JP3579632B2 - 光学部品の製造方法および電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に、複数個の微小部品が配置されて構成される光学部品の製造方法に関する。
また本発明は、光学部品を備える電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＦＴ型の液晶表示装置は、アクティブマトリックス基板と、対向電極やカラーフィルタなどを備えた対向基板との間の数μｍの間隙部に液晶を注入することによって構成される。このようなＴＦＴ型の液晶表示装置は、その他の各種液晶表示装置やその他の平面型表示装置に比べて、特に表示品位および低消費電力性などに優れているので、デスクトップ型パソコン、ノート型パソコン、液晶テレビ、電子手帳、ナビゲーションシステム、ゲーム機、デジタルビデオディスク再生装置、電子カメラ、携帯型ビデオまたは電子ブックなどのモニタとして用途を広げており、広く認知されている。このように優れたＴＦＴ型液晶表示装置であるが、広く普及するにつれて、ユーザはさらに優れた表示品位を要望し、したがってかすかな欠陥、画面のムラおよびザラツキなどを改善し、表示品位を向上させる必要がある。
【０００３】
また、ＴＦＴ型液晶表示装置の表示品位を決定する要因の一つとして、バックライトシステムが挙げられる。図１２は、透過型の液晶表示装置のバックライトシステム１３５の構成を示す図である。なお、このバックライトシステムには、図１２に示す構造以外に様々な構造のバックライトシステムが存在する。図１２に示すように、一対の基板間に液晶を注入して構成される液晶表示パネル１１７の背面側に、バックライトシステム１３５が設けられる。このバックライトシステム１３５は、複数枚の種々の光学シート１１８，１１９，１２０（本従来技術では３枚）、エッジライト式の導光体１２３、光源ランプ１２２、および反射シート１２１などを備える。このようなバックライトシステム１３５は、主にノートパソコンに適用される。
【０００４】
光学シート１１８，１１９，１２０は、それぞれ導光体１２１の上方に配置され、それぞれ、反射シート１２３の上面のドット印刷などをぼかすための下側拡散シート１１８、正面輝度を向上させるためのレンズシート１１９および視角特性を改善するための上側拡散シート１２０である。
【０００５】
下側拡散シート１１８および上側拡散シート１２０の構造を図１３に示す。上記拡散シート１１８，１２０は、樹脂シート基板１２４の上下面に微小部品を分散させて配置したものであり、さらに詳しくは、樹脂シート基板１２４の上面側に光学機能用の複数個のビーズ１２５を配置し、下面側に複数個のスティッキング防止用ビーズ１２６をコート層１２７で保持して構成される。このような構成は、刊行物「電子ジャーナル出版 ２０００ ＦＰＤ テクノロジー大全」の３７５ページに記載されている。なお図１３では、上記ビーズ１２５，１２６は、均等に配置されているが、実際には、各ビーズ１２５，１２６ともに散布されて配置されるので、ランダムに配置されている。また、上記下側拡散シート１１８，上側拡散シート１２０は、液晶表示装置の構造および種類、または使用目的に応じて、シート基板１２４上の各ビーズ１２５，１２６の面積占有率を変化させることによって、ヘイズ（光散乱度）を変化させている。なお、上記拡散シート１１８，１２０以外の同種の光学部品も、同様の構造を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記拡散シート１１８，１２０などの光学部品では、シート基板１２４上に各ビーズ１２５，１２６などの微小部品が均一に散布されている必要があり、従来技術の製造方法では、散布ノズルの形状、噴き出し圧力および散布中の気流の調整などの条件を、厳密にコントロールして、均一分散性を確保している。しかしながら、これらの条件を厳密にコントロールすることは困難であり、従来技術では、分散状態にばらつきが生じていた。このような分散不良の光学部品を液晶表示装置などの表示装置に組み込むと、この分散不良が目視確認され、再組み立てのロスを生じるおそれがある。
【０００７】
また、液晶表示装置などの表示装置は、大型化してきており、上記従来技術の散布方法では、歩留りの低下が生じ、表示品質なども劣るおそれがある。また、分散性の異なる光学部品の製作時の条件決定が困難であり、さらに、機種切り換え時の時間のロスおよび経費が大きい。また、面内領域でビーズの分散性を変化させた光学部品の作製が困難であるなどといった課題がある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、分散性よく微小部品が配置された光学部品を効率よく製造できる光学部品および電子部品の製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に、複数個の微小部品が配置されて構成される光学部品の製造方法において、
下面側に、所定の間隔をあけて配置される複数の電極部が形成され、各電極部に電圧を印加することにより静電気力によって前記複数個の微小部品を吸着保持する吸着保持具によって、所定の間隔をあけた状態で前記複数個の微小部品を吸着保持させ、該吸着保持具を、微小部品を保持する粘着層が形成されている基板側に降下させて、微小部品が粘着層に埋まるように上方から押圧した後、電極部への電圧の印加を停止して吸着保持を解除して、基板上に複数個の微小部品を乗載することを特徴とする光学部品の製造方法である。
【００１０】
本発明に従えば、まず吸着治具によって、隣合う微小部品が相互に所定の間隔をあけた状態で、複数個の微小部品をまとめて吸着保持する。その後、微小部品を吸着保持した状態で吸着治具を基板上まで移動させ、吸着持具を上方から押圧して、微小部品が粘着層に埋まるようにした後、吸着保持を解除することによって、基板上に複数個の微小部品を同時に、かつ確実に供給して光学部品を製造する。したがって、基板上に配置された微小部品の分散バラツキが減少し、この光学部品が組み込まれた表示装置は、美しい表示面を有する。また、隣合う微小部品間の間隔を変化させるだけで、分散性の異なる光学部品を容易に作成することができる。また、複数個の微小部品をまとめて配置する構成であるので、大型の光学部品も効率よく製造できる。
【００１２】
また吸着治具は、相互に所定の間隔をあけて配置される複数の電極部を有し、この各電極部の静電気力で微小部品を吸着保持する。したがって、基板上に配置された微小部品の配置精度を、高精度にすることができる。
【００１５】
さらに基板上には、粘着層が形成されているので、乗載された微小部品を基板上に確実に保持することができる。したがって、高精度に配置された微小部品の配置精度を維持することができる。
【００１８】
また本発明は、前記複数個の微小部品を前記基板上に乗載した後、乗載された複数個の微小部品を基板側に押圧することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、複数個の微小部品が基板上に乗載された後、乗載された複数個の微小部品は基板側に押圧される。したがって、配置された微小部品の積層状態を、単層にすることができるので、突起不良を低減することができ、表示品位が向上する。
【００２２】
また本発明は、前記基板は、プリズムシートであり、
前記微小部品は、ガラスまたは合成樹脂から成るビーズであることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、プリズムシート上に接着層を介してガラスまたは合成樹脂から成るビーズを直接取り付けて光学部品である拡散シートを形成することができる。前記プリズムシートは、たとえば表示装置において正面輝度向上のために使用される。プリズムシートに直接ビーズを取り付ける構成であるので、このようにして製造された光学部品である拡散シートが組み込まれた表示装置は、部品点数が削減する。
【００２４】
また本発明は、電子部品本体と基板との間に複数個の微小部品が介在されて構成される電子部品の製造方法において、
複数個の微小部品を、所定の間隔をあけて配置される複数の電極部を有し、この各電極部の静電気力で前記複数個の微小部品を吸着保持吸着治具に吸着保持して、前記複数個の微小部品を保持する粘着層が形成される電子部品本体側に取り付け、その後前記基板を貼り合せることを特徴とする電子部品の製造方法である。
【００２５】
本発明に従えば、電子部品本体側に直接微小部品を取り付ける構成であるので、たとえばこの電子部品が組み込まれた表示装置の部品点数を削減することができ、これによって製造工程数の削減、組み立て作業中の異物の巻き込み不良の低減、および表示装置の薄型化を実現することができる。
また本発明は、前記電子部品本体の同一面上に、前記複数個の微小部品が密に配置された領域と、疎に配置された領域とを形成することを特徴とする。
本発明に従えば、電子部品本体の同一面上に、複数の微小部品が密に配置された領域と、疎に配置された領域とが形成される。このように構成される光学部品が組み込まれた表示装置は、表示品位が向上し、特に大型の表示装置ほど効果的である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の光学部品の製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。図１に示すように、まず、平坦なステージ１上に、複数個の微小部品であるビーズ３を予め散布しておく。次に、ステージ１上に配置されたビーズ３を、吸着治具２によって、隣合うビーズ３同士が所定の間隔をあけた状態で、ビーズ３をまとめて吸着保持する。このビーズ３は、たとえばガラスまたは合成樹脂からなり、その直径は、たとえば５μｍ程度の球体であり、光学特性を改善したり、スペーサとして使用される。
【００２７】
さらに詳しく述べると、この吸着治具２の下面側には、たとえばドット型、ライン型またはクロスライン型に加工され、相互に所定の間隔をあけて配置された複数の電極部７が形成され、この各電極部７は絶縁多層化処理されている。この各電極部７に電圧を印加して、各電極部７に静電気を帯電させ、吸着治具２をステージ１１側に下降させる。すると、各電極部７の静電気力によって、各電極部７にそれぞれビーズ３が吸着保持され、ビーズ３を吸着保持したまま、吸着治具２を上昇させる。このようにして、所望量のビーズ３が、所望のパターンで吸着治具２に吸着保持されて、矢符１９に示すように上方に引き上げられる。
【００２８】
次に、ビーズ３を吸着保持したまま、吸着治具２を樹脂シート基板４上まで移動させる。この樹脂シート基板４の上面側には、粘性の高い粘着層８が、予め形成されている。吸着治具２が、樹脂シート基板４上に配置されると、ビーズ３を落下させずに、ビーズ３を吸着保持したまま、吸着治具２を樹脂シート基板４側に下降させ、ビーズ３を樹脂シート基板４上に乗載し、各電極部７に印加している電圧を切り、樹脂シート基板４上にビーズ３を乗載する。すると、乗載されたビーズ３は、樹脂シート基板４上の粘着層８によって、保持される。
【００２９】
上述の動作を複数回繰り返して、図３に示すように、樹脂シート基板４上のビーズ３の量を増加させる。このとき、樹脂シート基板４上のビーズ３が重なって乗載されるおそれがあるので、図２に示すように、ビーズ３が乗載された樹脂シート基板４に超音波を付与して、樹脂シート基板４ごとビーズ３を矢符１８に示すように振動させ、重なり合ったビーズ３を振り落とすことが好ましい。その後、ビーズ３を固着して保護するとともに、人の目に感じるビーズ３のざらつき感を低減するために、図３に示すように樹脂コート層１０を積層して、光学部品である拡散シート９が完成する。
【００３０】
図４は本発明の第１の実施の形態の光学部品の製造方法で製造された光学部品である拡散シート９を備えた電子部品であるバックライトシステムの一例を示す図である。なお、上記に述べた光学部品の製造方法によって、ヘイズが高い上側拡散シート１１とヘイズが低い下側拡散シート１２とを製造する。そして、図４に示すように、反射シート１６の上方にエッジライト式の導光体１５を配置し、この導光体１５の上方に上記下側拡散シート１２を配置し、この下側拡散シート１２の上方にレンズシート１４を配置し、このレンズシート１４の上方に上記上側拡散シート１１を配置することによって、バックライトシステム１７が構成される。このバックライトシステム１７の上方に、一対の基板間に液晶が封入された液晶表示パネル１３を配置して、液晶表示装置などの表示装置が構成される。このようにして、作成された液晶表示装置は、表示品位が向上する。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態の光学部品の製造方法について、図５〜図８を参照して説明する。まず、図５に示すように、前述の第１の光学部品の製造方法と同様に、相互に所定の間隔を開けて配置された複数の電極部２３を有する吸着治具２１でビーズ３を吸着する。なお、この吸着治具２１の各電極部２３は、前述の第１の製造方法で使用した吸着治具２の各電極部３より、幅ｄおよび厚さｔが大きく加工されているので、一度に吸着されるビーズ３の量が増加している。次に、ビーズ３を吸着保持したまま、吸着治具２１を樹脂シート基板４の上方まで移動させた後、矢符２５に示すように吸着治具２１を樹脂シート基板４側に下降させる。
【００３２】
次に、図６に示すように、吸着治具２１を上方から押圧して、ビーズ３が確実に粘着層８に埋まるようにする。ただし、このとき各電極部２３の側部に吸着されているビーズ３ａ，３ｄは、粘着層８の表面に接触する程度である。その後、各電極部２３に印加している電圧を切って、吸着保持状態を解除し、さらに図７に示すように、樹脂シート基板４に乗載された各ビーズ３の上面を、下面が平坦な押圧治具２４によって矢符２６に示すように下方に押圧し、図８に示すように全てのビーズ３を確実に粘着層８に押し込んで保持する。以上のようにして、ヘイズの高い光学部品である拡散シート２２が製造される。なお、必要に応じて、この拡散シート２２を樹脂コーティングしてもよい。
【００３７】
図９は、本発明の第３の実施の形態の光学部品の製造方法で製造された光学部品６１を示す図である。図９に示すように、プリズムシート６２の下面側に接着層６３を介してビーズ３を直接、取り付けて光学部品である拡散シート６１を製造することもできる。このプリズムシート６２は、正面輝度向上のために使用される。すなわち、プリズムシート６２に直接ビーズ３を取り付ける構成であるので、このようにして製造された拡散シート６１が組み込まれた表示装置は、部品点数が削減する。これによって、表示装置の製造工程数の削減、組み立て作業中の異物の巻き込み不良の低減、および表示装置の薄型化が実現できる。
【００３８】
図１０は、本発明の光学部品の製造方法で製造された電子部品である液晶表示装置４１を示す図である。対向する一対のガラス基板４２，４３間に液晶４４を封入して構成される液晶表示パネル４５の上面全体に、前述の第３の実施の形態の光学部品の製造方法と同じ方法で複数個のビーズ３を一様に乗載する。さらに、この一様に乗載された複数個のビーズ３を覆うようにして、接着層４６を設け、さらにその上に表面保護を行うためのカバーガラス基板４７を貼り付ける。このようにして製造された液晶表示装置４１は、表示面のザラツキ感がなく、きれいな表示面を与えるものである。
【００３９】
図１１は、本発明の電子部品の製造方法で製造された電子部品である液晶表示装置５１を示す図である。この液晶表示装置５１と前述の液晶表示装置４１との異なる点は、表示面の中央部５２では、正面輝度を確保するために、ビーズ３を疎に配置し、表示面の周辺部５３，５４では、視覚点５５より遠方の視覚特性を改善するためにビーズ３を密に配置したことである。このような構造は、大型の液晶表示装置に適しており、特に３０インチや４０インチ、あるいはこれ以上のサイズの大型の表示装置に対して好適であり、表示品位が向上する。
【００４０】
なお上記の各実施形態では、微小部品として、球形状のビーズ３を使用して説明したが、この微小部品は球形状のビーズ３に限るものではなく、たとえば直方体形状や錐形形状などの他の形状であっても良い。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、吸着治具によって、複数個の微小部品を所定の間隔を開けて、まとめて吸着保持し、微小部品を吸着保持した状態で吸着治具を基板上まで移動させ、吸着治具を上方から押圧して、微小部品が粘着層に埋まるようにした後、吸着保持を解除することによって、基板上に複数個の微小部品を同時に、かつ確実に供給して光学部品を製造する。したがって、微小部品の分散バラツキが減少する。また、分散度の異なる光学部品を容易に作成することができる。また、大型の光学部品も容易にかつ効率よく製造できる。
【００４２】
また吸着治具は、所定の間隔をあけて配置される複数の電極部を有し、この各電極部の静電気力で微小部品を吸着保持するので、基板上の微小部品の配置精度を、高精度にすることができる。
【００４４】
また基板上には、粘着層が形成されているので、配置された微小部品を基板上に確実に保持することができる。したがって、高精度に配置された微小部品の配置精度を維持することができる。
【００４６】
また本発明によれば、基板上に配置された複数個の微小部品は基板側に押圧されるので、配置された微小部品の積層状態を、単層にすることができるので、突起不良を低減することができる。
【００４８】
また本発明によれば、プリズムシート上に接着層を介してガラスまたは合成樹脂から成るビーズを直接取り付けて光学部品である拡散シートを形成することができる。前記プリズムシートは、たとえば表示装置において正面輝度向上のために使用される。プリズムシートに直接ビーズを取り付ける構成であるので、このようにして製造された光学部品である拡散シートが組み込まれた表示装置は、部品点数が削減する。
【００４９】
また本発明によれば、電子部品本体側に直接微小部品を配置する構成であるので、たとえばこの電子部品が組み込まれた表示装置の部品点数を削減することができ、これによって製造工程数の削減、組み立て作業中の異物の巻き込み不良の低減、および表示装置の薄型化を実現することができる。
また本発明によれば、電子部品本体の同一面上に、複数の微小部品が密に配置された領域と、疎に配置された領域とが形成されるので、この光学部品が組み込まれた表示装置は、表示品位が向上し、特に大型の表示装置ほど効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸着治具２で複数個のビーズ３を、まとめて吸着する工程を示す図である。
【図２】樹脂シート基板４を振動させて、ビーズ３を振り落とす工程を示す図である。
【図３】樹脂シート基板４を樹脂コートする工程を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の光学部品の製造方法で製造された拡散シート９を備えたバックライトシステム１７を示す図である。
【図５】吸着治具２１で複数個のビーズ３を、まとめて吸着した状態を示す図である。
【図６】樹脂シート基板４上に複数個のビーズ３を乗載する工程を示す図である。
【図７】乗載されたビーズ３を樹脂シート基板４側に押圧する工程を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の光学部品の製造方法で作成された光学部品である拡散シート２２を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の光学部品の製造方法で製造された光学部品６１を示す図である。
【図１０】本発明の電子部品の製造方法で製造された液晶表示装置４１を示す図である。
【図１１】本発明の電子部品の製造方法で製造された液晶表示装置５１を示す図である。
【図１２】透過型の液晶表示装置のバックライトシステム１３５の構成を示す図である。
【図１３】下側拡散シート１１８および上側拡散シート１２０の構造を示す図である。
【符号の説明】
２ 吸着治具
３ ビーズ（微小部品）
４ 樹脂シート基板（基板）
７ 電極部
８ 粘着材料
２４ 押圧治具

Claims (5)

1. 基板上に、複数個の微小部品が配置されて構成される光学部品の製造方法において、
   下面側に、所定の間隔をあけて配置される複数の電極部が形成され、各電極部に電圧を印加することにより静電気力によって前記複数個の微小部品を吸着保持する吸着保持具によって、所定の間隔をあけた状態で前記複数個の微小部品を吸着保持させ、該吸着保持具を、微小部品を保持する粘着層が形成されている基板側に降下させて、微小部品が粘着層に埋まるように上方から押圧した後、電極部への電圧の印加を停止して吸着保持を解除して、基板上に複数個の微小部品を乗載することを特徴とする光学部品の製造方法。
2. 前記複数個の微小部品を前記基板上に乗載した後、乗載された複数個の微小部品を基板側に押圧することを特徴とする請求項１記載の光学部品の製造方法。
3. 前記基板は、プリズムシートであり、
   前記微小部品は、ガラスまたは合成樹脂から成るビーズであることを特徴とする請求項１または２記載の光学部品の製造方法。
4. 電子部品本体と基板との間に複数個の微小部品が介在されて構成される電子部品の製造方法において、
   下面側に、所定の間隔をあけて配置される複数の電極部が形成され、各電極部に電圧を印加することにより静電気力によって前記複数個の微小部品を吸着保持する吸着保持具によって、相互に所定の間隔をあけた状態で前記複数個の微小部品を吸着保持させ、該吸着保持具を、微小部品を保持する粘着層が形成されている電子部品本体側に降下させて、微小部品が粘着層に埋まるように上方から押圧した後、電極部への電圧の印加を停止して吸着保持を解除して、電子部品本体上に複数個の微小部品を取り付け、その後前記基板を貼り合せることを特徴とする電子部品の製造方法。
5. 前記電子部品本体の同一面上に、前記複数個の微小部品が密に配置された領域と、疎に配置された領域とを形成することを特徴とする請求項４記載の電子部品の製造方法。

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