JP2010175728A - 立体画像表示装置と立体画像表示装置の基板接着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭額縁化を図った立体画像表示装置とその立体画像表示装置における基板の接着方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基体と、基体よりも小さい寸法であり基体の一主面において基体の端辺より内側に配置されたレンズアレイシートと、を有するレンズアレイユニットと、レンズアレイユニットのレンズアレイシートに接するように配置された表示ユニットと、レンズアレイシートの端面、基体の表示ユニットと対向する面、及び、表示ユニットのレンズアレイユニットと対向する面によって囲まれた間隙領域からはみ出すように配置されレンズアレイユニットと表示ユニットとを接合するシール材と、を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明はシール材を備えた立体画像表示装置とその立体画像表示装置における基板の接着方法に関する。

立体画像表示装置の立体画像を表示する方式には様々なものがある。その中には、半円筒形の形状をしたレンズを並べた構造のレンズアレイシートを有するレンズアレイユニットを表示領域に備え、観察者の左右の眼それぞれに異なる画像を写すという、両眼視差を利用する方式がある。特許文献１はこの両眼視差を利用する立体画像表示装置を開示している。

この立体画像表示装置は、表示ユニットと、光線制御素子であるレンズアレイユニットとを備えて構成されている。レンズアレイユニットと表示ユニットとは、周辺部において、レンズアレイ層が表示ユニットの表面に接することなく、スペーサを介して接着剤によって固定されている。 レンズアレイユニットと表示ユニットとを貼り合わせる接着剤は、塗布された後にレンズアレイユニットと表示ユニットとを貼り合わせる際に広がるため、この広がり分だけ余裕を確保する必要がある。したがって、立体画像表示装置の狭額縁化を実現しにくいという問題がある。

特開２００８−８９９０６号公報

本発明は、狭額縁化を図った立体画像表示装置及び立体画像表示装置の基板接着方法を提供することを目的とする。

この発明の第１態様によれば、基体と、前記基体よりも小さい寸法であり、前記基体の一主面において前記基体の端辺より内側に配置されたレンズアレイシートと、を有するレンズアレイユニットと、前記レンズアレイユニットの前記レンズアレイシートに接するように配置された表示ユニットと、前記レンズアレイシートの端面、前記基体の前記表示ユニットと対向する面、及び、前記表示ユニットの前記レンズアレイユニットと対向する面によって囲まれた間隙領域からはみ出すように配置され、前記レンズアレイユニットと前記表示ユニットとを接合するシール材と、を備えたことを特徴とする立体画像表示装置が提供される。

この発明の第２態様によれば、レンズアレイユニットの基体の一主面に、前記基体よりも寸法が小さいレンズアレイシートを、前記基体の端辺より内側に配置し、前記レンズアレイユニットの前記レンズアレイシートに接するように表示ユニットを配置し、前記レンズアレイシートの端面、前記基体の前記表示ユニットと対向する面、及び、前記表示ユニットの前記レンズアレイユニットと対向する面によって囲まれた間隙領域にシール材を塗布し、前記シール材を硬化して前記レンズアレイユニットと前記表示ユニットとを接着するようにした立体画像表示装置の基板接着方法が提供される。

本発明によれば、狭額縁化を図った立体画像表示装置及び立体画像表示装置の基板接着方法を提供することができる。

図１Ａは、本発明の第１の実施の形態を表す立体画像表示装置の断面図である。 図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態のシール材を切断した状態を表す立体画像表示装置の断面図である。 図２は、図１Ａに示した立体画像表示装置の表示ユニットの構成を表す平面図である。 図３は、図１Ａ及び図１Ｂに示した立体画像表示装置のレンズアレイユニットを表す斜視図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態を表す立体画像表示装置の断面図である。 図５は、本発明の第３の実施の形態を表す立体画像表示装置の立体画像表示装置のレンズアレイユニット側から見た平面図である。 図６は、本発明の第４の実施の形態を表す立体画像表示装置の立体画像表示装置のレンズアレイユニット側から見た平面図である。

（第１の実施の形態）
以下、この発明の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１Ａは本発明の第１の実施の形態を表す立体画像表示装置の断面図である。図１Ｂは本発明の第１の実施の形態のシール材を切断した状態を表す立体画像表示装置の断面図である。

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、電界放出型表示パネルなどのパネルを備えており、特に、パネルの種類は問わない。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。

尚、この発明の具体的な実施の形態の詳細を説明するに先立って、液晶表示パネル（表示ユニット）１０を、図１Ａ、図１Ｂ及び図２を用いて説明する。液晶表示パネル１０はアレイ基板１１及び対向基板１２間に液晶層１３を、図２には示していないが図１Ａ及び図１Ｂに示したシール材１４を使って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。

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を用いて形成されている。このアレイ基板１１は、絶縁基板上において、各画素ＰＸに駆動信号を供給する配線部を備えている。この配線部は画素ＰＸの行方向に沿って配置されたｍ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）及びｍ本の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）、画素ＰＸの列方向に沿って配置されたｎ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子ＳＷ、そしてさらに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。

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を用いて形成されている。この対向基板１２は、絶縁基板上において、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。

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を対向させた状態で配設され、これらの間にセルギャップを形成する。液晶層１３はこ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。そして、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。

レンズアレイユニット２０は、図３に示すように、略矩形平板状の基体２０２と、基体２０２上に配置されたレンズアレイシート２０１と、を備えている。レンズアレイシート２０１は、基体２０２よりも小さい寸法である。レンズアレイシート２０１は、基体２０２の四方の端辺２０２Ａより内側に配置されている。レンズアレイシート２０１は、半円筒状のシリンドリカルレンズが一方向に複数並んだものである。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、レンズアレイシート２０１は、接着層２０３を介して基体２０２に接着されている。表示ユニット１０は、レンズアレイシート２０１に接しながらレンズアレイユニット２０とシール材３０を使って接着される。レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを接着するには樹脂製のシール材３０が用いられている。このシール材３０は、レンズアレイシート２０１を包囲するように、表示ユニット１０及びレンズアレイユニット２０を四方の側面に渡って、一つながりの略矩形の枠状に設けられる。つまり、シール材３０は、表示ユニット１０及びレンズアレイユニット２０の接着面の、外側面に近い縁のごく狭い領域に設けられている。シール材３０の端部は、図１Ｂに示すように、表示ユニット１０の端面１０Ｔ及び基体２０２の端面２０２Ｔに揃うか、図１Ａに示すように、表示ユニット１０の端面１０Ｔ及び基体２０２の端面２０２Ｔから若干はみ出すようになっている。特に、図１Ａに示した例では、シール材３０の一部は、表示ユニット１０の端面１０Ｔ及び基体２０２の端面２０２Ｔの一部を覆っている。

このような立体画像表示装置の基板接着方法、すなわち、レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０を接着する方法について説明する。まず、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０を接する状態で保持する。このとき表示ユニット１０、及び、レンズアレイユニット２０は主面を水平に保持されても良いし垂直に保持されても良い。続いて、表示ユニット１０の端面１０Ｔ、基体２０２の端面２０２Ｔから、レンズアレイユニット２０の基体２０２と表示ユニット１０の第２基板１２との間隙領域ＧＲに樹脂製のシール材３０を入り込ませるように、シール材３０を収納したディスペンサーを使って塗布する。このときシール材３０が塗布面から垂れ落ちてしまう場合には、シール材３０を塗布する側面を水平方向上側に向けて保持するのが良い。

上述のレンズアレイユニット２０の基体２０２と表示ユニット１０の第２基板１２との間隙領域ＧＲとは、レンズアレイユニット２０を表示ユニット１０に接するように保持したとき、レンズアレイシート２０１がレンズアレイユニット２０の基体２０２よりも小さいことによってレンズアレイシート２０１の周囲に形成される領域をいう。より具体的には、レンズアレイシート２０１の端面２０１Ｔ、基体２０２の表示ユニット１０と対向する面２０２Ｓ、及び、表示ユニット１０（第２基板１２）のレンズアレイユニット２０と対向する面１０Ｓによって囲まれた領域が間隙領域ＧＲに相当する。レンズアレイシート２０１の端面２０１Ｔが基体２０２の四方の端辺２０２Ａより内側に配置されているため、レンズアレイシート２０１から露出した基体２０２の表示ユニット１０と対向する面２０２Ｓは、略矩形の枠状に設けられる。したがって、間隙領域ＧＲは、略矩形の枠状に設けられる。シール材３０は、このような枠状の間隙領域ＧＲに配置される。なお、レンズアレイシート２０１の厚さが０．５ｍｍ程度である場合、この間隙領域ＧＲの高さすなわち、基体２０２の表示ユニット１０と対向する面２０２Ｓから表示ユニット１０（第２基板１２）のレンズアレイユニット２０と対向する面１０Ｓまでの距離も０．５ｍｍ程度となる。

なお、図１Ａに示すように、シール材３０の断面の表示ユニット１０に平行な方向の長さをシール材３０の幅Ｗとする。このようにしてシール材３０を塗布すると、シール材３０は塗布した位置に留まる。つまり、シール材３０を塗布した後に加圧して表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０とを接着する手法と比較して、シール材３０が広がる恐れが少ないので、塗布するシール材３０の量は従来の方法で塗布するシール材３０の量よりも少なくすることができる。本実施の形態においてはシール材の幅Ｗはおよそ２ｍｍ以下である。

シール材３０の材料としては、この実施例においてはレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを希望の位置で保持したままずれが生じないうちに接着できる光硬化性の樹脂を使用することが望ましい。

なお、表示ユニット１０の第１基板１１と第２基板１２を接着し、液晶層１３を包囲するシール材１４も光硬化性、特に紫外領域の波長の光によって硬化される樹脂が採用される場合がある。レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを接着するシール材３０はこれと同じものでも良く、また異なるものでも良い。表示ユニット１０の第１基板１１と第２基板１２とを接着するシール材１４は液晶層１３の液晶材料と接する恐れがあるため、液晶表示パネル１０の表示特性に及ぼす悪影響を考慮して材料を選択する必要がある。しかしレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを接着するシール材３０はそれを考慮する必要がない。シール材３０の粘性によってはレンズアレイシート２０１と表示ユニット１０の第２基板１２との間に流れ込んでしまうため、この場合には、そのような恐れのない材料を選ぶ必要がある。

続いてシール材３０を光照射により硬化する。これにより、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０とが接合される。その後、図１Ｂのようにレンズアレイユニット２０や表示ユニット１０の側面で硬化したシール材３０の表示ユニット１０の端面１０Ｔ、基体２０２の端面２０２Ｔから外方に突出する部分をレーザー等により切断する。

上述した本実施の形態は、従来の方法によるよりもシール材３０の量を少なくすることができ、また、シール材３０の広がりが小さいので従来のシール材３０の幅Ｗを小さくできる。つまり、本実施の形態によれば、狭額縁化を図った立体画像表示装置を提供することができる。加えて、表示ユニット１０の端面１０Ｔ、基体２０２の端面２０２Ｔより外側のシール材３０を取り去ることにより更なる立体画像表示装置の狭額縁化に貢献する。この額縁の幅を狭くすることは生産効率を改善するのにも役立つ。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態について図４を使って説明する。図４は本発明の第２の実施の形態を表す立体画像表示装置の断面図である。この実施の形態は、レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを接着するシール材３０と、レンズアレイシート２０１との間に突起部３１、３２を設けること以外は第１の実施の形態と同じなので、同じ部分の説明は省略する。

この実施の形態においては、シール材３０が塗布後に額縁の幅方向に広がってレンズアレイシート２０１に侵入するのを防ぐために、シール材３０が配置される間隙領域ＧＲにおいて、シール材３０を留めようとする位置とレンズアレイシート２０１との間に突起部３１、３２を備えた立体画像表示装置である。突起部３１は表示ユニット１０のレンズアレイユニット２０と対向する面１０Ｓ上に、レンズアレイシート２０１と対向する領域を包囲するように略矩形を描くよう枠状に設けられている。一方、突起部３２はレンズアレイユニット２０の基体２０２の表示ユニット１０と対向する面２０２Ｓ上に、レンズアレイシート２０１を包囲するように略矩形を描くよう枠状に設けられている。

この突起部３１、３２は樹脂製であり、例えば光硬化性樹脂によって形成されている。表示ユニット１０の第１基板１１と第２基板１２とを貼り合せるシール材３０やレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを接着するシール材３０と同じ材料を使用すると製造作業を容易にすることができる。

突起部３１、３２を形成する工程、及び、レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを貼り合せる工程は以下のようである。表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０とを接着した時に、表示ユニット１０のレンズアレイシート２０１と対向する領域の周囲（あるいは第２光学素子ＯＤ２を囲む領域）に、ディスペンサーを使って略矩形の枠状に光硬化性樹脂を塗布する。一方、レンズアレイユニット２０にも、レンズアレイシート２０１に接しないように、レンズアレイシート２０１の周りに光硬化性樹脂を略矩形の枠状にディスペンサーを使って塗布する。そして、レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０に塗布された樹脂を硬化させて突起部３１、３２を形成する。

続いてレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０とを、レンズアレイユニット２０が表示ユニット１０の対向基板１２の一主面に接するようにして所定の位置に保持する。次いで、レンズアレイユニット２０及び表示ユニット１０を光効果性樹脂のシール材３０で接着する。この表示ユニット１０、レンズアレイユニット２０を接着する方法は第１の実施例における方法と同じで、シール材３０を表示ユニット１０の端面１０Ｔ、基体２０２の端面２０２Ｔから間隙領域ＧＲに入り込ませるようにして塗布し、光照射して硬化する。

上述した実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、狭額縁化を図った立体画像表示装置を提供することができる。

さらに、第２の実施の形態において、突起部３１、３２を設けることにより、シール材３０の粘性が低いものであってもシール材３０がレンズアレイシート２０１に侵入するのを防ぐので、表示エリアＤＡがシール材３０によって汚染されることが無く、立体表示特性に悪影響を及ぼさない。なお、本実施の形態においては突起部３１、３２をレンズアレイユニット２０及び表示ユニット１０に設けることとしたが、シール材３０がレンズアレイシート２０１への浸入を防ぐことができるならは、どちらか一方にのみ設けることもできる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態について図５を使って説明する。図５は本発明の第３の実施の形態を表す立体画像表示装置のレンズアレイユニット側から見た平面図である。この実施の形態は、レンズアレイユニット２０及び表示ユニット１０を接着するシール材３０を塗布する位置以外は第１の実施の形態と同じであるので、同一部分の説明は省略する。

この実施の形態においては、シール材３０を、レンズアレイユニット２０、及び、表示ユニット１０の接着面に、断続的に設けている。換言すれば、シール材３０が表示ユニット１０、レンズアレイユニット２０の対向する面における外周に沿って破線状に設けられている。

このレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０との接着の方法については、第１の実施の形態と同様に、レンズアレイユニット２０及び表示ユニット１０を、レンズアレイユニット２０のレンズアレイシート２０２が表示ユニットの対向基板１２と接するようにして保持し、両ユニットの側面からシール材３０を塗布する。ただし、このとき、シール材３０を破線状に塗布する。

そして、基体２０２の端面２０２Ｔと表示ユニット１０の端面１０Ｔから外方にはみ出したシール材３０は、レーザーなどで切断して除去する。

上述した実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、狭額縁化を図った立体画像表示装置を提供することができる。

さらに、この実施の形態は、シール材３０の使用量が少なくても所定の接着強度が確保できる場合に有用である。

さらに、この実施の形態によっても、シール材３０がレンズアレイシート２０１に侵入するおそれが少なくなる。なお、本実施の形態においては突起部３１、３２を設けていないが、シール材３０の粘性によってレンズアレイシート２０１にシール材３０が浸入するおそれがあるならば、シール材３０を塗布する部分に沿って、シール材３０を設ける部分とレンズアレイシート２０１との間に突起部３１、３２を設けても良い。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態について図６を使って説明する。図６は本発明の第４の実施の形態を表す立体画像表示装置のレンズアレイユニット側から見た平面図である。この実施の形態は、レンズアレイユニット２０及び表示ユニット１０を接着するシール材３０を塗布する位置以外は第１の実施の形態と同じであるので、同一部分の説明は省略する。

この実施の形態においては、レンズアレイユニット２０及び表示ユニット１０の対向する一対の側面にシール材３０を塗布している。

この立体画像表示装置のレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０との接着方法は、第１実施の形態と同様に、レンズアレイユニット２０と表示ユニット１０を所定の位置で、且つレンズアレイユニット２０のレンズアレイシート２０１が表示ユニット１０の対向基板１２に接するようにして保持する。続いて対向させたレンズアレイユニット２０と表示ユニット１０の接着面の、対向する一対の辺に沿って側面からシール材３０を塗布する。略矩形のレンズアレイユニット２０の基体２０２及び表示ユニット１０の第２基板１２の一対の長辺若しくは一対の短辺のどちらに塗布しても良いが、長辺に塗布する方が接着面積が広くなるため接着強度を高めることができるため、この実施の形態においては長辺に塗布することとする。

そして表示ユニット１０の端面１０Ｔと基体２０２の端面２０２Ｔから外方にはみ出したシール材３０を、レーザーで切断する。

上述した実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、狭額縁化を図った立体画像表示装置を提供することができる。

なお、本実施の形態においては突起部３１、３２を設けていないが、シール材３０の粘性によってレンズアレイシート２０１にシール材３０が浸入するおそれがあるならば、シール材３０を塗布する辺のシール材３０を設ける部分とレンズアレイシート２０１の間に突起部３１、３２を設けても良い。

この実施の形態は、第３の実施の形態と同様、シール材３０を基体２０２及び第２基板１２の対向する一対の端辺に沿って設けるのみで接着強度が十分である時に有効である。

なお、シール材３０のパターンは上述のものに限られず、表示ユニット１０とレンズアレイユニット２０とを貼り合わせることができれば他のパターンでも良い。

１０ 表示ユニット
１１ 第１基板
１２ 第二基板
１３ 液晶層
１４ シール材
２０ レンズアレイユニット
３０ シール材
３１ 突起部
３２ 突起部
２０１ レンズアレイシート
２０２ 基体
２０３ 接着層
ＧＲ 間隙領域
ＤＡ 表示エリア
ＯＤ１ 第１光学素子
ＯＤ２ 第２光学素子

Claims (6)

1. 基体と、前記基体よりも小さい寸法であり、前記基体の一主面において前記基体の端辺より内側に配置されたレンズアレイシートと、を有するレンズアレイユニットと、
   前記レンズアレイユニットの前記レンズアレイシートに接するように配置された表示ユニットと、
   前記レンズアレイシートの端面、前記基体の前記表示ユニットと対向する面、及び、前記表示ユニットの前記レンズアレイユニットと対向する面によって囲まれた間隙領域からはみ出すように配置され、前記レンズアレイユニットと前記表示ユニットとを接合するシール材と、
   を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
2. 前記間隙領域内のシール材の内側に突起部を備えることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
3. 前記シール材が前記間隙領域内に間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の立体画像表示装置。
4. 基体と、前記基体よりも小さい寸法であり、前記基体の一主面において前記基体の端辺より内側に配置されたレンズアレイシートと、を有するレンズアレイユニットと、
   前記レンズアレイユニットの前記レンズアレイシートに接するように配置された表示ユニットと、
   前記レンズアレイシートの端面、前記基体の前記表示ユニットと対向する面、及び、前記表示ユニットの前記レンズアレイユニットと対向する面によって囲まれた間隙領域に配置され、前記レンズアレイユニット及び前記表示ユニットの側面と同一平面をなし、前記レンズアレイユニットと前記表示ユニットとを接合するシール材と、
   を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
5. レンズアレイユニットの基体の一主面に、前記基体よりも寸法が小さいレンズアレイシートを、前記基体の端辺より内側に配置し、
   前記レンズアレイユニットの前記レンズアレイシートに接するように表示ユニットを配置し、
   前記レンズアレイシートの端面、前記基体の前記表示ユニットと対向する面、及び、前記表示ユニットの前記レンズアレイユニットと対向する面によって囲まれた間隙領域にシール材を塗布し、
   前記シール材を硬化して前記レンズアレイユニットと前記表示ユニットとを接着するようにした立体画像表示装置の基板接着方法。
6. 前記硬化したシール材のうち、前記レンズアレイユニット及び前記表示ユニットからはみ出したシール材を除去するようにした請求項５に記載の立体画像表示装置の基板接着方法。

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