TW202323045A - 光硬化性材料及圖像顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於:於圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成之圖像顯示裝置之製造中,在將用以形成透明樹脂層之光硬化性材料用作攔壩劑或填充劑時,使得於硬化後之透明樹脂層之攔壩部與填充部之間難以視認到接合線。
本發明之用以形成圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成之圖像顯示裝置之該透明樹脂層之光硬化性材料含有成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分、成分(b)塑化劑成分、及成分(c)光聚合起始劑成分。成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差為0.02以下。
Description
本發明係關於一種光硬化性材料及圖像顯示裝置。
通常之圖像顯示裝置具有前面板與圖像顯示面板介隔作為光硬化性樹脂組合物之硬化物的透明樹脂層積層而成之構造。該構造通常藉由如下工藝(所謂攔壩填充法)進行製作:於圖像顯示面板之外緣塗佈作為攔壩劑發揮功能之光硬化性樹脂組合物而形成光硬化性攔壩部,繼而,於被光硬化性攔壩部包圍之區域塗佈作為填充劑發揮功能之相同或不同之光硬化性樹脂組合物而形成光硬化性填充部,其後,使圖像顯示面板與前面板貼合,對光硬化性攔壩部及光硬化性填充部照射紫外線而使其等光硬化,藉此形成透明樹脂層(專利文獻1)。
關於利用此種攔壩填充法製作而成之圖像顯示裝置之透明樹脂層之攔壩部與填充部,有如下顧慮:由於所使用之光硬化性樹脂組合物之成分之種類或調配比率之差異,或在攔壩部與填充部之間發生低分子物質之遷移,故於攔壩部與填充部之間產生折射率差,而將該等之邊界線視認為所謂之接合線。
因此,於專利文獻1中,為了於攔壩部與填充部之間無法視認到接合線,而推薦在分別調整作為攔壩劑發揮功能之硬化性樹脂組合物及作為填充劑發揮功能之硬化性樹脂組合物時,以使兩者之400 nm透過率差成為5%以下、折射率差成為0.01%以下、霧度差成為0.2%以下之方式進行調整。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]WO2014/168173號公報
[發明所欲解決之問題]
且說,關於圖像顯示裝置之透明樹脂層中之攔壩部與填充部之間之接合線,硬化後之透明樹脂層之視認性成為問題。
然而,專利文獻1係將硬化前之用作攔壩劑之硬化性樹脂組合物、與硬化前之用作填充劑之硬化性樹脂組合物接觸之情形時的邊界線之視認性作為問題,不可謂對硬化後之透明樹脂層中之接合線進行了研究。並且,於專利文獻1中,只是推薦使硬化前之用作攔壩劑之硬化性樹脂組合物與硬化前之用作填充劑之硬化性樹脂組合物之間之“400 nm透過率差”、“折射率差”及“霧度差”分別不超過規定數值,但關於該如何選擇構成成分,未示出具體之指標。
本發明之目的在於:解決以上先前之問題,於圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成之圖像顯示裝置之製造中,在將用以形成透明樹脂層之光硬化性材料用作攔壩劑或填充劑時,使得硬化後之透明樹脂層之攔壩部與填充部之間難以視認到接合線。
[解決問題之技術手段]
本發明人等發現,由特定之光硬化性成分以及塑化劑及光聚合起始劑構成用以形成將圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成之圖像顯示裝置之該透明樹脂層之攔壩部及/或填充部的光硬化性材料,並將該光硬化性成分之光硬化物之折射率與塑化劑之折射率的差設為規定數值以下,藉此可達成上述目的,從而完成本發明。
即,本發明提供一種光硬化性材料,其係用以形成圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成之圖像顯示裝置之該透明樹脂層者,且含有以下之成分(a)~成分(c):
成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分;
成分(b)塑化劑成分;及
成分(c)光聚合起始劑成分;且
成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差為0.02以下。
又,本發明提供一種圖像顯示裝置,其係圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成者,且該透明樹脂層係上述本發明之光硬化性材料之光硬化物。
[發明之效果]
本發明之光硬化性材料含有成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分、成分(b)塑化劑成分、及成分(c)光聚合起始劑成分,並將成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)塑化劑成分之折射率的差設為0.02以下。通常,於成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分中之易遷移成分自透明樹脂層之攔壩部及填充部之一者向另一者遷移的情形時,有攔壩部與填充部之間之邊界線被視認為接合線的顧慮。如上所述,於本發明之光硬化性材料中,成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物與成分(b)塑化劑成分之折射率之差為0.02以下,變得非常小。因此,可期待難以將透明樹脂層之攔壩部與填充部之邊界線視認為接合線。
以下,對本發明之光硬化性材料詳細地進行說明。
本發明之光硬化性材料較佳地用於製作圖1之圖像顯示裝置10之透明樹脂層5。此處,圖像顯示裝置10具有圖像顯示面板1與前面板2介隔包含攔壩部3及由攔壩部3包圍之填充部4的透明樹脂層5積層而成之構造,通常於透明樹脂層5側之圖像顯示面板1之表面配置有偏光板6。本發明之光硬化性材料可應用於形成圖像顯示裝置10中之透明樹脂層5之攔壩部3及填充部4這兩者,亦可應用於形成攔壩部3或填充部4之任一者。再者,可應用本發明之光硬化性材料之圖像顯示裝置並不限定於圖1之形態。
<光硬化性材料之折射率>
本發明之光硬化性材料含有作為光聚合成分之成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分、成分(b)塑化劑成分、及成分(c)光聚合起始劑成分。本發明之光硬化性材料係成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)塑化劑成分之折射率的差被調整至0.02以下、較佳為0.015以下的材料。
再者,本發明之光硬化性材料之黏度若過低,則有於材料之塗佈時超出意欲之區域而變得易潤濕擴散,塗佈區域控制變得困難之傾向,若黏度過高,則有材料之潤濕擴散性下降,材料之塗佈變得困難之傾向,因此,較佳為於25℃下為1000~8000 mPa・s,更佳為2000~7000 mPa・s。黏度可使用通常之旋轉黏度計(錐板流變儀,25℃,錐形C35/2,轉速10 rpm)進行測定。
如上所述,即便硬化前之成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分中之易遷移之成分自攔壩部及填充部之一者向另一者遷移,亦由於成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差為0.02以下,非常小,故光硬化後之透明樹脂層之攔壩部與填充部之邊界線難以被視認為接合線。
(成分(a)之光硬化物之折射率之測定)
作為折射率之測定對象之成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物係於成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分100質量份中混合0.5~1.0質量份之成分(c)光聚合起始劑成分,並藉由紫外線等光照射進行光硬化而得者。再者,對於作為另一折射率之測定對象之成分(b)塑化劑成分,不實施硬化處理等特殊之預處理,而直接測定折射率即可。再者,於折射率之測定對象之光硬化物為固體之情形時,其折射率之測定可使用市售之阿貝式折射率測定裝置來進行。再者,於折射率之測定對象之光硬化物為高黏度液體之情形時,可使用光折射臨界角檢測方式之數位折射計來進行。
作為成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化條件,可適當選擇利用FT-IR(Fourier Transform Infrared Radiation,傅立葉轉換紅外線光譜)法算出之硬化率達到90%以上、較佳為95%以上之條件。作為一例,可例舉金屬鹵素燈且5000 mJ/cm
2以上之硬化條件。
成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率之具體測定可以如下方式進行。再者,於成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分含有複數種成分之情形時,測定複數種該成分之混合物之光硬化物。再者,成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率之調整可藉由改變用作(甲基)丙烯酸酯成分之(甲基)丙烯酸酯類之種類及數量、各者之調配比率來進行。
成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化可根據基於其種類或聚合起始劑之種類之聚合形式,依照公知之方法而適當實施。光硬化可藉由對於厚度0.3 mm之成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分,通常以累計光量達到3000~5000 mJ/cm
2之方式照射金屬鹵素燈發出之紫外線來進行。於該情形時,其光硬化物係指硬化至其整體之平均反應率(硬化率)達到90%以上(較佳為95%以上)者。光硬化物整體之反應率意指例如對成膜為厚度0.3 mm之硬化物進行測定所得之反應率。
此處,反應率係指由光硬化後之(甲基)丙烯醯基之存在量相對於光硬化前之成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分中之(甲基)丙烯醯基之存在量之比率(消耗量比率)定義的數值。反應率之數值越大,表示反應越進一步進行。具體而言,反應率可藉由將光硬化前之光硬化性材料之FT-IR測定圖中距離基準線之1640~1620 cm
-1之吸收峰高度(X)、及光硬化後之光硬化性材料(光硬化層)之FT-IR測定圖中距離基準線之1640~1620 cm
-1之吸收峰高度(Y)代入至下述式而算出。
[數1]
反應率[%]=[(X-Y)/X]×100
(成分(b)之塑化劑成分之折射率之測定)
將塑化劑成分為單一成分之情形、與含有複數種塑化劑之情形(累加折射率)分開進行說明。
(成分(b)僅含有單一塑化劑成分之情形時之折射率之具體測定例)
關於塑化劑成分之折射率,由於塑化劑成分通常為高黏度液體,故可於光折射臨界角檢測方式之市售數位折射計(例如ATAGO公司之RX-5000α)之稜鏡部設置作為測定對象之塑化劑成分來進行測定。
(成分(b)含有複數種塑化劑之情形時之折射率之具體測定例)
如上所述,測定複數種塑化劑各自之折射率R。將各塑化劑之折射率R乘以其存在量(質量份)M而求出數值A,將各塑化劑所求得之數值A全部相加而獲得數值B,將數值B除以複數種塑化劑之合計之存在量C,將藉此所獲得之數值作為折射率。作為具體例,於成分(b)之塑化劑成分含有2種塑化劑(第1塑化劑及第2塑化劑)之情形時,以如下方式算出。
即,於成分(b)之塑化劑成分含有折射率RIa之第1塑化劑及折射率RIb之第2塑化劑,且第1塑化劑之存在量為W1質量份,第2塑化劑之存在量為W2質量份之情形時,成分(b)之塑化劑成分之折射率係依照以下之式算出。
[數2]
成分(b)塑化劑成分之折射率=(RIa×W1+RIb×W2)/(W1+W2)
以下,關於本發明之光硬化性材料之構成成分,對構成成分逐一進行說明。
<成分(a)>
本發明之光硬化性材料含有(甲基)丙烯酸酯成分作為成分(a)。此處,“(甲基)丙烯酸酯”這一用語於本發明中包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分較佳為含有1種以上之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物、及1種以上之單官能(甲基)丙烯酸酯單體。含有多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物之原因在於,在由光硬化性材料製作透明樹脂層之情形時,維持光硬化性材料之成膜性,含有單官能(甲基)丙烯酸酯單體之原因在於,調整光硬化性材料之塗佈性或黏度,並且對包含上述低聚物之透明樹脂層賦予良好之接著性。
作為多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物,較佳可例舉於100 kHz下具有4.0以上之相對介電常數之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物。若相對介電常數未達4.0,則有光硬化性材料之硬化物之透濕性變得過低之傾向。再者,相對介電常數可藉由通常之LCR測定計(Inductance Capacitance Resistance Meter,電感電容電阻測定計)進行測定。
作為於100 kHz下具有4.0以上之相對介電常數之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物,可較佳地例舉:多官能聚醚系胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、多官能聚酯系胺基甲酸酯低聚物、多官能含羥基之低聚物等。其中,就可對光硬化性材料之硬化物賦予良好之透濕性之方面而言,較佳為2官能聚醚系胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。
關於多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物之重量平均分子量,有若過小,則光硬化性材料之硬化物變得過硬,在應用於顯示裝置之情形時發生顯示不均,若過大,則變得無法於光硬化性材料之操作時賦予適當之黏度的顧慮,因此較佳為20000~50000,更佳為30000~40000。該重量平均分子量可使用通常之凝膠滲透層析裝置(GPC裝置)進行測定。
又,關於多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物之黏度,有若過低,則光硬化性材料硬化物變得過硬,在應用於顯示裝置之情形時發生顯示不均,若過高,則變得無法於光硬化性材料之操作時賦予適當之黏度之傾向,因此於60℃下較佳為20000~60000 mPa・s,更佳為30000~50000 mPa・s。黏度可使用通常之B型黏度計進行測定。
關於多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物之玻璃轉移溫度,有若過低,則無法對光硬化性材料賦予良好之接著性,若過高,則光硬化性材料之硬化物變得過硬,在應用於顯示裝置之情形時發生顯示不均之傾向,因此較佳為-30~10℃,更佳為-20~0℃。玻璃轉移溫度可使用通常之示差掃描熱量測定裝置進行測定。
就光硬化性材料之接著性及反應性之觀點而言,成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分中之於100 kHz下具有4.0以上之相對介電常數之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物的含量較佳為20質量%~40質量%,更佳為20質量%~30質量%。
只要無損本發明之效果,則成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分可含有除100 kHz下具有4.0以上之相對介電常數之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物以外之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物,例如聚醚改性多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物等。
作為成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分所含有之單官能(甲基)丙烯酸酯單體,為了對光硬化性材料賦予高極性,使光硬化性材料之硬化物之透濕性提昇,將自偏光板產生之水分放出至圖像顯示裝置外,較佳可例示含羥基之(甲基)丙烯酸酯單體。含羥基之(甲基)丙烯酸酯單體可含有2個以上之羥基,但就避免光硬化物之耐水性之下降或黏著力之下降之方面而言,較佳為羥基為一個。
作為含羥基之(甲基)丙烯酸酯單體之例,可例舉:(甲基)丙烯酸羥烷基酯單體,烷基之碳數並無限定,通常為C1~12,較佳為C1~6,具體可例舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、2-乙基丁基等。具體而言,可例舉:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸1-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸1-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、苯基縮水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等。其中,就可高效率地提高光硬化性材料之光硬化物之透濕性之方面而言,較佳為(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯或尤其是(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯。
再者,只要無損發明之效果,則成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分可包含不含有羥基之(甲基)丙烯酸酯單體。作為不含羥基之(甲基)丙烯酸酯單體,可例舉:含有鏈狀烴基型、含有環狀烴基型等。例如可例舉:(甲基)丙烯酸烷基酯單體、(甲基)丙烯酸環烷基酯或雙環烷基酯單體、或(甲基)丙烯酸雜環烷基酯或雜雙環烷基酯單體。作為(甲基)丙烯酸烷基酯單體,可較佳地例舉:丙烯酸異硬脂酯、丙烯酸月桂酯。作為(甲基)丙烯酸環烷基酯或雙環烷基酯單體,較佳可例舉:丙烯酸異𦯉基酯。作為(甲基)丙烯酸雜環烷基酯或雜雙環烷基酯單體,較佳可例舉:丙烯酸𠰌啉基酯。
關於成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分中之含有羥基之(甲基)丙烯酸酯單體等單官能(甲基)丙烯酸酯單體之含量,如上所述,為了使光硬化性材料之硬化物之透濕性提昇,較佳為25質量%以上,更佳為50質量%以上。
關於成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分於光硬化性材料中之含量,有若過少,則難以於光硬化性材料之操作時賦予適當之黏度,若過多,則光硬化性材料硬化時之收縮率變得過大之顧慮,因此較佳為20質量%~40質量%,更佳為25質量%~35質量%。
再者,就自攔壩部及填充部之一者向另一者遷移之方面而言,成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分所含有之1種以上之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物及1種以上之單官能(甲基)丙烯酸酯單體之光硬化物相互間之折射率的差[即,成分(a)內折射率差]較佳為0.02以下,更佳為0.015以下。
各多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物及各單官能(甲基)丙烯酸酯單體之光硬化物係於各低聚物或單體100質量份中混合成分(c)之光聚合起始劑成分0.5質量份~1.0質量份並進行光硬化而得者。作為光硬化條件,可適當選擇利用FT-IR法算出之硬化率達到90%以上、較佳為95%以上之條件。作為一例,可例舉金屬鹵素燈且5000 mJ/cm
2以上之硬化條件。又,於本發明中,折射率之測定可使用市售之阿貝式折射率測定裝置來進行。
<成分(b)>
本發明之光硬化性材料含有塑化劑成分作為成分(b)。塑化劑係其自身不會因光照射而光硬化,而是對光硬化後之光硬化物賦予柔軟性者。就與其他成分之相容性之觀點而言,此種塑化劑較佳為以含有聚醚系多元醇及聚酯系多元醇之1種為宜。更佳為含有聚醚系多元醇。又,與該等塑化劑成分溶混之通常之聚合物亦可用作塑化劑。作為可用作此種塑化劑之聚合物,可較佳地使用相對於併用之成分(b)之塑化劑成分,折射率差較小之聚合物。例如可例示含羥基之聚合物。
作為聚醚系多元醇,例如可使用藉由使環氧烷加成聚合於乙二醇、丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷等多元醇而得之通常之聚醚多元醇。環氧烷並無特別限定,例如可例舉:環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等。
作為聚醚系多元醇之市售品,例如可例舉ADEKA公司製造之「Adeka Polyether」。更具體而言,可例舉:作為聚丙二醇之「P Series」、作為雙酚A之聚丙二醇加成物之「BPX Series」、作為甘油之聚丙二醇加成物之「G Series」、作為三羥甲基丙烷之聚丙二醇加成物之「T Series」、作為乙二胺之聚丙二醇加成物之「EDP Series」、作為山梨醇之聚丙二醇加成物之「SP Series」、作為環氧乙烷與環氧丙烷之無規共聚物之「PR Series」、對丙二醇加成環氧丙烷-環氧乙烷嵌段共聚物所得之「CM Series」等。
關於聚醚系多元醇之數量平均分子量,有若過小,則存在自光硬化性材料之硬化物發生滲出之情況,若過大,則變得無法於光硬化性材料之操作時賦予適當之黏度之顧慮,因此較佳為500~8000,更佳為1000~5000。數量平均分子量可使用通常之凝膠滲透層析裝置(GPC裝置)進行測定。
作為聚酯系多元醇,例如可使用藉由使二羧酸與二醇縮聚而獲得之通常之聚酯多元醇。作為二羧酸,例如可例舉:己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸等芳香族羧酸等。作為二醇,例如可例舉:乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、二乙二醇等直鏈結構之二醇;1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇等。
作為聚酯系多元醇之市售品,可例舉:「P-1010」、「P-2010」、「P-3010」、「P-2050」(以上,Kuraray公司製造)、「OD-X-102」、「OD-X-668」、「OD-X-2068」(以上,DIC公司製造)、「NS-2400」、「YT-101」、「F7-67」、「#50」、「F1212-29」、「YG-108」、「V14-90」、「Y65-55」(以上,ADEKA公司製造)等。
關於聚酯系多元醇之數量平均分子量,有若過小,則存在自光硬化性材料之硬化物發生滲出之情況,若過大,則變得無法於光硬化性材料之操作時賦予適當之黏度的顧慮,因此較佳為500~8000,更佳為1000~5000。
關於成分(b)之塑化劑成分之光硬化性材料中之含量,有若過少,則無法獲得將光硬化性材料之硬化物應用作圖像顯示裝置用之貼合劑之情形時所需之足夠柔軟性,若過多,則無法對光硬化性材料賦予充分之接著力的顧慮,因此較佳為30質量%~60質量%,更佳為40質量%~50質量%。
再者,於成分(b)之塑化劑成分含有2種以上之塑化劑之情形時,就抑制自攔壩部及填充部之一者向另一者遷移之方面而言,其等相互間之折射率之差[即,成分(b)內折射率差]較佳為0.03以下,更佳為0.02以下。此處,使成分(b)內折射率差之較佳上限(0.03以下)高於成分(a)內折射率差之較佳上限(較佳為0.02以下)的原因在於:成分(b)塑化劑成分之黏度高於成分(a),一開始難以流動。
<成分(c)>
本發明之光硬化性材料含有適應聚合形式之光聚合起始劑作為成分(c)。其中,就向光硬化性材料賦予高反應性之方面而言,較佳為含有光自由基聚合起始劑。作為光自由基聚合起始劑,更佳為含有苯烷酮系光聚合起始劑及醯基氧化膦系光聚合起始劑之至少1種。作為苯烷酮系光聚合起始劑,可使用1-羥基環己基苯基酮(Irgacure 184,BASF公司製造)、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)苄基]苯基}-2-甲基-1-丙烷-1-酮(Irgacure 127,BASF公司製造)等。作為醯基氧化膦系光聚合起始劑,可使用2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦(Irgacure TPO,BASF公司製造)等。此外,作為光聚合起始劑,亦可使用二苯甲酮、苯乙酮等。
關於本發明之光硬化性材料中之成分(c)之光聚合起始劑之含量,於為光自由基聚合起始劑之情形時,相對於上述成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分100質量份,較佳為0.2質量份~2質量份,更佳為0.5質量份~1質量份。藉由設為此種範圍,可更有效地防止光照射時發生硬化不足,並且更有效地防止由聚合反應產生之釋氣之增加。光聚合起始劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。於併用2種以上之光聚合起始劑之情形時,較佳為其合計量滿足上述範圍。
<成分(d)>
本發明之光硬化性材料可根據光硬化性材料之用途等,含有公知之填料作為成分(d)。尤其是較佳為含有二氧化矽作為填料。其原因在於:藉由含有二氧化矽,可對光硬化性材料賦予較佳為2~5、更佳為2.5~3.5之觸變比,從而可用作攔壩劑。具體而言,其原因在於:若觸變比過小,則光硬化性材料之形狀保持變得困難,若觸變比過大,則光硬化性材料自分注器等之噴出性下降。此處,觸變比係根據使用通常之旋轉黏度計(錐板流變儀,25℃,錐形C35/2,轉速10 rpm)所測得之黏度而算出者,具體而言,定義為將25℃下轉速1 rpm時之黏度除以轉速10 rpm時之黏度所獲得之數值。
關於此種二氧化矽之平均粒徑,若過小,則於光硬化性材料中發生2次凝集之風險變高,若過大,則有可能無法對光硬化性材料賦予足夠之觸變性,因此較佳為7 nm以上40 nm以下,更佳為10 nm以上20 nm以下。平均粒徑可使用通常之雷射繞射粒度分佈儀進行測定。
再者,作為成分(d)之二氧化矽較佳為其表面經疏水化處理。含有經疏水化處理之二氧化矽之光硬化性材料可於無損其硬化物之透濕性或透明性之情況下,顯示良好之觸變性。作為此種疏水化處理,可較佳地例舉二氧化矽之公知之烷基矽烷基化處理。其中,較佳為碳數12~18之高級烷基矽烷基化處理,尤佳為如以下說明之十六烷基矽烷基化處理。
二氧化矽之十六烷基矽烷基化處理可依照慣例進行。例如可藉由使存在於具有未處理表面之二氧化矽填料之表面之羥基與具有十六烷基之矽烷醇進行縮聚反應而進行。
又,關於成分(d)之填料(尤其是二氧化矽)之BET比表面積,若過小,則有可能無法對光硬化性材料賦予足夠之觸變性,若過大,則有於光硬化性材料中發生2次凝集之風險變高之傾向,因此較佳為100 m
2/g以上300 m
2/g以下,更佳為130 m
2/g以上200 m
2/g以下。BET比表面積可藉由所謂BET法進行測定。
關於成分(d)之填料(尤其是二氧化矽)之光硬化性材料中之含量,有若過少,則變得無法獲得足夠之觸變性,若過多,則無法維持硬化物之透明性之顧慮,因此較佳為5質量%以上15質量%以下,更佳為5質量%以上10質量%以下。
<光硬化性材料之其他成分>
本發明之光硬化性材料除上述成分(a)~(d)以外,還可於無損本發明之效果之範圍內,含有抗氧化劑、溶劑、紫外線吸收劑、著色劑、有機或無機填料等公知之樹脂用添加劑。
<光硬化性材料之製造方法>
本發明之光硬化性材料可藉由將上述各成分依照公知之混合方法均勻地混合來進行製備。
<圖像顯示裝置>
本發明之光硬化性材料可較佳地用作用以形成如圖1所示之圖像顯示裝置10之攔壩部3或填充部4或者攔壩部3與填充部4這兩者之材料,上述圖像顯示裝置10係圖像顯示面板1與前面板2介隔包含填充部4及包圍其外周之攔壩部3之透明樹脂層5積層而成。如此,藉由將本發明之光硬化性材料應用於透明樹脂層,可使得於攔壩部3與填充部4之邊界線處難以視認到接合線。再者,亦可在與透明樹脂層5相接之圖像顯示面板表面配置偏光板6。此種圖像顯示裝置亦為本發明之一形態,但本發明之圖像顯示裝置並不限定於圖1之形態。
再者,於透明樹脂層5包含存在於與圖像顯示面板1之顯示部對應之位置處之填充部4及包圍其外周之攔壩部3之情形時,不僅將攔壩部3中之成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差設為0.02以下、較佳為0.015以下,亦將填充部4中之成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差設為0.02以下、較佳為0.015以下。藉此,可使得於攔壩部3與填充部4之邊界線處更難以視認到接合線。進而,為了更難以視認接合線,而將攔壩部3中之成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與填充部4中之成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率的差設為較佳為0.02以下、更佳為0.015以下,亦將攔壩部3中之成分(b)之塑化劑成分之折射率與填充部4中之成分(b)之塑化劑成分之折射率的差設為較佳為0.02以下、更佳為0.015以下。
(圖像顯示面板1)
作為構成本發明之圖像顯示裝置10之圖像顯示面板1,可例舉:液晶顯示面板、有機EL(Electroluminescence,電致發光)顯示面板、觸控面板等。此處,觸控面板意指將如液晶顯示面板之顯示元件及如觸控板之位置輸入裝置組合而得之圖像顯示-輸入面板。
(前面板2)
構成本發明之圖像顯示裝置10之前面板2係作為圖像顯示面板1之保護面板發揮功能者。作為前面板2,可例舉:玻璃、丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯等板狀材料或片狀材料。對於該等材料,可於單面或雙面實施硬塗處理、抗反射處理等。前面板2之厚度或彈性模數等物性可根據使用目的而適當決定。再者,前面板2中不僅包含如上所述之構成相對較簡單之構件,亦包含如觸控面板模組之各種片材或膜材積層而成者。
於前面板2之周緣部亦可設置有遮光層(未圖示)以提昇圖像之對比度。遮光層例如可利用網版印刷法等塗佈著色為黑色等之塗料,並使其乾燥、硬化而形成。遮光層之厚度通常為5~100 μm。
(透明樹脂層5)
本發明之圖像顯示裝置10之透明樹脂層5包含攔壩部3及填充部4。攔壩部3係設置於圖像顯示面板之外周,且於其內側充填有填充部4者。攔壩部3通常為寬度0.3 mm~3 mm且高度0.1 mm~2 mm之大小之連續之構造物。又,於在圖像顯示面板1之外緣設置有金屬邊框(未圖示)之情形時,於金屬邊框與圖像顯示面板之邊界處通常亦可設置有寬度0.3 mm~3 mm且高度0.1 mm~2 mm之大小之連續之另一攔壩部。
(偏光板6)
偏光板6係以一對保護層(未圖示)夾持偏光元件(未圖示)而成者。夾持時,亦可使用接著劑。又,偏光板6亦可進而具備除偏光元件及保護層以外之其他光學層(例如相位差板)。偏光板6之厚度通常為0.1 mm~0.3 mm。
作為偏光元件,例如可使用周知構成之偏光元件,其係藉由對聚乙烯醇系樹脂實施利用二色性物質(例如碘化合物)之染色處理、及延伸處理而獲得。
作為夾持偏光元件之保護層,例如可使用包含透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻隔性、等向性等優異之熱塑性樹脂之膜。作為此種熱塑性樹脂,例如可例舉:三乙醯纖維素(TAC)等纖維素樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、環狀聚烯烴樹脂、聚芳酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂、及其等之混合物。
<圖像顯示裝置之製造方法>
圖1所示之本發明之圖像顯示裝置可以如下說明之方式進行製造,但並不限定於此。
首先,於圖像顯示面板之單面依照慣例設置偏光板,於其周圍藉由分注器等將本發明之光硬化性材料塗佈成攔壩狀,藉由照射紫外線而形成光硬化性攔壩部。
繼而,藉由分注器等,將用以形成填充部之光硬化性樹脂組合物塗佈於被光硬化性攔壩部包圍之區域並進行乾燥,而形成光硬化性填充部。藉此,形成包含光硬化性攔壩部及光硬化性填充部之光硬化性樹脂層。
繼而,於光硬化性樹脂層上積層前面板。
繼而,藉由介隔前面板對光硬化性樹脂層照射紫外線而使其光硬化,藉此形成光硬化之透明樹脂層,獲得圖1之圖像顯示裝置。
[實施例]
以下,藉由實施例及比較例具體地說明本發明。以下實施例及比較例中使用之化合物如下所述。
<成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分>
(低聚物)
聚醚系低聚物:UV-3700B(胺基甲酸酯丙烯酸酯低聚物,Mitsubishi Chemical公司製造)。
(單體)
含有羥基之單體:4-HBA(丙烯酸4-羥基丁酯,大阪有機化學工業公司製造);
含有環狀基之單體:Viscoat 200(環狀三羥甲基丙烷縮甲醛丙烯酸酯,大阪有機化學工業公司製造);
含有醚基之單體:Viscoat 190(丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯,大阪有機化學工業公司製造);
含有烷基之單體:IDAA(丙烯酸異癸酯,大阪有機化學工業公司製造)。
<成分(b)塑化劑成分>
聚醚系塑化劑:Adeka Polyether P-3000(丙二醇之反應物,ADEKA公司製造);
含羥基之聚合物:ELPHOTO 3122L(丙烯酸2-乙基己酯與丙烯酸羥基乙酯之聚合物,昭和電工材料公司製造)。
<成分(c)光聚合起始劑成分>
氧化膦系光聚合起始劑:SPEEDCURE TPO(二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦,Ransome公司製造)。
<成分(d)二氧化矽>
表面未處理二氧化矽:Aerosil 200(發煙二氧化矽,日本Aerosil公司製造);
疏水化表面處理二氧化矽:經VP NKC130(利用含有十六烷基之矽烷(含有碳數16之烷基之矽烷化合物)表面處理之發煙二氧化矽,日本Aerosil股份有限公司製造)。
實施例1~3、比較例1~2
將表1所示之成分(a)~(d)及其他成分依照慣例均一地進行混合,藉此調整攔壩部用及填充部用之光硬化性材料。
(接合線之視認性評估)
將各實施例、比較例中所獲得之具有圖1之構造之圖像顯示裝置的透明樹脂層之攔壩部與填充部之邊界線之接合線的利用目視所得之視認性評估結果示於表1中。
[表1]
成分 | 化合物名 | 折射率(硬化後) | 比較例1光硬化性材料(質量份) | 比較例2光硬化性材料(質量份) | 實施例1光硬化性材料(質量份) | 實施例2光硬化性材料(質量份) | 實施例3光硬化性材料(質量份) | |||||
攔壩部用 | 填充部用 | 攔壩部用 | 填充部用 | 攔壩部用 | 填充部用 | 攔壩部用 | 填充部用 | 攔壩部用 | 填充部用 | |||
(a)(甲基)丙烯酸酯成分 | 聚醚系低聚物,UV-3700B | 1.4611 | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 23.0 | 20.6 | 23.0 | 23.0 |
含羥基之單體,4-HBA | 1.4814 | 5.1 | 5.1 | 5.1 | 5.1 | 5.1 | 5.1 | |||||
含環狀基之單體,Viscoat 200 | 1.4863 | 23.0 | 23.0 | |||||||||
含醚基之單體,Viscoat 190 | 1.4683 | 23.0 | 23.0 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 20.5 | 23.0 | 23.0 | |||
含烷基之單體,IDAA | 1.4687 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.7 | |||||||
[成分(a)內折射率差]→ | 0.0252 | 0.0252 | 0.0203 | 0.0203 | 0.0076 | 0.0086 | 0.0076 | 0.0076 | 0.0203 | 0.0203 | ||
A:[成分(a)整體之光硬化物折射率]→ | 1.4801 | 1.4801 | 1.4699 | 1.4699 | 1.4659 | 1.4659 | 1.4659 | 1.4653 | 1.4699 | 1.4699 | ||
(b)塑化劑成分 | 聚醚系塑化劑,Adeka Polyether P-3000 | 1.4494 | 48.5 | 48.5 | 48.5 | 48.5 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 14.3 | 38.5 | 38.5 |
含有羥基之聚合物,ELPHOTO 3122L | 1.4768 | 28.0 | 28.0 | 28.0 | 30.9 | 10.0 | 10.0 | |||||
[成分(b)內折射率差]→ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.0274 | 0.0274 | 0.0274 | 0.0274 | 0.0274 | 0.0274 | ||
B:[成分(b)之累加折射率]→ | 1.4494 | 1.4494 | 1.4494 | 1.4494 | 1.4681 | 1.4681 | 1.4681 | 1.4681 | 1.4550 | 1.4550 | ||
(C)光聚合起始劑成分 | 氧化膦系光聚合起始劑,SPEEDCURE TPO | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.4 | 0.5 | 0.5 | |
(d)填料 | 表面未處理二氧化矽,Aerosil 200 | 2.8 | ||||||||||
疏水化表面處理二氧化矽,VP NKC130 | 2.8 | |||||||||||
其他成分 | 抗氧化劑 | |||||||||||
UV吸收劑 | ||||||||||||
折射率差 |A-B| | 0.0307 | 0.0307 | 0.0205 | 0.0205 | 0.0022 | 0.0022 | 0.0022 | 0.0028 | 0.0149 | 0.0149 | ||
接合線之視認性評估 | × | × | ○ | ○ | ○ |
(評估結果之探討)
根據表1可知,關於成分(a)之整體之折射率與成分(b)之折射率差,由於實施例1~3之光硬化性材料未達0.02,故未視認到接合線。尤其是由於實施例1及2之光硬化性材料大幅低於0.02,故期待較實施例3之光硬化性材料,接合線之視認性下降。
另一方面,比較例1、2之光硬化性材料由於成分(a)之整體之折射率與成分(b)之折射率差超過0.02,故視認到接合線。
[產業上之可利用性]
本發明之光硬化性材料含有成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分、成分(b)塑化劑成分、及成分(c)光聚合起始劑成分,成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)塑化劑成分之折射率的差為0.02以下。因此,於將本發明之光硬化性材料應用於圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成之圖像顯示裝置的該透明樹脂層之形成的情形時,可期待難以將透明樹脂層之攔壩部與填充部之邊界線視認為接合線。因此,本發明之光硬化性材料可用於製造各種類型之圖像顯示裝置。
1:圖像顯示面板
2:前面板
3:攔壩部
4:填充部
5:透明樹脂層
6:偏光板
10:圖像顯示裝置
圖1係圖像顯示裝置之一形態之概略剖視圖。
1:圖像顯示面板
2:前面板
3:攔壩部
4:填充部
5:透明樹脂層
6:偏光板
10:圖像顯示裝置
Claims (12)
- 一種光硬化性材料,其係用以形成圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成之圖像顯示裝置之該透明樹脂層之光硬化性材料,且含有以下成分(a)~成分(c): 成分(a)(甲基)丙烯酸酯成分; 成分(b)塑化劑成分;及 成分(c)光聚合起始劑成分;且 成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差為0.02以下。
- 如請求項1之光硬化性材料,其中成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物係於(甲基)丙烯酸酯成分100質量份中混合成分(c)之光聚合起始劑成分0.5質量份~1.0質量份並進行光硬化而得者。
- 如請求項1或2之光硬化性材料,其中成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分含有1種以上之多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物及1種以上之單官能(甲基)丙烯酸酯單體。
- 如請求項3之光硬化性材料,其中多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物係2官能聚醚系胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物,單官能(甲基)丙烯酸酯單體係含羥基之(甲基)丙烯酸酯單體。
- 如請求項1至4中任一項之光硬化性材料,其中成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分所含有之各低聚物及各單體之光硬化物相互間之折射率之差為0.02以下。
- 如請求項1至5中任一項之光硬化性材料,其中於成分(b)之塑化劑成分含有複數種塑化劑之情形時,成分(b)之塑化劑成分之折射率係藉由如下方式獲得之數值:對於複數種塑化劑之各塑化劑,將折射率乘以其存在量(質量份)而求出數值,將各塑化劑所求得之數值全部相加而獲得之數值除以複數種塑化劑之合計之存在量。
- 如請求項1至6中任一項之光硬化性材料,其中於成分(b)之塑化劑成分含有折射率RIa之第1塑化劑及折射率RIb之第2塑化劑,且第1塑化劑之存在量為W1質量份,第2塑化劑之存在量為W2質量份時的成分(b)之塑化劑成分之折射率係依照以下之式算出: [數1] 塑化劑成分之折射率=(RIa×W1+RIb×W2)/(W1+W2)。
- 如請求項1至7中任一項之光硬化性材料,其中於成分(b)之塑化劑成分含有複數種塑化劑之情形時,複數種塑化劑相互間之折射率差為0.03以下。
- 一種光硬化性材料,其中於該透明樹脂層包含存在於與圖像顯示面板之顯示部對應之位置處之填充部及包圍其外周之攔壩部的情形時,用以形成該攔壩部之如請求項1至8中任一項之光硬化性材料進而含有填料作為成分(d)。
- 一種圖像顯示裝置,其係圖像顯示面板與前面板介隔透明樹脂層積層而成者,且該透明樹脂層係如請求項1至9中任一項之光硬化性材料之光硬化物。
- 一種圖像顯示裝置,其中於該透明樹脂層包含存在於與圖像顯示面板之顯示部對應之位置處之填充部及包圍其外周之攔壩部的情形時,用以形成該攔壩部之如請求項1至9中任一項之光硬化性材料中的成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差為0.02以下,用以形成該填充部之如請求項1至9中任一項之光硬化性材料中的成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與成分(b)之塑化劑成分之折射率的差為0.02以下。
- 如請求項11之圖像顯示裝置,其中攔壩部中之成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率與填充部中之成分(a)之(甲基)丙烯酸酯成分之光硬化物之折射率的差、及攔壩部中之成分(b)之塑化劑成分之折射率與填充部中之成分(b)之塑化劑成分之折射率的差分別為0.02以下。
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