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
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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
【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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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