JP2015210399A - 透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法、および透明面材一体型フラットパネル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラットパネル装置上に保護板など透明面材を圧着する際の処理時間の短縮を図る。【解決手段】 フラットパネル装置１上に光学樹脂３を配置し、光学樹脂２を介してフラットパネル装置１と透明面材２を貼り合せる工程において、常圧雰囲気中において、フラットパネル装置１の表示領域１０の周辺部に、光学樹脂３より厚さが大きい粘弾性樹脂４を配置する工程と、フラットパネル装置１と透明面材２とが位置合わせされ、粘弾性樹脂４を介してフラットパネル装置１と透明面材２間が間隙を有するように仮固定される工程とを含み、 減圧雰囲気中において、光学樹脂３を介して、フラットパネル装置１と透明面材２とを貼り合せる工程を有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、表示装置やタッチパネル装置などのフラットパネル装置の前面に透明樹脂を介して透明面材を貼り合わせる製造方法、およびその製造方法を用いた透明面材一体型フラットパネル装置に関するものであり、フラットパネル装置に張り合わされる透明面材としては、ガラスやプラスチック製の保護板、タッチパネル装置のセンサー基板などで好適に採用することができる。

携帯電話やテレビジョン装置などで用いられる表示装置として液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイなどが挙げられる。これらの表示装置の前面にはキズや破損を防止するために透明な保護板や、入力のためのタッチパネルを貼りつけることが周知である。

一方、一部のタッチパネル装置においては、タッチパネルのセンサー基板と保護用の透明基板とを貼り合せた構造を採用する事例があり、その基板の間に空気層が存在すると、界面での光の反射によって表示の視認性が悪化するという問題がある。

このように、表示装置やタッチパネルのセンサー基板（以後、表示装置やタッチパネル装置など平板状の表面を有する装置を総称して「フラットパネル装置」と称する）上にキズや破損を防止するために透明な保護板などを装着した場合、これらの保護板とフラットパネル装置との間に空気層が存在すると、空気層とフラットパネル装置の界面、空気層と保護板の界面で光が反射するため表示の視認性が悪化する問題がある。また、表示装置の前面に入力のためのタッチパネルを貼りつけた場合も同様の問題がある（さらに、これ以降、保護板やタッチパネルのセンサー基板など平板状の表面を有する部材を総称して「透明面材」と称する。）。

これらの空気層との界面で反射が生じる問題を解決する方法として、これまでに例えば空気層に保護板とほぼ同じ屈折率の特性を持つ透明樹脂を充填する表示装置が公開されている（特許文献１）。保護板と表示装置との間に透明樹脂を充填する方法は、例えば透明樹脂をゲル状のシートの形態で供給し、透明樹脂と保護板あるいは、透明樹脂と表示装置の間に気泡が発生しないようにするために、周囲を減圧環境にすることにより貼り付けを行う製造方法が公開されている（特許文献２）。

この方法は、表示装置と保護板との間に透明樹脂を充填する場合に限らず、タッチパネルと表示装置との間に透明樹脂を充填する場合や、タッチパネル装置内部の基板間に透明樹脂を充填する場合にも応用できる。

特開平５―１１２３９号公報 特開２０１０−１５６７６６号公報

保護板と表示装置、あるいはタッチパネルと表示装置、あるいはタッチパネル装置内部の基板間に透明樹脂を充填するためには、それぞれの部材の位置関係、例えば保護板と表示装置との位置関係を精度良く合わせる必要がある。例えば保護板と表示装置との位置合わせ工程の一例として、保護板か表示装置のどちらか一方を固定し、他方をｘ、ｙ方向に移動して位置合わせする手段が必要となる。

そのような位置合わせ手段を設けた上で、例えばあらかじめ透明樹脂のゲルシートが貼り付けられた表示装置と保護板とを位置決めし、保護板を透明樹脂に重ね合わせる際に、保護板と透明樹脂との界面に気泡を噛みこまないようにするために周囲を減圧環境にする必要がある。従来、位置合わせを実施した状態で、保護板と透明樹脂とが接触しない状態にすることが困難であったため、保護板の位置合わせはあらかじめ周囲を減圧の環境にした状態で実施していた。

このような方法で透明樹脂を充填する方法の問題点として、生産性の問題が挙げられる。上記のように保護板と表示装置との位置関係を合わせる動作を行うたびに周囲を減圧する必要があるため、１台処理する毎に周囲の減圧処理が必要となる。減圧処理は設備にもよるが、チャンバを真空ポンプで減圧する場合は、時間が１０秒から数１０秒程度必要であり、１台処理する毎にその時間が必要となっている。その結果、処理時間の長大化を招き、生産性向上の阻害要因となっている。

この発明に係る透明面材一体型フラットパネル装置は、フラットパネル装置上に光学樹脂を配置し、この光学樹脂の上に透明面材を貼り合せられた透明面材一体型フラットパネル装置において、 そのフラットパネル装置上の前記光学樹脂の周辺部に粘弾性樹脂が配置されていることを特徴とする。

また、この発明に係る透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法は、フラットパネル装置上に光学樹脂を配置し、この光学樹脂を介して前記フラットパネル装置と透明面材を貼り合せる工程において、 常圧雰囲気中において、前記フラットパネル装置の表示領域の周辺部に、前記光学樹脂より厚さが大きい粘弾性樹脂を配置する工程と、前記フラットパネル装置と前記透明面材とが位置合わせされ、前記粘弾性樹脂を介して前記フラットパネル装置と前記透明面材間が間隙を有するように仮固定される工程とを含み、 減圧雰囲気中において、前記光学樹脂を介して、前記フラットパネル装置と前記透明面材とを貼り合せる工程を有することを特徴とする。
また、この発明に係る透明面材一体型フラットパネル装置の別の局面での製造方法は、フラットパネル装置上に光学樹脂を配置し、この光学樹脂を介して前記フラットパネル装置と透明面材を貼り合せる工程において、 常圧雰囲気中において、前記透明面材の表示領域の周辺部に、前記光学樹脂より厚さが大きい粘弾性樹脂を配置する工程と、前記フラットパネル装置と前記透明面材とが位置合わせされ、前記粘弾性樹脂を介して前記フラットパネル装置と前記透明面材間が間隙を有するように仮固定される工程とを含み、 減圧雰囲気中において、前記光学樹脂を介して、前記フラットパネル装置と前記透明面材とを貼り合せる工程を有することを特徴とする。

本発明により、透明樹脂を二つの部材の間に充填する工程を、二つの部材を位置決めする前半工程と、減圧雰囲気中で部材を貼り合せる後半工程とに分割することが可能となり、前半工程と後半工程を並行して進めることが可能となり、生産性が向上する。

本発明の実施の形態１に係る表示装置の概略構成図（上面図）である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置の断面構造の概略を示す模式図である。 本発明の実施の形態１ないし５にて使用する貼り合わせ装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る貼り合わせ工程を表した工程図である。 本発明の実施の形態２に係る表示装置の断面構造の概略を示す模式図である。 本発明の実施の形態３に係る表示装置の断面構造の概略を示す模式図である。 本発明の実施の形態４に係る表示装置の断面構造の概略を示す模式図である。 本発明の実施の形態５に係るタッチパネル装置の断面構造の概略を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。

実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１に係る表示装置１と保護板２とが位置合わせされ、仮固定された状態の断面構成と平面構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は表示装置１と保護板２とが位置合わせされ、表示装置１の前面に仮固定用樹脂４（粘弾性樹脂）を介して仮固定された状態の平面図である。図２は、図１に示した一点鎖線において、III−III方向から見た断面図である。図３は表示装置１と保護板２の貼り合わせ装置を示す正面図である。図４は表示装置１と保護板２とが貼り合わされる工程を表した工程図である。

以下、図１、図２および図３を参照して、表示装置１（フラットパネル装置）の前面に透明樹脂３（光学樹脂）を介して保護板２（透明面材）を貼り合わせる方法およびそれらの構造に関して詳しく説明する。ここで図１で明らかなように、表示装置１の破線で示した表示領域１０の表示面の全面を覆うように、光学樹脂としてゲルシート状の樹脂からなる充填用の透明樹脂３が予め貼り付けられている。さらに、表示装置１の表示領域１０の周辺部に、大きさが同じ仮固定用樹脂４が複数個形成されている。この仮固定用樹脂４は、透明樹脂３と同一材料のゲルシート状の樹脂であるが、それら仮固定用樹脂４の形成位置は透明樹脂３の周辺部にスポット状に配置されている。詳しくは仮固定用樹脂４は、透明樹脂３とは独立に、前記周辺部の四つの角部に各１個と４辺の中央部に各１個、合計８個形成されている。さらに８個の仮固定用樹脂４は、透明樹脂３の対角線の延長線上と、上下左右の中心線の延長線上に、透明樹脂３の中心からほぼ等しい位置に配置されることが望ましい（図１の一点鎖線が上下対称中心線、二点鎖線が左右対称中心線）。ここで、図１では表示領域１０が長方形であり、これに応じて透明樹脂３も同様に長方形となり、８個の仮固定用樹脂４は、透明樹脂３からほぼ等しい距離を保った位置に配置される。その結果、仮固定用樹脂４は、透明樹脂３の上下左右の中心線に対してそれぞれ対称に配置されている。

さらに図２の断面図から明らかなように、仮固定用樹脂４と透明樹脂３の夫々の断面の厚みを比較すると、仮固定用樹脂４が透明樹脂３よりも所定量厚く形成されている。さらに表示装置１上に保護板２が位置合わせされて仮配置されている。仮固定用樹脂４は透明樹脂３よりも所定量厚く形成されているため保護板２と透明樹脂３の間には空隙を有する。

次に、図３と図４を用いて表示装置１の前面に透明樹脂３を介して保護板（透明面材）２を貼り合わせる工程を詳細に説明する。図３は、本実施の形態１にて使用する表示装置１と保護板２の貼り合わせ装置を示す正面図である。図３に示したように、表示装置１の下部には、それを支えるために強固に固定されたプレスステージ７が配置され、保護板２の上から保護板２を押し付けるプレスツール６が配置されている。仮固定された保護板２と表示装置１の周囲の環境は減圧チャンバ５に収納され、減圧されている。周囲を減圧された状態でプレスツール６を保護板に押し付けることにより、保護板２と透明樹脂３との間の空隙が無くなる。仮固定用樹脂４は、粘弾性の特性を持ち、プレスツール６で押し付けられることにより偏平し、平面方向に広がり、透明樹脂３と同じ厚さに成型される。

この後、減圧チャンバ５のバルブ（非図示）を開いてチャンバ５内の周囲の環境を常圧に戻すことにより、保護板２と透明樹脂３を貼り合せる際に間にわずかに気泡が残っていたとしても大気の圧力によって空間が完全に消滅する。また、上述したように８個の仮固定用樹脂４は、透明樹脂３の上下左右の中心線に対してそれぞれ対称に配置されていると、上記プレスツール６を保護板に押し付ける工程時に表示領域１０の上下左右周辺部に加わる圧力が均一となり、透明樹脂３と表示装置１間の位置ずれを防止することができる。その結果、表示装置１と保護板２を剥がして、再度貼り合わせるリペア工程を経る製品数が減少し、総じて生産性が向上する。さらに周囲の環境を常圧に戻された後でも、同様に表示領域１０の周辺部に加わる圧力が均一となり、保護板３に対する外的圧力に対する破壊強度が増す。

図４は本実装の形態１において、透明樹脂３と保護板２とを貼り合わせる工程を詳細に表した工程フロー図である。ここでは図４を用いて表示装置１の前面に透明樹脂３を介して保護板（透明面材）２を貼り合わせる工程を詳細に説明する。図４のフロー図において、最初に、表示装置１の破線で示した表示領域１０の表示面の全面を覆うように、充填用の透明樹脂３を形成する（工程Ｐ１）。次に部材を仮固定するための仮固定用樹脂４を形成する（工程Ｐ２）。次に貼りつける部材（表示装置１と保護板２）を互いに位置合わせをし（工程Ｐ３）、仮固定用樹脂４で仮固定する（工程Ｐ４）。以上、工程Ｐ１から工程Ｐ４が前半工程であり、常圧雰囲気で行われる。

その後、仮固定された表示装置１と保護板２を減圧チャンバー５内に投入し、周囲の環境を減圧する（工程Ｐ５）。図３で示したプレスステージ７上に表示装置１が配置されており、さらに保護板２の上から保護板２を押し付けるプレスツール６が部材間をプレスすることにより透明樹脂と部材とが貼り合わされる（工程Ｐ６）。最後に減圧チャンバ５のバルブ（非図示）を開いて周囲の環境を常圧に戻して完了となる（工程Ｐ７）。以上、工程Ｐ５から工程Ｐ７が後半工程であり、上述のように工程Ｐ６が減圧雰囲気で行われる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１を示す図１では、表示装置１側に透明樹脂３、仮固定用樹脂４の両方の樹脂を配置したが、透明樹脂３は、対向して貼り合せる面のどちら側に、すなわち表示装置１側か透明樹脂３かのどちら側に配置してもよい。実施の形態２では、図５に例示したように、透明樹脂３が保護板２（透明面材）側に形成され、仮固定用樹脂４（粘弾性樹脂）は表示装置１（フラットパネル装置）に形成されている。その他、各樹脂の厚みや大きさ、張り合わせ工程などは、上述の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は省略する。

実施の形態３．
実施の形態３では、図６に例示したように、透明樹脂３と仮固定用樹脂４とが保護板２（透明面材）側に形成され、表示装置１（フラットパネル装置）には何も形成されない。その他、各樹脂の厚みや大きさ、張り合わせ工程などは、上述の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は省略する。

実施の形態４．
上述の実施の形態１を示す図１では、表示装置１側に透明樹脂３、仮固定用樹脂４の両方の樹脂を配置したが、透明樹脂３は、対向して貼り合せる面のどちら側に、すなわち表示装置１側か透明樹脂３かのどちら側に配置してもよい。実施の形態４では、図７に例示したように、透明樹脂３が表示装置１（フラットパネル装置）側に形成され、仮固定用樹脂４は保護板２（透明面材）に形成されている。その他、各樹脂の厚みや大きさ、張り合わせ工程などは、上述の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は省略する。

［変形例１]
上述の実施の形態１ないし４では、表示装置１または保護板２に透明樹脂３を予め形成する方法の一例として、ゲルシート状の樹脂を貼りつける方法について例示した。しかしながら、透明樹脂３の構成物としては、必ずしもゲルシート状の樹脂である必要はなく、表示装置１の前面または保護板２に所定量の液状の樹脂をディスペンサなどの使用して塗布する方法でも良い。

［変形例２]
上述の実施の形態１ないし４では、仮固定用樹脂４の一例として、ゲルシート状の樹脂を透明樹脂３または表示装置１の周辺部にスポット状に貼りつける方法について例示した。この仮固定用樹脂４は、他の例として、液状の樹脂を塗布する方法も考えられる。また、図示しないが仮固定用樹脂４は、ディスペンサなどを使用すればスポット状に限らず、直線状であったり、波線、折れ線状など、容易に塗布形状を変更することもできる。
［変形例３］
上述の実施の形態１ないし４では、表示装置１（フラットパネル装置）の前面に透明樹脂３を介して、透明面材として保護板２を貼り合わせる方法およびそれらの構造に関する事例を説明したが、保護板２の代わりに透明面材として、タッチパネル装置のセンサー基板（非図示）であってもよい。

実施の形態５．
上述の実施の形態１ないし４では、透明樹脂３を介して貼り合せる部材として、表示装置１と保護板２としている。本実施の形態５では、貼り合せる部材としてタッチパネルセンサー基板８（フラットパネル装置）とタッチパネル保護板９（透明面材）の事例を説明する。実施の形態５では、図８に例示したように、タッチパネルのセンサー基板８の上に透明樹脂３、仮固定用樹脂４（粘弾性樹脂）が形成されており、その上に位置決めされ、仮固定されたタッチパネル保護板９が配置されている。実施の形態１と同様に、仮固定用樹脂４は、タッチパネルのセンサー基板８のタッチ検知領域（非図示）の周辺部に、透明樹脂３の上下左右の中心線に対してそれぞれ対称に配置される。また、上述したように透明樹脂３、仮固定用樹脂４は部材のどちらの表面に形成されていてもかまわない。

本実施の形態５で使用するタッチパネル装置のセンサー基板８は、所定の厚みを持つタッチパネル保護板９がセンサー基板８に張り合わせられるので、所定のタッチ感度を得るために抵抗膜方式ではなく、静電容量方式を採用する。取り分け数ｍｍの厚みを持つ保護板９で覆った場合でも指示体のタッチの検出が可能な投影型静電容量タッチスクリーン（Projected Capacitive Touchscreen）方式が好適である。

なお、上述の実施の形態１ないし４では、表示装置１として特に表示デバイスを特定して示したわけではないが、表示面が平面状の所謂フラットパネル・ディスプレイであればよく、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイなどを採用することができる。

このように、上述の実施の形態１ないし５にて示した張り合わせ方法によると、「透明面材」と「フラットパネル装置」との位置決め工程（前半工程）と、雰囲気を減圧して貼り合せる工程（後半工程）とを分けることが可能となり、「透明面材」と「フラットパネル装置」とを位置決めされた複数のセットを一括でまとめて１台の減圧装置あるいは複数の減圧装置で一括して同時にプレス処理することが可能となり、時間を要する減圧処理回数を減らすことが可能となる。

また、上述の実施の形態１ないし５にて示したように、張り合わせ工程で用いた充填用の光学樹脂は、ゲルシート状のものに限らず、液状のものであってもよいが、さらに上述の液状の樹脂を貼り付け工程の途中でＵＶ光や熱処理などで所定の硬さに仮硬化させ、一旦ゲル状にしてから位置合わせする場合でも同様の手段を用いることが可能である。

１ 表示装置
２ 保護板
３ 充填用透明樹脂
４ 仮固定用樹脂
５ 減圧チャンバ
６ プレスツール
７ プレスステージ
８ タッチパネルセンサー基板
９ タッチパネル保護板
１０ 表示領域

Claims (12)

1. フラットパネル装置上に光学樹脂を配置し、該光学樹脂の上に透明面材を貼り合せられた透明面材一体型フラットパネル装置において、
   前記フラットパネル装置上の前記光学樹脂の周辺部に粘弾性樹脂が配置されていることを特徴とする透明面材一体型フラットパネル装置。
2. 前記粘弾性樹脂は、前記光学樹脂の上下左右の中心線に対してそれぞれ対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の透明面材一体型フラットパネル装置。
3. 前記フラットパネル装置は、タッチパネルのセンサー基板であり、前記透明面材はタッチパネル保護板であることを特徴とする請求項１または２に記載の透明面材一体型フラットパネル装置。
4. 前記フラットパネル装置は、表示装置であり、前記透明面材は前記表示装置の保護板であることを特徴とする請求項１または２に記載の透明面材一体型フラットパネル装置。
5. 前記フラットパネル装置は、表示装置であり、前記透明面材はタッチパネルのセンサー基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の透明面材一体型フラットパネル装置。
6. フラットパネル装置上に光学樹脂を配置し、該光学樹脂を介して前記フラットパネル装置と透明面材を貼り合せる工程において、
   常圧雰囲気中において、
   前記フラットパネル装置の表示領域の周辺部に、前記光学樹脂より厚さが大きい粘弾性樹脂を配置する工程と、前記フラットパネル装置と前記透明面材とが位置合わせされ、前記粘弾性樹脂を介して前記フラットパネル装置と前記透明面材間が間隙を有するように仮固定される工程とを含み、
   減圧雰囲気中において、
   前記光学樹脂を介して、前記フラットパネル装置と前記透明面材とを貼り合せる工程を有することを特徴とする透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法。
7. フラットパネル装置上に光学樹脂を配置し、該光学樹脂を介して前記フラットパネル装置と透明面材を貼り合せる工程において、
   常圧雰囲気中において、
   前記透明面材の表示領域の周辺部に、前記光学樹脂より厚さが大きい粘弾性樹脂を配置する工程と、前記フラットパネル装置と前記透明面材とが位置合わせされ、前記粘弾性樹脂を介して前記フラットパネル装置と前記透明面材間が間隙を有するように仮固定される工程とを含み、
   減圧雰囲気中において、
   前記光学樹脂を介して、前記フラットパネル装置と前記透明面材とを貼り合せる工程を有することを特徴とする透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法。
8. 前記粘弾性樹脂を、前記光学樹脂の上下左右の中心線に対してそれぞれ対称に配置することを特徴とする請求項６または７に記載の透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法。
9. 前記粘弾性樹脂は、液状の樹脂であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一項に記載の透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法。
10. 前記フラットパネル装置は、タッチパネルのセンサー基板であり、前記透明面材はタッチパネル保護板であることを特徴とする請求項６または７に記載の透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法。
11. 前記フラットパネル装置は、表示装置であり、前記透明面材は前記表示装置の保護板であることを特徴とする請求項６または７に記載の透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法。
12. 前記フラットパネル装置は、表示装置であり、前記透明面材はタッチパネルのセンサー基板であることを特徴とする請求項６または７に記載の透明面材一体型フラットパネル装置の製造方法。

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