JP2009115920A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増大及び歩留まりの低下を抑制しつつ、所望の表示特性を得ることが可能な表示装置を提供すること。
【解決手段】 レンズアレイ層２０１を有するレンズアレイユニット２０と、アレイ基板１１及びこのアレイ基板１１とレンズアレイユニット２０との間に配置された対向基板１２を貼り合わせた構造であり、表示エリアＤＡを有するとともに表示エリアＤＡ外にアライメントマーク１０４を有する表示ユニット１０と、を備え、レンズアレイユニット２０は、レンズアレイ層２０１において、アライメントマーク１０４に対応した位置に形成された窓部２０４を有することを特徴とする表示装置。
【選択図】 図１

Description

この発明は、表示装置に係り、特に、レンズアレイユニットを備えた立体映像表示装置に関する。

動画表示が可能な立体画像表示装置、所謂、３次元ディスプレイには、種々の方式が知られている。近年、特にフラットパネルタイプで、且つ、専用の眼鏡等を必要としない方式の要望が高くなっている。このタイプの立体動画表示装置のうち、ホログラフィの原理を利用する方式はフルカラー動画の実現が難しいが、直視型或いは投影型の液晶表示装置やプラズマ表示装置などのような画素位置が固定されている表示ユニット（表示装置）の直前に、表示ユニットからの光線を制御して観察者に向ける光線制御素子を設置する方式は比較的容易に実現できる。

光線制御素子は、一般的にはパララクスバリア或いは視差バリアとも称され、光線制御素子上の同一位置でも角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。具体的には、左右視差（水平視差）のみを与える場合には、スリット或いはレンチキュラーレンズシート（シリンドリカルレンズアレイ）が用いられ、上下視差（垂直視差）も含める場合には、ピンホールアレイ或いはマトリクス状のレンズからなるレンズアレイが用いられる。視差バリアを用いる方式にも、さらに２眼式、多眼式、超多眼式（多眼式の超多眼条件）、インテグラルフォトグラフィー（以下、ＩＰとも云う）に分類される。これらの基本的な原理は、１００年程度前に発明され立体写真に用いられてきたものと実質上同一である。

このうちＩＰ方式は、視点位置の自由度が高く、容易に立体視が可能となるという特徴がある。水平視差のみで垂直視差のない１次元ＩＰ方式は、非特許文献１に記載されているように、解像度の高い表示装置の実現も比較的容易である。これに対し、２眼方式や多眼方式では、立体視できる視点位置の範囲、すなわち視域が狭く、見にくいという問題があるが、立体画像表示装置としての構成としては最も単純であり、表示画像も簡単に作成できる。

光線制御素子の一つであるレンズアレイユニットは、表示ユニットの表示エリアに対向するように設けられている。複数のシリンドリカルレンズからなるレンズアレイユニットを使用する場合、それぞれのシリンドリカルレンズに表示エリアの複数の画素が対応するように配置される。このため、レンズアレイユニットと表示ユニットとの正確な位置合わせが重要である。レンズアレイユニットと表示ユニットとの位置合わせの技術は種々開示されている。例えば、特許文献１によれば、レンズアレイユニット側のマーカと表示ユニット側のマーカとにより、レンズアレイユニットと表示ユニットとを位置合わせする技術が開示されている。
ＳＩＤ０４ Ｄｉｇｅｓｔ １４３８ （２００４） 特開２００４−２８００８７号公報

上述した特許文献１によれば、レンズアレイユニット側のマーカと表示ユニット側のマーカとは、それぞれ着色パターンによって形成され、両者を目視しながらレンズアレイユニットと表示ユニットとの位置合わせを行っている。しかしながら、レンズアレイユニットの作成時において、マーカを形成するために別途の部材が必要となり、コストの増大を招くおそれがある。また、マーカを形成するための別途の工程が必要となるため、レンズアレイユニットの歩留まりの低下を招くおそれがある。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、コストの増大及び歩留まりの低下を抑制しつつ、所望の表示特性を得ることが可能な表示装置を提供することにある。

この発明の態様による表示装置は、
レンズアレイ層を有するレンズアレイユニットと、
第１基板及びこの第１基板と前記レンズアレイユニットとの間に配置された第２基板を貼り合わせた構造であり、表示エリアを有するとともに前記表示エリア外にアライメントマークを有する表示ユニットと、を備え、
前記レンズアレイユニットは、前記レンズアレイ層において、前記アライメントマークに対応した位置に形成された窓部を有することを特徴とする。

この発明によれば、コストの増大及び歩留まりの低下を抑制しつつ、所望の表示特性を得ることが可能な表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。

図１に示すように、表示装置は、表示ユニット１０と、光線制御素子であるレンズアレイユニット２０と、を備えて構成されている。表示ユニット１０は、一対の基板すなわち第１基板１１と第２基板１２とを貼り合わせた構造である。第２基板１２は、第１基板１１とレンズアレイユニット２０との間に配置されている。

この表示ユニット１０は、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示パネル、電解放出型表示パネルなどで構成されており、特に、種類は問わない。この実施の形態においては、特に、表示ユニット１０として液晶表示パネルを適用した例について説明する。

図２及び図３に示すように、液晶表示パネル１０は、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）１１及び対向基板（第２基板）１２間に液晶層１３を保持した構造であり、画像を表示する表示エリアＤＡを備えている。この表示エリアＤＡは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。

アレイ基板１１は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板１１Ａを用いて形成されている。このアレイ基板１１は、絶縁基板１１Ａ上において、各画素に駆動信号を供給する配線部を備えている。すなわち、アレイ基板１１は、配線部として、画素ＰＸの行方向に沿って配置された複数の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）及び複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）、画素ＰＸの列方向に沿って配置された複数の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子ＳＷなどを備えている。さらに、アレイ基板１１は、各スイッチング素子ＳＷに接続された画素電極ＰＥなどを備えている。走査線Ｙのそれぞれは、駆動信号（走査信号）を供給するゲートドライバＹＤに接続されている。信号線Ｘのそれぞれは、駆動信号（映像信号）を供給するソースドライバＸＤに接続されている。

各スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、各画素ＰＸに対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差部に配置されている。スイッチング素子ＳＷのゲートは、対応する走査線Ｙに接続されている（あるいは走査線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのソースは、対応する信号線Ｘに接続されている（あるいは信号線Ｘと一体的に形成されている）。スイッチング素子ＳＷのドレインは、画素電極ＰＥに電気的に接続されている。

各画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷを覆う絶縁膜ＩＬ上に配置されており、絶縁膜ＩＬに形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子ＳＷのドレインと電気的に接続されている。この画素電極ＰＥは、バックライトユニットから放射されたバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型の液晶表示パネル１０においては、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成される。また、各画素電極ＰＥは、対向基板１２側から入射する外光（フロントライトユニットから放射されたフロントライト光も含む）を選択的に反射して画像を表示する反射型の液晶表示パネル１０においては、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成される。このような画素電極ＰＥの表面は、液晶層１３に含まれる液晶分子の配向を制御するための第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。

対向基板１２は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板１２Ａを用いて形成されている。この対向基板１２は、絶縁基板１２Ａ上において、複数の画素電極ＰＥに対向して配置された対向電極ＣＥなどを備えている。対向電極ＣＥは、ＩＴＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。このような対向電極ＣＥの表面は、液晶層１３に含まれる液晶分子の配向を制御するための第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。

これらのアレイ基板１１及び対向基板１２は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとを対向させた状態でシール材１４によって貼り合わせられている。アレイ基板１１及び対向基板１２の間には、図示しないスペーサが介在し、基板間に所定のセルギャップが形成される。液晶層１３は、アレイ基板１１と対向基板１２とのセルギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。この実施の形態においては、液晶モードについて特に制限はなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどが適用可能である。

カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル１０は、複数種類の画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらのカラーフィルタは、アレイ基板１１または対向基板１２の主面に配置される。

各画素ＰＸは、各々画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有している。

複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）は、各々対応行の画素電極ＰＥに容量結合して補助容量Ｃｓを構成する。

透過型の液晶表示パネル１０を適用した構成においてはバックライトユニットを含み、図３に示すように、表示エリアＤＡに対応してアレイ基板１１の外面に偏光板を含む第１光学素子ＯＤ１が配置され、また、対向基板１２の外面にも同様に偏光板を含む第２光学素子ＯＤ２が配置されている。

また、液晶表示パネル１０は、図１に示すように、表示エリアＤＡ外にアライメントマーク１０４を備えている。ここでは、アライメントマーク１０４は、対向基板１２の内面（すなわち液晶層と接する面）側に配置されている。このアライメントマーク１０４は、液晶表示パネル１０に配置されていれば良く、アレイ基板１１の内面（すなわち液晶層と接する面）側、対向基板１２の外面側、アレイ基板１１の外面側に配置しても良い。

このアライメントマーク１０４は、例えば、着色樹脂材料、遮光性の導電材料などによって形成可能である。アライメントマーク１０４をアレイ基板１１または対向基板１２の内面に形成する場合には、アライメントマーク１０４は、液晶表示パネル１０が有する遮光性の配線パターンまたは着色樹脂パターンと同一材料により同時に形成可能である。つまり、アライメントマーク１０４は、別途の製造工程を追加することなく、液晶表示パネル１０に形成可能である。

アライメントマーク１０４は、後に詳述するレンズアレイユニット２０との位置合わせのために利用されるものであり、より高い精度で位置合わせを行うためには、少なくとも２つ（例えば、同一直線上の２箇所または表示エリアＤＡの対角線上の２箇所）配置されていることが望ましい。

レンズアレイユニット２０は、基体２０２と、基体２０２上に配置されたレンズアレイ層２０１と、を備えて構成されている。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、レンズアレイ層２０１は、一方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズによって構成されている。ここで、便宜上、走査線が延在する方向と平行な方向をＸとし、信号線が延在する方向と平行な方向をＹとし、Ｘ−Ｙ平面の法線方向（表示ユニット１０の厚み方向）をＺとする。

図４Ａに示した例では、各シリンドリカルレンズはその円筒面の母線がＹ方向に伸びた形状であり、複数のシリンドリカルレンズがＸ方向に並んでいる。また、図４Ｂに示した例では、各シリンドリカルレンズはその円筒面の母線がＹ方向に対して傾いた形状であり、複数のシリンドリカルレンズがＸ方向に並んでいる。

レンズアレイ層２０１において、シリンドリカルレンズの水平ピッチＰｓは、表示ユニット１０の表示エリアＤＡにおける行方向（つまりＸ方向）に一致する方向のピッチである。このレンズアレイ層２０１は、レンズアレイユニット２０が表示ユニット１０に対向して配置された際、少なくとも表示エリアＤＡと対向するような領域にわたって形成されている。

この実施の形態では、レンズアレイ層２０１は、表示エリアＤＡより大きな面積にわたって形成されている。すなわち、レンズアレイ層２０１は、少なくともＸ方向については、表示エリアＤＡより大きな長さにわたって形成され、また、Ｙ方向については、表示エリアＤＡと同等以上の長さにわたって形成されている。

レンズアレイ層２０１の厚み（すなわち、基体の表面からレンズのトップ部分までの厚み）は、例えば０．０５ｍｍ乃至０．５ｍｍ程度であり、また、レンズの間の掘り込み量は、例えば０．０５ｍｍ乃至０．１ｍｍ程度であるが、これらの値は設計に応じて種々変更可能である。

基体２０２は、レンズアレイ層２０１を支持する平板状のものであって、レンズアレイ層２０１よりも大きなサイズを有していることが望ましい。また、この基体２０２は、例えば０．７ｍｍ乃至１．１ｍｍ程度の厚さを有しているが、必要に応じてさらに厚い数ｍｍ程度のものを適用しても良い。

このようなレンズアレイユニット２０は、支持体３０により表示ユニット１０に対して所定のギャップを形成した状態で固定されている。図１に示した例では、レンズアレイユニット２０は、レンズアレイ層２０１側が表示ユニット１０に対向するように配置されている。レンズアレイ層２０１が観察者側に面する構造を適用することも可能であるが、耐久性や信頼性の確保のために厚い基体２０２を用いた場合、レンズ焦点距離が長くなるためレンズ設計に制約が出る点や、レンズ凸面による外光反射を防止するためにさらに外側にフェースガラスを設置させると部材点数や重量が増大する。

ここで、レンズアレイユニット２０の構成例について詳しく説明する。図１に示すように、レンズアレイユニット２０は、窓部２０４を有する。この窓部２０４は、レンズアレイ層２０１において、表示ユニット１０のアライメントマーク１０４の位置に対応して形成されている。すなわち、レンズアレイ層２０１は、表示エリアＤＡ外に配置されたシリンドリカルレンズ２０３を有している。窓部２０４は、表示エリアＤＡ外に配置されたアライメントマーク１０４に対応して、表示エリアＤＡ外のレンズアレイ層２０１を利用して形成されている。特に、図１に示した例では、窓部２０４は、レンズアレイ層２０１の一部を除去することによって形成されており、すなわち、レンズアレイ層２０１の厚み相当の凹部として形成される。このようにして形成された窓部２０４は、その表示ユニット１０と対向する面が平面状になるように形成されている。

図５に示した例では、窓部２０４は、シリンドリカルレンズ２０３の母線（Ｙ方向）に沿って形成されている。つまり、窓部２０４は、その長辺ｄ１がシリンドリカルレンズ２０３の長辺（母線）Ｄと平行であって、それぞれの長さが略同等になるように形成されている。この窓部２０４の長辺ｄ１は、アライメントマーク１０４のＹ方向の幅と同等以上に形成されている。また、この窓部２０４の短辺ｄ２は、アライメントマーク１０４のＸ方向の幅と同等以上に形成されている。

図６に示した例では、窓部２０４は、シリンドリカルレンズ２０３の一部に形成されている。窓部２０４のそれぞれの辺は、対応するアライメントマーク１０４のそれぞれの辺の長さと同等以上に形成されている。つまり、窓部２０４は、アライメントマーク１０４と同等以上のサイズに形成されている。

図５及び図６に示した構成により、窓部２０４からアライメントマーク１０４の全体を検出することが可能となる。特に、窓部２０４がレンズ作用を有していないため、窓部２０４から検出されたアライメントマーク１０４は、表示ユニット１０に形成されたサイズと等倍となる。

ここで、より具体的に、表示ユニット１０に対するレンズアレイユニット２０の位置合わせについて説明する。

レンズアレイユニット２０において、窓部２０４を透過した光は屈折しないのに対して、シリンドリカルレンズ２０３を透過した光は屈折する。このため、レンズアレイユニット２０の上面２０Ａ（すなわち表示ユニット１０と対向する面と反対の面）から表示ユニット１０のアライメントマーク１０４を観察すると、窓部２０４が形成されている領域とシリンドリカルレンズ２０３が形成されている領域とではアライメントマーク１０４の見え方が異なる。

例えば、図７に示すように、表示ユニット１０に対して、図５に示したレンズアレイユニット２０を位置合わせする場合、窓部２０４とアライメントマーク１０４とが重なったときに、図７中のＡで示した領域では、図８に示すように窓部２０４を介して等倍のアライメントマーク１０４の全体が検出される。このように、窓部２０４とアライメントマーク１０４とを重ね合わせることによってレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０との位置合わせが可能となる。

また、図７に示した例では、表示ユニット１０は、表示エリアＤＡの外において４箇所にアライメントマーク１０４を有している。これらの４つのアライメントマーク１０４がレンズアレイユニット２０の窓部２０４から検出されるように位置合わせすることにより、位置合わせ精度を向上することが可能となる。

なお、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０との位置合わせについて、シリンドリカルレンズ２０３のＹ方向に対しては、多少の誤差が許容される。このため、窓部２０４は、少なくともシリンドリカルレンズ２０３のＸ方向に対する位置合わせが可能となるような形状に形成されていれば良い。図５に示した例においては、シリンドリカルレンズ２０３のＸ方向に対して位置合わせが可能となる。図６に示した例では、シリンドリカルレンズ２０３のＸ方向及びＹ方向に対して位置合わせが可能となる。

このため、図５及び図６に示したような窓部２０４を有するレンズアレイユニット２０を適用することにより、優れた表示特性を実現することができる。また、レンズアレイユニット２０が表示ユニット１０との位置合わせのために有する窓部２０４は、レンズアレイ層２０１の加工時に同時に形成可能であるため、レンズアレイユニット２０にアライメントマークを形成するなどの別途の工程が不要となり、また、新たな部材を必要とすることがない。このため、本実施の形態によれば、コストの増大を抑制することが可能である。

上述した実施の形態に適用可能なレンズアレイユニット２０は、種々の形態が提案されている。すなわち、図９Ａに示した例のレンズアレイユニット２０は、ガラス製の基体２０２、及び、ガラス製のレンズアレイ層２０１によって一体的に形成されたものである。つまり、図９Ａに示したレンズアレイユニットは、ガラス基板の表面に加工を施して直接レンズアレイ層２０１のシリンドリカルレンズ２０３及び窓部２０４が形成されたものである。このように、ガラスによって一体的に形成されたレンズアレイユニット２０は、温度変化の影響を受けにくく、安定した性能を維持できるといったメリットがある。

図９Ｂに示した例のレンズアレイユニット２０は、ガラス製の基体２０２に接着剤２０５を介して樹脂製のレンズアレイ層２０１を接着したものである。図９Ｃに示した例のレンズアレイユニット２０は、ガラス製の基体２０２に直接樹脂製のレンズアレイ層２０１を成型したものである。樹脂製のレンズアレイ層２０１は、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの材料によって形成可能である。図９Ｂ及び図９Ｃの例は、プレス成型や射出成型によってシリンドリカルレンズ２０３及び窓部２０４が形成されたものである。このような樹脂製のレンズアレイ層２０１は、安価に製造できるといったメリットがある。一方で、樹脂材料は、基体２０２を形成するガラスよりも線膨張係数が大きいため、温度変化の影響を受け易い。このため、水平ピッチＰｓの変動を制御する目的で、レンズアレイ層２０１は、比較的厚い基体２０２に貼り付けることが望ましい。基体２０２の面積は、レンズアレイ層２０１よりもやや大きめにしてあり、余剰部分はレンズアレイユニット２０を表示ユニット１０に固定するための接着部として利用可能である。

このように窓部２０４は、レンズアレイ層２０１の製造工程において、同時に形成可能である。このため、窓部２０４を形成するための別途の工程が不要となる。したがって、本実施の形態によれば、歩留まりの低下を抑制することが可能である。

ここで、本実施の形態に適用可能な窓部２０４の他の構成例について説明する。

上述した実施の形態において、窓部２０４は、図１に示したように、レンズアレイ層２０１の厚み相当の凹部として形成されたが、このような構成例に限定されるものではない。例えば、窓部２０４において、表示ユニット１０との対向面が平面状に形成された構成例としては、図１０に示すように、窓部２０４は、シリンドリカルレンズ２０３のトップの位置より突出するような凸部として形成されても良い。また、窓部２０４は、図示していないが、シリンドリカルレンズ２０３のトップの位置、あるいは、シリンドリカルレンズ２０３のボトムとトップとの間の位置で表示ユニット１０との対向面が平面状に形成された構成であっても良い。このように窓部２０４を形成しても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。

また、上述した実施の形態において、窓部２０４は、図１に示したように、表示ユニット１０との対向面が平面状に形成されたが、このような構成例に限定されるものではなく、表示ユニット１０のアライメントマーク１０４が窓部２０４と重なった場合とシリンドリカルレンズ２０３と重なった場合とで見え方が異なる構成であれば良い。例えば、図１１に示す構成例では、窓部２０４は、表示ユニット１０との対向面が凹凸状に形成されている。このような凹凸面は、シリンドリカルレンズのボトムの位置、トップの位置、ボトムとトップとの間の位置、あるいは、トップより突出した位置に形成されていれば良い。このように窓部２０４を形成しても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。

なお、図１０及び図１１では、図９Ａに示したレンズアレイ層２０１と基体２０２とがガラスによって一体的に形成された例のみを図示しているが、図９Ｂ及び図９Ｃに示した例でも、それぞれ同様の構成を適用可能である。

次に、表示装置の一例として、１次元ＩＰ方式や多眼方式の立体映像を表示可能な表示装置について説明する。

図１２は、立体映像表示装置の全体を概略的に示す斜視図である。立体映像表示装置は、要素画像表示部を含む液晶表示パネルなどの表示ユニット１０及び光学的開口を有する光線制御素子として機能するレンズアレイユニット２０を備えている。レンズアレイユニット２０は、要素画像表示部に対向して設けられ、レンズアレイ層の各レンズ主点を基準にした各方向の光線によって立体表示を行う。観察者の想定位置４４において、水平画角４１と垂直画角４２との範囲で、レンズアレイユニット２０の前面及び背面の近傍に立体映像が観察可能となる。

図１３は、図１２に示した立体映像表示装置の表示部を基準にして垂直面内及び水平面内における光線再生範囲を概略的に示す展開図である。図１３の（ａ）に表示ユニット１０及びレンズアレイユニット２０の正面図、図１３の（ｂ）に立体映像表示装置の画像配置を示す平面図、図１３の（ｃ）に立体映像表示装置の側面図を示す。図１３において、レンズアレイユニット２０と視距離面４３との間の視距離Ｌ、レンズアレイユニット２０における水平ピッチＰｓ、レンズアレイユニット２０と画素面とのギャップｄが定められれば、要素画像水平ピッチＰｅが視距離面４３上の視点からアパーチャ（またはレンズ主点）中心を要素画像表示面（画素面）上に投影した間隔により決定される。符号４６は、視点位置と各アパーチャ中心（レンズ主点）とを結ぶ線を示し、視域幅Ｗは画素面上で要素画像同士が重なり合わないという条件から決定される。平行光線の組を持つ条件の１次元ＩＰ方式の場合は、要素画像の水平ピッチの平均値がサブ画素水平ピッチの整数倍よりわずかに大きく、かつレンズアレイユニット２０の水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍に等しい。多眼方式の場合は、要素画像の水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍に等しく、かつレンズアレイユニットの水平ピッチがサブ画素水平ピッチの整数倍よりわずかに小さい。

図１４は、立体映像表示装置の一部分の構成を概略的に示す斜視図である。ここでは、液晶表示パネルなどの平面状の要素画像表示部の前面に、シリンドリカルレンズアレイからなるレンズアレイユニット（レンチキュラーシート）２０が配置されている場合を示している。図１４に示されるように、要素画像表示部には、縦横比が３：１のサブ画素３１が横方向（Ｘ方向）及び縦方向（Ｙ方向）に夫々直線状にマトリクス状に配置され、サブ画素３１は、行方向（Ｘ方向）及び列方向（Ｙ方向）に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）が交互に並ぶように配列されている。このような色配列は、一般にモザイク配列と呼ばれる。

ここに示した例では、９列３行のサブ画素３１で１つの立体映像表示時の実効画素３２（黒枠で示されている）が構成される。このような表示部の構造では、立体映像表示時の実効画素３２が２７サブ画素からなることから、１視差に３色成分が必要であるとすると、Ｘ方向に９視差を与える立体画像・映像表示が可能となる。なお、実効画素とは立体表示時の解像度を決定する最小単位のサブ画素群をさし、要素画像とは１つのレンズに対応する視差成分画像の集合をさす。したがって、シリンドリカルレンズを使用する構成の立体映像表示装置の場合は、１つの要素画像は、縦方向に並ぶ多数の実効画素を含んでいる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、コストの増大及び歩留まりの低下を抑制しつつ、レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０との位置合わせが可能となる。したがって、優れた表示特性の表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

例えば、上述した実施の形態では、アライメントマークは四角形状であり、窓部も四角形状に形成した例について説明したが、アライメントマーク及び窓部は、このような形状に限らず、三角形状などの他の多角形状、円形状、楕円形状、十字形状などに形成されても良い。

図１は、この発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した表示装置に適用可能な表示ユニット（液晶表示パネル）の構成を概略的に示す図である。 図３は、図２に示した表示ユニットの断面構造を概略的に示す図である。 図４Ａは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの構成を概略的に示す斜視図である。 図４Ｂは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの他の構成を概略的に示す斜視図である。 図５は、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイ層の構成を概略的に示す斜視図である。 図６は、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイ層の他の構成を概略的に示す斜視図である。 図７は、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットと表示ユニットとの位置合わせを説明するための図である。 図８は、図７に示した領域Ａを拡大した図である。 図９Ａは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの構造を概略的に示す断面図である。 図９Ｂは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの他の構造を概略的に示す断面図である。 図９Ｃは、図１に示した表示装置に適用可能なレンズアレイユニットの他の構造を概略的に示す断面図である。 図１０は、本実施の形態に適用可能なレンズアレイユニットの他の構成例を示す図である。 図１１は、本実施の形態に適用可能なレンズアレイユニットの他の構成例を示す図である。 図１２は、この発明の一実施の形態に係る立体画像表示装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。 図１３は、この発明の一実施の形態に係る立体画像表示装置の全体構成を概略的に示す展開図である。 図１４は、この発明の一実施の形態に係る立体画像表示装置の一部の構成を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

ＤＡ…表示エリア ＰＸ…画素
１０…表示ユニット（液晶表示パネル）
１１…アレイ基板（第１基板） １２…対向基板（第２基板）
１３…液晶層 ２０…レンズアレイユニット
２０１…レンズアレイ層 ２０２…基体
２０３…シリンドリカルレンズ ２０４…窓部
１０４…アライメントマーク

Claims (8)

1. レンズアレイ層を有するレンズアレイユニットと、
   第１基板及びこの第１基板と前記レンズアレイユニットとの間に配置された第２基板を貼り合わせた構造であり、表示エリアを有するとともに前記表示エリア外にアライメントマークを有する表示ユニットと、を備え、
   前記レンズアレイユニットは、前記レンズアレイ層において、前記アライメントマークに対応した位置に形成された窓部を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記レンズアレイ層は、一方向に並んだ複数のシリンドリカルレンズを備え、
   前記窓部は、前記シリンドリカルレンズの母線に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記窓部は、前記シリンドリカルレンズの一部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記窓部は、前記表示ユニットと対向する面が平面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記窓部は、前記表示ユニットと対向する面が凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記レンズアレイユニットは、ガラス製の基体及びガラス製の前記レンズアレイ層を一体的に形成したもの、ガラス製の基体に接着層を介して樹脂製の前記レンズアレイ層を接着したもの、及び、ガラス製の基体に直接樹脂製の前記レンズアレイ層を成型にしたもののいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記表示ユニットは、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記アライメントマークは、前記表示ユニットが有する遮光性の配線パターンまたは着色樹脂パターンと同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

Images