JP5949029B2 - 表示装置用前面保護板、及び表示装置 - Google Patents

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本発明は、表示装置用前面保護板と、これを備えた表示装置に関する。特に、白色系の色の黄変が目立ち難い遮光層を有する表示装置用前面保護板と、これを備えた表示装置に関する。
近年、スマートフォン、タブレットPC(パーソナルコンピュータ)など各種表示装置において、表示パネルと組み合わせて使用される位置入力装置として、タッチパネルが急速に普及してきている。タッチパネルは、以前から、電磁誘導方式、抵抗膜方式など各種方式のものが知られ、各種用途で使用されてきたが、最近その中でも特に注目されてきているのは、マルチタッチ(多点同時入力)が可能な静電容量方式のタッチパネルである。
図9は、タッチパネル20を備えた表示装置200の一例を模式的に示す図である。図9(a)は分解平面図であり、図9(b)の断面図は図9(a)の分解平面図中で、C−C線で表示装置用前面保護板40を切断したときの表示装置用前面保護板40のみの断面図である。タッチパネル20は、表示パネル30に対して、表示パネル30からの表示光の出光側である表側(紙面で手前側)に配置される。さらに、タッチパネル20の保護の為に、前記表示パネル30からの表示光がタッチパネル20を通過して出光する側であるタッチパネル20の表側に、表示装置用前面保護板40が配置される(特許文献1、特許文献2、特許文献3)。
表示装置用前面保護板40は、通常、図9で例示する様に、その表示用領域A1の外周部が不透明領域A2となっており、不透明領域A2には遮光層5が形成されている。この不透明領域A2によって、表示装置用前面保護板40の裏側に配置されるタッチパネル20が、その外周部に有する配線9やコネクタ等が見えて外観を損ねないようにしている。また、不透明領域A2中には、製品ロゴなどの可視情報6なども適宜設けられ、不透明領域A2は表示装置用前面保護板40の加飾部にもなっている。
表示装置用前面保護板40、タッチパネル20及び表示パネル30の各部材の間は、界面反射による表示光の損失や外光反射を減らして表示を見易くする等のために、空間を設けずに樹脂層で埋めて密着積層することもある。
また、薄型化、軽量化、部品点数削減などに対する要求に応えるべく、表示装置用前面保護板40とタッチパネル20との一体化、或いはタッチパネル20と表示パネル30との一体化などの各種一体化の形態が、提案され実用化も始まっている(特許文献1、特許文献2)。
特開2009−193587号公報 実用新案登録第3153971号公報 特開2008−266473号公報(〔0009〕、〔0030〕、図2)
ところで、不透明領域A2の遮光層5は、遮光性の観点などから黒色とするのが普通であったが、最近では、趣向を変えて、純白色、アイボリー色などの白色系の意匠が望まれることがある。
そこで、白色系の意匠を表現できるように、遮蔽層5を、カーボンブラック等の黒色顔料に代えて、白色顔料を樹脂バインダ中に含む白色系樹脂層で構成すれば、一応、白色系の色の意匠を表現できる。しかし、この構成では、遮光層5の色が、熱により黄変し意匠性を低下させることが判明した。黄変は遮光層5に用いた樹脂成分が熱で変質することが原因であると考えられ、遮光層5の色が黒色であるときは、樹脂成分に黄変が生じていても目立たなかっものと思われる。黄変は、とりわけ、部品の一体化の為に、表示装置用前面保護板40に、遮光層5以外に、さらに、タッチパネル用の透明電極も付与すると、透明電極の形成時にベークと言われる加熱処理で200℃以上の高温が加わるので顕著であった。
そこで、本発明の課題は、表示装置用前面保護板において、白色系の色を表現する遮光層が黄変しても目立ち難くさせることである。また、こうした表示装置用前面保護板を備えた表示装置を提供することである。
本発明では、次の様な構成の表示装置用前面保護板、及び表示装置とした。
(1)中央の表示用領域と、この表示用領域の外周部に設けられ可視光を遮蔽する不透明領域とを有する表示装置用前面保護板であって、
透光性基板と、この透光性基板の第1面とこの第1面とは反対側の第2面とのうちの、いずれか一方の面上において前記不透明領域に設けられた遮光層とを有し、
前記遮光層は、白色系樹脂層を有することで白色系の色を呈し、
前記白色系樹脂層は、少なくとも白色顔料と、黄変による色変化を補正して元の色に近づけるように補正する黄変補正化合物とを、硬化性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含む、
表示装置用前面保護板。
(2)前記黄変補正化合物が蛍光増白剤である、前記(1)の表示装置用前面保護板。
(3)前記黄変補正化合物が着色顔料である、前記(1)の表示装置用前面保護板。
(4)前記透光性基板の前記遮光層が形成されている一方の面上に、さらに、タッチパネルの位置検知用の透明電極が形成されていると共に、前記表示用領域から前記遮光層を有する前記不透明領域の部分に延びた前記透明電極に対して、前記遮光層の部分で電気的に接続された不透明な配線が、前記遮光層の部分に形成され、
前記白色系樹脂層が含む樹脂バインダが黄変している、
前記(1)から(3)のいずれかの表示装置用前面保護板。
(5)前記(4)のタッチパネル用の透明電極及び不透明な配線も有する表示装置用前面保護板と、表示パネルとを備えた、表示装置。
(6)前記表示パネルが、液晶パネルまたは電界発光パネルである、前記(5)の表示装置。
本発明の表示装置用前面保護板によれば、白色系の色を表現する遮光層の黄変を目立ち難くさせることができる。
本発明の表示装置によれば、それが備える表示装置用前面保護板が、前記効果を有する。
本発明による表示装置用前面保護板の一実施形態を説明する平面図(a)と、平面図中C−C線での断面図(b)。 黄変の定義を説明する為の反射スペクトルを示すグラフ。 黄変の改善効果をxy色度図上で例示するグラフ。 遮光層の色の測定方法を説明する断面図。 可視情報の部分の部分拡大断面図。 本発明による表示装置用前面保護板の別の実施形態(タッチパネル用の透明電極と配線付)を説明する断面図。 本発明による表示装置用前面保護板の別の実施形態(裏打ち層付き遮光層)を説明する断面図。 本発明による表示装置の一実施形態を模式的に説明する断面図。 従来の表示装置用前面保護板と表示装置の一例を示す分解平面図(a)と、分解平面図中C−C線での表示装置用前面保護板の断面図(b)。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
〔A〕用語の定義:
以下に、本発明において用いる主要な用語について、その定義をここで説明しておく。
「表側」とは、表示装置用前面保護板或いはその他の構成要素において、表示装置用前面保護板を表示パネル30と組み合わせて使用したときに、表示パネル30からの表示光が出光する側であり、表示パネル30の表示を観察する側を意味する。
「裏側」とは、前記「表側」とは反対側を意味し、表示装置用前面保護板或いはその他の構成要素において、表示パネル30の表示光が入光する側を意味する。
「第1面」と「第2面」とは、何れかが前記「表側」となり、何れの面が前記「表側」となるかは任意である。本明細書においては、遮光層2を必ず有する側の面を「第2面」と呼ぶことにしており、この第2面が裏側の面となる。
〔B〕表示装置用前面保護板:
以下、本発明による表示装置用前面保護板を説明する。
《第1の実施形態》
図1を参照して、本発明による表示装置用前面保護板の第1の実施形態例を説明する。図1(a)は平面図、図1(b)は断面図である。
図1に示す実施形態の表示装置用前面保護板10は、図1(a)の平面図で示すように、中央の表示用領域A1と、この表示用領域A1の外周部に設けられ可視光を遮蔽する不透明領域A2とを有する。図1(b)の断面図は、図1(a)の平面図にて、C−C線で切断したときの断面図である。図1(b)の断面図で示すように、本実施形態における表示装置用前面保護板10は、透光性基板1と、この透光性基板1の第1面S1とこの第1面S1とは反対側の第2面S2との2面のうちの、第2面S2において、前記不透明領域A2に設けられた遮光層2とを有する。この遮光層2は、白色系樹脂層3から構成され、白色系の色を呈する。前記白色系樹脂層3は、着色顔料として白色顔料と、黄変による色変化を補正して元の色に近づけるように補正する黄変補正化合物とを、硬化性樹脂として感光性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含む。
本実施形態では、遮光層2は白色系樹脂層3のみによって、白色系の色として白色を意匠表現しつつ遮光性も確保した層となっている。このため、遮光層2は、配線9などを隠す機能以外に、表示装置用前面保護板10を加飾する加飾層となっている。
本実施形態においては、遮光層2は透光性基板1の第2面S2上に設けられ、この第2面S2を裏側にして、言い換えると、第2面S2は表示パネル30側に向けて、第1面S1は表示パネル30の表示の観察者V側に向けて、用いられることを想定した形態である。
前記遮光層2を構成する白色系樹脂層3は、白色顔料と黄変補正化合物と感光性樹脂の未硬化物とを含む白色系感光性樹脂組成物を透光性基板1上に塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることで形成されている。
本実施形態の表示装置用前面保護板10は、図1(b)の断面図において、二点鎖線の想像線で示す、タッチパネル用の透明電極8および不透明な配線9を、さらに設ける用途に好適に用いることができる。とりわけ、透明電極8を形成する際は、通常200℃以上のベークといわれる加熱処理が必要となり、従来ならば、黄変が生じるからである。しかし、本実施形態においては、黄変を目立ち難くさせることができる。
以上のような構成とすることで、本実施形態における表示装置用前面保護板10では、その遮光層2によって表現する意匠として、白色系の色の意匠を表現することができる。その上、200℃以上の高温に晒されても、遮光層2によって表現しようとする白色の黄変が目立ち難くなっている。
以下、構成要素毎にさらに詳述する。
〔表示用領域A1と不透明領域A2〕
表示装置用前面保護板10は、図1(a)の平面図で例示したように、中央に表示用領域A1を有し、表示用領域A1の外周部に、可視光を遮蔽する不透明領域A2を有する。表示用領域A1は、図1(b)の断面図において、二点鎖線の想像線で示す表示パネル30に適用したときに、表示装置用前面保護板10を透して、表示パネル30が表示する内容を表示できる領域である。不透明領域A2は、表示パネル30が外周部に有する配線、コネクタなどを隠したり、或いは、図1(b)の断面図において、二点鎖線の想像線で示すタッチパネル20用の不透明な配線9、コネクタなどを隠したりする為の領域である。また、不透明領域A2は、それが表現する色、適宜設けるロゴやマークなどの可視情報6によって加飾部にもなる領域である。
〔透光性基板1〕
透光性基板1は、少なくとも可視光線に対して透明で、表示装置用前面保護板10を適用する表示パネル30に対して、表面を保護し得る機械強度を有するものであれば、特に制限はなく、代表的にはガラス板を用いることができる。とくに、前記ガラス板として、化学強化ガラスはフロートガラスに比べて機械的強度に優れ、その分薄くできる点で好ましい。化学強化ガラスは、典型的には、ガラスの表面近傍について、ナトリウムをカリウムに代えるなどイオン種を一部交換することで、化学的な方法によって機械的物性を強化したガラスである。
透光性基板1には、樹脂を用いることも可能である。例えば、前記樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂などを用いることができる。透光性基板1に樹脂を用いることで、軽量にできる上、可撓性を持たせることも可能となる。
〔遮光層2〕
図1に例示する実施形態における遮光層2は、透光性基板1の表示パネル30側となる裏側の第2面S2の不透明領域A2の部分に形成されている。遮光層2は、不透明領域A2中の全領域に設けられている。逆に言えば、この遮光層2によって、不透明領域A2が不透明な領域として形成される。
本実施形態においては、遮光層2は、透光性基板1の第1面S1と第2面S2のうちの一方の面として第2面S2の面の、不透明領域A2に形成される。
遮光層2は、一体化しようとするタッチパネル20の構成要素として中央の位置検知領域に対して、その外周部に有する配線や制御回路、或いは表示パネル30がその中央の表示領域に対して、その外周部に有する配線や制御回路などを隠して、目視不能にして、表示パネル30と組み合わされた表示装置において、外観を損なわないようにする機能を有する。
遮光層2は、不要な部品を隠すための遮光性と共に、外観意匠を向上させる機能も有する。つまり、本発明においては、白色系の色の意匠を表現する加飾層としての機能も有する。また、遮光層2は、加熱による黄変が目立たない様になっている。
遮光層2の遮光性は、要求仕様、表現色にもよるが、透過率で言えば大きくても3%以下(光学濃度ODにて1.5以上)、より好ましくは透過率で1%以下(光学濃度OD2.0以上)、さらに好ましくは透過率で0.01%以下(光学濃度OD4.0以上)が望ましい。
(白色系の色とは)
本発明において、白色系の色を呈するとは、純粋な白色(純白)以外に、アイボリー色、ベージュ色、赤みの白である赤白色(薄いピンク色)、黄みの白である黄白色、青みの白である青白色、緑みの白である緑白色、紫みの白である紫白色、茶色みの白である茶白色、黒みの白である灰色(ライトグレー)、銀色みの白である銀白色、金色みの白である金白色などの、有彩色で白っぽい色、及び無彩色で白っぽい色、も含む。
こうした白色系の色を、数値的に示せば、各種表色系を用いて定義することができる。なかでも慣用的な表色系の1種であるマンセル表色系(JIS Z 8721)によって示せば、本発明において白色系の色とは、マンセル表色系において、明度が8.0以上で、且つ彩度が2.0以下の色であると、定義することができる。色相については、特に制限はない。どんな色味でも構わない。
なお、マンセル表色系では、全ての色を、明度と、彩度と、色相の三属性によって表現する。この明度は、マンセル表色系では、最も明るい理想的な白を10とし、最も暗い理想的な黒を0とする。本発明においては、白色系の色であるから、明度は小さくても8とし、8.0以上とする。また、マンセル表色系では、彩度は、無彩色を0とし、色が濃くなるほど値か大きくなり、最大値は明度と色相によって変わるが最大で14である。本発明においては、白以外の色が付いていたとしても、白っぽい色であるので、彩度は最大でも2として、2.0以下とする。
マンセル表色系の前記三属性は、市販の分光測色計、分光光度計などによって測定することができる。
黄変が目立ち難くなると言う本発明の効果がより活かされる白色系の色は、より白っぽい色ということになる。これを、マンセル表色系によって表現すれば、明度においては9.0以上の色の場合、彩度においては1.0以下の色の場合により効果的であり、さらに、明度が9.0以上で且つ彩度が1.0以下の色の場合が、より効果的である。
[白色系樹脂層3]
白色系樹脂層3は、白色系の色を表現する為の着色顔料を硬化性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含む層からなる。しかも、この白色系樹脂層3は、それ自体の黄変を補正して元の色に近づけて、黄変を目立ち難くさせるために、黄変補正化合物も含む。黄変は、前記樹脂バインダが加熱により変質する為と推測され、本実施形態は透明電極などが未だ形成されていない構成であるので、前記樹脂バインダは、黄変する前の無着色透明である。
本実施形態においては、硬化性樹脂として感光性樹脂を用いてある。このため、前記白色系樹脂層3は、白色系の色を表現する為の着色顔料を感光性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含む層からなる。
白色系樹脂層3の形成法は基本的には特に限定されないが、例えば、着色顔料と感光性樹脂の未硬化物とを含む着色感光性樹脂組成物を、透光性基板1の面上に塗布した後、所定のパターンで露光し、現像するという、いわゆるフォトリソグラフィ法により形成することができる。本実施形態においては、前記白色系樹脂層3はフォトリソグラフィ法によって形成したものである。
(着色顔料)
白色系樹脂層3に用いる着色顔料としては、通常は、白色顔料が主要な顔料として用いられる。更に、純色以外の、アイボリー、ライトグレーなどの白色系の色を表現する為に、黒色顔料も含めて、任意の色を呈する着色顔料を併用することができる。
前記白色顔料としては、酸化チタン、シリカ、タルク、カオリン、クレイ、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、などを用いることができる。
なかでも、酸化チタンは代表的である。酸化チタンには結晶型が、ルチル型とアナターゼ型があるが、ルチル型の方が好ましい。本実施形態でもルチル型の酸化チタンを用いてある。ルチル型はアナターゼ型に比べて触媒活性が低く、加熱時にバインダー樹脂を変質し難いからである。
白色以外の着色顔料は、例えば、赤色顔料、黄色顔料、青色顔料、緑色顔料、紫色顔料、黒色顔料などを用いることができる。
前記赤色顔料には、例えば、ジケトピロロピロール系、アントラキノン系、ペリレン系などの赤色顔料を用いることができ、前記黄色顔料には、例えば、イソインドリン系、アントラキノン系などの黄色顔料を用いることができ、前記青色顔料には、例えば、銅フタロシアニン系、アントラキノン系などの青色顔料を用いることができ、前記緑色顔料には、例えば、フタロシアニン系、イソインドリン系などの緑色顔料を用いることができ、前記紫色顔料には、キナクリドン系、ジオキサジン系などの紫色顔料を用いることができる。
前記着色顔料をより具体的に示せば、例えば、赤色顔料としては、アントラキノン系のピグメントレッド177(PR177)、黄色顔料としては、イソインドリン系のピグメントイエロー139(PY139)、青色顔料としては、銅フタロシアニン系のビグメントブルーPB15:6(PB15:6)、などを用いることができる。
前記紫色顔料としては、キナクリドン系のキナクリドン(PV19)、ジオキサジン系のジオキサジンバイオレット(PV23)などを用いることができる。
前記黒色顔料としては、例えば、チタンブラック(低次酸化チタン、酸窒化チタンなど)、カーボンブラックなどを用いることができる。
黒色顔料は、白色顔料と共に、或いは、白色顔料と共に白色顔料以外の他の色の着色顔料と併用することで、明度を落とした色などにおいて用いることができる。
着色顔料の粒子の大きさは、通常、平均粒径で1μm以下であり、好ましくは大よそ0.03〜0.5μmである。
着色顔料は、表現する白色系の色に応じて適宜選択し、白色顔料のみを用いても良い。従って、着色顔料は、1種単独で用いても良いし、同種類の色、或いは異なる色の着色顔料を複数種類用いることもできる。
前記着色顔料とは、黄変補正化合物として含有させる場合の着色顔料は除外した着色顔料の意味である。
白色系樹脂層3は、膜厚、及び着色顔料の含有量によって白色系樹脂層3自体の不透明性或いは透明性を調整することができる。白色系樹脂層3の膜厚は、例えば1〜30μmである。
前記着色顔料の含有量は、白色系樹脂層3で表現する白色系の色の透明感、白色系の色に期待する緻密感等にもよるが、着色顔料及び樹脂バインダを含む白色系樹脂層3の全固形分量に対する着色顔料の量の百分率で表した、顔料濃度で、例えば、通常10〜60%程度である。言い換えると、白色系樹脂層3の全固形分100質量部に対して、着色顔料は、通常、10〜60質量部の範囲である。
前記着色顔料の含有量は、これから詳述する黄変補正化合物としての着色顔料は含めな
い含有量である。
(黄変補正化合物)
黄変補正化合物は、白色系樹脂層3で表現する色の黄変による色変化を、黄変前の元の色に近づけるように補正する化合物である。こうした、黄変補正化合物としては、黄変した色とは補色関係の色に補正可能な化合物を用いることができる。
黄変補正化合物としては、蛍光増白剤、着色顔料、の少なくとも1種以上を用いることができる。
((黄変))
黄変とは、一般に、元の色が黄色味がかることを言う。とりわけ、元の色が白色など白色系の場合に目立ち易い。黄変して黄色味がかるということは、物体がおおよそ可視光域中で波長380〜550nm、とりわけ波長400〜450nmの光を多く吸収するようになる結果、その補色である黄色成分が物体色に多く含まれるようになることである。
図2は、黄変の意味を説明する反射スペクトルを模式的に示すグラフである。黄変前の色が理想的な白の場合で言えば、その380〜780nmの可視光領域の反射スペクトルSwは、前記波長域に亘って一定の反射率示す。これが黄変すると、反射スペクトルSyで例示するように、波長380〜550nmの他に加えて、波長550nmを超過する範囲でも反射率が低下するような、短波長側になるにつれて全体的に反射率が低下する反射スペクトルになることも含め、本発明においては、「黄変」と言う。同図では、波長700nm当たりから徐々に反射率の低下する様子を示す。前記「全体的に」とは、長波長から短波長になるにつれて、反射率が一様に減少するスペクトル以外に、増減を伴って波打つ様に低下していくことも含むことを意味する。
((蛍光増白剤))
上記蛍光増白剤は、紫外線を吸収して蛍光を発光する蛍光体の一種であり、発光する可視光が黄変を補正する波長域の光を発光する物質である。このため、蛍光増白剤は、例えば、400〜450nmの範囲の可視光を発光する蛍光体を用いることができる。
蛍光増白剤としては、特に制限はなく、例えば、スチルベン系、アゾール系、クマリン系、オキサジン系、オキサゾール系、ローダミン系、ナフチルイミド系、フラン系、ピラジン系、ビフェニル系、などを用いることができる。
蛍光増白剤の市販品を例示すれば、TINOPAL((登録商標)BASFジャパン株式会社製)シリーズ、KAYALIGHT((登録商標)、日本化薬株式会社製)シリーズなどが挙げられる。
また、蛍光増白剤としては、紫外線を吸収して波長380〜550nmの可視光、とりわけ波長400〜450nmの可視光を発光する蛍光体であれば、無機化合物からなる無機蛍光体でもよい。
蛍光増白剤の含有量は、黄変の度合いと、これを補正する度合いに応じた量とすれば良く基本的には特に制限はない。例えば、樹脂バインダの樹脂成分100質量部に対して、0.001〜0.2質量部が好ましい。この範囲未満であると、黄変を補正する効果が充分に得られないことがあり、この範囲を超えると、黄変を補正し過ぎて青紫色の色が強くなり過ぎたり、コスト高となったりすることがある。
((着色顔料))
黄変補正化合物として用い得る着色顔料としては、黄変で吸収がとりわけ増加する波長400〜450nmの光は、おおよそ青紫色であるから、黄色に対して補色関係となる青紫色を出せる着色顔料を用いるのが好ましい。この場合、1種単独の着色顔料で青紫色を発色するものでも良いし、互いに異なる色を呈する2種以上の着色顔料を併用して青紫色を出してもよい。互いに異なる色を呈する2種以上の着色顔料を併用する例としては、例えば、青色顔料と紫色顔料との2種類を併用する例である。
互いに異なる色を呈する2種以上の着色顔料を併用する態様では、例えば、2種類の着色顔料を用意しておくことで、この2種類の着色顔料の合計含有量にくわえて、含有割合を調整することで、種々の黄変の度合い及び色相に対応することができるという利点がある。
なお、前記青色顔料としては、前記着色顔料として説明した青色顔料を用いることができる。例えば、青色顔料としは、銅フタロシアニン系、アントラキノン系などを用いることができる。さらに具体例を示せば、ビグメントブルーPB15:6(PB15:6)などの銅フタロシアニン系の青色顔料、などを用いることができる。
前記紫色顔料としては、キナクリドン系、ジオキサジン系の紫色顔料を用いることができる。さらに具体例を示せば、キナクリドン系のキナクリドン(PV19)、ジオキサジン系のジオキサジンバイオレット(PV23)などの紫色顔料を用いることができる。
黄変補正用の着色顔料の含有量は、黄変の度合いと、これを補正する度合いに応じた量とすれば良く基本的には特に制限はない。例えば、樹脂バインダの樹脂成分100質量部に対して、0.01〜0.3質量部が好ましい。この範囲未満であると、黄変を補正する効果が充分に得られないことがあり、この範囲を超えると、黄変を補正し過ぎて青紫色の色が強くなり過ぎることがある。
また、黄変によって、さらに波長500〜600nm域の緑色の光吸収が増大しており、これを補正する必要があるときは、緑色顔料など、反射率が相対的に大きくなっている波長600〜800nm域の光を相対的に多く吸収するような着色顔料を併用するようにしても良い。
(硬化性樹脂)
着色顔料を分散保持する樹脂バインダの樹脂成分となる前記硬化性樹脂としては、感光性樹脂、及び、熱硬化性樹脂から選ばれる樹脂を1種以上用いることができる。
硬化性樹脂としては、少なくとも硬化前は、透明無着色なものが好ましい。本実施形態でも、硬化前において、また硬化後においても、透明無着色のものを用いる。
前記感光性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、環化ゴム、等の反応性ビニル基などの光反応性基を有する感光性樹脂を1種以上用いることができる。前記アクリル系樹脂では、例えば、アルカリ可溶性樹脂、多官能アクリレート系モノマー、光重合開始剤、その他添加剤などからなる感光性樹脂を樹脂バインダの樹脂成分として用いることができる。
前記アルカリ可溶性樹脂には、ベンジルメタクリレート−メタクリル酸共重合体などのメタクリル酸エステル共重合体、ビスフェノールフルオレン構造を有するエポキシアクリレートなどのカルド樹脂、などを1種以上用いることができる。
前記多官能アクリレート系モノマーには、例えば、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テトラ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、などを1種以上用いることができる。
なお、本発明において、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート、又は、アクリレートのいずれかであることを意味する。
前記光重合開始剤には、アルキルフェノン系、オキシムエステル系、トリアジン系、チタネート系などを1種以上用いることができる。例えば、アルキルフェノン系では、(2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン(イルガキュア(登録商標)907、BASFジャパン株式会社製))、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モノフォリオフェニル)ブタノン−1(イルガキュア(登録商標)369、BASFジャパン株式会社製))、オキシムエステル系では、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−,2−(O−ベンゾイルオキシム)(イルガキュア(登録商標)OXE01、BASFジャパン株式会社製))などを用いることができる。
前記熱硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂等を、1種以上を用いることができる。
白色系樹脂層3の樹脂バインダとしては、この他、光増感剤、分散剤、界面活性剤、安定剤、レベリング剤などの、公知の各種添加剤を含むことができる。
(白色系樹脂層3の形成)
白色系樹脂層3の形成法は、本発明においては、特に限定されないことは既に述べたが、白色系樹脂層3は、前記硬化性樹脂の未硬化物を含む樹脂バインダ中に着色顔料及び黄変補正化合物を含有する、白色系硬化性樹脂組成物によって、形成することができる。
前記白色系硬化性樹脂組成物には、さらに、この樹脂組成物を透光性基板1の面上に塗布する際の塗布適性、或いは印刷する際の印刷適性の調整などの為に、溶剤を含むことができる。
前記溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルセロソルブ、3−メトキシブチルアセテート、等を1種以上用いることができる。
硬化性樹脂として感光性樹脂を用いる場合、前記着色顔料、前記感光性樹脂の未硬化物としては、従来、カラーフィルタ用途として調整された着色レジスト用の材料を用いても良い。
硬化性樹脂として感光性樹脂を用いる場合、白色系硬化性樹脂組成物を、透光性基板1の面上に塗布する方法は、例えば、スピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、スプレーコート法、ビードコート法などの公知の塗工法によることができる。
硬化性樹脂として感光性樹脂を用いる場合、白色系硬化性樹脂組成物(白色系感光性樹脂組成物)を、透光性基板1の面上に塗布した後は、フォトリソグラフィー技術を用いて露光、現像、ベークなどの所定の工程を経て、パターニングすることにより、透光性基板1の面上の一部に、所定パターンの白色系樹脂層3を形成することができる。
白色系硬化性樹脂組成物の硬化性樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合は、白色系硬化性樹脂組成物からなるインクを用いて、印刷法によって、所定パターンの白色系樹脂層3をパターン状に形成することができる。印刷法としては、特に制限はなく、例えば、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法等を適宜採用する。
[黄変の改善例]
表1、及び図3のxy色度図は、白色系樹脂層3からなる遮光層2において、白色系樹脂層3に黄変補正化合物として、着色顔料を用いたときの、黄変の改善状況を示す。ここでは、着色顔料として、青色顔料と紫色顔料を質量比1:1で併用することで、青紫色の着色顔料を用いた場合と同様の黄変補正効果を得た場合である。
Figure 0005949029
表1は、黄変補正化合物を含有させなかった場合での樹脂組成物を硬化させて白色系樹脂層3を形成し、その後、透明電極などの形成を想定してベークによる加熱処理前の初期状態(図3中、座標Cs)と、ベーク後の黄変状態(図3中、座標Cy)と、黄変補正化合物を含有させて補正されたベーク後の状態(図3中、座標Cc)について、測定した反射色を、Yxy表色系のx値、y値、及び、明るさ情報であるY値〔%〕を示してある。図3中、座標Cwは、光源に、CIE標準光源Cを用いたときの白色が示す白色点である。
測定は、光源にCIE標準光源を用いて分光光度計で行い、図4で示すように、白色系樹脂層3の裏側に黒色層Bkを重ねた状態で測定する。これは、表示装置用前面保護板10を表示装置に適用したきに、光が遮光層2の表側から裏側まで透過したとしても、遮光層2の裏側に位置して隠れる部品からの、その物体色を含む反射光によって、遮光層2の本来の色がずれることを防ぐためである。
上記ベークによる加熱処理は、後述する第2の実施形態で説明する、タッチパネル用のオーバーコート層7a,7b,7c、透明電極8、および配線9を形成した、タッチパネル機能を一体化可能な条件であり、白色系樹脂層3が、その形成後に、他の構成要素の形成時のベークによって受けた加熱履歴は、230℃で合計3hである。
表1および図3から判るように、黄変補正化合物を含有させなかった場合では、黄変によって、初期の座標Csがベーク後は座標Cyに移動する。しかし、黄変補正化合物を含有させた場合では、座標Cyの色を座標Ccまで補正し、元の色に近づけることができる。しかも、白色点Cwの近くに補正することができている。
〔可視情報6〕
図1に例示する本実施形態における表示装置用前面保護板10では、遮光層2が形成される不透明領域A2には可視情報6として製品のロゴマークが形成されている。
本発明においては、可視情報6は必須ではないが、不透明領域A2に対して、製品ロゴマーク以外に、操作説明用の文字や記号、模様などの任意の目視可能な可視情報6を設けることができる。
可視情報6は、表側から見える様に、不透明領域A2内において、例えば、白色系樹脂層3の非形成部に設けることができる。可視情報6は、白色系樹脂層3の前記非形成部の部分を、表側から見たときの色及び形状によって表現される目視可能な情報である。
可視情報6は、図5の断面図で例示するように、白色系樹脂層3の前記非形成部の部分に可視情報形成層6Lを設けることで、この可視情報形成層6Lを、表側から見たときの色及び形状によって表現することができる。
可視情報形成層6Lとしては、金属層、着色樹脂層など、白色系樹脂層3とは色や表面状態の外観が異なる層を用いることができる。前記金属層としては、銀、アルミニウムなどの金属薄膜を用いることができる。前記着色樹脂層としては着色顔料や金属粉末を含む樹脂組成物層を用いることができる。
《第2の実施形態:タッチパネル機能との一体化》
本発明において、表示装置用前面保護板10は、タッチパネル用の透明電極を設けて、透光性基板1をタッチパネル用基板と兼用することができる。タッチパネル機能との一体化は、タッチパネルとして必要な機能の一部を一体化する形態でも、その分に応じた部品点数の低減、薄型化の効果は得られるが、タッチパネルとしての必要な機能の全部を一体化するのが、より好ましい。
タッチパネルとして必要な機能の全部を一体化した表示装置用前面保護板10は、タッチパネルと言うこともできる。タッチパネルとして必要な機能の一部を一体化した表示装置用前面保護板10は、タッチパネル用部材と言うこともできる。
タッチパネル機能の一部を一体化する場合、例えば、そのタッチパネル機能として位置検知用の透明電極が必要な方式では、この透明電極を一体化することができる。タッチパネルの位置検知方式は従来から各種知られており、透明電極が2層になる位置検知方式では、このうちの少なくとも1層を、より好ましくは2層を一体化するのが望ましい。
以下、図6の実施形態を参照して、タッチパネル機能を一体化した第2の実施形態例を説明する。
図6の断面図で示す表示装置用前面保護板10の実施形態では、遮光層2を形成した側の第2面S2の面上に、さらに、タッチパネル用の透明電極8及び配線9を形成した構成例である。ここでのタッチパネル用の透明電極8は、投影型静電容量方式の電極である。
より具体的には、本実施形態は、透光性基板1の遮光層2が形成された後の一方の面である第2面S2上に、オーバーコート層7aを介して、配線9と、タッチパネルの位置検知用の透明電極8のうちの第1の透明電極8aと、が形成されている。配線9は、表示用領域A1から遮光層2がある不透明領域A2の部分に延びた前記透明電極8aに対して前記遮光層2の部分で電気的に接続されるように、前記遮光層2の部分に形成されている。
位置検知用の透明電極8として、第1の透明電極8aと、第2の透明電極8bとは、本実施形態では、透光性基板1の同一の面である第2面S2の面上に形成されるために、オーバーコート層7bを介して互いに絶縁されて形成されている。第1の透明電極8a、及び第2の透明電極8bのパターンは、投影型静電容量方式では各種パターンが知られており、特に限定はない。典型的には、複数の第1の透明電極8aが、第1の方向に延びて、この第1の方向に交差する方向、通常は直交する方向を第2の方向として、第2の透明電極8bが第2の方向に延びたパターンとなっている。
第1の透明電極8aと第2の透明電極8bとの交差部分は、オーバーコート層7bによって絶縁されている。オーバーコート層7bは、少なくとも前記第1の透明電極8aと第2の透明電極8bとの交差部分に必要となる。前記第1の透明電極8aと第2の透明電極8bとのうち一方の電極のみ、他方の電極との交差部分が欠損したパターンで同一の面に同時に形成した後、交差部分のみ前記オーバーコート層7bを形成し、この後、欠損部分を電気的に接続する接続部とする透明電極が形成されている。
図6の断面図で言えば、前記交差部分は、透光性基板1に近い側の透明電極8が、第1の透明電極8aであるので、第1の透明電極8aが形成された後の交差部分に対してオーバーコート層7bが形成され、交差部分を跨いで接続用の透明電極が形成されて第2の透明電極8bが完成する。
そして、第1の透明電極8a及び第2の透明電極8bが、中央の表示用領域A1内の位置検知領域から前記遮光層2に重なる部分まで延びた部分の図面下側の透光性基板1側に、それ自体が不透明で目視できる配線9が形成されている。配線9は、図面では、第1の透明電極8aに対してのみ模式的に描いてある。
さらに、透明電極8bを形成後の、透光性基板1の配線9が形成された側の第2面S2のほぼ全面に、オーバーコート層7cが形成され、第1の透明電極8a及び第2の透明電極8bの表面を含む、表示装置用前面保護板10としての裏側の表面を、傷付きなどから保護している。ただし、図示は省略するが、このオーバーコート層7cは、配線9がフレキシブルプリント配線基板(FPC)を介して制御回路に接続する部分は形成せず、配線9を露出してある。
本実施形態では、タッチパネルとしての中央の位置検知領域の周辺に設けられる、それ自体が不透明で目視され得る配線9は、遮光層2と平面視において重なる領域内に設けることで、表示装置に適用したときに外観を損なうことがない。
しかも、この遮光層2は、遮光性を確保しつつ、白色系の色を表現した意匠を表現する加飾層となっているが、さらに、その白色系の色が、表示装置用前面保護板10の製造時において、透明電極8、或いはさらにオーバーコート層7a,7b,7cなどを形成するときの加熱処理による黄変が目立ち難くなっている。
さらに、タッチパネル機能も備えており、部品点数の削減、軽量化にも効果的である。
[白色系樹脂層3]
本実施形態において、白色系樹脂層3は、その樹脂成分が黄変している。つまり、白色系樹脂層3が含む硬化性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダの樹脂成分は、硬化前の透明無着色が黄変しており、黄色味を帯びている。
[オーバーコート層7a,7b,7c]
前記オーバーコート層7a,7b,7cには、透明な樹脂、それも耐熱性の点で硬化性樹脂が好ましく、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などを用いることができ、具体例を挙げれば、熱硬化性のエポキシ樹脂などを用いることができる。オーバーコート層7a,7b,7cは、前記遮光層2と同様の塗工法で形成することができる。
また、前記硬化性樹脂としては、前記白色系樹脂層3で述べた感光性樹脂などを用いることもできる。感光性樹脂の場合は、部分形成するときにフォトリソグラフィ法を利用することができる。
[透明電極8]
前記透明電極8には、ITO(Indium Tin Oxide;インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide;インジウム亜鉛化物)、AZO(Aluminum Zinc Oxide;アルミニウム亜鉛酸化物)等の透明導電体薄膜をパターン形成したものを用いることができる。
[配線9]
前記配線9には、例えば、銀、金、銅、クロム、プラチナ、アルミニウム、パラジウム、モリブデンなどの金属(含むその合金)などを用いることができる。例えば、銀、パラジウム及び銅からなる合金(APCとも言う)の金属層としてスパッタ法により製膜後、フォトリソグラフィ法によりパターン形成したものを用いることができる。
[製造方法]
本実施形態の表示装置用前面保護板10を構成する各層は、例えば、次の様にして形成される。先ず、透光性基板1の第2面S2に、白色系樹脂層3をパターン形成して、所定パターンの遮光層2を形成する。
次に、遮光層2が形成された側の面全面に、オーバーコート層7aを形成した後、遮光層2の部分に配線9をパターン形成し、次に、透明電極8として、第1の透明電極8aの全部と、交差部分が分断し欠損した第2の透明電極8bとを、同じ面に同時にパターン形成する。
次に、前記交差部分にオーバーコート層7bをパターン形成し、このオーバーコート層7bを跨いで、前記第2の透明電極8bの残りの欠損部分をパターン形成して第2の透明電極8bの全体を完成させる。最後に、オーバーコート層7cを全面に形成することで、タッチパネル機能を一体化した表示装置用前面保護板10が作成される。
〔変形形態〕
本発明の表示装置用前面保護板10は、上記した形態以外のその他の形態をとり得る。以下、その一部を説明する。
[黄変補正化合物としての着色顔料と蛍光増白剤との併用]
本発明においては、黄変補正化合物としての着色顔料と、黄変補正化合物としての蛍光増白剤とを併用してもよい。黄変補正化合物としての着色顔料を、蛍光増白剤と併用することで、多様な色に対応し易くなり、また、高価な蛍光増白剤の使用量を減らして、コストを下げることができる。
[複層の白色系樹脂層3]
前記した実施形態においては、白色系樹脂層3は、不透明領域A2の全域に亙って膜厚一定の、いわゆる「ベタ層」として形成されている。こうした、白色系樹脂層3は、単層構成でもよいし、2層以上の複層構成でもよい。
白色系樹脂層3が複層構成の場合、各層は同一色でも良く、異なる色の層を含めて、全層によって白みがかった白色系の色を表現しても良い。
[裏打ち層4]
本発明においては、図7で例示するように、遮光層2は、白色系樹脂層3の裏側に、裏打ち層4を設けてもよい。つまり、遮光層2は、透光性基板1側から順に、白色系樹脂層3と裏打ち層4とから構成される。
裏打ち層4は、白色系樹脂層3のみでは、遮光性が不足する場合に、遮光性を補う層として設けることができる。裏打ち層4としては、例えば、黒色層、反射層を用いることができる。黒色層は光を吸収することで遮光性を向上させ、反射層は光を反射することで遮光性を向上させる。黒色層としては、例えば、黒色顔料を樹脂バインダ中に含む黒色樹脂層を用いることができる。反射層としては、例えば、銀、アルミニウムなどを含む金属薄膜などからなる金属反射層を用いることができる。
〔C〕表示装置:
本発明による表示装置は、上記したタッチパネル機能が一体化された表示装置用前面保護板10と、表示パネルとを備えた表示装置である。
すなわち、本発明による表示装置は、上記したタッチパネル用の透明電極8及び不透明な配線9も有する表示装置用前面保護板10と、表示パネルとを備えた構成である。
表示装置100が備える表示装置用前面保護板10は、タッチパネル機能の一部または全部が一体化されたものである。前記「一部」とは、少なくとも位置検知用の透明電極8と、配線9である。タッチパネルの機能の全部が一体化された表示装置用前面保護板10を用いる場合は、独立したタッチパネル20は備える必要はなく、前記表示装置用前面保護板10と、表示パネル30とを少なくとも備えた構成の表示装置となる。この形態では、表示パネル30の外周部の配線、コネクタ、制御回路などを隠せることになる。
図8は、本発明による表示装置の実施形態例であり、同図に示す表示装置100は、図面上方の観察者V側の表側から順に、表示装置用前面保護板10、表示パネル30を備えている。
本実施形態においては、表示装置用前面保護板10は、前述した第2の実施形態の表示装置用前面保護板10である。より具体的に、この表示装置用前面保護板10はタッチパネル20の機能として、少なくとも透明電極8と配線9とを備える。また、オーバーコート層7a,7b,7cも備える形態のものである。タッチパネル20の要素としては、模式的に、配線9と透明電極8とを図示してある。
前記タッチパネル20は、典型的には、マルチタッチ(多点同時入力)が可能な投影型静電容量方式のタッチパネルであるが、本発明においては、この他、表面型静電容量方式、抵抗膜方式、電磁誘導方式、など、透明電極を必要とする公知の各種位置検知方式のタッチパネルのいずれでも良い。
タッチパネル20は、タッチパネルとして機能するには、中央の位置検知領域の外周部に、配線9以外に、制御回路、これらを電気的に接続するコネクタなどの何らかの不透明な構成要素も有する。これらの不透明な構成要素は、表示装置用前面保護板10の不透明領域A2の遮光層2に平面視において重なり、隠れる位置となるような位置関係となっている。このため、これら配線9などの不透明な構成要素が、表示装置100の外観を損なわない様にすることができる。
前記表示パネル30は、液晶表示パネル、電界発光(EL)パネルが代表的であるが、この他、電子ペーパーパネル、ブラウン管によるディスプレイ装置でもよく、公知の各種表示パネルでよい。
以上のような構成の、表示装置100とすることで、タッチパネル20の位置検知領域の外周部、或いは表示パネル30の表示用領域の外周部、において存在する、表示内容それ自体には不要な、配線、コネクタ、制御回路などの各種構成要素を隠して、これらにより外観が損なわれることを防ぐことができる。
しかも、遮光層2が白色系樹脂層3によって表現する白色系の色は、表示装置用前面保護板10の黄変が目立ち難くなっており、意匠性の高い製品が可能となる。
〔表示装置としての変形形態〕
本発明の表示装置100は、上記した形態以外のその他の形態をとり得る。以下、その一部を説明する。
[タッチパネル機能を一体化した表示装置用前面保護板10]
一体化しようとするタッチパネル用の透明電極8が互いに絶縁された第1の透明電極8aと第2の透明電極8bとの2層からなり、この2層が互いに別々の基板上に形成される構造である場合は、このうちのいずれか一方の基板を表示装置用前面保護板10の透光性基板1と兼用することで、一方の透明電極と共に一体化し、他方の透明電極と基板とを、表示装置用前面保護板10、表示パネル30とは別体のタッチパネル構成部材として組み込んで、表示装置100を構成することも可能である。どのような構成で表示装置用前面保護板10とタッチパネル機能とを一体化するかは、使用し得る製造設備、組立工程などの諸条件に適した、構成を選べば良い。
このような構成においても、タッチパネル機能が一体化しているので、部品点数が減り組み立て工数が少なくなり、低コストなものとできる。また、黄変が目立ち難くなっており、意匠性の高い製品が可能となる。
[粘着シートなどの樹脂層の介在]
図8で例示した実施形態による表示装置100では、表示装置用前面保護板10と表示パネル30との間は、空隙を有し空気層が存在する構造となっているが、本発明においては、表示装置用前面保護板10と表示パネル30との間など、構成部材の間は、粘着剤層など樹脂層で埋め尽くしても良い。
前記樹脂層には、粘着シート、塗布した樹脂液の固化層などを用いることができる。
前記粘着シートとしては、透明性に優れた光学グレードのものが好ましく、このような粘着シートとしては、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エポキシ系粘着剤、シリコーン系粘着剤などからなるものを用いることができる。
〔D〕用途:
本発明による表示装置用前面保護板10、及び表示装置100の用途は、特に限定されない。例えば、スマートフォンなどの携帯電話、タブレットPCなどの携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション、デジタルカメラ、電子手帳、ゲーム機器、自動券売機、ATM端末、POS端末、などである。
1 透光性基板
2 遮光層
3 白色系樹脂層
4 裏打ち層
5 (従来の)遮光層
6 可視情報
6L 可視情報形成層
7a,7b,7c オーバーコート層
8 透明電極
8a 第1の透明電極
8b 第2の透明電極
9 配線
10 表示装置用前面保護板
20 タッチパネル
30 表示パネル
40 従来の表示装置用前面保護板
100 表示装置
200 従来の表示装置
A1 表示用領域
A2 不透明領域
Bk 黒色層
S1 第1面
S2 第2面
V 観察者

Claims (5)

  1. 中央の表示用領域と、この表示用領域の外周部に設けられ可視光を遮蔽する不透明領域とを有する表示装置用前面保護板であって、
    透光性基板と、この透光性基板の第1面とこの第1面とは反対側の第2面とのうちの、いずれか一方の面上において前記不透明領域に設けられた遮光層とを有し、
    前記遮光層は、白色系樹脂層を有することで白色系の色を呈し、
    前記白色系樹脂層は、少なくとも白色顔料と、黄変による色変化を補正して元の色に近づけるように補正する黄変補正化合物とを、硬化性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含み
    前記黄変補正化合物が蛍光増白剤である、
    表示装置用前面保護板。
  2. 中央の表示用領域と、この表示用領域の外周部に設けられ可視光を遮蔽する不透明領域とを有する表示装置用前面保護板であって、
    透光性基板と、この透光性基板の第1面とこの第1面とは反対側の第2面とのうちの、いずれか一方の面上において前記不透明領域に設けられた遮光層とを有し、
    前記遮光層は、白色系樹脂層を有することで白色系の色を呈し、
    前記白色系樹脂層は、少なくとも白色顔料と、黄変による色変化を補正して元の色に近づけるように補正する黄変補正化合物とを、硬化性樹脂の硬化物からなる樹脂バインダ中に含み
    前記黄変補正化合物が着色顔料であり、
    前記着色顔料は、少なくとも青色顔料および紫色顔料のいずれかである、
    表示装置用前面保護板。
  3. 前記透光性基板の前記遮光層が形成されている一方の面上に、さらに、タッチパネルの位置検知用の透明電極が形成されていると共に、前記表示用領域から前記遮光層を有する前記不透明領域の部分に延びた前記透明電極に対して、前記遮光層の部分で電気的に接続された不透明な配線が、前記遮光層の部分に形成され、
    前記白色系樹脂層が含む樹脂バインダが黄変している、
    請求項1または請求項2に記載の表示装置用前面保護板。
  4. 請求項に記載のタッチパネル用の透明電極及び不透明な配線も有する表示装置用前面保護板と、表示パネルとを備えた、表示装置。
  5. 前記表示パネルが、液晶パネルまたは電界発光パネルである、請求項に記載の表示装置。
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