JP2006290960A

JP2006290960A - 光透過性粘着シート及びそれを用いた画像表示装置

Info

Publication number: JP2006290960A
Application number: JP2005110986A
Authority: JP
Inventors: Orie Furuya; 織絵古谷; Masahiko Masuda; 政彦増田
Original assignee: Geltec Co Ltd
Current assignee: Geltec Co Ltd
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】液晶表示パネルと該液晶表示パネルを保護する透明保護板との間に設置できる高い視認性、衝撃吸収性及び生産性を与え、かつ設置に際しては、空気の封入を防止し、貼着可能な光透過性粘着シート及びそれを用いた画像表示装置の提供。
【解決手段】ＪＩＳＺ０２３７に準拠した傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜３０（傾斜角３０度）である透明ゲル、好ましくは針入度が２０〜１６０（ＪＩＳＫ２２０７−１９８０５０ｇ荷重）であるシリコーンゲルからなることを特徴とする光透過性粘着シートおよびそれを用いた画像表示装置。
【選択図】なし

Description

本発明は、光透過性粘着シート及びそれを用いた画像表示装置に関し、詳しくは、光散乱の防止、光学特性の向上、かつ、緩衝性を有し、液晶表示装置の液晶表示パネルと液晶表示パネルを保護する透明保護板との間に設けられ、液晶パネル等に脱気状態で貼着できる、特に、液晶表示パネルからの表示の視認性を向上させると共に、液晶表示パネルと透明保護板の衝撃吸収性を向上させることができる光透過性粘着シート及びそれを用いた画像表示装置に関する。

近年、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機、パソコン用ディスプレイ、カーナビゲーションシステム、コピー機、ＦＡＸ、液晶テレビ等の様々な電子機器の表示部として画像表示装置を具えた電子機器の普及が著しい。これらの電子機器が具えている画像表示装置の典型としては、液晶表示装置が挙げられる。これらの液晶表示装置、特に携帯型の小型機器の液晶表示装置における視認性は、技術の進歩により年々向上し、さらに液晶表示パネルを衝突、押圧などの外部からの衝撃からの保護が求められてきている。
従来、液晶表示装置においては、液晶セルとこの液晶セルを保護する保護パネルとの間、あるいは液晶画面のテレビやワードプロセッサのバックライトとして使用されるエレクトロ・ルミネッセンス等の発光板と液晶セルとの間には一定厚みの空気層が形成されている。
この空気層は、液晶表示装置が何らかの衝撃を受けた場合、その衝撃が直接液晶セルに伝わらないように緩衝特性を持たせる目的で設けられているものであり、例えば、液晶セルと保護パネルとの間に形成される空気層では、通常０．５ｍｍ程度の間隙が設けられている。因みにこのように間隙の大きさを０．５ｍｍ程度としたのは、これより狭く設定した場合には、充分な緩衝特性が発揮できないものとなり、またこれより広く設定した場合には保護パネルの材料であるポリカーボネート板、アクリル板、ガラス板との屈折率の相違等に起因して生ずる光の錯乱が著しくなり、良好な光学特性が得られなくなる場合があるからである。

しかしながら、液晶表示装置において、さらなる視認性の向上と緩衝特性の向上が求められるようになり、かつ、空隙等を小さくすることにより機器の薄肉化が求められ、上記空気層に透明シートを配設することが試みられるようになってきている。例えば、光錯乱防止素材により形成されたシリコーンゲルの緩衝層を液晶表示パネルと透明保護板との間に密着接合させた液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、上記緩衝層は、液状の光錯乱防止素材の原料を、液晶表示パネルと透明保護板との間に注入し、硬化させることにより形成されており、個々の装置に対して液体原料を減圧下で注入し、硬化させる工程が必要となるため生産性が悪いという問題がある。
また、液晶表示パネルと透明保護板との間に、透明な粘着性樹脂からなる緩衝性を有する接着シートを介在させる液晶表示装置の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）が、この場合、接着シートをその接着界面に揮発性の溶剤を介在させて密着下に接着処理することにより、空気が巻き込まれないようにしている。
さらに、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂のような硬質な透明粘着シートを用いて圧着処理する方法等が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

しかしながら、これらの方法は、粘着性を有するシートを用いたものではあるが、圧着等により表示パネル上に設置して透明保護板ともその粘着性を利用して密着させることができるものの、シートの圧着には機械的な強い力が必要であり、また、シートと液晶パネルまたは透明保護板との界面の間に空気が封入されることを避けるために、揮発性液体等を塗布したり、シートの貼直しがきかないという問題があり、生産性や歩留まりの点で問題があった。
特開平６−３３７４１１号公報特開平６−７５２１０号公報特開２００３−２９６４４号公報

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、液晶表示パネルと該液晶表示パネルを保護する透明保護板との間に設置できる高い視認性、衝撃吸収性及び生産性を与え、かつ設置に際しては、空気の封入を防止し、貼着可能である光透過性粘着シート及びそれを用いた画像表示装置を提供することにある。

本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のボールタック性を有する透明ゲルシートは、高い視認性、衝撃吸収性及び生産性の効果を有し、真空下において空気を巻き込まずに貼着でき、リワーク性に優れることを見出し本発明を完成させた。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、ＪＩＳＺ０２３７に準拠した傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜３０（傾斜角３０度）である透明ゲルからなることを特徴とする光透過性粘着シートが提供される。

また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、透明ゲルが、シリコーンゲル、ポリエチレンゲル、アクリルゲル、ウレタンゲル、アクリルウレタンゲル、ブタジエンゲル、イソプレンゲル、ブチルゲル、スチレンブタジエンゲル、エチレン酢酸ビニル共重合体ゲル、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゲル、フッ素ゲルよりなる群から選択される少なくとも１種の透明ゲルであることを特徴とする光透過性粘着シートが提供される。

また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、透明ゲルが、針入度が２０〜１６０（ＪＩＳＫ２２０７−１９８０５０ｇ荷重）のシリコーンゲルであることを特徴とする光透過性粘着シートが提供される。

また、本発明の第４の発明によれば、第１〜３のいずれかの発明の光透過性粘着シートを設けたことを特徴とする画像表示装置が提供される。

また、本発明の第５の発明によれば、第４の発明に記載の画像表示装置を有することを特徴とする電子機器が提供される。

また、本発明の第６の発明によれば、第１〜３のいずれかの発明に記載の光透過性粘着シートを画像表示面に真空下で粘着させることを特徴とする画像表示装置への光透過性粘着シートの貼着方法が提供される。

本発明の光透過性粘着シートは、表面に安定で永続的な粘着性を有し、かつ透明性及び衝撃吸収性に優れるので、画像表示装置、特に液晶表示パネルと該液晶表示パネルを保護する透明保護板との間等に設置して、高い視認性、衝撃吸収性及び生産性の機能を発揮することができる。

本発明は、ＪＩＳＺ０２３７に準拠した傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜３０（傾斜角３０度）である透明ゲルからなる光透過性粘着シートである。以下にその性能、製造等について詳細に説明する。

本発明で用いる透明ゲルは、ＪＩＳＺ０２３７に準拠した傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜３０（傾斜角３０度）であり、好ましくは５〜７である。透明ゲルのボールナンバーが５未満では、粘着力が低いため、衝突、押圧などの外部からの衝撃により剥離する問題があり、３０を超えると粘着力が強すぎて貼り合わせ時の作業性が悪くなるという問題がある。
なお、通常、ボールタック試験におけるボールナンバーが３（傾斜角３０度）を超えると、粘着力が非常に増し、その結果としてゴミ等の付着が問題になる場合が多いが、本発明においては、クリーンルーム内、真空下において操作をすることにより容易に回避できるものである。
ここで、ボールタック試験におけるボールナンバーは、ＪＩＳＺ０２３７の傾斜式ボールタック試験に準拠し測定する値であり、３０度の傾斜板に試験片を貼りつけ、この試験片表面にボールを転がし、測定部内で停止するボールのうち最大のボールナンバーを見出す。ボールナンバーが大きいほど粘着性を有していることを意味する。

また、本発明において透明とは、無色透明、着色透明、半透明を包含する意であり、本発明で用いる透明ゲルの波長が３８０〜７８０ｎｍ領域の可視光の透過率は、８０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上、特に好ましくは９０％以上である。
透過率は、透明部材の透明度を指標するものであり、透過率が８０％未満の場合には、例えば、画面から発せられた光が透明部材を透過しにくくなるので、視認性が低下する。また、透過率が８０％以上である波長の領域が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの領域よりも狭い場合には、赤色側（高波長側）あるいは青色側（低波長側）の光の透過性が低下するので好ましくない。
ここで、透過率は、分光光度計等を用いて測定する値である。

さらに、本発明で用いる透明ゲルの屈折率は、好ましくは１．４以上であり、より好ましくは１．４〜１．６である。このような高屈折率の透明ゲルを画像表示装置に適用することで、界面での反射光を低減させ、そのレンズ効果により立体感のある液晶画像が可視的に表示され、視認性を向上させることができる。

本発明で用いる透明ゲルは、上記物性を満足する透明なゲル状物であれば、特に制限はないが、例えば、シリコーンゲル、ポリエチレンゲル、アクリルゲル、ウレタンゲル、アクリルウレタンゲル、ブタジエンゲル、イソプレンゲル、ブチルゲル、スチレンブタジエンゲル、エチレン酢酸ビニル共重合体ゲル、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゲル、フッ素ゲル等を挙げることができる。これらの中では、衝撃吸収材としての機能が最大限に発揮される、シリコーンゲル、アクリルゲル、ウレタンゲルが好ましく、特にシリコーンゲルが好ましい。

本発明で好ましく用いるシリコーンゲルは、針入度が２０〜１６０であることが好ましい。針入度が２０〜１６０であることにより、特定の粘着力を有しながらゲル状が維持できる。
ここで、針入度は、ＪＩＳＫ２２０７−１９８０（５０ｇ荷重）で測定する値である。

本発明において、好ましく用いるシリコーンゲルとしては、特に制限はなく、従来から知られ、市販されている種々のシリコーン材料として一般的に使用されているものを適宜選択して用いることができる。よって、加熱硬化型あるいは常温硬化型のもの、硬化機構が縮合型あるいは付加型のものなど、いずれも用いることができる。また、珪素原子に結合する基も特に限定されるものではなく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基のほか、これらの基の水素原子が部分的に他の原子又は結合基で置換されたものを挙げることができる。

これらのなかでも、特に粘着性に優れ、傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜３０（傾斜角３０度）のシリコーンゲルとしては、例えば、特開２００４−２３１８２４号公報に開示の付加反応硬化型シリコーンゲル等を挙げることができる。すなわち、（Ａ）ケイ素原子に結合したアルケニル基が１分子中に平均約２個存在し、ケイ素原子に結合した他の有機基が脂肪族不飽和を含まない置換もしくは非置換の１価の炭化水素基であり、２５℃、せん断速度０．９ｓ^−１における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上３０，０００ｍＰａ・ｓ以下であるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン１００重量部、（Ｂ）末端単位が式（１）、

末端ではないオルガノポリシロキサン単位が式（２）

であり（ただし、Ｒは脂肪族不飽和を含まない置換もしくは非置換の１価の炭化水素基である）、２５℃、せん断速度０．９ｓ^−１における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上３０，０００ｍＰａ・ｓ以下であるジオルガノ水素シロキシ末端オルガノポリシロキサン４０重量部以上１２０重量部以下、（Ｃ）ケイ素原子に結合した水素原子が１分子中に平均で少なくとも３個以上存在し、ケイ素原子に結合した他の有機基が脂肪族不飽和を含まない置換もしくは非置換の１価の炭化水素基であり、２５℃、せん断速度０．９ｓ^−１における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上１０，０００ｍＰａ・ｓ以下であるオルガノ水素ポリシロキサン、及び（Ｄ）当該組成物の硬化を促進する触媒量のヒドロシリル化触媒、からなることを特徴とする硬化可能なオルガノポリシロキサン組成物から得られる。ただし、前記（Ｂ）成分中に存在するケイ素原子に結合した水素原子の数（ＮＨ）と、（Ｃ）成分中に存在するケイ素原子に結合した水素原子の数とＮＨの合計数（ＮＨＴ）との比が０．７≦（ＮＨ／ＮＨＴ）＜１であり、かつ（Ａ）成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の数（ＮＡ）とＮＨとの比が０．５≦（ＮＨ／ＮＡ）≦０．８であるものが好ましい。

なお、上記のようにして得られるシリコーンゲルは、傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜３０（傾斜角３０度）という粘着性を有する。この中でも傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜７（傾斜角３０度）のシリコーンゲルシートは、液晶パネルに貼り合わせた後、各工程を通過し、長時間経った後においても、シリコーンゲルシートを容易に剥がせ、再度貼り合わせ（リワーク）が可能である特徴を有する。

すなわち、液晶パネル等の最表面に貼り合わせた粘着ゲルシートは、加熱、加湿条件におかれた使用状態においても発泡や剥がれたりしない耐久性が必要であるが、このようなゲルシートには、耐久性と、容易に剥がせるといった性能（リワーク性）の相反する特性を満たすことが好ましい。
従来、粘着シートのリワーク性を改良するための手段として粘着層の接着面積を低下させる方法があるが、その手段としては、たとえば粘着層の形成を粘着層と非粘着層とを交互にすじ状に塗り分けるような形で接着面積を減少させる方法がある。このようにして接着面積を低下させた場合にはリワーク性は良好となるが、粘着層の接着面積の低下は、加熱、加湿時の発泡や剥がれに係わる耐久性に関しては不利な方向に働く。そのため、前記方法によりリワーク性を改良すると加熱、加湿時に剥がれが生じる。この発泡や剥がれは、加熱、加湿時に粘着シートが膨張、収縮など変形し、その変形で生じる応力が粘着剤と液晶セルの界面に働くために起きるものと考えられる。本発明の透明ゲルシートは、傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜７（傾斜角３０度）である場合は、粘着性を有するばかりでなく、上記リワーク性を有するという特徴を有する。

本発明の透明ゲルシートは、緩衝性に優れ、保護パネルの素材等と均等の屈折率を有し、また光の吸収、反射を生じさせない特性を有することから、電子機器の画像の視認性向上、緩衝性の向上に有効に用いることができる。すなわち、画像表示装置、特に液晶表示装置等における液晶セルと保護パネルとの間の空間、または、バックライトユニットと液晶表示素子との間に設置して用いることができる。

なお、本発明の透明ゲルシートの形状は、特に限定されず、液晶表示パネルと透明保護板との間に密着させて用いるという目的から、液晶表示パネルと透明保護板との間隙に合わせた形状及びサイズが選択される。特に、その厚さは、液晶表示パネルと透明保護板との間隙の厚さと等しくすることが好ましい。また、密着面のサイズを間隙よりも若干小さくすると共に、厚さを若干厚くすることも好ましい。これにより、液晶表示装置組立時の押圧により、液晶表示パネル及び透明保護板と透明シートとを密着させることができ、弾性によって透明シートが液晶表示パネルと透明保護板との間隙全体に広がって狭持されるので、密着が安定し、組立後に界面に空気が侵入することを防止することができる。

本発明の光透過性粘着シートは、画像表示部を有する画像表示装置に用いることができ、画像表示装置を有する電子機器としては、画像表示部を有するものであれば特に制限されず、例えば、有機ＥＬ、ＦＥＤ（電解放出ディスプレイ）、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯用ゲーム機、携帯電子辞典、携帯テレビ、携帯ＤＶＤプレーヤー、コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤー、ミニディスク（ＭＤ）プレーヤー、ノートパソコンなどの携帯電子機器の他、テレビ、電話機、ＦＡＸ、コピー機、電子レンジ、洗濯機、冷蔵庫などの電子機器などにも使用することができる。

本発明の光透過性粘着シートは、前述のようなボールタック性を有する粘着力に優れたシートであるので、減圧雰囲気下での密着接合、変形許容域を有するスペーサを使用しての押圧による密着接合等の方法で液晶表示装置に貼着させるのが好ましい。

本発明を以下に実施例を示して具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれら実施例によって制約を受けるものではない。なお、物性測定法は、以下の通りである。
（１）針入度：ＪＩＳＫ２２０７−１９８０（５０ｇ荷重）に準拠して求めた。
（２）屈折率：ＪＩＳＫ００６２−１に準拠して求めた。
（３）透過率：日本分光株式会社製のＭＯＤＥＬＵ−５５０のＵＶ／ＶＩＳＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ（紫外光・可視光分光光度計）を用いて測定した。
（４）傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバー：ＪＩＳＺ０２３７の傾斜式ボールタック試験に準拠して、３０度の傾斜板に試験片を貼り付け、この試験片表面にボールを転がし、測定部内で停止するボールのうち最大のボールナンバーを見出してボールタック性の値とした。
（５）落下試験：ゲルシートを携帯電話の液晶セルと保護パネルとの間の空間に貼着し、高さ１．５ｍから落下させ、ゲルの剥離状態を目視にて確認した。全く剥離していないものを○とし、一部でも剥離が認められたものを×とした。
（６）押圧試験：ゲルシートを携帯電話の液晶セルと保護パネルとの間の空間に貼着し、試験体の中央部を下記条件にて押圧し、ゲルの剥離状態を目視にて確認した。全く剥離していないものを○とし、一部でも剥離が認められたものを×とした。
圧縮冶具：φ１０ｍｍのシリコンゴム円柱棒
圧縮速度：１ｍｍ／ｍｉｎ（最大荷重１０ｋｇｆまで）
（７）リワーク試験：ゲルシートを携帯電話の液晶セルと保護パネルとの間の空間に貼着した後、ゲルシートをはがし、ゲルシートの状態を目視にて確認した。ゲルシートの材料破壊が無くはがれたものを○とし、一部でも材料破壊が認められたものを×とした。

（実施例１）
傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５（傾斜角３０度）、屈折率が１．４１０、透過率が８０％以上、針入度が５０のシリコーンゲル（旭化成ワッカーシリコーン社製：ＳＬＪ３３９４−２）及びシリコーンゲルを調整して得た表１に示す傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーを有するシリコーンゲルの厚さ０．５ｍｍのシートを真空装置内で携帯電話の液晶セルと保護パネルとの間に実装した。得られた携帯電話の落下試験、押圧試験、リワーク試験を行なった。結果を表１に示す。

（実施例２〜６、比較例１〜２）
シリコーンゲルを調整して得た表１に示すボールタック試験におけるボールナンバーを有するシリコーンゲルを用いる以外は、実施例１と同様にしてシリコーンゲルシートを評価した。結果を表１に示す。

（比較例３〜１０）
粘着性を有しないシリコーンゲル（旭化成ワッカーシリコーン社製：ＲＴ−６０１）及びシリコーンゲルを調整して得た表１に示す傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーを有するシリコーンゲルシートを用いる以外は、実施例１と同様にしてシリコーンゲルシートを評価した。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが大きいシリコーンゲルシートは、落下試験、押圧試験に優れ、特にボールナンバー５〜７のシリコーンゲルシートはリワーク性にも優れていた。

本発明の透明ゲルシートは、透明性を有し、表面に安定で永続的な粘着性を有するので、携帯用ゲーム機や携帯電話の小型液晶表示装置、あるいはパソコン等の液晶ディスプレイや液晶テレビ等の大型液晶表示装置等の画像表示装置の視認性や耐衝撃性を向上するためのシートとして好適に用いることができる。

Claims

ＪＩＳＺ０２３７に準拠した傾斜式ボールタック試験におけるボールナンバーが５〜３０（傾斜角３０度）である透明ゲルからなることを特徴とする光透過性粘着シート。
透明ゲルが、シリコーンゲル、ポリエチレンゲル、アクリルゲル、ウレタンゲル、アクリルウレタンゲル、ブタジエンゲル、イソプレンゲル、ブチルゲル、スチレンブタジエンゲル、エチレン酢酸ビニル共重合体ゲル、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゲル、フッ素ゲルよりなる群から選択される少なくとも１種の透明ゲルであることを特徴とする請求項１記載の光透過性粘着シート。
透明ゲルが、針入度が２０〜１６０（ＪＩＳＫ２２０７−１９８０５０ｇ荷重）のシリコーンゲルであることを特徴とする請求項１に記載の光透過性粘着シート。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光透過性粘着シートを設けたことを特徴とする画像表示装置。
請求項４に記載の画像表示装置を有することを特徴とする電子機器。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光透過性粘着シートを画像表示面に真空下で粘着させることを特徴とする画像表示装置への光透過性粘着シートの貼着方法。