JP6152795B2 - 画像表示装置の製造方法、樹脂用ディスペンサー - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示パネル等の画像表示部材とその表面側に配される透明保護シート等の光透過性カバー部材とを、光透過性硬化樹脂層を介して接着・積層して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、液晶表示パネルや有機ＥＬパネル等の画像表示部材と光透過性カバー部材との間に、光硬化性樹脂組成物を配した後、その組成物に紫外線を照射して硬化させて光透過性硬化樹脂層とし、それにより画像表示部材と光透過性カバー部材とを接着・積層することにより製造されている（特許文献１）。
具体的には、図１４（Ａ）に示すように、先ず光透過性カバー部材２０を用意し、この光透過性カバー部材２０の画像表示装置と対向される表面２０ａに、液状の光硬化性樹脂組成物２１を塗布する。
次に、図１４（Ｂ）に示すように、光透過性カバー部材２０の表面２０ａに塗布された光硬化性樹脂組成物２１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２１′を形成する（図１４（Ｃ））。これは、光硬化性樹脂組成物２１を液状から著しく流動しない状態にすることで、図１４（Ｃ）に示すように、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１４（Ｄ）に示すように、画像表示部材２３に、光透過性カバー部材２０をその仮硬化樹脂層２１′側から貼り合わせる。
次に、図１４（Ｅ）に示すように、画像表示部材２３と光透過性カバー部材２０との間に挟持されている仮硬化樹脂層２１′に対し紫外線を照射して本硬化させる。これにより、画像表示部材２３と光透過性カバー部材２０とが光透過性硬化樹脂層２２を介して接続された画像表示装置２５（図１４（Ｆ））を得る。
ここで、光硬化性樹脂組成物２１を光透過性カバー部材２０に塗布する際には、光透過性カバー部材２０の表面２０ａの全面に光硬化性樹脂組成物２１を平坦になるように塗布する必要がある。これは、光硬化性樹脂組成物２１が平坦に塗布されていないと、後の画像表示部材２３への貼り合わせの際に気泡を巻き込み、また貼り合わせの後、画像がゆがむからである。
ところで、一般に、光透過性カバー部材２０の画像表示部側の表面２０ａの周縁部には、表示画像の輝度やコントラスト向上のために遮光層２４が設けられている。したがって、光透過性カバー部材２０には、表面２０ａの周縁部と主面部との間に、遮光層２４による段差部２６が形成されている。
このため、図１５に示すように、光透過性カバー部材２０の表面２０ａに光硬化性樹脂組成物２１を塗布する際、光透過性カバー部材２０の端部や当該段差部２６の周縁で凸部２７ａ、２７ｂが形成されてしまい、平坦に塗布することができない。これは、遮光層２４に起因するものであり、光硬化性樹脂組成物２１を段差部２６以上の厚さで塗布する場合にも発生してしまう。
このうち、光透過性カバー部材２０の端部で形成される凸部２７ａは、画像の歪みに対する影響が少なからずあり、さらに段差部２６付近に形成される凸部２７ｂは、画像表示部材へ貼り合わせた後の画像領域に映り込むことから、画像歪みを引き起こすおそれがある。また、遮光層２４が狭小幅の場合、光透過性カバー部材２０の端部で形成される凸部２７ａも、画像の歪みに対して影響を与える。
そこで、本発明は、段差部が形成された光透過性カバー部材の表面に樹脂組成物を塗布する場合にも、段差部周縁が主面部から突出することなく平坦に塗布することができる画像表示装置の製造方法、及び樹脂用ディスペンサー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、本発明に係る画像表示装置の製造方法は、画像表示部材と、周縁部に遮光層が形成されることにより該周縁部と主面部との間に段差部が形成された光透過性カバー部材とが、液状の光学樹脂組成物から形成された光透過性樹脂層を介し、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面が上記画像表示部材側に配置されるように積層された画像表示装置の製造方法において、樹脂用ディスペンサーを上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面の一端側から他端側に掛けて移動させ、液状の上記光学樹脂組成物を上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面に塗布し、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面と、画像表示部材とを貼り合わせ、上記画像表示部材と上記光透過性カバー部材との間に挟持されている上記光学樹脂組成物を硬化させ、上記樹脂用ディスペンサーは、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の主面部上と上記遮光層上とで、光学的樹脂組成物の塗布量を変えるものである。
また、本発明に係る樹脂用ディスペンサーは、周縁部に遮光層が形成されることにより該周縁部と主面部との間に段差部が形成された光透過性カバー部材の上記遮光層形成面に、（画像表示部材との間で挟持される）光学樹脂組成物を塗布する樹脂用ディスペンサーにおいて、上記光透過性カバー部材の上記主面部の幅よりも広い幅を有し、上記光学樹脂組成物を上記遮光層と上記主面部とに跨って吐出する吐出口を備え、上記吐出口は、上記光透過性カバー部材の上記遮光層と対向する両端部が、上記主面部と対向する中央部より拡幅され、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面上を、長手方向に亘って移動しながら上記吐出口より上記光学樹脂組成物を吐出するものである。
また、本発明に係る画像表示装置の製造方法は、画像表示部材と、周縁部に遮光層が形成されることにより該周縁部と主面部との間に段差部が形成された光透過性カバー部材とが、液状の光学樹脂組成物から形成された光透過性樹脂層を介し、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面が上記画像表示部材側に配置されるように積層された画像表示装置の製造方法において、樹脂用ディスペンサーを上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面の一端側から他端側に掛けて移動させ、液状の上記光学樹脂組成物を上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面に塗布し、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面と、画像表示部材とを貼り合わせ、上記画像表示部材と上記光透過性カバー部材との間に挟持されている上記光学樹脂組成物を硬化させる工程を有し、上記樹脂用ディスペンサーは、上記光透過性カバー部材の上記主面部の幅よりも広い幅を有し、上記光学樹脂組成物を上記遮光層と上記主面部とに跨って吐出する吐出口を備え、上記吐出口は、上記光透過性カバー部材の上記遮光層と対向する両端部が、上記主面部と対向する中央部より拡幅され、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面上を、長手方向に亘って移動されながら上記吐出口より上記光学樹脂組成物を吐出するものである。
本発明によれば、樹脂用ディスペンサーは、光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の主面部上と上記遮光層上とで、光学樹脂組成物の塗布量を変える。これにより、樹脂用ディスペンサー１０は、遮光層３上と主面部４上とで同じ高さで塗布することができ、光透過性カバー部材６の長手方向に亘って平坦な塗布面を形成することができる。例えば、高い凸部が形成される場合は、遮光層上での移動速度を主面部上よりも速めることで、遮光層上での光学樹脂組成物の塗布量が主面部上よりも減少し、その結果、平坦に塗布することができる。
以下、本発明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、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明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。
本発明を適用して製造される画像表示装置１は、図１に示すように、画像表示部材２と、周縁部に遮光層３が形成されることにより該遮光層３と主面部４との間に段差部５が形成された光透過性カバー部材６とが、液状の光学樹脂組成物７から形成された光透過性樹脂層８を介して積層されている。
画像表示部材２としては、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、プラズマ表示パネル、タッチパネル等を挙げることができる。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。
光透過性カバー部材６としては、画像表示部材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、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板状材料やシート状材料が挙げられる。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。
光透過性カバー部材６の厚さや弾性などの物性は、使用目的に応じて適宜決定することができる。
光透過性カバー部材６の厚さや弾性などの物性は、使用目的に応じて適宜決定することができる。
光透過性カバー部材６は、画像表示部材２と積層される表面６ａに、周縁部に沿って形成された遮光層３と、遮光層３によって囲まれる主面部４とが形成されている。遮光層３は、画像のコントラストを上げるため等に設けられるものであり、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・硬化させたものである。遮光層３の厚みとしては、通常５〜１００μｍであり、この厚みが主面部４との段差部５に相当する。
この光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布される光学樹脂組成物７としては、後述するように、紫外線を照射することにより仮硬化、及び本硬化させることから、液状の光硬化性樹脂組成物が好適に用いられる。以下では、光学樹脂組成物として光硬化性樹脂組成物７を例に説明する。画像表示装置１は、光硬化性樹脂組成物７として液状のものを使用するとともに、この光硬化性樹脂組成物７を遮光層３の厚さより厚く塗布することにより、遮光層３と光透過性カバー部材６の遮光層形成側の表面６ａとで形成される段差部５をキャンセルできる。ここで、液状とは、コーンプレート型粘度計で０．０１〜１００Ｐａ．ｓ（２５℃）の粘度を示すものである。
このような光硬化性樹脂組成物７は、アクリレート系オリゴマー成分（成分（イ））、アクリレート系モノマー成分（成分（ロ））、及び光重合開始剤（成分（ハ））を主成分として含有するものを好ましく例示することができる。また、光硬化性樹脂組成物７の最終的な硬化収縮率は３％以上のものである。
ここで、“最終的な硬化収縮率”とは、光硬化性樹脂組成物７を未硬化の状態から完全に硬化させた状態との間で生じた硬化収縮率を意味する。ここで、完全に硬化とは、後述するように硬化率が少なくとも９０％となるように硬化した状態を意味する。以下、最終的な硬化収縮率を全硬化収縮率と称する。また、光硬化性樹脂組成物７を未硬化の状態から仮硬化させた状態との間で生じた硬化収縮率を仮硬化収縮率と称する。更に、本硬化工程において、仮硬化の状態から完全に硬化させた状態との間で生じた硬化収縮率は、本硬化収縮率と称する。
光硬化性樹脂組成物７の全硬化収縮率は、未硬化（換言すれば、硬化前）の組成物と完全硬化後の固体の完全硬化物の比重を電子比重計（ＭＩＲＡＧＥ社製ＳＤ−１２０Ｌ）を用いて測定し、両者の比重差から次式により算出することができる。また、光硬化性樹脂組成物７の仮硬化樹脂の仮硬化収縮率は、未硬化（換言すれば、硬化前）の組成物と仮硬化後の固体の仮硬化物の比重を電子比重計（ＭＩＲＡＧＥ社製ＳＤ−１２０Ｌ）を用いて測定し、両者の比重差から次式により算出することができる。本硬化収縮率は、全硬化収縮率から仮硬化収縮率を減じることにより算出することができる。
成分（イ）のアクリレート系オリゴマーは、光硬化性樹脂組成物７のベース材料として使用されている。好ましい具体例としては、ポリイソプレン、ポリウレタン、ポリブタジエン等で変性された（メタ）アクリレートオリゴマー（例えば、ポリイソプレン系（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリブタジエン系（メタ）アクリレートオリゴマー等）を挙げることができる。なお、本明細書において、“（メタ）アクリレート”という用語は、アクリレートとメタクリレートとを包含する。
ポリイソプレン系(メタ)アクリレートオリゴマーの好ましい具体例としては、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）、（株）クラレ；ＵＣ２０３（ポリスチレン換算分子量３５０００）、（株）クラレ；ＵＣ−１（分子量約２５０００）、（株）クラレ）等を挙げることができる。
また、ポリウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマーの好ましい具体例としては、脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー（ＥＢＥＣＲＹＬ２３０（分子量５０００）、ダイセル・オルネクス（株）；ＵＡ−１、ライトケミカル工業（株））等を挙げることができる。
ポリブタジエン系（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、公知のものを採用することができる。
成分（ロ）のアクリレート系モノマー成分は、画像表示装置の製造工程において、光硬化性樹脂組成物に十分な反応性及び塗布性等を付与するために反応性希釈剤として使用されている。このようなアクリレート系モノマーとしては、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート等を挙げることができる。
成分（ハ）の光重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤を使用することができ、例えば、１−ヒドロキシ−シクロへキシルフェニルケトン（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦジャパン（株））、２−ヒドロキシ−１−｛４−[４−（２一ヒドロキシ−２−メチル−プロピロニル）ベンジル]フェニル｝−２−メチル−１−プロパン−１−オン（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦジャパン（株））、ベンゾフェノン、アセトフェノン等を挙げることができる。
このような光重合開始剤は、成分（イ）アクリレート系オリゴマー及び成分（ロ）アクリレート系モノマーの合計１００質量部に対し、少なすぎると紫外線照射時に硬化不足となり、多すぎると開裂によるアウトガスが増え発泡不具合の傾向があるので、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．２〜３質量部である。
光硬化性樹脂組成物は、更に成分（ニ）可塑剤成分を含有することができる。成分（ニ）の可塑剤成分は、硬化樹脂層に緩衝性を付与するとともに、光硬化性樹脂組成物の硬化収縮率を低減させるために使用され、紫外線の照射では成分（イ）のアクリレート系オリゴマー成分及び成分（ロ）のアクリレート系モノマー成分と反応しないものである。このような可塑剤成分は、固体の粘着付与剤（１）と液状オイル成分（２）とを含有する。
固形の粘着付与剤（１）としては、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂等のテルペン系樹脂、天然ロジン、重合ロジン、ロジンエステル、水素添加ロジン等のロジン樹脂、テルペン系水素添加樹脂を挙げることができる。また、前述のアクリレート系モノマーを予め低分子ポリマー化した非反応性のオリゴマーも使用することができ、具体的には、ブチルアクリレートと２−ヘキシルアクリレートおよびアクリル酸の共重合体やシクロヘキシルアクリレートとメタクリル酸の共重合体等を挙げることができる。
液状オイル成分（２）としては、ポリプタジエン系オイル、又はポリイソプレン系オイル等を含有することができる。
また、光硬化性樹脂組成物７は、分子量の調整のために連鎖移動剤を含有することができる。例えば、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が挙げられる。
また、光硬化性樹脂組成物７は、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７は、後述する仮硬化工程の後の本硬化工程におけるその硬化収縮率が３％未満に抑制されているので、基本的には可塑剤成分を含有することは必須ではないが、本発明の効果を損なわない範囲で可塑剤成分（成分（ニ））を含有することができる。従って、光硬化性樹脂組成物中に成分（イ）のアクリレート系オリゴマー成分と成分(ロ)のアクリレート系モノマー成分との合計含有量は好ましくは２５〜８５質量％であるが、成分（ニ）の可塑剤成分の含有量は０〜６５質量％の範囲である。
［第１の実施の形態］
次いで、上述した画像表示装置１の製造方法について説明する。第１の実施の形態に係る画像表示装置の製造方法は、図２に示すように、樹脂用ディスペンサー１０を光透過性カバー部材６の遮光層形成面である表面６ａの長手方向の一端側から他端側に掛けて移動させ、液状の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布する際に、光透過性カバー部材６の表面６ａの主面部４上と遮光層３上とで、移動速度を変化させるものである。
次いで、上述した画像表示装置１の製造方法について説明する。第１の実施の形態に係る画像表示装置の製造方法は、図２に示すように、樹脂用ディスペンサー１０を光透過性カバー部材６の遮光層形成面である表面６ａの長手方向の一端側から他端側に掛けて移動させ、液状の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布する際に、光透過性カバー部材６の表面６ａの主面部４上と遮光層３上とで、移動速度を変化させるものである。
［塗布工程］
光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布する樹脂用ディスペンサー１０は、図３に示すように、光硬化性樹脂組成物７を貯留する貯留部１１と、貯留部１１の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに吐出する吐出口１２とを有する。
光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布する樹脂用ディスペンサー１０は、図３に示すように、光硬化性樹脂組成物７を貯留する貯留部１１と、貯留部１１の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに吐出する吐出口１２とを有する。
樹脂用ディスペンサー１０は、吐出口１２が光透過性カバー部材６の主面部４の幅よりも広い幅を有し、幅方向の両側に形成された各遮光層３，３と主面部４とを跨ぐ幅を有する。これにより、樹脂用ディスペンサー１０は、図４に示すように、光透過性カバー部材６の幅方向の両側に形成された各遮光層３，３と主面部４とに跨って光硬化性樹脂組成物７を塗布するようになっている。
また、樹脂用ディスペンサー１０は、吐出口１２が光硬化性樹脂組成物７の吐出方向Ｘに向かって同じ幅で形成されている。これにより、樹脂用ディスペンサー１０は、吐出口１２の全幅に亘って均一に光硬化性樹脂組成物７を吐出することができる。
そして、樹脂用ディスペンサー１０は、図２に示すように、吐出口１２の幅方向を光透過性カバー部材６の幅方向と平行にし、光透過性カバー部材６の表面６ａを長手方向の一端側から他端側に掛けて移動しながら、図示しないポンプによって液状の光硬化性樹脂組成物７を押し出し、遮光層３，３と主面部４とに跨って塗布していく。
この塗布の際、樹脂用ディスペンサー１０は、移動方向の中央部に形成された主面部４上と、移動方向の両端に形成された遮光層３上とで、移動速度を変化させる。これにより、樹脂用ディスペンサー１０は、光透過性カバー部材６の長手方向に亘って、遮光層３上と主面部４上とで同じ高さで塗布することができ、遮光層３，３と主面部４とに亘って平坦な塗布面を形成することができる。
樹脂用ディスペンサー１０は、上述したように吐出口１２が光硬化性樹脂組成物７の吐出方向Ｘに向かって同じ幅で形成され、吐出口１２の全幅に亘って均一に光硬化性樹脂組成物７を吐出することから、光透過性カバー部材６の長手方向の一端から他端に掛けて一定の速度で移動すると、光透過性カバー部材６の長手方向の一端側及び他端側の各端部や、遮光層３と主面部４との境界付近で、凸部が形成されてしまう（図１５参照）。
そこで、本実施の形態では、図５に示すように、樹脂用ディスペンサー１０の移動速度を、光透過性カバー部材６の一端及び他端に形成された遮光層３の上では速め、主面部４上では遅くする。これにより、樹脂用ディスペンサー１０は、遮光層３上と主面部４上とで同じ高さで塗布することができ、光透過性カバー部材６の長手方向に亘って平坦な塗布面を形成することができる。
移動速度は、光硬化性樹脂組成物７の粘度や段差部５の高さ等に応じて、遮光層３，３と主面部４とに亘って平坦に塗布できる最適な速度を設定することができる。高い凸部が形成される場合は、より遮光層３上での移動速度を主面部４上よりも速めることで、遮光層３上での光硬化性樹脂組成物７の塗布量が主面部４上よりも減少し、その結果、平坦に塗布することができる。
図６は、樹脂用ディスペンサー１０を一定速度で移動させた従来例と、遮光層３上を高速に移動させるとともに主面部４上を低速で移動させた本実施例における光硬化性樹脂組成物７の塗布面を変位センサーで測定した結果を示すグラフである。縦軸は高さを示し、横軸は光透過性カバー部材６の長手方向の一方からの距離である。樹脂用ディスペンサー１０の移動速度は、光透過性カバー部材６の主面部４上では１６ｍｍ／ｓｅｃとし、遮光層３上では、主面部４上での速度の１．５倍、すなわち２４ｍｍ／ｓｅｃとした。光硬化性樹脂組成物７の塗布面は、光透過性カバー部材６の主面部４上で約１５０μｍ厚であり、遮光層３上では約４０μｍ厚であった。
図６に示すように、本実施例によれば、遮光層３上における光硬化性樹脂組成物７の塗布量を減少させたことにより、光透過性カバー部材６の端部や段差部５の周縁での凸部２７が低くなり、より平坦化されていることがわかる。
なお、光硬化性樹脂組成物７の平坦度は、レーザ、ＬＥＤ、超音波等を照射して高さを測定する公知の変位センサーで、塗布された光硬化性樹脂組成物７上を走査することにより測定することができる。
このように、先行する塗布工程における凸部の形成具合を参照しながら遮光層３上と主面部４上との速度差を調整することで、それぞれの塗布量を調整することができ、遮光層３から主面部４に亘って平坦に塗布することができる速度を設定することができる。なお、遮光層３上での移動速度が速すぎる場合は、遮光層３と主面部４との境界付近で凹部２８が形成されてしまう。この場合は、遮光層３上での移動速度を遅くして調整する。
なお、光硬化性樹脂組成物７は、主面部４から遮光層３に跨って塗布されていればよく、必ずしも遮光層３の全領域に塗布されていなくともよい。遮光層３の全領域に光硬化性樹脂組成物７を塗布しようとすると、樹脂用ディスペンサー１０は、遮光層３に差し掛かる手前から光硬化性樹脂組成物７を吐出する必要があり、不経済となるだけでなく、樹脂だれの発生等、塗布工程が煩雑となる。また、図４に示すように、光硬化性樹脂組成物７は、遮光層３上に塗布されていれば、画像表示部材２との貼り合わせ工程において遮光層３の全領域に広がるため、問題なく光透過性カバー部材６と画像表示部材２とを接続することができる。
このため、樹脂用ディスペンサー１０は、光透過性カバー部材６の長手方向の一端から他端へ移動する際の最初と最後に、好ましくは遮光層上で光硬化性樹脂組成物７を吐出しない空走領域を設けることが好ましい。
また、上述した光硬化性樹脂組成物７の塗布工程では、樹脂用ディスペンサー１０の移動速度を調整することにより平坦化したが、樹脂用ディスペンサー１０を一定の速度で移動するとともに、ポンプを調整することで遮光層３上での吐出量を主面部４上での吐出量よりも減少させ、平坦化させてもよい。しかし、ポンプ調整による吐出量の制御は、移動速度の制御よりも複雑であり、塗布工程の簡便さや歩留まりの点で、樹脂用ディスペンサー１０の移動速度を制御する工法の方が優れる。
また、上述したように樹脂用ディスペンサー１０を固定された光透過性カバー部材６に対して移動させる他にも、樹脂用ディスペンサー１０を固定し、光透過性カバー部材６を上述のような速度制御によって移動させてもよい。
［仮硬化工程］
光透過性カバー部材６への光硬化性樹脂組成物７の塗布工程が終了すると、次に、図７に示すように、光硬化性樹脂組成物７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１３を形成する（図８参照）。ここで、仮硬化させるのは、光硬化性樹脂組成物７を液状から著しく流動しない状態にし、図８に示すように、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。また、このように仮硬化させることにより、遮光層３と画像表示部材との間の光透過性硬化樹脂層を、その間から排除することなく十分に光硬化させることでき、硬化収縮も低減させることができる。このような仮硬化のレベルは、仮硬化樹脂層１３の硬化率（ゲル分率）が好ましくは１０〜８０％、より好ましくは３０〜６０％となるようなレベルである。ここで、硬化率（ゲル分率）とは、紫外線照射前の光硬化性樹脂組成物７中の（メタ）アクリロイル基の存在量に対する紫外線照射後の（メタ）アクリロイル基の存在量の割合（消費量割合）と定義される数値であり、この数値が大きい程、硬化が進行していることを示す。
光透過性カバー部材６への光硬化性樹脂組成物７の塗布工程が終了すると、次に、図７に示すように、光硬化性樹脂組成物７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１３を形成する（図８参照）。ここで、仮硬化させるのは、光硬化性樹脂組成物７を液状から著しく流動しない状態にし、図８に示すように、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。また、このように仮硬化させることにより、遮光層３と画像表示部材との間の光透過性硬化樹脂層を、その間から排除することなく十分に光硬化させることでき、硬化収縮も低減させることができる。このような仮硬化のレベルは、仮硬化樹脂層１３の硬化率（ゲル分率）が好ましくは１０〜８０％、より好ましくは３０〜６０％となるようなレベルである。ここで、硬化率（ゲル分率）とは、紫外線照射前の光硬化性樹脂組成物７中の（メタ）アクリロイル基の存在量に対する紫外線照射後の（メタ）アクリロイル基の存在量の割合（消費量割合）と定義される数値であり、この数値が大きい程、硬化が進行していることを示す。
なお、硬化率（ゲル分率）は、紫外線照射前の樹脂組成物層の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、紫外線照射後の樹脂組成物層の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、以下の数式（１）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 （１）
紫外線の照射に関し、硬化率（ゲル分率）が好ましくは１０〜８０％となるように仮硬化させることができる限り、光源の種類、出力、累積光量などは特に制限はなく、公知の紫外線照射による（メタ）アクリレートの光ラジカル重合プロセス条件を採用することができる。
また、紫外線照射条件に関し、上述の硬化率の範囲内において、後述する貼り合わせ操作の際、仮硬化樹脂層１３の液だれや変形が生じないような条件を選択することが好ましい。そのような液だれや変形が生じないような条件を粘度で表現すると、２０Ｐａ・Ｓ以上（コーンプレートレオメーター、２５℃、コーン及びプレートＣ３５/２、回転数１０ｒｐｍ）となる。
また、紫外線照射条件に関し、上述の硬化率の範囲内において、後述する貼り合わせ操作の際、仮硬化樹脂層１３の表面のべとつき（タック性）を維持できるような条件を選択することが好ましい。そのようなべとつきを維持できるような条件をタッキング試験機（ＴＡＣ−１０００、レスカ社）を用いるプローブタック法（レスカ法：試料の粘着面を上にして置き、その上部からプローブを粘着面に押し付け、引き剥がす方法）により得られる測定数値で表現すると、３０Ｎ/ｍｍ２以上である(http://www.rhesca.co.jp/main/technical/technical.htmlの「粘着物質の物性測定法」参照)。
［貼り合わせ工程］
次に、図９に示すように、画像表示部材２に、光透過性カバー部材６をその仮硬化樹脂層１３側から貼り合わせる。貼り合わせは、公知の圧着装置を用いて、１０℃〜８０℃で加圧することにより行うことができる。
次に、図９に示すように、画像表示部材２に、光透過性カバー部材６をその仮硬化樹脂層１３側から貼り合わせる。貼り合わせは、公知の圧着装置を用いて、１０℃〜８０℃で加圧することにより行うことができる。
［本硬化工程］
次に、図１０に示すように、画像表示部材２と光透過性カバー部材６との間に挟持されている仮硬化樹脂層１３に対し紫外線を照射して本硬化させる。さらに必要に応じて，光透過性カバー部材６の遮光層と画像表示部材２との間の樹脂層に紫外線を照射することにより、該樹脂層を本硬化させる。これにより、画像表示部材２と光透過性カバー部材６とを光透過性硬化樹脂層８を介して積層して画像表示装置１を得る。
次に、図１０に示すように、画像表示部材２と光透過性カバー部材６との間に挟持されている仮硬化樹脂層１３に対し紫外線を照射して本硬化させる。さらに必要に応じて，光透過性カバー部材６の遮光層と画像表示部材２との間の樹脂層に紫外線を照射することにより、該樹脂層を本硬化させる。これにより、画像表示部材２と光透過性カバー部材６とを光透過性硬化樹脂層８を介して積層して画像表示装置１を得る。
また、本工程において本硬化させるのは、仮硬化樹脂層１３を十分に硬化させて、画像表示部材２と光透過性カバー部材６とを接着し積層するためである。このような本硬化のレベルは、光透過性硬化樹脂層８の硬化率（ゲル分率）が好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上となるようなレベルである。
なお、光透過性硬化樹脂層８の光透過性のレベルは、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であればよい。
［第２の実施の形態］
次いで、上述した画像表示装置１の他の製造方法について説明する。第２の実施の形態に係る画像表示装置の製造方法は、吐出口１４の光透過性カバー部材６の遮光層３と対向する両端部１４ａが、主面部４と対向する中央部１４ｂより拡幅された樹脂用ディスペンサー１５を用いて、液状の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布するものである。
次いで、上述した画像表示装置１の他の製造方法について説明する。第２の実施の形態に係る画像表示装置の製造方法は、吐出口１４の光透過性カバー部材６の遮光層３と対向する両端部１４ａが、主面部４と対向する中央部１４ｂより拡幅された樹脂用ディスペンサー１５を用いて、液状の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布するものである。
樹脂用ディスペンサー１５は、図１１に示すように、光硬化性樹脂組成物７を貯留する貯留部１６と、貯留部１６の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに吐出する吐出口１４とを有する。
樹脂用ディスペンサー１５は、上述した樹脂用ディスペンサー１０と同様に、吐出口１４が光透過性カバー部材６の主面部４の幅よりも広い幅を有し、幅方向の両側に形成された各遮光層３，３と主面部４とを跨ぐ幅を有する。これにより、樹脂用ディスペンサー１５は、光透過性カバー部材６の幅方向の両側に形成された各遮光層３，３と主面部４とに跨って光硬化性樹脂組成物７を塗布するようになっている（図４参照）。
そして、樹脂用ディスペンサー１５は、吐出口１４の光透過性カバー部材６の遮光層３と対向する両端部１４ａが、主面部４と対向する中央部１４ｂより拡幅されている。具体的に、両端部１４ａは、テーパ面が形成されることにより中央部１４ｂより漸次拡幅されている。これにより、樹脂用ディスペンサー１５は、吐出口１４の両端部１４ａが光硬化性樹脂組成物７の吐出方向Ｘに向かって拡幅され、中央部１４ｂ側から供給される光硬化性樹脂組成物７を両端部１４ａに分散して吐出する。したがって、樹脂用ディスペンサー１５は、遮光層３上への吐出量を、主面部４上への吐出量よりも減少させることができる。
そして、樹脂用ディスペンサー１５は、吐出口１４を光透過性カバー部材６の幅方向と平行に、光透過性カバー部材６の表面６ａの一端側から他端側に掛けて移動しながら、図示しないポンプによって液状の光硬化性樹脂組成物７を押し出し、遮光層３，３と主面部４とに跨って塗布していく。
このとき、樹脂用ディスペンサー１５は、吐出口１４の光透過性カバー部材６の遮光層３と対向する両端部１４ａが、主面部４と対向する中央部１４ｂより拡幅されているため、光透過性カバー部材６の幅方向に亘って、遮光層３上と主面部４上とで同じ高さで塗布することができ、平坦な塗布面を形成することができる。
樹脂用ディスペンサー１５の吐出口１４の両端部１４ａの角度や高さは、光硬化性樹脂組成物７の粘度や段差部５の高さ等に応じて、遮光層３，３と主面部４とに亘って平坦に塗布できる最適な形状に形成する。
［樹脂用ディスペンサー１５の高さ］
また、樹脂用ディスペンサー１５は、光硬化性樹脂組成物７を吐出する際に、吐出口１４先端の光透過性カバー部材６の表面６ａからの高さＨを調整することが好ましい。図１２に示すように、吐出口１４先端の光透過性カバー部材６の表面６ａからの高さＨが高すぎる場合、両端部１４ａに分散された光硬化性樹脂組成物７が遮光層３上へ塗布される前に、張力によって一箇所に集まり、光透過性カバー部材６の幅方向の端部付近に堆積してしまう。そのため、光透過性カバー部材６の端部付近に光硬化性樹脂組成物７の凸部が形成される（図１３参照）。
また、樹脂用ディスペンサー１５は、光硬化性樹脂組成物７を吐出する際に、吐出口１４先端の光透過性カバー部材６の表面６ａからの高さＨを調整することが好ましい。図１２に示すように、吐出口１４先端の光透過性カバー部材６の表面６ａからの高さＨが高すぎる場合、両端部１４ａに分散された光硬化性樹脂組成物７が遮光層３上へ塗布される前に、張力によって一箇所に集まり、光透過性カバー部材６の幅方向の端部付近に堆積してしまう。そのため、光透過性カバー部材６の端部付近に光硬化性樹脂組成物７の凸部が形成される（図１３参照）。
反対に、吐出口１４先端の光透過性カバー部材６の表面６ａからの高さＨが低すぎる場合、両端部１４ａから遮光層３上への光硬化性樹脂組成物７の拡がりが不足し、遮光層３から主面部４に掛けて、凹部が形成されてしまう（図１３参照）。
そこで、樹脂用ディスペンサー１５は、高い凸部が形成される場合は、吐出口１４の先端をより光透過性カバー部材６の表面６ａに近接させ、凹部２８が形成される場合は、吐出口１４の先端を光透過性カバー部材６の表面６ａより離間させる。
このように、樹脂用ディスペンサー１５は、先行する塗布工程における主面部４と遮光層３との境界付近に発生した凹凸の形成具合を参照しながら、吐出口１４の先端の光透過性カバー部材６の主面６ａからの高さＨを修正する。これにより、樹脂用ディスペンサー１５は、光硬化性樹脂組成物７の塗布量を調整することができ、遮光層３から主面部４に亘って平坦に塗布することができる高さＨを設定することができる。
図１３は、樹脂用ディスペンサー１５を用いて、吐出口１４先端の光透過性カバー部材６の表面６ａからの高さＨを変えて光硬化性樹脂組成物７を塗布し、その塗布面を変位センサーで測定した結果を示すグラフである。縦軸は高さを示し、横軸は光透過性カバー部材６の幅方向の一方からの距離である。図１３に示すように、吐出口１４先端の光透過性カバー部材６の表面６ａからの高さＨが、１９０μｍ、２００μｍと高すぎる場合、光透過性カバー部材６の幅方向の端部付近に凸部が形成され、反対に高さＨが、１６０μｍ、１７０μｍと低すぎる場合、凹部が形成され、高さＨを１８０μｍとすることで、ほぼ平坦に塗布できることがわかる。
ここで、樹脂用ディスペンサー１５は、移動速度にかかわらず、光透過性カバー部材６の幅方向の両端部及び遮光層３と主面部４との境界付近において、光硬化性樹脂組成物７を平坦に塗布することができる。したがって、上述した樹脂用ディスペンサー１０を用いた塗布工程と同様に、樹脂用ディスペンサー１５は、光透過性カバー部材６の長手方向の一端側から他端側にかけて移動し、液状の光硬化性樹脂組成物７を光透過性カバー部材６の表面６ａに塗布する際に、光透過性カバー部材６の表面６ａの主面部４上と遮光層３上とで、移動速度を変化させることにより、光透過性カバー部材６の長手方向及び幅方向に亘って、光硬化性樹脂組成物７を平坦に塗布することができる。
［第３の実施の形態］
次いで、上述した画像表示装置１の他の製造方法について説明する。第３の実施の形態に係る画像表示装置の製造方法は、光硬化性樹脂組成物７の表面張力を調整することにより、平坦に塗布するものである。第３の実施の形態に係る光硬化性樹脂組成物７は、アクリレート系オリゴマー成分（成分（イ））、アクリレート系モノマー成分（成分（ロ））、光重合開始剤（成分（ハ））及び可塑剤成分（成分（ニ））を含有するとともに、レベリング剤を添加することがよい。これにより、表面を調整（低減）することができ、遮光層３と主面部４との境界付近における凸部を低減することができる。
次いで、上述した画像表示装置１の他の製造方法について説明する。第３の実施の形態に係る画像表示装置の製造方法は、光硬化性樹脂組成物７の表面張力を調整することにより、平坦に塗布するものである。第３の実施の形態に係る光硬化性樹脂組成物７は、アクリレート系オリゴマー成分（成分（イ））、アクリレート系モノマー成分（成分（ロ））、光重合開始剤（成分（ハ））及び可塑剤成分（成分（ニ））を含有するとともに、レベリング剤を添加することがよい。これにより、表面を調整（低減）することができ、遮光層３と主面部４との境界付近における凸部を低減することができる。
レベリング剤としては、特に限定はないが、前述の（イ）〜（ニ）からなる組成物に対しては、例えば、シロキサン系の商品名ＢＹＫ３７８（ビックケミー・ジャパン（株）製）や、商品名ＬＨ−９０（楠本化成（株））を用いることができる。光硬化性樹脂組成物７中のレベリング剤の添加量としては、０．１〜１．０ｗｔ％含有することが好ましく、特に好ましくは、０．２〜０．６ｗｔ％含有する。
光硬化性樹脂組成物７は、レベリング剤を添加しない場合、表面張力は３０〜３５ｍＮ／ｍか、又はそれ以上有するところ、レベリング剤を添加することにより、表面張力を３０ｍＮ／ｍ以下、特に２８〜２４ｍＮ／ｍの範囲とすることができる。
次いで、第３の実施の形態の実施例について説明する。
まず、４５（ｗ）×８０（ｌ）×０．４（ｔ）ｍｍのサイズのガラス板を用意し、このガラス板の周縁部全域に、乾燥厚で４０μｍとなるように４ｍｍ幅の遮光層を、熱硬化タイプの黒色インク（ＭＲＸインキ、帝国インキ製造（株））を用いて、スクリーン印刷法により塗布し、乾燥させることにより、遮光層付きガラス板を用意した。
実施例１に係る光硬化性樹脂組成物は、ポリイソプレンの骨格を持つアクリル系オリゴマー（ＵＣ２０３、（株）クラレ）４０質量部、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート（ＦＡ５１２Ｍ、日立化成（株））２０質量部、ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ、日本化成（株））３質量部、テトラヒドロフルフリルアクリレート（ライトエステルＴＨＦ、共栄社化学（株））１５質量部、ラウリルアクリレート（ライトエステルＬ、共栄社化学（株））、ポリブタジエン重合体（Ｐｏｌｙｏｉｌ１１０、デグサ（株））２０質量部、水添テルペン樹脂（Ｐ８５、ヤスハラケミカル（株））４５質量部、光重合開始剤（Ｉｒｇ１８４Ｄ、ＢＡＳＦジャパン（株））４質量部を均一に配合して調整した。実施例１に係る光硬化性樹脂組成物は、表面張力が３５ｍＮ／ｍであった。
実施例２に係る光硬化性樹脂組成物は、実施例１の組成に加えて、シロキサン系のレベリング剤としてＢＹＫ３７８（ビックケミ社製）を１質量部添加して調整した。実施例２に係る光硬化性樹脂組成物は、表面張力が２５ｍＮ／ｍであった。
次に、実施例１及び２に係る光硬化性樹脂組成物を、上述した樹脂用ディスペンサー１５を用いて別々の遮光層付きガラス板の遮光層形成面の全面に吐出し、平均１５０μｍ厚の光硬化性樹脂組成物膜をそれぞれ形成した。樹脂用ディスペンサー１５の塗布条件としては、遮光層付きガラス板の主面部では１６ｍｍ／ｓｅｃ、遮光層上では１．５倍早めて２４ｍｍ／ｓｅｃで塗布した。
また、ガラス板の主面部及び遮光層上でも１６ｍｍ／ｓｅｃで塗布した場合を実施例３とする。
この光硬化性樹脂組成物膜は、図１のように遮光層のほぼ全域に跨るように形成されており、光硬化性樹脂組成物７の塗布面は、光透過性カバー部材６の主面部４上で約１５０μｍ厚であり、遮光層３上では約４０μｍ厚であった。
実施例１、及び実施例２に係る光硬化性樹脂組成物７を用いた光硬化性樹脂組成物膜の平坦度を変位センサーで測定したところ、実施例１及び実施例２のいずれも、主面部４上における塗布面からの凸部の高さは、０．０２ｍｍ以下であり、凸部の低背化を図ることができた。
さらに、実施例２に係る光硬化性樹脂組成物膜に形成された凸部は、実施例１に係る光硬化性樹脂組成物膜に形成された凸部よりも、０．０１ｍｍ程低く形成された。これは、実施例２に係る光硬化性樹脂組成物７にはレベリング剤が添加され、表面張力が２５ｍＮ／ｍと、実施例１に係る光硬化性樹脂組成物７よりも低いことから、凸部が自然に均されたことによる。すなわち、光硬化性樹脂組成物７には、レベリング剤を添加し、表面張力を下げることが有効となることが分かる。
また、実施例３においても、実施例１に係る光硬化性樹脂組成物膜に形成された凸部よりも０．００３〜０．００７ｍｍの範囲で低く形成された。このように、樹脂用ディスペンサーの速度変化はないが、レベリング剤を含有させることでも凸部を減少させることができる。
１ 画像表示装置
２ 画像表示部材
３ 遮光層
４ 主面部
５ 段差部
６ 光透過性カバー部材
７ 光硬化性樹脂組成物
８ 光透過性硬化樹脂層
１０，１５ 樹脂用ディスペンサー
１１，１６ 貯留部
１２，１４ 吐出口
１３ 仮硬化樹脂層
１４ａ 両端部
１４ｂ 中央部
２７，２７ａ，２７ｂ 凸部
２８ 凹部
２ 画像表示部材
３ 遮光層
４ 主面部
５ 段差部
６ 光透過性カバー部材
７ 光硬化性樹脂組成物
８ 光透過性硬化樹脂層
１０，１５ 樹脂用ディスペンサー
１１，１６ 貯留部
１２，１４ 吐出口
１３ 仮硬化樹脂層
１４ａ 両端部
１４ｂ 中央部
２７，２７ａ，２７ｂ 凸部
２８ 凹部
Claims (8)
- 画像表示部材と、周縁部に遮光層が形成されることにより該周縁部と主面部との間に段差部が形成された光透過性カバー部材とが、液状の光学樹脂組成物から形成された光透過性樹脂層を介し、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面が上記画像表示部材側に配置されるように積層された画像表示装置の製造方法において、
樹脂用ディスペンサーを上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面の一端側から他端側に掛けて移動させ、液状の上記光学樹脂組成物を上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の表面に塗布し、
上記遮光層形成面の表面と、画像表示部材とを貼り合わせ、 上記画像表示部材と上記光透過性カバー部材との間に挟持されている上記光学樹脂組成物を硬化させ、
上記樹脂用ディスペンサーは、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の主面部上と上記遮光層上とで、相対的な移動速度を変えることで光学樹脂組成物の塗布量を変えることを特徴とする画像表示装置の製造方法。 - 上記樹脂用ディスペンサーは、上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面の主面部上での移動速度よりも、上記遮光層上での移動速度が速いことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記樹脂用ディスペンサーの移動速度を、先行する塗布工程において上記段差部周縁に発生した凹凸量を考慮して修正することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記樹脂用ディスペンサーは、先行する塗布工程において上記段差部周縁に凸部が発生した場合には、上記遮光層上での移動速度を、上記主面部上での移動速度よりも速め、先行する塗布工程において上記段差部周縁に凹部が発生した場合には、上記主面部上での移動速度を、上記遮光層上での移動速度よりも速めることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記光学樹脂組成物は、上記遮光層と上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成側表面とで形成される段差がキャンセルされるように、上記遮光層の厚さより厚く塗布されることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記光学樹脂組成物を上記光透過性カバー部材の上記遮光層形成面に塗布された後、仮硬化させて仮硬化樹脂層を形成し、
上記画像表示部材に上記仮硬化樹脂層を貼り合わせることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。 - 上記画像表示部材が、液晶表示パネル、有機ＥＬパネル、プラズマ表示パネル又はタッチパネルであることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
- 上記光学樹脂組成物が、ポリウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマー又はポリイソプレン系（メタ）アクリレートオリゴマーと粘着性付与剤とを含有することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013258803A JP6152795B2 (ja) | 2012-12-14 | 2013-12-16 | 画像表示装置の製造方法、樹脂用ディスペンサー |
Applications Claiming Priority (3)
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