JP2522549B2 - 貼り合わせ構造 - Google Patents
貼り合わせ構造Info
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- JP2522549B2 JP2522549B2 JP1187715A JP18771589A JP2522549B2 JP 2522549 B2 JP2522549 B2 JP 2522549B2 JP 1187715 A JP1187715 A JP 1187715A JP 18771589 A JP18771589 A JP 18771589A JP 2522549 B2 JP2522549 B2 JP 2522549B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２つの相互に異なる熱膨張率を有する部材
を、接着剤によって貼り合わせた貼り合わせ構造に関
し、もっと詳しくは、たとえば熱膨張率の異なる光学部
品同志、特に好ましくは投影形画像表示装置の透過形液
晶表示素子と、マイクロレンズアレイとを接着して貼り
合わせるためなどに有利に実施することができる貼り合
わせ構造に関する。
を、接着剤によって貼り合わせた貼り合わせ構造に関
し、もっと詳しくは、たとえば熱膨張率の異なる光学部
品同志、特に好ましくは投影形画像表示装置の透過形液
晶表示素子と、マイクロレンズアレイとを接着して貼り
合わせるためなどに有利に実施することができる貼り合
わせ構造に関する。
従来の技術 ２枚以上の基板を貼り合わせる技術は、光学部品の接
着や液晶の貼り合わせに利用されている。
着や液晶の貼り合わせに利用されている。
光学部品の接着として、アクロマート等の複合レン
ズ、各種プリズム、偏向ビームスプリッタ等の光学部品
の接着には、UV（紫外線）硬化樹脂が用いられることが
多い。常温硬化樹脂を用いる場合もあるが、硬化時間が
長いので量産には向かない。これらの光学部品には、異
種のガラスを貼り合わせるものもあるが、熱膨張率の差
はわずかであり、またこれらの接着においては、接着層
の厚さは薄いほうがよく、厳密にコントロールする必要
はなかった。
ズ、各種プリズム、偏向ビームスプリッタ等の光学部品
の接着には、UV（紫外線）硬化樹脂が用いられることが
多い。常温硬化樹脂を用いる場合もあるが、硬化時間が
長いので量産には向かない。これらの光学部品には、異
種のガラスを貼り合わせるものもあるが、熱膨張率の差
はわずかであり、またこれらの接着においては、接着層
の厚さは薄いほうがよく、厳密にコントロールする必要
はなかった。
これに対して、液晶表示素子の貼り合わせ構造に関
し、液晶表示素子においては、電気光学特性の均一性が
要求されるため、その素子の厚さを一定にする必要があ
る。つまり、液晶表示素子を構成する２枚の基板を貼り
合わせる際に、予め基板相互間にスペーサを散布し、貼
り合わせた後に液晶を注入する。シール樹脂中にもスペ
ーサを混入するが、シール樹脂の部分は光を透過する必
要がない。シール樹脂としては、液晶の特性、信頼性に
与える影響を考慮して、一般には熱硬化性エポキシ系接
着剤が使われている。液晶表示素子では、材質の異なる
基板を貼り合わせることは希で、熱膨張係数の差は考慮
する必要がなかった。
し、液晶表示素子においては、電気光学特性の均一性が
要求されるため、その素子の厚さを一定にする必要があ
る。つまり、液晶表示素子を構成する２枚の基板を貼り
合わせる際に、予め基板相互間にスペーサを散布し、貼
り合わせた後に液晶を注入する。シール樹脂中にもスペ
ーサを混入するが、シール樹脂の部分は光を透過する必
要がない。シール樹脂としては、液晶の特性、信頼性に
与える影響を考慮して、一般には熱硬化性エポキシ系接
着剤が使われている。液晶表示素子では、材質の異なる
基板を貼り合わせることは希で、熱膨張係数の差は考慮
する必要がなかった。
しかしながら、従来の方法で、熱膨張率の異なる基板
を貼り合わせた構造の場合には、その後の熱的環境の変
化により生じる応力の緩和、反り、剥がれ対策が不可欠
となり、かつ後述の透過形液晶表示素子とマイクロレン
ズアレイとを接着剤を介して貼り合わせるような場合に
は、接着剤による光学特性変化の問題や、接着剤の厚み
の不均一による焦点距離からのずれや、反射、散乱ロス
による効果の減少が生じる。
を貼り合わせた構造の場合には、その後の熱的環境の変
化により生じる応力の緩和、反り、剥がれ対策が不可欠
となり、かつ後述の透過形液晶表示素子とマイクロレン
ズアレイとを接着剤を介して貼り合わせるような場合に
は、接着剤による光学特性変化の問題や、接着剤の厚み
の不均一による焦点距離からのずれや、反射、散乱ロス
による効果の減少が生じる。
たとえばほう硅酸ガラスを基板とする液晶表示素子
と、ソーダガラスを基板とする平板マイクロレンズアレ
イとを接着する場合に生じる問題を述べる。マイクロレ
ンズアレイは、液晶表示素子のブラックマトリックス部
分に当たる光を絵素内に集めることによって表示の明る
さを高め、等価的な開口率を上げるものであって（特開
昭60−262131に開示）、最大限の効果を得るために、レ
ンズの焦点が絵素付近にくるように接着剤の厚さを調節
して均一に貼り合わせる必要がある。このマイクロレン
ズの製法は各種あるが、イオン交換法により屈折率分布
をもたせる平板マイクロレンズの場合、基板はNaイオン
を多く含むソーダガラスが用いられている。液晶表示素
子の基板としては、液晶イオンが溶出すると特性の劣化
等を引き起こすのでソーダガラスのようなものは好まし
くなく、イオン成分の少ないほう硅酸ガラスが使われて
いる。ソーダガラスの熱膨張率は８〜10×10-6/deg、ほ
う硅酸ガラスは４〜５×10-6/degで、仮に３インチの大
きさのものを１枚ずつ貼り合わせたとすると、150℃で
約0.9mm反りが起こることになり、熱に対する信頼性が
問題となる。
と、ソーダガラスを基板とする平板マイクロレンズアレ
イとを接着する場合に生じる問題を述べる。マイクロレ
ンズアレイは、液晶表示素子のブラックマトリックス部
分に当たる光を絵素内に集めることによって表示の明る
さを高め、等価的な開口率を上げるものであって（特開
昭60−262131に開示）、最大限の効果を得るために、レ
ンズの焦点が絵素付近にくるように接着剤の厚さを調節
して均一に貼り合わせる必要がある。このマイクロレン
ズの製法は各種あるが、イオン交換法により屈折率分布
をもたせる平板マイクロレンズの場合、基板はNaイオン
を多く含むソーダガラスが用いられている。液晶表示素
子の基板としては、液晶イオンが溶出すると特性の劣化
等を引き起こすのでソーダガラスのようなものは好まし
くなく、イオン成分の少ないほう硅酸ガラスが使われて
いる。ソーダガラスの熱膨張率は８〜10×10-6/deg、ほ
う硅酸ガラスは４〜５×10-6/degで、仮に３インチの大
きさのものを１枚ずつ貼り合わせたとすると、150℃で
約0.9mm反りが起こることになり、熱に対する信頼性が
問題となる。
発明が解決すべき課題 本発明の目的は、熱膨張率が相互に異なる部材を接着
剤によって貼り合わせたときにおける反り、剥がれが生
じがたく、高い熱信頼性を持った貼り合わせ構造を提供
することである。
剤によって貼り合わせたときにおける反り、剥がれが生
じがたく、高い熱信頼性を持った貼り合わせ構造を提供
することである。
課題を解決するための手段 本発明は、熱膨張率が相互に異なる部材を接着剤によ
って貼り合わせた貼り合わせ構造において、 接着剤にスペーサが混入され、 このスペーサは、弾性定数が貼り合わせ後の接着剤の弾
性定数以下である伸縮性を有することを特徴とする貼り
合わせ構造である。
って貼り合わせた貼り合わせ構造において、 接着剤にスペーサが混入され、 このスペーサは、弾性定数が貼り合わせ後の接着剤の弾
性定数以下である伸縮性を有することを特徴とする貼り
合わせ構造である。
作用 本発明に従えば、接着剤に、伸縮性のあるスペーサが
混入されている。したがってこのスペーサによって、２
つの部材間の間隔が正確に設定されて調節される。した
がって部材がたとえば光学部品であるときに、再現性よ
く、光学特性に悪影響を及ぼすことなく、２つの部材を
貼り合わせることが可能となる。
混入されている。したがってこのスペーサによって、２
つの部材間の間隔が正確に設定されて調節される。した
がって部材がたとえば光学部品であるときに、再現性よ
く、光学特性に悪影響を及ぼすことなく、２つの部材を
貼り合わせることが可能となる。
こうして貼り合わせられた２つの部材は、一定の厚さ
の接着剤層が異種の部材の熱膨張の差を緩和するので、
反り、剥がれが生じがたく、熱信頼性が向上される。特
に本発明に従えば、スペーサは、弾性定数が貼り合わせ
後の弾性定数以下である伸縮性を有し、これによって熱
膨張による上述の反り、剥がれを確実に防ぐことができ
るようになる。
の接着剤層が異種の部材の熱膨張の差を緩和するので、
反り、剥がれが生じがたく、熱信頼性が向上される。特
に本発明に従えば、スペーサは、弾性定数が貼り合わせ
後の弾性定数以下である伸縮性を有し、これによって熱
膨張による上述の反り、剥がれを確実に防ぐことができ
るようになる。
実施例 第１図は本発明の一実施例の断面図である。投影形画
像表示装置では、光源からの平行光が平板状マイクロレ
ンズアレイ１から、液晶表示素子２を透過し、投影レン
ズを介してスクリーンに投影される。マイクロレンズア
レイ１の多数の集光レンズは液晶表示素子２の絵素領域
に光を集めて、表示の明るさを高める。このマイクロレ
ンズアレイ１は、イオン交換法によって屈折率分布を持
ったNaイオンを多く含むソーダガラスから成る。液晶表
示素子２の基板2a,2bは、ほう硅酸ガラスから成り、マ
イクロレンズアレイ１と基板2aとは接着剤層４によって
接着されて貼り合わせられる。
像表示装置では、光源からの平行光が平板状マイクロレ
ンズアレイ１から、液晶表示素子２を透過し、投影レン
ズを介してスクリーンに投影される。マイクロレンズア
レイ１の多数の集光レンズは液晶表示素子２の絵素領域
に光を集めて、表示の明るさを高める。このマイクロレ
ンズアレイ１は、イオン交換法によって屈折率分布を持
ったNaイオンを多く含むソーダガラスから成る。液晶表
示素子２の基板2a,2bは、ほう硅酸ガラスから成り、マ
イクロレンズアレイ１と基板2aとは接着剤層４によって
接着されて貼り合わせられる。
液晶表示素子２は、基板2a,2b間に液晶６が充填さ
れ、シール部材７によってシールされる。
れ、シール部材７によってシールされる。
接着剤層の接着剤としては、屈折率がガラスに近く
（1.4〜1.6）、適度の粘度で（200〜300cps），接着力
の強いものが好ましい。このような接着剤としては、ア
クリル系またはエポキシ系合成樹脂が挙げられる。例と
しては、THREEBOND社製 AVR−100、SONYCHEMICAL社製U
V-1003、NORLAND社製 NOA-61,63,65等がある。これら
は、UV照射により硬化する樹脂であるが、熱硬化性樹脂
を用いても構わない。これらの接着剤層４は、10μｍ以
下では剥がれ易く、100μｍ以上では硬化させるのに時
間がかかるので、この範囲内に収めることが好ましい。
100μｍ程度の厚みであれば、250Wの高圧水銀ランプで6
cmの高さから照射すれば、20secで実用上問題ない程度
に硬化する。
（1.4〜1.6）、適度の粘度で（200〜300cps），接着力
の強いものが好ましい。このような接着剤としては、ア
クリル系またはエポキシ系合成樹脂が挙げられる。例と
しては、THREEBOND社製 AVR−100、SONYCHEMICAL社製U
V-1003、NORLAND社製 NOA-61,63,65等がある。これら
は、UV照射により硬化する樹脂であるが、熱硬化性樹脂
を用いても構わない。これらの接着剤層４は、10μｍ以
下では剥がれ易く、100μｍ以上では硬化させるのに時
間がかかるので、この範囲内に収めることが好ましい。
100μｍ程度の厚みであれば、250Wの高圧水銀ランプで6
cmの高さから照射すれば、20secで実用上問題ない程度
に硬化する。
また、接着剤層４が薄いところでは、厚みの不均一が
剥離の原因となるので、均一性を確保することが重要で
ある。そこで接着剤に予め所望のスペーサ３を適量混
ぜ、均一化を図る。さらに、基板周辺に接着剤溜り５を
作ることでより剥離が生じにくくなる。
剥離の原因となるので、均一性を確保することが重要で
ある。そこで接着剤に予め所望のスペーサ３を適量混
ぜ、均一化を図る。さらに、基板周辺に接着剤溜り５を
作ることでより剥離が生じにくくなる。
スペーサ３は、自然状態では真球形プラスティック微
粒子で粒径が10〜100μｍ、屈折率が1.4〜1.6、その弾
性定数が貼り合わせ後の、すなわち硬化後の接着剤の弾
性定数以下であって伸縮性を有するものを、１ミリ角に
数個の割合になるように混入する。
粒子で粒径が10〜100μｍ、屈折率が1.4〜1.6、その弾
性定数が貼り合わせ後の、すなわち硬化後の接着剤の弾
性定数以下であって伸縮性を有するものを、１ミリ角に
数個の割合になるように混入する。
スペーサ３の例として、積水ファインケミカル社製ミ
クロパールSP、日本触媒社製エポスターCP等がある。こ
のようなスペーサ３の材料としては、スチレン系または
アクリル系合成樹脂が挙げられる。このようにして、耐
熱性が高く、光学特性に影響のない貼り合わせを実現す
ることができる。
クロパールSP、日本触媒社製エポスターCP等がある。こ
のようなスペーサ３の材料としては、スチレン系または
アクリル系合成樹脂が挙げられる。このようにして、耐
熱性が高く、光学特性に影響のない貼り合わせを実現す
ることができる。
液晶表示素子２にマイクロレンズアレイ１を貼り合わ
せるにあたっては、まず液晶表示素子２の基板2aの上面
を水平な状態で静置する。接着剤にスペーサ３を混入し
て予め準備しておく。接着剤とスペーサ３との混合した
流動性のある混合物を、基板２上に塗布し、その上か
ら、マイクロレンズアレイ１を乗せ、適当な圧力を加え
て厚みを調節した後紫外線を照射することによって接着
剤層４が硬化し、基板2aとマイクロレンズアレイ１とが
接着して貼り合わせられる。
せるにあたっては、まず液晶表示素子２の基板2aの上面
を水平な状態で静置する。接着剤にスペーサ３を混入し
て予め準備しておく。接着剤とスペーサ３との混合した
流動性のある混合物を、基板２上に塗布し、その上か
ら、マイクロレンズアレイ１を乗せ、適当な圧力を加え
て厚みを調節した後紫外線を照射することによって接着
剤層４が硬化し、基板2aとマイクロレンズアレイ１とが
接着して貼り合わせられる。
貼り合わせに際しては、ガラス基板2aと接着剤層４間
の反射、散乱ロスを防ぐため、接着剤としてガラスと屈
折率の差が小さいもの（望ましくは屈折率の差が0.1以
下のもの）を用いる。
の反射、散乱ロスを防ぐため、接着剤としてガラスと屈
折率の差が小さいもの（望ましくは屈折率の差が0.1以
下のもの）を用いる。
スペーサ３の弾性定数が、貼り合わせ後の接着剤の弾
性定数より大きいと、剥離の原因となるので、スペーサ
３の弾性定数は、貼り合わせ後の接着剤の弾性定数以下
に選び、さらに屈折率が接着剤の屈折率に近いものを選
ぶ。基板2aと接着剤層４とスペーサ３との屈折率の差
は、たとえば0.1以下であることが好ましい。第２図
は、マイクロレンズアレイ１と液晶表示素子２とを貼り
合わせた後に、加熱して、マイクロレンズアレイ１と液
晶表示素子２が反った状態を示す。このときスペーサ３
および接着剤層４がマイクロレンズアレイと液晶表示素
子の熱膨張率の差により歪むので、基板2aとマイクロレ
ンズアレイ１とが剥離することが防がれる。
性定数より大きいと、剥離の原因となるので、スペーサ
３の弾性定数は、貼り合わせ後の接着剤の弾性定数以下
に選び、さらに屈折率が接着剤の屈折率に近いものを選
ぶ。基板2aと接着剤層４とスペーサ３との屈折率の差
は、たとえば0.1以下であることが好ましい。第２図
は、マイクロレンズアレイ１と液晶表示素子２とを貼り
合わせた後に、加熱して、マイクロレンズアレイ１と液
晶表示素子２が反った状態を示す。このときスペーサ３
および接着剤層４がマイクロレンズアレイと液晶表示素
子の熱膨張率の差により歪むので、基板2aとマイクロレ
ンズアレイ１とが剥離することが防がれる。
本件発明者の実験結果を述べる。第１図のように貼り
合わせられたソーダガラスから成るマイクロレンズアレ
イ１と、ほう硅酸ガラスの基板2aとは、接着剤層４が10
0μｍ厚のとき、400〜7000nmで光の透過率を測定した結
果、貼り合わせ面の反射ロスが0.1％以下で、スペーサ
による散乱は実用上無視できる程度であった。また、ス
ペーサ無しで10μｍ前後の貼り合わせを行うと、100℃
以下で剥離が起こるが、６μｍのスペーサ３を用いて均
一に貼り合わせると、150℃でも剥がれず、−25℃/80℃
100サイクルの熱衝撃試験にも耐えることが確認され
た。
合わせられたソーダガラスから成るマイクロレンズアレ
イ１と、ほう硅酸ガラスの基板2aとは、接着剤層４が10
0μｍ厚のとき、400〜7000nmで光の透過率を測定した結
果、貼り合わせ面の反射ロスが0.1％以下で、スペーサ
による散乱は実用上無視できる程度であった。また、ス
ペーサ無しで10μｍ前後の貼り合わせを行うと、100℃
以下で剥離が起こるが、６μｍのスペーサ３を用いて均
一に貼り合わせると、150℃でも剥がれず、−25℃/80℃
100サイクルの熱衝撃試験にも耐えることが確認され
た。
本発明は光学部品を貼り合わせるために実施されるだ
けでなく、その他、熱膨張率によって剥離することがな
いようにするために、熱膨張率が相互に異なる部材を接
着して貼り合わせるために、広範囲に実施することがで
きる。
けでなく、その他、熱膨張率によって剥離することがな
いようにするために、熱膨張率が相互に異なる部材を接
着して貼り合わせるために、広範囲に実施することがで
きる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、接着剤によって、熱膨
張率が相互に異なる部材を貼り合わせた構造において、
この接着剤には、弾性定数が貼り合わせ後の接着剤の弾
性定数以下である伸縮性のあるスペーサが混入されてい
るので、このスペーサによって２つの部材間の間隔が正
確に設定して調節されることができ、再現性よく光学特
性に悪影響が生じることはなく、しかも２つの接着され
た部材の熱膨張の差は、この接着剤層によって緩和され
るので、反り、剥がれが生じがたく、高い熱信頼性が達
成される。
張率が相互に異なる部材を貼り合わせた構造において、
この接着剤には、弾性定数が貼り合わせ後の接着剤の弾
性定数以下である伸縮性のあるスペーサが混入されてい
るので、このスペーサによって２つの部材間の間隔が正
確に設定して調節されることができ、再現性よく光学特
性に悪影響が生じることはなく、しかも２つの接着され
た部材の熱膨張の差は、この接着剤層によって緩和され
るので、反り、剥がれが生じがたく、高い熱信頼性が達
成される。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図に
示された実施例において加熱された状態を示す断面図で
ある。 １…マイクロレンズアレイ、２…液晶表示素子、３…ス
ペーサ、
示された実施例において加熱された状態を示す断面図で
ある。 １…マイクロレンズアレイ、２…液晶表示素子、３…ス
ペーサ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−91462（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−282225（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−39127（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−176971（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】熱膨張率が相互に異なる部材を接着剤によ
って貼り合わせた貼り合わせ構造において、 接着剤にスペーサが混入され、 このスペーサは、弾性定数が貼り合わせ後の接着剤の弾
性定数以下である伸縮性を有することを特徴とする貼り
合わせ構造。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1187715A JP2522549B2 (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 貼り合わせ構造 |
| EP94203513A EP0644450B1 (en) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | Image display apparatus |
| DE69032668T DE69032668T2 (de) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | Bildanzeigegerät |
| KR1019900010989A KR940000590B1 (ko) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | 영상표시장치 |
| ES90307902T ES2077648T3 (es) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | Aparato de presentacion de imagen. |
| DE69022504T DE69022504T2 (de) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | Bildanzeigevorrichtung. |
| EP90307902A EP0409618B1 (en) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | An image display apparatus |
| ES94203513T ES2122151T3 (es) | 1989-07-19 | 1990-07-19 | Aparato de presentacion visual de imagenes. |
| US07/833,612 US5381187A (en) | 1989-07-19 | 1992-02-13 | Image display apparatus |
| US08/319,720 US5715022A (en) | 1989-07-19 | 1994-10-07 | Image display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1187715A JP2522549B2 (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 貼り合わせ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0351817A JPH0351817A (ja) | 1991-03-06 |
| JP2522549B2 true JP2522549B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=16210907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1187715A Expired - Lifetime JP2522549B2 (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 貼り合わせ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522549B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0572522A (ja) * | 1991-09-17 | 1993-03-26 | Sharp Corp | 液晶表示素子 |
| US20060292377A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Seagate Tecnology Llc | Adhesive attachment of a first member to a second member |
| JP5224884B2 (ja) * | 2008-04-11 | 2013-07-03 | 株式会社ジャパンディスプレイウェスト | 電気光学装置及び電子機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739127U (ja) * | 1980-08-14 | 1982-03-02 |
-
1989
- 1989-07-19 JP JP1187715A patent/JP2522549B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0351817A (ja) | 1991-03-06 |
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