JP2010522354A - エンハンスメント液晶表示装置システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

エンハンスメント積層表示装置システムを生成するための方法およびシステムの実施形態が、本明細書において説明される。一実施形態においては、エンハンスメント積層表示装置システムを生成する方法であって、光学接着液を第1の基板へと送出するステップ、光学接着液を第1の基板上で硬化させることによって、接着剤予備形成物ユニットを形成するステップ、および接着剤予備形成物ユニットを第2の基板へと積層して、エンハンスメント積層表示装置システムを形成するステップを含んでおり、第1の基板および第2の基板の一方が表示装置である方法が提供される。
【選択図】図１

Description

本出願は、光学層の結合のためのシステム、装置、および方法に関し、さらに詳しくは、液晶表示装置の改善のためのシステム、装置、および方法に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）や有機発光表示装置（ＯＬＥＤ）などの表示装置は、さまざまな環境で使用される。表示装置の使用環境および用途に応じて、表示装置の輝度およびコントラストの特性が、大いに重要となりうる。例えば、表示装置を屋外環境または強い周辺光の環境において使用するためには、所望のレベルの視認性を保つために、コントラストおよび／または輝度のレベルを高める必要があるかもしれない。

典型的なＬＣＤは、液晶の薄い層を1対の透明電極の間に挟んで有している液晶表示パネルを備えている。液晶表示パネルは、典型的には、1対のガラス板を備えており、それらのガラス板が、それらのそれぞれの縁を巡って封じ合わせられている。ガラス板を、一定な離間を保つために、間にスペーサを位置させつつ組み立てることができる。交差軸の2枚の偏光板を、ガラス板のそれぞれの内表面へと貼り付けることができ、一方の偏光板が、液晶表示パネルの前側へと貼り付けられ、他方の偏光板が、液晶表示パネルの後ろ側へと貼り付けられる。電圧を電極に選択的に印加することで、電極間の液晶分子の配置を変化させることができ、つまり、液晶分子の偏光を切り替えることができ、結果として、光を透過させ、あるいは出力側の偏光板において吸収することで、文字または絵を形成することができる。

ＬＣＤは、電磁妨害対策のシールドとして使用するために、酸化インジウムすずまたは他の適切な材料からなる層を、前側の偏光板および前側のガラス板の間または前方に配置して備えることができる。さらに、低温環境における使用が意図される一部のＬＣＤは、加熱素子として使用するために、酸化インジウムすずまたは他の適切な材料からなる層を、後ろ側の偏光板および後ろ側のガラス板の間に配置し、電源へと電気的に接続して備えている。

ＬＣＤは、直射日光のもとに置かれる場合など、周辺光の強い条件下で表示の視認性が悪化するなど、後方反射の周辺光の影響を受けやすい。ＬＣＤの視認性を向上させるために、さまざまな方法が使用されている。例えば、いくつかの実施形態においては、反射防止コーティングが表示装置の前面に適用されている。別の例として、視認性の改善および表示装置の耐久性向上のために、追加の光学層が使用されている。

透明な層（本明細書においては、オーバレイとも称される）を、表示装置と観察者との間のインターフェイスとして、ＬＣＤの外面に追加することが知られている。オーバレイは、強化ガラスまたは透明なプラスチックなど、任意の適切な透明材料であってよい。そのようなオーバレイは、表示装置に所望の審美的特性および機能的特徴をもたらすことができる。例えば、いくつかのオーバレイは、携帯電話機、コンピュータ用モニタ、またはテレビなどにおいて、表示装置を覆う平滑で透明なカバーを生み出すために使用できる。さらに、一部のオーバレイは、壊れやすいＬＣＤまたはＯＬＥＤの丈夫さを高めることができる。オーバレイは、公衆キオスクまたはＡＴＭにおける表示装置や、デジタイザが表示装置上でペンまたはスタイラスとともに使用される表示装置など、周囲からのストレスが加わる表示装置において、機械的な保護および／または環境からの保護を提供することができ、ＬＣＤの上側の柔らかいポリマー製の偏光板や、ＯＬＥＤの膜および材料を保護すべく機能する。さらに、オーバレイは、能動的に機能して、タッチ式のインターフェイスやＥＭＩの遮蔽をもたらしてもよい。

オーバレイは、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、または他の表示装置を改善するが、オーバレイの追加は、2つの空気−オーバレイの界面を追加で導入することになる。これらの空気−オーバレイの界面が反射を生じ、使用時の表示装置の性能を低下させる。例えば、典型的な光学ガラスおよびプラスチックは、1.47〜1.59の間の屈折率を有し、結果として、各表面において垂直入射で3.6％〜5.3％の反射を生じる。このオーバレイの追加によって引き起こされる表示装置からの反射率のおおむね10％の増加が、使用時の表示装置の性能を劇的に低下させる可能性がある。追加の空気−オーバレイの界面に起因する表示装置の性能の低下は、明るい周囲の環境において、さらに大幅に顕著になりうる。

オーバレイの追加の影響を少なくするために、これまでのシステムは、接着剤を使用してオーバレイを表示装置へと接合している。接着剤が、オーバレイの下面と表示装置の上面との間のすき間を埋めるために使用されている。現在のところ、表示装置の接合のために、2種類の光学接着剤が使用されている。直接塗布（form-in-place）の液体接着剤および感圧接着（ＰＳＡ）シートである。

直接塗布の液体接着剤を、表示装置の前面またはオーバレイの背面のいずれかへと塗布することができる。次いで、オーバレイまたは表示装置が、接着剤が未硬化であるうちに接着剤へと配置される。接着剤の硬化時、表示装置およびオーバレイは、動かぬように保持される。いくつかの事例では、接着剤が自己硬化型である。他の事例では、硬化を開始させるためにＵＶ光が使用される。しかしながら、直接塗布の液体接着剤は、大きな限界を抱えており、完成した表示装置の製造コストを増加させる可能性がある。例えば、直接塗布の液体接着剤の充分な硬化を可能にするために、長い時間が必要である。さらに、硬化を加速させることが、オーバレイおよび表示装置が硬化の加速に使用される熱源または光源に対するバリアをもたらすため、困難になりうる。

ＰＳＡシートは、感圧接着剤を有するシートを備えており、接着剤が、圧力が加えられたときに接合を形成する。ＰＳＡによる接合は、液体型の接着剤に関して生じる困難のいくつかを防止できるが、接着剤の機械的特性が、それらを生成するために使用されるロール・トゥ・ロール（roll-to-roll）のプロセスに支配される。ＰＳＡシートは、必然的に、直接接合の用途に望まれるよりも硬くてこわばっている。ＰＳＡシートを使用するためには、接着の際にオーバレイから壊れやすいＬＣＤの表面へと力を直接伝える必要があり、ムラなどの光学的欠陥につながり、場合によってはセルの恒久的損傷につながる。ＯＬＥＤも、典型的にはきわめて薄いガラス基板が用いられているため、損傷を受けやすい。さらに、ＰＳＡシステムの表面の硬さが大きいため、接合すべき表面に混入物が存在する場合に、潜在の加工欠陥の影響を受けやすくなる。例えば、ＰＳＡが表面の混入物に沿わず、接合後に混入物の周囲に層間剥離または気泡が形成される。また、ＰＳＡシートは、独立でなければならないため、小さな厚さに制限される。多くの場合、ＰＳＡシートの対応可能な厚さは、ＬＣＤの上側の偏光板とオーバレイの下面との間のすき間を満たすためには、不充分である。5.0インチ対角よりも大きい多くの表示装置は、表示装置システムに構造および剛性をもたらすために、表示装置を囲むベゼルを備えている。このベゼルが、上側の偏光板とオーバレイとの間の光学接着剤の最小厚さを決めるが、典型的には0.5mmであり、大型の表示装置においては3.0mmにもなる。ＰＳＡシートは、このような接着剤の深さの要件に対応することができない。

これに鑑み、本発明の発明者らは、ＬＣＤおよびＯＬＥＤなどの表示装置に優れた視認性をもたらすというニーズ、および現在のオーバレイの適用方法を改善するというニーズが存在することを理解した。したがって、以下の開示において説明され、例示の図に示されるとおり、本発明の発明者らは、オーバレイをＬＣＤ、ＯＬＥＤ、または他の表示装置に接合するための方法、プロセス、システム、および装置など、オーバレイを有する優れた表示装置をもたらすための方法、プロセス、システム、および装置を用意した。

そのようなわけで、エンハンスメント積層表示装置システムを生成するための方法およびシステムの実施形態が、本明細書において説明される。一実施形態においては、エンハンスメント積層表示装置システムを生成する方法であって、光学接着液を第1の基板へと送出するステップ、光学接着液を第1の基板上で硬化させることによって接着剤予備形成物ユニットを形成するステップ、および接着剤予備形成物ユニットを第2の基板へと積層するステップを含んでおり、第1の基板および第2の基板の一方が、エンハンスメント積層表示装置システムを形成するための表示装置である方法が提供される。

上記概要は、詳細な説明においてさらに後述される考え方の選択を簡略化した形態で紹介するために提示されている。上記概要は、請求項に記載される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を特定しようとするものではなく、請求項に記載される主題の技術的範囲を制限するように用いられるものでもない。さらに、請求項に記載される主題は、本明細書のいずれかの部分で述べられるいずれかの欠点またはすべての欠点を解消する実例に限られるわけではない。

本発明の一実施形態によるエンハンスメント積層表示装置システムの概略図を示している。 本発明の一実施形態による表示装置システムに光学層を設けるためのプロセスを示している。 エンハンスメント積層表示装置システムを生成すべく接着剤予備形成物ユニットを積層する方法を示している。 エンハンスメント積層表示装置システムを生成すべく接着剤予備形成物ユニットを積層する別の方法を示している。 接着剤予備形成物ユニットを生成するための接着剤プールを示している。 接着剤予備形成物ユニットを生成するための接着剤プールの拡大断面図を示している。 接着剤予備形成物ユニットを生成するための接着剤プールの斜視図を示している。 接着剤予備形成物ユニットを生成するための別の接着剤プールの拡大断面図を示している。 接着剤プールへと光学接着液を注入するための方法を示している。 接着剤プール内の光学接着液を平らにするための方法を示している。 接着剤予備形成物ユニットを接着剤プールから取り出すための典型的なシステムの拡大断面図を示している。 接着剤予備形成物ユニットについて、硬化時間の硬化温度の関数としての変化のグラフ表示を示している。 接着剤予備形成物ユニットのための剥離ライナを示している。 母ガラスのシートを基板として使用し、シートを個々の接着剤予備形成物ユニットへと個分けする方法を示している。 接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと組み合わせる方法を示している。 接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと組み合わせるための典型的な整列具を示している。 接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと組み合わせるために真空環境をもたらすための典型的なシステムの切断図を示している。 接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと組み合わせるために真空環境をもたらすための図17の典型的なシステムの断面図を示しており、接着剤予備形成物ユニットおよび表示装置が整列させられているが、未だ接触はしていない。 接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと組み合わせるために真空環境をもたらすための図17の典型的なシステムの断面図を示しており、接着剤予備形成物ユニットおよび表示装置が接している。 接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと組み合わせるための典型的な真空積層器を示している。 接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと組み合わせるための図20の典型的な真空積層器を示しており、ピストンが接着剤予備形成物ユニットと表示装置との間の接合を行うために伸ばされている。 本発明の一実施形態に従って表示装置システムに光学層をもたらすための別のプロセスを示している。 本発明の一実施形態に従って表示装置システムに光学層をもたらすためのプロセスの別の例を示している。 エンハンスメント積層表示装置システムを生成する方法を描写するプロセスフローを示している。

以下の説明および対応する図が、典型的な実施形態を提示しており、方法、用途、プロセス、および装置が、そのような説明および図に限られるものではないことを、理解すべきである。

図1が、本発明の一実施形態によるエンハンスメント積層表示装置システム100の実施形態の概略図を示している。本明細書において使用されるとき、エンハンスメント積層表示装置は、オーバレイ106などの少なくとも1つのオーバレイが組み合わせられたＬＣＤ102などの任意の適切な表示装置であってよい。エンハンスメント積層表示装置システム100が、フラットパネル表示装置、携帯電話機の表示装置、モニタ、テレビ表示装置、携帯情報端末または他の可搬のコンピューティング装置の表示装置、屋外用の表示装置、産業用の表示装置、医療用の表示装置、ナビゲーション用の表示装置、あるいは他の電子的な提示、データ、またはグラフィックの表示装置であってよいことを、理解すべきである。したがって、本明細書においては、例示を目的として、表示装置がＬＣＤであるものとして説明を行うが、表示装置が、ＬＣＤ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電子ペーパー（ｅ−ペーパー）表示装置、表面伝導型電子放出表示装置（ＳＥＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置、エレクトロルミネセント表示装置（ＥＬＤ）など、オーバレイを適用することができる任意の適切な表示装置であってよいことを、理解すべきである。さらに、エンハンスメント積層表示装置システム100は、タッチ式ディスプレイ、光ペン表示装置、グラフィックタブレット、など、相互対話型の表示装置であってよい。したがって、表示装置システム100は、基板でもあることができる。例えば、基板として、表示装置システム100は、タッチ式スイッチ、ガラス、フィルタ、破壊防止シールド、などであってよい。

例示の実施形態においては、表示装置システム100が、各画素がおおむね2つの透明な電極の間に配置された液晶の層と偏光の軸が互いに直角である2つの偏光フィルタとを備えているＬＣＤ102を含むことができる。電極へと選択的に電圧を印加する（結果として、液晶の配置が変化する）ことで、表示装置に像を形成できるように、光が通されるか、あるいは吸収されるかを制御することができる。ＬＣＤに関するさらなる情報を、2005年8月23日に発行された「Super Bright Low Reflectance liquid Crystal Display」という名称の米国特許第6,933,991号、および2001年1月30日に発行された「Super Bright Low Reflectance Liquid Crystal Display」という名称の米国特許第6,181,394号に見つけることができ、これらの米国特許はどちらも、あらゆる目的において、ここでの言及によって本明細書に援用される。

例示の図に示したＬＣＤが、概略的に図示されており、具体的な液晶層、偏光板、などが詳しくは示されていないことに、注意すべきである。本明細書は、光学層（および／または保護層）の形態のオーバレイ106をＬＣＤの外表面に組み合わせることができるようなＬＣＤの外側の界面に関する。しかしながら、ここでの開示がＬＣＤへのオーバレイの接合に向けられているが、本明細書に開示される積層の技法を、ＬＣＤの他の層へと適用でき、あるいは2つ以上の層を有する別の光学装置にも適用できることを、理解すべきである。したがって、図1に示されるとおり、ＬＣＤ102が、ＬＣＤ102の外表面または外面に配置されたガラス基板などの第1の基板（あるいは、外向きの基板）104を備えている。いくつかの実施形態においては、第1の基板104が、ＬＣＤの偏光板であってよい。

第2の基板またはオーバレイ106を、エンハンスメント積層表示装置システム100をもたらすために、第1の基板104へと適用することができる。オーバレイ106の内面が、基板104などのＬＣＤ102の外面に面するように配置される。第2の基板106は、任意の適切な材料であってよく、第1の基板の屈折率と同様の屈折率を有することができるが、この整合は、すべての実施形態においては、必要というわけではない。基板が、これらに限られるわけではないがガラス、プラスチック、などといった任意の適切な材料であってよく、同じ材料である必要はないことを、理解すべきである。

第1の基板104と第2の基板106との間に、接着材料で構成される光学接合層108を配置することができる。この接着材料は、固体、ゲル、または液体であってよい。典型的には、光学接合層108は、屈折率が第1の基板104および第2の基板106の一方または両方と実質的に同様であるように、屈折率を整合させた材料である。一例として、これに限られるわけではないが、接合層が1.406という屈折率を有するよう、第1の基板がガラスであって、1.472という屈折率を有することができる。

いくつかの実施形態においては、光学接合層108の接着材料が、光学接着剤であってよい。主として光学接着剤として説明されるが、いくつかの実施形態において、接着材料が、接着の性質をほとんど、またはまったく有さなくてもよく、主として光学的に整合させた層であってよいことを、理解すべきである。そのような非接着の実施形態においては、層を別の手段によって一体に保持することができる。

さらに詳しく後述されるとおり、接着材料は、塗布においてあらかじめ硬化済みの光学接着剤と考えられる組み合わせ接着剤であってよい。第1に、接着材料を、本明細書において光学接着液とも称される液体接着剤として、第1の基板102および第2の基板106の一方または両方へと塗布することができる。接着液を完全または実質的に硬化させることによって、接着剤予備形成物を形成することができ、硬化後に、第2の基板を表示装置へと積層することができる。接合後のエンハンスメント積層表示装置システム100を、接合の接着強度を高めるため、および捕らえられた空気を光学接合から追い出すために、事後処理することができる。

これに限られるわけではないが、例として、接着材料は、シリコーン主体の接着材料であってよい。あるいは、接着材料が、これらに限られるわけではないがウレタン由来の材料および／またはアクリル由来の材料など、他の適切な材料であってよい。いくつかの実施形態においては、接着材料が、ウレタン誘導体およびシリコーン誘導体（および／またはアクリル誘導体）の混合物であってよい。より硬いウレタン誘導体のより柔らかいシリコーン誘導体との混合物は、追加の接合特性をもたらすことができる。他の例として、いくつかの実施形態においては、ガラスへの接合がウレタン誘導体により、さらに／または表示装置への接合がシリコーン誘導体によってよい。さらに、いくつかの実施形態においては、エポキシ誘導体を使用することが可能であると考えられる。

さらなる例として、これに限られるわけではないが、以下の特定の材料が、典型的な例示の材料として提示され、単独または組み合わせにて使用可能である。接着材料の選択肢として、これらに限られるわけではないが、ジメチルシロキサンおよびビニル末端ジメチルポリマーのヒドロシラン架橋剤との混合物、ジメチルビニルシロキシ末端フェニルメチル環状シロキサン、メチルビニルシロキサン、ジメトキシ（グリシドキシプロピル）末端および／またはポリエーテル主体の脂肪族ポリウレタンの混合物など、ゲル、エラストマー、および樹脂が挙げられる。

別の実施形態においては、多層の手法が、アクリル系の光学的に透明な材料の使用を含むことができる。さらに、シンナーを、接着材料の粘性を下げ、積層を助けるために、適用することができる。これらの効果を達成するために、ヘキサメチルジシロキサンなど、アセトンと同様の乾燥速度を有する材料を使用することができる。

図2が、図1の表示装置システムをもたらすためにあらかじめ硬化させた光学接着剤を積層するプロセス200の概略図を示している。図示のとおり、接着剤を、第1および第2の基板を組み合わせる前に、ただ1つの基板へと塗布して硬化させることができる。図2において、基板202がオーバレイとして示されていることに注目できるが、いくつかの実施形態においては、ＬＣＤディスプレイなどの表示装置を第1の基板として考えることができることを、理解すべきである。

接着材料204を、基板202の表面へと塗布することができる。例えば、接着材料204は、光学接着液であってよい。いくつかの実施形態においては、接着材料が、液体担体中の感圧接着剤であってよい。接着材料を、第1の基板へと注ぎ、水平にすることができる。この最初の工程を、自動的水平化の工程と考えることができる。他の実施形態においては、接着材料204を、別の表面またはライナ上に用意し、その後に取り外して、第1および第2の基板へと適用することができる。ライナを用いた接合層の形成は、さらに詳しく後述されるように使用することができる接合シートを生み出すことができる。

再び図2を参照すると、第1および第2の基板を組み合わせる前に、接着材料204を、205に示されるとおり硬化させることができる。いくつかの実施形態においては、硬化後に、必要であれば、接着材料204を或るサイズへと切断することができる。いくつかの実施形態においては、接着材料が室温で硬化させられ、その後に熱によって硬化させられ、あるいはオートクレーブ処理される2段硬化システムを使用することができる。得られる接着材料が、接合層を形成する。いくつかの実施形態においては、接合層が、0.004インチ（10mm）という最小厚さである。接合層の深さは、部分的には、基板表面のばらつきに対処する一様な表面の生成にもとづくことができる。接着材料を、これらに限られるわけではないが、材料の屈折率などの光学的性質ならびに接合特性および硬化速度などといった機械的性質など、複数の要因にもとづいて選択できることを、理解すべきである。硬化が速すぎる材料は、積層複合体への配置が困難になる可能性がある。さらに、硬化が遅すぎる材料は、製造時間およびコストの増加につながる可能性がある。

硬化後に、基板202を、硬化した接着材料を有する準備された表面206（接着剤予備形成物206とも称される）を有すると考えることができる。第2の基板208を、基板202の準備された表面206へと矢印210によって示されるとおりに適用し、積層表示装置システム212を生み出すことができる。いくつかの実施形態において、接着材料を、第1および第2の基板を組み合わせる前に（室温または熱／圧力によって）硬化させることができ、第1および第2の基板を接着材料へと組み合わせたあとで、複合体全体を再びオートクレーブ処理することができることに、注意すべきである。

接合層をあらかじめ形成する上述のプロセスは、接合層における欠陥を少なくすることができる。さらに、形成された層が、従来からの層よりも大幅に一様であり、0.001インチという厚さの範囲内で一様であることができる。

図2に示したあらかじめ硬化させた光学接着剤を積層するプロセスは、表示装置とオーバレイとの間の光学接合を形成するために、ＰＳＡ積層プロセスの速度および簡単さを可能にしつつ、直接塗布の液体接着剤の望ましい特性を提供する。さらに、この予備形成の積層プロセスは、接合層をＰＳＡシートによって得られるよりもはるかに厚くすることを可能にする。この厚さの増加は、表示装置の前面から突き出す外周のベゼルを有している表示装置など、特注および特殊な表示装置に光学的接合を取り入れることを可能にする。さらに、厚さの増加は、相互対話的なシステムにおいても好都合となりうる。例えば、上述のあらかじめ硬化させた光学接着剤を積層するプロセスを使用して生み出すことができる追加の厚さは、タッチ式またはスタイレット式の表示装置システムにおいて、オーバレイに加えられるタッチの圧力に起因して表示装置へと加わる応力を、小さくすることができる。

さらに、接着材料を塗布し、その後に第1および第2の基板が接合されるように硬化させることができる従来のシステムと対照的に、接着材料を一方の基板のただ1つの面へと塗布して硬化させることで、不良品に関するコストが削減される。例えば、従来のプロセスにおいては、硬化プロセスにおける不具合が、第1および基板の両方が不都合な接合状態となるという結果につながった。接合における不具合を是正するために、ユニット全体（第1および第2の基板ならびに接着剤）を破棄するか、あるいは第1および第2の基板をお互いから引き離すべく試みる努力が行われていた。第1および第2の基板を引き離す試みは、典型的には、第1および第2の基板の少なくとも一方を破壊する結果となる。対照的に、接着材料をただ1つの基板へと塗布して硬化させることで、硬化プロセスにおける不具合を、第2の基板を適用する前に突き止めることができる。基板をさらなる層（ＬＣＤパネルなど）へと組み合わせることができるとき、欠陥の検出時に、どの基板を破棄するのかを制御することができる。典型的には、オーバレイがＬＣＤよりも安価であるため、ＬＣＤを組み合わせる前に欠陥を突き止めることで、製造時にＬＣＤの破壊または損失を防止することができる。

あらかじめ硬化させた光学接着剤を積層する方法、および得られる装置は、光学的な層の結合の追加によって、輝度などのエンハンスメント視認性を有することができる。さらに、光学的な層の結合は、荒さの改善をもたらして、欠陥品の発生を少なくすることができる。

図3は、エンハンスメント積層表示装置システムを生成すべく接着剤予備形成物を積層する方法300の別の例を示している。光学接着液または材料を、基板302へと直接塗布することができる。接着材料は、上述のとおり、任意の適切な接着材料であってよい。さらなる例として、これに限られるわけではないが、接着材料は、接着促進剤が追加されてなる二成分（two-part）の白金硬化シリコーン接着剤であってよい。この接着材料は、これらの例において使用されるとき、完全に硬化した状態で粘着性である。

所望の接合線厚さを、接着材料が基板へと塗布されるときに生成することができる。ひとたび所望の接合線厚さが形成されると、接着材料を、これらに限られるわけではないが自発的な硬化、ＵＶまたはＩＲ硬化などの光による硬化、熱による硬化、圧力による硬化、化学的な硬化、など、適切な硬化システムを使用して硬化させることができる。硬化の種類は、接着材料の調合にもとづくことができる。例として、自発硬化の接着剤の硬化速度を、温度を上げることによって高めることができ、これを生産性の向上に利用することができる。ＵＶ誘起の接着剤の硬化の例では、接着層を光源へと直接かつ完全に暴露することができる。接着層を直接的に暴露することができることで、影が硬化のプロセスに悪影響を及ぼしかねない従来のシステムと対照的に、優れた硬化が促進される。具体的には、伝統的な液体の直接塗布による接合では、オーバレイが、光源が接着剤へと直接的に進入することを妨げ（オーバレイが接着剤と光源との間にある）、光誘起の硬化に悪影響を及ぼす可能性がある。

図3に示されるとおり、接着材料を、個別にオーバレイへと直接配置することができる。いくつかの実施形態においては、表示装置がベゼルを持たず、オーバレイが表示装置のガラスと同じまたはより小さいサイズである場合や、オーバレイが完全に表示装置のベゼルの内側にはまり込む場合など、接着材料がオーバレイを完全または実質的に覆うことができる。他の実施形態においては、接着材料がオーバレイの全体は覆わず、代わりに接着材料を、表示装置に一致するように特別に形作ることができる。例として、オーバレイが表示装置のベゼル上まで広がり、あるいは表示装置から張り出す場合に、異形の予備形成物を使用することができる。

上述のように、硬化後に、基板302を、硬化した接着材料を有する準備された表面（接着剤予備形成物とも称される）を有すると考えることができる。図3は、基板302上の端から端までの予備形成物304を示している。図4は、基板402上の異形の予備形成物404を示している。

図3に示されるように、端から端までの予備形成物304は、ＬＣＤ312の上側の偏光板306に一致する。オーバレイ基板および上側の偏光板が、実質的に同じサイズである。ＬＣＤ層308および下側の偏光板310が、エンハンスメント積層表示装置システムを完結させる。

図4に示されるとおり、異形の予備形成物404は、オーバレイ402上で選択的なサイズを有している。いくつかの実施形態においては、異形の予備形成物404のサイズが、表示装置のベゼルの開口のサイズなど、表示装置406上の造作に一致することができる。典型的な例として、図4においては、異形の予備形成物404が、ベゼル410のベゼル開口412に実質的に一致するようなサイズを有している。図4の異形の予備形成物が、上側の偏光板408と実質的に同じサイズであることに、注意すべきである。すべてのシステムが上側の偏光板を備えるわけではなく、さらには／あるいは上側の偏光板は異形の予備形成物と異なるサイズでもよいことを、理解すべきである。

接着材料の配置においては、実質的に一様な厚さの接合線が望まれる。実質的に一様な厚さの接合線を作成するために、いくつかの実施形態においては、オーバレイを接着剤のプールに配置することができ、そこで、接着剤が、実質的に一様な厚さの接合線を生成すべくオーバレイへと塗布される。接合線の厚さが、任意の適切な表示装置に対応するような厚さであってよいことを、理解すべきである。例えば、接合線の深さは、上側の偏光板とオーバレイとの間の光学接着剤の最小厚さが典型的には0.5mmから最大で3.0mmである5.0インチ対角よりも大型の表示装置に対応するような深さであってよい。

図5は、実質的に一様な厚さの接合線を生成するための接着剤プールの使用を示す実施形態を図示している。図示のとおり、接着剤プール500に、フレーム502および少なくとも2つの深さレベルを設けることができ、レベル1が504で示され、レベル2が506で示されている。いくつかの実施形態においては、種々のサイズのオーバレイに対応するために、さらなるレベルを設けることが可能であり、この2レベルのシステムは、例示の目的で示されているにすぎない。

プールを、オーバレイ508を受け入れるための開口または空洞を定めるように構成することができる。オーバレイを、接着剤プール内のレベル2の床面など、オーバレイ支持部510に支持することができる。オーバレイをオーバレイ支持部510に配置した後で、プールを接着材料512で満たすことができる。典型的には、接着剤プールは、接合線のくぼみにつながりかねない漏れが実質的に存在してはならない。

オーバレイ支持部510が、接着材料が接着剤プールへと挿入されるときに、オーバレイ上の接着材料のばらつきを防止するために、オーバレイ508が水平な傾きのない向きにあることを保証する。例えば、図示の実施形態においては、プールの床が、506で示されているレベル2を生成するために凹まされており、この床の凹みが、オーバレイの形状に一致している。オーバレイを凹みへと配置することができ、オーバレイ支持部510が、オーバレイ508を実質的に平らな向きに保つ。典型的な実施形態においては、オーバレイ508が、504で示されているプールのレベル1がオーバレイ508の上面514と実質的に同一平面に位置するように支持される。オーバレイがプールの底と同一平面で水平であることが、オーバレイの端における接着剤の厚さの変化を防止するように働くことができる。

平坦なオーバレイの生成に関して説明したが、いくつかの実施形態においては、平坦でないオーバレイを使用できることを理解すべきである。オーバレイが平坦でなくてもよいが、そのようなオーバレイ上に所望の接着剤予備形成物を生成するために、上述の方法を使用できると考えられる。例えば、オーバレイは、球形または他の特別に形作られたオーバレイであってよい。さらに、矩形のオーバレイにて説明を行ったが、オーバレイそのものが、所望の用途に合わせた特注の形状であってよい。例えば、オーバレイは、矩形でないオーバレイであってよく、台形、円形、楕円形、星形、または他の特注の形状であってよい。接着剤予備形成物を、用途に応じて、オーバレイと同様に形作ることができる。他の実施形態においては、接着剤予備形成物を、表示装置の形状に一致するように形作ることができる。オーバレイおよび表示装置の形状は、選択された積層システムへと取り入れることができる特注の特徴である。

接着剤プールが、オーバレイの端の接着材料の非一様性を軽減するための特徴をさらに備えてもよいことに、注意すべきである。すなわち、オーバレイがレベル2内に配置され、504でレベル1によって示されているとおり、オーバレイの端を超えて充分な領域が広がっている。プールの端がオーバレイの端に当接する場合、接着剤がプールの端に出会う場所で、接着剤に端部効果が存在する。例えば、液体接着剤の表面張力によって、端の境界にメニスカスが形成される可能性がある。メニスカスを制御することによって、平坦で一様な接合線が、オーバレイに沿うことができる。広げられた端領域を設けることによって、より大きな面積の接着剤予備形成物がオーバレイの外周を超えて形成されることで、このような端部効果が、オーバレイの端から実質的に取り除かれる。換言すると、「端部効果領域」が、オーバレイに対する接合が完了する場所のさらに外へと追いやられる。例として、いくつかの実施形態においては、オーバレイの外縁とプールのフレームの外縁との間に、2mmの間隔が設けられる。そのような実施形態において、ひとたび接着剤が硬化すると、オーバレイをプールから取り出し、余分な予備形成物をオーバレイの端から注意深く取り除くことができ、さらにはプールからも取り除くことができる。材料の使用、接着剤プールの形状の設計、および環境条件を含む他の方法も、メニスカスおよび他の端部効果を制御するために使用できることを、理解すべきである。

オーバーサイズの予備形成物を利用する接着剤プールに関して上述したが、実質的に同一なサイズの予備形成物を生成するプールなど、他の接着剤プールも使用可能である。例えば、オーバレイを真っ直ぐな壁のプールの底部に配置できるよう、階段状の設計を排除することができる。そのようなプールは、接着材料の使用を可能な限り少なくし、あるいはオーバレイを超える側で接着材料が無駄になることがない。接着材料の削減は、接着材料に関するコストの削減を可能にする。さらに、そのようなプールによれば、清掃の工程も減らすことができる。

特殊な予備形成物の形状が望まれる場合もあることに、注意すべきである。したがって、マスキング層を、接着材料をプールに挿入する前に備えることができる。例えば、図6に示されているとおり、オーバレイ602を接着剤プール600に配置することができる。上述のように、オーバレイ602の上側の層が、レベル1の縁604と実質的に同一平面であってよい。オーバレイ602を、606で示されているとおりにマスクすることができ、接着材料608がプール600へと入れられたとき、接着材料がオーバレイのマスクありの領域に付着し、マスクを引きはがすときにマスクと一緒に取り除かれる。

特殊または特注のオーバレイを生成するために、接着剤の塗布に先立って、オーバレイにあらかじめ印刷を行い、あるいは前処理を加えてもよいことに、注意すべきである。例として、あらかじめの印刷または前処理を、マスキング、審美的応用、タッチ式画面などの機能的目的、などのために使用することができる。そのようなあらかじめの印刷または前処理を、オーバレイの造作であると理解することができる。例えば、オーバレイの一部分を、暗くすることができ、色付けでき、着色でき、あるいは種々の図、言葉、陰影、などをあらかじめ印刷することができる。本明細書の方法およびシステムは、そのような造作に、処理を大きく増やすことなく対処することを可能にする。一例として、前処理されたシートが、ガラス製のオーバレイに含まれる穴または他の造作を有することができる。穴は、スピーカ、タッチセンサ、などを取り付けるための穴であってよい。追加の印刷を、種々の機能を可能にするため、または表示装置の所望の審美性を保つために、オーバレイ上に備えることができる。例えば、意匠の印刷またはロゴ類を、オーバレイ上に設けることができる。

図7は、接着剤プール700の斜視図を示しており、オーバレイ702が、704で示されるとおりにレベル2によって形成された凹みに配置されている。706で示されたレベル1の床面が、オーバレイ702の上面と実質的に同一平面である。マスキング708が、特殊形状の予備形成物を形成するために、オーバレイ702の外周を巡って延びている。そのようなマスキングは、審美的にさまざまなである設計において使用するために、異形の予備形成物の生成を可能にすることができる。一様な矩形の形状で示されているが、他の形状およびそのような形状の変種も考えられ、本発明の技術的範囲に包含される。

図8が、異形の予備形成物を生成する別の方法をさらに示している。図6および7と同様に、オーバレイ802を接着剤プール800に配置することができる。マスキング804が、オーバレイを覆って広がることができ、806においてレベル1の底縁を覆って広がることができる。接着液808を、接着剤予備形成物ユニットを形成するために、オーバレイの上へと注ぐことができる。この追加のマスキングは、解放時の異形の予備形成物の崩壊を最小限にするよう、オーバレイおよび予備形成物の接着剤プールからのより容易な解放をもたらすことができる。

オーバレイを接着剤プールへと配置した後で、接着材料を、オーバレイの上へと適用することができる。図９は、接着材料を接着剤プール902へと注入するためのディスペンサ900を示している。図示のとおり、ディスペンサ900は、オーバレイ906の全体への接着材料の一様な注入を保証するために、へら状の先端を有するヘッド904を備えることができる。へら状の先端を有するヘッド904は、矢印908によって示されるとおりにオーバレイを横切って移動するときに、制御された速度で接着材料を放出することができる。接着材料を、プールの上面と実質的に同じ高さまで接着剤プールへと配置されるように、選択的に放出することができる。プールを、プールの深さが所望の接合線厚さの深さに一致するように寸法付けることができる。いくつかの実施形態においては、接着材料を、プールを過剰に満たすことなく完全に満たすためのまさに適正な量の接着材料で、一様にプールへと注入することができる。いくつかの実施形態においては、接着材料の低い粘性が、接着材料が自動的に水平になり、型を満たすべく短い距離を流れることを可能にする。プールを満たすことで、所望の接合線厚さを有する予備形成物が生成される。

ディスペンサが1つだけ示されているが、大量生産のために、一連の接着剤プールを横切って接着材料の一様な線を送り出すために、複数のディスペンサを使用することができることを理解すべきである。

必ずしもすべての実施形態において必要というわけではないが、接着材料の表面を、図10に示されるとおりにエッジャまたはスキージ1000を使用してさらに水平にできることに、注意すべきである。そのような実施形態においては、プールへと注入された余分な接着剤1002を、上面を横切ってエッジャを引き、プール1004を平らに満たして、余分な材料を縁を越えて運び去ることによって、取り除くことができる。いくつかの実施形態においては、正しい厚さをもたらすべく接着剤を充分に取り除くために、エッジャを2または3回通過させることができる。いくつかの実施形態においては、ディスペンサおよびエッジャが1つのユニットであってよく、ディスペンサおよびエッジャの組み合わせを使用することで、オーバレイ上に一貫した接合線厚さを形成するための接着材料の注入をもたらすことができることに、注意すべきである。

接着材料を注入して平らにした後で、接着材料の硬化が行われる。接着材料を硬化させるための任意の適切な方法を、使用することができる。接着材料を、接着剤プールにおいて完全に硬化させてもよく、あるいはオーバレイと一緒に接着剤プールから取り出し、その後に完全に硬化させてもよいことに、注意すべきである。

二成分（two-part）の白金硬化シリコーン接着剤を接着材料として使用する典型的な実施形態においては、この調合物が自発的に硬化する。接着剤を、室温において4時間で硬化させることができ、50℃で2時間へと加速させることができる。接着剤がガラス製のオーバレイなどの基板へと適用される場合は、はるかに高い温度を、基板を傷めることなく使用することができる。例えば、150℃では、接着剤が10分で、200℃ではわずか3分で完全に硬化する。図12が、硬化時間の硬化温度の関数としての変化について、グラフ表示を示している。オーバレイを基板として使用することによって、高い硬化温度の使用が可能になる。例えば、100℃を超える温度は、硬化時間を1時間未満へと短縮することができる。基板は、基板がガラス製のオーバレイなどのオーバレイである場合、そのような高温の使用によって悪影響を受けることがない。対照的に、ＬＣＤにそのような高温を使用すると、ＬＣＤの動作に悪影響が及ぶと考えられ、完成後のシステムの不具合の可能性につながりかねない。

いくつかの実施形態においては、硬化を、ＩＲヒータまたは他の適切な加熱システムを使用して加速することができる。シリコーン接着剤を接着材料として用いる一実施形態においては、シリコーンがＩＲ波長に関して透過性であるため、ＩＲエネルギーがシリコーンを通って伝えられ、基板によって吸収される。接着剤が下方から（加熱された基板から）一様に加熱され、きわめて制御された様相で迅速に硬化する。他の実施形態においては、温度を正確に制御することができるホットプレートに基板（オーバレイ）を接触させる接触加熱の手法が利用される。3分未満での完全な硬化が、シリコーン接着剤が200℃の基板へと適用される場合に可能である。さらに別の典型的な実施形態においては、従来からの対流式オーブンを使用し、接着剤の加熱に高温空気を使用することができる。

他の実施形態は、接着材料が基板へと適用され、その後にあらかじめ加熱したニッケル・テフロン（登録商標）・コートのアルミニウムプラグが接着材料の上方から適用される2段階のシステムを提供する。プラグの形状によって、接着材料の上部からオーバレイの上部までの距離を制御することができ、接合線厚さおよび接着剤予備形成物の上面の品質の制御が可能である。

接着剤予備形成物を備えるオーバレイを接着剤プールから取り出すための典型的なシステムが、図11に示されている。図示のとおり、オーバレイ1102が、接着剤プール1100に配置されている。接着材料1104が接着剤プール1100へと注入され、オーバレイ1102と接着材料1104とで接着剤予備形成物ユニット（接着剤予備形成物オーバレイユニットとも称される）が形成される。いくつかの接着剤プールでは、真空チャネル1106およびシール1108を使用して、接着剤予備形成物ユニットを接着剤プールに保持し、真空の使用時の漏れを最小限にすることができる。

接着剤予備形成物ユニットの解放を、離型促進材料の使用によって補助することができる。接着剤プールのための清浄かつ汚染のない材料が、接着材料の接着剤プールへの望ましくない付着を防止することができる。さらに、接着剤プールのコーティングは、引き離しを向上および容易化できる。例えば、接着剤プールを、ニッケル−ＰＴＦＥでコートすることができる。

いくつかの実施形態においては、剥離ライナを、接着材料の表面へと適用することができる。図13が、接着剤予備形成物がオーバレイ基板1304へと組み合わせられてなる接着剤予備形成物1302の外表面を保護する剥離ライナ1300を示している。剥離ライナは、脆弱な光学表面を汚染させることなく接着材料の表面に触れることができるようにする。接着材料のむき出しの上面に触れると、表面の汚損を引き起こしかねない。さらに、いくつかの実施形態においては、接着剤予備形成物ユニットを接着剤プールから解放するためにオーバーサイズの予備形成物を使用できることに、注意すべきである。オーバーサイズの予備形成物の広がった縁は、薄くて壊れやすいが、離型促進材料との組み合わせおよびライナの使用が、接着剤予備形成物ユニットの接着剤プールからの解放において助けとなりうる。さらに、剥離ライナは、予備形成物を汚染および損傷から好都合に保護することができる。例として、シリコーン接着剤においては、剥離ライナが、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などの材料であってよい。有効であるために、ライナにおいては、混入物および粒子状物質が実質的に存在してはならない。

以上に加え、接着剤予備形成物ユニットの接着剤プールからの取り出しを助けるために、真空チャネル1106を、接着剤予備形成物ユニットの把持およびその後の解放に使用することができる。図示のとおり、これらの真空チャネルを、接着剤プールに製作することができる。

個々の接着剤予備形成物ユニットの生成に関して上述したが、集まった一式の接着剤予備形成物ユニットを生成することも可能である。すなわち、いくつかの実施形態においては、複数の接着剤プールを、複数のオーバレイを一緒に処理できるように整列させることができる。そのような実施形態においては、複数のヘッドまたは他の機構を有する流体ディスペンサを使用することができ、そのような流体ディスペンサが、複数の接着剤プールへと同時または順次に接着剤を放出することができる。

接着剤予備形成物ユニットを、個々のユニットを生成すべく選択的に切断することができる。集まった一式を使用することで、多数の個々のユニットをただ1つの基板プラットフォームを使用して生成することができるため、製造効率が向上する。剥離ライナを、接着剤予備形成物ユニットが表示装置へと積層されるまで、接着剤を保護し、汚染を防止するために、接着剤予備形成物ユニットの露出された接着剤へと適用することができる。

図14が、母ガラス1400のシートが基板として処理される実施形態を示している。接着剤1402を、個々の表示装置1404へと個分けすることができる接着剤予備形成物ユニットを形成すべく、シート1400へと塗布することができる。いくつかの実施形態においては、シート1400に、接着剤の塗布に先立って刻みを設けることができ、刻みのプロセスによって生じる破片を、コーティングに先立って清掃することができる。ひとたびコーティングおよび硬化が行われると、シート1400を、前もって刻んだ線に沿って割り、個分けすることができる。他の実施形態においては、接着剤の塗布および硬化の後で、シート1400に刻みを設けて割ることができる。例えば、シートに、破片の生成を最小限にするレーザ刻みまたは他のプロセスを使用して刻みを設けることができる。

いくつかの実施形態においては、個分けにしたユニットが、鋭い造作を取り除くための筋が設けられた裁ち端を有することができる。さらに、そのような端部の筋は、クラックのきっかけを減らすことによって機械的な性能を改善する。

特殊なオーバレイを生成するために、接着剤の塗布に先立って、シートにあらかじめ印刷を行い、あるいは前処理を加えてもよいことに、注意すべきである。例として、あらかじめの印刷を、マスキングや審美的用途のために使用することができる。さらなる例として、前処理されたシートが、ガラスに含まれる穴または他の造作を有することができる。さらに、いくつかの実施形態においては、タッチセンサなどのセンサを、オーバレイシート上に取り入れることができる。背着剤をシートへと塗布して硬化させた後で、シートを個分けにして、これらの特別な造作を所望の位置に有している個々のオーバレイをもたらすことができる。

個々の接着剤予備形成物ユニットに関して上述したとおり、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などの剥離ライナを、個分けまでの保管および輸送を可能にするために、コート後の母ガラスへと追加することもできる。また、接着剤予備形成物が、母ガラスの個分け後に追加される剥離ライナを有してもよい。

接着剤予備形成物ユニット（硬化済みの接着剤予備形成物を有しているオーバレイ）の製作に使用される方法にかかわらず、そのような接着剤予備形成物ユニットは、エンハンスメント積層表示装置システムを形成すべく表示装置へと積層されるように構成されている。すなわち、完全な硬化の後に、個々の接着剤予備形成物ユニットを、さらに詳しく後述されるとおりに該当の表示装置へと積層することができる。剥離ライナが存在する場合には、最初に剥離ライナが取り除かれ、次いでオーバレイ上の接着剤が、表示装置の清浄な上側の偏光板に接触させられる。良好な付着を保証するために、接合へと或る時間にわたって圧力を加えることができる。

図15が、接着剤予備形成物ユニット1502の表示装置1508への結合を、1500に示している。接着剤予備形成物ユニット1502は、オーバレイ基板1504および接着剤予備形成物1506を含んでいる。接着剤予備形成物が、オーバレイがベゼルの内側部分のための接着剤を有している異形の予備形成物である点に、注意すべきである。予備形成物を、得ようとする積層表示装置システムの寸法および所望の審美的外観に応じ、異形の予備形成物または端から端までの予備形成物など、任意に構成できることを理解すべきである。

専用の整列具を、厳しい公差での正しい位置の整列を保証するために、オーバレイを表示装置に対して正しく位置させるために使用することができる。そのような固定システムは、大量生産において＋／−0.02mmの範囲内の精度であることが示されている。あるいは、ロボットまたは半ロボットシステムを、積層の実行に使用することができる。この場合、各々の特定の部品形状に合わせた専用の固定具は、ロボットシステムが、アセンブリを正しく整列させるべくオーバレイおよび表示装置の位置および向きを正確に割り出して補償するための能動的な整列または位置決めシステムを備えることができるため、不要であるかもしれない。

図16が、典型的な整列具1600を示している。整列具1602が、表示装置1604のための表示装置収容部1602を備えている。接着剤予備形成物ユニット1606を、オーバレイおよび表示装置が正しく整列するように、チャネル1608に配置することができる。整列具が、表示装置およびオーバレイの寸法に一致するような種々の形状の収容部を有してもよいことを、理解すべきである。

接着剤予備形成物ユニットの接着剤は、すでに完全に硬化しているため、接触時に瞬時に、オーバレイと表示装置との間の接合がなされ、部品が一体に保持される。従来のシステムと対照的に、接着剤の架橋を待つ必要がない。瞬時の接合は、必要な整列具またはロボット式整列／積層ステーションの数を少なくし、設備投資を少なくするとともに、製造効率の向上をもたらす。

いくつかの実施形態においては、接着剤予備形成物ユニットが、積層に先立ってわずかに変形させられる。例えば、小型のシステムにおいては、接着剤予備形成物ユニットを円筒の断面へと変形させることができる。このやり方で、積層が線接触として始まり、次いで接着剤予備形成物ユニットが表示装置へと転がされ、接合領域の連続的な前進を保って、捕らえられる空気ポケットを実質的になくす。より大型のシステムにおいては、接着剤予備形成物ユニットを、角を固定して中央を表示装置に向かって押すことによって、球の断面へと変形させることができる。積層が、表示装置の中央の点において開始され、次いで接合領域が、接着剤予備形成物ユニットの変形量が減らされるにつれて、中央の点から広がっていく。やはり、このような実施形態においても、積層プロセスにおける気泡が最小限であり、積層によるシステムの品質が向上する。

いくつかの実施形態においては、積層プロセスが、真空環境において完了される。真空環境は、積層プロセスの際の気泡の捕捉を大幅に低減または皆無にすることができる。さらに詳しく後述されるとおり、そのような実施形態においては、接着剤予備形成物ユニットおよび表示装置が真空チャンバ内に配置され、真空チャンバが排気される。ひとたびチャンバ内の圧力が所望の水準に達すると、接着剤予備形成物ユニットを、表示装置の上側の偏光板に接触させることができる。

オーバレイの表示装置への積層に続いて、いくつかの実施形態においては、エンハンスメント積層表示装置システムが、積層プロセスの際に捕らえられた空気を除去するために事後処理される。例えば、標準大気圧での積層の際に、接着剤予備形成物ユニットの表示装置への接合が、オーバレイおよび表示装置（例えば、ＬＣＤガラス）の間に少量の空気の捕捉を生じさせる可能性がある。気泡が、システムの品質に悪影響を及ぼす光学的に視認可能な欠陥を生じさせる。或るシステムにおいては、エンハンスメント積層表示装置システムが、圧力および高められた温度のもとに置かれる。例えば、エンハンスメント積層表示装置システムを、熱および圧力で処理することができる。例えば、いくつかのシステムを、0.5MPa（72.5psi）および50℃で20分間にわたって事後処理することができる。他の例では、エンハンスメント積層表示装置システムを、例えばわずかに0.41MPa（60psi）の圧力のもとで、わずかに10分間にわたって事後処理される。最適な処理スケジュールは、さまざまな表示装置のサイズおよび接合厚さの組み合わせに応じて、さまざまであってよい。例えば、システムを、熱および圧力の組み合わせを使用して、熱および圧力の強さに応じた10〜60分までのさまざまな期間にわたって、事後処理することができる。他の例として、一実施形態においては、事後処理の手順が、気泡を表示装置とオーバレイとの間から追い出し、完全に硬化した光学的に透明な接合を生成するために、0.5MPaを超える圧力および約45℃の温度を最大で45分間にわたって使用する加熱されたオートクレーブを使用する。事後処理の後で、接合を欠陥、光学的品質、または他の性能の問題について検査または試験することができる。

光学接合の接着強度および結合力は、事後処理の際に大きく変化することはないが、気泡は、実質的に取り除かれる。さらに詳しく後述される真空積層プロセスなど、積層時の気泡の形成がわずかまたは皆無であるシステムについて、事後処理を廃止または軽減できることを、さらに理解すべきである。

簡単に上述したように、いくつかの実施形態においては、接着剤予備形成物ユニットを、真空環境において表示装置へと積層することができる。真空での接着剤予備形成物ユニットおよび表示装置の積層は、気泡の残留をなくすことができ、積層後のアセンブリを熱および圧力によって事後処理する必要をなくし、仕上がった製品を積層プロセスの直後に検査および梱包することができる。一例として、積層プロセスは、30秒のプロセスであってよく、梱包を積層プロセスの直後に行うことができる。そのようなシステムは、合計のプロセス内作業滞留時間を、真空積層によって1分未満へと45分以上（事後処理システムが、熱および圧力の両方による処理を必要とする）も短縮することができる。さらに、事後処理はなくなることで、より直接的なリーン生産システムがもたらされる。そのような利点は、大量の表示装置システムを製造し、そのようなシステムの製造のコストを削減する能力につながる。

1つの典型的な実施形態においては、図17に示されているとおり、接着剤予備形成物ユニット1702が、真空積層器1700の上部ハウジング1705のホルダ1704に装着される。ホルダ1704は、密封シリンダ1708に配置されたピストン1706に取り付けられる。シリンダ1708を、真空チャンバの上部ハウジングに恒久的に取り付けることができる。

真空チャンバの下半分（下部ハウジング1710）において、上部ハウジングの下方に、表示装置1712が配置される。ピン1714などの位置決めピンを、チャンバの上部および下部ハウジングを整列させるために使用することができる。リング1716などの1つ以上の周囲の柔軟な部材が、シールを形成することができ、チャンバの穴を通って真空を引くことができる。ピストン上のばね1718が、真空によってピストンが下方に引かれることを阻止している。ワッシャ1720が、図17にさらに示されている。

典型的な実施形態においては、ひとたび30mmHgの真空が達成されると、ピストン1706などの真空ポンプを、ピストンを手または機械の力で下方に押すなどによって係合させることができる。結果として、接着剤予備形成物ユニット1702および表示装置1712を、結合させることができる。結合後に、真空が解放され、標準圧力が達成され、今や積層されて実質的に気泡を存在させていないエンハンスメント積層表示装置システムを取り出すために、チャンバが開かれる。典型的には、真空積層を使用することによって、接合を完成させるために事後処理が必要でない。

図17は、接合の準備ができた状態の真空積層器1700を示している。上述のように、接着剤予備形成物ユニット1702および表示装置1714が、接触時にオーバレイおよび表示装置が所望の整列となるように、上部および下部ハウジングにそれぞれ配置される。図18が、真空積層器1700の断面図を示しており、ピストンは、接着剤予備形成物ユニット1702および表示装置1714を接合する前の位置にある。図19が、真空積層器1700の別の断面図を示しており、ピストン1706が、接着剤予備形成物ユニット1702および表示装置1714を接合すべく移動している。

図20および図21が、真空積層器の別の実施形態を示している。この実施形態においては、真空積層器2000が、上部ハウジング2002への接着剤予備形成物ユニットの導入および下部ハウジング2004への表示装置の導入に備えた開放位置に示されている。図20が、導入および真空引きのために引き込まれたピストン2600を示している。図21は、接着剤予備形成物ユニットと表示装置との間の接合を行うために伸ばされたピストン2006を示している。ハウジングにおける漏れを防止するために、下部ハウジング2004上にシール2008が設けられていることに、注意すべきである。図20および図21には、チャンバ内の真空を測定するためのゲージ2010およびチャンバを真空源から遮断するための遮断弁2012が、さらに示されている。

図22が、積層表示装置の別の実施形態を示している。積層表示装置2200は、第1の基板2202および第2の基板2204を含むことができる。光学接合層2206を、第1の基板2202および第2の基板2204の間に配置することができる。光学接合層2206は、感圧接着シートなどの接着剤や、上述した接着剤などの完全に硬化した転写接着剤であってよい。接着シートは、第1および第2の基板からの反射を最小限にするように設計された屈折率を有することができる。

接合層は、一部には広がった地形に対処し、第1および第2の基板において欠陥のない層を可能にするために、かなりの厚さであってよい。したがって、いくつかの実施形態においては、上述の接合層などの接合層が、約0.010インチ（0.25mm）の厚さであってよい。

1つの典型的な実施形態においては、二成分の白金硬化シリコーン接着剤などの光学接着剤を、ＬＤＰＥ剥離ライナなどの剥離ライナへと直接的に流すことができる。次いで、接着剤を硬化させ、第2の剥離ライナを前もって露出された面に配置することができる。次いで、この転写接着剤を、シートとして保管および運搬することができる。接合の準備ができたとき、一方の剥離ライナを取り除き、転写接着剤をオーバレイまたは表示装置へと積層することができる。同様に、第2の剥離ライナを取り除き、次いで表示装置またはオーバレイを所定の位置に積層することができる。積層の方法に応じて、接合を、捕らえられた空気を取り除くために事後処理することができる。

転写接着剤シートは、接着剤の処理を、積層プロセスから物理的および地理的に分離させることを可能にできる。さらに、転写接着剤シートは、製造サイクルの後の段階での分化のために容易に所望のサイズへと選択的に切断することが可能であり、きわめてさまざまな製品を可能にする。最後に、接着剤を、大きなシート（あるいは、ロール・トゥ・ロールであってもよい）に製造することができる。

上述と同様の方法を、剥離ライナ上に所定の接合線厚さを生成するために使用できることに、注意すべきである。例えば、転写接着剤を、固定のサイズのツールまたはフォームにて製造することができる。さらに、いくつかの実施形態においては、接着剤が剥離ライナのロールへと押し出されて硬化させられ、次いで第2のライナが前もって露出された表面へと巻き付けられるロール・トゥ・ロール法を、使用することが可能である。

同様に、図23は、本発明の一実施形態による積層表示装置の別の実施形態を示している。積層表示装置2300は、第1の基板2302および第2の基板2304を含んでいる。接合層2306が、第1の基板2302および第2の基板2304の間に配置される。接合層2306は、感圧接着シートまたは転写接着剤シートなど、複数の接着剤シート2308、2310、2312を含むことができる。シートを、光学向上層を形成すべく重ねることができる。それぞれのシートが、第1および第2の基板からの反射を少なくするように設計された適切な屈折率を有することができる。

3枚のシートが示されているが、接合層2306を任意の数のシートで構成できることを、理解すべきである。さらに、シートは、同じ材料で製作されても、異なる材料で製作されてもよい。例えば、いくつかのシートが、ウレタン由来である一方で、他のシートが、シリコーン由来またはアクリル由来であってよい。また、シートは、同じ厚さでも、異なる厚さでもよい。

上述のように、接合層2306は、第1および第2の基板の広がった地形に対応するために、かなりの厚さであってよい。したがって、いくつかの実施形態においては、接合層が、約0.010インチ（0.25mm）の厚さであってよい。接合層を複数のシートで構成できるため、それぞれのシートは、接合層が全体として約0.010インチ（0.25mm）であるような厚さであってよい。

いくつかの実施形態において、接合層2308、2310、または2312を、1つ以上の接着性でない光学向上層で構成できることに、注意すべきである。これらの層を、2つの基板の間で圧迫または拘束することができ、単独または接着剤との組み合わせにおいて使用することができる。例えば、いくつかの実施形態においては、接着材料が、第1および第2の基板の間に挟んで、クランプまたはフレームによって保持することができる接着性でない光学向上層であってよい。層の屈折率は、表示装置に光学的な向上をもたらすが、接着性をほとんどまたはまったくもたらさないように設計される。

いくつかの実施形態においては、表示装置が、さらにベゼルを備えることができる。そのような実施形態においては、充分な接合層をもたらすために複数の適用が必要であるかもしれない。例えば、表示装置上に1つ、ベゼル上に1つ、2つの適用を使用することができる。そのようなシステムにおいて、組み合わせの接合材料を使用することができる。

さらに図面を参照すると、図24が、エンハンスメント積層表示装置システムの生成方法の実施形態を示すプロセスフローを示している。方法2400は、光学接着液を第1の基板へと送出するステップ2402、光学接着液の硬化を加速させ、接着剤予備形成物ユニットを形成するステップ2404、および接着剤予備形成物ユニットを液晶表示装置の上面へと積層し、エンハンスメント積層表示装置システムを形成するステップ206を含んでいる。光学接着液を第1の基板へと送出するステップおよび硬化によって接着剤予備形成物ユニットを形成するステップを、第1の場所において実行でき、積層のステップを第2の場所で実行できることに、注意すべきである。さらに、接着剤予備形成物ユニットを、後の時期に別の施設で積層および処理を行うために輸送することができることを、理解すべきである。接着剤予備形成物ユニットが、後での使用のために生成される場合、接着剤予備形成物の汚染を防止するために、剥離ライナを使用することが可能である。

本明細書に記載した構成および／または手法が、本質的に例示であって、多数の変種が可能であるため、これらの具体的な実施形態または実施例を、本発明を限定する意味に解釈してはならないことを、理解できるであろう。本発明の主題は、本明細書において開示された種々のプロセス、システム、および構成、ならびに他の特徴、機能、動作、および／または特性のあらゆる新規かつ非自明な組み合わせまたは部分的組み合わせ、ならびにそれらの任意かつすべての均等物を包含する。

Claims (28)

1. エンハンスメント積層表示装置システムを生成する方法であって、
   光学接着液を第1の基板へと送出するステップ、
   光学接着液を第1の基板上で硬化させることによって、接着剤予備形成物ユニットを形成するステップ、および
   接着剤予備形成物ユニットを第2の基板へと積層して、エンハンスメント積層表示装置システムを形成するステップ
   を含んでおり、
   第1の基板および第2の基板の一方が、表示装置である方法。
2. 前記第2の基板が、液晶表示装置、有機発光表示装置、および電子ペーパー表示装置のうちの1つである請求項1に記載の方法。
3. 光学接着液を送出するステップが、前記第1の基板および前記第2の基板の一方または両方に屈折率を整合させた接着剤を送出することを含んでいる請求項1に記載の方法。
4. 光学接着液を送出するステップが、二成分の白金硬化シリコーン接着剤を送出することを含んでいる請求項1に記載の方法。
5. 光学接着液を送出するステップが、ガラス製のオーバレイおよびプラスチック製のオーバレイのうちの1つへと接着材料を送出することを含んでいる請求項1に記載の方法。
6. 光学接着液を送出するステップおよび接着剤予備形成物ユニットを形成するステップが、第1の場所で実行され、接着剤予備形成物ユニットを第2の基板へと積層するステップが、第2の場所で実行される請求項1に記載の方法。
7. 接着剤予備形成物ユニットを形成するステップが、前記第1の基板を接着剤プールに配置し、該接着剤プールを所定のレベルまで満たして、前記基板の全体に所定の一様な接合線厚さを生成することを含んでいる請求項1に記載の方法。
8. 接着剤プールを満たすことが、端部効果を実質的に軽減すべく、光学接着液を前記第1の基板の外周を過ぎて広げることを含んでいる請求項7に記載の方法。
9. 接着剤予備形成物ユニットを形成するステップが、接着材料の上面を横切ってエッジャを引くことによって前記第1の基板上の光学接着液を平らにすることを含んでいる請求項7に記載の方法。
10. 光学接着液を硬化させるステップが、送出された光学接着液および第1の基板の一方または両方を加熱することを含んでいる請求項1に記載の方法。
11. 前記第1の基板が、非平面のオーバレイである請求項1に記載の方法。
12. 前記第1の基板が、非矩形のオーバレイである請求項1に記載の方法。
13. 前記光学接着液を硬化させるステップが、ＩＲヒータを使用して前記第1の基板を加熱することを含んでいる請求項1に記載の方法。
14. 前記光学接着液を硬化させるステップが、前記接着材料および第1の基板を少なくとも150℃まで加熱することを含んでいる請求項1に記載の方法。
15. 前記接着剤予備形成物ユニットを第2の基板へと積層するステップが、気泡の形成を少なくすべく積層時に前記第1の基板を変形させることを含んでいる請求項1に記載の方法。
16. 前記エンハンスメント積層表示装置システムを、気泡の形成からの光学的欠陥を減らすべく圧力および熱の少なくとも一方によって処理するステップ
    をさらに含んでいる請求項1に記載の方法。
17. オーバレイと、
    前記オーバレイへと結合した完全に硬化済みの接着剤予備形成物と
    を含んでおり、表示装置へと積層されるように構成されている接着剤予備形成物ユニット。
18. 前記接着剤予備形成物が、前記オーバレイに屈折率に関して整合させられている請求項17に記載のユニット。
19. 前記接着剤が、二成分の白金硬化シリコーン接着剤である請求項17に記載のユニット。
20. 前記オーバレイが、ガラス製のオーバレイおよびプラスチック製のオーバレイのうちの1つである請求項17に記載のユニット。
21. 前記接着剤が、自ら硬化する接着剤である請求項17に記載のユニット。
22. 硬化を加速すべく加熱されるように構成されている請求項21に記載のユニット。
23. 前記予備形成物が、前記オーバレイの外周を過ぎて広がっている請求項20に記載のユニット。
24. 前記予備形成物が、異形の予備形成物である請求項20に記載のユニット。
25. 前記表示装置が、液晶表示装置、有機発光表示装置、および電子ペーパー表示装置のうちの1つである請求項17に記載のユニット。
26. 接着剤予備形成物ユニットを形成する方法であって、
    液体シリコーン接着剤を基板シートへと送出するステップ、
    前記接着剤を前記基板シート上で硬化させて接着剤予備形成物を形成するステップ、および
    前記基板シートを、表示装置への積層のための個々の接着剤予備形成物ユニットへと切断するステップ
    を含んでいる方法。
27. 前記表示装置が、液晶表示装置、有機発光表示装置、および電子ペーパー表示装置のうちの1つである請求項26に記載の方法。
28. 前記個々の接着剤予備形成物ユニットを表示装置へと積層するステップ
    をさらに含んでいる請求項26に記載の方法。
    

Images