JP5617850B2 - 表示装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、透明面材により表示デバイスが保護された表示装置の製造方法に関する。
透明面材により表示デバイスが保護された表示装置の製造方法としては下記の方法が知られている。
(1)樹脂製の保護板上に液体原料を注入して硬化させて接合樹脂を形成後、またはロールシート状の接合樹脂を樹脂製の保護板上に脱気状態にて貼設後、液晶セルを一端から押圧しながら脱気状態で密着させて表示装置を製造する方法(特許文献1参照)。
(2)ガラス製の保護板の所定位置に固着部材にて表示パネルを位置決めして仮固定した後、保護板と表示パネルとの間に形成される空間に減圧状態にて液体樹脂材料を注入して硬化させることで表示装置を製造する方法(特許文献2参照)。
しかし、(1)の方法には、下記の問題がある。
・保護板への接合樹脂の形成と、形成された接合樹脂への液晶セルの貼設を個別の工程で行う必要があり、製造が煩雑になりやすい。
・周辺に側壁部を有する皿状の保護板を使用する必要があるため、保護板の加工が別途必要になり、さらに保護板が液晶セルの大きさ以下に限定されることから保護板の設置方法の制約が大きい。
・保護板上への接合樹脂の形成において注入時に液体原料中に気泡が発生するおそれがある。
また、(2)の方法には、下記の問題がある。
・保護板への液晶パネルの位置決め仮固定と、保護板と液晶パネルとの空間への液体樹脂材料の注入を個別の工程で行う必要があり、製造が煩雑になりやすい。
・大型の表示装置の製造においては、液体樹脂材料の注入に時間を要するおそれがあるとともに、注入時の減圧度が1.33×10〜6.67×10Paであるため、注入時に液体樹脂材料に気泡が残留するおそれがある。
このように、(1)、(2)のいずれにおいても、表示装置の表示デバイスと保護板との間の樹脂層に気泡が発生するおそれがある。樹脂層に気泡が発生すると、下記の問題が生じ得る。
・樹脂層と表示デバイスとの界面接着力、または樹脂層と保護板との界面接着力が低下する。
・表示デバイスと保護板との樹脂層に気泡が存在すると、表示デバイスからの出射光または反射光が気泡により乱れ、表示画像の画質を大きく損なうおそれがある。
・表示デバイスが画像を表示していない時には、保護板を通して樹脂層に残存する気泡が容易に視認されるため、製品の品質を大きく損なうおそれがある。
特開平7−209635号公報 特開2006−58753号公報
本発明は、樹脂層と表示デバイスとの界面接着力および樹脂層と保護板との界面接着力を高くでき、液状の硬化性樹脂組成物による気泡の発生が充分に抑えられ、硬化性樹脂組成物の硬化が充分に行われる、透明面材により表示デバイスが保護された表示装置の製造方法を提供する。
本発明の表示装置の製造方法は、一方が透明面材であり、他方が表示デバイスである第1の面材および第2の面材と、第1の面材および第2の面材に挟まれた樹脂層と、樹脂層の周囲を囲むシール部とを有し、透明面材の周縁部に遮光部が形成され、該遮光部に囲まれた透光部の面積が、シール部で囲まれた樹脂層の面積よりも小さくされた表示装置を製造する方法であって、下記工程(a)〜(d)を有し、下記光重合開始剤(C2)が、下記光重合開始剤(C1)の吸収波長域(λ1)よりも長波長側に存在する吸収波長域(λ2)を有し、下記工程(d)において積層物の側方から照射される光が、吸収波長域(λ1)内の波長の光および吸収波長域(λ2)内の波長の光を含むことを特徴とする。
(a)第1の面材の表面の周縁部に、硬化性化合物および光重合開始剤(C1)を含む液状のシール部形成用光硬化性樹脂組成物を塗布して未硬化のシール部を形成する工程。
(b)未硬化のシール部で囲まれた領域に、硬化性化合物および光重合開始剤(C2)を含む液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を供給する工程。
(c)100Pa以下の減圧雰囲気下にて、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の上に第2の面材を重ねて、第1の面材、第2の面材および未硬化のシール部で樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が密封された積層物を得る工程。
(d)50kPa以上の圧力雰囲気下に積層物を置いた状態にて、積層物の透明面材の側から透光部を通して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射し、また、積層物の側方から遮光部および表示デバイスに挟まれた未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射し、未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を硬化させる工程。
また、前記本発明の表示装置の製造方法において、前記光重合開始剤(C1)は、紫外線の吸収波長域(λ1)を有するが可視光の吸収波長域を有さず、前記光重合開始剤(C2)は、600nm以下の可視光の吸収波長域(λ2)を少なくとも有することが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法における前記工程(d)において、積層物の透明面材の側から透光部を通して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に照射される光が紫外線であり、積層物の側方から遮光部および表示デバイスに挟まれた未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射する場合、まず(1)紫外線の波長域を有するが可視光の波長域を有しない光を照射し、次に(2)少なくとも可視光の発光を有する光を照射することが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法において使用される前記シール部形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000であるオリゴマー(A)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B)の1種以上と、光重合開始剤(C1)と、を含み、前記光重合開始剤(C1)は、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部を含むことが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法において使用される前記シール部形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000であるオリゴマー(A)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B)の1種以上と、光重合開始剤(C1)と光重合開始剤(C2)と、を含み、前記光重合開始剤(C1)と光重合開始剤(C2)は、その合計量で、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部を含むことが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法において使用される前記樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が1000〜100000であるオリゴマー(A’)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B’)の1種以上と、光重合開始剤(C2)と、を含み、前記光重合開始剤(C2)は、オリゴマー(A‘)とモノマー(B’)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部を含むことが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法における前記工程(c)において得られる積層物における樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の厚さは、10μm〜3mmとすることが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法における前記工程(d)において得られる硬化された樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の厚さは、0.03〜2mmとするのが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法における前記透明面材の厚さは、0.5〜2mmであるのが好ましい。
また、前記本発明の表示装置の製造方法における前記(a)工程に得られるシール部の幅は、0.5〜2mmとするのが好ましい。
また、本発明における表示装置の製造方法における表示装置は、液晶表示装置であり、その大きさは、(縦の長さ)×(横の長さ)で、0.5m以上×0.4m以上であるのが好ましい。
本発明の表示装置の製造方法によれば、樹脂層と表示デバイスとの界面接着力および樹脂層と保護板との界面接着力を高くでき、かつ液状の硬化性樹脂組成物による気泡の発生が充分に抑えられ、硬化性樹脂組成物の硬化が充分に行われる。
透明面材により表示デバイスが保護された表示装置の一例を示す断面図である。 図1の表示装置の平面図である。 本発明の製造方法の工程(a)の様子の一例を示す平面図である。 本発明の製造方法の工程(a)の様子の一例を示す断面図である。 本発明の製造方法の工程(b)の様子の一例を示す平面図である。 本発明の製造方法の工程(b)の様子の一例を示す断面図である。 本発明の製造方法の工程(c)の様子の一例を示す断面図である。 本発明の製造方法の工程(d)の様子の一例を示す断面図である。 アセトニトリル溶液中のIRGACURE 184の吸収特性を示す図である。 アセトニトリル溶液中のIRGACURE 819の吸収特性を示す図である。 透明面材により表示デバイスが保護された表示装置を説明するための概略断面図である。 透明面材により表示デバイスが保護された表示装置の概略平面説明図である。 例1において積層体前駆体Eに光を照射するために用いられたケミカルランプの光発色分布のグラフである。
本発明においては、下記のように定義する。
表示装置においては、表示デバイスの保護板となる透明面材を「表面材」、表示デバイスを「裏面材」という。
表面材および裏面材を総称して「面材」という。
該面材のうち、本発明の製造方法において、周縁部にシール部が形成され、かつシール部で囲まれた領域に液状の光硬化性樹脂組成物が供給される面材を「第1の面材」といい、該光硬化性樹脂組成物の上に重ねられる面材を「第2の面材」という。
光透過性を有する面材を「透明面材」という。
ガラスからなる透明面材を「ガラス板」という。
<表示装置>
図1は、本発明における表示装置の一例を示す断面図であり、図2は、平面図である。
表示装置1は、表面材である透明面材10と、裏面材である表示デバイス50と、透明面材10および表示デバイス50に挟まれた樹脂層40と、樹脂層40の周囲を囲むシール部42と、表示デバイス50に接続された表示デバイス50を動作させる駆動ICを搭載したフレキシブルプリント配線板54(FPC)と、透明面材10の周縁部に形成された遮光印刷部55(遮光部)とを有する。ここにおいて、上記透明面材10の周辺部にシール部が形成され、かつシール部で囲まれた領域に液状の硬化性樹脂組成物が供給される場合には、透明部材10が第1の面材となり、表示デバイス50が第2の面材となる。一方、上記表面デバイス50の周辺部にシール部が形成され、かつシール部で囲まれた領域に液状の硬化性樹脂組成物が供給される場合には、表示デバイス50が第1の面材となり、透明部材10が第2の面材となる。
表示装置1においては、遮光印刷部55に囲まれた透光部56の面積が、シール部42で囲まれた樹脂層40の面積よりも小さくされ、透明面材10の面積が、表示デバイス50の面積よりも大きくされ、樹脂層40およびシール部42の合計の面積が、透明面材10および表示デバイス50の面積よりも小さくされている。
すなわち、遮光印刷部55に囲まれた透光部56の面積は、例えば図11、12において示されるように、透明面材10の周縁部に形成された遮光印刷部55の内側縁間の縦方向及び横方向の長さa、aにより求められる面積(a×a)であり、またシール部42に囲まれた樹脂層40の面積は、例えば同図において示されるように、透明面材10の周縁部に形成されたシール部42の内側縁間の縦方向及び横方向の長さb、bにより求められる面積(b×b)である。なお、図12において、mは透明面材10の周縁部に形成された遮光印刷部55の幅であり、nはシール部の幅を示す。
(表面材)
表面材は、表示デバイスの保護板であって、表示デバイスの表示画像を透過する透明面材である。
透明面材としては、ガラス板、または透明樹脂板が挙げられ、表示デバイスからの出射光や反射光に対して透明性が高い点はもちろん、耐光性、低複屈折性、高い平面精度、耐表面傷付性、高い機械的強度を有する点からも、ガラス板が最も好ましい。光硬化性樹脂組成物の硬化のための光を充分に透過させる点でも、ガラス板が好ましい。
ガラス板の材料としては、ソーダライムガラス等のガラス材料が挙げられ、鉄分がより低く、青みの少ない高透過ガラス(白板ガラス)がより好ましい。安全性を高めるために表面材として強化ガラスを用いてもよい。
透明樹脂板の材料としては、透明性の高い樹脂材料(ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等)が挙げられる。
透明面材には、樹脂層との界面接着力を向上させるために、表面処理を施してもよい。表面処理の方法としては、透明面材の表面をシランカップリング剤で処理する方法等が挙げられる。
透明面材には、表示画像のコントラスを高めるために、樹脂層との接合面の裏面に反射防止層を設けてもよい。反射防止層は、透明面材の表面に無機薄膜を直接形成する方法、反射防止層を設けた透明樹脂フィルムを透明面材に貼合する方法によって設けることができる。
また、画像表示の目的に応じて、透明面材の一部または全体が、着色させたり、磨りガラス状に光を散乱させたり、または表面の微細な凹凸等により透過時の光を屈折させたり、反射させるようにしておくこともできる。また、上記のような様態を示す光学フィルム、偏光フィルム等の光学変調を行う光学フィルム等を透明面材に貼合したものを一体物として透明面材として用いることもできる。
透明面材の厚さは、機械的強度、透明性の点から、ガラス板の場合は通常0.5〜25mmである。屋内で使用するテレビ受像機、PC用ディスプレイ等の用途では、表示装置の軽量化の点から、1〜6mmが好ましく、特に0.5〜2mmが好ましく、屋外に設置する公衆表示用途では、3〜20mmが好ましい。透明樹脂板の場合は、2〜10mmが好ましい。
(裏面材)
裏面材は、表示デバイスである。
図示例の表示デバイス50は、カラーフィルタを設けた透明面材52とTFTを設けた透明面材53とを貼合し、これを一対の偏光板51で挟んだ構成の液晶表示デバイスの一例であるが、本発明における表示デバイスは、図示例のものに限定されない。
表示デバイスは、少なくとも一方が透明電極である一対の電極に、外部の電気信号によって光学様態が変化する表示材を挟持したものである。表示材の種類によって、液晶表示デバイス、EL表示デバイス、プラズマ表示デバイス、電子インク型表示デバイス等がある。また、表示デバイスは、少なくとも一方が透明面材である一対の面材を貼り合わせた構造を有しており、透明面材側が樹脂層と接するように配置する。この際、一部の表示デバイスにおいては、樹脂層と接する側の透明面材の最外層側に偏光板、位相差板等の光学フィルムが設置されていることがある。この場合、樹脂層は表示デバイス上の光学フィルムと表面材とを接合する様態となる。
表示デバイスの樹脂層との接合面には、シール部との界面接着力を向上させるために、表面処理を施してもよい。表面処理は、周縁部だけであってもよく、面材の表面全体であってもよい。表面処理の方法としては、低温加工可能な接着用プライマー等で処理する方法等が挙げられる。
表示デバイスの厚さは、TFTによって動作させる液晶表示デバイスの場合は通常0.4〜4mmであり、EL表示デバイスの場合は通常0.2〜3mmである。
(樹脂層)
樹脂層は、表面材と裏面材とを積層する層であり、後述する液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を硬化してなる層である。
表示装置においては、硬化後の樹脂の弾性率が低くなる樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が好ましい。樹脂の弾性率が大きいと、樹脂の硬化に際して、硬化収縮等で発生する応力が表示デバイスの表示性能への悪影響を与えるおそれがある。
樹脂層の厚さは、0.03〜2mmが好ましく、0.1〜0.8mmがより好ましい。樹脂層の厚さが0.03mm以上であれば、透明面材側からの外力による衝撃等を樹脂層が効果的に緩衝して、表示デバイスを保護できる。また、本発明の製造方法において、透明面材と表示デバイスの間に樹脂層の厚さを超える異物が混入しても、樹脂層の厚さが大きく変化することなく、光透過性能への影響が少ない。樹脂層の厚さが2mm以下であれば、樹脂層に気泡が残留しにくく、また、表示装置の全体の厚さが不要に厚くならない。
樹脂層の厚さを調整する方法としては、後述するシール部の厚さを調節するとともに、第1の面材に供給される液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の供給量を調節する方法が挙げられる。
(シール部)
シール部は、後述する液状のシール部形成用光硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化してなるものである。表示デバイスの画像表示領域の外側の領域が比較的狭いため、シール部の幅は狭くすることが好ましい。シール部の幅は、0.5〜2mmが好ましく、0.8〜1.6mmがより好ましい。
(遮光印刷部)
遮光印刷部は、表示デバイスの画像表示領域以外が透明面材側から視認できないようにして、表示デバイスに接続されている配線部材等を隠蔽するものである。遮光印刷部は、透明面材の樹脂層との接合面、またはその裏面に設けることができ、遮光印刷部と画像表示領域との視差を低減する点では、透明面材の樹脂層との接合面に設置するのが好ましい。透明面材がガラス板の場合、遮光印刷部に黒色顔料を含むセラミック塗料を用いた印刷を用いると遮光性が高く好ましい。
(形状)
表示装置の形状は、通常矩形である。
表示装置の大きさは、本発明の製造方法が比較的大面積の表示装置の製造に特に適していることから、液晶表示デバイスを用いたテレビ受像機、すなわちテレビ受像機用の液晶表示装置の場合、その大きさは、(縦の長さ)×(横の長さ)で、0.5m以上×0.4m以上が適当であり、0.7m以上×0.4m以上が特に好ましい。表示装置の大きさの上限は、表示デバイスの大きさで決まることが多い。また、あまりに大きい表示装置は、設置等における取り扱いが困難となりやすい。表示装置の大きさの上限は、これらの制約から、通常2.5m×1.5m程度である。
保護板となる透明面材と表示デバイスの寸法は、ほぼ等しくてもよいが、表示装置を収納する他の筺体との関係から、透明面材が表示デバイスより一回り大きくなる場合も多い。また逆に、他の筺体の構造によっては、透明面材を表示デバイスより若干小さくしてもよい。
<表示装置の製造方法>
本発明の表示装置の製造方法は、下記の工程(a)〜(d)を有する方法である。より具体的には、下記の工程(a)〜(d)をこの順に有する表示装置の製造方法である。
(a)第1の面材の表面の周縁部に、硬化性化合物および光重合開始剤(以下、シール部形成用光硬化性樹脂組成物に含有される光重合開始剤をC1という。)を含む液状のシール部形成用光硬化性樹脂組成物を塗布して未硬化のシール部を形成する工程(ただし、第1の面材が表示デバイスである場合は、画像表示される側の表面にシール部を形成する)。
(b)未硬化のシール部で囲まれた領域に、硬化性化合物および光重合開始剤(以下、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に含有される光重合開始剤をC2という。)を含む液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を供給する工程。
(c)100Pa以下の減圧雰囲気下にて、当該第1の面材に形成された樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の上に第2の面材を重ねて、第1の面材、第2の面材および未硬化のシール部で樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が密封された積層物を得る工程(ただし、第2の面材の表面に反射防止膜が設けられている場合は、その裏面側の表面が、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に接するように重ねる。また、第2の面材が表示デバイスである場合は、画像表示される側が、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に接するように重ねる)。
(d)50kPa以上の圧力雰囲気下に積層物を置いた状態にて、積層物の透明面材の側(すなわち透明面材の表面側)から透光部を通して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射し、また、積層物の側方から遮光部および表示デバイスに挟まれた未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射し、未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を硬化させる工程。
なお、上記した説明において、上記した第1の面材が、裏面材となる場合があり、また表面材となる場合もある。
本発明の製造方法は、減圧雰囲気下で第1の面材と第2の面材との間に液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を封じ込め、次いで大気圧雰囲気下等の高い圧力雰囲気下で封じ込められている樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を硬化させて樹脂層を形成する方法である。減圧下における樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の封じ込めは、第1の面材と第2の面材との間隙が狭く広い空間に樹脂層形成用光硬化性樹脂を注入する方法ではなく、第1の面材のほぼ全面に樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を供給し、その後、第2の面材を重ねて第1の面材と第2の面材との間に樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を封じ込める方法である。
減圧下における液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の封じ込め、および大気圧下における樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化による透明積層体としては、例えば国際公開第2008/81838号パンフレット、国際公開第2009/16943号パンフレットに透明積層体の製造方法および該製造方法に用いられる光硬化性樹脂組成物が参照することができる。これら当該パンフレットの記載は、本明細書の開示の一部として組み入れられる。
以下、工程(a)〜(d)について詳述する。
(工程(a))
まず、第1の面材の一方の表面の周辺部に沿って未硬化のシール部を形成する。第1の面材として裏面材を用いるか表面材を用いるかは任意である。
第1の面材が、表示デバイスの保護板となる透明面材である場合、未硬化のシール部を形成する面は、2つ表面のいずれか任意である。2つの表面の性状が異なる場合等では必要な一方の表面を選択する。たとえば、一方の表面に樹脂層との界面接着力を向上させる表面処理を施した場合、該表面に未硬化のシール部を形成する。また、一方の表面に反射防止層が設けられている場合、その裏面に未硬化のシール部を形成する。
第1の面材が、表示デバイスである場合、未硬化のシール部を形成する面は、画像表示される側の表面である。
未硬化のシール部には、後述の工程(c)において、未硬化のシール部と第1の面材との界面、および未硬化のシール部と第2の面材との界面から液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が漏れ出さない程度以上の界面接着力、および形状を維持できる程度の固さが重要である。よって、未硬化のシール部は、粘度の高いシール部形成用光硬化性樹脂組成物を、印刷、ディスペンス等によって塗布して形成することが好ましい。
また、第1の面材と第2の面材との間隔を保持するために、所定の粒子径のスペーサ粒子をシール部形成用光硬化性樹脂組成物に配合してもよい。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性化合物および光重合開始剤(C1)を含む液状の組成物である。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物の粘度は、500〜3000Pa・sが好ましく、800〜2500Pa・sがより好ましく、1000〜2000Pa・sがさらに好ましい。粘度が500Pa・s以上であれば、未硬化のシール部の形状を比較的長時間維持でき、シール部の高さを充分に維持できる。粘度が3000Pa・s以下であれば、シール部を塗布によって形成できる。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物の粘度は、25℃においてE型粘度計を用いて測定する。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物としては、粘度を前記範囲に調整しやすい点から、前記硬化性化合物として、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000であるオリゴマー(A)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B)の1種以上とを含み、モノマー(B)の割合が、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計(100質量%)のうち、15〜50質量%であるものが好ましい。
オリゴマー(A)の数平均分子量は、30000〜100000であり、40000〜80000が好ましく、50000〜65000がより好ましい。オリゴマー(A)の数平均分子量が該範囲であれば、シール部形成用光硬化性樹脂組成物の粘度を前記範囲に調整しやすい。
オリゴマー(A)の数平均分子量は、GPC測定によって得られた、ポリスチレン換算の数平均分子量である。なお、GPC測定において、未反応の低分子量成分(モノマー等)のピークが現れる場合は、該ピークを除外して数平均分子量を求める。
オリゴマー(A)の硬化性基としては、付加重合性の不飽和基(アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等)、不飽和基とチオール基との組み合わせ等が挙げられ、硬化速度が速い点および透明性の高いシール部が得られる点から、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基の群から選ばれる少なくとも1種の基が好ましい。また、比較的高分子量のオリゴマー(A)における硬化性基は、比較的低分子量のモノマー(B)における硬化性基よりも反応性が低くなりやすいため、モノマー(B)の硬化が先に進んで急激に組成物全体の粘性が高まり硬化反応が不均質となるおそれがある。両者の硬化性基の反応性の差を小さくし、均質なシール部を得るために、オリゴマー(A)の硬化性基を比較的反応性の高いアクリロイルオキシ基とし、モノマー(B)の硬化性基を比較的反応性の低いメタクリロイルオキシ基とすることがより好ましい。
オリゴマー(A)としては、シール部形成用光硬化性樹脂組成物の硬化性、シール部の機械的特性の点から、硬化性基を1分子あたり平均1.8〜4個有するものが好ましい。
オリゴマー(A)としては、ウレタン結合を有するウレタンオリゴマー、ポリオキシアルキレンポリオールのポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリオールのポリ(メタ)アクリレート等が挙げられ、ウレタン鎖の分子設計等によって硬化後の樹脂の機械的特性、面材との密着性等を幅広く調整できる点から、ウレタンオリゴマー(A1)が好ましい。
数平均分子量が30000〜100000のウレタンオリゴマー(A1)は、高粘度となるため、通常の方法では合成が難しく、合成できたとしてもモノマー(B)との混合が難しい。よって、本発明においては、ウレタンオリゴマー(A1)を下記の合成方法で合成した後、得られた生成物をそのままシール部形成用光硬化性樹脂組成物として用いる、または得られた生成物をさらに後述するモノマー(B)(モノマー(B1)、モノマー(B3)等)で希釈してシール部形成用光硬化性樹脂組成物として用いることが好ましい。
ウレタンオリゴマー(A1)の合成方法:
希釈剤として、後述するモノマー(B)の1種であるイソシアネート基と反応する基を有さないモノマー(B1)の存在下、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させてイソシアネート基を有するプレポリマーを得た後、該プレポリマーのイソシアネート基に、イソシアネート基と反応する基および硬化性基を有するモノマー(B2)を反応させる方法。
ポリオール、ポリイソシアネートとしては、公知の化合物、たとえば、国際公開第2009/016943号パンフレットに記載のウレタン系オリゴマー(a)の原料として記載された、ポリオール(i)、ジイソシアネート(ii)等が挙げられ、これらパンフレットの記載は、本明細書の開示の一部として組み入れられる。
イソシアネート基と反応する基を有さないモノマー(B1)としては、炭素数8〜22のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(n−ドデシル(メタ)アクリレート、n−オクタデシル(メタ)アクリレート、n−ベヘニル(メタ)アクリレート等)、脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレート(イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート等)が挙げられる。
イソシアネート基と反応する基および硬化性基を有するモノマー(B2)としては、活性水素(水酸基基、アミノ基等)および硬化性基を有するモノマーが挙げられ、具体的には、炭素数2〜6のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート(2−ヒドロキシメチル(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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等)等が挙げられ、炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシアルキルアクリレートが好ましい。
モノマー(B)の分子量は、125〜600であり、140〜400が好ましく、150〜350がより好ましい。モノマー(B)の分子量が125以上であれば、後述の減圧積層方法によって表示装置を製造する際のモノマー(B)の揮発が抑えられる。モノマー(B)の分子量が600以下であれば、高分子量のオリゴマー(A)に対するモノマー(B)の溶解性を高めることができ、シール部形成用光硬化性樹脂組成物としての粘度調整を好適に行うことができる。
モノマー(B)の硬化性基としては、付加重合性の不飽和基(アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等)、不飽和基とチオール基との組み合わせ等が挙げられ、硬化速度が速い点および透明性の高いシール部が得られる点から、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基から選ばれる基が好ましい。また、比較的低分子量のモノマー(B)における硬化性基は、比較的高分子量のオリゴマー(A)における硬化性基よりも反応性が高くなりやすいため、モノマー(B)の硬化が先に進んで急激に組成物全体の粘性が高まり硬化反応が不均質となるおそれがある。均質なシール部を得るために、モノマー(B)の硬化性基を比較的反応性の低いメタクリロイルオキシ基とし、オリゴマー(A)の硬化性基を比較的反応性の高いアクリロイルオキシ基とすることがより好ましい。
モノマー(B)としては、シール部形成用光硬化性樹脂組成物の硬化性、シール部の機械的特性の点から、硬化性基を1分子あたり1〜3個有するものが好ましい。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物は、モノマー(B)として、上述したウレタンオリゴマー(A1)の合成方法において希釈剤として用いたモノマー(B1)を含んでいてもよい。また、モノマー(B)として、上述したウレタンオリゴマー(A1)の合成方法に用いた未反応のモノマー(B2)を含んでいてもよい。
モノマー(B)は、面材とシール部との密着性や後述する各種添加剤の溶解性の点から、水酸基を有するモノマー(B3)を含むことが好ましい。
水酸基を有するモノマー(B3)としては、水酸基数1〜2、炭素数3〜8のヒドロキシアルキル基を有するヒドロキシメタアクリレート(2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、6−ヒドロキシヘキシルメタクリレート等)が好ましく、2−ヒドロキシブチルメタクリレートが特に好ましい。
モノマー(B)の割合は、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計(100質量%)のうち、15〜50質量%であり、20〜45質量%が好ましく、25〜40質量%がより好ましい。モノマー(B)の割合が15質量%以上であれば、シール部形成用光硬化性樹脂組成物の硬化性、面材とシール部との密着性が良好となる。モノマー(B)の割合が50質量%以下であれば、シール部形成用光硬化性樹脂組成物の粘度を500Pa・s以上に調整しやすい。
光重合開始剤(C1)としては、アセトフェノン系、ケタール系、ベンゾインまたはベンゾインエーテル系、フォスフィンオキサイド系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、キノン系等の光重合開始剤が挙げられ、アセトフェノン系、ケタール系、ベンゾインエーテル系の光重合開始剤が好ましい。短波長の可視光による硬化を行う場合は、吸収波長域の点から、フォスフィンオキサイド系の光重合開始剤がより好ましい。吸収波長域の異なる2種以上の光重合開始剤(C1)を併用することによって、硬化時間をさらに速めたり、シール部における表面硬化性を高めることができる。また、未硬化のシール部に隣接する部分の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化を阻害しない範囲内において、後述の光重合開始剤(C2)を併用してもよい。併用する場合、重合開始剤(C1)と重合開始剤(C2)との割合は、硬化を効率的にかつ有効に行える点から、20:1〜5:1が好ましい。
光重合開始剤(C1)の量(光重合開始剤(C2)を含む場合は(C1)と(C2)との合計量)は、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜2.5質量部がより好ましい。
本発明のシール部形成用光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、重合禁止剤、光硬化促進剤、連鎖移動剤、光安定剤(紫外線吸収剤、ラジカル捕獲剤等)、酸化防止剤、難燃化剤、接着性向上剤(シランカップリング剤等)、顔料、染料等の各種添加剤を含んでいてもよく、重合禁止剤、光安定剤を含むことが好ましい。特に、重合禁止剤を重合開始剤より少ない量含むことによって、シール部形成用光硬化性樹脂組成物の安定性を改善でき、硬化後の樹脂層の分子量も調整できる。
重合禁止剤としては、ハイドロキノン系(2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン等)、カテコール系(p−t−ブチルカテコール等)、アンスラキノン系、フェノチアジン系、ヒドロキシトルエン系等の重合禁止剤が挙げられる。
光安定剤としては、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチレート系等)、ラジカル捕獲剤(ヒンダードアミン系)等が挙げられる。
酸化防止剤としては、リン系、イオウ系の化合物が挙げられる。
各種添加剤の合計量は、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。
(工程(b))
工程(a)の後、未硬化のシール部で囲まれた領域に液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を供給する。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の供給量は、シール部、第1の面材および第2の面材によって形成される空間が樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物によって充填され、かつ第1の面材と第2の面材との間を所定の間隔とする(すなわち樹脂層を所定の厚さとする)だけの分量にあらかじめ設定する。この際、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化収縮による体積減少をあらかじめ考慮することが好ましい。よって、該分量は、樹脂層の所定厚さよりも樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の厚さが若干厚くなる量が好ましい。
供給方法としては、第1の面材を平置きにし、ディスペンサ、ダイコータ等の供給手段によって、点状、線状または面状に供給する方法が挙げられる。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性化合物および光重合開始剤(C2)を含む液状の組成物である。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の粘度は、0.05〜50Pa・sが好ましく、1〜20Pa・sがより好ましい。粘度が0.05Pa・s以上であれば、後述するモノマー(B’)の割合を抑えることができ、樹脂層の物性の低下が抑えられる。また、低沸点の成分が少なくなるため、後述する減圧積層方法に好適となる。粘度が50Pa・s以下であれば、樹脂層に気泡が残留しにくい。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の粘度は、25℃においてE型粘度計を用いて測定する。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物としては、粘度を前記範囲に調整しやすい点から、前記硬化性化合物として、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が1000〜100000であるオリゴマー(A’)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B’)の1種以上とを含み、モノマー(B’)の割合が、オリゴマー(A’)とモノマー(B’)との合計(100質量%)のうち、40〜80質量%であるものが好ましい。
オリゴマー(A’)の数平均分子量は、1000〜100000であり、10000〜70000が好ましい。オリゴマー(A’)の数平均分子量が該範囲であれば、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の粘度を前記範囲に調整しやすい。
オリゴマー(A’)の数平均分子量は、GPC測定によって得られた、ポリスチレン換算の数平均分子量である。なお、GPC測定において、未反応の低分子量成分(モノマー等)のピークが現れる場合は、該ピークを除外して数平均分子量を求める。
オリゴマー(A’)の硬化性基としては、付加重合性の不飽和基(アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等)、不飽和基とチオール基との組み合わせ等が挙げられ、硬化速度が速い点および透明性の高い樹脂層が得られる点から、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基の群から選ばれる少なくとも1種の基が好ましい。また、比較的高分子量のオリゴマー(A’)における硬化性基は、比較的低分子量のモノマー(B’)における硬化性基よりも反応性が低くなりやすいため、モノマー(B’)の硬化が先に進んで急激に組成物全体の粘性が高まり硬化反応が不均質となるおそれがある。均質な樹脂層を得るために、オリゴマー(A’)の硬化性基を比較的反応性の高いアクリロイルオキシ基とし、モノマー(B’)の硬化性基を比較的反応性の低いメタクリロイルオキシ基とすることがより好ましい。
オリゴマー(A’)としては、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化性、樹脂層の機械的特性の点から、硬化性基を1分子あたり平均1.8〜4個有するものが好ましい。
オリゴマー(A’)としては、ウレタン結合を有するウレタンオリゴマー、ポリオキシアルキレンポリオールのポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリオールのポリ(メタ)アクリレート等が挙げられ、ウレタン鎖の分子設計等によって硬化後の樹脂の機械的特性、面材との密着性等を幅広く調整できる点から、ウレタンオリゴマーが好ましい。
オリゴマー(A’)の割合は、オリゴマー(A’)とモノマー(B’)との合計(100質量%)のうち、20〜60質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましい。オリゴマー(A’)の割合が20質量%以上であれば、樹脂層の耐熱性が良好となる。オリゴマー(A’)の割合が60質量%以下であれば、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化性、面材と樹脂層との密着性が良好となる。
モノマー(B’)の分子量は、125〜600であり、140〜400が好ましい。モノマー(B’)の分子量が125以上であれば、後述の減圧積層方法によって表示装置を製造する際のモノマーの揮発が抑えられる。モノマー(B’)の分子量が600以下であれば、面材と樹脂層との密着性が良好となる。
モノマー(B’)の硬化性基としては、付加重合性の不飽和基(アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等)、不飽和基とチオール基との組み合わせ等が挙げられ、硬化速度が速い点および透明性の高い樹脂層が得られる点から、アクリロイルオキシ基およびメタクリロイルオキシ基の群から選ばれる少なくとも1種の基が好ましい。また、比較的低分子量のモノマー(B’)における硬化性基は、比較的高分子量のオリゴマー(A’)における硬化性基よりも反応性が高くなりやすいため、モノマー(B’)の硬化が先に進んで急激に組成物全体の粘性が高まり硬化反応が不均質となるおそれがある。均質な樹脂層を得るために、モノマー(B’)の硬化性基を比較的反応性の低いメタクリロイルオキシ基とし、オリゴマー(A’)の硬化性基を比較的反応性の高いアクリロイルオキシ基とすることがより好ましい。
モノマー(B’)としては、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化性、樹脂層の機械的特性の点から、硬化性基を1分子あたり1〜3個有するものが好ましい。
モノマー(B’)は、面材と樹脂層との密着性の点から、水酸基を有するモノマー(B3)を含むことが好ましい。
水酸基を有するモノマー(B3)としては、シール部形成用光硬化性樹脂組成物におけるモノマー(B3)と同様のものが挙げられ、2−ヒドロキシブチルメタクリレートが特に好ましい。
モノマー(B3)の割合は、オリゴマー(A’)とモノマー(B’)との合計(100質量%)のうち、15〜70質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましい。モノマー(B3)の割合が15質量%以上であれば、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化性、面材と樹脂層との密着性が良好となる。
モノマー(B’)は、樹脂層の機械的特性の点から、下記のモノマー(B4)を含むことが好ましい。
・モノマー(B4):炭素数8〜22のアルキル基を有するアルキルメタクリレート。
モノマー(B4)としては、n−ドデシルメタクリレート、n−オクタデシルメタクリレート、n−ベヘニルメタクリレート等が挙げられ、n−ドデシルメタクリレート、n−オクタデシルメタクリレートが好ましい。
モノマー(B4)の割合は、オリゴマー(A’)とモノマー(B’)との合計(100質量%)のうち、5〜50質量%が好ましく、15〜40質量%がより好ましい。モノマー(B4)の割合が5質量%以上であれば、樹脂層の柔軟性が良好となる。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に含有される光重合開始剤(C2)は、前記シール部形成用光硬化性樹脂組成物に含有される光重合開始剤(C1)の吸収波長域(λ1)よりも長波長側に存在する吸収波長域(λ2)を有するものである。光重合開始剤(C2)は、吸収波長域(λ2)のみを有するものであってもよく、吸収波長域(λ1)と重複する吸収波長域(λ1’)および吸収波長域(λ2)を有するものであってもよい。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物光重合開始剤(C2)としては、アセトフェノン系、ケタール系、ベンゾインまたはベンゾインエーテル系、フォスフィンオキサイド系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、キノン系等の光重合開始剤が挙げられ、フォスフィンオキサイド系、チオキサントン系の光重合開始剤が好ましく、光重合反応後に着色を抑える面ではフォスフィンオキサイド系が特に好ましい。
光重合開始剤(C2)としては、これらの光重合開始剤のうち、光重合開始剤(C1)に対して吸収波長域(λ2)を有するものを適宜選択して用いる。
光重合開始剤(C2)の量は、オリゴマー(A’)とモノマー(B’)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜2.5質量部がより好ましい。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、重合禁止剤、光硬化促進剤、連鎖移動剤、光安定剤(紫外線吸収剤、ラジカル捕獲剤等)、酸化防止剤、難燃化剤、接着性向上剤(シランカップリング剤等)、顔料、染料等の各種添加剤を含んでいてもよく、重合禁止剤、光安定剤を含むことが好ましい。特に、重合禁止剤を重合開始剤より少ない量含むことによって、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の安定性を改善でき、硬化後の樹脂層の分子量も調整できる。
(工程(c))
工程(b)の後、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が供給された第1の面材を減圧装置に入れ、減圧装置内の固定支持盤の上に硬化性樹脂組成物の面が上になるように第1の面材を平置きする。
減圧装置内の上部には、上下方向に移動可能な移動支持機構が設けられ、移動支持機構に第2の面材が取り付けられる。第2の面材が表示デバイスの場合、画像を表示する側の表面を下に向ける。第2の面材の表面に反射防止層が設けられている場合、反射防止層が形成されていない側の表面を下に向ける。
第2の面材は、第1の面材の上方かつ樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物と接しない位置に置く。すなわち、第1の面材の上の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物と第2の面材とを接触させることなく対向させる。
なお、上下方向に移動可能な移動支持機構を減圧装置内の下部に設け、移動支持機構の上に硬化性樹脂組成物が供給された第1の面材を置いてもよい。この場合、第2の面材は、減圧装置内の上部に設けられた固定支持盤に取り付けて、第1の面材と第2の面材とを対向させる。
また、第1の面材および第2の面材の両方を、減圧装置内の上下に設けた移動支持機構で支持してもよい。
第1の面材および第2の面材を所定の位置に配置した後、減圧装置の内部を減圧して所定の減圧雰囲気とする。可能であれば、減圧操作中または所定の減圧雰囲気とした後に、減圧装置内で第1の面材および第2の面材を所定の位置に位置させてもよい。
減圧装置の内部が所定の減圧雰囲気となった後、移動支持機構で支持された第2の面材を下方に移動し、第1の面材の上の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の上に第2の面材を重ね合わせる。
重ね合わせによって、第1の面材の表面(表示デバイスの場合は、画像表示する側の表面)、第2の面材の表面(表示デバイスの場合は、画像表示する側の表面)、および未硬化のシール部で囲まれた空間内に、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が密封される。
重ね合わせの際、第2の面材の自重、移動支持機構からの押圧等によって、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が押し広げられ、前記空間内に樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が充満し、その後、工程(d)において高い圧力雰囲気に曝した際に、気泡の少ないまたは気泡のない樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の層が形成される。以下、積層物を「積層前駆体」とも記す。
重ね合わせの際の減圧雰囲気は、100Pa以下であり、10Pa以上が好ましい。減圧雰囲気があまりに低圧であると、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に含まれる各成分(硬化性化合物、光重合開始剤、重合禁止剤、光安定剤等)に悪影響を与えるおそれがある。たとえば、減圧雰囲気があまりに低圧であると、各成分が気化するおそれがあり、また、減圧雰囲気を提供するために時間がかかることがある。減圧雰囲気の圧力は、15〜40Paがより好ましい。
第1の面材と第2の面材とを重ね合わせた時点から減圧雰囲気を解除するまでの時間は、特に限定されず、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の密封後、直ちに減圧雰囲気を解除してもよく、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の密封後、減圧状態を所定時間維持してもよい。減圧状態を所定時間維持することによって、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が密閉空間内を流れて第1の面材と第2の面材と間の間隔が均一となり、雰囲気圧力を上げても密封状態を維持しやすくなる。減圧状態を維持する時間は、数時間以上の長時間であってもよいが、生産効率の点から、1時間以内が好ましく、10分以内がより好ましい。
本発明の製造方法においては、粘度が高いシール部形成用光硬化性樹脂組成物を塗布して未硬化のシール部を形成した場合、工程(c)で得られた積層前駆体における樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の厚さを10μm〜3mmと比較的厚くすることができる。
(工程(d))
工程(c)において減圧雰囲気を解除した後、積層前駆体を雰囲気圧力が50kPa以上の圧力雰囲気下に置く。
積層前駆体を50kPa以上の圧力雰囲気下に置くと、上昇した圧力によって第1の面材と第2の面材とが密着する方向に押圧されるため、積層前駆体内の密閉空間に気泡が存在すると、気泡に樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が流動していき、密閉空間全体が樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物によって均一に充填される。
圧力雰囲気は、通常80kPa〜120kPaである。圧力雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、それよりも高い圧力であってもよい。樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化等の操作を、特別な設備を要することなく行うことができる点から、大気圧雰囲気が最も好ましい。
積層前駆体を50kPa以上の圧力雰囲気下に置いた時点から樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化を開始するまでの時間(以下、高圧保持時間と記す。)は、特に限定されない。積層前駆体を減圧装置から取り出して硬化装置に移動し、硬化を開始するまでのプロセスを大気圧雰囲気下で行う場合には、そのプロセスに要する時間が高圧保持時間となる。よって、大気圧雰囲気下に置いた時点ですでに積層前駆体の密閉空間内に気泡が存在しない場合、またはそのプロセスの間に気泡が消失した場合は、直ちに樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を硬化させることができる。気泡が消失するまでに時間を要する場合は、積層前駆体を気泡が消失するまで50kPa以上の圧力の雰囲気下で保持する。また、高圧保持時間が長くなっても通常支障は生じないことから、プロセス上の他の必要性から高圧保持時間を長くしてもよい。高圧保持時間は、1日以上の長時間であってもよいが、生産効率の点から、6時間以内が好ましく、1時間以内がより好ましく、さらに生産効率が高まる点から、10分以内が特に好ましい。
ついで、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を硬化させることによって、表示デバイスと保護板とを接合する樹脂層が形成され、表示装置が製造される。この際、シール部形成用光硬化性樹脂組成物から形成される未硬化のシール部は、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化と同時に硬化させてもよく、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化の前にあらかじめ予備硬化させてもよい。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物およびシール部形成用光硬化性樹脂組成物は、光を照射して硬化させる。たとえば、光源(紫外線ランプ、高圧水銀灯、UV−LED等)から紫外線または短波長の可視光を照射して、光硬化性樹脂組成物を硬化させる。
この際、積層前駆体の第1の面材および第2の面材のうち、光透過性を有する側から樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射し、また、積層前駆体の側方から遮光部および表示デバイスに挟まれた未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射する。
第1の面材および第2の面材のうち、表示デバイスは、動作させない状態では光透過性を有さないため、保護板となる透明面材の側から透光部を通して光を照射する。
また、透明面材の周辺部に遮光印刷部が設けられていて、遮光印刷部と表示デバイスに挟持される領域に、未硬化のシール部や樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が存在すると、透明面材の透光部からの光だけでは充分に硬化できない。よって、表示デバイスの側方から光を照射する。
光としては、紫外線または450nm以下の可視光がより好ましい。特に、透明面材に反射防止層が設けられ、反射防止層または反射防止層を形成した透明樹脂フィルムやその反射防止フィルムと透明面材との間に設けられた粘着層などが紫外線を透過しない場合には、可視光による硬化が必要となる。
側方からの光照射の光源としては、透明面材の側からの光照射に用いる光源を用いてもよいが、紫外線または450nm以下の可視光を発光するLEDを用いることが光源の配置スペースや特定個所への効率的な光照射に適している点から好ましい。
光照射のステップとしては、透明面材の表面側からの光照射の後に、側方から光照射してもよいし、その逆に、透明面材の側方からの光照射の後に、透明面材の表面側から光照射してもよい。または同時に光照射してもよいが、遮光印刷部における未硬化のシール部や樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の光硬化をより促進するためには、先に側方から光を照射するか、側方と同時に透明面材の側から光照射することが好ましい。
本発明の製造方法においては、下記の理由から、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に含まれる光重合開始剤(C2)として、シール部形成用光硬化性樹脂組成物に含まれる光重合開始剤(C1)の吸収波長域(λ1)よりも長波長側に存在する吸収波長域(λ2)を有する光重合開始剤を用い、そして、積層前駆体の側方から照射される光として、吸収波長域(λ1)内の波長の光および吸収波長域(λ2)内の波長の光を含む光を用いる。
理由:
図12に示されるように、遮光部および表示デバイスに挟まれた未硬化のシール部の幅nは0.5〜2mmであり、遮光部および表示デバイスに挟まれた樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の幅pは1〜10mmである。すなわち樹脂層の厚さの0.03〜2mmよりも大きい場合が多く、表面側から表示装置を見た場合、遮光部によってシール部が隠れている状態にある。そのため、側方から照射された光は、遮光印刷部と透光部との境界の部分の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物まで届きにくい。
該状況において、もし、未硬化のシール部の光重合開始剤と、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の光重合開始剤として、まったく同じ吸収波長域を有するものを用いると、側方から照射された光が未硬化のシール部の光重合開始剤にほとんどが吸収されるため、硬化に必要な光が樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に充分に到達せず、硬化を充分に行うことができない。遮光印刷部における樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化が充分でないと、遮光印刷部と透光部との境界の部分に、硬化が充分でない樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物または未硬化の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が経時的に拡散することがあり、透光部の充分に硬化した樹脂層と、硬化が充分でない部分とのわずかな屈折率の違いにより、遮光印刷部と透光部との境界の部分において、透過光に光学的な歪が発生することがあり、画質が低下するおそれがある。
一方、本発明の製造方法においては、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の光重合開始剤(C2)として、未硬化のシール部の光重合開始剤(C1)の吸収波長域(λ1)よりも長波長側に存在する吸収波長域(λ2)を有する光重合開始剤(C2)を用い、そして、積層前駆体の側方から照射される光として、吸収波長域(λ1)内の波長の光および吸収波長域(λ2)内の波長の光の両方を用いる。これにより、未硬化のシール部の光重合開始剤(C1)に吸収されなかった吸収波長域(λ2)内の波長の光が、遮光部および表示デバイスに挟まれた樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に充分に到達し、吸収波長域(λ2)を有する光重合開始剤(C2)によって、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化を充分に行うことができる。
この際、吸収波長域(λ1)と少なくとも一部が重複する発光波長域を有する光源からの光と、吸収波長域(λ2)と少なくとも一部が重複する発光波長域を有する光源からの光を、同時に照射してもよく、別々に照射してもよい。また、吸収波長域(λ1)および吸収波長域(λ2)の両方と少なくとも一部が重複する発光波長域を有する光源からの光を照射してもよい。
より具体的な一例としては、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の光重合開始剤(C2)として、600nm以下、好ましくは500nm以下の可視光の吸収波長域(λ2)を有する光重合開始剤(C2)を用い、またシール部形成用光硬化性樹脂組成物の光重合開始剤(C1)として、少なくとも紫外線(380nm以下)の吸収波長域(λ2)を有する光重合開始剤(C1)を用いることができる。
〔具体例〕
本発明の製造方法において、第1の面材として裏面材を用いるか表面材を用いるかは任意である。よって、表示装置は、第1の面材の選択に応じて、それぞれ以下の2種類の方法によって製造できる。
(α−1)第1の面材として表示デバイス(裏面材)を用い、第2の面材として保護板となる透明面材(表面材)を用いる方法。
(α−2)第1の面材として保護板となる透明面材(表面材)を用い、第2の面材として表示デバイス(裏面材)を用いる方法。
以下、方法(α−1)の場合を例にして、図1の表示装置の製造方法を、図面を用いて具体的に説明する。
(工程(a))
図3および図4に示すように、表示デバイス50(第1の面材)の周縁部に沿ってディスペンサ(図示略)等によって本発明のシール部形成用光硬化性樹脂組成物を塗布して未硬化のシール部12を形成する。
表示デバイスの外周部には、表示デバイスを動作させるための電気信号を伝達するFPC等の配線部材が設置されていることがある。本発明の製造方法において各面材を保持する際に、配線部材の配置を容易にする点では、表示デバイスを第1の面材として下側に配置することが好ましい。
(工程(b))
ついで、図5および図6に示すように、表示デバイス50の未硬化のシール部12に囲まれた矩形状の領域13に樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14を供給する。樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14の供給量は、未硬化のシール部12と表示デバイス50と透明面材10(図7参照)とによって密閉される空間が樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14によって充填されるだけの量にあらかじめ設定されている。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14の供給は、図5および図6に示すように、表示デバイス50を下定盤18に平置きにし、水平方向に移動するディスペンサ20によって樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14を線状、帯状または点状に供給することによって実施される。
ディスペンサ20は、一対の送りねじ22と、送りねじ22に直交する送りねじ24とからなる公知の水平移動機構によって、領域13の全範囲において水平移動可能となっている。なお、ディスペンサ20の代わりに、ダイコータを用いてもよい。
(工程(c))
ついで、図7に示すように、表示デバイス50と透明面材10(第2の面材)とを減圧装置26内に搬入する。減圧装置26内の上部には、複数の吸着パッド32を有する上定盤30が配置され、下部には、下定盤31が設けられている。上定盤30は、エアシリンダ34によって上下方向に移動可能とされている。
透明面材10は、吸着パッド32に取り付けられる。表示デバイス50は、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14が供給された面を上にして下定盤31の上に固定される。
ついで、減圧装置26内の空気を真空ポンプ28によって吸引する。減圧装置26内の雰囲気圧力が、たとえば15〜40Paの減圧雰囲気に達した後、透明面材10を上定盤30の吸着パッド32によって吸着保持した状態で、下に待機している表示デバイス50に向けて、エアシリンダ34を動作させて下降させる。そして、表示デバイス50と透明面材10とを、未硬化のシール部12を介して重ね合わせて積層物(以下、積層前駆体ともいう)を構成し、減圧雰囲気下で所定時間積層前駆体を保持する。
なお、下定盤31に対する表示デバイス50の取り付け位置、吸着パッド32の個数、上定盤30に対する透明面材10の取り付け位置等は、表示デバイス50および透明面材10のサイズ、形状等に応じて適宜調整する。この際、吸着パッドとして静電チャックを用い、特願2008−206124に添付された明細書(本明細書に組み入れられる)に記載の静電チャック保持方法を採用することで、ガラス基板を安定して減圧雰囲気下で保持できる。
(工程(d))
ついで、減圧装置26の内部をたとえば大気圧にした後、積層前駆体を減圧装置26から取り出す。積層前駆体を大気圧雰囲気下に置くと、積層前駆体の表示デバイス50側の表面と透明面材10側の表面とが大気圧によって押圧され、密閉空間内の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14が表示デバイス50と透明面材10とで加圧される。この圧力によって、密閉空間内の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14が流動して、密閉空間全体が樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14によって均一に充填される。
ついで、図8に示すように、積層前駆体の側方から遮光印刷部55および表示デバイス50に挟まれた未硬化のシール部12および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14に光(紫外線)を表示デバイスの全周に照射し、かつ透明面材10の側から透光部56を通して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14に光を照射し、積層前駆体内部の未硬化のシール部12および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物14を硬化させることによって、表示装置1が製造される。
以上、方法(α−1)の場合を例にして本発明の表示装置の製造方法を具体的に説明したが、他の方法(α−2)の場合も同様にして表示装置を製造できる。
(作用効果)
以上説明した本発明の表示装置の製造方法によれば、比較的大面積の表示装置を樹脂層中に気泡を発生させることなく製造できる。仮に、減圧下で密封した樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物中に気泡が残存しても、硬化前の高い圧力雰囲気下では密封した樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物にもその圧力がかかり、その気泡の体積は減少し、気泡は容易に消失する。たとえば、100Pa下で密封した樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物中の気泡中の気体の体積は100kPa下では1/1000になると考えられる。気体は樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に溶解することもあるので、微小体積の気泡中の気体は樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に速やかに溶解して消失する。
また、密封後の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に大気圧等の圧力がかかっても、液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物は流動性の組成物であることから、表示デバイスの表面にその圧力は均一に分布し、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に接した表示デバイスの表面の一部にそれ以上の応力がかかることはなく、表示デバイスの損傷のおそれは少ない。また、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化には高い温度を必要としないことから、高温による表示デバイスの損傷のおそれも少ない。
また、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化による樹脂層と表示デバイスや透明面材との界面接着力は、熱融着性樹脂の融着による界面接着力よりも高い。しかも、流動性の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を加圧して表示デバイスや透明面材の表面に密着させ、その状態で硬化させるため、より高い界面接着力が得られるとともに、表示デバイスや透明面材の表面に対し均一な接着が得られ、部分的に界面接着力が低くなることが少ない。したがって、樹脂層の表面にて剥離が発生するおそれが低く、また界面接着力が不充分な部分から水分や腐食性ガスが浸入するおそれも少ない。
また、2枚の面材間の狭くかつ広い面積の空間に流動性の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を注入する方法(注入法)と比較すると、気泡の発生が少なくかつ短時間に樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を充填できる。しかも、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の粘度の制約が少なく、高粘度の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を容易に充填できる。したがって、樹脂層の強度を高められる比較的高分子量の硬化性化合物を含む高粘度の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を用いることができる。
また、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の光重合開始剤(C2)として、未硬化のシール部の光重合開始剤(C1)の吸収波長域(λ1)よりも長波長側に存在する吸収波長域(λ2)を有する光重合開始剤(C2)を用い、そして、積層前駆体の側方から照射される光として、吸収波長域(λ1)内の波長の光および吸収波長域(λ2)内の波長の光の両方を用いているため、未硬化のシール部の光重合開始剤(C1)に吸収されなかった吸収波長域(λ2)内の波長の光が、遮光部における表示デバイスに挟まれた樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に充分に到達し、吸収波長域(λ2)を有する光重合開始剤(C2)によって、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の硬化を充分に行うことができる。
以下に、本発明の有効性を確認するために実施した例について示す。例1、2が実施例であり、例3、4が比較例である。
(数平均分子量)
オリゴマーの数平均分子量は、GPC装置(TOSOH社製、HLC−8020)を用いて求めた。
(粘度)
光硬化性樹脂組成物の粘度は、E型粘度計(東機産業社製、RE−85U)にて測定した。
(ヘイズ値)
ヘイズ値は、東洋精機製作所社製のヘイズガードIIを用い、ASTM D1003に準じた測定によって求めた。
〔例1〕
(表示デバイス)
市販の32型液晶テレビ受像機(ピーシーデポコーポレーション社製、HDV−32WX2D−V)から液晶表示デバイス(液晶表示装置)を取り出した。液晶表示デバイスは、長さ712mm、幅412mm、厚さ約2mmであった。液晶表示デバイスの両面には偏光板が貼合されており、長辺の片側に駆動用のFPCが6枚接合されていてFPCの端部にはプリント配線板が接合されていた。画像表示領域は、長さ696mm(図11においてa1に相当)、幅390mm(図11においてb1に相当)であった。該液晶表示デバイスを表示デバイスAとした。
(ガラス板)
長さ794mm(図11においてxに相当)、幅479mm(図11においてxに相当)、厚さ3mmのソーダライムガラスの一方の表面の周縁部に、透光部が長さ698mm、幅392mmとなるように黒色顔料を含むセラミック印刷にて額縁状に遮光印刷部を形成した。ついで、遮光印刷部の裏面の全面に反射防止フィルム(日本油脂社製、リアルックX4001)を保護フィルムをつけた状態で貼合して、保護板となるガラス板Bを作製した。
(シール部形成用光硬化性樹脂組成物)
分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)と、ヘキサメチレンジイソシアネートとを、6対7となるモル比で混合し、ついでイソボルニルアクリレート(大阪有機化学工業社製、IBXA)で希釈した後、錫化合物の触媒存在下で70℃で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて70℃で反応させることによって、30質量%のイソボルニルアクリレートで希釈されたウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UC−1と記す。)溶液を得た。UC−1の硬化性基数は2であり、数平均分子量は約55000であった。UC−1溶液の60℃における粘度は約580Pa・sであった。
UC−1溶液の90質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の10質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の1質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部を均一に混合し、シール部形成用光硬化性樹脂組成物Cを得た。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物Cを容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。シール部形成用光硬化性樹脂組成物Cの25℃における粘度を測定したところ、約1400Pa・sであった。
(樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物)
分子末端をエチレンオキシドで変性した2官能のポリプロピレングリコール(水酸基価より算出した数平均分子量:4000)と、イソホロンジイソシアネートとを、4対5となるモル比で混合し、錫化合物の触媒存在下で70℃で反応させて得られたプレポリマーに、2−ヒドロキシエチルアクリレートをほぼ1対2となるモル比で加えて70℃で反応させることによって、ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、UA−2と記す。)を得た。UA−2の硬化性基数は2であり、数平均分子量は約24000であり、25℃における粘度は約830Pa・sであった。
UA−2の40質量部、2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の24質量部、n−ドデシルメタクリレートの36質量部を均一に混合し、該混合物の100質量部に、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(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.2質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン(連鎖移動剤、昭和電工社製、カレンズMT BD−1)の1質量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、TINUVIN 109)の0.3質量部を均一に溶解させて、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dを得た。
IRGACURE 184およびIRGACURE 819の吸収特性を、それぞれ図9および図10に示す。
吸収特性に示されるように、IRGACURE 819は、IRGACURE 184の吸収波長域(約380nm以下)よりも長波長側にも吸収波長域(約440nm以下)を有する。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dを容器に入れたまま開放状態で減圧装置内に設置して、減圧装置内を約20Paに減圧して10分保持することで脱泡処理を行った。樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dの25℃における粘度を測定したところ、1.7Pa・sであった。
(工程(a))
表示デバイスAの画像表示領域の外側の約5mmの位置の全周にわたって、幅約1mm、塗布厚さ約0.6mmとなるようにシール部形成用光硬化性樹脂組成物Cをディスペンサにて塗布し、未硬化のシール部を形成した。ここにおいて、遮光印刷部55に囲まれた透光部56の面積は、271,440mmであり、またシール部42に囲まれた樹脂層40の面積は、273,616mmである。
(工程(b))
表示デバイスAの画像表示領域の外周に塗布された未硬化のシール部の内側の領域に、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dを、ディスペンサを用いて総質量が125gとなるように複数個所に供給した。
樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dを供給する間、未硬化のシール部の形状は維持されていた。
(工程(c))
表示デバイスAを、一対の定盤の昇降装置が設置されている減圧装置内の下定盤の上面に、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dの面が上になるように平置した。
ガラス板Bを、遮光印刷部が形成された側の表面が表示デバイスAに対向するように、減圧装置内の昇降装置の上定盤の下面に静電チャックを用いて、上面から見た場合にガラス板Bの遮光印刷部のない透光部と表示デバイスAの画像表示領域とが約1mmのマージンをもって同位置となるように、垂直方向では表示デバイスAとの距離が30mmとなるように保持させた。
減圧装置を密封状態として減圧装置内の圧力が約10Paとなるまで排気した。減圧装置内の昇降装置にて上下の定盤を接近させ、表示デバイスAとガラス板Bとを樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dを介して2kPaの圧力で圧着し、1分間保持させた。静電チャックを除電して上定盤からガラス板Hを離間させ、約15秒で減圧装置内を大気圧に戻し、表示デバイスA、ガラス板Bおよび未硬化のシール部で樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dが密封された積層前駆体Eを得た。
積層前駆体Eにおいて未硬化のシール部の形状は、ほぼ初期の状態のまま維持されていた。
(工程(d))
積層前駆体Eの表示デバイスAの周縁部に設けられた未硬化のシール部(シール部形成用光硬化性樹脂組成物C)に、表示デバイスAの側方から、紫外線LEDを線状に配した紫外線光源(Spectrum Illumination社製 LL146−395、波長395nm)を用いて、未硬化のシール部の全周にわたって約10分間光を照射し、シール部を硬化させた。照射光の強度を、照度計(オーク製作所社製、UV−M02、受光器UV−42)で測定したところ、約1mW/cmであった。シールを硬化させた後、積層前駆体Eを水平に保って約10分静置した。
積層前駆体Eのガラス板B側の面から、ケミカルランプからの紫外線および450nm以下の可視光を均一に照射して、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dを硬化させることによって、樹脂層を形成し、表示装置Fを得た。表示装置Fは、従来の注入法による製造時に要する気泡除去の工程が不要であるにもかかわらず、樹脂層中に残留する気泡等の欠陥は確認されなかった。また、シール部からの樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の漏れ出し等の欠陥も確認されなかった。また、樹脂層の厚さは、目標とする厚さ(約0.4mm)となっていた。ここにおいて用いられたケミカルランプの光発色分布は、図13の通りである。
ガラス板Bの遮光印刷部下の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dの硬化状態を観察するために、硬化後のシール部より長さ35mm、幅5mm、厚み0.25mmのステンレス板を差し入れたところ、シール部に隣接する遮光印刷部下の樹脂層は流動することなく樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dは充分に硬化していた。
表示デバイスAに代えてほぼ同じサイズのガラス板を用いて同様に透明積層体を作製し、印刷遮光部のない部分でのヘイズ値を測定したところ1%以下であり、透明度が高い良好なものであった。
表示装置Fを液晶表示デバイスを取り出した液晶テレビ受像機の筺体に戻し、配線を再接続して電源を入れたところ、当初より表示コントラストの高い画像が得られた。画像表示面を指で強く押しても画像が乱れることはなく、ガラス板Bが表示デバイスAを効果的に保護していた。
〔例2〕
(シール部形成用光硬化性樹脂組成物)
UC−1溶液の90質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の10質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の0.9質量部、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(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.1質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部を均一に混合し、シール部形成用光硬化性樹脂組成物Gを得た。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物として組成物Gを用いた以外は例1と同様にして表示装置Hを得た。
表示装置Hに接合されたガラス板Bの遮光印刷部下の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dの硬化状態を観察するために、硬化後のシール部より長さ35mm、幅5mm、厚み0.25mmのステンレス板を差し入れたところ、シール部に隣接する遮光印刷部下の樹脂層は流動することなく樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dは充分に硬化していた。
〔例3〕
(シール部形成用光硬化性樹脂組成物)
UC−1溶液の90質量部および2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の10質量部を均一に混合して混合物を得た。該混合物の100質量部、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(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 819)の0.2質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部を均一に混合し、シール部形成用光硬化性樹脂組成物Iを得た。
(樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物)
UA−2の40質量部、2−ヒドロキシブチルメタクリレート(共栄社化学社製、ライトエステル HOB)の24質量部、n−ドデシルメタクリレートの36質量部を均一に混合し、該混合物の100質量部に、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(光重合開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、IRGACURE 184)の1質量部、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン(重合禁止剤)の0.04質量部、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン(連鎖移動剤、昭和電工社製、カレンズMT BD−1)の1質量部、紫外線吸収剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、TINUVIN 109)の0.3質量部を均一に溶解させて、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Jを得た。
シール部形成用光硬化性樹脂組成物として組成物Iを用い、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物として組成物Jを用いた以外は例1と同様にして表示装置Kを得た。
表示装置Kに接合されたガラス板Bの遮光印刷部下の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Jの硬化状態を観察するために、硬化後のシール部より長さ35mm、幅5mm、厚み0.25mmのステンレス板を差し入れたところ、シール部に隣接する遮光印刷部下の樹脂層は容易に流動して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Jは充分に硬化していなかった。
〔例4〕
シール部形成用光硬化性樹脂組成物として例3で用いた組成物Iを用い、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物として例1で用いた組成物Dを用いた以外は例1と同様にして表示装置Lを得た。
表示装置Lに接合されたガラス板Bの遮光印刷部下の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dの硬化状態を観察するために、硬化後のシール部より長さ35mm、幅5mm、厚み0.25mmのステンレス板を差し入れたところ、シール部に隣接する遮光印刷部下の樹脂層は、表示装置Kの場合よりは流動しにくいもののやや流動して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物Dは充分に硬化していなかった。
本発明の表示装置の製造方法によれば、樹脂層と表示デバイスとの界面接着力および樹脂層と保護板との界面接着力を高くでき、かつ液状の硬化性樹脂組成物による気泡の発生が充分に抑えられ、硬化性樹脂組成物の硬化を充分に行なうことができ、高品質の表示装置を好適に得ることができる。
なお、2009年12月28日に出願された日本特許出願2009−297553号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
1 表示装置
10 透明面材
12 未硬化のシール部
13 領域
14 樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物
40 樹脂層
42 シール部
50 表示デバイス
55 遮光印刷部(遮光部)
56 透光部

Claims (11)

  1. 一方が透明面材であり、他方が表示デバイスである第1の面材および第2の面材と、第1の面材および第2の面材に挟まれた樹脂層と、樹脂層の周囲を囲むシール部とを有し、透明面材の周縁部に遮光部が形成され、該遮光部に囲まれた透光部の面積が、シール部で囲まれた樹脂層の面積よりも小さくされた表示装置を製造する方法であって、
    下記工程(a)〜(d)を有し、
    下記光重合開始剤(C2)が、下記光重合開始剤(C1)の吸収波長域(λ1)よりも長波長側に存在する吸収波長域(λ2)を有し、
    下記工程(d)にて積層物の側方から照射される光が、吸収波長域(λ1)内の波長の光および吸収波長域(λ2)内の波長の光を含む、表示装置の製造方法。
    (a)第1の面材の表面の周縁部に、硬化性化合物および光重合開始剤(C1)を含む液状のシール部形成用光硬化性樹脂組成物を塗布して未硬化のシール部を形成する工程。
    (b)未硬化のシール部で囲まれた領域に、硬化性化合物および光重合開始剤(C2)を含む液状の樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を供給する工程。
    (c)100Pa以下の減圧雰囲気下にて、樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の上に第2の面材を重ねて、第1の面材、第2の面材および未硬化のシール部で樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物が密封された積層物を得る工程。
    (d)50kPa以上の圧力雰囲気下に積層物を置いた状態にて、積層物の透明面材の側から透光部を通して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射し、また、積層物の側方から遮光部および表示デバイスに挟まれた未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射し、未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物を硬化させる工程。
  2. 前記光重合開始剤(C1)が、紫外線の吸収波長域(λ1)を有するが、可視光の吸収波長域を有さず、前記光重合開始剤(C2)が600nm以下の可視光の吸収波長域(λ2)を少なくとも有する、請求項1に記載の表示装置の製造方法。
  3. 前記工程(d)において、
    積層物の透明面材の側から透光部を通して樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に照射される光が紫外線であり、
    積層物の側方から遮光部および表示デバイスに挟まれた未硬化のシール部および樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物に光を照射する場合、まず(1)紫外線の波長域(λ1)を有するが可視光の波長域を有しない光を照射し、次に(2)少なくとも可視光の発光を有する光を照射する、請求項1または2に記載の表示装置の製造方法。
  4. 前記シール部形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000であるオリゴマー(A)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B)の1種以上と、光重合開始剤(C1)と、を含み、前記光重合開始剤(C1)は、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
  5. 前記シール部形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が30000〜100000であるオリゴマー(A)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B)の1種以上と、光重合開始剤(C1)と光重合開始剤(C2)と、を含み、前記光重合開始剤(C1)と光重合開始剤(C2)は、その合計量で、オリゴマー(A)とモノマー(B)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
  6. 前記樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物は、硬化性基を有し、かつ数平均分子量が1000〜100000であるオリゴマー(A’)の1種以上と、硬化性基を有し、かつ分子量が125〜600であるモノマー(B’)の1種以上と、光重合開始剤(C2)と、を含み、前記光重合開始剤(C2)は、オリゴマー(A‘)とモノマー(B’)との合計100質量部に対して、0.01〜10質量部を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
  7. 前記工程(c)において得られる積層物における樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の厚さは、10μm〜3mmである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
  8. 前記工程(d)において得られる硬化される樹脂層形成用光硬化性樹脂組成物の厚さは、0.03〜2mmである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
  9. 前記透明面材の厚さは、0.5〜2mmである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
  10. 前記(a)工程に得られるシール部の幅は、0.5〜2mmである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
  11. 請求項1における表示装置は、液晶表示装置であり、その大きさは、(縦の長さ)×(横の長さ)で、0.5m以上×0.4m以上である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。
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