化性樹脂組成物層側から硬化光を照射し、上記光硬化樹脂層を形成する工程;
次いで、画像表示装置1の第1の製造工程について説明する。画像表示装置1の製造工程は、画像表示部材と上記画像表示部材の画像表示面を保護する保護パネルとが、光硬化樹脂層を介して積層された画像表示装置の製造方法において、以下の工程A〜Eを有する。
<工程A>
第1の光硬化性樹脂組成物を上記保護パネルに塗布し、外縁部に凸部を有する第1の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程B>
上記第1の光硬化性樹脂組成物層に対して硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層を形成する工程;
<工程C>
上記第1の硬化樹脂層に対して第2の光硬化性樹脂組成物を塗布し、上記凸部との高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程D>
上記保護パネルと上記画像表示部材とを上記第2の光硬化性樹脂組成物層を介して積層し、画像表示モジュールを形成する工程;
<工程E>
上記第2の光硬化性樹脂組成物層側から硬化光を照射し、上記光硬化樹脂層を形成する工程;
本技術によれば、保護パネルに第1の硬化樹脂層を形成した後、さらに第2の光硬化性樹脂組成物を塗布することにより、第1の硬化樹脂層に形成された凸部との高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層を形成することができる。これにより、画像表示部材との貼合わせ面が平坦化された光硬化樹脂層を形成することができ、画像表示装置の画像品質の劣化を防止することができる。
<工程A>
先ず、保護パネル4を用意し、図2に示すように、吐出装置12により、画像表示部材2への貼付け面4aに、光硬化性樹脂組成物10を塗布し、第1の光硬化性樹脂組成物層11を形成する。工程Aにおいて塗布される光硬化性樹脂組成物10を、第1の光硬化性樹脂組成物10aとする。
先ず、保護パネル4を用意し、図2に示すように、吐出装置12により、画像表示部材2への貼付け面4aに、光硬化性樹脂組成物10を塗布し、第1の光硬化性樹脂組成物層11を形成する。工程Aにおいて塗布される光硬化性樹脂組成物10を、第1の光硬化性樹脂組成物10aとする。
第1の光硬化性樹脂組成物10aを保護パネル4に塗布する吐出装置12としては、公知の吐出装置を用いることができるが、複数の吐出孔が所定のパターンに配列された一又は複数の吐出ヘッドを有し、吐出孔から微細な液滴として射出、保護パネル4に付着させる、いわゆるインクジェット方式を適用した吐出装置を好適に用いることができる。このような吐出装置によれば、所定量の第1の光硬化性樹脂組成物10aを所望の厚さ、所望のパターンで塗布し、また塗布スピードも速い(例えば厚さ:30μm、塗布スピード:170mm/秒)。
図2に示す吐出装置12は、複数の吐出孔が設けられた吐出ヘッド12aを有し、この吐出ヘッド12aが保護パネル4の貼付け面4aに対向して設置され、保護パネル4に対して相対的に移動しながら第1の光硬化性樹脂組成物を吐出していく。また、吐出装置12は、吐出ヘッド12aを複数設けることにより吐出幅や突出力を調整してもよい。複数の吐出ヘッド12aは、並列に配置してもよく、あるいは千鳥状に配置してもよい。
なお、図2に示すように、複数の保護パネル4を配置し、一回の塗布工程で同時に複数の保護パネル4に対して第1の光硬化性樹脂組成物層11を形成してもよい。
ここで、第1の光硬化性樹脂組成物10aは、インクジェット方式の吐出装置12によって吐出可能な低い粘度を有する(例えば3〜1000mPa・s)。このため、図3に示すように、第1の光硬化性樹脂組成物層11は、表面張力の作用により、外縁部に沿って主面部11aよりも盛り上がる凸部11bが形成される。また、主面部11aは、凸部11bに囲まれた凹面部となる。
また、第1の光硬化性樹脂組成物10aは、高分子量成分である可塑剤を含まないことが多いため、硬化後の貯蔵弾性率が高くなる傾向がある。具体的には1000〜10000000Paの範囲である。このため、凸部11bの高さHが数十μmであっても、保護パネル4と画像表示部材2の貼り合わせ精度に影響し、画像表示装置1の視認性を損なう恐れもある。そのため、本技術においては後述する工程Cにおいて第2の光硬化性樹脂組成物10bを塗布する工程を設け、光硬化樹脂層3の表面の平滑性を向上させている。なお、凸部11bの高さHとは、保護パネル4表面と直交する方向における、第1の光硬化性樹脂組成物層11の主面部aと凸部11bの頂点との距離をいうものとする(図3)。
保護パネル4に対する第1の光硬化性樹脂組成物10aの塗布領域は画像表示装置の構成に応じて適宜設定することができ、保護パネル4の全面に塗布してもよく、一部に非塗布領域を設けてもよい。保護パネル4の全面に第1の光硬化性樹脂組成物10aを塗布した場合、保護パネル4の外縁部に沿って凸部11bが形成される。
<工程B>
次いで、図4に示すように、第1の光硬化性樹脂組成物層11に対して紫外光等の硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層13を形成する。第1の光硬化性樹脂組成物層11に対する照射条件は、少なくとも第1の光硬化性樹脂組成物層11の塗布形状が維持できる程度の硬化率(例えば40〜50%以上)となるように行う。すなわち、第1の硬化樹脂層13は、凸部11bが形成された状態で硬化される。
次いで、図4に示すように、第1の光硬化性樹脂組成物層11に対して紫外光等の硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層13を形成する。第1の光硬化性樹脂組成物層11に対する照射条件は、少なくとも第1の光硬化性樹脂組成物層11の塗布形状が維持できる程度の硬化率(例えば40〜50%以上)となるように行う。すなわち、第1の硬化樹脂層13は、凸部11bが形成された状態で硬化される。
硬化光の光源は、LED、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等、公知の光源を用いることができる。
ここで、硬化率とは、光照射前の光硬化性樹脂組成物中の(メタ)アクリロイル基の存在量に対する、光照射後の(メタ)アクリロイル基の存在量の割合(消費量割合)で定義される数値である。この硬化率の数値が大きい程、硬化がより進行していることを示す。具体的に、硬化率は、光照射前の光硬化性樹脂組成物6のFT−IR測定チャートにおけるベースラインからの1640〜1620cm−1の吸収ピーク高さ(X)と、光照射後の光硬化性樹脂組成物(第1の硬化樹脂層13)のFT−IR測定チャートにおけるベースラインからの1640〜1620cm−1の吸収ピーク高さ(Y)とを、下記式に代入することにより算出することができる。
硬化率(%)=[(X−Y)/X]×100
硬化率(%)=[(X−Y)/X]×100
光照射の条件は、第1の硬化樹脂層13の硬化率が、好ましくは40〜50%以上となるような条件であれば、光源の種類、出力、照度、積算光量などは特に制限されない。
また、工程Bにおける第1の光硬化性樹脂組成物層11の硬化工程は、第1の光硬化性樹脂組成物層11の塗布形状が維持できる程度の硬化率にとどめるいわゆる仮硬化であってもよく、あるいは完全に硬化させるいわゆる本硬化(例えば硬化率90%以上、好ましくは95%以上)であってもよい。
なお、上述した工程Aにおいて、吐出装置12による一回の塗布で所望の厚さが得られない場合には、複数回にわたって第1の光硬化性樹脂組成物を塗布してもよい。この場合、第1の光硬化性樹脂組成物の塗布を複数回行った後に、第1の光硬化性樹脂組成物層11に対して紫外光等の硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層13を形成してもよい。あるいは第1の光硬化性樹脂組成物の塗布後、紫外光等の硬化光を照射する工程を複数回繰り返してもよい。
<工程C>
次いで、図5に示すように、第1の硬化樹脂層13に対して光硬化性樹脂組成物10を塗布し、第2の光硬化性樹脂組成物層15を形成する。工程Cにおいて塗布される光硬化性樹脂組成物10を、第2の光硬化性樹脂組成物10bとする。また、第2の光硬化性樹脂組成物層15は、第1の硬化樹脂層13と第2の光硬化性樹脂組成物10bからなる層をいう。
次いで、図5に示すように、第1の硬化樹脂層13に対して光硬化性樹脂組成物10を塗布し、第2の光硬化性樹脂組成物層15を形成する。工程Cにおいて塗布される光硬化性樹脂組成物10を、第2の光硬化性樹脂組成物10bとする。また、第2の光硬化性樹脂組成物層15は、第1の硬化樹脂層13と第2の光硬化性樹脂組成物10bからなる層をいう。
第2の光硬化性樹脂組成物10bは、上記第1の光硬化性樹脂組成物と同一の光硬化性樹脂組成物10を用いることができるが、これに限定されるものではない。例えば、第2の光硬化性樹脂組成物10bは、第1の光硬化性樹脂組成物10aと屈折率が略同一であれば異なる組成の光硬化性樹脂組成物10を使用してもよい。
また、第2の光硬化性樹脂組成物10bは、第1の光硬化性樹脂組成物10aよりも高粘度の光硬化性樹脂組成物10を用いてもよい。これにより第1の硬化樹脂層13の凸部11bの斜面に塗布した第2の光硬化性樹脂組成物10bが流れにくくなり、第2の光硬化性樹脂組成物層15を端部に至るまでより平坦化させることができる。
また、第2の光硬化性樹脂組成物10bは、少なくとも第1の硬化樹脂層13の主面部11aに塗布する。これにより、第2の光硬化性樹脂組成物層15は、第1の硬化樹脂層13に形成された凸部11bと第2の光硬化性樹脂組成物層15の主面部15aとの高低差が低減され、あるいは解消されることにより、結果として、表面が略平坦にされる。かかる平坦化により、画像表示部材との貼合わせ面が略平坦にされた光硬化樹脂層3を形成することができる。
第2の光硬化性樹脂組成物10bの塗布は、上述したインクジェット方式を適用した吐出装置を好適に用いて行うことができる(図2参照)。このような吐出装置によれば、所定量の光硬化性樹脂組成物10bを所望の厚さで、且つ所望のパターンで塗布することができる。
なお、本工程Cでは、第2の光硬化性樹脂組成物10bを複数回にわたって塗布することにより、多層化した第2の光硬化性樹脂組成物層15を形成してもよい。
また、図6に示すように、第2の光硬化性樹脂組成物10bは、第1の光硬化性樹脂層13の凸部11bの外側斜面まで塗布してもよい。これにより第1の光硬化性樹脂層13の凸部11bの外側斜面を含む全面を第2の光硬化性樹脂組成物10bで覆うこととなり、光硬化性樹脂組成物10の塗布領域の全面にわたって平坦化された光硬化樹脂層3を形成することができる。また、凸部11b上の塗布量を主面部11aの塗布量よりも少なくする、凸部11bの外側の塗布量を多くする等の制御が必要となるが、上述したインクジェット方式の吐出装置12により塗布位置に応じた塗布量を容易に制御することができる。
なお、第2の光硬化性樹脂組成物10bの塗布パターンは、第1の硬化樹脂層13の主面部11aの中央部のみに塗布するパターン1、第1の硬化樹脂層13の主面部11aの中央部及び端部にそれぞれ塗布するパターン2、及び第1の硬化樹脂層13の主面部11a及び凸部11bを含む全面に塗布するパターン3がある。
パターン1及びパターン2では、第2の光硬化性樹脂組成物10bの塗布厚は、凸部11bの高さHの30%以上120%以下の範囲とするが、好ましくは、上限が100%、下限は90%である。また、パターン2では、凸部11b上は塗布しない。パターン3では、主面部11a上と凸部11b上とで吐出量を変え、凸部11b上では相対的に吐出量を減らす。また、パターン3では、主面部11a上における第2の光硬化性樹脂組成物10bの塗布厚は、凸部11bの高さHの100%以上300%以下の範囲とするが、好ましくは上限が150%程度とする。
パターン1〜3の選択や、各パターンにおける第2の光硬化性樹脂組成物10bの塗布厚は、凸部11bと第2の光硬化性樹脂組成物層15の主面部15aとの高低差の低減又は解消を図るとの目的を踏まえ、第2の光硬化性樹脂組成物10bの粘度、吐出ヘッド12aの吐出速度や移動速度その他の要素を考慮して適宜設定する必要がある。
また、工程Cでは、第2の光硬化性樹脂組成物10bの塗布後、直ちに第2の光硬化性樹脂組成物層15に対して紫外光等の硬化光を照射し、仮硬化させる。第2の光硬化性樹脂組成物層15に対する照射条件は、少なくとも第2の光硬化性樹脂組成物層15の形状が維持できる程度の硬化率(例えば40〜50%以上)となるように行う。
<工程D>
次いで、図7に示すように、保護パネル4と画像表示部材2とを第2の光硬化性樹脂組成物層15を介して積層し、画像表示モジュール18を形成する。積層は、公知の圧着装置を用いて、所定の温度環境下(例えば10℃〜80℃)で加圧することにより行うことができる。なお、第2の光硬化性樹脂組成物層15と画像表示部材2との間に気泡が入らないようにするために、いわゆる真空貼合法で積層を行うことが好ましい。
次いで、図7に示すように、保護パネル4と画像表示部材2とを第2の光硬化性樹脂組成物層15を介して積層し、画像表示モジュール18を形成する。積層は、公知の圧着装置を用いて、所定の温度環境下(例えば10℃〜80℃)で加圧することにより行うことができる。なお、第2の光硬化性樹脂組成物層15と画像表示部材2との間に気泡が入らないようにするために、いわゆる真空貼合法で積層を行うことが好ましい。
なお、工程Dの後、画像表示モジュール18に公知の加圧脱泡処理(処理条件例:0.2〜0.8MPa、25〜60℃、5〜20min)を行ってもよい。
<工程E>
また、上記工程Dの後に、画像表示モジュール18の保護パネル4の第2の光硬化性樹脂組成物層15側から硬化光を照射して本硬化させ、光硬化樹脂層3を形成する。上記工程Bにおいて形成された第1の硬化樹脂層13が仮硬化層である場合、本工程Eにおいて第1の硬化樹脂層13も併せて本硬化させる。これにより、貼合わせ面が平坦化された光硬化樹脂層3を介して保護パネル4と画像表示部材2とが接着し積層された画像表示装置1を得る。このような画像表示装置1は、光硬化樹脂層3の画像表示部材2との貼合わせ面が平坦化されているため、全面にわたってムラなく均一に貼り合わされ、全面にわたって良好な画像品質を有する。
また、上記工程Dの後に、画像表示モジュール18の保護パネル4の第2の光硬化性樹脂組成物層15側から硬化光を照射して本硬化させ、光硬化樹脂層3を形成する。上記工程Bにおいて形成された第1の硬化樹脂層13が仮硬化層である場合、本工程Eにおいて第1の硬化樹脂層13も併せて本硬化させる。これにより、貼合わせ面が平坦化された光硬化樹脂層3を介して保護パネル4と画像表示部材2とが接着し積層された画像表示装置1を得る。このような画像表示装置1は、光硬化樹脂層3の画像表示部材2との貼合わせ面が平坦化されているため、全面にわたってムラなく均一に貼り合わされ、全面にわたって良好な画像品質を有する。
なお、工程Eは、上記工程Cの後で且つ上記工程Dの前に行ってもよい。すなわち、画像表示部材2との積層前に、予め本硬化された第2の光硬化性樹脂組成物層15からなる光硬化樹脂層3を形成してもよい。光硬化樹脂層3は、画像表示部材2との貼合わせ面が平坦化されているため、画像表示部材2との間に気泡の巻き込みもなく、全面にわたってムラなく均一に貼り合わせることができる。
次いで、本技術を用いて画像表示装置を形成する実施例について説明する。本実施例では、保護パネル4としてカバーガラスを、画像表示部材2として液晶表示ディスプレイ(LCD:liquid crystal display)を用意し、紫外線硬化性の光硬化樹脂層を介して液晶表示ディスプレイとカバーガラスとが積層された画像表示装置を用いた。カバーガラスには、LCDの表示領域の周縁に対応する位置に黒色枠状の遮光部が形成されている。
そして、以下に説明する実施例1、比較例1及び比較例2に係る画像表示装置をホワイト表示させた際の色むらについて、目視によって評価した。
[実施例1]
実施例1では、先ず、カバーガラスを塗布装置のステージ上に配置し、第1の光硬化性樹脂組成物として光硬化性樹脂組成物(硬化後の貯蔵弾性率が4.4×105Pa)を塗布し、第1の光硬化性樹脂組成物層を形成した。塗布厚は450μmとした。なお、塗布厚とはカバーガラス表面から第1の光硬化性樹脂組成物層の主面部までの厚さをいう。第1の光硬化性樹脂組成物層には、外側縁に沿って凸部が形成されている。
実施例1では、先ず、カバーガラスを塗布装置のステージ上に配置し、第1の光硬化性樹脂組成物として光硬化性樹脂組成物(硬化後の貯蔵弾性率が4.4×105Pa)を塗布し、第1の光硬化性樹脂組成物層を形成した。塗布厚は450μmとした。なお、塗布厚とはカバーガラス表面から第1の光硬化性樹脂組成物層の主面部までの厚さをいう。第1の光硬化性樹脂組成物層には、外側縁に沿って凸部が形成されている。
また、実施例1では、インクジェット方式の塗布装置を用いた。実施例1で用いた塗布装置は、3つの吐出ヘッドがタンデム配列され、光硬化性樹脂組成物を吐出する各吐出ヘッドのTD方向のドット密度は360dpiである。また、各吐出ヘッドのMD方向のドット密度は2880dpiとした。また、カバーガラスが配置されるステージは幅260mm×長さ310mmであり、塗布範囲は幅60mm×長さ60mmとした。
次いで、第1の光硬化性樹脂組成物層に対して紫外光を照射して仮硬化させ、第1の硬化樹脂層を形成した。UV光源はメタルハライドランプを使用した。次いで、第1の硬化樹脂層に対して第2の光硬化性樹脂組成物として第1の光硬化性樹脂組成物と同じ光硬化性樹脂組成物を塗布し、紫外光を照射して仮硬化させることにより第2の光硬化性樹脂組成物層を形成した。第2の光硬化性樹脂組成物の塗布パターンとしては、第1の硬化樹脂層の主面部及び凸部を含む全面に塗布する上記パターン3とした。第2の光硬化性樹脂組成物層は、第1の硬化樹脂層に形成された凸部と第2の光硬化性樹脂組成物層の主面部との高低差が低減又は解消され、表面が平坦化されている。
次いで、カバーガラスと液晶表示ディスプレイとを第2の光硬化性樹脂組成物層を介して積層し、画像表示モジュールを形成した。そして、画像表示モジュールのカバーガラス側から第2の光硬化性樹脂組成物層に対して硬化光を照射して本硬化させ、光硬化樹脂層を形成した。これにより、貼合わせ面が平坦化された光硬化樹脂層を介してカバーガラスと液晶表示ディスプレイとが接着し積層された画像表示装置を得た。
[比較例1]
比較例1は、先ず、カバーガラスを塗布装置のステージ上に配置し、光硬化性樹脂組成物を塗布し、光硬化性樹脂組成物層を形成した。塗布装置は実施例1と同じものを用いた。また、光硬化性樹脂組成物層には、外側縁に沿って高さ60μmの凸部が形成された。次いで、光硬化性樹脂組成物層に対して紫外光を照射して仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。UV光源はメタルハライドランプを使用した。
比較例1は、先ず、カバーガラスを塗布装置のステージ上に配置し、光硬化性樹脂組成物を塗布し、光硬化性樹脂組成物層を形成した。塗布装置は実施例1と同じものを用いた。また、光硬化性樹脂組成物層には、外側縁に沿って高さ60μmの凸部が形成された。次いで、光硬化性樹脂組成物層に対して紫外光を照射して仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。UV光源はメタルハライドランプを使用した。
次いで、カバーガラスと液晶表示ディスプレイとを仮硬化樹脂層を介して積層し、画像表示モジュールを形成した。そして、画像表示モジュールのカバーガラス側から仮硬化樹脂層に対して硬化光を照射して本硬化させ、光硬化樹脂層を形成した。これにより光硬化樹脂層を介してカバーガラスと液晶表示ディスプレイとが接着し積層された画像表示装置を得た。
[比較例2]
比較例2は、先ず、カバーガラスを塗布装置のステージ上に配置し、光硬化性樹脂組成物を塗布し、光硬化性樹脂組成物層を形成した。塗布装置は実施例1と同じものを用いた。また、光硬化性樹脂組成物層には、外側縁に沿って高さ30μmの凸部が形成された。次いで、光硬化性樹脂組成物層に対して紫外光を照射して仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。UV光源はメタルハライドランプを使用した。
比較例2は、先ず、カバーガラスを塗布装置のステージ上に配置し、光硬化性樹脂組成物を塗布し、光硬化性樹脂組成物層を形成した。塗布装置は実施例1と同じものを用いた。また、光硬化性樹脂組成物層には、外側縁に沿って高さ30μmの凸部が形成された。次いで、光硬化性樹脂組成物層に対して紫外光を照射して仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。UV光源はメタルハライドランプを使用した。
次いで、カバーガラスと液晶表示ディスプレイとを仮硬化樹脂層を介して積層し、画像表示モジュールを形成した。そして、画像表示モジュールのカバーガラス側から仮硬化樹脂層に対して硬化光を照射して本硬化させ、光硬化樹脂層を形成した。これにより光硬化樹脂層を介してカバーガラスと液晶表示ディスプレイとが接着し積層された画像表示装置を得た。
[参考例]
参考例としてカバーガラスを積層させていない液晶表示ディスプレイのみからなる画像表示装置を用意した。実施例1、比較例1及び比較例2に係る画像表示装置の光硬化樹脂層の高さ(TD波形)、液晶表示ディスプレイのホワイト表示させた際の画像表示画面及び色むら評価結果を、図8に示す。
参考例としてカバーガラスを積層させていない液晶表示ディスプレイのみからなる画像表示装置を用意した。実施例1、比較例1及び比較例2に係る画像表示装置の光硬化樹脂層の高さ(TD波形)、液晶表示ディスプレイのホワイト表示させた際の画像表示画面及び色むら評価結果を、図8に示す。
図8に示すように、実施例1に係る画像表示装置は、光硬化樹脂層の液晶表示ディスプレイとの貼合わせ面が平坦化されているため、全面にわたってムラなく均一に貼り合わされ、全面にわたって色むらがなく良好な画像品質を有する。
一方、比較例1及び比較例2に係る画像表示装置は、光硬化樹脂層に形成された凸部の影響により、カバーガラスと液晶表示ディスプレイとが均一に貼合わされず、色むらが発生した。比較例2は、凸部高さが30μmであっても、インクジェット方式の塗布装置を用いるため低粘度の光硬化性樹脂組成物を用いたことから、高い硬化後弾性率が影響し、色むらが発生した。
[第2の製造工程]
次いで、画像表示装置1の第2の製造工程について説明する。第2の製造工程に係る保護パネル4は遮光部8が形成されることにより主面部4bとの間に段差部8aが設けられ、上記工程Aでは、保護パネル4の主面部4b上における第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みが遮光部8上における第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みよりも厚く、保護パネル4の遮光部8上における第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みを段差部8aの高さの±30%の範囲内とする。
次いで、画像表示装置1の第2の製造工程について説明する。第2の製造工程に係る保護パネル4は遮光部8が形成されることにより主面部4bとの間に段差部8aが設けられ、上記工程Aでは、保護パネル4の主面部4b上における第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みが遮光部8上における第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みよりも厚く、保護パネル4の遮光部8上における第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みを段差部8aの高さの±30%の範囲内とする。
すなわち、図11に示すように、保護パネル4に遮光部8を形成することにより、保護パネル4の主面部4bとの間に高さH1の段差部8aが設けられる。ここで、主面部4bと遮光部8上とで、第1の光硬化性樹脂組成物10aの塗布量を同量とすると、第1の光構成樹脂組成物層11は、段差部8a上において凸部11bの他に階段状の隆起する部位が現れ、この後の第2の光硬化性樹脂組成物10bを塗布し、第2の光硬化性樹脂組成物層15を形成する工程Cにおいて、第2の光硬化性樹脂組成物層15の平坦化に支障が生じ得る。
そこで、図12に示すように、本製造工程2では、吐出装置12により、第1の光硬化性樹脂組成物10aを塗布し第1の光硬化性樹脂組成物層11を形成する工程Aにおいて、主面部4b上における塗布厚みT1を遮光部8上における塗布厚みT2よりも厚くし、且つ、遮光部8上における第1の光硬化性樹脂組成物10aの塗布厚みT2を段差部8aの高さH1±30%の範囲内とする。すなわち、塗布厚みT2と段差部8aの高さH1とは以下の関係を有する。
0.7H1≦T2≦1.3H1
0.7H1≦T2≦1.3H1
これにより、遮光部8上における段差部8aの影響を抑えて第1の光硬化性樹脂組成物層11を形成することができる。また、この後の第2の光硬化性樹脂組成物10bを塗布し、第2の光硬化性樹脂組成物層15を形成する工程Cにおいても、凸部11bとの高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層15を形成することができる。
一方、遮光部8上における第1の光硬化性樹脂組成物10aの塗布厚みT2が段差部8aの高さH1から+30%を超えると、形成される第1の光硬化性樹脂組成物層11の凸部11bの他に遮光部8上に階段状に隆起する部位が現れ、工程Cにおいて、第2の光硬化性樹脂組成物層15の平坦化に支障が生じ得る。また、遮光部8上における第1の光硬化性樹脂組成物10aの塗布厚みT2が段差部8aの高さH1の30%を下回ると、第1の光硬化性樹脂組成物層11の段差部8a上に対応する部位に主面部11aよりも低い凹部が現れ、同様に工程Cにおいて、第2の光硬化性樹脂組成物層15の平坦化に支障が生じ得る。
保護パネル4の主面部4bと遮光部8とで、部分的に塗布厚みT1、T2を変えるには、上述したいわゆるインクジェット方式を適用した吐出装置を好適に用いることができる。このような吐出装置によれば、所定量の第1の光硬化性樹脂組成物10aを所望の厚さ、所望のパターンで塗布することができる。
次いで、本技術を用いて保護パネル4に第1の光硬化性樹脂組成物層11を形成する第2の実施例について説明する。本実施例では、保護パネル4としてカバーガラスを用意し、紫外線硬化性樹脂からなる第1の光硬化樹脂層を形成し、高さ(TD波形)を測定した。カバーガラスには、LCDの表示領域の周縁に対応する位置に黒色枠状の遮光部が形成されている。また、紫外線硬化性樹脂の塗布にはインクジェット方式の吐出装置を使用した。
遮光部の段差部高さH1は10μmとした。また、紫外線硬化性樹脂のカバーガラス主面部に対する塗布厚みT1は60μmとした。この塗布厚みT1は、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2よりも厚い。
[実施例2]
実施例2では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を13μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の+30%の厚さである。
実施例2では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を13μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の+30%の厚さである。
[実施例3]
実施例3では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を10μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)と同じ(+0%)厚さである。
実施例3では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を10μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)と同じ(+0%)厚さである。
[実施例4]
実施例4では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を7μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の−30%の厚さである。
実施例4では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を7μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の−30%の厚さである。
[比較例3]
比較例3では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を15μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の+50%の厚さである。
比較例3では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を15μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の+50%の厚さである。
[比較例4]
比較例4では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を5μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の−50%の厚さである。
比較例4では、遮光部上における紫外線硬化性樹脂の塗布厚みT2を5μmとした。この塗布厚みT2は、段差部高さH1(10μm)の−50%の厚さである。
実施例2〜4、比較例3及び比較例4に係る画像表示装置の光硬化樹脂層の高さ(TD波形)図13に示す。
図12に示すように、実施例2〜4に係るカバーガラスでは、第1の光硬化性樹脂組成物層の凸部の他に階段状の隆起や凹部は現れず、段差部の影響は見られなかった。これより、遮光部上における第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みを段差部の高さ±30%の範囲内とすることが、平坦化された第1の光硬化性樹脂組成物層を形成するうえで効果的であることが分かる。
一方、比較例3に係るカバーガラスは、第1の光硬化性樹脂組成物層の凸部の他に階段状の隆起が現れた。また、比較例4に係るカバーガラスは、第1の光硬化性樹脂組成物層の段差部上に対応する部位に主面部よりも低い凹部が現れた。これより、比較例3,4に係るカバーガラスは、平坦化された第1の光硬化性樹脂組成物層を形成することができず、この後の第2の光硬化性樹脂組成物を塗布し、第2の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程Cにおいて、第2の光硬化性樹脂組成物層15の平坦化に支障が生じ得るものとなった。
1 画像表示装置、2 画像表示部材、3 光硬化樹脂層、4 保護パネル、8 遮光部、9 表示部、10 光硬化性樹脂組成物、11 第1の光硬化性樹脂組成物層、11a 主面部、11b 凸部、12 吐出装置、12a 吐出ヘッド、13 第1の硬化樹脂層、15 第2の光硬化性樹脂組成物層、15a 主面部、18 画像表示モジュール、20 保護パネル、20a 表面、22 光硬化性樹脂組成物、23 画像表示部材、24 塗布ヘッド
Claims (16)
- 画像表示部材と上記画像表示部材の画像表示面を保護する保護パネルとが、光硬化樹脂層を介して積層された画像表示装置の製造方法において、
<工程A>
第1の光硬化性樹脂組成物を上記保護パネルに塗布し、外縁部に凸部を有する第1の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程B>
上記第1の光硬化性樹脂組成物層に対して硬化光を照射し、第1の硬化樹脂層を形成する工程;
<工程C>
上記第1の硬化樹脂層に対して第2の光硬化性樹脂組成物を塗布し、上記凸部との高低差が低減又は解消された第2の光硬化性樹脂組成物層を形成する工程;
<工程D>
上記保護パネルと上記画像表示部材とを上記第2の光硬化性樹脂組成物層を介して積層し、画像表示モジュールを形成する工程;
<工程E>
上記第2の光硬化性樹脂組成物層側から硬化光を照射し、上記光硬化樹脂層を形成する工程;
を有する画像表示装置の製造方法。 - 上記工程Cの後で且つ上記工程Dの前に、上記工程Eを行う請求項1に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記第1の光硬化性樹脂組成物の粘度は、3〜1000mPa・sである請求項1又は2に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記第1の光硬化性樹脂組成物と上記第2の光硬化性樹脂組成物は、同一の組成物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記第1の光硬化性樹脂組成物と上記第2の光硬化性樹脂組成物は、粘度が異なる組成物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 少なくとも上記第2の光硬化性樹脂組成物は、上記保護パネルの画像表示部材2への貼付け面に対向配置され、複数の吐出孔が配列された吐出装置から吐出されることにより塗布される請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記第1の光硬化性樹脂組成物は、上記保護パネルの全面に塗布される請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記第2の光硬化性樹脂組成物は、上記第1の硬化樹脂層の上記凸部に囲まれた主面部に塗布される請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記工程Cにおいて、上記第2の光硬化性樹脂組成物は、上記第1の光硬化性樹脂層の上記凸部の外側斜面まで塗布される請求項8に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記工程Bにおいて、上記第1の光硬化性樹脂組成物層を仮硬化させる請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記工程Bにおいて、上記第1の光硬化性樹脂組成物層を本硬化させる請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記工程Aにおいて、上記第1の光硬化性樹脂組成物を複数回にわたって塗布する請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記工程Cにおいて、上記第2の光硬化性樹脂組成物を複数回にわたって塗布する請求項1〜12のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記保護パネルには、周縁部に遮光部が形成されることにより主面部との間に段差部が設けられ、
上記工程Aでは、上記保護パネルの上記主面部上における上記第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みが上記遮光部上における上記第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みよりも厚く、上記保護パネルの上記遮光部上における上記第1の光硬化性樹脂組成物の塗布厚みを上記段差部の高さ±30%の範囲内とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の画像表示装置の製造方法。 - 画像表示部材と上記画像表示部材の画像表示面を保護する保護パネルとが、光硬化樹脂層を介して積層された画像表示装置の製造方法において、
上記保護パネルには、周縁部に遮光部が形成されることにより主面部との間に段差部が設けられ、
光硬化性樹脂組成物を上記保護パネルに塗布し、外縁部に凸部を有する光硬化性樹脂組成物層を形成し、
次いで、上記光硬化性樹脂組成物層に対して硬化光を照射し、硬化樹脂層を形成し、
次いで、上記保護パネルと上記画像表示部材とを上記光硬化性樹脂組成物層を介して積層し、画像表示モジュールを形成し、
上記保護パネルの上記主面部上における上記光硬化性樹脂組成物の塗布厚みが上記遮光部上における上記光硬化性樹脂組成物の塗布厚みよりも厚く、上記保護パネルの上記遮光部上における上記光硬化性樹脂組成物の塗布厚みを上記段差部の高さ±30%の範囲内とする、
画像表示装置の製造方法。 - インクジェット方式の吐出装置により上記光硬化性樹脂組成物を塗布する請求項14又は15に記載の画像表示装置の製造方法。
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