JP6692709B2 - 接合体の製造方法、接続方法 - Google Patents
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Description
本技術は、真空雰囲気下で、第１の貼合部材と第２の貼合部材とを、貼合樹脂材を介して貼り合わせて接合体を製造する製造方法、及び第１の貼合部材と第２の貼合部材とを、貼合樹脂材を介して接続する接続方法に関する。
スマートホン等の情報端末に用いられている液晶表示パネル等の画像表示装置は、液晶表示パネルや有機ＥＬパネル等の画像表示部材と光透過性カバー部材との間に、光硬化性樹脂組成物を配した後、その組成物に紫外線を照射して硬化させて光透過性硬化樹脂層とし、それにより画像表示部材と光透過性カバー部材とを接着・積層することにより製造されている。
画像表示部材と光透過性カバー部材とが光透過性硬化樹脂組成物を介して接続する方法として真空貼合工法が用いられている。図９〜図１１に真空貼合工法の一例を示す。図９に示すように、光透過性カバー部材５０は、貼り合わせ面に光透過性樹脂組成物５１が塗布され、適宜仮硬化された後、真空チャンバー５５内において、第１の貼合プレート５２によって貼り合わせ面を下方に向けて支持される。また、画像表示部材５３は、真空チャンバー５５内において、第２の貼合プレート５４によって貼り合わせ面を上方に向けて支持される。
次いで、真空チャンバー５５内が排気され真空雰囲気とされる。その後、図１０に示すように、第２の貼り合せプレート５４が上昇し、画像表示部材５３が光透過性樹脂組成物５１を介して光透過性カバー部材５０に押し当てられる。光透過性カバー部材５０及び画像表示部材５３は、真空雰囲気下で光透過性樹脂組成物５１を介して貼り合わされることにより、貼り合わせ面や光透過性硬化樹脂層中に気泡が残存することを防止することができる。
次いで、図１１に示すように、第１の貼り合せプレート５２による光透過性カバー部材５０の支持が解除され、第２の貼り合せプレート５４が下降される。この状態で、真空チャンバー５５内が大気圧に開放され、光透過性カバー部材５０及び画像表示部材５３の接合体５６が真空チャンバー５５から取り出される。
その後、接合体５６は、光透過性樹脂組成物５１が硬化されることにより、光透過性硬化樹脂層を介して接続された光透過性カバー部材５０及び画像表示部材５３の画像表示装置が完成する。
近年は、画像表示装置の狭額縁化が進み光透過性カバー部材５０と画像表示部材５３との貼合精度に対する要求は高くなっている。しかし、真空貼合工法においては、大気圧解放を行った際、真空チャンパー５５内に急激な圧力変動や乱気流が発生し、特に光透過性樹脂組成物５１が液状やゲル状であった場合、光透過性カバー部材５０と画像表示部材５３との貼合位置にズレが生じてしまう。
大気圧の開放時間を長くとることで圧力変動や乱気流を小さくすることも可能であるが、未硬化の光透過性樹脂組成物５１を介して接合された光透過性カバー部材５０の移動を完全に抑制することは難しく、また製造タクトの短縮の要求から大気圧の開放時間を長くとることには限界もある。
また、大気導入時の影響を無くす為には、貼合プレートの下降をせずに大気を導入する工法も考えられる。しかし、この場合、大気導入が完了するまで光透過性カバー部材５０及び画像表示部材５３に貼合圧力が負荷された状態となり、必要以上に加圧時間を要する事となる。このため、光透過性樹脂組成物５１に残存応力が介在し、部分的に色ムラが発生するおそれがある他、薄型化が進展している画像表示部材に対する負荷が過大となり、反りの発生や損傷を与える恐れもある。
そこで、本技術は、真空雰囲気下で、第１の貼合部材と第２の貼合部材とを、貼合樹脂材を介して貼り合わせて接合体を製造するに際し、貼り合せ位置ズレを防止するとともに、第１、第２の貼り合せ部材及び貼り合せ樹脂材に対する過大な負荷を抑制することができる接合体の製造方法、及び接続方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本技術に係る接合体の製造方法は、真空雰囲気下で、第１の貼合プレートに支持された第１の貼合部材と第２の貼合プレートに支持された第２の貼合部材とを、貼合樹脂材を介して所定の貼合圧力で貼り合わせる工程と、次いで、上記第１、第２の貼合部材が上記第１、第２の貼合プレートに挟持された状態で上記第１、第２の貼合プレートを離間させて、上記貼合圧力を減じる工程と、次いで、真空雰囲気下から大気圧へ開放する工程と、次いで、上記第１、第２の貼合部材に対する貼合圧力を解除する工程とを有するものである。
また、本技術に係る接続方法は、真空雰囲気下で、第１の貼合プレートに支持された第１の貼合部材と第２の貼合プレートに支持された第２の貼合部材とを、貼合樹脂材を介して所定の貼合圧力で貼り合わせる工程と、次いで、上記第１、第２の貼合部材が上記第１、第２の貼合プレートに挟持された状態で上記第１、第２の貼合プレートを離間させて、貼合圧力を減じる工程と、次いで、真空雰囲気下から大気圧へ開放する工程と、次いで、上記第１、第２の貼合部材に対する貼合圧力を解除する工程とを有するものである。
本技術によれば、第１の貼合部材と第２の貼合プレートとが一対の貼合プレート間に挟持された状態で貼合圧力を減じ、この状態で大気開放を行っているため、短時間で大気開放を行い、チャンバー内に急激な圧力変動や乱気流が発生した場合にも、第１の貼合部材と第２の貼合プレートとの貼合位置ズレを防止することができる。また、大気開放に先立って貼合圧力を減じていることから、大気開放後に貼合圧力を解除しても、接合体に反りが生じることなく、第１、第２の貼合部材への損傷を防止することができる。
以下、本技術が適用された接合体の製造方法及び接続方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[接合体の構成]
[接合体の構成]
以下、本技術が適用された接合体は、第１の貼合部材と第２の貼合部材とが貼合樹脂材を介して貼り合わされたものである。以下に接合体の一例として、画像表示装置１について説明する。画像表示装置１は、図１に示すように、第１の貼合部材である画像表示部材２と、第２の貼合部材である光透過性カバー部材３とが、貼合樹脂材である光硬化性樹脂組成物から形成された光透過性の硬化樹脂層４を介して積層されている。
［画像表示部材］
画像表示部材２としては、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、プラズマ表示パネル、タッチパネル等を挙げることができる。ここで、タッチパネルとは、液晶表示パネルのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた画像表示・入力パネルを意味する。
画像表示部材２としては、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、プラズマ表示パネル、タッチパネル等を挙げることができる。ここで、タッチパネルとは、液晶表示パネルのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた画像表示・入力パネルを意味する。
［光透過性カバー部材］
光透過性カバー部材３としては、画像表示部材に形成された画像が視認可能となるような光透過性があればよく、ガラス、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の板状材料やシート状材料が挙げられる。これらの材料には、片面又は両面ハードコート処理、反射防止処理などを施すことができる。光透過性カバー部材３の厚さや弾性などの物性は、使用目的に応じて適宜決定することができる。
光透過性カバー部材３としては、画像表示部材に形成された画像が視認可能となるような光透過性があればよく、ガラス、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の板状材料やシート状材料が挙げられる。これらの材料には、片面又は両面ハードコート処理、反射防止処理などを施すことができる。光透過性カバー部材３の厚さや弾性などの物性は、使用目的に応じて適宜決定することができる。
なお、光透過性カバー部材３の画像表示部側表面の周縁部には、表示画像の輝度やコントラスト向上のために遮光層５が設けられている。遮光層５は、黒色等に着色された塗料をスクリーン印刷法などで塗布し、乾燥・硬化させたものである。遮光層５の厚みとしては、通常５〜１００μｍである。
［貼合樹脂材］
硬化樹脂層４を構成する光硬化性樹脂組成物６は、透明で、紫外線若しくは可視光で硬化が可能な光硬化性樹脂を好適に用いることができる。光硬化性樹脂組成物６は、液晶表示装置１の透過率を低減させないように、硬化後の４００ｎｍ以上の光透過率が９０％以上であるもの選択することが望ましい。また、光硬化性樹脂組成物６は、モノマー、重合開始剤、粘度調整のためのポリマーからなる光硬化性樹脂を含有する。
硬化樹脂層４を構成する光硬化性樹脂組成物６は、透明で、紫外線若しくは可視光で硬化が可能な光硬化性樹脂を好適に用いることができる。光硬化性樹脂組成物６は、液晶表示装置１の透過率を低減させないように、硬化後の４００ｎｍ以上の光透過率が９０％以上であるもの選択することが望ましい。また、光硬化性樹脂組成物６は、モノマー、重合開始剤、粘度調整のためのポリマーからなる光硬化性樹脂を含有する。
光硬化性樹脂組成物６は液状、ゲル状等のいずれの性状であってもよいが、好ましくは液状である。光硬化性樹脂組成物６が液状であることにより、例えば後述する画像表示装置１の製造方法において、遮光層５と光透過性カバー部材３の遮光層形成側表面とで形成される段差をより確実にキャンセルすることができる。ここで、光硬化性樹脂組成物６が液状であるとは、Ｂ型粘度計で測定した２５℃における粘度が０．０１〜１００Ｐａ・ｓを示すことが好ましい。
また、硬化樹脂層４は、光硬化性樹脂組成物６がシート状に成型された光学粘着シート(OCA: Optical Clear Adhesive)により構成されてもよい。光学粘着シートは、例えば離型処理されたポリエチレンテレフテレート等の基材に光硬化性樹脂組成物６を塗布、乾燥して粘着剤層を形成し、必要に応じて架橋反応させることにより製造される。
光硬化性樹脂組成物６の一例を説明する。本実施の形態に係る光硬化性樹脂組成物６は、光ラジカル重合性ポリ（メタ）アクリレート（成分（ａ））と、光ラジカル重合性（メタ）アクリレート（成分（ｂ））と、液状可塑剤（成分（ｃ））、又は粘着付与剤（成分（ｄ））からなる柔軟剤と、光重合開始剤（成分（ｅ））とを含有する。なお、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリル酸エステル（アクリレート）とメタクリル酸エステル（メタクリレート）とを包含する意味である。
［成分（ａ）］
光ラジカル重合性ポリ（メタ）アクリレート（成分（ａ））の好ましい具体例としては、ポリウレタン、ポリイソプレン、ポリブタジエン等を骨格に持つ（メタ）アクリレート系オリゴマーを挙げることができる。ポリウレタン骨格を持つ（メタ）アクリル系オリゴマーの好ましい具体例としては、脂肪族ウレタンアクリレート（ＥＢＥＣＲＹＬ２３０（分子量５０００）、ダイセル・サイテック社；ＵＡ−１、ライトケミカル社）等を挙げることができる。また、ポリイソプレン骨格の(メタ)アクリレートオリゴマーの好ましい具体例としては、ポリイソプレン重合体の無水マレイン酸付加物と２−ヒドロキシエチルメタクリレートとのエステル化物（ＵＣ１０２（ポリスチレン換算分子量１７０００）、（株）クラレ；ＵＣ２０３（ポリスチレン換算分子量３５０００）、（株）クラレ；ＵＣ−１（分子量約２５０００）、（株）クラレ）等を挙げることができる。
光ラジカル重合性ポリ（メタ）アクリレート（成分（ａ））の好ましい具体例としては、ポリウレタン、ポリイソプレン、ポリブタジエン等を骨格に持つ（メタ）アクリレート系オリゴマーを挙げることができる。ポリウレタン骨格を持つ（メタ）アクリル系オリゴマーの好ましい具体例としては、脂肪族ウレタンアクリレート（ＥＢＥＣＲＹＬ２３０（分子量５０００）、ダイセル・サイテック社；ＵＡ−１、ライトケミカル社）等を挙げることができる。また、ポリイソプレン骨格の(メタ)アクリレートオリゴマーの好ましい具体例としては、ポリイソプレン重合体の無水マレイン酸付加物と２−ヒドロキシエチルメタクリレートとのエステル化物（ＵＣ１０２（ポリスチレン換算分子量１７０００）、（株）クラレ；ＵＣ２０３（ポリスチレン換算分子量３５０００）、（株）クラレ；ＵＣ−１（分子量約２５０００）、（株）クラレ）等を挙げることができる。
［成分（ｂ）］
光ラジカル重合性（メタ）アクリレート（成分（ｂ））の好ましい具体例としては、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ベンジルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
光ラジカル重合性（メタ）アクリレート（成分（ｂ））の好ましい具体例としては、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ベンジルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
［成分（ｃ）］
液状可塑成分（成分（ｃ））は、紫外線照射によりそれ自身は光硬化をせず、光硬化後の硬化樹脂層あるいは仮硬化樹脂層に柔軟性を与え、また硬化樹脂層間あるいは仮硬化樹脂層の硬化収縮率を低減させるものである。このような液状可塑成分としては、液状のポリブタジエン系可塑剤、ポリイソプレン系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤及びアジピン酸エステル系可塑剤からなる群から選択される少なくも一種を挙げることができる。
液状可塑成分（成分（ｃ））は、紫外線照射によりそれ自身は光硬化をせず、光硬化後の硬化樹脂層あるいは仮硬化樹脂層に柔軟性を与え、また硬化樹脂層間あるいは仮硬化樹脂層の硬化収縮率を低減させるものである。このような液状可塑成分としては、液状のポリブタジエン系可塑剤、ポリイソプレン系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤及びアジピン酸エステル系可塑剤からなる群から選択される少なくも一種を挙げることができる。
［成分（ｄ）］
粘着付与剤（タッキファイア）（成分（ｄ））は、成分（ｃ）と同様、光硬化後の硬化樹脂層あるいは仮硬化樹脂層に柔軟性を与えるとともに、光硬化性樹脂組成物６から形成された硬化樹脂層又は仮硬化樹脂層の初期接着強度（いわゆるタック性）を向上させる。粘着付与剤としては、例えば、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂等のテルペン系樹脂、天然ロジン、重合ロジン、ロジンエステル、水素添加ロジン等のロジン樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン等の石油樹脂などを使用することができる。柔軟剤としては、成分（ｃ）又は成分（ｄ）の少なくともいずれか一方が含まれていればよい。
粘着付与剤（タッキファイア）（成分（ｄ））は、成分（ｃ）と同様、光硬化後の硬化樹脂層あるいは仮硬化樹脂層に柔軟性を与えるとともに、光硬化性樹脂組成物６から形成された硬化樹脂層又は仮硬化樹脂層の初期接着強度（いわゆるタック性）を向上させる。粘着付与剤としては、例えば、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂等のテルペン系樹脂、天然ロジン、重合ロジン、ロジンエステル、水素添加ロジン等のロジン樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン等の石油樹脂などを使用することができる。柔軟剤としては、成分（ｃ）又は成分（ｄ）の少なくともいずれか一方が含まれていればよい。
［成分（ｅ）］
光重合開始剤（成分（ｅ））としては、例えば、１−ヒドロキシ−シクロへキシルフェニルケトン（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦジャパン（株））、２−ヒドロキシ−１−｛４−[４−（２一ヒドロキシ−２−メチル−プロピロニル）ベンジル]フェニル｝−２−メチル−１−プロパン−１−オン（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦジャパン（株））、ベンゾフェノン、アセトフェノン等を挙げることができる。
光重合開始剤（成分（ｅ））としては、例えば、１−ヒドロキシ−シクロへキシルフェニルケトン（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦジャパン（株））、２−ヒドロキシ−１−｛４−[４−（２一ヒドロキシ−２−メチル−プロピロニル）ベンジル]フェニル｝−２−メチル−１−プロパン−１−オン（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦジャパン（株））、ベンゾフェノン、アセトフェノン等を挙げることができる。
光重合開始剤の添加量は、少なすぎると紫外線照射時に硬化不足となり、多すぎると開裂によるアウトガスが増え発泡不具合の傾向があるので、光ラジカル重合性ポリ（メタ）アクリレート１００質量部に対し、好ましくは０．１〜１０質量部、より好ましくは０．２〜５質量部である。
なお、光硬化性樹脂組成物６には、上述した成分（ａ）〜成分（ｅ）に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で種々の添加剤を配合することができる。例えば、硬化樹脂の分子量の調整のために連鎖移動剤、例えば、２−メルカプトエタノール、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、メルカプト酢酸、チオグリコール酸２−エチルヘキシル、２，３−ジメチルカプト−１−プロパノール、α−メチルスチレンダイマー等を配合することができる。その他にも、必要に応じて、シランカップリング剤等の接着改善剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を含有することができる。このような光硬化性樹脂組成物６は、上述した成分（ａ）〜成分（ｅ）と、必要に応じて添加される各種添加剤とを、公知の混合手法に従って均一に混合することにより調製することができる。これらの添加剤の添加量は、所望する物性が得られるように適宜設定することができる。なお、光硬化性樹脂組成物の市販品としては、例えば商品名「ＬＣＲ１０００−ＤＭ」「ＨＳＶＲ６００」「ＨＳＶＲ３３０」(いずれもデクセリアルズ（株))などが挙げられる。
［接合体の製造工程］
次いで、光硬化性樹脂組成物６を用いて画像表示部材２に光透過性カバー部材３を貼り合せて画像表示装置１を製造する工程について説明する。先ず、真空雰囲気下で、第１の貼合プレート１１に支持された画像表示部材２と第２の貼合プレート１２に支持された光透過性カバー部材３とを、光硬化性樹脂組成物６を介して所定の貼合圧力で貼り合わせる。
次いで、光硬化性樹脂組成物６を用いて画像表示部材２に光透過性カバー部材３を貼り合せて画像表示装置１を製造する工程について説明する。先ず、真空雰囲気下で、第１の貼合プレート１１に支持された画像表示部材２と第２の貼合プレート１２に支持された光透過性カバー部材３とを、光硬化性樹脂組成物６を介して所定の貼合圧力で貼り合わせる。
具体的に、図２に示すように、片面の周縁部に形成された遮光層５を有する光透過性カバー部材３を用意し、図３に示すように、光透過性カバー部材３の遮光層５が設けられた表面３ａに、液状の光硬化性樹脂組成物６を塗布し、光硬化性樹脂層７を形成する。ここで、液状とは、Ｂ型粘度計で０．０１〜１００Ｐａ．ｓ（２５℃）の粘度を示すものである。
また、この塗布工程では、液状の光硬化性樹脂組成物６を遮光層５の厚さよりも厚く塗布することが好ましい。光硬化性樹脂組成物６を遮光層５の厚さよりも厚く塗布することにより、後述する貼合工程において、光透過性カバー部材３と遮光層５との間に厚み方向に段差がある場合でも、仮硬化された光硬化性樹脂組成物６の柔らかい内部が当該段差を吸収するため、貼合性を向上させることができる。なお、光硬化性樹脂組成物６の塗布は、必要な厚みが得られるように複数回行ってもよい。
次に、図４に示すように、光硬化性樹脂組成物６に対して紫外線を照射し、光硬化性樹脂組成物６を仮硬化させて仮硬化樹脂層８を形成する。これにより仮硬化樹脂層８は、表面に薄膜が形成される。仮硬化樹脂層８表面の反応率は６０〜８０％以上であることが好ましい。これにより、仮硬化樹脂層８全体の弾性率を貼り合わせ可能な低弾性率に維持しながら、次の貼合工程におけるはみ出しを抑制し、貼合性を向上させることができる。
次いで、図５に示すように、チャンバー１０内に画像表示部材２及び光透過性カバー部材３を配置する。チャンバー１０は、第１、第２の貼合プレート１１，１２が、図示しない昇降機構により、互いに近接離間可能に設けられている。画像表示部材２は、第１の貼合プレート１１に表示部を上向きにして支持される。また、光透過性カバー部材３は、第２の貼合プレート１２に仮硬化樹脂層８が形成された表面３ａを下側に向けて画像表示部材２の表示部と対向されて支持される。
なお、第１、第２の貼合プレート１１，１２は、一方がメタルプレートであり、他方が粘着性を有するゴムプレートであり、メタルプレートに支持された貼合部材に対してゴムプレートに支持された貼合部材側がアライメント調整を図る。また、第１、第２の貼合プレート１１，１２は、真空吸着あるいはメカチャックにより貼合部材を支持する。その他、第１、第２の貼合プレート１１，１２は、公知の材質、支持方法を採用することができる。
［貼合工程］
次に、チャンバー１０内の空気をポンプなどで排気し、所定の真空雰囲気とした後、図６に示すように、第１の貼合プレート１１を上昇させること等により第１、第２の貼合プレート１１，１２を近接させ、画像表示部材２と光透過性カバー部材３の仮硬化樹脂層８が形成された表面３ａとを、所定の圧力及び所定の時間だけ貼り合わせる。また、貼り合わせ温度は、適宜設定されるが、例えば１０℃〜８０℃とされる。
次に、チャンバー１０内の空気をポンプなどで排気し、所定の真空雰囲気とした後、図６に示すように、第１の貼合プレート１１を上昇させること等により第１、第２の貼合プレート１１，１２を近接させ、画像表示部材２と光透過性カバー部材３の仮硬化樹脂層８が形成された表面３ａとを、所定の圧力及び所定の時間だけ貼り合わせる。また、貼り合わせ温度は、適宜設定されるが、例えば１０℃〜８０℃とされる。
仮硬化樹脂層８は、表面に薄膜が形成されているため、天地逆転した際の未硬化樹脂の流れ落ちを防ぐことができる。また、仮硬化樹脂層８上面の周縁部には、遮光層５及び表面張力による微小な凹凸が生じることがあるが、仮硬化樹脂層８の内部が液状に近い状態であるため、仮硬化樹脂層８を押し込むことができる。
また、真空雰囲気下で画像表示部材２と光透過性カバー部材３との間に仮硬化樹脂層８を押し込むことにより、気泡の混入を防止することができる。また、仮硬化樹脂層８の押し込みにより仮硬化樹脂層８表面の薄膜が画像表示部材２表面に追従するため、気泡の発生を抑制するとともに微小な凹凸を平坦化させることができる。
［減圧工程］
貼り合せ開始から所定時間が経過した後、第１の貼合プレート１１を下降させる等により第１、第２の貼合プレート１１，１２を若干離間させ、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とが第１、第２の貼合プレート１１，１２に挟持された状態で貼合圧力を減じる。これにより、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とに掛かる貼合圧力が低減される。
貼り合せ開始から所定時間が経過した後、第１の貼合プレート１１を下降させる等により第１、第２の貼合プレート１１，１２を若干離間させ、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とが第１、第２の貼合プレート１１，１２に挟持された状態で貼合圧力を減じる。これにより、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とに掛かる貼合圧力が低減される。
減圧の程度としては、第１、第２の貼合プレート１１，１２が画像表示部材２と光透過性カバー部材３とを挟持している状態を維持できる範囲であればよく、例えば貼合工程における所定の貼合圧力に対し５〜６０％減圧してもよい。なお、減圧の程度は、仮硬化樹脂層８の弾性率によって第１、第２の貼合プレート１１，１２の離間距離に対する減圧率は異なるため、使用する光硬化性樹脂組成物６に応じて所定の減圧率となるように第１、第２の貼合プレート１１，１２の離間距離を適宜設定する。
また、液状の光硬化性樹脂組成物６を用いた場合、弾性率（Ｐａ）を正確に測定することは困難であるため、減圧の程度は第１、第２の貼合プレート１１，１２の離間距離により定める。すなわち、減圧の程度としては、第１、第２の貼合プレート１１，１２が画像表示部材２と光透過性カバー部材３とを挟持している状態を維持できる範囲であり、例えば第１の貼合プレート及び第２の貼合プレートを、５〜５０μｍ離間させる。
［大気開放工程］
次いで、チャンバー１０内の雰囲気を大気圧にする。このとき、本技術によれば、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とは、第１、第２の貼合プレート１１，１２によってそれぞれチャッキングされるとともに第１、第２の貼合プレート１１，１２によって挟持された状態が維持されているため、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との貼合位置にズレが生じることを防止することができる。したがって、大気開放時間を短くすることにより、チャンバー１０内に急激な圧力変動や乱気流が発生した場合にも、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との貼合位置ズレが防止でき、画像表示装置１の製造タクトを短縮することができる。
次いで、チャンバー１０内の雰囲気を大気圧にする。このとき、本技術によれば、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とは、第１、第２の貼合プレート１１，１２によってそれぞれチャッキングされるとともに第１、第２の貼合プレート１１，１２によって挟持された状態が維持されているため、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との貼合位置にズレが生じることを防止することができる。したがって、大気開放時間を短くすることにより、チャンバー１０内に急激な圧力変動や乱気流が発生した場合にも、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との貼合位置ズレが防止でき、画像表示装置１の製造タクトを短縮することができる。
［貼合圧力の解除工程］
次いで、図７に示すように、第２の貼合プレート１２による光透過性カバー部材３のチャッキングを解除するとともに第１の貼合プレート１１をさらに下降させる等により第１、第２の貼合プレート１１，１２を完全に離間させ、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とに対する貼合圧力を解除する。
次いで、図７に示すように、第２の貼合プレート１２による光透過性カバー部材３のチャッキングを解除するとともに第１の貼合プレート１１をさらに下降させる等により第１、第２の貼合プレート１１，１２を完全に離間させ、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とに対する貼合圧力を解除する。
［本硬化工程］
その後、図８に示すように、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との接合体に対して、さらに紫外線を照射することにより、仮硬化樹脂層８を本硬化させる。これにより、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とを光透過性の硬化樹脂層４を介して接合させた画像表示装置１（図１）を得る。さらに必要に応じて、光透過性カバー部材３の遮光層５と画像表示部材２との間の仮硬化樹脂層８に紫外線を照射し、仮硬化樹脂層８を本硬化させてもよい。
その後、図８に示すように、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との接合体に対して、さらに紫外線を照射することにより、仮硬化樹脂層８を本硬化させる。これにより、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とを光透過性の硬化樹脂層４を介して接合させた画像表示装置１（図１）を得る。さらに必要に応じて、光透過性カバー部材３の遮光層５と画像表示部材２との間の仮硬化樹脂層８に紫外線を照射し、仮硬化樹脂層８を本硬化させてもよい。
なお、本硬化工程において、光硬化性樹脂組成物６の反応率は、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。光硬化性樹脂組成物６を十分に硬化させることにより、光透過性カバー部材３と画像表示部材２との接着力を向上させることができる。
［本技術の効果］
本技術が適用された接合体の製造工程によれば、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とが第１、第２の貼合プレート１１，１２に挟持された状態で貼合圧力を減じ、この状態で大気開放を行う。したがって、光透過性樹脂組成物６が液状やゲル状であった場合でも光透過性カバー部材３と画像表示部材２との貼合位置ズレを防止することができる。
本技術が適用された接合体の製造工程によれば、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とが第１、第２の貼合プレート１１，１２に挟持された状態で貼合圧力を減じ、この状態で大気開放を行う。したがって、光透過性樹脂組成物６が液状やゲル状であった場合でも光透過性カバー部材３と画像表示部材２との貼合位置ズレを防止することができる。
また、光透過性カバー部材３と画像表示部材２とが第１、第２の貼合プレート１１，１２に挟持されているため、大気開放時間を短縮しチャンバー１０内の急激な圧力変動や乱気流が生じた場合にも貼合位置ズレが防止されることから、製造タクトの短縮化を図ることができる。
さらに、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との貼合圧力を減圧した状態で大気開放を行うため、大気開放が終了するまで第１、第２の貼合プレート１１，１２に挟持させていても、画像表示部材２と光透過性カバー部材３とに貼合圧力が過剰に掛かることがない。したがって、本技術が適用された製造工程により製造された画像表示装置１は、硬化樹脂層４に残存応力が局所的に介在することがなく、硬化樹脂層４の応力ムラに起因する色ムラの発生を防止することができる。また、薄型化が進展している画像表示部材２や光透過性カバー部材３に対する負荷も低減でき、反りや損傷を防止することができる。
なお、上記では、光透過性カバー部材３に光硬化性樹脂組成物６を塗布し、仮硬化させた後、天地を逆転して第２の貼合プレート１２に支持させたが、第１の貼合プレートに支持された画像表示部材２又は光透過性カバー部材３に液状の光硬化性樹脂組成物６を塗布し、仮硬化させずに貼り合せ、その後、光硬化させてもよい。
また、液状又はゲル状の光硬化性樹脂組成物６を用いる他、光硬化性樹脂組成物６がシート状に成型された光学粘着シートを用いてもよい。光学粘着シートは、成型過程でタック性を備え、画像表示部材２と光透過性カバー部材３との貼合位置は保持できるが、本技術が適用された接合体の製造工程に適用すれば、画像表示部材２及び光透過性カバー部材３を第１、第２の貼合プレート１１，１２間に挟持させた状態で貼合圧力を減じて大気開放を行うことにより、貼合位置ズレを確実に防止できるとともに、画像表示部材２及び光透過性カバー部材３に対して貼合圧力が過剰に掛かることを防止することができる。
次いで、本技術の実施例について説明する。本実施例では、液晶表示パネルとカバーガラスとを光硬化性樹脂組成物を介して真空雰囲気下で接続し、大気開放した後のズレ量を測定した。カバーガラスは、厚さ０．７ｍｍ、５ｉｎｃｈサイズのものを使用した。また、各実施例及び比較例に係る液晶表示パネルとカバーガラスとの接続体のサンプル数は１０個とした。
［実施例１］
実施例１では、貼合樹脂材として液状の光学弾性樹脂（ＬＣＲ１０００−ＤＭ、液粘度４２００ｍＰａ・ｓｅｃ；デクセリアルズ株式会社製）を使用した。この液状の光学弾性樹脂をカバーガラスに塗布し、チャンバー内において真空雰囲気下で機械的にカバーガラスとのギャップ及び樹脂厚を制御しながら液晶表示パネルを載置して貼り合せた。光学弾性樹脂の塗布厚みは１００μｍ、チャンバー内の真空度は５０Ｐａとした。
実施例１では、貼合樹脂材として液状の光学弾性樹脂（ＬＣＲ１０００−ＤＭ、液粘度４２００ｍＰａ・ｓｅｃ；デクセリアルズ株式会社製）を使用した。この液状の光学弾性樹脂をカバーガラスに塗布し、チャンバー内において真空雰囲気下で機械的にカバーガラスとのギャップ及び樹脂厚を制御しながら液晶表示パネルを載置して貼り合せた。光学弾性樹脂の塗布厚みは１００μｍ、チャンバー内の真空度は５０Ｐａとした。
貼り合せ後、液晶表示パネルを支持する貼合プレートとカバーガラスを支持する貼合プレートと間の距離を５μｍ離間させ、光学弾性樹脂を介して貼り合わされた液晶表示パネルとカバーガラスとが一対の貼合プレート間に挟持された状態で貼合圧力を減じ、この状態で大気開放を行った。大気開放時間は１秒とした。
大気開放後に、貼合プレートによる液晶表示パネル及びカバーガラスの支持を解除するとともに、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除し、液晶表示パネルとカバーガラスとの位置ズレ量を測定したところ、ズレは生じなかった。
［実施例２］
実施例２では、貼合樹脂材として液状の光学弾性樹脂（ＨＳＶＲ３３０；デクセリアルズ株式会社製）を使用した。この液状の光学弾性樹脂をカバーガラスに塗布し、紫外線を照射することにより仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。次いで、チャンバー内において真空雰囲気下で液晶表示パネルと貼り合せた。光学弾性樹脂の塗布厚みは１００μｍ、仮硬化樹脂層の弾性率は１．６０Ｅ＋４（Ｐａ）、チャンバー内の真空度は５０Ｐａ、貼り合せの推力は５００Ｎとした。
実施例２では、貼合樹脂材として液状の光学弾性樹脂（ＨＳＶＲ３３０；デクセリアルズ株式会社製）を使用した。この液状の光学弾性樹脂をカバーガラスに塗布し、紫外線を照射することにより仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。次いで、チャンバー内において真空雰囲気下で液晶表示パネルと貼り合せた。光学弾性樹脂の塗布厚みは１００μｍ、仮硬化樹脂層の弾性率は１．６０Ｅ＋４（Ｐａ）、チャンバー内の真空度は５０Ｐａ、貼り合せの推力は５００Ｎとした。
貼り合せ後、液晶表示パネルを支持する貼合プレートとカバーガラスを支持する貼合プレートと間の距離を離間させ、液晶表示パネルとカバーガラスとが一対の貼合プレート間に挟持された状態で貼合圧力を３０％減じ、この状態で大気開放を行った。大気開放時間は１秒とした。
大気開放後に、貼合プレートによる液晶表示パネル及びカバーガラスの支持を解除するとともに、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除し、液晶表示パネルとカバーガラスとの位置ズレ量を測定したところ、ズレは生じなかった。
［実施例３］
実施例３では、貼合樹脂材として液状の光学弾性樹脂（ＨＳＶＲ６００；デクセリアルズ株式会社製）を使用した。この液状の光学弾性樹脂をカバーガラスに塗布し、紫外線を照射することにより仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。次いで、チャンバー内において真空雰囲気下で液晶表示パネルと貼り合せた。光学弾性樹脂の塗布厚みは１００μｍ、仮硬化樹脂層の弾性率は５．１０Ｅ＋４（Ｐａ）、チャンバー内の真空度は５０Ｐａ、貼り合せの推力は５００Ｎとした。
実施例３では、貼合樹脂材として液状の光学弾性樹脂（ＨＳＶＲ６００；デクセリアルズ株式会社製）を使用した。この液状の光学弾性樹脂をカバーガラスに塗布し、紫外線を照射することにより仮硬化させ、仮硬化樹脂層を形成した。次いで、チャンバー内において真空雰囲気下で液晶表示パネルと貼り合せた。光学弾性樹脂の塗布厚みは１００μｍ、仮硬化樹脂層の弾性率は５．１０Ｅ＋４（Ｐａ）、チャンバー内の真空度は５０Ｐａ、貼り合せの推力は５００Ｎとした。
貼り合せ後、液晶表示パネルを支持する貼合プレートとカバーガラスを支持する貼合プレートと間の距離を離間させ、液晶表示パネルとカバーガラスとが一対の貼合プレート間に挟持された状態で貼合圧力を３０％減じ、この状態で大気開放を行った。大気開放時間は１秒とした。
大気開放後に、貼合プレートによる液晶表示パネル及びカバーガラスの支持を解除するとともに、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除し、液晶表示パネルとカバーガラスとの位置ズレ量を測定したところ、ズレは生じなかった。
［比較例１］
比較例１では、貼り合せ後、貼合プレートによるカバーガラスの支持を解除し、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した後に大気開放を行った。その他の条件は実施例１と同じである。
比較例１では、貼り合せ後、貼合プレートによるカバーガラスの支持を解除し、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した後に大気開放を行った。その他の条件は実施例１と同じである。
比較例１では、液晶表示パネルとカバーガラスとの位置ズレ量を測定したところ、０．５〜３ｍｍのズレが生じた。
［比較例２］
比較例２では、貼り合せ後、貼合プレートによるカバーガラスの支持を解除し、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した後に大気開放を行った。その他の条件は実施例２と同じである。
比較例２では、貼り合せ後、貼合プレートによるカバーガラスの支持を解除し、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した後に大気開放を行った。その他の条件は実施例２と同じである。
比較例２では、液晶表示パネルとカバーガラスとの位置ズレ量を測定したところ、０．０３〜０．３ｍｍのズレが生じた。
［比較例３］
比較例３では、貼り合せ後、貼合プレートによるカバーガラスの支持を解除し、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した後に大気開放を行った。その他の条件は実施例３と同じである。
比較例３では、貼り合せ後、貼合プレートによるカバーガラスの支持を解除し、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した後に大気開放を行った。その他の条件は実施例３と同じである。
比較例３では、液晶表示パネルとカバーガラスとの位置ズレ量を測定したところ、０．０３〜０．１ｍｍのズレが生じた。
［比較例４］
比較例４では、貼り合せ後、大気開放が終了するまで液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に貼合圧力を掛け続け、その後貼合プレートによる液晶表示パネル及びカバーガラスの支持を解除するとともに、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した。その他の条件は実施例２と同じである。
比較例４では、貼り合せ後、大気開放が終了するまで液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に貼合圧力を掛け続け、その後貼合プレートによる液晶表示パネル及びカバーガラスの支持を解除するとともに、一対の貼合プレートを離間させて液晶表示パネル及びカバーガラスの接合体に掛かる貼合圧力を完全に解除した。その他の条件は実施例２と同じである。
比較例４では、液晶表示パネルとカバーガラスとの位置ズレ量を測定したところ、ズレは生じなかったが、接合体に反りが生じた。
表１に示すように、実施例１〜３では、液晶表示パネルとカバーガラスとが一対の貼合プレート間に挟持された状態で貼合圧力を減じ、この状態で大気開放を行っているため、１秒という短時間で大気開放を行い、チャンバー内に急激な圧力変動や乱気流が発生したにも関わらず、液晶表示パネルとカバーガラスとの貼合位置ズレを防止することができた。
また、大気開放に先立って貼合圧力を減じていることから、大気開放後に貼合圧力を解除しても、接合体に反りが生じることなく、液晶表示パネルやカバーガラスに損傷を与える恐れもない。
一方、比較例１〜３は、液晶表示パネル及びカバーガラスに対する貼合圧力を解除した後に大気開放を行ったため、短時間の大気開放によって生じたチャンバー内の急激な圧力変動や乱気流により、液晶表示パネルとカバーガラスとの貼合位置ズレが生じた。比較例１では、液状の光学弾性樹脂を介在させていたため、光学弾性樹脂を仮硬化させた比較例２、比較例３と比べて位置ズレ量が大きくなった。
また、比較例４は、貼り合せから大気開放が終了するまで液晶表示パネル及びカバーガラスに貼合圧力を掛けていたため、大気開放による位置ズレは防止できたが、液晶表示パネル及びカバーガラスに貼合圧力が過剰に掛かり、反りが発生した。
１ 画像表示装置、２ 画像表示部材、３ 光透過性カバー部材、４ 硬化樹脂層、５ 遮光層、６ 光硬化性樹脂組成物、７ 光硬化性樹脂層、８ 仮硬化樹脂層、１０ チャンバー、１１ 第１の貼合プレート、１２ 第２の貼合プレート
Claims (7)
- 真空雰囲気下で、第１の貼合プレートに支持された第１の貼合部材と第２の貼合プレートに支持された第２の貼合部材とを、貼合樹脂材を介して所定の貼合圧力で貼り合わせる工程と、
次いで、上記第１、第２の貼合部材が上記第１、第２の貼合プレートに挟持された状態で上記第１、第２の貼合プレートを離間させて、上記貼合圧力を減じる工程と、
次いで、真空雰囲気下から大気圧へ開放する工程と、
次いで、上記第１、第２の貼合部材に対する貼合圧力を解除する工程とを有する接合体の製造方法。 - 上記第１の貼合部材及び第２の貼合部材が、それぞれ画像表示部材及び光透過性カバー部材であり、上記貼合樹脂材が上記第２の貼合部材に全面的に塗布されている請求項１に記載の接合体の製造方法。
- 上記貼合樹脂材は、仮硬化されており、
上記第１、第２の貼合部材に対する貼合圧力を減じる工程において、所定の上記貼合圧力に対し５〜６０％減じる請求項１又は２に記載の接合体の製造方法。 - 上記貼合樹脂材は、液状であり、
上記第１、第２の貼合部材に対する貼合圧力を減じる工程において、上記第１の貼合プレート及び上記第２の貼合プレートを、５〜５０μｍ離間させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合体の製造方法。 - 上記第１、第２の貼合部材を貼り合せた後、上記貼合樹脂材を硬化させる工程を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合体の製造方法。
- 上記貼合樹脂材は、フィルム状に成型されている請求項１に記載の接合体の製造方法。
- 真空雰囲気下で、第１の貼合プレートに支持された第１の貼合部材と第２の貼合プレートに支持された第２の貼合部材とを、貼合樹脂材を介して所定の貼合圧力で貼り合わせる工程と、
次いで、上記第１、第２の貼合部材が上記第１、第２の貼合プレートに挟持された状態で上記第１、第２の貼合プレートを離間させて、貼合圧力を減じる工程と、
次いで、真空雰囲気下から大気圧へ開放する工程と、
次いで、上記第１、第２の貼合部材に対する貼合圧力を解除する工程とを有する接続方法。
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