JP2008209554A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び、電子機器 - Google Patents

電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び、電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】電気光学パネルと機能付加板状体のアライメント工程においてアライメント精度を従来よりも高めることのできる構成を提供する。
【解決手段】本発明の電気光学装置は、電気光学パネル10と、該電気光学パネルの一面上に配置された機能付加板状体20とを有してなる電気光学装置において、前記電気光学パネルの前記一面上に形成された第1アライメントマーク10Aと、該第1アライメントマークと対応する位置において前記機能付加板状体の前記一面に対向する面上に形成された第2アライメントマーク20Aと、を具備することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び、電子機器に係り、特に、電気光学装置の製造工程で用いる構成及び製造方法に関する。
一般に、液晶表示体等の電気光学装置では、液晶等の電気光学物質をガラス等よりなる一対のパネル基板で挟持してなる電気光学パネルを有し、個々に独立して電界を印加可能な複数の画素を配列させるための電極構造を設けて、電気光学物質に印加される電界を上記画素ごとに制御することで、所望の画像を表示可能に構成している。
近年、上記電気光学パネルの視認側に別の機能を付加するための機能付加板状体を配置してなる電気光学装置が開発されている。たとえば、機能付加板状体として視角バリア層を用いることで、三次元画像を表示可能としたり、二つの異なる方位から異なる画像を視認可能に構成したりすることのできるものが製造されている(たとえば、以下の特許文献1及び2参照)。
特開2005−10738号公報 特開2005−266438号公報
ところで、前述の電気光学パネルと機能付加板状体(視角バリア層)とを重ね合わせる場合には、両者を平面的に位置決めした状態とするためのアライメント工程が必要となるが、従来においては、電気光学パネルの製造工程上の理由から、電気光学パネルを構成する一対のパネル基板の内面上に形成されたアライメントマークと、機能付加板状体に形成されたアライメントマークとを撮像装置等で撮影し、両アライメントマークの位置関係を画像処理で導き出すことで電気光学パネルと機能付加板状体の位置合わせを行っていた。
しかしながら、上記一対のアライメントマークは、電気光学パネルの視認側のパネル基板の厚み分だけ撮像装置の焦点方向に離間していることから、一方のアライメントマークに撮像装置の焦点を合わせると、焦点ずれにより他方のアライメントマークを正確に認識することができなくなる。このため、実際には一対のアライメントマークの中間深度に撮像装置の焦点を合わせることでアライメントを実施せざるを得ず、その結果、撮像装置の焦点がいずれのアライメントマークにも合致しなくなることから、アライメント精度を充分に高めることが難しいという問題点があった。
また、アライメントに用いるカメラの軸を上下に移動させることで両アライメントマークにそれぞれ焦点を合わせてアライメントを行う場合もある。しかし、この場合でも、カメラ軸の軸精度によって誤差が生ずるので、アライメント精度を充分に高めることができないという問題点がある。さらに、カメラ軸を移動させる必要があるので、アライメントに時間がかかり、サイクルタイムが増大して生産性が低下するという問題もある。
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、電気光学パネルと機能付加板状体のアライメント工程においてアライメント精度を従来よりも高めることのできる構成を提供することにある。より一般的には、第1基板、第2基板及び第3基板を少なくとも有する電気光学装置において、第1基板と第2基板のアライメント、並びに、第2基板と第3基板のアライメントを共に高精度に行うことのできる構成を提供することにある。
斯かる実情に鑑み、本発明の電気光学装置は、電気光学パネルと、該電気光学パネルの一面上に配置された機能付加板状体とを有してなる電気光学装置において、前記電気光学パネルの前記一面上に形成された第1アライメントマークと、該第1アライメントマークと対応する位置において前記機能付加板状体の前記一面に対向する面上に形成された第2アライメントマークと、を具備することを特徴とする。
この発明によれば、電気光学パネルの前記機能付加板状体に対向する一面上に第1アライメントマークが形成され、機能付加板状体の前記一面に対向する面上に第2アライメントマークが形成されることで、両アライメントマークがパネル基板を介して離間することがなくなるので、アライメントマークに対する焦点ずれが低減され、その結果、電気光学パネルと機能付加板状体とを高精度にアライメントすることが可能になる。
ここで、各アライメントマークが撮像装置等により光学的に検出される場合には、前記電気光学パネルと前記機能付加板状体の重ね合わせ部分の少なくとも一部の平面範囲には前記電気光学パネルと前記機能付加板状体の少なくとも一方が透視可能(透明)とされた透視可能領域が設けられ、上記各アライメントマークはいずれも前記透視可能領域に形成される。一方、電気光学パネルと機能付加板状体の少なくとも一方の全体が透視可能(透明)に構成されている場合には、各アライメントマークの形成位置は特に限定されない。
本発明において、前記電気光学パネルは一対のパネル基板間に電気光学物質が配置されてなり、前記一対のパネル基板のうち、前記機能付加板状体側の前記パネル基板の内面上に第3アライメントマークが形成され、前記機能付加板状体とは反対側の前記パネル基板の内面上における前記第3アライメントマークと対応する位置において第4アライメントマークが形成されていることが好ましい。これによれば、第3アライメントマークと第4アライメントマークが一対のパネル基板の対向する面上にそれぞれ形成されていることとなるため相互に接近して配置されることから、一対のパネル基板を高精度に位置決めできるので、電気光学パネルと機能付加板状体との実質的なアライメント精度をさらに高めることができる。また、この場合には電気光学パネルの一対のパネル基板の内面上には他の内部構造が形成されるので、当該他の内部構造と同時に同材質で第3及び第4のアライメントマークを形成することにより、製造工数の増大を防止できる。
本発明において、前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークと、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークとが相互に平面的に重ならない領域に設けられていることが好ましい。これによれば、電気光学パネルと機能付加板状体のアライメントを実施する際に、平面的に重ならない領域に形成されていることで実質的に第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークを用いたアライメント作業と、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークを用いたアライメント作業とがそれぞれ他のアライメントマークに干渉されにくくなるため、正確かつ確実に電気光学パネルと機能付加板状体とを位置決めできる。
本発明において、前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークは、相互に偏光状態の異なる第1偏光状態及び第2偏光状態のうち、少なくとも前記第2偏光状態で視認可能な材料で構成され、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークは、前記第1偏光状態で視認可能な材料で構成され、しかも、前記第2偏光状態で視認不能な材料で構成されるか、若しくは、前記第1アライメントマークと平面的に重なる領域内に形成されることが好ましい。これによれば、第3アライメントマーク及び第4アライメントマークを用いて電気光学パネルの一対のパネル基板のアライメントを第1偏光状態で光学的に行うことで、両アライメントマークが視認可能であるために支障なくアライメントを実施できる。一方、既に電気光学パネルが形成された後に、第1アライメントマーク及び第2アライメントマークを用いて電気光学パネルと機能付加板状体のアライメントを第2偏光状態で光学的に実施する場合には、第3アライメントマーク及び第4アライメントマークが視認不能となるか、若しくは、第1アライメントマークに覆われてアライメントの支障にならなくなるため、第3アライメントマーク及び第4アライメントマークが上記アライメントの支障となることを防止できる。
ここで、第1偏光状態と第2偏光状態は相互に偏光状態が異なるものであればいかなる組み合わせであってもよく、たとえば、いずれか一方の偏光状態が自然光(振動面が全方位にわたり均等化されている光)の状態で、他方がX軸と平行な直線偏光のみを有する状態である場合、一方がX軸と平行な直線偏光のみを有する状態で、他方がY軸と平行な直線偏光のみを有する状態である場合、一方が右回りの円偏光のみを有する状態で、他方が左回りの円偏光のみを有する状態である場合などのいずれであっても構わない。
また、本発明の別の電気光学装置は、少なくとも第1基板、第2基板及び第3基板が順次に重ねあわされてなる電気光学装置において、前記第2基板と前記第1基板の相互に対向する面上の対応する平面位置にそれぞれ第1アライメントマークと第2アライメントマークが形成され、前記第基板と前記第32基板の相互に対向する面上の対応する平面位置にそれぞれ第3アライメントマークと第4アライメントマークが形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、第1基板、第2基板及び第3基板の重ね合わせ構造において、相互に対向する面上に形成された第1アライメントマーク及び第2アライメントマークで第1基板と第2基板が位置決めされ、相互に対向する面上に形成された第3アライメントマーク及び第4アライメントマークで第2基板と第3基板が位置決めされることにより、各位置決めに際して、対応するアライメントマーク間の厚み方向の距離が接近するため、アライメント精度を高めることができる。なお、この場合において基板は4枚以上であってもよい。いずれにしても、本発明は、両側が他の基板で挟まれてなる一つの基板の表裏にいずれもアライメントマークが形成された構成となる。
本発明において、前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークと、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークとが相互に平面的に重ならない領域に設けられていることが好ましい。
本発明において、前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークは、相互に偏光状態の異なる第1偏光状態及び第2偏光状態のうち、少なくとも前記第2偏光状態で視認可能な材料で構成され、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークは、前記第1偏光状態で視認可能な材料で構成され、しかも、前記第2偏光状態で視認不能な材料で構成されるか、若しくは、前記第2基板上に設けられた前記第1アライメントマークと平面的に重なる領域内に形成されることが好ましい。
次に、本発明の電気光学装置の製造方法は、電気光学パネルと、該電気光学パネルの一面上に配置された機能付加板状体とを有してなる電気光学装置の製造方法において、前記電気光学パネルの前記一面上に形成された第1アライメントマークと、該第1アライメントマークと対応する位置において前記機能付加板状体の前記一面に対向する面上に形成された第2アライメントマークと、を形成する工程と、前記第1アライメントマークと、前記第2アライメントマークとを用いて前記電気光学パネルと前記機能付加板状体との位置決めを行う工程と、を具備することを特徴とする。
本発明において、前記電気光学パネルは電気光学物質を挟む一対のパネル基板を有し、前記一対のパネル基板の相互に対向する面上にそれぞれ第3アライメントマーク及び第4アライメントマークを形成する工程と、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークを用いて前記一対のパネル基板を位置決めする工程と、をさらに具備することが好ましい。
本発明において、前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークは、相互に偏光状態の異なる第1偏光状態及び第2偏光状態のうち、少なくとも前記第2偏光状態で視認可能な材料で構成され、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークは、前記第1偏光状態で視認可能な材料で構成され、しかも、前記第2偏光状態で視認不能な材料で構成されるか、若しくは、前記第1アライメントマークと平面的に重なる領域内に形成され、前記第1偏光状態で前記一対のパネル基板の位置決めを前記第3アライメントマーク及び第4アライメントマークを用いて行い、その後、前記第2偏光状態で前記電気光学パネルと前記機能付加板状体の位置決めを前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークで行うことが好ましい。
次に、本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の電気光学装置を搭載してなることを特徴とする。この種の電子機器としては、上記電気光学装置を表示装置として搭載するパーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、電子時計、携帯電話、車載用表示装置などが挙げられる。
[第1実施形態]
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は本発明に係る第1実施形態の電気光学装置の全体構成を模式的に示す概略縦断面図である。この電気光学装置(図示例では液晶装置)は、ガラスやプラスチック等で構成される透明な一対のパネル基板11(上記第3基板に相当する。)と12(上記第2基板に相当する。)がシール材13で所定間隔(一般的には5〜10μm程度)を有するように貼り合わされ、パネル基板11と12の間に電気光学物質(液晶)14が封入されてなる電気光学パネル(液晶パネル)10と、この電気光学パネル10の一面(図示上面)上に配置される機能付加板状体(上記第1基板に相当する。)20とを備えている。電気光学パネル10には必要に応じて表裏両面側に偏光板15,16が配置される。また、電気光学パネル10と機能付加板状体20とは透明な接着剤20Xによって貼着されていることが好ましい。
また、本実施形態では、電気光学パネル10の上記電気光学物質14が配置されている平面領域内に設定された駆動領域(たとえば、電気光学パネル10が液晶表示体である場合には、当該液晶表示体の表示領域)10Xが設けられている。この駆動領域10Xには、パネル基板11と12のそれぞれの内面上に形成された図示しない電極が対向配置された、他の部分とは独立に制御可能な画素が複数配列されている。これらの画素は上記電極によって電気光学物質に独立して電界を印加可能に構成されてなり、その結果、駆動領域10Xは複数の画素配列に応じて所望の分布態様の光透過分布を形成可能となるように構成されている。
本実施形態において、電気光学パネル10の上記一面上には第1アライメントマーク10Aが形成され、また、機能付加板状体20の電気光学パネル10に対向する面上には、上記第1アライメントマーク10Aと対応する位置に第2アライメントマーク20Aが形成されている。第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク20Aは、上記接着剤20Xによる接着前においては相互に直接に対向配置された状態となるように構成される。
第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aは、それぞれ、電気光学パネル10及び機能付加板状体20の表裏いずれか一方(図示例では上下いずれか一方)から透視可能な領域に形成されている。また、当該透視可能な領域においてパネル基板11,12及び機能付加板状体20を通して識別可能な素材、たとえば金属薄膜、樹脂膜などといった素材で構成される。
また、電気光学パネル10においては、パネル基板11の内面(パネル基板12と対向する面)上に第3アライメントマーク10Bが形成され、パネル基板12の内面(パネル基板11と対向する面)上における第3アライメントマーク10Bと対応する位置に第4アライメントマーク10Cが形成されている。これらの第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cとは、パネル基板11と12がシール材13により貼り合わされる前には直接対向配置されるように構成される。
また、第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cとは上記第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aと同様の素材で形成することができる。ただし、アライメントに支障がなければ、後述する第3実施形態のように第1アライメントマーク及び第2アライメントマークとは異なる素材で形成しても構わない。
以上説明した本実施形態の電気光学装置の製造方法について以下に説明する。最初に、パネル基板11と12の内面上に上記電極その他の所定の内部構造を形成する。このとき、パネル基板11と12の内面上にそれぞれ上記の第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cをそれぞれ形成しておく。ここで、製造工程数を削減し、製造コストを低減する上では、第3アライメントマーク10Bはパネル基板11の内部構造の少なくとも一部と同工程で同素材で形成されることが好ましい。また、第4アライメントマーク10Cはパネル基板12の内部構造の少なくとも一部と同工程で同素材で形成されることが好ましい。
次に、パネル基板11と12をシール材13を介して貼り合わせる。このとき、パネル基板11上の内部構造と、パネル基板12上の内部構造とが高精度に合致するように位置決めしなければならないので、上記第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cとを用いて、たとえば、CCDカメラ等の撮像装置30Xを用いてパネル基板12側から両アライメントマークの位置を撮影し、両アライメントマークが正規の平面位置関係となるように位置決めする。なお、上記撮像装置30Xの代わりに、図示点線で示す撮像装置30Yを用いてパネル基板11側から両アライメントマークの位置を撮影してもよい。
その後、偏光版15,16をパネル基板11及び12の外面上に貼着することで、電気光学パネル10を完成させる。
なお、電気光学パネル10には上述のようにパネル基板12の外面上に第1アライメントマーク10Aを形成する必要がある。この第1アライメントマーク10Aは上記各工程とは別に専用工程を設けて形成してもよく、或いは、偏光板16をパネル基板12の外面上に貼着する工程において同時に第1アライメントマーク10Aを偏光板16と同材質で貼着形成するなど、他の工程と同時に同材質にて形成することも可能である。
一方、機能付加板状体20には、上記電気光学パネル10に対向する面(図示下面)上に第2アライメントマーク20Aを形成する。この第2アライメントマーク20Aについても、上記第1アライメントマーク10Aと同様に、機能付加板状体20の他の製造工程とは別に専用工程を設けて形成してもよく、或いは、他の製造工程と同時に同材質にて形成してもよい。
次に、上記のように完成された電気光学パネル10上に上記機能付加板状体20を配置し、上記の第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク20Aとを対向配置させて、上記と同様に撮像装置30Xにて撮像し、アライメントを行う。
図2は、上記第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク20Aの平面形状及びアライメント時の重なり状態を示す拡大説明図である。図示例の場合、第1アライメントマーク10Aは円形であり、第2アライメントマーク20Aはリング状である。本実施形態では、両アライメントマークを撮像装置30Xにて撮影し、画像処理によって第1アライメントマーク10Aの重心点10gと、第2アライメントマーク20Aの重心点20gとをそれぞれ計算し、重心点10gと20gとが一致するように電気光学パネル10と機能付加板状体20とを位置決めする。
なお、上記第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cについても、図2で括弧内に符号を付すように、上記と同様に構成され、これらを用いて上記と同様にパネル基板11と12の位置決めが行われる。
本実施形態では、上述のように、第1アライメントマーク10Aが電気光学パネル10の一面上に形成されるとともに、第2アライメントマーク20Aが機能付加板状体20の電気光学パネル10に対向する面上に形成されるため、電気光学パネル10と機能付加板状体20の位置決め時において第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク20Aとが直接対向配置される状態となることから、両アライメントマークが相互に近接し、撮像画像の焦点ずれが低減されるので、アライメント精度を高めることができる。
上記の点は、第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cについても同様に妥当し、パネル基板11と12のアライメント精度を高めることができる。この結果、電気光学パネル10の内部構造の精度が高まるため、電気光学パネル10と機能付加板状体20の実質的な位置決め精度も向上する。
なお、上記実施形態の製造方法では、一対のパネル基板11、12を含む電気光学パネル10を先に構成し、その後、この電気光学パネル10と機能付加板状体20とを位置決めし、接着剤20Xにて接着固定ているが、たとえば、パネル基板12上に先に機能付加板状体20を位置決めし、接着固定した後に、パネル基板11をシール材13を介して貼り合わせ、電気光学パネル10を構成するようにしても構わない。
また、図示例では、上記の各アライメントマークはいずれも駆動領域10Xの外側に配置され、特にシール材13より外側にそれぞれ形成されているため、駆動領域10X内の構造に影響を与えずに視認性よく形成できるという効果がある。しかし、各アライメントマークが上記の位置に構成される場合に限定されるものではなく、他の構造に支障を与えない限り、任意の位置に形成することができる。これらの点は以下に説明する他の各実施形態においても同様である。
[第2実施形態]
次に、図3を参照して本発明に係る第2実施形態について説明する。この実施形態において、上記第1実施形態と対応する部分には同一符号を付し、同様の部分については説明を省略する。
本実施形態では、第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aが形成された平面領域Pと、第3アライメントマーク10B及び第4アライメントマーク10Cが形成された平面領域Qとが相互に平面的に重ならない領域に配置されている。図示例の場合、具体的には、平面領域P及びQはいずれも駆動領域10Aの外側に配置されている。より詳細には、平面領域PとQは駆動領域10Xを挟んだ両側に設定されている。
これによって、たとえば、第1実施形態にて説明した製造方法と同様の手順で、電気光学パネル10を形成してから電気光学パネル10に機能付加板状体20を位置決めする場合において、第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク20Aとを位置合わせする際に、第3アライメントマーク10B及び第4アライメントマーク10Cが撮像装置30X、30Yの視野に重なってアライメント不良を招くといった事態を防止できる。
なお、平面領域PとQが平面的に重ならない領域に設けられている態様としては、アライメント時において他のアライメントマークが干渉しない態様となっていることが好ましいが、特に、カメラ画像等でアライメントを行う撮像範囲内に他の領域が入らない程度に離間していることが望ましく、具体的には、全てのアライメントマークが正規にアライメントされた状態において、各平面領域内のアライメントマークの最外縁同士がアライメントマークの最大径以上の間隔となるように離間していればよい。
[第3実施形態]
次に、図4を参照して、本発明に係る第3実施形態について説明する。この実施形態においても、上記第1実施形態と対応する部分には同一符号を付し、同様の部分については説明を省略する。
本実施形態は上記第1実施形態と基本的に同様に構成されているが、第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aは、相互に偏光状態の異なる第1偏光状態及び第2偏光状態のうち、少なくとも前記第2偏光状態で視認可能な材料で構成され、また、第3アライメントマーク10Bが第1偏光状態で視認可能で、かつ、第2偏光状態で視認不能に構成され、さらに、第4アライメントマーク10Cが第1偏光状態で視認可能な材料で構成され、しかも、第1アライメントマーク10Aと平面的に重なる領域内に限定して形成されている点で、上記第1実施形態とは異なる。
第3アライメントマーク10Bは、たとえば、第1偏光状態としての所定の直線偏光(一例として偏光軸を図の紙面と直交する方向とする直線偏光)で視認可能で、かつ、第2偏光状態としての自然光で視認不能となる素材で構成される。このような素材は、たとえば、異なる方位に振動面を有する偏光に対して相互に位相差を与える素材、換言すれば、旋光性を有する物質(90度の旋光性を備えたカイラルネマチック液晶層など)その他の複屈折性を備え所定のリダデーションΔn・d(Δnは屈折率異方性、dは厚み)を有する素材(たとえば、液晶ポリマーなど)で構成できる。
本実施形態では、電気光学パネル10を構成するパネル基板11と12を位置決めするアライメント工程において、自然光を放出する光源30Zと、撮像装置30Xとの間にパネル基板11と12を配置し、光源30Zから放出される自然光が各アライメントマークが形成されている領域を通過して撮像装置30Xにて撮影されるように各部を設定する。
そして、光路上の電気光学装置の前後に偏光板31、32を配置すると、偏光板31を通過するとともに偏光板32をも通過する直線偏光のみで第3アライメントマーク10Bが撮影されることとなる。この場合、偏光板31と32が上記の第1偏光状態を実現する構成とされる(たとえば、上記の一例として偏光板31と32が図の紙面と直交する透過軸を有する姿勢で設置される)ならば、第3アライメントマーク10Bは支障なく撮影される。
すなわち、光源30Zから放出された自然光のうち、偏光板31によって図の紙面と直交する偏光軸を備えた直線偏光のみが透過し、当該直線偏光は第3アライメントマーク10Bを通過することでたとえば90度偏光軸が回転するが、他のガラス基板等の屈折率異方性のない素材(等方性素材)を通過する光はそのままの偏光軸で進行し、やがて偏光板32に到達する。偏光板32では第3アライメントマーク10Bを通過することで偏光軸が90度回転した直線偏光は通過させないが、その他の当初そのままの直線偏光は通過させるので、第3アライメントマーク10Bは黒色で表示される。また、第4アライメントマーク10Cは第1偏光状態で視認可能な素材で構成されているので、そのまま表示される。
一方、図4に示すように、電気光学パネル10と機能付加板状体20を位置決めするアライメント工程では、上記光路上に偏光板31,32を配置せず、そのまま第2偏光状態である自然光で撮影すると、第3アライメントマーク10Bは視認不能となり、撮像装置30Xの撮影画像には写らなくなる。すなわち、第3アライメントマーク10Bを通過した光はその偏光軸が90度回転するが、撮像装置30Xにて撮影される光は自然光であるので、第3アライメントマーク10Bを通過した光と、そうでない光との間の強度差は実質的に(第3アライメントマーク10Bの光吸収率が十分に低ければ)なくなる。また、第4アライメントマーク10Cは第1アライメントマーク10Aと重なる領域内に限定して形成されているので、この撮影状態では第1アライメントマーク10Aに覆われて見えない状態となる。なお、以上のような構成を以下、単に「第1構成」という。
一方、上記とは逆に、第3アライメントマーク10Bを、第1偏光状態としての自然光で視認可能で、かつ、第2偏光状態としての所定の直線偏光(一例として偏光軸を図の紙面と直交する方向とする直線偏光)では視認不能となる素材で構成することもできる。このような素材は、たとえば、所定方向に透過軸を備えた通常の偏光板と同じ素材、すなわち、所定方向に偏光軸を有する直線偏光を透過させるが、所定方向とは直交する方向に偏光軸を有する直線偏光を遮断(吸収)する素材で構成できる。
本実施形態では、一対のパネル基板11と12をアライメントする工程では、自然光を放出する光源30Zと、撮像装置30Xとの間に電気光学装置を配置し、光源30Zから放出される自然光が各アライメントマークが形成されている領域を通過して撮像装置30Xにて撮影されるように各部を設定する。そして、そのまま自然光で撮影すると、第3アライメントマーク10Bは、上記所定方向と直交する方向に偏光軸を有する直線偏光を遮断することで透過率が低くなっているために画像上に表れる。また、第4アライメントマーク10Cも第1偏光状態で視認されるので画像上に表れる。
一方、光路上の電気光学装置の前後に偏光板31、32を配置すると、偏光板31を通過するとともに偏光板32をも通過する直線偏光のみで第3アライメントマーク10Bが撮影されることとなる。この場合、偏光板31と32の透過軸が上記の第3アライメントマーク10Bの透過軸と一致する方向に設定されるならば、偏光板31と32を通過する偏光は第3アライメントマーク10Bをも通過することから、第3アライメントマーク10Bは視認不能となり、撮像装置30Xの撮影画像には写らなくなる。この場合、第4アライメントマーク10Cについては上記第1構成と同様に第1アライメントマーク10Aで覆われる。なお、以上のような構成を以下、単に「第2構成」という。
上記のように構成された第3実施形態の構成を製造する方法を図5及び図6を参照して以下説明する。図5は、上記第1アライメントマーク10A、第2アライメントマーク20A、第3アライメントマーク10B、及び、第4アライメントマーク10Cの一例を平面的に重ねて見た様子を示す説明図である。図5に示す様子は、既に第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cを用いたアライメントにより一対のパネル基板11、12が貼り合わされて電気光学パネル10が形成され、その後、機能付加板状体20を重ねたときの様子を示すものである。
ここで、図示例では、パネル基板12の上面に形成された第1アライメントマーク10Aと、同パネル基板12の下面に形成された第4アライメントマーク10Cとが平面的に一致する形状及び位置に形成されているとき、すなわち、第4アライメントマーク10Cが第1アライメントマーク10Aと平面的に重なる領域内に限定して形成されている場合の一態様、について示してある。
図6は、電気光学パネル10の一対のパネル基板11と12のアライメント工程におけるアライメント完了後の第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cの重なり状態を示す拡大平面図(a)と、その後の電気光学パネル10と機能付加板状体20のアライメント工程におけるアライメント完了前の第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク20Aの重なり状態を示す拡大平面図(b)である。
最初に上記の第1構成に基づいて説明すると、まず、電気光学パネル10の一対のパネル基板11と12をアライメントする工程では、図4に示すように光路上にパネル基板11,12の重ね合わせ構造を配置した上で、その前後に偏光板31、32を配置し、撮像装置30Xで撮影すると、光源30Zから放出された第1偏光状態にある光は偏光板31で所定方向に向いた透過軸に沿った偏光軸を有する直線偏光となり、当該直線偏光が第3アライメントマーク10Bを通過することで、たとえば一例として所定方向とは直交する偏光軸を有する直線偏光に変換されるので、当該直線偏光が偏光板32を透過しなくなり、その結果、図6(a)に示すように撮像装置30Xで撮影した画像上には第3アライメントマーク10Bが黒色に表れる。一方、第4アライメントマーク10Cは第1偏光状態で視認可能な素材で構成され(たとえば、偏光状態に関わりなく光を遮断若しくは吸収する材料で構成され)ているので、やはり図6(a)に示すように上記画像上には黒色に表れる。したがって、当該画像を処理することで、第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cの重心点をそれぞれ算出し、両重心点を合致させるように一対のパネル基板11と12を整合させることができる。
次に、電気光学パネル10が完成した後に、電気光学パネル10と機能付加板状体20をアライメントする工程では、図4に示す光源30Zと撮像装置30Xの間に偏光板31,32を配置せず、光源30Zから放出された第2偏光状態である自然光をそのまま透過させて撮像装置30Xで撮影する。このとき、第3アライメントマーク10Bを通過する光の偏光軸は回転するが、第3アライメントマーク10Bの光吸収率が十分に低ければ、自然光の強度自体はマーク周囲とほとんど差異がないため、図6(b)に示すように第3アライメントマーク10Bは撮像装置30Xで撮影した画像上には表れない。また、第4アライメントマーク10Cは第1アライメントマーク10Aに覆われることにより表れない。したがって、第2偏光状態で視認可能とされた第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aを用いてアライメントをする際に、第3アライメントマーク10B及び第4アライメントマーク10Cが視覚上じゃまになることがなく、また、画像処理をする際にも誤計算をなくすことができる。
次に、上記製造方法を上記の第2構成の場合について説明する。この場合には、まず、電気光学パネル10の一対のパネル基板11と12をアライメントする工程では、図4に示す光源30Zと撮像装置30Xの間に偏光板31,32を配置せず、光源30Zから放出された第1偏光状態である自然光をそのまま透過させて撮像装置30Xで撮影する。このとき、第3アライメントマーク10Bを通過すると当該マークの透過軸に沿った振動方向を備えた直線偏光は透過するが、吸収軸に沿った直線偏光は吸収されるため、第3アライメントマーク10Bの光吸収率(通常は50%を下回る)により、自然光の強度は低下し、図6(a)に示すように、第3アライメントマーク10Bは撮像装置30Xで撮影した画像上に表れる。また、第4アライメントマークについては上記第1構成と同様に表れる。したがって、当該画像を処理することで、第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cの重心点をそれぞれ算出し、両重心点を合致させるように一対のパネル基板11と12を整合させることができる。
次に、電気光学パネル10が完成した後に、電気光学パネル10と機能付加板状体20をアライメントする工程では、図4に示すように光路上の電気光学パネルの前後に偏光板31、32を配置し、撮像装置30Xで撮影すると、光源30Zから放出された第2偏光状態である光は偏光板31で所定方向に向いた透過軸に沿った偏光軸を有する直線偏光となり、当該直線偏光は、上記所定方向に沿った透過軸を備えた第3アライメントマーク10Bをそのまま通過することで、マーク周囲と何ら代わりのない光学状態で同じ方向に透過軸を備えた偏光板32を通過して撮像装置30Xで検出され、その結果、図6(b)に示すように、撮像装置30Xで撮影した画像上には第3アライメントマーク10Bが表れない。また、第4アライメントマーク10Cは上記第1構成と同様に第1アライメントマーク10Aに覆われることにより表れない。一方、第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aは第2偏光状態で視認可能である(たとえば、偏光状態に関わりなく光を遮断若しくは吸収する材質で構成される)ので、上記画像上には黒色に表れる。したがって、第2偏光状態で視認可能とされる第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aを用いてアライメントをする際に、第3アライメントマーク10B及び第4アライメントマーク10Cが視覚上じゃまになることがなく、また、画像処理をする際にも誤計算をなくすことができる。
なお、上記のいずれの構成例でも、第4アライメントマーク10Cが第1アライメントマーク10Bと平面的に重なる領域内に限定して形成されている場合について説明したが、第4アライメントマーク10Cが第1アライメントマーク10Aと平面的に重なる領域から外れる部分を少なくとも有する場合、すなわち、第1アライメントマーク10Bを検出する際に背後の第4アライメントマーク10Cがはみ出して障害をもたらす可能性がある場合には、第4アライメントマーク10Cを上記第3アライメントマーク10Bと同様の素材で形成することで、第1アライメントマーク10A及び第2アライメントマーク20Aを用いる際に障害が生じないようにすることができる。
また、一対のパネル基板11と12のアライメントが完了したときに、第3アライメントマーク10Bが第1アライメントマーク10Aと平面的に重なる領域内に限定して形成された状態となるように構成しておけば、電気光学パネル10と機能付加板状体20のアライメント工程において、第3アライメントマーク10Bは第1アライメントマーク10Aに全て覆われるため、アライメントの支障にはならない。したがって、上述のように第3アライメントマーク10Bを位相差のある素材又は偏光特性を有する素材で構成する代わりに、上記状態となるように予め構成しておいてもよい。
[機能付加板状体]
次に、上記各実施形態における機能付加板状体20の構成について説明する。機能付加板状体20としては、電気光学パネル10を加熱するための面状ヒータ、タッチ操作及びその座標を検出するタッチパネル等の座標入力センサ、周囲の明るさを検出するアンビエントセンサ等の光センサ、視角制御フィルムなどの光学シート、表示画面を保護するためのアクリル板等よりなる透明保護板などといった各種の付加機能素子を用いることができる。特に、電気光学パネル10の表示画面を三次元化したり2画面化したりするための視角バリア層を機能付加板状体20として設けることも可能である。以下においては、機能付加板状体20が視角バリア層を構成する場合についてその構造を説明する。
図7は、視角バリア層を形成しうる機能付加板状体20の構成例を示す平面図及び横断面図である。機能付加板状体20は、ガラスやプラスチック等の透明な付加基板21と22がシール材23で貼り合わされてなり、両付加基板21と22の間のシール材23の内側に液晶24が封入されている。
シール材23の内側には両付加基板21と22の内面上に相互に対向してなる帯状の電極21aと22aがそれぞれ画面左右方向にストライプ状に複数配列されてなる駆動領域20Yが形成されている。この駆動領域20Yには、画面の上下方向に伸びる帯状の電極21a、22aがITO(インジウムスズ酸化物)等の透明導電体によりそれぞれ対向配置される形で形成されている。そして、電極21aと22aの対向領域20Sと、これらの電極が対向していない非対向領域20Tとがそれぞれ帯状に構成され、交互に画面左右方向に配列されている。なお、付加基板21と22の外面上には偏光板25,26がそれぞれ配置されている。
この機能付加板状体20では、上記電極21a,22aの間に所定の電圧を印加しない状態では均一な透明板となるが、上記電極21aと22aの間に所定の電圧を印加すると、対向領域20Sがストライプ状に遮光されて、上記電気光学パネル10からの光を遮断するバリア層を形成する。このバリア層が形成されると、電気光学パネル10から出射する光は周期的に遮断されることで、左右に偏った二つの視角から電気光学装置の画面を視認した場合、視認できる複数の帯状の画像領域が左右で異なるように構成することができる。したがって、左右の帯状の画像領域にそれぞれ異なる画像の一部を表示することで、上記二つの視角で視認される画像を相互に異なる画像としたり、或いは、左右の画像領域に左右眼の視野画像を表示するとともに、上記二つの視角を左右両眼の間隔と一致させることで、三次元画像を視認できるように構成したりすることが可能になる。
上記のような視角バリア層を機能付加板状体20とする場合には、電気光学パネル10の駆動領域10Xの左右方向の位置が機能付加板状体20の左右方向のバリア位置と極めて高精度に合致していないと、所望の性能を発揮することができないので、本発明のアライメントのための構成はこのような視角バリア層を機能付加板状体20として構成する場合にきわめて有用である。
なお、視角バリア層としては、上記のように液晶シャッタを用いる切り替え式の構成に限定されるものではなく、たとえば、周期的に遮光帯を形成してなる固定式の構成でも構わないなど、電気光学パネルの表示画像を分離するための半遮光基板として構成されているものであれば、任意の構造を備えたものを用いることができる。
[第4実施形態]
次に、図8及び図9を参照して、本発明に係る第4実施形態について説明する。この第4実施形態は、図8に示すように、上記各実施形態と同様に構成された基板11及び12を含む電気光学パネル(具体的には液晶表示パネル)10と、機能付加板状体40と、機能付加板状体50とが積層された構造を備えている。
機能付加板状体40の下面(基板12側の面)には基板12の上面(機能付加板状体40側の面)上に形成された第1アライメントマーク10Aに対応する第2アライメントマーク40Aが形成され、基板12と機能付加板状体40とは上記一対のアライメントマークを用いてアライメントされ、透明な接着剤40Xによって貼着されている。
また、機能付加板状体40の上面(機能付加板状体50側の面)には第5アライメントマーク40Bが形成され、この第5アライメントマーク40Bに対応する第6アライメントマーク50Aが上記機能付加板状体50の下面(機能付加板状体40側の面)に形成されている。そして、機能付加板状体40と機能付加板状体50とは上記一対のアライメントマークを用いてアライメントされ、透明な接着剤50Xによって貼着されている。
なお、上記第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク40Aの組については、それぞれ第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cの組に対する関係において上記各実施形態と同様の構成、たとえば、平面的に重なる位置関係(この場合には、第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cの組の光学特性に関する構成についても同様)、或いは、平面的に重ならない位置関係を採ることができる。また、上記第5アライメントマーク40Bと第6アライメントマーク50Aの組についても、それぞれ第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cの組に対する関係において上記と同様である。さらに、上記第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク40Aの組と、上記第5アライメントマーク40Bと第6アライメントマーク50Aの組との相互関係についても、上記各実施形態と同様の構成、すなわち、第1アライメントマーク10Aと第2アライメントマーク40Aの組と、第3アライメントマーク10Bと第4アライメントマーク10Cの組との相互関係と同様の構成を採ることができる。
図9は、第4実施形態の機能付加板状体40と50の構成例を示す説明図である。この構成例では、機能付加板状体40は平面方向に異なる位相差を有する帯状の領域40aと40bが交互にストライプ状に配列した構造を有するバリア用偏光板である。すなわち、領域40aと40bとでは、偏光に対する変調度合(リタデーション)が相互に異なるものとなっている。
このようなバリア用偏光板はたとえば以下の方法で作成することができる。まず、透明基板上に光硬化樹脂等からなる配向膜を塗布し、この配向膜をたとえば上記領域40bに対応する範囲のみを遮光する露光マスクを介して第1の偏光で露光することで領域40aに対応する範囲を光配向して第1の配向状態で硬化させ、その後、第2の偏光で露光することで領域40bに対応する範囲を第1の配向状態とは異なる第2の配向状態で硬化させる。次に、上記配向膜上に液晶ポリマーを塗布することで、当該液晶ポリマーの層が上記配向膜の2つの異なる配向状態の範囲にそれぞれ対応して配向し、上記領域40aと40bがそれぞれ形成される。その後、光照射等によって液晶ポリマー層を硬化させることで上記バリア用偏光板が形成される。
一方、機能付加板状体50は、基板51と52の間に液晶53を配置してなる液晶パネルで構成される。基板51、52の相互に対向する内面上には面状の透明な電極51a,52a(いわゆるベタ電極)が対向するように形成される。この液晶パネルは、一対の電極51aと52aの間に電界が印加されていない状態では透過光の偏光状態を変化させ、所定以上の電界が印加されると透過光の偏光状態に影響を与えない状態となる。
したがって、図9の一点鎖線より左側に示す電界印加状態では、バリア用偏光板である機能付加板状体40の領域40aと40bを通過してきた光のいずれもが偏光板54を透過して出射するが、図9の一点鎖線より右側に示す電界無印加状態では、領域40aを通過してきた光は偏光板54を透過するが、領域40bを通過してきた光は偏光板54で遮断される。すなわち、この構成例では機能付加板状体40及び50は、電界無印加状態では視差バリア層となるが、電界印加状態では単なる透明板となる。なお、図9に示す矢印は、電気光学パネル10からの出射光及びその後の透過光の偏光振動面の方位を示すものである。
したがって、本実施形態では、機能付加板状体50に対する電界印加の有無により、バリア層を備えた三次元画像表示体(或いは、2画面表示体)と、通常の二次元画像表示体とを切り替えて構成することが可能になる。なお、このような4枚以上の基板を積層した構成は図9に示す構造に限定されるものではなく、たとえば、電気光学パネルに視差バリア層と光学補償板を重ねた構造など、種々の構成を採ることができる。
[電子機器]
最後に、図10を参照して上記電気光学装置を搭載した電子機器の実施形態について説明する。図10は本発明に係る電子機器の一例の外観を示す概略斜視図である。図示例の電子機器1000は、車載用のカーナビゲーションシステムであり、本体1010と、この本体1010に接続された表示部1020とを備えている。本体1010には操作ボタン等を配設した操作面1011が設けられるとともに、DVD等の記録媒体の導入口1012が設けられている。表示部1020の内部には上記の電気光学装置100が格納され、この電気光学装置100による表示、すなわち、ナビゲーション画像の表示が表示部1020の表示画面1020aにて視認できるように構成されている。
この電子機器1000においては、上記の電気光学装置100が搭載されていることで、高精度に位置決めされた高品位の表示装置を搭載したものとすることができるので、高品位の表示画像を実現することができる。
尚、本発明の電気光学装置、その製造方法、及び、電子機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。たとえば、上記実施形態では電気光学パネルとして液晶表示パネルを用いた例を示したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、たとえば、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル、電気泳動表示パネル、電子ペーパーと呼ばれる各種表示パネルなど、種々の電気光学パネルを用いることができる。
第1実施形態の構成を模式的に示す概略縦断面図。 一対のアライメントマークの形状例を示す拡大平面図。 第2実施形態の構成を模式的に示す概略縦断面図。 第3実施形態の構成を模式的に示す概略縦断面図。 第3実施形態のアライメントマークの平面的位置関係を示す拡大平面図。 第3実施形態の最初のアライメント工程後のアライメントマーク近傍を示す拡大平面図(a)及び次のアライメント工程前のアライメントマーク近傍を示す拡大平面図(b)。 機能付加板状体の構造を模式的に示す縦断面図及び横断面図。 第4実施形態の構成を模式的に示す概略縦断面図。 第4実施形態の可変バリア構造の原理を示す概略説明図。 電子機器の一例を示す概略斜視図。
符号の説明
10…電気光学パネル、10A…第1アライメントマーク、10B…第3アライメントマーク、10C…第4アライメントマーク、10X…駆動領域、11、12…パネル基板、13…シール材、14…電気光学物質(液晶)、15、16…偏光板、20…機能付加板状体、20A…第2アライメントマーク、20X…接着剤、20Y…駆動領域、21、22…付加基板、23…シール材、24…液晶、25,26…偏光板、30X、30Y…撮像装置、30Z…光源、31、32…偏光板、40…機能付加板状体(バリア用偏光板)、50…機能付加板状体(可変バリア用液晶パネル)、51、52…基板、53…液晶、54…偏光板

Claims (11)

  1. 電気光学パネルと、該電気光学パネルの一面上に配置された機能付加板状体とを有してなる電気光学装置において、
    前記電気光学パネルの前記一面上に形成された第1アライメントマークと、該第1アライメントマークと対応する位置において前記機能付加板状体の前記一面に対向する面上に形成された第2アライメントマークと、を具備することを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記電気光学パネルは一対のパネル基板間に電気光学物質が配置されてなり、
    前記一対のパネル基板のうち、前記機能付加板状体側の前記パネル基板の内面上に第3アライメントマークが形成され、前記機能付加板状体とは反対側の前記パネル基板の内面上における前記第3アライメントマークと対応する位置において第4アライメントマークが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークと、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークとが相互に平面的に重ならない領域に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
  4. 前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークは、相互に偏光状態の異なる第1偏光状態及び第2偏光状態のうち、少なくとも前記第2偏光状態で視認可能な材料で構成され、
    前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークは、前記第1偏光状態で視認可能な材料で構成され、しかも、前記第2偏光状態で視認不能な材料で構成されるか、若しくは、前記第1アライメントマークと平面的に重なる領域内に形成されることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
  5. 少なくとも第1基板、第2基板及び第3基板が順次に重ねあわされてなる電気光学装置において、
    前記第2基板と前記第1基板の相互に対向する面上の対応する平面位置にそれぞれ第1アライメントマークと第2アライメントマークが形成され、前記第3基板と前記第2基板の相互に対向する面上の対応する平面位置にそれぞれ第3アライメントマークと第4アライメントマークが形成されていることを特徴とする電気光学装置。
  6. 前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークと、前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークとが相互に平面的に重ならない領域に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
  7. 前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークは、相互に偏光状態の異なる第1偏光状態及び第2偏光状態のうち、少なくとも前記第2偏光状態で視認可能な材料で構成され、
    前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークは、前記第1偏光状態で視認可能な材料で構成され、しかも、前記第2偏光状態で視認不能な材料で構成されか、若しくは、前記第2基板上に設けられた前記第1アライメントマークと平面的に重なる領域内に形成されることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
  8. 電気光学パネルと、該電気光学パネルの一面上に配置された機能付加板状体とを有してなる電気光学装置の製造方法において、
    前記電気光学パネルの前記一面上に形成された第1アライメントマークと、該第1アライメントマークと対応する位置において前記機能付加板状体の前記一面に対向する面上に形成された第2アライメントマークと、を形成する工程と、
    前記第1アライメントマークと、前記第2アライメントマークとを用いて前記電気光学パネルと前記機能付加板状体との位置決めを行う工程と、
    を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  9. 前記電気光学パネルは電気光学物質を挟む一対のパネル基板を有し、
    前記一対のパネル基板の相互に対向する面上にそれぞれ第3アライメントマーク及び第4アライメントマークを形成する工程と、
    前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークを用いて前記一対のパネル基板を位置決めする工程と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項8に記載の電気光学装置の製造方法。
  10. 前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークは、相互に偏光状態の異なる第1偏光状態及び第2偏光状態のうち、少なくとも前記第2偏光状態で視認可能な材料で構成され、
    前記第3アライメントマーク及び前記第4アライメントマークは、前記第1偏光状態で視認可能な材料で構成され、しかも、前記第2偏光状態で視認不能な材料で構成されるか、若しくは、前記第1アライメントマークと平面的に重なる領域内に形成され、
    前記第1偏光状態で前記一対のパネル基板の位置決めを前記第3アライメントマーク及び第4アライメントマークを用いて行い、その後、前記第2偏光状態で前記電気光学パネルと前記機能付加板状体の位置決めを前記第1アライメントマーク及び前記第2アライメントマークで行うことを特徴とする請求項9に記載の電気光学装置の製造方法。
  11. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電気光学装置を搭載してなることを特徴とする電子機器。
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