JP2006208867A - プロジェクター用液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
液晶プロジェクター用液晶セルと防塵ガラスの生産効率の高い貼りあわせ貼り合わせ方法を提供する。
【解決手段】
第１基板と第２基板とからなる液晶素子に、第１基板に第１防塵ガラスを、第２基板には第２の防塵ガラスを貼り合わせた液晶パネルの製造方法において、第１基板と第１防塵ガラスとの貼合せ、または第２基板と第２防塵ガラスとの貼合せの少なくともどちらかまたは両方が、常温では固体であり、加熱により溶融し液状化しかつ光を照射することにより三次元架橋する硬化性シート状接着剤により貼合わされ、かつ、貼合せの工程として、複数の防塵ガラスを面方向に列状または碁盤目状に配置する工程、当該複数の防塵ガラスのすべてを覆うことができる寸法の硬化性シート状接着剤を防塵ガラス上に配置する工程、基板を前記硬化性シート上に防塵ガラスと同位置状に配置し加熱圧着する工程、であるプロジェクター用液晶パネルの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明はプロジェクター用液晶パネルの製造方法に関するものであり、詳しくは液晶セルと防塵ガラスを貼りあわせる方法に特徴があるプロジェクター用液晶パネルの製造方法に関するものである。

近年、液晶表示素子を利用した投影型表示装置、すわなち液晶プロジェクターが急速に普及しており、それに伴いプロジェクター用液晶パネルの需要も急速に増えている。そのため液晶パネルの製造工程時の生産効率を挙げることが求められている。

液晶プロジェクターは液晶セルによって形成された画像を光源からの光でスクリーンに投影し大型の画像を表示することができる。このとき液晶セルの表面に塵埃などの異物が付着すると、これらが拡大されスクリーンに投影されるため、塵埃の影響は非常に大きいものとなる。これを解消する方法として、液晶セル表面に防塵ガラスを貼り付けたものを液晶パネルとして使用することにより仮に液晶パネル上に異物が付着した場合でも異物による映像はデフォーカス状態になり、画像への影響を下げることができる。この技術は特許文献１などに記載されている。
特開２０００−３４７１６８号公報 液晶セルと防塵ガラスの貼り合わせ方法としては、接着剤による貼り合わせ方法が一般的であるが、接着剤は液状であるため塗布した量により液晶セルと防塵ガラスの間隔が変化してしまい、一定の間隔にするためには塗布量を厳密に制御し、塗布ムラなどが生じないように管理しなければならない。また、接着剤が液状であると貼合せ面端部からのはみ出し、貼り合わせから硬化までの間に防塵ガラスがずれるなどの問題があり、さらに比較的小さな液晶セルひとつひとつに接着剤を塗布し、防塵ガラスを貼り合わせ、硬化させる工程をとる必要があり、その作業は煩雑なものであった。

本発明は、前記の液状接着剤による貼りあわせの問題を解決すべく鋭意検討されたものであり、液晶プロジェクター用液晶セルと防塵ガラスを複数一括で貼り合わせ処理することができ、さらには一括貼り合わせ処理した液晶セルがシート状接着剤により連結され、一枚のガラス板同様に扱うことができるためハンドリング性が向上し、プロジェクター用液晶セルの生産効率を向上させることができる貼り合わせ方法を提供することを目的とする。

すなわち本発明は第１基板と当該第１基板よりも面積が大である第２基板とを間隔を有して貼合せ当該間隔に液晶を封入した液晶素子に、第１基板には第１基板と略同形状の第１防塵ガラスを、第２基板には第２基板と略同形状の第２の防塵ガラスを貼り合わせた液晶パネルの製造方法において、第１基板と第１防塵ガラスとの貼合せ、または第２基板と第２防塵ガラスとの貼合せの少なくともどちらかまたは両方が、常温では固体であり、加熱により溶融し液状化しかつ光を照射することにより三次元架橋する硬化性シート状接着剤により貼合わされ、かつ、貼合せの工程として、複数の防塵ガラスを面方向に列状または碁盤目状に配置する工程、当該複数の防塵ガラスのすべてを覆うことができる寸法の硬化性シート状接着剤を防塵ガラス上に配置する工程、基板を前記硬化性シート上に防塵ガラスと同位置状に配置し加熱圧着する工程、であることを特徴としたプロジェクター用液晶パネルの製造方法である。

本発明の第２基板はガラスなどの板に薄層トランジスタ素子のアクティブ素子、ＩＴＯなどの透明導電体からなる画素電極、配線、配向膜などが形成されたものであり、いわゆる素子基板とよばれる。また、本発明の第１基板は対向電極、配向膜が形成され、第２基板とともにアクティブマトリックスを形成するものであり、いわゆる対向基板とよばれる。第１基板と第２基板は所定の間隔を保って接合されその隙間には液晶が封入され、液晶素子を形成する。第２基板は第１基板よりも面積が大であり、具体的には第１基板と第２基板を接合させたとき、第２基板の一端のみが突出し、その突出部の電極にフレキシブル配線基板が接続される。これら液晶素子は公知のものであり、現在知られている液晶素子が本発明で使用できる。

防塵ガラスは前述の通り、液晶素子に塵埃が付着しても投影される画像への影響を低くするものであり、液晶素子の第１基板、第２基板の両方に装着される。第１基板に装着される第１防塵ガラスは第１基板とほぼ同形状、同寸法であり、第１基板の液晶に面する面とは反対側の面に装着される。同様に第２基板に装着される第２防塵ガラスは第２基板とほぼ同形状、同寸法であり、第２基板の液晶に面する面とは反対側の面に装着される。装着は硬化性シート状接着剤を介して加熱圧着して貼り合わせることにより装着することができる。

本発明は予め第１基板と第２基板とを貼合せ液晶素子を形成しておき、それぞれの基板に防塵ガラスを貼り合わせる方法が好ましい。このとき、第１基板と第１防塵ガラスを予め貼合せ、かつ第２基板と第２防塵ガラスを予め貼合せておき、それぞれ基板と防塵ガラスが一体化された状態で基板を貼り合わせ、液晶を封入する方法も考えられるが、基板上の電極や配向膜が熱圧着の熱や圧力を直接受けてしまうので好ましくない。また、第１防塵ガラスと第２防塵ガラスの装着順序はどちらが先でもでもかまわない。

本発明の硬化性シート状接着剤は常温では固形であり加熱により溶融して液状化するものである。加熱後も、冷却または自然放置により常温まで温度が下がると、再度固体になる。よって、被接着部材との間に当該硬化性シート状接着剤を挟み込み加熱することにより、硬化性シート状接着剤が溶融化する。その後、熱を取り除くと再度固体になり、被接着部材を固定することができる。このとき、固定化された被接着部材を再度加熱すると、被接着部材を剥離することができる。また、本発明の硬化性シート状接着剤は光照射することにより硬化性シート状接着剤の成分が三次元架橋して硬化する。光照射により三次元架橋した後は加熱をしても溶融化しない。よって、加熱により剥離することができなくなる反面、耐熱性がよく、優れた接着が可能となる。

硬化性シート状接着剤は具体的には室温においては固形状であり、５０〜１００℃に加熱することで溶融し液状化し、その後室温に冷却することで再度固形化する配合物が好ましい。また、硬化した接着剤は無色透明なものが好ましく、具体的には４００ｎｍ以上の波長の可視光透過率が９０％以上であることが望ましい。また、照射する光は紫外線もしくは可視光光線硬化で硬化させることが出来る配合組成物が好ましい。

このような組成物としては硬化成分として（メタ）アクリロイル基を有する化合物、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレートに、熱可塑性エラストマー、光開始剤を含有する組成物が挙げられる。

本発明によれば、容易な方法により液晶セルの基板と防塵ガラスを均一な間隔で装着することができ、特に、複数の液晶パネルを一括で貼り合わせ処理することができ、さらには一括貼り合わせ処理した液晶パネルがシート状接着剤により連結され、一枚の板状になるので、複数を保持するための治具を使用する必要がなく次工程に移ることができる。そのため、生産効率を向上させることができるものである。また、光照射をしない場合は加熱することにより剥離が可能なので、動作確認により不具合があった場合は剥離して修復することができるため歩留まりが向上する。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。

図２は硬化性シート状接着剤の使用前の状態を示す断面図である。硬化性シート状接着剤７は両面に離型フィルム５、６が形成されている。本実施例ではシート状接着剤７（以下、硬化性シート状接着剤を単にシート状接着剤ということもある）の両面に離型フィルムを形成したものを使用したが、周知の両面テープのように片面に離型フィルムを形成しリール状に巻き取ったものであっても良い。硬化性シート状接着剤の厚さは１０〜１００μｍが適当である。

図３はプロジェクター用液晶セル８の断面略図を表す。実際の液晶セルは液晶層、シール剤などを有し複雑な構造であるが、本発明の実施形態においては素子基板である第２基板９、対向基板である第１基板１０、電極１１を表し、その他の構造は省略する。第２基板は第１基板よりも面積が大きく、一端において第１基板から突出している。当該突出部には電極１１が形成されており、電極１１には図示しないフレキシブル基板が接続される。

以下、第２防塵ガラスと第２基板との貼合せについて説明する。図１は第２防塵ガラス１を碁盤目状に配置した状態を示す斜視図である。ここでは第２防塵ガラスを４×４列に１６枚整列させたが、この個数は適宜変更可能であることはいうまでもない。また、碁盤目状ではなく１列に複数個を列状に並べてもよい。また、第２防塵ガラスはお互いが密着した状態に配置しても、所定の間隔をあけて配置してもどちらでもかまわない。また、碁盤目状に整列させるためには必要に応じて治具を使用することがこのましい。本実施例では、支持板４上に仕切板３を形成し、仕切板に防塵ガラスを密着して配置したが、例えば、支持板に防塵ガラスが入り込む凹部を形成して凹部に防塵ガラスをはめ込むようにしても良い。

碁盤目状に配置された第２防塵ガラス１には硬化性シート状接着剤７を配置するが、硬化性シート状接着剤７は配置されたすべての第２防塵ガラス１を覆うことができる寸法が必要であり、分割されていなく連続した状態のものが使用される。好ましくは列状、または碁盤目状に配置された防塵ガラスの集合体の縦、横の長さと同じ寸法のものを使用することが好ましい。それによりシート状接着剤５がはみ出すことがない。また、別の方法として、シート状接着剤７を配置された第２防塵ガラスの集合体の縦、横の長さより大きくするすることにより、シート状接着剤７の位置決め精度を緩やかにすることもできる。この場合はシート状接着剤７が一番端の第２防塵ガラス１からはみ出すので、カッターなどにより切断する必要がある。

図４は第２防塵ガラス１を複数配置した集合体２を側面から見た断面図である。硬化性シート状接着剤７は離型紙６をはがされるか、リール状に巻き取られた状態から剥がすなどしてシート状接着剤７を露出する。シート状接着剤７のもう一方の面は離型フィルム５が貼られた状態であることが好ましい。この状態の硬化性シート状接着剤７を列状または碁盤目状に配置された第２防塵ガラス１全体を覆うように配置する。その後、加熱圧着してシート状接着剤７と第２防塵ガラス２を密着させる。加熱圧着は加熱ゴムローラー１０を回転させながら押し圧をかけることが出来るロールラミネーターを使用することが好ましい。また、硬化性シート状接着剤７が微粘着性である場合は必ずしも加熱圧着をしなくてもよい。その後、離型フィルム５を剥離して、シート状接着剤７を露出させる。

次いで、露出されたシート状接着剤７上に別工程で製造された液晶セル８の第２基板９面が下になるようにを配置する。配置する位置は第２防塵ガラスと対応した位置に配置される。これを図５に示す。図５において個々の液晶セル８の第２基板はシート状接着剤７を介して第２防塵ガラスの真上に配置されている。この工程で加熱圧着することにより第２防塵ガラスと第２基板を貼り合わすことができる。しかしながら、この段階ではまだ第１基板には第１防塵ガラスは貼り合わされていない。後述で第１基板と第１防塵ガラスの貼り合わせ工程を説明するが、その工程で、第１基板と第１防塵ガラスの貼合せと第２基板と第２防塵ガラスの貼合せを同時に行うことができるので、同時に行う場合は現段階で加熱圧着する必要はない。

次に、第１基板と第１防塵ガラスの貼合せについて説明する。前述の第２基板と第２防塵ガラスの貼合せ方法と同様に、まず、第１防塵ガラスを列状または碁盤目状に配置する。（図示せず）次に、第２防塵ガラスの工程と同様に、硬化性シート状接着剤から離型フィルムを剥離し、接着剤層を露出して、複数配置した第１防塵ガラスの集合体全体を覆うように配置する。次いで、同様に熱ローラー等で加熱圧着して第１防塵ガラスとシート状接着剤を密着させる。この段階で、これら第１防塵ガラスはシート状接着剤により１枚のシート状に形成さており、本工程では個別に分割する。すなわち、シート状接着剤の反対の面に付着している離型フィルムを剥離し、カッターなどによりシート状接着剤を防塵ガラスの形状にあわせて切断する。このとき、シート状接着剤に塵埃が付着しないような環境が必要である。切断後に離型フィルムを剥がすことによりシート状接着剤に塵埃が付着することは防止できるが、個別に離型フィルムを剥離しなければならず、この選択は製造時の環境に応じて適宜決定することができる。この工程により得られたものを図６に示す。図中、１２は第１防塵ガラスであり１３はシート状接着剤である。本図では先に離型フィルムは剥離している。

次に、図６で示す第１防塵ガラス１２とシート状接着剤１３とが一体化された部材を上述の図５で示される第２防塵ガラス１と第２基板が貼り合わせれた部材の第１基板と貼り合わせる。この様子を図７に示す。第１防塵ガラスと一体化されたシート状接着剤を第１基板に接するように、第１防塵ガラスを配置する。配置する位置は第１基板と対応した位置に配置される。要するに個々の液晶セル８の第１基板はシート状接着剤１３を介して第１防塵ガラスの真下に配置される。次いで、全体を加熱圧着することにより第１防塵ガラスと第１基板を貼り合わすことができる。前述の第２基板と第２防塵ガラスの貼合せ工程で加熱圧着をしなかった場合には本工程により第１基板と第１防塵ガラスの貼合せと第２基板と第２防塵ガラスの貼合せを同時に行うことができる。

ここで、防塵ガラスとシート状接着剤の密着は加熱ローラーなどで高い圧力をかけてもかまわないが、液晶セルは高い圧力をかけると破損するおそれがある。そこで、加熱圧着は真空加熱装置を用いることがこのましい。真空加熱圧着装置としてはダイヤフラム式真空ラミネート装置や真空プレス装置が挙げられる。真空にすることにより、高い圧力を用いることなく、密着させることができる。これらの装置の概略図を示す。図８はダイヤフラム式真空ラミネート装置、図９は真空プレス装置の概念を表す断面図である。図９中、ダイヤフラムゴム１６を介して第１室１７、第２室１８に隔てられ、熱板１９を含む第２室１８を真空引きし、第1室１７を大気開放することによりダイヤフラムゴム１６が第２室１８側に膨らみ、被圧着物を第２室に収容することにより加熱しながら真空中で押圧をかけることが出来るものである。また、図９中、チャンバー２０内を真空引きし上下に配置された熱板２１，２２を油圧、もしくはエアーシリンダー２３で押すことで真空中で押し圧をかけることが出来る真空プレス装置である。

上述の方法により加熱圧着された液晶パネルは室温付近まで冷却する。冷却されるとシート状接着剤７、１４は再び固化し、それぞれの防塵ガラスは基板と硬化性シート状接着剤を介して一体化される。このとき、第２防塵ガラス１と第２基板９との間のシート状接着剤７は連続のシート状であるので、液晶パネルは隣接する液晶パネル同士で連結された状態であり、治具などを使用しなくてもまとめて取り扱うことができる。よって、次電極にフレキシブル基板を接続するなどの次工程での作業は液晶パネル複数を連結するための治具が必要でなく、容易に複数の液晶パネルを平面上に一体化することができ取り扱いが容易である。

複数をまとめて作業する必要がなくなったときには個々の液晶パネルに分割するすることができる。カッターなどで切断したり、隣り合う液晶パネルを折り曲げることで、切断することもできる。分割された液晶パネルは図１０で表されることができる。

上述の工程では、分割した液晶セル積層体２４の硬化性樹脂層７はこの時点では固形であるが未架橋の状態であり、再度加熱することにより第２防塵ガラス１及び第１防塵ガラス１２を液晶セルの第２基板９及び第１基板１０から剥がすことができる。よって、検査を行い、異物の混入など不具合が生じた場合は再加熱により防塵ガラスを剥がし、不具合を修復することが可能である。

最終的に、検査された良品の液晶パネルは紫外線もしくは可視光光線を照射し完全に硬化させる。硬化後のシート状接着剤は三次元的に架橋しており、再度過熱されても溶融せず液晶パネルの熱時信頼性をあげることが出来る。

本発明は液晶プロジェクターに使用される液晶パネルに使用される。

本発明に係る、第２防塵ガラスを碁盤目状に配置した状態を示す斜視図 本発明で使用する硬化性シート状接着剤の構成を示した断面図 本発明で使用する液晶セルの概略を示した断面図 本発明に係る、第２防塵ガラスに、硬化性シート状接着剤を加熱圧着する工程を示す断面図 本発明に係る、第２防塵ガラスに液晶セルを配置した状態を示す断面図 本発明に係る、第１防塵ガラスに硬化性シート状接着剤を密着させた状態を示す断面図 本発明に係る、液層セルに第１防塵ガラスと第２防塵ガラスを貼り合わせた状態を示す断面図 本発明で使用するダイヤフラム式真空ラミネート装置の構成を示す断面図 本発明で使用する真空プレス装置の構成を示す断面図 本発明により得られた液晶パネルの構成を示す断面図。

符号の説明

１ 第２防塵ガラス
５，６ 離型フィルム
７、１３ 硬化性シート状接着剤
８ 液晶セル
９ 第２基板
１０ 第１基板
１２ 第１防塵ガラス

Claims (1)

1. 第１基板と当該第１基板よりも面積が大である第２基板とを間隔を有して貼合せ当該間隔に液晶を封入した液晶素子に、第１基板には第１基板と略同形状の第１防塵ガラスを、第２基板には第２基板と略同形状の第２の防塵ガラスを貼り合わせた液晶パネルの製造方法において、第１基板と第１防塵ガラスとの貼合せ、または第２基板と第２防塵ガラスとの貼合せの少なくともどちらかまたは両方が、常温では固体であり、加熱により溶融し液状化しかつ光を照射することにより三次元架橋する硬化性シート状接着剤により貼合わされ、かつ、貼合せの工程として、複数の防塵ガラスを面方向に列状または碁盤目状に配置する工程、当該複数の防塵ガラスのすべてを覆うことができる寸法の硬化性シート状接着剤を防塵ガラス上に配置する工程、基板を前記硬化性シート上に防塵ガラスと同位置状に配置し加熱圧着する工程、であることを特徴としたプロジェクター用液晶パネルの製造方法。