JP5750125B2 - 多層構造、多層構造を製造する方法、および多層構造を用いたタッチ感応ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、光学ボンディング装置に関し、特に、多層構造を持つ光学ボンディング装置、その光学ボンディング装置を製造する方法、およびその光学ボンディング装置を用いたタッチ感応ディスプレイに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、液晶（ＬＣｓ）の光変調特性を利用する薄くて平らな電子視覚ディスプレイである。液晶は、直接発光しない。一般的に、液晶ディスプレイ装置は、ディスプレイ基板、液晶駆動基板、およびディスプレイ側基板と液晶駆動側基板の間に密閉された液晶装置を含む。液晶ディスプレイ装置において、その表示は、光源からの透過光量を変更するように液晶駆動側基板を電気的に制御することにより行なわれる。

ディスプレイ側基板と液晶駆動側基板の間のギャップは、液晶で満たされる。その結果として、ギャップの厚みは、液晶層の厚みと同じになる。

ディスプレイ側基板と液晶駆動側基板の間の距離は、不均一になる可能性がある。液晶がギャップに密閉される時、そのような不均一性が、液晶ディスプレイ内にストレスを引き起こす。ストレスは、液晶層の厚みに変化をもたらす。その結果、ムラ状態が生じる。

ムラは次のように記述された現象である：液晶が照らされた時、均一でないカラーラインやカラーブロックが、液晶ディスプレイのスクリーンに現れ得る。背景が白色であるときは、カラーラインやカラーブロックは黄色になり、背景がグレー色であるときは、カラーラインやカラーブロックは白色になる。

一般に、液晶ディスプレイ技術は、所定のシステムへの容易な入力を提供するタッチ感応技術に結び付けられる。タッチ感応ディスプレイデバイスは、一般的に、液晶ディスプレイと、その上に置かれた透明なタッチパネルを含んでいる。液晶ディスプレイとタッチパネルの間の距離は、均一性が保障されていない。このことが、ストレスを増幅し、同時にムラ状態が生じる機会を増やしてしまう。

ムラ現象の発生を減少または無くすために、多層構造を持つ光学ボンディング装置、その光学ボンディング装置を製造する方法、およびその光学ボンディング装置を用いたタッチ感応ディスプレイが提供される。

多層構造を持つ光学ボンディング装置は、感圧ボンディング層および熱流感圧ボンディング層を含んでいる。熱流感圧ボンディング層は、オブジェクトの粗い表面に接着され、感圧ボンディング層の上に載せられる。

多層構造を持つ光学ボンディング装置は、感圧ボンディング層、熱流感圧ボンディング層、および有機基板を含んでいる。熱流感圧ボンディング層は、オブジェクトの粗い表面に接着し、感圧ボンディング層の上に載せられる。有機基板は、感圧ボンディング層と熱流感圧ボンディング層の間に置かれる。有機基板の両面は、それぞれ、感圧ボンディング層と熱流感圧ボンディング層に接着する。

光学ボンディング装置を製造する方法は、感圧ボンディング層を提供するステップと、感圧ボンディング層の上のオブジェクトの粗い表面に接着させるために熱流感圧ボンディング層を載せるステップとを含む。

ディスプレイデバイスを実装する方法は、感圧ボンディング層と熱流感圧ボンディング層が共に接着された光学ボンディング合成物を製造するステップと、タッチパネルと液晶ディスプレイの間に、光学ボンディング合成物を配置するステップとを含む。

タッチ感応ディスプレイは、タッチパネルと、タッチパネルに面する液晶ディスプレイパネルと、タッチパネルおよび液晶ディスプレイパネルを接着するためにタッチパネルおよび液晶ディスプレイパネルの間に置かれた上記の光学ボンディング装置とを含む。

本発明の好適な第１実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置の分解図を示す。 本発明の好適な第１実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置の側面図を示す。 本発明の好適な実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置を用いたタッチ感応ディスプレイの上面図を示す。 本発明の好適な第１実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置を用いたタッチ感応ディスプレイの側面図を示す。 本発明の好適な第２実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置の側面図を示す。 本発明の好適な第２実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置を用いたタッチ感応ディスプレイの側面図を示す。

本発明の詳細な説明は、以下の実施形態で説明される。これは、本発明の範囲を制限するものではなく、他の実施形態にも適用可能である。図面は、詳細に説明されているが、開示された構成要素の数は、明らかに量的な限定をしている構成要素を除き、開示されたものより多くても少なくてもよい。

図１及び図２を参照すると、本発明の第１実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置の分解図と側面図がそれぞれ示されている。光学ボンディング装置３０は、オブジェクト（不図示）の粗い表面に接着するために、感圧ボンディング層３１０と、熱流感圧ボンディング装置３２０と、を含んでいる。熱流感圧ボンディング装置３２０は、感圧ボンディング装置３１０に載せられる。

感圧ボンディング装置３１０は、第１面３１２と、第２面３１４と、を有する。熱流感圧ボンディング装置３２０は、第３面３２２と、第４面３２４と、を有する。感圧ボンディング装置３１０は、第１面３１２と第３面３２２が相互に対向し、共に接着するように、熱流感圧ボンディング装置３２０に載せられる。これにより、２層構造の光学ボンディング装置３０が形成される。第４面３２４は、オブジェクト（不図示）の粗い表面に接着するために使用される。

図３は、第１実施形態の光学ボンディング装置３０を使用したタッチ感応ディスプレイの上面図を示す。図４は、第１実施形態の光学ボンディング装置３０を使用したタッチ感応ディスプレイの側面図を示す。光学ボンディング装置３０は、タッチ感応ディスプレイに適用可能である。タッチ感応ディスプレイは、タッチパネル１０と、タッチパネル１０に対向する液晶ディスプレイパネル２０と、を含んでいる。光学ボンディング装置３０は、タッチパネル１０と液晶ディスプレイパネル２０を接着するために、タッチパネル１０と液晶ディスプレイパネル２０の間に置かれる。好適な実施形態では、液晶ディスプレイパネル２０は、粗い表面を持つ上記オブジェクトであり、熱流感圧ボンディング層３２０の第４面３２４は、液晶ディスプレイパネル２０の粗い表面に接着する。

他の実施形態では、タッチパネル１０は、粗い表面を持つ上記オブジェクトである。光学ボンディング装置３０は、タッチパネル１０と液晶ディスプレイパネル２０を接着するために、タッチパネル１０と液晶ディスプレイパネル２０の間に置かれる。そこで、熱流感圧ボンディング層３２０の第４面３２４は、タッチパネル１０の粗い表面に接着する。

図５は、本発明の第２実施形態にかかる多層構造を持つ光学ボンディング装置の側面図を示す。この実施形態では、光学ボンディング装置４０は、感圧ボンディング層４１０、オブジェクト（不図示）の粗い表面に接着するための熱流感圧ボンディング層４２０、および感圧ボンディング装置４１０と熱流感圧ボンディング装置４２０の間に置かれる有機基板４３０を、含む。有機基板４３０の両面は、それぞれ、感圧ボンディング層４１０と熱流感圧ボンディング層４２０に固着する。これにより、３層構造の光学ボンディング装置４０が形成される。

感圧ボンディング層４１０は、第１面４１２と第２面４１４を有し、熱流感圧ボンディング層４２０は、第３面４２２と第４面４２４を有する。有機基板４３０の両面は、それぞれ、第１面４１２と第３面４２２に固着する。これにより、３層構造の光学ボンディング装置４０が形成される。第４面４２４は、オブジェクト（不図示）の粗い表面に接着するために使用される。

図６は、光学ボンディング装置４０の第２実施形態にかかるタッチ感応ディスプレイの側面図を示す。光学ボンディング装置４０は、タッチ感応ディスプレイに適用可能である。タッチ感応ディスプレイは、タッチパネル１０と、タッチパネル１０に対向する液晶ディスプレイパネル２０と、を含んでいる。光学ボンディング装置４０は、タッチパネル１０と液晶ディスプレイパネル２０を接着するためにタッチパネル１０と液晶ディスプレイパネル２０の間に置かれる。好適な実施形態では、液晶ディスプレイパネル２０は、粗い表面を持つ上記オブジェクトであり、第４面４２４は、液晶ディスプレイパネル２０の粗い表面に接着する。

他の実施形態では、タッチパネル１０は、粗い表面を持つ上記オブジェクトである。光学ボンディング装置４０は、タッチパネル１０と液晶ディスプレイパネル２０を接着するためにタッチパネル１０と液晶ディスプレイ２０の間に置かれる。第４面４２４は、タッチパネル１０の粗い表面に接着する。

第２実施形態は、感圧ボンディング層４１０の厚みを減らし、感圧ボンディング層４１０と熱流感圧ボンディング層４２０の間に有機基板４３０を置くことによって、光学ボンディング装置４０の型抜き（Ｄｉｅ ｃｕｔｔｉｎｇ）の特性を向上させる。なお、型抜きは、木材、プラスチック、金属あるいは織物のような材料から多くの同じ形を生成するために使用される製造工程である。有機基板４３０の厚みは、２５μｍから１００μｍであり、感圧ボンディング層４１０の厚みは、２５μｍから５０μｍである。好適な実施形態では、有機基板４３０の材料は、ポリエチレンテレフタレートなどである。

上記の感圧ボンディング層および熱流感圧ボンディング層は、タッチ感応ディスプレイに接着している間、よりよい見通しを維持するために、共に透明である。そして、感圧ボンディング層と熱流感圧ボンディング層の両表面は、接着する。

熱流感圧ボンディング層は、熱可塑性タイプ、熱固定タイプ、および熱流タイプからなるグループから選択される。

熱可塑性タイプの材料は、通常の室温で固体状である間、非粘着性または低粘着性を持ち、液体状に変化すると、化学的特性を変えることなく高粘着性になる。気温が下降すると、固体状に戻る。また、気温が再び上昇すれば、再度、液体状に変化する。ガラスセメントは、この種の材料である。

熱固定タイプの材料は、通常の室温で固体状であり、気温がある値まで上昇するにつれて、化学的特性も変えながら、液体状へと変化し、高粘着性を持つようになる。気温が下降するにつれて、固体状へと戻るが、再度、気温が上昇しても、再び液体状へ変化することはない。異方性導電膜（ＡＣＦ）は、この種の材料である。

熱流タイプの材料は、通常の室温で固体状であり、気温がある値まで上昇するにつれて、化学的特性も変えながら、半固体、半液体状へと変化し、高粘着性を持つようになる。紫外線（ＵＶ）凝固、熱凝固、真空嫌気性凝固、および蒸気凝固のような付加的処理を採用することにより、固体状へと戻すことができる。

熱処理を採用することにより、熱流感圧ボンディング層をオブジェクトの粗い表面に接着することや、そのオブジェクトを完全に覆うことが容易になる。熱流感圧ボンディング層の特性のため、その粗い表面は、フラットになり、液晶ディスプレイパネルとタッチパネルの間の距離を均等にする。その結果、ムラ状態の発生は、減少あるいは無くなる。

上記感圧ボンディング層３１０、４１０は、通常の室温で固体状である間、粘着性を持ち、圧力に対して非常に良く反応する。熱処理なしでも圧力が加えられれば、基板の表面へ接着可能であり、圧力が上昇するにつれて強く接着するようになる。

光学ボンディング装置を製造する方法も、同様に提供される。その方法は、次のステップを含む。感圧感圧ボンディング層を提供するステップと、感圧ボンディング層の上のオブジェクトの粗い表面に接着させるために熱流感圧ボンディング層を載せるステップである。好適な実施形態では、熱流感圧ボンディング層を載せるステップは、熱処理によって実行され、熱流感圧ボンディング層は、有機基板を介して感圧ボンディング層上に載せられる。

加えて、ディスプレイデバイスを実装する方法が提供される。その方法は、次のステップを含む。感圧ボンディング層と熱流感圧ボンディング層を共に有する光学ボンディング装置を製造するステップと、タッチパネルと液晶ディスプレイの間にその光学ボンディング装置を配置するステップである。上記方法のさらに詳細な処理では、次のステップを含む。タッチパネルの粗い表面上に熱流感圧ボンディング層を重ねるステップと、その熱流感圧ボンディング層の上に感圧ボンディング層を重ねるステップと、その感圧ボンディング層の上に液晶ディスプレイパネルを重ねるステップである。これらの３つの重ねる処理は、任意の順序で処理されてもよい。上記方法の他の詳細な処理では、次のステップを含む。液晶ディスプレイパネルの粗い表面上に熱流感圧ボンディング層を重ねるステップと、その熱流感圧ボンディング層の上に感圧ボンディング層を重ねるステップと、その感圧ボンディング層の上に液晶ディスプレイパネルを重ねるステップである。

その積み重ね処理が通常の室温で行われれば、各層の積み重ね処理の後に自動切断（auto-claving）処理が追加されるため、各層の積み重ね処理後、層間に気泡が生じる可能性がある。他の実施形態では、自動切断処理は、全３回の積み重ね処理の後に追加される。

好適な実施形態では、３回の積み重ね処理は、６０℃〜８５℃の範囲で行われる。これにより、積み重ね処理での気泡の発生を大いに抑制する。

熱流感圧ボンディング層が、タッチパネルまたは液晶ディスプレイの粗い表面をフラットにできるように、上記の積み重ね処理の後、熱流感圧ボンディング層を溶かすためにその積層を熱するステップが必要になる。熱する期間は、加熱温度に応じて、約２０分から１時間である。粗い表面がフラットになり、液晶ディスプレイパネルとタッチパネルの間の距離が均等になるとき、積層を凝固するステップが追加される。その凝固処理は、積層を紫外線にさらすことよって実行され、その露光エネルギーは、ボンディング層の特性に依存し、通常、３０００ｍｊである。

他の実施形態では、感圧ボンディング層と熱流ボンディング層は、共に、有機基板によって接着される。

本発明は、構造的特徴、及び／又は、方法論的行為に特有の専門用語で記載されたが、添付の特許請求の範囲において定められた本発明は、記載された特定の特徴や行為に必ずしも限定されるものではないと理解されるべきである。むしろ、特定の特徴や行為は、クレームされた発明を実施する形態例として開示されている。

Claims (15)

1. 圧力増加に伴い、より強く接着する感圧ボンディング層と、
   オブジェクトの粗い表面への接着用に構成された熱流感圧ボンディング層と、
   前記感圧ボンディング層と前記熱流感圧ボンディング層を接着するために、当該感圧ボンディング層と当該熱流感圧ボンディング層の間に置かれた有機基板と、を有し、
   前記熱流感圧ボンディング層は熱流タイプであり、前記熱流タイプの材料は、室温で固体状であり、温度がある値まで上昇するにつれて、半固体、半液体状へと変化し、高粘着性を持つようになる光学ボンディング装置。
2. 前記感圧ボンディング層は、第１面と、第２面と、を有し、
   前記熱流感圧ボンディング層は、第３面と、第４面と、を有し、
   前記有機基板の両面は、それぞれ、前記第１面と前記第３面に接着されて、３層構造の光学ボンディング装置を形成し、前記第４面は、前記オブジェクトの粗い表面に接着するために構成される、請求項１に記載の光学ボンディング装置。
3. 前記感圧ボンディング層と前記熱流感圧ボンディング層の両表面が接着する、請求項１に記載の光学ボンディング装置。
4. 前記有機基板の材料は、ポリエチレンテレフタレートである、請求項１に記載の光学ボンディング装置。
5. 前記有機基板の厚みは、２５μｍから１００μｍである、請求項１に記載の光学ボンディング装置。
6. 前記感圧ボンディング層の厚みは、２５μｍから５０μｍである、請求項１に記載の光学ボンディング装置。
7. タッチパネルと、
   前記タッチパネルに面する液晶ディスプレイパネルと、
   前記タッチパネルおよび前記液晶ディスプレイパネルを接着するために、前記タッチパネルおよび前記液晶ディスプレイパネルの間に置かれた光学ボンディング装置と、を有し、
   前記光学ボンディング装置は、圧力増加に伴い、より強く接着する感圧ボンディング層と、熱流感圧ボンディング層と、前記感圧ボンディング層と前記熱流感圧ボンディング層を接着するために、当該感圧ボンディング層と当該熱流感圧ボンディング層の間に置かれた有機基板と、を有し、
   前記熱流感圧ボンディング層は熱流タイプであり、前記熱流タイプの材料は、室温で固体状であり、温度がある値まで上昇するにつれて、半固体、半液体状へと変化し、高粘着性を持つようになるタッチ感応ディスプレイ。
8. 前記熱流感圧ボンディング層は、前記液晶ディスプレイパネルの粗い表面に接着する、請求項７に記載のタッチ感応ディスプレイ。
9. 前記熱流感圧ボンディング層は、前記液晶ディスプレイパネルの粗い表面を完全に覆う、請求項８に記載のタッチ感応ディスプレイ。
10. 前記熱流感圧ボンディング層は、前記タッチパネルの粗い表面に接着する、請求項７に記載のタッチ感応ディスプレイ。
11. 前記熱流感圧ボンディング層は、前記タッチパネルの粗い表面を完全に覆う、請求項１０に記載のタッチ感応ディスプレイ。
12. 圧力増加に伴い、より強く接着する感圧ボンディング層を提供するステップと、
    オブジェクトの粗い表面に接着するために、熱流感圧ボンディング層を前記感圧ボンディング層に載せるステップと、を有し、
    前記熱流感圧ボンディング層は熱流タイプであり、前記熱流タイプの材料は、室温で固体状であり、温度がある値まで上昇するにつれて、半固体、半液体状へと変化し、高粘着性を持つようになり、
    前記熱流感圧ボンディング層は、有機基板を介して前記感圧ボンディング層上に載せられる方法。
13. 圧力増加に伴い、より強く接着する感圧ボンディング層と熱流感圧ボンディング層とが少なくとも共に接着された光学ボンディング装置を製造するステップと、
    タッチパネルと液晶ディスプレイパネルの間に前記光学ボンディング装置を配置するステップと、
    前記タッチパネルの粗い表面に前記熱流感圧ボンディング層を積み重ねるステップと、
    前記熱流感圧ボンディング層の上に前記感圧ボンディング層を積み重ねるステップと、
    前記感圧ボンディング層の上に前記液晶ディスプレイパネルを積み重ねるステップと、
    前記積み重ね処理によって積み重ねられた積層を熱するステップと、
    前記積層を紫外線にさらすことよって、当該積層を凝固するステップとを有し、
    前記タッチパネルの上に前記熱流感圧ボンディング層を積み重ねる処理と、前記熱流感圧ボンディング層の上に前記感圧ボンディング層を積み重ねる処理と、前記感圧ボンディング層の上に前記液晶ディスプレイパネルを積み重ねる処理と、が任意の順序で行われ、前記３回の積み重ね処理は、６０℃〜８５℃の範囲で行われ、
    前記熱流感圧ボンディング層は熱流タイプであり、前記熱流タイプの材料は、室温で固体状であり、温度がある値まで上昇するにつれて、半固体、半液体状へと変化し、高粘着性を持つようになる方法。
14. 前記積層を紫外線にさらすエネルギーは３０００ｍｊである、請求項１３に記載の方法。
15. 前記感圧ボンディング層と前記熱流感圧ボンディング層は、有機基板を介して共に接着される、請求項１３に記載の方法。