JP2005134472A - 貼合せ基板の切断方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 貼合せ基板を面内で個々の単位毎に分離切断する際に、精度良く、高効率で切断することができる貼合せ基板の切断方法を提供する。
【解決手段】 本発明の貼合せ基板の切断方法は、第１基板１の表面に凸部１１を形成する工程と、第２基板２の表面に凹部２１を形成する工程と、第１基板１の凸部１１以外の領域に接着剤３を付与する工程と、第１基板１と第２基板２とを、各基板の凸部１１及び凹部２１を対応させつつ、接着剤３を介して貼り合わせる貼合せ工程と、該貼り合わせた基板のうち第１基板１の凸部１１形成領域において、該貼合せ基板を面内で切断する切断工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、貼合せ基板の切断方法、液晶装置の製造方法、液晶装置、電子機器に関するものである。

従来、液晶装置は直視型の表示装置として用いられる他、投射型のプロジェクタにも光変調装置として用いられている。このような液晶装置においては、開口率を上げることを目的として、各画素に対応するマイクロレンズを具備させ、光を開口部に集光することで光利用効率を上げる技術が提案されている。具体的には、液晶層を挟持する基板に対し、接着剤を介してマイクロレンズを備えたマイクロレンズ基板を貼り合わせ、各画素に対して集光を行っている。

一方、液晶装置の製造工程では、複数の液晶パネルを大型のガラス基板上に配列し、該大型基板で一括して各パネルのＴＦＴ基板と対向基板を重ね合わせた後、個々の液晶パネルの大きさに切断する多面取りが採用されている。このようなガラス基板の切断には、ダイヤモンドカッター等でガラス表面にクラックを入れ、このクラックに衝撃等を与え、クラックを切断方向に成長させることにより切断する方法（スクライブ・ブレイク法）がある。特に、特許文献１には、基板に接着剤を介してマイクロレンズ基板が貼り合わされた液晶装置において、スクライブ・ブレイク法により個々の液晶装置に切断する技術が開示されている。
特開２００１−１４７４２３号公報

しかしながら、ＴＦＴ基板側に接着剤を介してマイクロレンズ基板が貼り合わされてなる液晶装置において、スクライブ・ブレイク法により大型基板から個々の液晶装置を分離切断するときに、クラックをマイクロレンズ基板に入れても、クラックの成長が接着剤層で止まり、該クラックがＴＦＴ基板まで成長しない場合がある。したがって、衝撃を与えても基板を切断できないか、若しくは切断できたとしても切断精度が低下する不具合が生じる場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、基板同士を接着剤層を介して貼り合わせた構成を含む貼合せ基板において、該基板を面内で所定単位毎に分離切断する際に、精度良く、高効率で切断することができる貼合せ基板の切断方法を提供することを目的としている。また、本発明は、この切断方法を用いた液晶装置の製造方法を提供することを目的としている。さらに、本発明はこの製造方法により得られた液晶装置、さらにはこの液晶装置を含む電子機器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の貼合せ基板の切断方法は、第１基板の表面に凸部を形成する工程と、第２基板の表面に凹部を形成する工程と、前記第１基板の凸部以外の領域に接着剤を付与する工程と、前記第１基板と前記第２基板とを、各基板の凸部及び凹部を対応させつつ、前記接着剤を介して貼り合わせる貼合せ工程と、該貼り合わせた基板のうち前記第１基板の凸部形成領域において、該貼合せ基板を面内で切断する切断工程と、を含むことを特徴とする。

このような貼合せ基板の切断方法によると、切断位置に接着剤層が存在しないため、該貼合せ基板を確実に切断でき、しかもその切断精度は非常に高いものとなる。つまり、第１基板の凸部形成領域には接着剤を形成しないものとし、この凸部形成領域において貼合せ基板を面内で切断することで、切断をより確実且つ高精度に行うことができるようになるのである。

本発明の切断方法において、前記貼合せ工程の後であって前記切断工程の前に、前記貼合せ基板を前記第２基板側から前記第１基板の凸部表面が露出するまで研磨する研磨工程を含むものとすることができる。この場合、切断箇所において接着剤層と第２基板が存在しないこととなるため、第１基板のみの単層を切断対象とすることが可能となり、ひいては当該貼合せ基板の切断精度を一層高めることが可能となる。また、例えば第１基板と第２基板を貼り合わせたときに、各基板の凸部と凹部との間に隙間ができ、該隙間に接着剤が流れ込むような不具合が生じた場合にも、研磨により接着剤層を除去できるため、切断箇所において接着剤層と第２基板とを確実に存在しないようにすることができ、第１基板のみの単層を対象とした切断を確実に行うことが可能となる。

また、本発明の切断方法において、前記第１基板がマイクロレンズを含むマイクロレンズ基板であるものとすることができる。このように上記第１基板を、マイクロレンズを含むマイクロレンズ基板として構成し、所定の集光を目的とする場合には、その集光の焦点位置を第２基板の厚さに応じて適宜設定可能となる。なお、本発明の切断方法の対象となる貼合せ基板としては、例えば第２基板を第１基板に対する防塵用等のカバーガラスとして用いた貼合せ基板にも適用可能である。

次に、上記目的を達成するために、本発明の液晶装置の製造方法は、第１基板及び第２基板を貼り合わせてなる貼合せ基板と、第３基板との間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、第１基板の表面に凸部を形成する工程と、第２基板の表面に凹部を形成する工程と、前記第１基板の凸部以外の領域に接着剤を付与する工程と、前記第１基板と前記第２基板とを、各基板の凸部及び凹部を対応させつつ、前記接着剤を介して貼り合わせる貼合せ基板作成工程と、該貼合せ基板の第２基板と第３基板とを対向させ、各基板をシール材を介して貼り合わせる貼合せパネル作成工程と、作成された貼合せパネルのうち前記第１基板の凸部形成領域において、該貼合せパネルを面内で切断する切断工程と、を含むことを特徴とする。

このような液晶装置の製造方法によると、パネル切断位置に貼合せ基板の接着剤層が存在しないため、該パネルを確実に切断でき、しかもその切断精度は非常に高いものとなる。つまり、貼合せ基板側において第１基板の凸部形成領域には接着剤を形成しないものとし、この凸部形成領域においてパネルを面内で切断することで、該切断をより確実且つ高精度に行うことができるようになるのである。なお、パネルを切断した後は、個々のパネルに対して、例えばシール材に形成した液晶注入口から真空下において液晶を注入する工程等を採用することで液晶装置を得ることができる。一方、第２基板と第３基板とを貼り合わせる前に、予めシール材内に液晶を滴下しておけば、上記液晶注入工程は不要となる。

本発明の液晶装置の製造方法において、前記貼合せ基板作成工程後、前記貼合せパネル作成工程の前に、前記貼合せ基板を前記第２基板側から前記第１基板の凸部表面が露出するまで研磨する研磨工程を含むものとすることができる。この場合、切断箇所において接着剤層と第２基板が存在しないこととなるため、貼合せ基板側においては第１基板のみの単層を切断対象とすることが可能となり、ひいては当該パネルの切断精度を一層高めることが可能となる。また、例えば第１基板と第２基板を貼り合わせたときに、各基板の凸部と凹部との間に隙間ができ、該隙間に接着剤が流れ込むような不具合が生じた場合にも、研磨により接着剤層を除去できるため、切断箇所において接着剤層と第２基板とを確実に存在しないようにすることができ、貼合せ基板側において第１基板のみの単層を対象とした切断を確実に行うことが可能となる。なお、パネル切断は貼合せ基板と第３基板とに跨って行われ、本発明では、その貼合せ基板側において接着剤層のない凸部形成領域を切断対象箇所としているのである。

また、本発明の製造方法において、前記第１基板がマイクロレンズを含むマイクロレンズ基板であるものとすることができる。このように上記第１基板を、マイクロレンズを含むマイクロレンズ基板として構成し、所定の集光を目的とする場合には、その集光の焦点位置を第２基板の厚さに応じて適宜設定可能となる。そして、第２基板を液晶装置用基板として用いる場合には、第２基板の厚さ次第で、その液晶装置の画素に対して好適に光を集光することができるようになる。その結果、本発明の製造方法により得られた液晶装置は、入射する光の利用効率が非常に高いものとなる。

次に、本発明の電子機器は、上記液晶装置を表示部として備えることを特徴とする。このような電子機器は、その表示部において光利用効率が高く、高画質で大画面化を実現することが可能となる。さらに、上記液晶装置を投射型の表示装置において光変調装置として適用した場合も、高画質、高精細な表示が可能な投射型表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

まず、本発明の貼合せ基板の切断方法について、その一実施の形態を図１を参照しつつ説明する。図１は、貼合せ基板の切断工程を示す断面模式図である。はじめに、図１（ａ）に示すように、貼合せ基板を製造するためのベース基板１及びカバー基板２を用意する。ベース基板１は、凹レンズ１３を有したマイクロレンズ基板であって、ガラス又はプラスチック等の透光性基板より構成されてなる一方、カバー基板２もガラス又はプラスチック等の透光性基板より構成されてなるものである。

ここで、図１（ａ）に示すように、ベース基板１の表面（貼合せ面）には凸部１１を、カバー基板２の表面（貼合せ面）には凹部２１を形成するものとし、後の貼合せ工程において、これら凸部１１と凹部２１とを互いに嵌め合わせて貼合せを行うものとしている。なお、凹部２１は凸部１１を嵌め込める大きさ、つまり凹部２１の断面幅が凸部１１の断面幅よりも大きく構成されている。

次に、図１（ｂ）に示すように、ベース基板１の表面（貼合せ面）であって、凸部１１の形成領域以外の領域に接着剤３を塗布する。そして、図１（ｃ）に示すように、ベース基板１とカバー基板２とを、各基板の凸部１１及び凹部２１を対応させつつ接着剤３を介して貼り合わせ、貼合せ基板１０を得る。ここで、貼合せ基板１０において、ベース基板１の凸部１１形成領域には接着剤３が形成されておらず、凸部１１の凸表面と凹部２１の凹底面とが接着剤を介さずに貼り合わされた構成となっている。なお、このような貼合せを実現するためには、凸部１１の高さと凹部２１の深さは、各基板を貼り合わせた際に、接着剤３が凸部１１の表面と凹部２１の内面との間に流れ込まない程度の高さ及び深さを有していることが好ましい。

このような貼合せ基板１０を切断するに際し、本実施の形態では、ベース基板１の凸部１１の形成領域において切断を行うものとしている。つまり、図１（ｃ）に示した切断面ｘが凸部１１上に位置するように貼合せ基板１０の面内切断を行い、それにより図１（ｄ）に示すように、大型の貼合せ基板１０から複数のマクロレンズ基板１０ａを多数製造することができるようになる。

以上のような切断方法によると、切断位置に接着剤３が存在しないため、該貼合せ基板１０を面内で確実に切断でき、しかもその切断精度が非常に高いものとなる。そして、このような切断方法により得られたマイクロレンズ基板１０ａは、大型のベース基板１及びカバー基板２からなる貼合せ基板１０を切断して得る、いわゆる多面取りにより製造されるものであるため、非常に生産性の高いものとなる。また、例えば貼合せ対象であるカバー基板２の厚さを適宜調整することで、得られるマイクロレンズ基板１０ａの焦点を適宜変更することが可能となる。なお、このようなマイクロレンズ基板１０ａは、例えば光源からの光を光照射体の被照射面に集光するための集光手段として、該光源と光照射体との間に配設して使用することができる。

なお、図２に示すように、ベース基板１とカバー基板２とを貼り合わせた際に、凸部１１の凸表面と凹部２１の凹底面との間に接着剤３が流入する場合には、該貼合せ基板１０を切断する前に、貼合せ基板１０の表面をカバー基板２側からベース基板１の凸部１１の表面が露出するまで研磨するものとすれば良い。このような研磨を行うと、図３に示すように切断面ｘにカバー基板２及び接着剤３が形成されていない貼合せ基板１０ｂを得ることができる。

このように研磨後の貼合せ基板１０ｂは、切断面ｘたる凸部１１上に、接着剤３及びカバー基板２が形成されていないため、ベース基板１のみの単層を切断対象とすることが可能となり、ひいては当該貼合せ基板１０ｂの切断精度を一層高めることが可能となる。なお、接着剤３が凸部１１と凹部２１との間に流入しない場合にも、当該研磨を行うことで、凸部１１上のカバー基板２が研磨除去されるため、切断精度を一層向上させることが可能となる。

次に、本発明の液晶装置の製造方法について、その一実施の形態を図４を参照しつつ説明する。図４は、液晶装置の製造工程を示す断面模式図である。本実施の形態は、複数のパネルを含む大型基板から多数のパネルを得る、いわゆる多面取りを採用した液晶装置の製造方法である。

はじめに、図４（ａ）に示すように、液晶装置の一方の基板（特にバックライト側の基板）を製造するためにマイクロレンズ基板１０１及びカバー基板１０２を用意する。マイクロレンズ基板１０１は、凹レンズ１１３を有し、ガラス又はプラスチック等の透光性基板より構成されてなる一方、カバー基板１０２は、ガラス又はプラスチック等の透光性基板からなるものである。

ここで、図４（ａ）に示すように、マイクロレンズ基板１０１の表面（貼合せ面）には凸部１１１を、カバー基板１０２の表面（貼合せ面）には凹部１２１を形成するものとし、後の貼合せ工程において、これら凸部１１１と凹部１２１とを互いに嵌め合わせて貼合せを行うものとしている。なお、凹部１２１は凸部１１１を嵌め込める大きさ、つまり凹部１２１の断面幅が凸部１１１の断面幅よりも大きく構成されている。

次に、図４（ｂ）に示すように、マイクロレンズ基板１０１の表面（貼合せ面）であって、凸部１１１の形成領域以外の領域に接着剤１０３を塗布する。そして、図４（ｃ）に示すように、マイクロレンズ基板１０１とカバー基板１０２とを、各基板の凸部１１１及び凹部１２１を対応させつつ接着剤１０３を介して貼り合わせ、貼合せ基板１００を得る。ここで、貼合せ基板１００において、マイクロレンズ基板１０１の凸部１１１形成領域には接着剤１０３が形成されておらず、凸部１１１の凸表面と凹部１２１の凹底面とが接着剤を介さずに貼り合わされた構成となっている。なお、このような貼合せを実現するためには、凸部１１１の高さと凹部１２１の深さは、各基板を貼り合わせた際に、接着剤１０３が凸部１１１の表面と凹部１２１の内面との間に流れ込まない程度の高さ及び深さを有していることが好ましい。

なお、本実施の形態において、カバー基板１０２の表層（マイクロレンズ基板１０１との貼合せ面とは異なる側）には、図示しない共通電極及び配向膜をマイクロレンズ基板１０１との貼り合わせ前、若しくは貼り合わせ後に形成するものとしている。

次に、図４（ｄ）に示すように、ガラス又はプラスチック等の透光性基板上に図示しないＴＦＴ（薄膜トランジスタ）或いはＴＦＤ等のスイッチング素子、画素電極、配向膜等を備えてなる素子基板１２０を用意し、貼合せ基板１００と素子基板１２０とをシール材４を介して貼り合わせる。ここで、シール材４は、各パネル毎に枠状に構成され、内部に液晶を封止する機能を具備するものである。

このように貼合せ基板１００と素子基板１２０とを貼り合わせてなる貼合せパネル２００は、複数のパネルを有して構成され、個々のパネルに切断することで多数の液晶装置を得ることができるものである。そこで、得られた貼合せパネル２００を切断するに際し、本実施の形態では、マイクロレンズ基板１０１の凸部１１１の形成領域において切断を行うものとしている。つまり、図４（ｄ）に示した切断面ｘが凸部１１１形成領域に位置するように貼合せパネル２００の面内切断を行い、それにより大型の貼合せパネル２００から複数の液晶装置を得るものとしている。

以上のような切断方法によると、大型の貼合せパネル２００を切断する際に、切断位置に接着剤１０３が存在しないため、該貼合せパネル２００を面内で確実に切断でき、しかもその切断精度が非常に高いものとなる。そして、このような切断方法により得られた個々の液晶装置は、大型の貼合せパネル２００を切断して得る、いわゆる多面取りにより製造されるものであるため、非常に生産性の高いものとなる。また、液晶を挟持する一対の基板のうちのバックライト側の基板である貼合せ基板１００には、マイクロレンズ基板１０１が備えられているため、例えば凸部１１１の高さ、或いはカバー基板１０２の厚さを適宜調整することで、例えばバックライトからの光を液晶装置の各画素に集光することが可能となり、当該液晶装置の光利用効率を高めることが可能となる。

なお、図５に示すように、マイクロレンズ基板１０１とカバー基板１０２とを貼り合わせた際に、凸部１１１の凸表面と凹部１２１の凹底面との間に接着剤１０３が流入する場合には、貼合せ基板１００と素子基板１２０を貼り合わせる前に、貼合せ基板１００の表面をカバー基板１０２側からマイクロレンズ基板１０１の凸部１１１の表面が露出するまで研磨するものとすれば良い。このような研磨を行うと、図６に示すように切断面ｘにカバー基板１０２及び接着剤１０３が形成されていない貼合せ基板１００ｂを得ることができる。なお、この研磨を行う場合、研磨工程を行った後にカバー基板１０２の表層に共通電極及び配向膜を形成するものとする。

このような研磨後の貼合せ基板１００ｂは、切断面ｘたる凸部１１１上に、接着剤１０３及びカバー基板１０２が形成されていないため、マイクロレンズ基板１１１のみの単層を切断対象とすることが可能となり、ひいては当該貼合せ基板１００ｂの切断精度を一層高めることが可能となる。なお、接着剤１０３が凸部１１１と凹部１２１との間に流入しない場合にも、当該研磨を行うことで、凸部１１１上のカバー基板１０２が研磨除去されるため、切断精度を一層向上させることが可能となる。

そして、研磨後の貼合せ基板１００ｂと素子基板１２０とを、図７に示すようにシール材４を介して貼り合わせることで、貼合せパネル２５０が得られ、この貼合せパネル２５０を切断面ｘにて分離切断することで、個々の液晶装置を得ることができる。

次に、上記実施形態の製造方法により得られた液晶装置を備える電子機器の具体例について説明する。図８は携帯電話の一例を示した斜視図である。図８において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記実施形態の製造方法により得られた液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図８に示す電子機器は、上記方法により得られた液晶装置を備えたものであるので、非常に安価に製造され、しかも光利用効率が高い明るい表示が可能な電子機器となる。

次に、上記実施形態の製造方法により得られた液晶装置を備えた投射型表示装置の具体例について説明する。図９は、上記方法により得られた液晶装置を液晶ライトバルブ（光変調手段）として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。図９において、符号８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は液晶ライトバルブ、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズを示す。

光源８１０はメタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、上記方法により得られた液晶装置を備えた赤色光用液晶ライトバルブ８２２に入射される。一方、ダイクロイックミラー８１３で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー８１４によって反射され、上記方法により得られた液晶装置を備えた緑色光用液晶ライトバルブ８２３に入射される。なお、青色光は第２のダイクロイックミラー８１４も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられ、これを介して青色光が上記方法により得られた液晶装置を備えた青色光用液晶ライトバルブ８２４に入射される。また、各色光用液晶ライトバルブ８２２，８２３，８２４の入射側および出射側には偏光板８３２ａ，８３２ｂ，８３３ａ，８３３ｂ，８３４ａ，８３４ｂがそれぞれ設けられている。

各液晶ライトバルブにより変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投射され、画像が拡大されて表示される。

上記構成の投射型表示装置は、上記実施の形態の製造方法により得られた液晶装置を光変調装置として備えたものであるので、光利用効率が高く、高精細・高画質の表示が可能な投射型表示装置となっている。

本発明の一実施の形態である貼合せ基板の切断方法を示す断面模式図。 貼合せ基板の変形例について示す断面模式図。 研磨後の貼合せ基板を示す断面模式図。 本発明の一実施の形態である液晶装置の製造方法を示す断面模式図。 図４の製造プロセス中の貼合せ基板の変形例について示す断面模式図。 貼合せ基板の変形例について示す断面模式図。 本実施の形態により得られる液晶装置の一例を示す断面模式図。 本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図。 投射型表示装置の一実施形態を示す概略構成図。

符号の説明

１…ベース基板（第１基板）、２…カバー基板（第２基板）、３…接着剤、４…シール材、１１…凸部、２１…凹部

Claims (8)

1. 第１基板の表面に凸部を形成する工程と、
   第２基板の表面に凹部を形成する工程と、
   前記第１基板の凸部以外の領域に接着剤を付与する工程と、
   前記第１基板と前記第２基板とを、各基板の凸部及び凹部を対応させつつ、前記接着剤を介して貼り合わせる貼合せ工程と、
   該貼り合わせた基板のうち前記第１基板の凸部形成領域において、該貼合せ基板を面内で切断する切断工程と、
   を含むことを特徴とする貼合せ基板の切断方法。
2. 前記貼合せ工程後、前記切断工程の前に、前記貼合せ基板を前記第２基板側から前記第１基板の凸部表面が露出するまで研磨する研磨工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の貼合せ基板の切断方法。
3. 前記第１基板が、マイクロレンズを含むマイクロレンズ基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の貼合せ基板の切断方法。
4. 第１基板及び第２基板を貼り合わせてなる貼合せ基板と、第３基板との間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
   第１基板の表面に凸部を形成する工程と、
   第２基板の表面に凹部を形成する工程と、
   前記第１基板の凸部以外の領域に接着剤を付与する工程と、
   前記第１基板と前記第２基板とを、各基板の凸部及び凹部を対応させつつ、前記接着剤を介して貼り合わせる貼合せ基板作成工程と、
   該貼合せ基板の第２基板と第３基板とを対向させ、各基板をシール材を介して貼り合わせる貼合せパネル作成工程と、
   作成された貼合せパネルのうち前記第１基板の凸部形成領域において、該貼合せパネルを面内で切断する切断工程と、
   を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 前記貼合せ基板作成工程後、前記貼合せパネル作成工程の前に、前記貼合せ基板を前記第２基板側から前記第１基板の凸部表面が露出するまで研磨する研磨工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記第１基板がマイクロレンズを含むマイクロレンズ基板であることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶装置の製造方法。
7. 請求項４ないし６のいずれか１項に記載の製造方法により得られたことを特徴とする液晶装置。
8. 請求項７に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
   
   

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