JP2015087402A - 表示装置の製造方法および製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示パネルの接合に使用される紫外線硬化樹脂を起因とした不具合の発生を抑制する。【解決手段】紫外線照射部510は、紫外線硬化樹脂J10により表示パネル10と透明部材50とが接合されている状態において、紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域に紫外線が照射されるまで、照射領域R20の位置を、透明部材50の表示面50aの一部である領域から表示面50aの他の一部である領域まで連続的に変化させながら紫外線を照射する。【選択図】図4

Description

本発明は、紫外線硬化樹脂を利用した処理を行う表示装置の製造方法および製造装置に関する。
近年の情報電子機器の普及に伴い、薄型、軽量の液晶表示装置は、携帯電話またはパソコン用のディスプレイ、産業用途で使用される装置類、車載の表示装置、ハンディ端末、広告表示機として使用されている。
さらに近年、液晶パネルの前面にタッチパネルなどの入力装置を設け、さらに、当該入力装置の前面に透明保護板を設けた表示装置が広く普及してきている。当該表示装置は、券売機またはATM(Automated Teller Machine)の表示装置、携帯電話またはタブレット型PC(Personal Computer)等のモバイル端末である。また、当該透明保護板は、当該入力装置の画面を保護するための板である。
これらの表示装置の中には、液晶表示装置と、タッチパネル、透明保護板等の透明部材とを、透明樹脂で接合(ボンディング)したものがある。当該透明樹脂は、タッチパネル、透明保護板等の透明部材とほぼ同等の屈折率を有する。この構成により、各部材間の表面の反射をなくし、良好な視認性を得ることができる。
特許文献1では、表示パネルと保護板(フロントウインドウ)とを、紫外線硬化樹脂により接合する技術(以下、関連技術Aともいう)が開示されている。具体的には、関連技術Aでは、表示パネルと、当該表示パネルの前面に配置される保護板は、紫外線硬化樹脂により接合される。
次に、接合対象となる、表示パネルと保護板との両部材が、位置決め装置(支持機構)により所定の位置にセットされる。次に、紫外線を透過させる範囲を限定したマスクを介して、紫外線が保護板へ照射される。これにより、表示パネルと保護板との接合面(紫外線硬化樹脂)の一部のみが硬化する。
次に、接合対象となる両部材を、位置決め装置から取り外し、その後、紫外線の照射により、紫外線硬化樹脂全体を硬化させる。これにより、位置決めに使用する装置(支持機構)の占有時間を短縮し、生産性を向上させることが出来る。
特許文献2では、適度な伸び率を有する紫外線硬化樹脂により表示パネルと保護板とを接合する技術(以下、関連技術Bともいう)が開示されている。関連技術Bにより、紫外線硬化樹脂の硬化収縮、保護板の反り等により生じる応力の影響による、表示装置の表示ムラの発生を抑制することができる。
特開2011−145534号公報 特開2009−186963号公報
しかしながら、関連技術A,Bでは、以下のような問題点がある。具体的には、関連技術Aでは、紫外線硬化樹脂の一部のみを硬化させるために、紫外線を照射する第1照射工程の後に、保護板(フロントウインドウ)全面に対し、紫外線を照射する第2照射工程が行われる。これにより、紫外線硬化樹脂全体が硬化する。
なお、第2照射工程では、紫外線硬化樹脂全面に紫外線が照射されるため、当該紫外線硬化樹脂の収縮が発生する。そのため、接合対象の両部材の間隔をスペーサーによって維持しながら、第1照射工程により先に硬化した紫外線硬化樹脂の一部と、第2照射工程により硬化する紫外線硬化樹脂の他の部分と間に応力が生じる。その結果、表示パネルが変形し、表示装置において表示ムラが発生する可能性が高い。
また、関連技術Bでは、表示パネルと保護板とを接合する紫外線硬化樹脂として、柔らかい接合用樹脂が使用される。これにより、樹脂の収縮、保護板の反り等による応力の発生をある程度緩和することができる。
しかしながら、使用される紫外線硬化樹脂が柔らか過ぎる場合、当該紫外線硬化樹脂の硬化後において、接合された部材間の位置ずれ、振動、衝撃等の外力による接合面の破損等の不具合が生じる恐れがある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、表示パネルの接合に使用される紫外線硬化樹脂を起因とした不具合の発生を抑制することが可能な表示装置の製造方法等を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る表示装置の製造方法は、映像を表示する表示パネルと、該表示パネルのうち該映像を表示する面側に設けられ、紫外線を透過させる透明部材とを備える表示装置の製造方法である。前記表示装置の製造方法は、前記紫外線が照射されることにより硬化する紫外線硬化樹脂により前記表示パネルと前記透明部材とが接合されている状態において、該紫外線硬化樹脂の平面視での全領域に該紫外線が照射されるまで、該紫外線が照射される照射領域の位置を、前記透明部材のうち前記映像を表示するための表示面の一部である第1領域から該表示面の他の一部である第2領域まで連続的に変化させながら該紫外線を照射する紫外線照射工程を含む。
本発明によれば、紫外線硬化樹脂により前記表示パネルと前記透明部材とが接合されている状態において、該紫外線硬化樹脂の平面視での全領域に該紫外線が照射されるまで、該紫外線が照射される照射領域の位置を、前記透明部材の表示面の一部である第1領域から該表示面の他の一部である第2領域まで連続的に変化させながら該紫外線が照射される。
すなわち、本発明では、従来のように、紫外線硬化樹脂全面に紫外線が照射されず、照射領域の位置が変化しながら、紫外線硬化樹脂の一部に紫外線が照射される。そのため、透明部材を透過する紫外線により硬化する部分が、紫外線硬化樹脂の一部の領域から紫外線硬化樹脂の全領域まで、連続的に広がる。すなわち、紫外線硬化樹脂の全領域が硬化するまでにおいて、紫外線硬化樹脂の全領域のうち、紫外線により硬化が進行する領域の周辺には、未硬化の紫外線硬化樹脂が存在する。
これにより、当該硬化が進行する領域には、たえず、未硬化の紫外線硬化樹脂が補われる。その結果、紫外線硬化樹脂の全領域が硬化するまでにおいて、表示パネルと透明部材との間における応力の発生を十分に抑制することができる。したがって、表示パネルの接合に使用される紫外線硬化樹脂を起因とした不具合の発生を抑制することができる。
本発明の実施の形態1に係る表示装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る表示装置の断面図である。 本発明の実施の形態1に係る紫外線照射工程で使用される紫外線照射装置を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る紫外線照射工程を説明するための図である。 本発明の実施の形態2に係る紫外線照射工程を説明するための図である。 比較例に係る、表示装置の製造方法を説明するための図である。 硬化樹脂により発生する応力を説明するための図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。
なお、実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。
<比較例>
以下、表示パネルの接合に紫外線硬化樹脂を使用した比較例について説明する。紫外線硬化樹脂は、当該紫外線硬化樹脂に紫外線が照射されることにより、紫外線硬化樹脂のうち紫外線が照射された部分が硬化する樹脂である。以下においては、硬化していない紫外線硬化樹脂を、紫外線硬化樹脂J10ともいう。紫外線硬化樹脂J10は、流動性を有する。また、紫外線硬化樹脂J10は、透明である。
図6は、比較例に係る、表示装置の製造方法を説明するための図である。以下においては、比較例に係る、表示装置の製造方法を、製造方法Nともいう。製造方法Nでは、表示パネル10と透明部材50とを接合する接合工程Nが行われる。
表示パネル10は、例えば、液晶パネルである。表示パネル10は、映像を表示する。表示パネル10の周縁部は、筐体3と接触している。
透明部材50は、紫外線を透過させる部材である。透明部材50は、タッチパネル、透明保護板等である。透明部材50は、表示面50aを有する。表示パネル10が表示する映像を構成する映像光が、紫外線硬化樹脂J10および透明部材50を透過することにより、表示面50aは映像を表示する。
図6を参照して、接合工程Nでは、まず、透明部材50と表示パネル10との間に、紫外線硬化樹脂J10が充填(塗布)される。なお、硬化した紫外線硬化樹脂J10は、表示パネル10、透明部材50の屈折率と同等の屈折率を有する。
具体的には、接合工程Nは、樹脂供給工程Nと、紫外線照射工程Nとを含む。接合工程Nでは、まず、樹脂供給工程Nが行われる。樹脂供給工程Nでは、透明部材50と表示パネル10との間における、透明部材50の一方の面全体に紫外線硬化樹脂J10が広がるように、紫外線硬化樹脂J10が充填される。そして、紫外線硬化樹脂J10の厚さが、所望の厚さに制御される。
次に、紫外線照射工程Nが行われる。紫外線照射工程Nでは、表示面50a全体に紫外線が照射される。これにより、紫外線硬化樹脂J10の上面全体に紫外線が照射される。そのため、紫外線硬化樹脂J10全体が硬化する。その結果、表示パネル10と透明部材50とが接合される。
以下においては、紫外線の照射により、硬さが最大となるまで硬化した紫外線硬化樹脂J10を、硬化樹脂J10aともいう。硬化樹脂J10aは、透明である。また、以下においては、紫外線硬化樹脂J10全体のうち、紫外線の照射により、硬さが最大となるまで硬化した領域を硬化領域R5ともいう。硬化領域R5内の紫外線硬化樹脂J10は、硬化樹脂J10aである。
次に、紫外線硬化樹脂J10の硬化により生じる応力について説明する。図7は、硬化樹脂J10aにより発生する応力を説明するための図である。図7の領域R11は、応力が生じている領域である。
図6および図7を参照して、前述の紫外線照射工程Nにより紫外線の照射が行われた場合、紫外線硬化樹脂J10の硬化が徐々に進む。それに伴い、紫外線硬化樹脂J10の流動性は低下する。そして、紫外線硬化樹脂J10が、ある一定の硬さまで硬化すると、紫外線硬化樹脂J10の流動性はなくなる。
しかしながら、紫外線硬化樹脂J10を完全に硬化させるためには、紫外線照射工程Nにより、紫外線硬化樹脂J10に対し、さらに紫外線を照射する必要がある。
紫外線硬化樹脂J10の流動性がなくなった後における、さらなる、紫外線の照射により、紫外線硬化樹脂J10には硬化に伴う収縮が生じ、表示パネル10と透明部材50との間に介在する紫外線硬化樹脂J10の体積が減少する。体積が減少した紫外線硬化樹脂J10は、硬化樹脂J10aである。
これにより、筐体3により、厚さ方向の位置が規制されている、硬化樹脂J10aの周縁部に対し、硬化樹脂J10aの中央部では応力が発生する。具体的には、硬化樹脂J10aの中央部では、上記の体積の減少により、表示パネル10と透明部材50とが互いに近づくように、領域R11に応力が発生する。
その結果、表示パネル10が変形することによる表示ムラが発生したり、表示パネル10等の被接合部材と硬化樹脂J10aとの間に剥離が生じるという問題があった。
そこで、以下の実施の形態により、上記比較例で述べた問題、すなわち、関連技術A,Bの問題を解決する。以下、この発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
<実施の形態1>
(表示装置の全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る表示装置100の分解斜視図である。図1において、X,Y,Z方向の各々は、互いに直交する。以下の図に示されるX,Y,Z方向の各々も、互いに直交する。
以下においては、X方向と、当該X方向の反対の方向(−X方向)とを含む方向をX軸方向ともいう。また、以下においては、Y方向と、当該Y方向の反対の方向(−Y方向)とを含む方向をY軸方向ともいう。また、以下においては、Z方向と、当該Z方向の反対の方向(−Z方向)とを含む方向をZ軸方向ともいう。また、以下においては、X軸およびY軸を含む平面を、XY平面ともいう。
図2は、本発明の実施の形態1に係る表示装置100の断面図である。具体的には、図2は、図1のA1−A2線に沿った表示装置100の断面図を示す。表示装置100は、液晶表示装置である。
なお、表示装置100は、液晶表示装置に限定されず、他の形式の表示装置であってもよい。表示装置100は、例えば、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイであってもよい。
図1および図2に示すように、表示装置100は、表示パネル10と、バックライト20と、筐体3と、タッチパネル4と、回路基板5と、透明保護板6とを備える。
表示パネル10は、例えば、液晶パネルである。表示パネル10は、映像を表示する。バックライト20は、表示パネル10の背面へ光を照射する。
筐体3の内部には、表示パネル10およびバックライト20が配置される。筐体3は、開口部3Hを有する。
タッチパネル4は、紫外線を透過させる透明部材である。タッチパネル4は、表示パネル10のうち映像を表示する面側に設けられる。すなわち、タッチパネル4は、表示パネル10および筐体3上に配置される。タッチパネル4は、外部からの入力信号を検知する。
また、タッチパネル4は、面4a,4bを有する。面4aは、面4bの反対側の面である。面4aは、ユーザーが、タッチパネル4を操作する側の面である。前述の紫外線硬化樹脂J10が硬化した硬化樹脂J10aにより、タッチパネル4と表示パネル10とは接合される。
また、表示パネル10が表示する映像を構成する映像光が、硬化樹脂J10aおよびタッチパネル4(透明部材)を透過することにより、面4aは映像を表示する。なお、映像が表示される表示領域のほぼ全体において、タッチパネル4と表示パネル10とは接合される。
透明保護板6は、タッチパネル4を保護する板である。また、透明保護板6は、紫外線を透過させる透明部材である。透明保護板6は、表示パネル10のうち映像を表示する面側に設けられる。具体的には、透明保護板6は、タッチパネル4の面4a側に設けられる。
前述の紫外線硬化樹脂J10が硬化した硬化樹脂J10aにより、タッチパネル4と透明保護板6とは接合される。なお、映像が表示される表示領域のほぼ全体において、タッチパネル4と透明保護板6とは接合される。
なお、表示装置100は、透明保護板6を備えない構成としてもよい。また、表示装置100は、タッチパネル4を備えない構成(以下、変形構成Aともいう)としてもよい。変形構成Aの表示装置100では、硬化樹脂J10aにより、表示パネル10と透明保護板6とが接合される。
次に、表示装置100を構成する上記各部材についてさらに詳細に説明する。
(表示パネル)
表示パネル10は、透過型または半透過型の液晶パネルである。表示パネル10は、液晶の複屈折性を応用して映像を表示する。表示パネル10は、基板11と、基板12と、駆動用IC(Integrated Circuit)13とを含む。
基板11は、ガラスなどの絶縁性基板上に着色層、遮光層、対向電極等が形成された基板である。基板12は、ガラスなどの絶縁性基板上にスイッチング素子を利用した画素電極等が行列状に形成された基板である。当該スイッチング素子は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)である。以下、薄膜トランジスタを、単に、TFTともいう。
駆動用IC13は、基板12の周縁部、または、基板12の周縁部に接続されたテープ状の配線材料上に配置される。当該配線材料は、TCP、COF等である。
また、表示パネル10には、スペーサ、シール材、液晶、封止材、配向膜、偏光板等が設けられる。スペーサは、基板11と基板12との間隔を保持する。シール材は、基板11と基板12とを貼り合わせる。液晶は、基板11と基板12との間に設けられる。封止材は、液晶を封止する部材である。封止材には、液晶を注入する注入口が設けられる。配向膜は、液晶を配光させる膜である。偏光板は、基板11および基板12の外側の面上に配置される。
(バックライト)
バックライト20は、基板12側から、表示パネル10へ光を照射する。バックライト20は、光源25と、導光板23と、光学シート22と、反射シート24と、背面筐体26と、前面筐体21とを含む。
光源25は、光を出射する。導光板23は、光源25から出射された光を伝播させる。光学シート22は、導光板23から出射された光の分布および広がりを制御する。反射シート24は、導光板23の背面から出射された光を表示面側へ反射する。光源25と、導光板23、光学シート22および反射シート24は、背面筐体26に収容される。
光源25は、LED(Light Emitting Diode)、レーザーダイオード(Laser Diode)等の点状光源である。光源25は、光源基板25aに実装される。なお、光源25は、光源基板25aに実装された点状光源25aに限定されず、CCFL(冷陰極管)等の線状光源を用いて構成されてもよい。
光源基板25aは、一般的なガラスエポキシ樹脂をベースに構成された基板、フレキシブルなフラットケーブルを使用した基板等である。なお、光源基板25aは、放熱性を高めるために、アルミ等の金属やセラミックをベースに構成された基板であってもよい。
光源25が、LED等の点状光源である場合、点状光源としては、赤、緑、青等の単色光を出射する素子、青色光を出射する素子と当該青色光により黄色の光を発する蛍光体とからなる擬似白色光を出射する素子等がある。本実施の形態では、光源25が、一例として、擬似白色光を出射する点状光源(LED)であるとして、説明を行う。
導光板23は、透明なアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等で構成される。導光板23は、出射面23a,23bを有する。出射面23aおよび出射面23bの両方または一方には、散乱用ドットパターン、プリズム形状部等が形成される。散乱用ドットパターン、プリズム形状部等は、光を出射させるとともに、面内の光の強度分布、光の出射方向を調整するためのものである。
また、導光板23上には、出射光の強度分布、光の出射角を調整するために、光学シート22が配置されている。光学シート22は、集光を目的としたレンズシート、光の均一化を目的とした拡散シート、視野角方向で輝度を調整する視野角調整シート等である。光学シート22は、目的に応じて必要な枚数配置されている。
前面筐体21は、開口部3Hを有する。開口部3Hは、導光板23の出射面23aから出射される光の経路となる。前面筐体21の上面の周縁には、表示パネル10が搭載されるとともに、位置決めされている。これにより、表示パネル10は、前面筐体21に保持される。前面筐体21を構成する材料は、アルミニウム、ステンレス、鉄等の金属、PC(ポリカーボネート)、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)等の樹脂材料等である。
背面筐体26には、光源25が位置決めされている。すなわち、背面筐体26は、光源25を保持する。光源25から放出される熱を伝導させるためには、熱伝導性が高い金属を使用することが望ましい。そのため、背面筐体26は、特に熱伝導性が高いアルミまたはアルミ合金で構成される。この構成により、効率よく光源25からの熱を拡散でき、光源25の温度を下げることが出来る。
前面筐体21及び背面筐体26は、一般にツメによる引っ掛け構造、ネジ止め等により互いに固定される。これにより、他のバックライト部材、表示パネル10、回路基板5等を保持する。なお、上記構成に限定されず、前面筐体21及び背面筐体26を一体化した構造としても良い。
(筐体)
筐体3は、表示パネル10、バックライト20、タッチパネル4等を保持する枠状の部材である。筐体3は、薄板の金属、樹脂成型品等により構成される。筐体3は、ツメ状の固定構造、ネジ止め等により、バックライト20と固定される。筐体3は、一体で形成してもよいし、複数の部材を組み合わせることにより構成してもよい。また、筐体3の側面、正面、背面、あるいは周縁部等に、最終製品への取り付け部(ネジ、取付穴等)を設けてもよい。
(タッチパネル)
タッチパネル4は、透明基板と、当該透明基板上に形成された透明電極による回路とにより構成される。タッチパネル4は、上記回路により、外部(使用者)から入力された位置座標に関する情報を電気信号に変換する。そして、タッチパネル4は、当該電気信号を、タッチパネル4の端部に接続された出力配線部4cを介して最終製品の制御回路へ伝達する。
出力配線部4cには、薄さと柔軟性による接続の自由度から、フィルム上の基材に配線を形成したFPC(Flexible Printed Circuits)が用いられる。なお、出力配線部4cは、FPCに限定されず、同等の機能、特性を有するものであれば、異なる材料、異なる構造から成るものでもよい。
(透明保護板)
透明保護板6は、タッチパネル4の面4aに対する加圧、接触等による損傷、タッチパネル4の変形、磨耗、汚れ等を防止するための板である。透明保護板6は、タッチパネル4の面4a側に設けられる。透明保護板6は、紫外線硬化樹脂J10が硬化した硬化樹脂J10aによりタッチパネル4と接合される。
透明保護板6は、ガラス、または、プラスチック等の透明材料からなる。透明保護板6の表面あるいは裏面の周縁部には、遮光あるいは意匠上の目的により、枠状の部材を付加することもできる。
なお、本実施の形態では、紫外線硬化樹脂J10が硬化した硬化樹脂J10aにより、タッチパネル4および透明保護板6を表示パネル10に接合する構造について説明しているが、この構造に限定されない。
表示パネル10には、例えば、タッチパネル4および透明保護板6のいずれかのみが接合された構造でもよい。例えば、前述したように、タッチパネル4を備えない変形構成Aの表示装置100では、透明保護板6は、硬化樹脂J10aにより、表示パネル10のうち映像を表示する面側に接合される。
また、表示パネル10に接合される部材は、当該部材の周縁部のみを両面粘着テープ等により、表示パネル10に固定された構造としても良い。
(回路基板)
回路基板5は、表示部、光源部を電気的入出力により制御する。回路基板5は、通常、ガラスエポキシ等に銅パターンが形成され、ガラスエポキシの表面に電子部品がハンダにより実装されて構成される。回路基板5は、主にバックライト20の裏面側(光が出射されない側)に配置(固定)される。
なお、回路基板5は、表示パネル10に接続されたフィルム上の基材に配線を形成したFPC(Flexible Printed Circuits)上に電子部品を実装することにより、構成されても良い。
また、回路基板5を、外部からの圧力、静電気から保護するために、回路基板5に、保護カバー(図示せず)を取り付けても良い。当該保護カバーは、アルミニウムやステンレス、亜鉛めっき鋼板等の金属、あるいはPET等フィルム状の薄い樹脂から成る。
なお、金属製の保護カバーを使用する場合は、回路基板5には、回路基板5、回路基板5上の電子部品との電気的接触を避けるために、PET等の樹脂製シートを貼り付ける。これにより、絶縁対策を行うことができる。
次に、本実施の形態に係る表示装置100の製造方法、およびそれにより得られる効果について説明を行う。以下においては、表示装置100の、本実施の形態に係る製造方法を、製造方法Aともいう。製造方法Aでは、表示パネル10と透明部材50とを接合する接合工程Aが行われる。透明部材50は、前述したように、タッチパネル4または透明保護板6である。
接合工程Aは、前述の樹脂供給工程Nと、紫外線照射工程Aとを含む。すなわち、製造方法Aは、紫外線照射工程Aを含む。
紫外線照射工程Aでは、紫外線照射装置500が使用される。すなわち、表示装置100を製造する製造方法Aに含まれる紫外線照射工程Aで使用される紫外線照射装置500は、表示装置100の製造を行う製造装置である。言い換えれば、紫外線照射装置500は、表示装置製造装置である。
以下においては、透明部材50が表示パネル10と接合されておらず、透明部材50を含まない表示装置100を、表示装置N1ともいう。表示装置N1に対し、前述の樹脂供給工程Nが行われることにより、表示装置N1の表示パネル10と透明部材50との間に紫外線硬化樹脂J10が充填される。
前述したように、紫外線硬化樹脂J10は、硬化していない紫外線硬化樹脂である。紫外線硬化樹脂J10は、紫外線が照射されることにより硬化する。具体的には、紫外線硬化樹脂J10は、前述したように、紫外線硬化樹脂J10に紫外線が照射されることにより、紫外線硬化樹脂J10のうち紫外線が照射された部分が硬化する樹脂である。
表示装置N1に対し、樹脂供給工程Nが行われることにより、表示装置N1に透明部材50が接合される。以下においては、紫外線硬化樹脂J10により、透明部材50が接合された表示装置N1を、表示装置100Nともいう。
表示装置100Nの紫外線硬化樹脂J10が硬化することにより、紫外線硬化樹脂J10が硬化樹脂J10aになった場合、当該表示装置100Nは、表示装置100となる。すなわち、表示装置100Nは、製造途中の装置である。
なお、透明部材50は、前述したように、紫外線を透過させる部材である。透明部材50は、表示面50aを有する。表示装置100の表示パネル10が表示する映像を構成する映像光が、硬化樹脂J10aおよび透明部材50を透過することにより、透明部材50のうちの表示面50aは映像を表示する。すなわち、表示面50aは、映像を表示するための面である。
まず、紫外線照射装置500について説明する。図3は、本発明の実施の形態1に係る紫外線照射工程Aで使用される紫外線照射装置500を示す図である。紫外線照射装置500は、紫外線を照射する装置である。
以下においては、紫外線が照射される領域を、照射領域R20ともいう。紫外線照射装置500は、詳細は後述するが、照射する紫外線の強度および照射時間を任意に設定可能である。また、紫外線照射装置500は、照射領域R20のサイズを制御可能である。すなわち、紫外線照射装置500は、紫外線硬化樹脂のうち、所望の領域のみに紫外線を照射することが可能である。さらに、紫外線照射装置500は、照射領域R20の位置およびサイズを連続的に変化させることが可能である。
紫外線照射装置500は、紫外線照射部510と、シャッター機構511と、ステージ530と、紫外線制御部520と、ステージ制御部540とを備える。
紫外線照射部510は、紫外線制御部520の制御に従い、紫外線を照射する。
シャッター機構511は、照射領域R20の位置およびサイズを調整する。シャッター511は、紫外線を通過させる量を制御可能に構成される。シャッター機構511は、例えば、紫外線の通過領域の機械的な絞りを実現するために、複数の羽状の薄板部材を組み合わせて構成される。なお、シャッター機構511は、上記構成に限定されず、例えば、電気信号により、各位置の透過率を可変制御可能な光学フィルターで構成されてもよい。
ステージ530は、物を移動させるための移動装置である。ステージ530は、台531を有する。台531は、移動自在に構成される。台531には、製造途中の表示装置100Nが載せられる。
紫外線制御部520は、紫外線照射部510が照射する紫外線の照射強度を制御する。また、紫外線制御部520は、シャッター機構511の開閉状態を制御することにより、紫外線照射部510が照射する紫外線の照射範囲(照射領域R20のサイズ)を制御する。
ステージ制御部540は、ステージ530の台531の位置および移動速度を制御する。なお、紫外線制御部520とステージ制御部540とは一体して構成されてもよい。また、ステージ530の台531は、手動によって移動自在に構成されてもよい。
台531に搭載された表示装置100Nの位置が、紫外線照射部510に対して適切な位置となるように、表示装置100Nが固定された状態で、紫外線制御部520は、予め設定された照射強度および照射領域にしたがって、紫外線照射部510を制御する。すなわち、紫外線制御部520は、紫外線照射部510が、予め設定された照射強度および照射領域にしたがって表示装置100Nへ紫外線を照射するように、紫外線照射部510を制御する。これにより、紫外線硬化樹脂J10の硬化が進み、表示パネル10と透明部材50とは強固に接合される。
次に、紫外線照射工程Aについて説明する。図4は、本発明の実施の形態1に係る紫外線照射工程Aを説明するための図である。図4では、紫外線の照射が開始されてから終了までの状態を示す。
ここで、図3のように、製造途中の表示装置100Nが、ステージ530の台531に載せられているとする。以下においては、紫外線硬化樹脂J10により、表示装置100Nの表示パネル10と透明部材50とが接合されている状態を、硬化前接合状態ともいう。
紫外線照射工程Aでは、紫外線照射部510が、硬化前接合状態において、紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域に紫外線が照射されるまで、照射領域R20の位置を、表示面50aの中央部から表示面50aの周縁部へ連続的に移動させながら紫外線を照射する。紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域とは、紫外線硬化樹脂J10のXY平面での全領域である。
すなわち、紫外線照射工程Aでは、紫外線照射部510が、硬化前接合状態において、紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域に紫外線が照射されるまで、照射領域R20の位置を、表示面50aの一部である領域から表示面50aの他の一部である領域まで連続的に変化させながら紫外線を照射する。
なお、紫外線照射工程Aでは、照射領域R20の位置が徐々に移動するように、紫外線照射部510は、紫外線を照射する。また、紫外線照射工程Aでは、照射領域R20の位置が移動する速度が一定速度となるように、紫外線照射部510は、紫外線を照射する。
また、紫外線照射工程Aにおいて照射領域R20の位置が移動しているときの当該照射領域R20のXY平面の形状は、例えば、環状である。紫外線照射工程Aでは、環状の照射領域R20の直径が徐々に大きくなるように、紫外線照射部510は、紫外線を照射する。紫外線照射工程Aにおいて、環状の照射領域R20の直径が徐々に大きくなることにより、照射領域R20の位置は徐々に移動する。
以下においては、紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域のうち紫外線が照射されている領域を、照射樹脂領域ともいう。また、以下においては、平面視で照射樹脂領域内の紫外線硬化樹脂J10を、照射領域樹脂Nともいう。照射領域樹脂Nは、紫外線硬化樹脂J10全体の一部である。
また、以下においては、硬化していない紫外線硬化樹脂J10を、未硬化樹脂ともいう。未硬化樹脂は、流動性を有する。また、以下においては、表示パネル10および透明部材50を、被接合部材ともいう。なお、前述したように、紫外線硬化樹脂J10全体のうち、紫外線の照射により、硬さが最大となるまで硬化した領域を硬化領域R5ともいう。
図4(a)は、紫外線照射工程Aの開始時における照射領域R20の位置を示している。図4(a)に示すように、紫外線照射工程Aでは、表示面50aの中央部という、限定した範囲から、紫外線の照射を始める。すなわち、紫外線硬化樹脂J10の中央部に紫外線が照射される。
これにより、透明部材50を透過した紫外線により、照射樹脂領域内の照射領域樹脂Nは硬化が進む。なお、前述の比較例のように、仮に、紫外線硬化樹脂J10の上面全体に紫外線が照射された場合、硬化および収縮により照射領域樹脂Nの体積は減少する。
一方、本実施の形態では、硬化が進む照射領域樹脂Nの周辺部には、常に、流動性を有する未硬化樹脂が存在する。そのため、照射領域樹脂Nは、当該照射領域樹脂Nの周辺部に存在する未硬化樹脂が補われながら硬化が進む。そのため、表示パネル10と透明部材50との間(被接合部材間)において、応力が発生することを回避することができる。なお、硬さが最大となるまで硬化した照射領域樹脂Nが存在する領域は、硬化領域R5である。
なお、図4(b)は、紫外線照射工程Aの開始時から紫外線照射工程Aの終了時までの期間の中間付近の状態を示す。すなわち、図4(b)は、紫外線硬化樹脂J10における硬化領域R5が、図4(a)の状態より拡大した状態を示す。図4(b)の状態においても、照射領域樹脂Nは、当該照射領域樹脂Nの周辺部に存在する未硬化樹脂が補われながら硬化が進む。
図4(c)は、紫外線照射部510が、表示面50aの周縁部へ紫外線を照射している状態を示す図である。図4(c)の状態では、表示面50aの周縁部が、照射領域R20である。表示面50aの周縁部のX軸方向の位置に対応する、紫外線硬化樹脂J10の周縁部が、完全に硬化した場合、紫外線照射工程Aは終了する。紫外線照射工程Aの終了時点では、紫外線硬化樹脂J10が硬化樹脂J10aとなっている。これにより、表示装置100が製造される。すなわち、製造方法Aは終了する。
以上説明したように、本実施の形態によれば、紫外線硬化樹脂J10により表示パネル10と透明部材50とが接合されている状態において、紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域に紫外線が照射されるまで、紫外線が照射される照射領域R20の位置を、透明部材50の表示面50aの一部である領域から表示面50aの他の一部である領域まで連続的に変化させながら紫外線が照射される。
すなわち、本発明では、従来のように、紫外線硬化樹脂J10全面に紫外線が照射されず、照射領域R20の位置が変化しながら、紫外線硬化樹脂J10の一部に紫外線が照射される。そのため、透明部材50を透過する紫外線により硬化する部分が、紫外線硬化樹脂J10の一部の領域から紫外線硬化樹脂J10の全領域まで、連続的に広がる。すなわち、紫外線硬化樹脂J10の全領域が硬化するまでにおいて、紫外線硬化樹脂J10の全領域のうち、紫外線により硬化が進行する領域の周辺には、未硬化の紫外線硬化樹脂が存在する。
これにより、当該硬化が進行する領域には、たえず、未硬化の紫外線硬化樹脂が補われる。その結果、紫外線硬化樹脂J10の全領域が硬化するまでにおいて、表示パネル10と透明部材50との間における応力の発生を十分に抑制することができる。したがって、本実施の形態によれば、表示パネルの接合に使用される紫外線硬化樹脂を起因とした不具合の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、紫外線照射工程Aにおいて、照射領域R20を、表示面の一部から、徐々に、当該表示面の一部に隣接する、表示面の周縁部へ移動させる。これにより、照射領域R20の周辺に未硬化樹脂が存在する状態で、連続的に、硬化領域R5の面積が拡大する。この時、硬化が進行する照射領域樹脂Nの周辺から、硬化による収縮に対し、流動性を有する未硬化樹脂が供給される。
これにより、樹脂の収縮による、表示パネル10へ加わる応力が緩和される。その結果、表示装置100の表示パネル10が表示する映像の表示ムラの発生を抑えることができる。
また、本実施の形態によれば、紫外線硬化樹脂J10を使用して、透明部材50に接合された表示装置100Nにおいて、紫外線硬化樹脂J10の硬化時の収縮、透明部材50の反りによる、樹脂の接合部における応力の発生を抑えることができる。これにより、ムラの無い、高い映像の表示品質を有する表示装置100を得ることができる。
また、本実施の形態によれば、前述のように、照射領域R20を、表示面50aの中央部から表示面50aの周縁部まで、連続的に移動させる。硬化が進行する照射領域樹脂Nの周辺には、常に、流動性を有する未硬化樹脂が存在している。
そのため、照射領域樹脂Nの硬化および収縮による体積変化が、未硬化樹脂により補われる。その結果、表示パネル10および透明部材50への応力による変形を大幅に抑制することができる。そのため、表示ムラ、樹脂の接合面での剥離等が無い、良好な表示品位を持つ表示装置100を得ることができる。
なお、前述の関連技術Aのように、紫外線硬化樹脂を使用した場合における、当該紫外線硬化樹脂の体積の減少による不具合を回避するため、ゲル状の透明樹脂シートにより、表示パネルと保護板との接合を行う手法もある。
しかしながら、この手法では、製品が有する段差(画面周辺部における、表示面と筐体との段差)、接合面の細かなゴミ、異物等による段差等を吸収できない。その結果、それらの段差付近に気泡が発生し、良品率が低下すると言う問題があった。
一方、本実施の形態では、上記のように構成されるため、上記問題を解決することができる。
<実施の形態2>
実施の形態1では、照射領域R20の位置を、表示面50aの中央部から表示面50aの周縁部へ連続的に移動させながら紫外線を照射する方法について説明した。本実施の形態では、照射領域R20の位置を、表示面50aの一方の端部から表示面50aの他方の端部へ連続的に移動させる方法について説明する。
以下においては、表示装置100の、本実施の形態に係る製造方法を、製造方法Bともいう。製造方法Bでは、表示パネル10と透明部材50とを接合する接合工程Bが行われる。透明部材50は、前述したように、タッチパネル4または透明保護板6である。
接合工程Bは、前述の樹脂供給工程Nと、紫外線照射工程Bとを含む。すなわち、製造方法Bは、紫外線照射工程Bを含む。
紫外線照射工程Bでは、実施の形態1で説明した紫外線照射装置500が使用される。すなわち、表示装置100を製造する製造方法Bに含まれる紫外線照射工程Bで使用される紫外線照射装置500は、表示装置100の製造を行う製造装置である。言い換えれば、紫外線照射装置500は、表示装置製造装置である。
表示装置N1に対し、前述の樹脂供給工程Nが行われることにより、表示装置N1の表示パネル10と透明部材50との間に紫外線硬化樹脂J10が充填される。これにより、表示装置N1は、表示装置100Nとなる。
次に、紫外線照射工程Bについて説明する。図5は、本発明の実施の形態2に係る紫外線照射工程Bを説明するための図である。なお、図5では、紫外線照射工程Bの各段階における照射領域R20を示す。また、図5では、説明のために、紫外線照射装置500の紫外線照射部510を示している。
紫外線照射装置500は、照射する紫外線の強度および照射時間を任意に設定可能である。また、紫外線照射装置500の紫外線照射部510は、台531(図示せず)に載せられた製造途中の表示装置100Nに対し、所望の速度で移動可能となっている。
ここで、図3のように、製造途中の表示装置100Nが、ステージ530の台531に載せられているとする。前述したように、紫外線硬化樹脂J10により、表示装置100Nの表示パネル10と透明部材50とが接合されている状態を、硬化前接合状態ともいう。
図5(a)〜図5(c)のように、紫外線照射工程Bでは、紫外線照射部510が、照射領域R20の位置が、表示面50aの一方の端部から表示面50aの他方の端部へ連続的に移動するように、紫外線を照射する。すなわち、紫外線照射工程Bでは、紫外線照射部510が、硬化前接合状態において、紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域に紫外線が照射されるまで、照射領域R20の位置を、表示面50aの一部である領域から表示面50aの他の一部である領域まで連続的に変化させながら紫外線を照射する。
なお、紫外線照射工程Bにおいて照射領域R20が移動しているときの当該照射領域R20のY軸方向のサイズは、例えば、表示面50aのY軸方向のサイズと同じであるとする。
また、紫外線照射工程Bでは、照射領域R20の位置が徐々に移動するように、紫外線照射部510は、紫外線を照射する。具体的には、照射領域R20の位置が徐々に移動するように、紫外線照射部510は、表示面50aの一方の端部から表示面50aの他方の端部へ徐々に(連続的に)X方向へ移動する。また、紫外線照射工程Bでは、紫外線照射部510は、一定速度で移動する。これにより、照射領域R20の位置が移動する速度が一定速度となるように、紫外線照射部510は、紫外線を照射する。
なお、図5では、紫外線照射部510がX方向へ移動する構成を示しているが、紫外線照射部510が、−X方向へ移動する構成としてもよい。図5(c)のように、紫外線硬化樹脂J10全体が、完全に硬化した場合、紫外線照射工程Bは終了する。紫外線照射工程Bの終了時点では、紫外線硬化樹脂J10が硬化樹脂J10aとなっている。これにより、表示装置100が製造される。すなわち、製造方法Bは終了する。以下においては、平面視での紫外線硬化樹脂J10全体のうち、紫外線が照射されてない部分を、紫外線未照射部ともいう。
以上のように、本実施の形態の紫外線照射工程Bによれば、表示面50aの一方の端部から紫外線の照射を開始する。当該一方の端部から紫外線の照射を開始することにより、硬化が進む照射領域樹脂Nと紫外線未照射部との境界部分には、常に、流動性を有する未硬化樹脂が存在する。なお、比較例のように、仮に、紫外線硬化樹脂J10の上面全体に紫外線が照射された場合、硬化および収縮により照射領域樹脂Nの体積は減少する。
一方、本実施の形態では、紫外線硬化樹脂J10全体が完全に硬化するまでにおいて、硬化が進む照射領域樹脂Nの周辺部には、常に、流動性を有する未硬化樹脂が存在する。そのため、照射領域樹脂Nは、当該照射領域樹脂Nの周辺部に存在する未硬化樹脂が補われながら硬化が進む。そのため、表示パネル10と透明部材50との間(被接合部材間)において、応力が発生することを回避することができる。
また、本実施の形態では、さらに、図5に示すように、表示面50aの一方の端部から紫外線の照射を開始した後、紫外線を照射する紫外線照射部510を連続的に移動させる。これにより、硬化領域R5を拡大させながら、最終的に、紫外線硬化樹脂J10全体を完全に硬化させる。
紫外線照射部510を移動させる際においても、硬化領域R5を連続的に拡大させながら、前述と同様に、硬化が進む照射領域樹脂Nの周辺部には、常に、流動性を有する未硬化樹脂が存在する。そのため、照射領域樹脂Nは、当該照射領域樹脂Nの周辺部に存在する未硬化樹脂が補われながら硬化が進む。すなわち、硬化が進む照射領域樹脂Nは、未硬化樹脂により、体積の変化が抑制される。
これにより、樹脂の収縮による、表示パネル10および透明部材50へ加わる応力を十分に小さくすることができる。その結果、表示パネル10および透明部材50の応力による変形を大幅に抑制することができる。そのため、表示ムラ、樹脂の接合面での剥離が無い、良好な映像の表示品質を有する表示装置100を得ることができる。
なお、本実施の形態の紫外線照射工程Bでは、紫外線照射部510が移動する構成としたがこれに限定されない。照射領域R20の位置が、表示面50aの一方の端部から表示面50aの他方の端部へ連続的に移動する構成であれば他の構成であってもよい。当該他の構成は、例えば、表示装置100Nを移動させる構成(以下、変形構成Bという)である。
次に、変形構成Bの紫外線照射工程Bについて説明する。以下においては、変形構成Bの紫外線照射工程Bを、紫外線照射工程B1ともいう。ここで、図3のように、製造途中の表示装置100Nが、ステージ530の台531に載せられているとする。ステージ530は、ステージ制御部540による制御に従い、台531を移動させる。すなわち、ステージ530は、台531に載せられた表示装置100Nの表示パネル10および透明部材50を移動させる機能を有する移動装置である。
紫外線照射工程B1では、紫外線照射部510の位置を固定した状態で、ステージ530は、照射領域R20が、表示面50aの一方の端部から表示面50aの他方の端部へ連続的に移動するように、表示パネル10および透明部材50を移動させる。
例えば、紫外線照射部510の位置が図5(a)に示す状態で、ステージ530は、照射領域R20が、表示面50aの一方の端部から表示面50aの他方の端部へ連続的に移動するように、表示装置100Nの表示パネル10および透明部材50を、−X方向へ移動させる。なお、紫外線照射工程B1において表示パネル10および透明部材50が移動しているときの照射領域R20のY軸方向のサイズは、例えば、表示面50aのY軸方向のサイズと同じであるとする。
すなわち、紫外線照射工程B1では、紫外線照射部510が、硬化前接合状態において、紫外線硬化樹脂J10の平面視での全領域に紫外線が照射されるまで、照射領域R20の位置を、表示面50aの一部である領域から表示面50aの他の一部である領域まで連続的に変化させながら紫外線を照射する。
以上の紫外線照射工程B1においても、前述の紫外線照射工程Bと同じ効果が得られる。
なお、照射領域R20の位置が、表示面50aの一方の端部から表示面50aの他方の端部へ連続的に移動する構成は、変形構成Bに限定されず、紫外線照射部510と表示装置100N(表示パネル10および透明部材50)との両方を移動させる構成としてもよい。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
3 筐体、4 タッチパネル、6 透明保護板、10 表示パネル、20 バックライト、50 透明部材、100,100N,N1 表示装置、500 紫外線照射装置、510 紫外線照射部、530 ステージ、J10 紫外線硬化樹脂、J10a 硬化樹脂、R5 硬化領域、R20 照射領域。

Claims (8)

  1. 映像を表示する表示パネルと、該表示パネルのうち該映像を表示する面側に設けられ、紫外線を透過させる透明部材とを備える表示装置の製造方法であって、
    前記紫外線が照射されることにより硬化する紫外線硬化樹脂により前記表示パネルと前記透明部材とが接合されている状態において、該紫外線硬化樹脂の平面視での全領域に該紫外線が照射されるまで、該紫外線が照射される照射領域の位置を、前記透明部材のうち前記映像を表示するための表示面の一部である第1領域から該表示面の他の一部である第2領域まで連続的に変化させながら該紫外線を照射する紫外線照射工程を含む
    表示装置の製造方法。
  2. 前記紫外線照射工程では、前記照射領域の位置を、前記表示面の中央部から該表示面の周縁部へ連続的に移動させながら前記紫外線を照射する
    請求項1に記載の表示装置の製造方法。
  3. 前記紫外線照射工程では、前記照射領域の位置が、前記表示面の一方の端部から該表示面の他方の端部へ連続的に移動するように、前記紫外線を照射する
    請求項1に記載の表示装置の製造方法。
  4. 映像を表示する表示パネルと、該表示パネルのうち該映像を表示する面側に設けられ、紫外線を透過させる透明部材とを備える表示装置の製造を行う製造装置であって、
    前記紫外線を照射する紫外線照射部を備え、
    前記紫外線照射部は、前記紫外線が照射されることにより硬化する紫外線硬化樹脂により前記表示パネルと前記透明部材とが接合されている状態において、該紫外線硬化樹脂の平面視での全領域に該紫外線が照射されるまで、該紫外線が照射される照射領域の位置を、前記透明部材のうち前記映像を表示するための表示面の一部である第1領域から該表示面の他の一部である第2領域まで連続的に変化させながら該紫外線を照射する
    製造装置。
  5. 前記紫外線照射部は、前記照射領域の位置を、前記表示面の中央部から該表示面の周縁部へ連続的に移動させながら前記紫外線を照射する
    請求項4に記載の製造装置。
  6. 前記紫外線照射部は、前記照射領域の位置が、前記表示面の一方の端部から該表示面の他方の端部へ連続的に移動するように、前記紫外線を照射する
    請求項4に記載の製造装置。
  7. 前記紫外線照射部は、前記表示面の一方の端部から前記他方の端部へ連続的に移動する
    請求項6に記載の製造装置。
  8. 前記製造装置は、さらに、
    前記表示パネルおよび前記透明部材を移動させる機能を有する移動装置を備え、
    前記移動装置は、前記照射領域が、前記表示面の前記一方の端部から前記他方の端部へ連続的に移動するように、前記表示パネルおよび前記透明部材を移動させる
    請求項6に記載の製造装置。
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