JP5052061B2

JP5052061B2 - 板状部材の貼り合わせ方法

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Publication number: JP5052061B2
Application number: JP2006206605A
Authority: JP
Inventors: 寛江口
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: JP2008030316A

Description

本発明は、板状部材の貼り合わせ方法に関し、例えば第１の板状部材と第２の板状部材とを貼り合わせる板状部材の貼り合わせ方法に関する。

パーソナルコンピュータ、携帯情報端末機器等の各種モニタ用の表示装置として、フラットパネルディスプレイが用いられている。ここで、フラットパネルディスプレイは、液晶表示ディスプレイ、有機ＥＬ表示ディスプレイ等の平面型表示装置のことである。このようなフラットパネルディスプレイは、カバーガラス又はアクリル、ポリカーボネートなどの樹脂シートでカバーする事がある。これは、屋外で使用する際に外部から圧力や衝撃による割れの防止などのためである。

一般的に、第１の板状部材としてのフラットパネルディスプレイに第２の板状部材としてのカバーガラス基板を貼り合わせる際は、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間に、気泡が発生するのを抑制するために真空チャンバーを用いる。また、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間の空気層を無くすために、粘着剤を用いて両板状部材間を充填して、両板状部材を重ね合わせる。フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間に空気層からなる隙間が存在すると、外光の反射により表示が著しく低下するので好ましくない。ここで、従来一般的な貼り合わせ方法について、図３を用いて説明する。図３は、従来の貼り合わせ方法を示すフローチャートである。

図３に示されるように、まず、真空チャンバー内を真空引きし、減圧状態にする（ステップＳ１０）。そして、真空チャンバー内に、貼り合わせるフラットパネルディスプレイと粘着剤が貼付されたカバーガラス基板とを搬入し、両板状部材の位置合わせを行う（ステップＳ１１）。次に、接着剤を介在させて、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との重ね合わせを行う（ステップＳ１２）。その後、加熱及び加圧し、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板とを密着させる（ステップＳ１３）。この際、粘着剤がフラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間に隙間なく充填され、両板状部材間の空気層を無くすことができる。また、ここまでの一連の工程を減圧下でおこなうことにより、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間の気泡の発生を抑制することもできる。そして、真空チャンバーを常圧に戻し、貼り合わせた両板状部材を取り出す（ステップＳ１４）。

また、貼り合わせる両板状部材間に気泡が混入することを防止する方法の一例として、特許文献１が開示されている。これは、偏光板と液晶表示パネルとを貼付する方法である。まず、偏光板の始端部を貼付用ローラによって液晶表示パネルの表面に押圧する。そして、液晶表示パネルを貼付用ローラに対して前方へ向かうように相対的に移動させることにより、液晶表示パネルの表面に偏光板を順次貼付させる方法である。これにより、偏光板と液晶表示パネルとの隙間に気泡が混入することを防止している。
特開平９−１４６０５９号公報

しかし、特許文献１に記載の技術で、板状部材の少なくとも一方は、偏光板のように、剛性が低いものである必要がある。つまり、カバーガラス基板とフラットパネルディスプレイとでは、両方とも剛性が高いため、偏光板ほど撓まず、上記の方法を用いることはできない。このため、従来は上述のように、減圧下で一連の貼り合わせ工程を行い、両板状部材間の気泡を除去していた。これは、厚みのある樹脂等に関しても、剛性が高いため同様のことが言える。

また、図３に示されるように、減圧下で一連の貼り合わせ工程を行うと、真空チャンバー内にて、減圧下で両板状部材の位置合わせ、重ね合わせ、加圧とを行わなければならず、真空チャンバー内に、位置合わせ機構、高い圧力を印加する機構等、複雑な設備を設ける必要があった。特に、真空チャンバー内で、両板状部材の位置合わせを行うには、目視できない状態で位置合わせ機構を用いて行う必要があるため、非常に効率が良くなかった。

本発明は、上記の問題を鑑みるためになされたものであり、両板状部材間に生じる気泡の発生を抑制しつつ、板状部材を簡単かつ効率よく貼り合わせることができる板状部材の貼り合わせ方法を提供することを目的とする。

本発明に係る板状部材の貼り合わせ方法は、第１の板状部材と第２の板状部材とを貼り合わせる板状部材の貼り合わせ方法であって、大気圧中で前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材との位置合わせを行う工程と、位置合わせを行った前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材との間に粘着剤を介在させて、大気圧中で、前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材とを重ね合わせる工程と、重ね合わせた前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを、減圧下で、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とが積層されている方向に沿って、加圧する工程と、その後、減圧を大気圧に戻す工程と、さらに、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の積層体を特定時間、高圧下に置く工程とを備える方法である。これにより、両板状部材間に生じる気泡の発生を抑制しつつ、板状部材を簡単かつ効率よく貼り合わせることができる。

また、上述の板状部材の貼り合わせ方法は、前記減圧下が６．７×１０^２Ｐａ以下の圧力であってもよい。これにより、さらに気泡の発生を抑制することができる。

なお、上述の板状部材の貼り合わせ方法において、前記加圧する工程では、９．８×１０^４Ｐａ以下の圧力を印加するのが好ましい。これにより、板状部材に対するダメージを低減することができる。

本発明によれば、両板状部材間に生じる気泡の発生を抑制しつつ、板状部材を簡単かつ効率よく貼り合わせることができる。

本発明にかかる板状部材の貼り合わせ方法を説明する前に、液晶表示ディスプレイと、カバーガラス基板とを粘着剤によって、貼り合わせた構成について、図１を用いて説明する。図１は、液晶表示ディスプレイとカバーガラス基板とを貼り合わせた構成を示す模式断面図である。

第１の板状部材である液晶表示ディスプレイ１００は、ＴＦＴアレイ基板１と、ＴＦＴアレイ基板１に対向して配置される対向基板２とをＴＦＴアレイ基板１の外周縁にて、シール剤３を用いて貼り合わせ、その間に液晶層４を形成して封止したものである。ＴＦＴアレイ基板１は、スイッチング素子として、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５を有し、シール剤３で囲まれる領域のＴＦＴ５を除いて略全体に、画素電極６が配置される。そして、ＴＦＴアレイ基板１の端部には、駆動回路が設けられたＴＣＰ（Tape Carrier Package）７が、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）８を介して接続される。これにより、外部からの各種信号が供給される。それらの信号に応じて、ＴＦＴ５のＯＮ、ＯＦＦが制御され、ＴＦＴがＯＮ状態のとき、画素電極６に表示電圧が印加される。

そして、対向基板２は、カラーフィルタ層及び対向電極９を有している。カラーフィルタ層は、例えばブラックマトリクス（ＢＭ）１０と、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の着色層１１とを有している。対向電極９は、対向基板２の液晶層４側に配置され、液晶層４に信号電位を供給するための共通電位を与える。そして、対向基板２と対向電極９との間には、カラーフィルタ層が、画素電極６及びＴＦＴ５に対向する領域に形成されており、このカラーフィルタ層を用いてカラー表示が行われる。

ここで、画素電極６に表示電圧が印加されると、画素電極６と対向電極９との間に、表示電圧に応じた電界が生じる。そして、基板間で生じた電界によって、液晶は駆動される。すなわち、基板間の液晶の配向方向が変化し、液晶層４を通過する光の偏光状態が変化する。これにより、所望の画像が表示される。

また、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２の液晶層４側の表面には、液晶を配向させるための液晶配向膜（不図示）が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２の外側には、位相差板（不図示）、偏光板（不図示）等が取り付けられている。液晶表示ディスプレイ１００は、以上のように構成されている。また、上記の構成は、一例であり、これ以外の構成でもよい。

そして、上記の液晶表示ディスプレイ１００と、液晶表示ディスプレイ１００を保護するための第２の板状部材であるカバーガラス基板１２とを粘着剤１３によって貼り合わせる。液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２とを貼り合わせた構成は、以上のようになっている。

次に、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ方法について説明する。ここでは、上記のように液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２とを粘着剤１３によって、貼り合わせる方法を図２を用いて、説明する。図２は、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ方法を示すフローチャートである。

まず、液晶表示ディスプレイ１００と粘着剤１３を貼付したカバーガラス基板１２の位置合わせを行う（ステップＳ１）。なお、粘着剤１３は、液晶表示ディスプレイ１００に貼付してもよい。また、位置合わせの際には、真空引きを行わない。つまり、大気圧中で液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２との位置合わせを行う。本実施の形態では、粘着剤１３として、厚さ１２５μｍの粘着シートを用いた。これにより、後の工程で両板状部材１００、１２の重ね合わせや加圧を行う際に、両板状部材１００、１２間に粘着剤１３が充填して、空気層を無くすことができる。また、大気圧中で、液晶表示ディスプレイ１００と、カバーガラス基板１２との位置合わせを行うので図３に示される技術のように、真空チャンバー内で位置合わせ機構を用いて液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２との位置合わせを行う必要がない。

次に、位置合わせを行った液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２の重ね合わせを行う（ステップＳ２）。この工程でも、ステップＳ１と同様に、真空引きを行わず、大気圧中で行う。また、大気圧中で、位置合わせ、重ね合わせを行うことによって、従来よりも容易にこれらの工程を行うことができる。ここで、液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２との重ね合わせ時の加圧は、減圧下で気泡が除去されやすいように、粘着剤１３と液晶表示ディスプレイ１００が接する程度の低圧で行うことが好ましい。

そして、重ね合わせた液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２を真空チャンバー内に搬入する（ステップＳ３）。つまり、重ね合わせた両板状部材１００、１２を大気圧中から減圧下に搬入する。このように、減圧下に両板状部材１００、１２をおくことにより、両板状部材１００、１２間の気泡が除去される。また、真空チャンバー内の真空度は６．７×１０^２Ｐａ（＝５Ｔｏｒｒ）以下、好ましくは１．３×１０^２Ｐａ（＝１Ｔｏｒｒ）以下である。本実施の形態では、真空度１．３×１０^２Ｐａ（＝１Ｔｏｒｒ）とした。このように、位置合わせ、重ね合わせをした後に、真空チャンバー内に搬入することにより、真空チャンバーに位置合わせの機構が不要になる。

次に、液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２とが積層されている方向に沿って、両板状部材１００、１２をプレス機等を用いて加圧する（ステップＳ４）。つまり、粘着剤１３を圧縮する方向に、両板状部材１００、１２を加圧する。これにより、両板状部材１００、１２が粘着剤１３によって密着し、両板状部材１００、１２が貼り合わせられる。また、前工程（ステップＳ３）で、除去されず、残っている気泡を除去することができる。なお、加圧の際には、４．９×１０^４〜１．５×１０^５Ｐａ（＝０．５〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力で加圧を行った。この結果、どの加圧力であっても両板状部材１００、１２間に気泡のない良好な貼り合わせ状態が得られた。しかし、１．２×１０^５Ｐａ（＝１．２ｋｇｆ／ｃｍ^２）以上の圧力で貼り合わされたものは、液晶表示ディスプレイ１００の端子部において一部に欠けが発生していた。従って、加圧する際の圧力を、９．８×１０^４Ｐａ（＝１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以下、好ましくは７．４×１０^４Ｐａ（＝０．７５ｋｇｆ／ｃｍ^２）以下にすれば、両板状部材１００、１２に欠けを生じさせることなく、気泡の発生を抑制しつつ、両板状部材１００、１２を貼り合わせることができる。これにより、板状部材に対するダメージを低減できる。なお、加圧する際には、加熱を行ってもよい。

また、真空度１．３×１０^２Ｐａ（＝１Ｔｏｒｒ）中において、７．４×１０^４Ｐａ（＝０．７５ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力で加圧を行って貼り合わせ（ステップＳ４）、その後、後述のステップＳ５の工程を経て、更に両板状部材１００、１２を２５℃、０．５ＭＰａの環境下に３０分間放置した（後述のステップＳ６）。この場合でも、両板状部材１００、１２間に気泡のない良好な貼り合わせ状態が得られた。

次に、真空チャンバー内を常圧に戻す（ステップＳ５）。これは、真空チャンバー内から両板状部材１００、１２を取り出すためである。

そして、高圧チャンバー内に両板状部材１００、１２を搬入する（ステップＳ６）。ここで、高圧とは、０．３ＭＰａ以上、好ましくは０．５ＭＰａ以上の圧力である。なお、温度は２０〜３０℃であるのが好ましい。このように、高圧下に両板状部材１００、１２をおくことにより、両板状部材１００、１２間の密着力が更に上がる。さらに、ステップＳ３、ステップＳ４において、除去しきれなかった微細な気泡をなくすこともできる。このように、両板状部材１００、１２を高圧下に置くことが好ましいが、この工程を省略することも可能である。また、上述の真空チャンバー内を高圧状態にすれば、高圧チャンバーを用いる必要はない。つまり、同一のチャンバー内で、これらの工程を行うことが可能となる。この場合は、チャンバーを変える必要がないので、ステップＳ５で常圧に戻す必要もない。また、真空チャンバーと高圧チャンバーとを別々に用いているのは、処理能力を向上させるためである。

以上の工程により、本実施の形態にかかる板状部材の貼り合わせ方法を用いて、液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１２とを粘着剤１３によって、貼り合わせることができる。そして、本実施の形態によれば、真空チャンバー内に、位置合わせ機構、高い圧力を印加する機構等、複雑な設備が不要となる。また、減圧下で、位置合わせ、重ね合わせをする必要がなく、大気圧下で可能となるため、従来よりも容易にこれらの工程を行うことができる。つまり、処理能力を向上することができ、さらに、従来よりも安いコストの装置を使用できる。また、真空チャンバー内で、高い圧力を印加しなくても、両板状部材１００、１２間に気泡がない貼り合わせが可能となるため、製品に対するダメージが少ない。このように、本発明によれば、両板状部材１００、１２間に生じる気泡の発生を抑制しつつ、板状部材を簡単かつ効率よく貼り合わせることができる。

また、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ方法が用いられるのは、上記の場合に限られない。つまり、第１の板状部材が液晶表示ディスプレイ１００、第２の板状部材がカバーガラス基板１２の場合に限られるわけではない。例えば、第１の板状部材として、液晶表示ディスプレイ１００以外のフラットパネルディスプレイを用いてもよい。また、液晶表示ディスプレイ１００を保護する板状部材として、ここではカバーガラス基板１２を用いたが、アクリルやポリカーボネート等の他の材料を用いてもよい。さらに、第１の板状部材あるいは第２の板状部材として、入力装置を用いても良い。本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ方法によれば、上記の板状部材、あるいはその他の剛性が高い板状部材等を良好に貼り合わせすることができる。なお、これらの板状部材を用いても、上述のような効果を得ることができる。

本実施の形態にかかる液晶表示ディスプレイとカバーガラスとを貼り合わせた構成を示す模式断面図である。実施の形態にかかる板状部材の貼り合わせ方法を示すフローチャートである。従来の板状部材の貼り合わせ方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＴＦＴアレイ基板、２対向基板、３シール剤、４液晶層、
５ＴＦＴ、６画素電極、７ＴＣＰ、８ＡＣＦ、９対向電極、
１０ＢＭ、１１着色層、１２カバーガラス基板、１３粘着剤、
１００液晶表示ディスプレイ

Claims

第１の板状部材と第２の板状部材とを貼り合わせる板状部材の貼り合わせ方法であって、
大気圧中で前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材との位置合わせを行う工程と、
位置合わせを行った前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材との間に粘着剤を介在させて、大気圧中で、前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材とを重ね合わせる工程と、
重ね合わせた前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを、減圧下で、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とが積層されている方向に沿って、加圧する工程と、
その後、減圧を大気圧に戻す工程と、
さらに、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の積層体を特定時間、高圧下に置く工程とを備える板状部材の貼り合わせ方法。
前記減圧下が６．７×１０^２Ｐａ以下の圧力である請求項１に記載の板状部材の貼り合わせ方法。
前記加圧する工程では、９．８×１０^４Ｐａ以下の圧力を印加する請求項１又は２に記載の板状部材の貼り合わせ方法。