KR100989306B1

KR100989306B1 - 화상 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100989306B1
Application number: KR1020097000313A
Authority: KR
Inventors: 요시히사 신야; 겐지 가미야; 유스케 가마타
Original assignee: 소니 케미카루 앤드 인포메이션 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-10-25
Also published as: EP2169455A4; CN101542363B; US8087967B2; JP4711354B2; CN101542363A; TW200914923A; EP2169455A1; TWI381202B; JP2009186960A; US20090186552A1; WO2009011366A1; HK1133465A1; KR20090052316A

Abstract

보호 패널에 차광부를 형성한 경우에도 수지의 경화를 충분히 진행시킬 수 있어 신뢰성이 높은 화상 표시 장치를 제조 가능하게 한다.

액정 표시 패널 (8) 을 갖는 액정 표시 유닛 (2) 과 차광부 (5) 를 갖는 투광성 보호 패널 (3) 을 대향 배치함과 함께, 이들 사이에 수지 조성물 (10) 을 개재시키고, 수지 조성물 (10) 을 경화시켜 수지 경화물층 (11) 으로 한다. 수지 조성물 (10) 로서 광중합 개시제를 함유함과 함께, 유기 과산화물을 열중합 개시제로서 함유하는 광·열경화형 수지 조성물을 사용한다. 수지 조성물 (10) 의 경화시에는, 수지 조성물 (10) 의 경화율이 30% 이상이 될 때까지 광 (자외선) 조사에 의한 경화를 실시한 후, 열경화를 실시한다.

Description

화상 표시 장치 및 그 제조 방법 {IMAGE DISPLAY DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 예를 들어 휴대 전화 등에 사용되는 액정 표시 장치 (LCD) 등의 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 차광부를 갖는 보호 패널과의 사이에 충전한 수지 조성물의 경화 방법의 개량에 관한 것이다.

액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 있어서는, 화상 표시 패널의 손상 방지나 표면의 보호 등을 목적으로, 화상 표시 패널의 전면 (前面) 에 보호 패널을 설치하는 것이 실시되고 있다. 예를 들어 주위에 스페이서 등을 개재시킴으로써, 유리 패널이나 플라스틱 패널 등의 투명한 보호 패널이 화상 표시 패널에 대해 약간의 공극을 가진 상태로 케이싱 내에 장착되어 있다.

그러나, 이와 같은 구조를 채용한 경우, 상기 공극의 존재에 의해 광의 산란이 일어나고, 그 결과 콘트라스트나 휘도가 저하되는 등 화상 품위를 저해시킨다는 문제가 발생하고 있다. 상기 구조에서는 보호 패널과 공기의 굴절률의 차이에 의해 이들의 계면에서 반사가 일어나, 특히 옥외에서의 시인성에 문제가 생긴다. 또, 상기 공극의 존재는 내충격성 면에서도 난점이 있다.

이와 같은 상황에서, 화상 표시 패널과 보호 패널 사이에 수지를 충전하는 것이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 등을 참조). 예를 들어, 특허 문헌 1 에 기재된 액정 표시 장치에서는, 액정 표시 패널의 표면에 부착된 편광판의 주위에 스페이서를 배치하고, 이 스페이서의 상부에 표면 보호 유리를 탑재함과 함께, 편광판과 표면 보호 유리 사이에 기포가 들어가지 않게 접착제를 충전함으로써, 액정 표시 패널 상에 상기 표면 보호 유리를 장착하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2005-55641호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그런데, 상기 서술한 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 있어서는, 표시 화상의 콘트라스트를 향상시키는 것 등을 목적으로 하여, 상기 보호 패널의 외주연을 따라 소정의 폭으로 틀형상 차광부가 형성되어 있다. 상기 차광부는 액정 표시 패널 주변부의 불필요한 광을 차단하는 기능도 가지며, 광 누설에 의한 표시 품위의 저하를 방지하는 역할도 갖는다.

그러나, 보호 패널에 차광부를 형성한 경우, 화상 표시 패널과 보호 패널 사이에 충전된 수지에 충분한 광이 도달하지 않아 경화의 방해가 된다는 새로운 문제가 발생한다. 예를 들어, 프레임체에 액정 표시 패널이 장착된 화상 표시 유닛 상에 보호 패널을 배치하고, 이들 사이에 광경화형 수지 조성물을 충전하고, 광 조사에 의해 경화하고자 하면, 상기 차광부가 광 조사의 방해가 되어, 특히 차광부 주변의 수지 조성물의 경화가 충분히 진행되지 않게 될 우려가 있다. 수지의 경화가 불충분하면, 화상 표시 장치의 품질을 크게 저해하게 되어 신뢰성의 저하를 초래하게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로, 보호 패널에 차광부를 형성한 경우에도 수지의 경화를 충분히 진행시킬 수 있어 신뢰성이 높은 화상 표시 장치를 제조하는 것이 가능한 화상 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 서술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 화상 표시 장치의 제조 방법은, 화상 표시부를 갖는 화상 표시 유닛과 차광부를 갖는 투광성 보호 패널을 대향 배치함과 함께, 이들 사이에 수지 조성물을 개재시키고, 당해 수지 조성물을 경화시켜 수지 경화물로 할 때, 상기 수지 조성물로서, 광중합 개시제를 함유함과 함께, 유기 과산화물을 열중합 개시제로서 함유하는 광·열경화형 수지 조성물을 사용하고, 상기 수지 조성물의 경화율이 30% 이상이 될 때까지 광 조사에 의한 경화를 실시한 후, 열경화를 실시하는 것을 특징으로 한다.

보호 패널의 차광부 형성 위치에 있어서는, 수지 조성물에 광이 충분히 도달하지 않아 광 조사에 의한 경화 (광경화) 만으로는 충분한 경화가 어렵다. 그래서, 본 발명에 있어서는, 화상 표시 유닛과 보호 패널 사이에 충전하는 수지 조성물로서 광·열경화형 수지 조성물을 사용하고, 광 조사에 의한 경화 (광경화) 와 열경화를 병용하여 수지 조성물을 경화시켜 수지 경화물로 하고 있다. 광·열경화형 수지 조성물을 사용함으로써, 차광부에 의해 광이 닿지 않는 부분도 경화할 수 있게 된다.

단, 열경화를 위한 열중합 개시제인 유기 과산화물은, 주위의 산소 (공기) 와 접촉하면 경화 저해를 크게 받아 특히 단부에 있어서 수지 조성물이 충분히 경화되지 않는다는 현상이 발생한다. 이것을 해소하기 위해, 본 발명에 있어서는, 수지 조성물의 경화율이 30% 이상이 될 때까지 광 조사에 의한 경화를 실시한 후, 열경화를 실시하기로 한다. 산소와 접촉하는 부분 (외주부) 을 가 (假) 경화시켜 외측에 경화층을 형성함으로써, 수지 조성물에 함유되는 열중합 개시제 (유기 과산화물) 와 산소의 접촉이 차단된다. 그 후, 열경화를 실시하면, 열중합 개시제도 충분히 기능하여 충분한 경화가 실현된다. 이 때, 최초로 실시하는 경화 (광경화) 를 어느 정도까지 실시하는지가 중요하며, 수지 조성물의 경화율이 30% 이상이 되도록 상기 광경화를 실시함으로써, 열중합 개시제와 산소의 접촉이 확실하게 차단되고, 그 후의 열경화에 있어서 경화가 충분히 진행되는 것이 실험적으로 확인되어 있다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 보호 패널의 차광부 주변 영역에 있어서도 수지의 경화를 충분히 진행시킬 수 있고, 보호 패널과 화상 표시 유닛 사이에 충전된 수지의 경화율이 높아 신뢰성이 높은 화상 표시 장치를 제조하는 것이 가능하다.

도 1 은 본 발명을 적용한 실시형태에 있어서의 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 개략적인 단면도로서, (a) 는 수지 조성물 도포 공정, (b) 는 자외선 조사 (가 경화) 공정, (c) 는 열경화 후의 액정 표시 장치의 구성을 각각 나타낸다.

도 2 는 도 1 에 나타내는 실시형태에 있어서의 자외선 조사의 모습을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.

도 3 은 본 발명을 적용한 다른 실시형태에 있어서의 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 개략적인 단면도로서, (a) 는 수지 조성물 도포 공정, (b) 는 자외선 조사 (가 경화) 공정, (c) 는 열경화 후의 액정 표시 장치의 구성을 각각 나타낸다.

도 4 는 본 발명을 적용한 또 다른 실시형태에 있어서의 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 개략적인 단면도로서, (a) 는 수지 조성물 도포 공정, (b) 는 자외선 조사 (가 경화) 공정, (c) 는 열경화 후의 액정 표시 장치의 구성을 각각 나타낸다.

도 5 는 도 4 에 나타내는 실시형태에 있어서의 자외선 조사의 모습을 모식적으로 나타내는 개략 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 액정 표시 장치,

2 : 액정 표시 유닛,

3 : 보호 패널,

4 : 투광성 패널,

5 : 차광부,

6 : 프레임,

7 : 백 라이트,

8 : 액정 표시 패널,

9 : 스페이서,

10 : 수지 조성물,

11 : 수지 경화물층,

30 : 조사부,

31 : UV 광 조사 장치,

32, 33, 34 : 자외선

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 적용한 화상 표시 장치의 제조 방법에 대해, 예를 들어 휴대 전화나 휴대 게임기기 등에 사용되는 액정 표시 장치를 예로 들어 그 실시형태에 대해 설명한다.

도 1(a)∼도 1(c) 는, 화상 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 보호 패널의 부착 공정을 나타내는 것이다.

액정 표시 장치에 있어서, 액정 표시 유닛 (2) 은, 틀형상 프레임 (6) 을 가지며, 이 프레임 (6) 의 내측 영역에 액정 표시 패널 (화상 표시부) (8) 이 장착되고, 또한 이 액정 표시 패널 (8) 의 장치 배면측 부위에 백 라이트 (7) 가 장착되어 있다.

액정 표시 패널 (8) 은, 1 쌍의 기판 사이에 액정 재료가 들어가 액정층이 형성되고, 이 액정층의 액정 재료의 배향을 제어함으로써 화상이 표시된다. 상기 1 쌍의 기판의 간극 (g) 이 이른바 셀 갭이다. 또, 상기 1 쌍의 기판 중 일방 (대향 기판) 에는 컬러 필터나 블랙 매트릭스, 대향 전극 등이 형성되고, 타방의 기판 (어레이 기판) 에는 화소 전극이나 구동 트랜지스터 등이 형성되어 있다. 또한, 액정 표시 패널 (8) 의 표면 및 이면에는 각각 편광판이 부착되어 있다.

한편, 액정 표시 유닛 (2) 상에 수지 경화물을 개재하여 겹쳐지는 보호 패널 (3) 은, 액정 표시 유닛 (2) 과 동일한 정도의 크기의 투광성 패널 (4) 을 주체로 하는 것이다. 이 투광성 패널 (4) 로는, 예를 들어 광학 유리에 의해 형성된 유리 패널이나, 플라스틱 (아크릴 수지 등) 에 의해 형성된 플라스틱 패널을 사용할 수 있다. 또한, 제조 비용이나 내충격성 등의 관점에서 말하면, 투광성 패널 (4) 에 유리 패널을 사용하는 것보다 플라스틱 패널을 사용하는 것이 유리하다. 유리 패널은 플라스틱 패널에 비해 고가이며, 충격에도 약하다. 따라서, 예를 들어 아크릴 수지의 1 종인 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA) 에 의해 형성된 플라스틱 패널 등이 투광성 패널 (4) 로서 바람직하다.

또, 상기 투광성 패널 (4) 의 액정 표시 유닛 (2) 과의 대향면측에는, 액정 표시 패널 (8) 의 주연에 대응하여, 예를 들어 흑색 틀형상 차광부 (5) 가 형성되어 있다. 상기 차광부 (5) 는, 예를 들어 차광 테이프를 부착하거나, 차광 도료를 인쇄함으로써 투광성 패널 (4) 에 형성된다.

본 실시형태에 있어서, 상기 서술한 보호 패널 (3) 을 액정 표시 유닛 (2) 에 수지 조성물을 사용하여 부착시키기 위해서는, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이 액정 표시 유닛 (2) 의 상면에 수지 조성물 (10) 을 도포한다. 이 경우, 수지 조성물 (10) 을 액정 표시 유닛 (2) 의 상면에 도포하고 나서 보호 패널 (3) 을 이 위에 겹쳐도 되고, 반대로 보호 패널 (3) 측에 수지 조성물 (10) 을 도포하고 나서, 이것을 반전시켜 액정 표시 패널 (2) 상에 겹치도록 해도 된다.

수지 조성물 (10) 의 도포는, 예를 들어 수지 조성물 (10) 을 액정 표시 유닛 (2) 상에 소정량 적하함으로써 실시한다. 수지 조성물 (10) 의 적하량은, 보호 패널 (3) 과 액정 표시 유닛 (2) 을 부착한 후의 수지 경화물층 (11) 의 두께가 50㎛∼250㎛ 정도가 되는 양으로 하는 것이 바람직하다.

상기 수지 조성물 (10) 로는 광경화 및 열경화가 가능한 광·열경화형 수지 조성물을 사용하는데, 경화시의 내부 응력의 발생을 저감시키기 위해, 저경화 수축, 저탄성 수지 조성물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 액정 표시 유닛 (2) 과 보호 패널 (3) 사이에 수지 조성물 (10) 을 충전하여 경화시키면, 수지 조성물 (10) 이 경화될 때 체적 수축함으로써 발생하는 내부 응력 등이 화상 표시 패널에 가해진다. 액정 표시 패널 (8) 을 구비한 액정 표시 유닛 (2) 의 경우, 상기 내부 응력이 액정 표시 패널 (8) 에 가해지면, 액정층의 셀 갭이 나노 레벨로 변동하여 표시 불균일이 발생하는 원인이 된다. 수지 조성물 (10) 로서 저경화 수축, 저탄성 수지 조성물을 사용하면, 이와 같은 문제를 억제하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 먼저 상기 수지 조성물 (10) 의 경화 수축률은 5% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 경화 수축률이 4.5% 이하, 더욱 바람직하게 는 경화 수축률이 4.0% 이하, 가장 바람직하게는 경화 수축률이 0∼2% 이다. 이와 같은 경화 수축률이 되도록 조제한 수지 조성물을 사용함으로써, 수지 조성물 (10) 이 경화될 때 수지 경화물층 (11) 에 축적되는 내부 응력을 저감시킬 수 있어, 수지 경화물층 (11) 과 액정 표시 패널 (8) 의 계면이나 보호 패널 (3) 의 계면에 있어서의 변형의 잔존을 방지할 수 있다.

또, 상기 수지 조성물 (10) 은, 경화 후의 수지 경화물층 (11) 의 저장 탄성률이 적정한 값이 되도록 조제하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 경화 후의 수지 경화물층 (11) 의 저장 탄성률 (25℃) 이 1×10⁷Pa 이하로 하는 것이 바람직하고, 1×10³Pa∼1×10⁶Pa 로 하는 것이 보다 바람직하다. 경화 후의 수지 경화물층 (11) 의 저장 탄성률 (25℃) 을 상기 범위로 함으로써, 액정 표시 패널 (8) 에 가해지는 응력을 저감시키는 것이 가능하다.

일반적으로, 수지 조성물을 구성하는 주요한 수지 성분은 공통이어도, 함께 배합하는 수지 성분, 혹은 모노머 성분 등이 상이하면, 그것을 경화시킨 수지 경화물의 저장 탄성률 (25℃) 이 1×10⁷Pa 를 초과하는 경우가 있지만, 그러한 수지 조성물이 되는 수지 조성물은 상기 수지 조성물 (10) 로는 사용하지 않는다.

또한, 상기 수지 조성물 (10) 이 경화될 때 수지 경화물층 (11) 에 축적되는 내부 응력의 정도는, 수지 조성물을 평판 상에 적하하고, 그것을 경화시켜 얻어지는 수지 경화물의 평균 표면 거침도에 의해 평가할 수도 있다. 예를 들어, 수지 조성물 2㎎ 을 유리판 상 또는 아크릴판 상에 적하하고, 그것을 자외선 조사에 의해 90% 이상의 경화율로 경화시켰을 때, 얻어지는 수지 경화물의 평균 표면 거침도가 6.0㎚ 이하이면, 액정 표시 패널 (8) 이나 보호 패널 (3) 과의 계면에 발생하는 변형을 실용상 무시할 수 있는 레벨로 할 수 있다. 보다 바람직하게는 평균 표면 거침도가 5.0㎚ 이하이고, 상기 평균 표면 거침도가 1∼3㎚ 인 것이 가장 바람직하다. 상기 평균 표면 거침도가 되는 수지 조성물을 사용함으로써, 수지 경화물의 계면에 발생하는 변형을 실용상 무시할 수 있게 된다.

여기서, 내부 응력의 평가에 사용하는 유리판으로는, 액정 셀의 액정을 협지하는 유리판이나 액정 셀의 보호판으로서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 아크릴판으로는, 액정 셀의 보호판으로서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 이들 유리판이나 아크릴판의 평균 표면 거침도는 통상 1.0㎚ 이하이다.

상기 수지 조성물 (10) 은, 저경화 수축, 저탄성인 것 외에 광학 특성도 우수한 것이 필요하다. 예를 들어, 굴절률에 대해 말하면, 수지 조성물 (10) 을 경화시킨 수지 경화물층 (11) 의 굴절률이 보호 패널 (3) 의 굴절률과 동등한 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어 수지 경화물층 (11) 의 굴절률이 1.45 이상, 1.55 이하가 되는 것이 바람직하고, 1.51 이상, 1.52 이하가 되는 것이 보다 바람직하다. 또, 투명성도 요구되고, 수지 경화물층 (11) 의 두께를 100㎛ 로 했을 때, 가시광 파장 영역의 광의 투과율이 90% 이상인 것이 바람직하다.

이와 같은 요건을 만족하는 수지 조성물로는, 올리고머 내지 폴리머와, 아크릴레이트계 모노머와, 광중합 개시제와, 열중합 개시제를 주제 (主劑) 로 하고, 그 밖의 첨가제, 예를 들어 증감제, 가소제, 투명 입자 등을 상기 물성을 만족하는 범 위 내에서 첨가한 것을 사용할 수 있다.

상기 올리고머 내지 폴리머로는, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리부타디엔아크릴레이트, 폴리이소프렌계 아크릴레이트 또는 그 에스테르화물, 테르펜계 수소 첨가 수지, 부타디엔 중합체, 에폭시아크릴레이트 올리고머 등을 사용할 수 있다.

아크릴레이트계 모노머로는, 이소보르닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트, 히드록시메틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시부틸메타크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.

광중합 개시제로는, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (치바·스페셜리티·케미컬즈사 제조, 상품명 IRGACURE), 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온 (치바·스페셜리티·케미컬즈사 제조, 상품명 IRGACURE 127), 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (치바·스페셜리티·케미컬즈사 제조, 상품명 DAROCUR 1173) 등을 사용할 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 보호 패널 (3) 에는, 액정 표시 패널 (8) 에 대한 자외선 보호의 관점에서 자외선 영역의 광을 컷하는 기능이 부여되어 있는 경우가 많기 때문에, 광중합 개시제로는, 가시광 영역의 광으로도 경화 가능한 광중합 개시제 (예를 들어, 닛폰 시이벨헤그너사 제조, 상품명 Speed Cure TPO 등) 를 병용하는 것이 바람직하다.

열중합 개시제로는, 열에 의해 개시제로서 작용하는 유기 과산화물 등을 사 용할 수 있다. 열중합 개시제인 유기 과산화물에 있어서는, 10 시간 반감기 온도가 경화 온도의 지표가 되는데, 보호 패널 (3) 에 아크릴 수지 등의 플라스틱 재료를 사용하는 것을 고려하면, 상기 반감기 온도가 비교적 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 아크릴 수지 등의 플라스틱 재료의 내열 온도는 80℃ 정도이므로, 열중합 개시제로서 사용하는 유기 과산화물의 10 시간 반감기 온도는 100℃ 이하인 것이 바람직하다. 여기서 상기 유기 과산화물의 반감기란 유기 과산화물의 농도가 초기값의 절반으로 감소할 때까지의 시간을 말하며, 반감기가 10 시간이 되는 온도가 10 시간 반감기 온도이다.

10 시간 반감기 온도가 100℃ 이하인 열중합 개시제 (유기 과산화물) 로는, 예를 들어 C₁₂H₂₄O₃ (닛폰 유지사 제조, 상품명 퍼부틸 O 나 닛폰 유지사 제조, 상품명 퍼로일 TCP) 등을 들 수 있다.

상기 서술한 각 성분을 함유하는 수지 조성물에 있어서, 경화 수축률이나 저장 탄성률, 광학 특성의 값이 상기 서술한 범위 내에 들어가도록, 올리고머나 폴리머, 아크릴레이트계 모노머, 광중합 개시제, 열중합 개시제, 그 밖의 첨가물의 종류, 비율 등을 조정하면 된다. 또, 열중합 개시제에 대해서는, 적정한 반응 온도 및 반응 시간을 확보하는 관점에서, 그 배합량을 수지 조성물 중의 아크릴 수지 (올리고머나 폴리머, 아크릴레이트계 모노머의 총량) 에 대해 1 질량%∼10 질량% 로 하는 것이 바람직하다.

상기 서술한 수지 조성물 (10) 을 도포한 후, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같 이, 이 위에 보호 패널 (3) 을 탑재하고, 보호 패널 (3) 과 액정 표시 유닛 (2) (액정 표시 패널 (8) 이나 프레임 (6)) 사이에 수지 조성물 (10) 을 간극 없이 충전한 형태로 한다.

다음으로, 수지 조성물 (10) 을 경화시키는데, 경화시에는 먼저 광 조사 (자외선 조사) 에 의한 가 경화를 실시한다. 특히, 산소 (공기) 와 접하는 부분 (외주부) 에 대해 상기 가 경화를 실시하여 경화막이 형성된 상태로 하면, 산소와의 접촉이 차단되어 외주부의 수지 조성물 (10) 이 산소와 직접 접촉하지 않게 된다.

상기 가 경화는, 특히 보호 패널 (3) 을 중첩시킨 액정 표시 유닛 (2) 의 외주부에 있어서 필요하며, 도 1(b) 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 광파이버 등으로 이루어지는 미세한 조사부 (30) 를 갖는 자외선 (UV) 조사 장치 (31) 를 이용하여, 차광부 (5) 와 액정 표시 유닛 (2) 사이에 있는 수지 조성물 (즉, 차광부 (5) 의 형성 영역에 있는 수지 조성물) (11a) 에 대해 차광부 (5) 의 부착면 (5a) 과 거의 평행하게 외측 측면측으로부터 자외선 (32) 을 조사한다.

이 때의 자외선 (32) 의 조사 방향은 특별히 한정되지는 않으며, 수평 방향에 대해 0°이상, 90°미만으로 할 수 있는데, 차광부 (5) 의 형성 영역에 있는 수지 조성물 (10a) 의 단부 (노출면) 에 경화막을 형성한다는 목적에서는, 액정 표시 유닛 (2) 의 프레임 (6) 의 부착면 (6a) 이나 차광부 (5) 의 부착면 (5a) 에 대해 거의 평행하게 자외선 (32) 을 조사하는 것이 바람직하다.

또, 상기 수지 조성물 (10) 의 가 경화에 있어서는, 외측 측면측으로부터 뿐 만 아니라, 차광부 (5) 의 비형성 영역 (예를 들어 액정 표시 패널 (8) 의 화상 표시 영역에 대응하는 영역) 에 있는 수지 조성물 (10b) 에 대해서도, 투광성 패널 (4) 을 통해 자외선 (34) 을 조사해도 된다. 자외선 (34) 의 조사 방향은 특별히 한정되지는 않지만, 화상 표시 영역에 있는 수지 조성물 (10b) 의 보다 균일한 경화를 달성하는 관점에서는, 투광성 패널 (4) 의 표면에 대해 대체로 직교 방향으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자외선 (34) 의 조사와 함께, 도 1(b) 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 도시되지 않은 자외선 조사 장치를 이용하여, 차광부 (5a) 와 액정 표시 유닛 (2) 사이의 수지 조성물 (10a) 에 대해 차광부 (5) 의 내측으로부터 투광성 패널 (4) 을 통해 자외선 (33) 을 조사하는 것도 가능하다. 이 경우, 자외선 (33) 의 조사 방향은, 차광부 (5) 와 액정 표시 유닛 (2) 사이의 수지 조성물 (10a) 에 대한 자외선 (33) 의 조사 효율을 고려하면, 액정 표시 유닛 (2) 의 프레임 (6) 의 부착면 (6a) 이나 보호 패널 (3) 의 차광부 (5) 의 부착면 (5a) 에 대해 경사 상방으로부터 10°∼45°의 각도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자외선 (34) 의 광량이나 차광부 (5) 의 폭 등에 따라서는, 외측 측면측으로부터 자외선 (32) 을 조사하지 않고, 자외선 (34) 의 조사에 의해서만 상기 가 경화를 실시하는 것도 가능하다. 혹은, 자외선 (34) 과 자외선 (33) 의 조사에 의해 상기 가 경화를 실시하는 것도 가능하다.

상기 서술한 자외선 조사에 의한 가 경화에 있어서는, 어느 정도까지 수지 조성물 (10) 을 경화시키는지가 중요하다. 기본적으로는, 수지 조성물 (10) 의 최표면이 일정량 경화되어 산소와 접촉하는 외주부에 경화막이 형성되는 정도로 하면 되는데, 본 발명에서는, 상기 일정량 경화되어 있는 것의 지표로서 가 경화 후의 수지 조성물 (10) 의 경화율을 채용하고 있다. 즉, 상기 경화막이 형성되는 수지 조성물 (10) 에 함유되는 열중합 개시제 (유기 과산화물) 가 후술하는 열경화시에 충분히 작용하기 위해서는, 상기 자외선 조사에 의한 가 경화 (광경화) 에 있어서의 경화율을 30% 이상으로 할 필요가 있다.

가 경화 후의 수지 조성물 (10) 의 경화율이 30% 이상에 도달해 있으면, 그 후의 열경화에 의해, 광이 닿지 않는 부분 (차광부 (5) 에 의해 차광된 부분) 에 있어서도 90% 이상의 높은 효과 상태를 얻을 수 있다. 그 한편, 자외선 조사에 의한 가 경화 후의 수지 조성물 (10) 의 경화율이 예를 들어 10% 정도이면, 그 후의 열경화에 의해서도 경화율 50% 정도까지밖에 경화되지 않는다. 열중합 개시제가 함유되어 있지 않은 경우에는, 자외선 조사에 의해 50% 정도까지는 광경화되지만, 그 후의 열경화를 기대할 수 없다.

또한, 상기 경화율은, 가 경화 전 (자외선 조사 전) 의 수지 조성물과 가 경화 후 (자외선 조사 후) 의 수지 조성물에 함유되는 경화 성분의 피크 강도로부터 산출할 수 있다. 예를 들어, 가 경화 전 (자외선 조사 전) 의 수지 조성물과 가 경화 후 (자외선 조사 후) 의 수지 조성물의 각각에 대해 경화 성분 (모노머, 올리고머) 을 추출하고, 액체 크로마토그래피로 경화 성분의 피크 강도를 구한다. 가 경화 전 (자외선 조사 전) 의 수지 조성물에 있어서의 경화 성분의 피크 강도를 I₀, 가 경화 후 (자외선 조사 후) 의 수지 조성물에 함유되는 경화 성분의 피크 강도를 I₁ 로 하면, 다음 식에 의해 경화율을 산출할 수 있다.

자외선 조사에 의해 경화율 30% 이상이 될 때까지 가 경화를 실시한 후, 본 경화 (열경화) 를 실시한다. 열경화는 수지 조성물 (10) 을 가열함으로써 실시한다. 이 경우, 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만, 플라스틱 재료 부분의 변형 등을 방지하는 관점에서는 60℃∼100℃ 로 하는 것이 바람직하다. 가열 방법으로는, 예를 들어 보호 패널 (3) 을 수지 조성물 (10) 에 의해 부착시킨 액정 표시 유닛 (2) 을 가열 스테이지에 탑재하고, 수지 조성물 (10) 전체를 가열하도록 하면 된다. 혹은, 액정 표시 패널 (8) 주위의 차광부 (5) 의 형성 영역에 가열 히터를 배치하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 자외선 조사에 의한 가 경화 및 가열에 의한 본 경화를 실시함으로써, 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 화상 표시 영역의 수지 조성물 (10b) 및 차광부 (5) 형성 영역의 수지 조성물 (10a) 모두가 충분히 경화되어 수지 경화물층 (11) 이 되고, 목적으로 하는 액정 표시 장치 (1) 를 얻을 수 있다.

얻어지는 액정 표시 장치 (1) 에 있어서는, 액정 표시 유닛 (2) 과 보호 패널 (3) 의 부착에 광·열경화형 수지 조성물 (10) 을 이용하고, 자외선 조사에 의한 가 경화 (경화율 30% 이상) 후, 열경화를 실시하고 있으므로, 열중합 개시제인 유기 과산화물의 기능을 충분히 유지할 수 있고, 산소에 의한 경화 저해를 받지 않고 충분히 높은 경화 상태를 얻는 것이 가능하다. 따라서, 수지 조성물이 미경화된 채로 잔존하는 것에 의한 품질 저하를 해소할 수 있어, 신뢰성이 높은 액정 표시 장치 (1) 를 제공하는 것이 가능하다.

또, 상기 서술한 특정한 물성을 갖는 수지 조성물 (10) 을 사용함으로써, 액정 표시 패널 (8) 및 보호 패널 (3) 에 대해, 수지 경화 수축시의 응력의 영향을 최소한으로 억제할 수 있어 액정 표시 패널 (8) 및 보호 패널 (3) 에 있어서 변형이 거의 발생하지 않는다. 그 결과, 액정 표시 패널 (8) 에 변형이 발생하지 않고, 셀 갭도 일정하게 유지되므로, 표시 불량이 없고, 고휘도 및 고콘트라스트 화상 표시가 가능하다. 또한, 액정 표시 패널 (8) 과 보호 패널 (3) 사이에 수지 조성물 (10) 을 경화시킨 수지 경화물층 (11) 을 개재시킴으로써, 충격에 강하고, 수지를 충전하지 않고 공극인 상태로 한 경우보다 박형화된 액정 표시 장치로 할 수 있다.

이상, 본 발명을 적용한 실시형태에 대해 설명해 왔지만, 본 발명이 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것이 아님은 말할 필요도 없고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 액정 표시 유닛 (2) 측에 수지 조성물 (10) 을 적하하고, 그 위에 보호 패널 (3) 을 겹치도록 했는데, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 보호 패널 (3) 측에 수지 조성물 (10) 을 소정량 적하한 후, 이것을 반전시켜 액정 표시 유닛 (2) 상에 겹치도록 해도 된다. 이 경우, 도 3(b) 에 나타내는 가 경화 (광경화) 나 열경화는, 상기 실시형태와 동일하게 실시할 수 있고, 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 얻어지는 액정 표시 장치 (1) 의 형태도 상기 실시형태와 동일하다.

혹은, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 유닛 (2) 상에 수지 조성물 (10) 을 개재하여 보호 패널 (3) 을 겹칠 때, 주위에 스페이서 (9) 를 배치하는 것도 가능하다. 스페이서 (9) 의 높이는 0.05㎜∼1.5㎜ 정도이고, 이로써 액정 표시 유닛 (2) 과 보호 패널 (3) 의 간극이 1㎜ 정도로 유지된다.

상기 스페이서 (9) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 소정의 간격을 가지고 액정 표시 유닛 (2) (보호 패널 (3)) 의 외주에 등간격으로 배열되어 있다. 따라서, 스페이서 (9) 사이의 영역에서는, 수지 조성물 (10) 의 단부가 산소 (공기) 와 접촉하게 되어 상기 서술한 자외선 조사에 의한 가 경화가 필요하다. 이 경우에도, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이 수지 조성물 (10) 을 적하하여 도포한 후, 광경화 및 열경화를 실시한다. 도 4(b) 에 나타내는 가 경화 (광경화) 나 열경화는 상기 실시형태와 동일하게 실시할 수 있고, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 얻어지는 액정 표시 장치 (1) 의 형태도 스페이서 (9) 가 존재하는 것 이외에는 상기 실시형태와 동일하다.

또, 상기 서술한 실시형태는 모두 액정 표시 장치에 적용한 실시형태인데, 본 발명은 액정 표시 장치 이외에도 적용 가능하고, 예를 들어 유기 EL 표시 장치나 플라즈마 디스플레이 등에도 적용 가능하다.

다음으로, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 실험 결과를 기초로 설명한다.

광·열경화형 수지 조성물의 조제

폴리이소프렌 중합물의 무수 말레산 부가물과 2-히드록시에틸메타크릴레이트의 에스테르화물 70 중량부, 디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트 30 중량부, 2-히드록시부틸메타크릴레이트 10 중량부, 테르펜계 수소 첨가 수지 30 중량부, 부타디엔 중합체 140 중량부, 광중합 개시제 4 중량부, 가시광 영역용 광중합 개시제 0.5 중량부, 열중합 개시제 (유기 과산화물) (닛폰 유지사 제조, 상품명 퍼부틸 O) 10 중량부를 혼련기로 혼련하여 조제하였다. 이 수지 조성물의 경화 수축률은 1.8%, 당해 수지 조성물을 경화시킨 수지 경화물의 저장 탄성률 (25℃) 은 1×10⁴Pa 이었다. 또, 수지 조성물 2㎎ 을 유리판 상에 적하하고, 그것을 자외선 조사에 의해 90% 이상의 경화율로 경화시켰을 때 얻어지는 수지 경화물의 평균 표면 거침도는 2.7㎚ 이었다. 또한, 상기 수지 조성물에 의해 두께 100㎛ 의 수지 경화물을 형성하고, 자외 가시 분광 광도계 (닛폰 분광사 제조, 상품명 V-560) 에 의해 가시광 영역의 투과율을 측정한 결과, 90% 이상이었다.

또한, 상기 저장 탄성률은, 점탄성 측정 장치 (세이코 인스트루먼트사 제조, 상품명 DMS6100) 를 이용하고, 측정 주파수 1Hz 에서 탄성률 (Pa) (25℃) 을 측정하였다. 상기 경화 수축률은, 경화 전의 수지액과 경화 후의 고체의 비중을 전자 비중계 (MIRAGE 사 제조, 상품명 SD-120L) 를 이용하여 측정하고, 양자의 비중차로부터 다음 식에 의해 산출하였다.

경화 수축률 (%)=(경화물 비중-수지액 비중)/경화물 비중×100

경화 시험

조제한 광·열경화형 수지 조성물을 이용하고, 이것을 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이 액정 표시 유닛 상에 0.2g 적하하고, 아크릴판을 보호 패널로서 포개었다. 또한, 보호 패널인 아크릴판의 외주위 (外周圍) 에는 폭 5㎜ 의 차광부가 형성되어 있다.

이어서, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이 하여 자외선 조사에 의한 가 경화를 실시하였다. 자외선 조사는, UV 램프 (우시오 전기사 제조) 를 이용하고, 적산 광량을 200mJ∼3000mJ 의 범위에서 바꾸어 실시하였다. 상기 가 경화 후, 가열 스테이지 상에 탑재하고, 80℃ 에서 60 분간 가열하여 열경화 (본 경화) 를 실시하였다.

상기 경화 과정에 있어서, 가 경화 (자외선 경화) 후의 수지 조성물의 경화율, 및 본 경화 (열경화) 후의 수지 조성물 (수지 경화물) 의 경화율을 측정하였다. 경화율은, 가 경화 전 (자외선 조사 전) 의 수지 조성물과 가 경화 후 (자외선 조사 후) 의 수지 조성물, 본 경화 (열경화) 후의 수지 경화물의 각각에 대해 경화 성분 (모노머, 올리고머) 을 추출하고, 액체 크로마토그래피로 경화 성분의 피크 강도를 측정하여 산출하였다. 경화 성분의 추출은, 상기 수지 조성물이나 수지 경화물의 농도가 0.2 질량% 가 되는 양의 아세토니트릴을 사용하여 실시하고, 가 경화 전 (자외선 조사 전) 의 수지 조성물에 있어서의 경화 성분의 피크 강도를 I₀, 가 경화 후 (자외선 조사 후) 의 수지 조성물에 함유되는 경화 성분의 피크 강도를 I₁, 본 경화 후 (열경화 후) 의 수지 경화물에 함유되는 경화 성분의 피크 강도를 I₂ 로 하여 하기 식에 의해 산출하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 로부터 명확한 바와 같이, 가 경화 후의 경화율을 30% 이상 (실시예 1∼3) 으로 함으로써, 그 후의 열경화에 의해 90% 이상의 높은 경화 상태가 실현되고 있다. 이에 대하여, 가 경화 후의 경화율이 30% 미만 (10%) 인 비교예 1 에 있어서는, 그 후, 열경화를 실시해도 50% 정도밖에 경화되어 있지 않다. 또, 열중합 개시제가 함유되어 있지 않은 비교예 2 에서는, 자외선 조사에 의해 50% 정도까지는 경화되지만, 그 후에 열경화를 실시해도 경화율의 향상은 볼 수 없다.

Claims

화상 표시부를 갖는 화상 표시 유닛과 차광부를 갖는 투광성 보호 패널을 대향 배치함과 함께, 이들 사이에 수지 조성물을 개재시키고, 당해 수지 조성물을 경화시켜 수지 경화물로 할 때,

상기 수지 조성물로서, 광중합 개시제를 함유함과 함께, 유기 과산화물을 열중합 개시제로서 함유하는 광·열경화형 수지 조성물을 사용하고,

상기 수지 조성물의 경화율이 30% 이상이 될 때까지 광 조사에 의한 경화를 실시한 후, 열경화를 실시하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 보호 패널이 플라스틱 패널인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 열중합 개시제의 10 시간 반감기 온도가 100℃ 이하인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 수지 조성물의 경화 수축률이 5% 이하이고, 경화 후의 수지 경화물의 25℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 1×10⁷Pa 이하인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 수지 조성물은 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리이소프렌계 아크릴레이트 또는 그 에스테르화물, 테르펜계 수소 첨가 수지, 및 부타디엔 중합체에서 선택되는 1 종 이상의 폴리머와, 이소보르닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트, 및 2-히드록시부틸메타크릴레이트에서 선택되는 1 종 이상의 아크릴레이트계 모노머와, 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 보호 패널의 외주연을 따라 차광부가 형성되어 있고, 상기 화상 표시 유닛과 보호 패널 사이의 수지 조성물에 대해 적어도 외측 측면측으로부터 광 조사를 실시하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 화상 표시 유닛에 장착된 화상 표시부가 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
화상 표시부를 갖는 화상 표시 유닛과 차광부를 갖는 투광성 보호 패널을 대향 배치함과 함께, 이들 사이에 수지 조성물을 개재시키고, 당해 수지 조성물을 경화시켜 수지 경화물로 할 때, 상기 수지 조성물로서, 광중합 개시제를 함유함과 함께, 유기 과산화물을 열중합 개시제로서 함유하는 광·열경화형 수지 조성물을 사용하고, 상기 수지 조성물의 경화율이 30% 이상이 될 때까지 광 조사에 의한 경화를 실시한 후, 열경화를 실시함으로써 제조되는 화상 표시 장치.