JP2005266438A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルとスイッチング液晶パネルとを高精度な位置合わせで貼り合わせることにより、表示品位を向上させると共に、生産性を高める。
【解決手段】表示装置は、右目用画像を表示する複数の第１表示領域と、左目用画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、表示パネルに対向して設けられ、右目用画像が右目用画像観察領域で観察されると共に左目用画像が左目用画像観察領域で観察されるように、表示パネルで表示される右目用画像と左目用画像とを分離するスイッチング液晶パネルとを備えている。表示パネル及びスイッチング液晶パネルは、これらのパネル同士を位置合わせして貼り合わせるためのアライメントマークをそれぞれ備えている。そして、スイッチング液晶パネルのアライメントマーク３６は、スイッチング液晶パネルの法線方向の断面が台形に形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、平面表示（以下、２Ｄ表示とも称する）又は立体表示（以下、３Ｄ表示とも称する）を切り替えて行う表示装置、及びその製造方法に関する。

人間の２つの目は、空間的に離れて頭部に位置していることから、２つの異なる視点から見た像をそれぞれ知覚しており、人間の脳は、これらの２つの像の視差によって立体感を認識する。そこで、この原理を利用し、観察者の左右の目に対し、異なる視点から見た像をそれぞれ視認させることにより視差を与え、３Ｄ表示を行う液晶表示装置が従来より開発されている。

例えば、視点の異なる像を観察者の左右の目にそれぞれ供給するために、表示画面上における左目用の像及び右目用の像を、例えば色、偏光状態又は表示時刻によって予めエンコードしておく。そして、観察者が着用する眼鏡状のフィルタシステムによってこれらを分離し、各々の目に対応する像のみを供給することが知られている。

また、フィルタシステムを観察者側ではなく、表示画面側に設けることも知られている。例えば図１０に示すように、液晶表示装置１００は、表示パネル１０１と、視差バリア１０２とを備えている。

上記視差バリア１０２は、表示パネル１０１の背面側（つまり、表示パネル１０１を介して観察者とは反対側）に配置され、透過領域１２１と遮光領域１２２とが交互に配置されてストライプ状に形成されている。一方、表示パネル１０１には、右目用画像を表示する右目用表示領域１１１と、左目用画像を表示する左目用表示用領域１１２とが交互に並んで配置されている。

こうして、光源の光を背面側から視差バリア１０２を介して表示パネル１０１へ入射させることによって、各表示領域１１１，１１２から所定の角度で表示光をそれぞれ出射させるようになっている。その結果、図１１に示すように、観察者側の所定の空間領域に右目用画像観察領域Ｒと、左目用画像観察領域Ｌとが形成されるため、これらの領域Ｒ，Ｌにおいて観察者は３Ｄ画像を認識できることとなる。すなわち、この図１０及び図１１に示す液晶表示装置では、観察者側にフィルタシステム等の視覚的補助具を使用しなくても３Ｄ表示を観察することが可能となる（自動立体表示）。

また、上記視差バリアを備える液晶表示装置において、視差バリアを有効状態又は無効状態に電気的に切り替える切替手段を設けることや、その切替手段をスイッチング液晶層等により構成することが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この液晶表示装置によると、スイッチング液晶層を駆動することにより、視差バリアを有効状態とすることで３Ｄ表示を行う一方、視差バリアを無効状態とすることで２Ｄ表示を行うことができる。
特開平１０−１２３４６１号公報 特開平３−１１９８８９号公報

このように、表示パネルと視差バリアを組合せることにより３Ｄ表示画像を得ること、さらに、視差バリアを有効又は無効に切り替えるスイッチング液晶パネルを組み合わせることは、公知の技術である。

しかしながら、上記視差バリア方式の液晶表示装置では、３Ｄ表示を高品位に行うために、表示パネルと視差バリアとの位置合わせに高い精度が必要であり、図１０に示すような理想的な光の透過状態を実現することが難しいという問題がある。

すなわち、表示パネルと視差バリアとの位置関係について、図１２に示すように、左右方向への僅かな位置ずれが生じた場合であっても、最適な３Ｄ画像の視認位置は、画面中心部から大きくずれることとなる。このため、本来、表示パネルの中心位置で確認される３Ｄ画像が左右方向にずれてしまうため、中心位置で表示を観る観察者は、３Ｄ画像が２重に見えるなどの違和感を感じたり、３Ｄ画像を正確に視認できる位置まで移動するなどの労力を強いられることとなる。

図１３は、表示パネルと視差バリアとの位置ずれと、観察位置との関係を計算した結果を示すグラフ図である。ここで、０．４ｍｍガラスで構成されると共に画素ピッチが０．０６６ｍｍであるＴＦＴ液晶表示装置の表示パネル１０１に対し、スイッチング液晶パネルで切替作動される視差バリア１０２との間隔は１．０５ｍｍとしている。また、観察者の両目間の距離を６２ｍｍ、ガラスの屈折率ｎを１．５１８６として計算している。

図１３からわかるように、表示パネルと視差バリアとの位置ずれが僅かに２０μｍ程度であっても、最適な視認位置は１８ｍｍ以上も変化してしまう。このように、表示パネルと視差バリアとの位置ずれは、３Ｄ画像を正確に認識できるようにするためには非常に重要な問題であり、表示パネルと視差バリアとを高精度に貼り合わせることが必要不可欠となる。

尚、観察位置と表示パネル１０１との距離である最適視認距離Ｌは、観察者の両目間の距離をｅ、表示パネルと視差バリアとの間隔をｄ、表示パネルの画素ピッチをｐ、ガラスの屈折率をｎとしたとき、次の式（1）で表され、その最適視認距離Ｌは、６４５．５２ｍｍとなる。

Ｌ＝（ｅ・ｄ）／（ｎ・ｐ） ・・・・・（1）
ところで、一般に、貼り合せの対象物同士に位置合せ用アライメントマークを設け、各アライメントマークを画像処理することにより、高精度に位置合わせすることが知られている。

この位置合わせ方法は、透明な平面基板同士を貼り合せる場合に好適に用いられ、例えば、液晶表示装置の製造等にも適用されている。すなわち、図１４に示すように、液晶表示装置は、液晶層を介して対向配置された一対の基板１１１，１１２を備えている。そして、図１５に示すように、上側の基板１１１にはアライメントマーク１１３が設けられる一方、下側の基板１１２には、アライメントマーク１１４が設けられている。各基板１１１，１１２同士の間隔は極めて狭いため、例えば下方から光を透過させることにより、カメラの焦点を変えることなく各アライメントマーク１１３，１１４の双方の位置を明確に識別することができる。したがって、上記一対の基板１１１，１１２同士を正確に貼り合わせることが可能となる。

しかし、上記表示パネルとスイッチング液晶パネルとを貼り合わせる場合には、各パネルにアライメントマークをそれぞれ設けたとしてもそのアライメントマークを正確に認識することが難しいという問題がある。

すなわち、図１６に示すように、表示パネル１２１をスイッチング液晶パネル１２２の上に重ねて貼り合わせる場合、表示パネル１２１の下側基板１２１ａと、スイッチング液晶パネル１２２の上側基板１２２ａとの双方にアライメントマーク１２３，１２４を設ける。

ところが、各パネル１２１，１２２の上下両面には、通常偏光板等が設けられているため、表示パネル１２１とスイッチング液晶パネル１２２とを重ねると、上記表示パネル１２１の下側基板１２１ａと、スイッチング液晶パネル１２２の上側基板１２２ａとの間隔が、比較的広くなってしまうことが避けられない。

その結果、図１７に示すように、特に、表示パネル１２１の下側に位置する上側基板１２２ａのアライメントマーク１２４をカメラにより正確に識別することが困難となるため、表示パネル１２１とスイッチング液晶パネル１２２との貼り合わせ精度が低下してしまう。したがって、３Ｄ表示の表示品位が低下し、生産性も低下してしまうという問題が生じる。

また、アライメントマーク１２３，１２４が各基板１２１ａ，１２２ａと同様に透明である場合には、アライメントマーク１２３，１２４自体が視認し難いため、この問題はさらに顕著になってしまう。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示パネルと視差バリアパネルとを高精度な位置合わせで貼り合わせることにより、表示品位を向上させると共に、生産性を高めることにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置であって、上記表示パネル及び視差バリアパネルは、該表示パネルと視差バリアパネルとを位置合わせして貼り合わせるためのアライメントマークをそれぞれ備え、上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークは、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向の断面が台形に形成されていることを特徴とする。

上記の構成により、表示パネルの各第１表示領域では、第１画像がそれぞれ表示される。一方、表示パネルの各第２表示領域では、第２画像がそれぞれ表示される。つまり、表示パネル上では、第１画像及び第２画像の双方が表示される。

上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とは、表示パネルに対向して設けられている視差バリアパネルにより分離される。すなわち、上記第１表示領域で表示される第１画像の光は、視差バリアパネルにより規制されて第１観察領域へ向かう一方、第２表示領域で表示される第２画像の光は、視差バリアパネルにより規制されて第２観察領域へ向かう。その結果、第１観察領域では第１画像が観察される一方、第２観察領域では、第２画像が観察される。

上記表示パネル及び視差バリアパネルは、位置合わせのためのアライメントマークを有している。すなわち、上記表示装置を製造する場合には、表示パネルのアライメントマークと、視差バリアパネルのアライメントマークとを基準にして、表示パネルと視差バリアパネルとを貼り合わせる。

上記各パネル同士を貼り合わせる場合には、例えばカメラ等により各パネルのアライメントマークを視認して位置合わせを行うが、上記各パネル同士の間隔が比較的広い場合には、手前側のアライメントマークに比べて、奥側のアライメントマークの形状を正確に視認することが困難となる。

これに対して、本発明では、表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークに対し、パネルの法線方向の断面を台形に形成して光学的に視認し易くしたので、上記各パネル同士の間隔が比較的広くても、上記断面台形状のアライメントマークを奥側に配置することにより、各アライメントマークを確実に視認することが可能となる。その結果、上記表示パネルと視差バリアパネルとの位置合わせを高精度に行うことが可能となる。

上記アライメントマークの断面形状は、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向の軸に関して線対称であることが好ましい。

このことにより、パネルの法線方向から各アライメントマークを視認した場合、断面台形状のアライメントマークにおける底面の中心と上面の中心とが一致するため、パネル法線方向からの視認による位置合わせが容易に行われる。

上記アライメントマークの台形状断面は、互いに平行な上辺及び下辺を有し、上記上辺の長さと下辺の長さとの差は、１μｍ以上且つ５μｍ以下であることが好ましい。差が１μｍよりも小さいと、アライメントマークの輪郭を明確に視認することができなくなるためである。また、差が５μｍよりも大きくなると、位置合わせを行うときに視認されるアライメントマークの輪郭の誤差が大きくなりすぎるためである。

また、本発明に係る表示装置は、第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置であって、上記表示パネル及び視差バリアパネルは、該表示パネルと視差バリアパネルとを位置合わせして貼り合わせるためのアライメントマークをそれぞれ備え、上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークは、入射する光を拡散させる拡散部を備えている。

上記の構成によると、表示パネルと視差バリアパネルとを貼り合わせる場合には、上記アライメントマークに光を入射させる。本発明では、上記各パネルの少なくとも一方のアライメントマークに拡散部を設けるようにしたので、上記拡散部は入射した光を拡散させる。その結果、上記各パネル同士の間隔が比較的広くても、上記拡散部を有するアライメントマークを視認しやすくなるため、上記各パネルのアライメントマークを確実に視認して位置合わせを高精度に行うことが可能となる。

上記拡散部は、アライメントマークの表面に形成された凹凸面であってもよい。このことにより、拡散部は容易に形成される。

上記表示パネル及び視差バリアパネルの一方のアライメントマークは、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向から視認される面積が、他方のアライメントマークにより形成された位置合わせ領域よりも大きいことが好ましい。

すなわち、表示パネル及び視差バリアパネルを重ねた状態で観察すると、観察者から離れた奥側のパネルのアライメントマークは、遠近効果によって、実際の大きさよりも小さく観察される。本発明では、一方のアライメントマークに対し、パネル法線方向から視認される面積を他方のアライメントマークにより形成された位置合わせ領域よりも大きくしているため、その大きいアライメントマークを有するパネルを観察者側から遠い位置に配置すると共に、他方のアライメントマークを有するパネルを観察者側に近い位置に配置する。このことにより、遠近効果に拘わらず、一方のアライメントマークと、他方のアライメントマークにより形成された位置合わせ領域とを同じ大きさで観察することが可能となる。その結果、高精度な位置合わせが可能となる。

上記アライメントマークは、樹脂により形成されていてもよい。

このことにより、アライメントマークの形態を正確且つ容易に制御することが可能となる。また、視差バリアパネルのバリアパターンを樹脂により形成する場合には、そのバリアパターンと同時にアライメントマークを形成することが可能となる。

上記アライメントマークの下層には、電極膜により構成された下地層が設けられ、上記下地層の面積は、上記アライメントマークよりも大きいことが好ましい。

このことにより、アライメントマークが樹脂により形成されている場合に下地層が電極膜により構成されていると、パネルに対する密着力が高くなるため、アライメントマークの剥離が防止される。また、下地層がアライメントマークよりも大きく形成されているため、例えばＯＮ／ＯＦＦ点灯用の電極膜のパターンが形成される際に、エッチング等によりその電極膜がある程度侵食されたとしても、その侵食によりアライメントマークが剥れるといった影響を低減することが可能となる。

上記視差バリアパネルは、第１画像と第２画像とを分離するオン状態と、第１画像と第２画像とを分離しないオフ状態との何れかに切り替えるための液晶層を有するスイッチング液晶パネルにより構成されていてもよい。

上記スイッチング液晶パネルがオン状態のときに立体表示を行う一方、オフ状態のときに平面表示を行うように構成されていてもよい。

また、本発明に係る表示装置の製造方法は、第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置を製造する方法であって、上記表示パネル及び視差バリアパネルに対してアライメントマークをそれぞれ形成するマーク形成工程と、上記表示パネルのアライメントマークと、上記視差バリアパネルのアライメントマークとを位置合わせして、上記表示パネルと視差バリアパネルとを互いに貼り合わせる貼り合わせ工程とを備え、上記マーク形成工程では、上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークに対し、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向の断面を台形に形成する。

また、本発明に係る表示装置の製造方法は、第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置を製造する方法であって、上記表示パネル及び視差バリアパネルに対してアライメントマークをそれぞれ形成するマーク形成工程と、上記表示パネルのアライメントマークと、上記視差バリアパネルのアライメントマークとを位置合わせして、上記表示パネルと視差バリアパネルとを互いに貼り合わせる貼り合わせ工程とを備え、上記マーク形成工程では、上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークに対し、入射する光を拡散させる拡散部を形成する。

上記拡散部は、アライメントマークの表面に形成された凹凸面であることが好ましい。

本発明によれば、表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークに対し、パネルの法線方向の断面を台形に形成することにより、又は入射する光を拡散させる拡散部を設けることにより、アライメントマークを光学的に視認しやすくすることができる。その結果、上記表示パネルと視差バリアパネルとを高精度な位置合わせで貼り合わせることができるため、表示品位を向上させると共に、生産性を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図５は、本発明に係る表示装置及びその製造方法の実施形態１を示している。断面図である図１に示すように、表示装置１は、２Ｄ表示又は３Ｄ表示を切り替えて行う液晶表示装置（以下、２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置とも称する）である。

２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置１は、表示パネル１０と、表示パネル１０に対向して設けられた視差バリアパネル３０とにより構成されている。表示パネル１０と視差バリアパネル３０とは、接着層である樹脂層２０を介して貼り合わされている。

上記表示パネル１０は、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルであって、アクティブマトリクス基板１４と、アクティブマトリクス基板１４に対向して設けられ、カラーフィルタ層（図示省略）等を有する対向基板１２と、上記アクティブマトリクス基板１４と対向基板１２との間に設けられた液晶層１３とを備えている。

アクティブマトリクス基板１４は、詳細な図示は省略するが、ガラス等の透明基板により構成され、マトリクス状に配置された複数の薄膜トランジスタ（以降、ＴＦＴと略称する）と、各ＴＦＴに対応してマトリクス状に設けられた複数の画素領域とを有している。そして、各画素領域毎にＴＦＴをスイッチングして液晶層１３を駆動することにより表示を行うようになっている。

アクティブマトリクス基板１４の外側には偏光板１５が積層される一方、対向基板１２の外側には偏光板１１が積層されている。また、アクティブマトリクス基板１４には、表示する画像に対応した画像データを供給するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の配線５１が設けられている。

言い換えれば、上記表示パネル１０は、画像データに応じた表示画面を生成する表示画像生成手段を構成している。尚、表示画像生成手段は、表示画面を生成する機能を有するものであればよく、表示方式（ＴＮ方式やＳＴＮ方式）や駆動方式（アクティブマトリクス駆動やパッシブマトリクス駆動）は、特に限定されるものではない。

そして、表示パネル１０は、例えば右目用画像である第１画像を表示する複数の第１表示領域と、例えば左目用画像である第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有している。詳細な図示は省略するが、上記第１表示領域と第２表示領域とは、交互に並んで配置されている。

上記アクティブマトリクス基板１４には、表示パネル１０と視差バリアパネル３０とを位置合わせして貼り合わせるためのアライメントマーク１６が設けられている。アライメントマーク１６は、上記ＦＰＣ５１等が接続されている非表示領域に配置され、平面図である図２に示すように、矩形リング状の金属膜により構成されている。その寸法は、例えば、外周部が一辺３００μｍの正方形であり、且つ内周部が一辺２００μｍの正方形になっている。つまり、アライメントマーク１６のリング幅は５０μｍに形成されている。尚、アライメントマーク１６の形状や材質は、これに限定されるものではない。

一方、上記視差バリアパネル３０は、駆動側基板３１と、駆動側基板３１に対向して設けられた対向基板３３と、駆動側基板３１と対向基板３３との間に設けられた液晶層３２とを備えるスイッチング液晶パネル３０により構成されている。

上記駆動側基板３１は、上記樹脂層２０及び偏光板１５を介して、表示パネル１０のアクティブマトリクス基板１４に貼り合わせられている。また、駆動側基板３１には、液晶層３２に駆動電圧を印加するための配線５２が接続されている。また、上記対向基板３３の外側には偏光板３４が積層されている。

上記スイッチング液晶パネル３０は、右目用画像（第１画像）が所定の右目用画像観察領域（第１観察領域）で観察されると共に、左目用画像（第２画像）が上記右目用画像観察領域とは異なる左目用画像観察領域（第２観察領域）で観察されるように、上記表示パネル１０で表示される右目用画像と左目用画像とを分離するように構成されている。そして、観察者は、右目を右目用画像観察領域に位置付けると共に、左目を左目用画像観察領域に位置付けることによって、右目用画像を右目で観察すると共に、左目用画像を左目で観察する結果、全体として、３Ｄ画像を観察することとなる。

すなわち、上記スイッチング液晶パネル３０には、駆動側基板３１及び対向基板３３にそれぞれ設けられた一対の透明電極の間隙に対し、屈折率が略等方的である透光性樹脂が充填された第１領域と、屈折率異方性を有する液晶材料が充填された第２領域とが形成されている。第１領域は、常に光が透過する透過部を構成する一方、第２領域は、光を遮断するバリア遮光部又は透過部を構成している。つまり、第２領域は、偏光状態が液晶層３２の配向状態に応じて変化すると共に上記偏光板３４が設けられているため、液晶層３２の配向状態が切り替えられることにより、バリア遮光部又は透過部に切り替えられることとなる。

言い換えれば、液晶層３２は、表示パネル１０で形成される右目用画像と左目用画像とを分離するオン状態と、右目用画像と左目用画像とを分離しないオフ状態との何れかに電気的に切り替えるための切替手段を構成している。

そして、配線５２から印加される信号電圧により液晶層３２を駆動させ、例えば、スイッチング液晶パネル３０をオン状態にして透過部及びバリア遮光部の双方を形成することにより３Ｄ表示を行う一方、スイッチング液晶パネル３０をオフ状態にして透光部のみを形成することにより２Ｄ表示を行うようになっている。

２Ｄ表示時（平行配向又はＴＮ配向の場合には電圧印加時、垂直配向の場合には電圧無印加時）には、一対の透明電極基板の間に充填された液晶分子が立ち上がるので、スイッチング液晶パネル３０に入射した直線偏光は、液晶層３２の屈折率異方性の影響を受けることなく、そのままの偏光状態でスイッチング液晶パネル３０から出射する。

つまり、液晶材料が充填された第２領域を出射する偏光は、透光性樹脂が充填された第１領域から出射する偏光と偏光状態が同一であるので、両方の領域を出射する偏光は、スイッチング液晶パネルの出射側に配置された偏光板１５を透過することができる。したがって、視差バリアは消失し、明るく見やすい２次元画像を表示することができる。尚、信号電圧の印加状態と、上記第２領域の透過又は遮光状態との関係は、上記の関係に限らない。

上記駆動側基板３１には、表示パネル１０と視差バリアパネル３０とを位置合わせして貼り合わせるためのアライメントマーク３６が設けられている。アライメントマーク３６は、上記配線５２等が設けられている額縁領域に配置され、上記表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とが正確に貼り合わされた状態で、表示パネル１０のアライメントマーク１６に重なる位置に形成されている。アライメントマーク３６は、図３に示すように、上面３６ａ及び底面３６ｂが正方形である四角錐台状の樹脂部材により構成されている。

すなわち、アライメントマーク３６は、図３に示すように、スイッチング液晶パネル３０の法線方向の断面が台形に形成されている。特に、上記アライメントマーク３６の断面形状は、このアライメントマーク３６が設けられているスイッチング液晶パネル３０の法線方向の軸Ｓに関して線対称である台形になっている。

仮に、図４に示すように、アライメントマーク３６の断面形状が軸Ｓに関して線対称でないとすると、アライメントマーク３６の上面３６ａの中心位置Ａと、底面３６ｂの中心位置Ｂとがずれて一致しないため、パネル法線方向からアライメントマーク３６の位置を正確に視認することが難しくなってしまう。したがって、上述のように、アライメントマーク３６の断面は、軸Ｓに関して線対称な台形とすることが好ましい。

アライメントマーク３６の寸法は、図３に示すように、例えば、底面が一辺１００μｍの正方形であり、且つ上面が一辺９８μｍの正方形になっている。つまり、底面３６ｂの周端部は、上面の周端部よりもΔＬ＝１μｍだけ外側に位置している。

このように、アライメントマーク３６における台形状断面の互いに平行な上辺及び下辺は、その長さの差が２μｍになっている。上辺及び下辺の長さの差は、１μｍ以上且つ５μｍ以下であることが好ましい。１μｍよりも小さいと、アライメントマーク３６の輪郭を明確に視認することができなくなるためである。また、５μｍよりも大きくなると、位置合わせを行うときに視認されるアライメントマーク３６の輪郭の誤差が大きくなりすぎるためである。尚、上記アライメントマーク３６の断面は、上辺が下辺よりも大きい台形に形成してもよい。この場合であっても、上辺と下辺との差は、１μｍ以上且つ５μｍ以下であることが好ましい。

そして、アライメントマーク３６の下層には、図３に示すように、例えばＩＴＯ膜等の電極膜により構成された下地層３７が設けられている。上記下地層３７の面積は、上記アライメントマーク３６よりも大きくなっている。

−製造方法−
次に、本実施形態の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置１の製造方法について説明する。

本実施形態の製造方法は、表示パネル１０を形成する第１の工程と、スイッチング液晶パネル３０を形成する第２の工程と、表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とを貼り合わせる第３の工程とを備えている。

第１の工程では、アクティブマトリクス基板１４を形成すると共に、対向基板１２を形成し、これらアクティブマトリクス基板１４と対向基板１２とを所定の間隙を設けて貼り合わせ、上記間隙に液晶層１３を封入することにより表示パネル１０を形成する。

このとき、アクティブマトリクス基板１４に対し、アライメントマーク１６を形成するマーク形成工程を行う。アライメントマーク１６の金属膜は、アクティブマトリクス基板１４に形成するＴＦＴや配線等と同じ工程でパターニングすることが可能である。

第２の工程では、駆動側基板３１及び対向基板３３を形成し、これら駆動側基板３１と対向基板３３とを所定の間隙を設けて貼り合わせ、上記間隙に液晶層３２を封入することによりスイッチング液晶パネル３０を形成する。

このとき、駆動側基板３１に対し、アライメントマーク３６を形成するマーク形成工程を行う。マーク形成工程は、透光性樹脂パターンを形成する工程と同時に行われる。

まず、導電膜であるＩＴＯ膜が積層されたガラス基板３８に対し、スペーサ用ネガレジスト（商品名ＪＮＰＣ−７７、株式会社ＪＳＲ製）の溶液を、スピンコーターにより２０００ｒｐｍで１分間回転して塗布する。その後、クリーンオーブンにより１２０℃で１０分間仮焼成を行い、スペーサ内の残留溶媒を除去する。上記ＩＴＯ膜は、液晶層３２を駆動する電極膜を構成すると共に、アライメントマーク３６の下地層を構成する。

続いて、所定の透光性樹脂パターンとなるように、フォトマスクを用いて露光を行う。このとき、露光量２００ｍＪの条件で紫外線を露光し、３０℃のＮａＯＨの２％水溶液で現像を１．５分間行う。本実施形態の台形状断面は、この現像時間を調節することにより実現することができる。この後、水洗して、クリーンオーブンにより２３０℃で４０分間焼成を行う。

次に、上記透光性樹脂パターンを形成したガラス基板３８に対し、ポリアミック酸からなる配向膜を成膜し、クリーンオーブンにより２５０℃で３０分間焼成を行う。続いて、焼成された配向膜をラビングにより所望の配向方向となるように配向処理を施して、駆動側基板３１を形成する。さらに、この駆動側基板３１と同様にして、対向基板３３を形成する。

次に、枠状のシール形状がパターニングされたスクリーン版を用いて、対向基板３３に周辺シール材（商品名ＸＮ−２１Ｓ、株式会社三井化学製）を形成する。さらに、シール材の内部の残留溶媒を除去するために、クリーンオーブンにより１００℃で３０分間加熱する。その後、上記駆動側基板３１と対向基板３３とを所定の間隙を設けて貼り合わせ、２００℃で６０分間焼成する。

続いて、貼り合わせられた駆動側基板３１及び対向基板３３の間隙に液晶材料を注入することにより、バリア領域として作用する液晶層３２を形成する。液晶層３２は、例えば、誘電率異方性が正の液晶材料を含む平行（ホモジニアス）配向の液晶層とすることが好ましい。液晶層３２は、電圧無印加時においてλ／２のレタデーションを有する。また、上記偏光板３４，１５の各透過軸方向は、互いに略平行に設定されている。さらに、液晶層３２の配向方向は、偏光板３４，１５の透過軸方向に対して、４５°の角度に設定されている。

第３の工程では、上記表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とを、正確に位置合わせして互いに貼り合わせる貼り合わせ工程を行う。

貼り合わせ工程では、各アライメントマーク１６，３６同士が重なるように、表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とを配置させる。そして、各アライメントマーク１６，３６に光を入射させ、カメラ等の視認手段により各マーク１６，３６を視認して位置合わせを行う。

すなわち、カメラを表示パネル１０側に配置して、表示パネル１０をカメラの手前側に配置すると共に、スイッチング液晶パネル３０をカメラの奥側に配置させる。そして、各アライメントマーク１６，３６が形成されている領域の透過光をカメラにより視認し、平面図である図５に示すように、カメラにより視認された画像に基づいて、表示パネル１０におけるアライメントマーク１６の中心位置と、スイッチング液晶パネル３０におけるアライメントマーク３６の中心位置とが一致するように、例えばスイッチング液晶パネル３０を移動させて位置を調整する。

こうして、位置合わせを行った後に、表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とを樹脂層２０を介して接着して貼り合わせる。以上のようにして、２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置１を製造する。

−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、スイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６に対し、パネルの法線方向の断面を台形に形成したので、スイッチング液晶パネル３０と表示パネル１０との間隔が比較的広く、スイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６が、表示パネル１０のアライメントマーク１６を介して、カメラの反対側に配置されているとしても、アライメントマーク３６を光学的に視認しやすくすることができる。その結果、表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とを高精度な位置合わせで貼り合わせることができるため、表示品位を向上させると共に、生産性を高めることができる。

さらに、上記アライメントマーク３６の断面形状を、パネル法線方向の軸Ｓに関して線対称となるように形成したので、パネル法線方向からアライメントマーク３６を視認した場合に、その断面台形状のアライメントマーク３６における底面３６ｂの中心と上面３６ａの中心とが一致するため、パネル法線方向からの視認による位置合わせを容易且つ正確に行うことができる。

また、アライメントマーク３６を樹脂により形成したので、アライメントマークを形成する工程でその形態を正確且つ容易に制御することができる。さらに、スイッチング液晶パネル３０のバリアパターンが樹脂により構成されているため、そのバリアパターンと同時にアライメントマーク３６を形成することができる。

さらに、アライメントマーク３６の下層に下地層であるＩＴＯ膜３７を形成し、その下地層３７の面積をアライメントマーク３６よりも大きくなるようにしたので、スイッチング液晶パネル３０に対する密着力を高めてアライメントマーク３６の剥離を防止することが可能となる。また、下地層３７がアライメントマーク３６よりも大きく形成されているため、ＯＮ／ＯＦＦ点灯用の電極膜のパターンが形成される際に、エッチング等によりその電極膜がある程度侵食されたとしても、その侵食によりアライメントマーク３６が剥れるといった影響を低減することができる。

《発明の実施形態２》
図６は、本発明に係る表示装置及びその製造方法の実施形態２示している。尚、以下の各実施形態では、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態は、スイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６に対し、入射する光を拡散させる拡散部４０を設けるようにしたものである。アライメントマーク３６は、図６に示すように、パネル法線方向の断面が長方形である直方体形状の樹脂材料により構成されている。そして、上記樹脂材料の中には、多数のプラスチックビーズ３９が混入されている。その結果、アライメントマーク３６の表面には、プラスチックビーズ３９がランダムに突出する凹凸面４０が形成されている。上記拡散部４０は、このアライメントマーク３６の表面に形成された凹凸面４０により構成されている。

アライメントマーク３６は、マーク形成工程で形成される。マーク形成工程では、上記実施形態１と同様に、ガラス基板３８に対して、スペーサ用ネガレジスト（商品名ＪＮＰＣ−７７、株式会社ＪＳＲ製）の溶液を、スピンコーターにより２０００ｒｐｍで１分間回転して塗布する。このとき、直径が例えば３μｍの多数のプラスチックビーズ３９を上記レジスト溶液に添加しておく。このことにより、多数のプラスチックビーズ３９がアライメントマーク３６内にランダムに混在する。

その後、仮焼成した後に、透光性樹脂パターンを形成する。すなわち、フォトマスクを用い、露光量２００ｍＪの条件で紫外線を露光し、３０℃のＮａＯＨの２％水溶液で現像を１分間行う。この後、水洗して、クリーンオーブンにより２３０℃で４０分間焼成を行う。

次に、上記透光性樹脂パターンを形成したガラス基板３８に対し、ポリアミック酸からなる配向膜を成膜し、クリーンオーブンにより２５０℃で３０分間焼成を行う。続いて、焼成された配向膜をラビングにより所望の配向方向となるように配向処理を施して、駆動側基板３１を形成する。こうして、凹凸面４０を有するアライメントマーク３６は形成される。

−実施形態２の効果−
したがって、この実施形態２によると、貼り合わせ工程において、アライメントマーク３６に入射する光を、上記凹凸面４０により拡散して反射させることができる。

すなわち、スイッチング液晶パネル３０と表示パネル１０との間隔が比較的広く、スイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６が、表示パネル１０のアライメントマーク１６を介して、カメラの反対側に配置されているとしても、アライメントマーク３６を光学的に視認しやすくすることができる。その結果、表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とを高精度な位置合わせで貼り合わせることができるため、表示品位を向上させると共に、生産性を高めることができる。

《発明の実施形態３》
図７は、本発明に係る表示装置及びその製造方法の実施形態３を示している。

本実施形態は、カメラの奥側に配置されるスイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６に対し、上面３６ａの面積を、カメラの手前側に配置される表示パネル１０のアライメントマーク１６により形成された位置合わせ領域Ｄよりも大きくなるようにしたものである。

すなわち、上記位置合わせ領域Ｄは、図２に示すように、リング幅が５０μｍである矩形リング状のアライメントマーク１６により囲まれた領域であって、一辺が２００μｍの正方形に形成されている。

一方、スイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６は、図７に示すように、直方体形状に形成されており、パネル法線方向から見た形状は、一辺が２０２μｍの正方形に形成されている。

上記アライメントマーク３６は、レジストの現像時間を除いて、上記実施形態１と同様にして形成される。上記実施形態１では、マーク形成工程において紫外線により露光されたレジストに対し、３０℃のＮａＯＨの２％水溶液で現像を１．５分間行ったが、本実施形態では、現像を１分間行う。このことにより、現像量を低減して直方体状に形成する。

−実施形態３の効果−
本実施形態の効果について、模式図である図８及び図９を参照して説明する。

図８に示すように、カメラ（観察者）６０に遠い側のアライメントマーク３６が、カメラ６０に近い側のアライメントマーク１６により形成された位置合わせ領域Ｄと同じ大きさである場合には、遠近効果により、アライメントマーク３６の像は、位置合わせ領域Ｄよりも小さく観察される。

したがって、この遠近効果によるアライメントマーク３６の縮小率を考慮し、アライメントマーク３６を予め大きく形成しておくと、図９に示すように、カメラ６０により観察されるアライメントマーク３６の像の大きさと、位置合わせ領域Ｄの大きさとを一致させることが可能となる。このことにより、位置合わせを容易に行うことができる。

本実施形態では、スイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６の大きさ（つまり上面３６ａの面積）を、表示パネル１０のアライメントマーク１６により形成された位置合わせ領域Ｄよりも大きく形成しているので、遠近効果に拘わらず、アライメントマーク３６と位置合わせ領域Ｄとを同じ大きさで観察することができる。その結果、表示パネル１０とスイッチング液晶パネル３０とを、高精度に位置合わせして貼り合わせることができる。

（実施例）
次に、本発明を具体的に実施した実施例について説明する。

本実施例では、実施例１〜３及び比較例の合計４パターンのアライメントマークに対し、自動アライメント装置により位置合わせを行った。自動アライメント装置は、認識したアライメントマークの画像に基づいて各パネルの位置合わせを行うように構成されている。そして、光学顕微鏡により実際のアライメントマークの位置ずれ量を測定し、位置合わせの精度を評価した。測定した結果を、表１に示す。

ここで、実施例１は、上記実施形態１の断面台形状のアライメントマーク３６を有する例であり、実施例２は、上記実施形態２の凹凸面４０を有するアライメントマーク３６を有する例であり、実施例３は、上記実施形態３の予め大きく形成されたアライメントマーク３６を有する例である。また、比較例は、パネル法線方向から見た形状が一辺１００μｍの正方形である略直方体に形成されたアライメントマークを有する例である。この比較例のアライメントマークは、厳密には、パネル法線方向の断面が台形であるが、上面の周縁部と下面の周縁部との差であるΔＬが０．１μｍと極めて小さくなっている。

これら実施例１〜３及び比較例をそれぞれ１０組ずつ実施して測定した。また、表１において、Ｘ、Ｙは、図５におけるＸ座標及びＹ座標をそれぞれ示しており、アライメントマーク１６の中心位置に対するアライメントマーク３６の中心位置の座標を測定した。

表１に示されるように、位置合わせの精度は、実施例１が最も高く、実施例１、実施例２、実施例３、比較例の順に低くなっていくことがわかった。

《その他の実施形態》
上記各実施形態では、位置合わせを行うためのカメラに対し、手前側に表示パネル１０を配置すると共に、奥側にスイッチング液晶パネル３０を配置するようにしたので、奥側に配置されたスイッチング液晶パネル３０のアライメントマーク３６を光学的に視認し易い構成としたが、本発明はこれに限定されない。

すなわち、カメラの奥側に表示パネル１０を配置して位置合わせする場合には、表示パネル１０のアライメントマーク１６に対し、断面台形状に形成したり、拡散部を設けたり、比較的大きく形成したりすることにより、光学的に視認しやすくしてもよい。また、表示パネル１０及びスイッチング液晶パネル３０の双方のアライメントマーク１６，３６を断面台形状に形成したり、拡散部を設けるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、２Ｄ表示又は３Ｄ表示を切り替えて行う表示装置、及びその製造方法について有用であり、特に、表示パネルと視差バリアパネルとを高精度な位置合わせで貼り合わせることにより、表示品位を向上させると共に、生産性を高める場合に適している。

２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置を示す断面図である。 表示パネルのアライメントマークを示す平面図である。 実施形態１のスイッチング液晶パネルのアライメントマークを示す断面図及び平面図である。 上面と底面とで中心がずれている場合のアライメントマークを示す断面図及び平面図である。 位置合わせ時におけるアライメントマークの座標系を示す平面図である。 実施形態２のスイッチング液晶パネルのアライメントマークを示す断面図及び平面図である。 実施形態３のスイッチング液晶パネルのアライメントマークを示す断面図及び平面図である。 スイッチング液晶パネルのアライメントマークと、表示パネルの位置合わせ領域とが同じ面積である場合の見え方を示す説明図である。 スイッチング液晶パネルのアライメントマークが、表示パネルの位置合わせ領域よりも大きい場合の見え方を示す説明図である。 ３Ｄ表示を行う従来の表示装置の要部を模式的に示す断面図である。 ３Ｄ表示を行う表示装置により形成される観察領域を示す説明図である。 表示パネルと視差バリアパネルとの位置ずれによって生じる視認位置のずれを示す説明図である。 アライメント位置ずれと、視認位置ずれとの関係を示すグラフ図である。 液晶表示パネルを模式的に示す断面図である。 液晶表示パネルの位置合わせ時におけるアライメントマークの見え方を示す平面図である。 ３Ｄ表示を行う表示装置を模式的に示す断面図である。 ３Ｄ表示を行う表示装置の位置合わせ時におけるアライメントマークの見え方を示す平面図である。

符号の説明

Ｓ 軸
Ｄ 位置合わせ領域
１ ２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置（表示装置）
１０ 表示パネル
１６ アライメントマーク
３０ スイッチング液晶パネル（視差バリアパネル）
３２ 液晶層
３６ アライメントマーク
３７ 下地層
４０ 凹凸面（拡散部）

Claims (13)

1. 第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、
   上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置であって、
   上記表示パネル及び視差バリアパネルは、該表示パネルと視差バリアパネルとを位置合わせして貼り合わせるためのアライメントマークをそれぞれ備え、
   上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークは、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向の断面が台形に形成されている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 請求項１において、
   上記アライメントマークの断面形状は、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向の軸に関して線対称である
   ことを特徴とする表示装置。
3. 請求項１において、
   上記アライメントマークの台形状断面は、互いに平行な上辺及び下辺を有し、
   上記上辺の長さと下辺の長さとの差は、１μｍ以上且つ５μｍ以下である
   ことを特徴とする表示装置。
4. 第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、
   上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置であって、
   上記表示パネル及び視差バリアパネルは、該表示パネルと視差バリアパネルとを位置合わせして貼り合わせるためのアライメントマークをそれぞれ備え、
   上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークは、入射する光を拡散させる拡散部を備えている
   ことを特徴とする表示装置。
5. 請求項４において、
   上記拡散部は、アライメントマークの表面に形成された凹凸面である
   ことを特徴とする表示装置。
6. 請求項１又は４において、
   上記表示パネル及び視差バリアパネルの一方のアライメントマークは、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向から視認される面積が、他方のアライメントマークにより形成された位置合わせ領域よりも大きい
   ことを特徴とする表示装置。
7. 請求項１又は４において、
   上記アライメントマークは、樹脂により形成されている
   ことを特徴とする表示装置。
8. 請求項７において、
   上記アライメントマークの下層には、電極膜により構成された下地層が設けられ、
   上記下地層の面積は、上記アライメントマークよりも大きい
   ことを特徴とする表示装置。
9. 請求項１又は４において、
   上記視差バリアパネルは、第１画像と第２画像とを分離するオン状態と、第１画像と第２画像とを分離しないオフ状態との何れかに切り替えるための液晶層を有するスイッチング液晶パネルにより構成されている
   ことを特徴とする表示装置。
10. 請求項９において、
    上記スイッチング液晶パネルがオン状態のときに立体表示を行う一方、オフ状態のときに平面表示を行うように構成されている
    ことを特徴とする表示装置。
11. 第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、
    上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置を製造する方法であって、
    上記表示パネル及び視差バリアパネルに対してアライメントマークをそれぞれ形成するマーク形成工程と、
    上記表示パネルのアライメントマークと、上記視差バリアパネルのアライメントマークとを位置合わせして、上記表示パネルと視差バリアパネルとを互いに貼り合わせる貼り合わせ工程とを備え、
    上記マーク形成工程では、上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークに対し、該アライメントマークが設けられている表示パネル又は視差バリアパネルの法線方向の断面を台形に形成する
    ことを特徴とする表示装置の製造方法。
12. 第１画像を表示する複数の第１表示領域と、第２画像を表示する複数の第２表示領域とを有する表示パネルと、
    上記表示パネルに対向して設けられ、上記第１画像が第１観察領域で観察されると共に上記第２画像が第２観察領域で観察されるように、上記表示パネルで表示される第１画像と第２画像とを分離する視差バリアパネルとを備える表示装置を製造する方法であって、
    上記表示パネル及び視差バリアパネルに対してアライメントマークをそれぞれ形成するマーク形成工程と、
    上記表示パネルのアライメントマークと、上記視差バリアパネルのアライメントマークとを位置合わせして、上記表示パネルと視差バリアパネルとを互いに貼り合わせる貼り合わせ工程とを備え、
    上記マーク形成工程では、上記表示パネル及び視差バリアパネルの少なくとも一方のアライメントマークに対し、入射する光を拡散させる拡散部を形成する
    ことを特徴とする表示装置の製造方法。
13. 請求項１２において、
    上記拡散部は、アライメントマークの表面に形成された凹凸面である
    ことを特徴とする表示装置の製造方法。
    

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