JP2011022419A - 位相差素子、ならびに表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位相差素子と表示パネルとの位置ずれに起因する歩留りの悪化を低減することの可能な位相差素子、ならびにそのような位相差素子を備えた表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】例えばＴＡＣフィルムからなる基材フィルム３１を有する位相差素子３０を温湿度制御室２００内に所定の時間だけ放置して、位相差素子３０の配列ピッチＰ２を液晶表示パネル２０の配列ピッチＰ１と等しくする。次に、湿度制御を行っている雰囲気の中で、液晶表示パネル２０と、ＴＡＣフィルムからなる基材フィルム３１を有する位相差素子３０とを互いに貼り合わせる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、光学異方性を有する位相差素子、ならびにそのような位相差素子を備えた表示装置およびその製造方法に関する。

従来から、偏光眼鏡を用いるタイプの立体映像表示装置として、左目用画素と右目用画素とで異なる偏光状態の光を射出させるものがある。このような表示装置では、視聴者が偏光眼鏡をかけた上で、左目用画素からの射出光を左目のみに入射させ、右目用画素からの射出光を右目のみに入射させることにより、立体映像の観察を可能とするものである。

例えば、特許文献１では、左目用画素と右目用画素とで異なる偏光状態の光を射出させるために位相差素子が用いられている。この位相差素子では、一の方向に遅相軸または進相軸を有する位相差領域が左目用画素に対応して設けられ、上記位相差領域とは異なる方向に遅相軸または進相軸を有する位相差領域が右目用画素に対応して設けられている。

特許第３３６０７８７号公報

ところで、上記の位相差素子を表示パネルの表示面に貼り合わせる際に、位相差領域と表示パネルの画素との位置合わせをすることが必要となる。通常、位相差素子および表示パネルには共にガラス基板が用いられており、位相差素子および表示パネルが外部環境によって膨張したり収縮したりすることはほとんどない。そのため、位相差領域のピッチと画素のピッチとがあらかじめ同じになるように位相差素子および表示パネルを作成しておけば、位相差素子と表示パネルとを互いに貼り合わせる際に、位相差領域と画素との間で位置ずれが生じる虞はない。

しかし、製造過程において、位相差領域のピッチが、位相差領域が形成されたフィルムの伸縮等による製造誤差などに起因して画素のピッチと異なってしまった場合には、位相差素子と表示パネルとを互いに貼り合わせる際に、位相差領域と画素との間で位置ずれが確実に生じてしまう。そのため、そのような場合には、位置ずれの生じ得る位相差素子を使うことができず、歩留りが悪くなってしまうという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、位相差素子と表示パネルとの位置ずれに起因する歩留りの悪化を低減することの可能な位相差素子、ならびにそのような位相差素子を備えた表示装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明の位相差素子は、湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上の透明樹脂フィルムと、遅相軸の向きが互いに異なると共に透明樹脂フィルムの面内において規則的に配置された２種類以上の位相差領域を有する位相差層とを備えたものである。

本発明の位相差素子では、透明樹脂フィルムとして湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上のものが用いられている。これにより、位相差素子を表示パネルに貼り合わせる際に、透明樹脂フィルムの湿度を制御して、２種類以上の位相差領域の配列ピッチと、表示パネル内の複数の画素電極の配列ピッチとを互いに等しくすることが可能である。

本発明の表示装置は、複数の画素電極が行列状に配置された表示パネルと、表示パネルに貼り合わされた位相差素子とを備えたものである。この表示装置に搭載された位相差素子は、湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上の透明樹脂フィルムと、遅相軸の向きが互いに異なると共に複数の画素電極の配列に対応して配置された２種類以上の位相差領域を有する位相差層とにより構成されている。これにより、表示装置の製造過程において、位相差素子を表示パネルに貼り合わせる際に、透明樹脂フィルムの湿度を制御して、２種類以上の位相差領域の配列ピッチと、複数の画素電極の配列ピッチとを互いに等しくすることが可能である。

本発明の表示装置の製造方法は、以下の３つの工程を含むものである。
（Ａ）複数の画素電極が行列状に配置された表示パネルを用意すると共に、透明樹脂フィルムと、遅相軸の向きが互いに異なると共に透明樹脂フィルムの面内において規則的に配置された２種類以上の位相差領域を有する位相差層とを有する位相差素子を用意する準備工程
（Ｂ）複数の画素電極の配列ピッチと、２種類以上の位相差領域の配列ピッチとが互いに等しくなるように位相差素子の周囲の雰囲気を湿度制御する湿度制御工程
（Ｃ）湿度制御を行っている雰囲気の中で、表示パネルおよび位相差素子を互いに貼り合わせる貼付工程

本発明の表示装置の製造方法では、湿度制御を行っている雰囲気の中で、表示パネルおよび位相差素子が互いに貼り合わされる。これにより、貼り合わせた後の表示パネルおよび位相差素子において、２種類以上の位相差領域の配列ピッチと、複数の画素電極の配列ピッチとを互いに等しくすることが可能である。

本発明の位相差素子、ならびに表示装置およびその製造方法によれば、透明樹脂フィルムの湿度を制御して、２種類以上の位相差領域の配列ピッチと、表示パネル内の複数の画素電極の配列ピッチとを互いに等しくするようにした。これにより、製造過程において、位相差領域のピッチが製造誤差などに起因して画素のピッチと異なってしまった場合であっても、位相差素子と表示パネルとを互いに貼り合わせる際に、位相差領域と画素との間で位置ずれが生じる虞を少なくすることができる。その結果、位相差素子と表示パネルとの位置ずれに起因する歩留りの悪化を低減することができる。

本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成の一例を表す断面図である。 図１の位相差素子の構成および遅相軸の一例を表す構成図である。 図１の位相差素子の構成および遅相軸の他の例を表す構成図である。 図１の表示装置内の透過軸および遅相軸について説明するための概念図である。 図１の表示装置と偏光眼鏡との関係について表すシステム図である。 図１の表示装置の映像を右目で観察する際の透過軸および遅相軸の一例について説明するための概念図である。 図１の表示装置の映像を右目で観察する際の透過軸および遅相軸の他の例について説明するための概念図である。 図１の表示装置の映像を左目で観察する際の透過軸および遅相軸の一例について説明するための概念図である。 図１の表示装置の映像を左目で観察する際の透過軸および遅相軸の他の例について説明するための概念図である。 温湿度制御室と、この温湿度制御室内の温湿度を制御可能な制御装置とを模式的に表す図である。 湿度と、設計値に対する誤差の割合と関係の一例を表す関係図である。

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．実施の形態（表示装置、位相差素子）
２．変形例（位相差素子のバリエーション）

＜実施の形態＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の断面構成を表すものである。なお、本発明の一実施の形態に係る位相差素子については、本実施の形態の表示装置に内蔵されている場合を例示して説明するものとする。

[表示装置１の構成]
表示装置１は、後述する偏光眼鏡２を眼球の前に装着した観察者（図示せず）に対して立体映像を表示する偏光眼鏡方式の表示装置である。この表示装置１は、バックライトユニット１０、液晶表示パネル２０（表示パネル）および位相差素子３０をこの順に積層して構成されたものである。この表示装置１において、位相差素子３０は液晶表示パネル２０の光射出側の面に貼り合わされている。位相差素子３０の表面が映像表示面となっており、観察者側に向けられている。

なお、本実施の形態では、映像表示面が垂直面（鉛直面）と平行となるように表示装置１が配置されている。映像表示面は長方形状となっており、映像表示面の長手方向が水平方向（図中のｙ軸方向）と平行となっている。観察者は偏光眼鏡２を眼球の前に装着した上で、映像表示面を観察するものとする。偏光眼鏡２は円偏光タイプであり、表示装置１は円偏光眼鏡用の表示装置である。

[バックライトユニット１０]
バックライトユニット１０は、例えば、反射板、光源および光学シート（いずれも図示せず）を有している。反射板は、光源からの射出光を光学シート側に戻すものであり、反射、散乱、拡散などの機能を有している。この反射板は、例えば、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などによって構成されている。これにより、光源からの射出光を効率的に利用することができる。光源は、液晶表示パネル２０を背後から照明するものであり、例えば、複数の線状光源が等間隔で並列配置されたり、複数の点状光源が２次元配列されたりしたものである。なお、線状光源としては、例えば、熱陰極管(ＨＣＦＬ；Hot Cathode Fluorescent Lamp)、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）などが挙げられる。また、点状光源としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）などが挙げられる。光学シートは、光源からの光の面内輝度分布を均一化したり、光源からの光の発散角や偏光状態を所望の範囲内に調整したりするものであり、例えば、拡散板、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光素子、位相差板などを含んで構成されている。

[液晶表示パネル２０]
液晶表示パネル２０は、複数の画素が行方向および列方向に２次元配列された透過型の表示パネルであり、映像信号に応じて各画素を駆動することによって画像を表示するものである。この液晶表示パネル２０は、例えば、図１に示したように、バックライトユニット１０側から順に、偏光板２１Ａ、透明基板２２、画素電極２３、配向膜２４、液晶層２５、配向膜２６、共通電極２７、カラーフィルタ２８、透明基板２９および偏光板２１Ｂを有している。

ここで、偏光板２１Ａは、液晶表示パネル２０の光入射側に配置された偏光板であり、偏光板２１Ｂは液晶表示パネル２０の光射出側に配置された偏光板である。偏光板２１Ａ，２１Ｂは、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。偏光板２１Ａ，２１Ｂはそれぞれ、例えば、偏光軸が互いに所定の角度だけ（例えば９０度）異なるように配置されており、これによりバックライトユニット１からの射出光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。

偏光板２１Ａの透過軸（図示せず）の向きは、バックライトユニット１０から射出された光を透過可能な範囲内に設定される。例えば、バックライトユニット１０から射出される光の偏光軸が垂直方向となっている場合には、偏光板２１Ａの透過軸も垂直方向を向いている。また、例えば、バックライトユニット１０から射出される光の偏光軸が水平方向となっている場合には、偏光板２１Ａの透過軸も水平方向を向いている。なお、バックライトユニット１０から射出される光は直線偏光光である場合に限られるものではなく、円偏光や、楕円偏光、無偏光であってもよい。

偏光板２１Ｂの偏光軸（図示せず）の向きは、液晶表示パネル２０を透過した光を透過可能な範囲内に設定される。例えば、偏光板２１Ａの偏光軸の向きが水平方向となっている場合には、偏光板２１Ｂの偏光軸はそれと直交する方向（垂直方向）を向いており、偏光板２１Ａの偏光軸の向きが垂直方向となっている場合には、偏光板２１Ｂの偏光軸はそれと直交する方向（水平方向）を向いている。

透明基板２２，２９は、一般に、可視光に対して透明な基板である。なお、バックライトユニット１０側の透明基板には、例えば、透明画素電極に電気的に接続された駆動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。複数の画素電極２３は、例えば透明基板２２の面内に行列状に配置されている。この画素電極２３は、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）からなり、画素ごとの電極として機能する。配向膜２４は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層２５は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなる。この液晶層２５は、図示しない駆動回路からの印加電圧により、バックライトユニット１０からの射出光を画素ごとに透過または遮断する機能を有している。共通電極２７は、例えばＩＴＯからなり、共通の対向電極として機能する。カラーフィルタ２８は、バックライトユニット１からの射出光を、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離するためのフィルタ部２８Ａを配列して形成されている。このカラーフィルタ２８では、フィルタ部２８Ａは画素間の境界に対応する部分に、遮光機能を有するブラックマトリクス部２８Ｂが設けられている。

[位相差素子３０]
次に、位相差素子３０について説明する。図２（Ａ）は、本実施の形態の位相差素子３０の構成の一例を斜視的に表したものである。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の位相差素子３０の遅相軸について表したものである。同様に、図３（Ａ）は、本実施の形態の位相差素子３０の構成の他の例を斜視的に表したものである。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の位相差素子３０の遅相軸について表したものである。なお、図２（Ａ），（Ｂ）に示した位相差素子３０と、図３（Ａ），（Ｂ）に示した位相差素子３０は、基材フィルム３１（後述）の遅相軸ＡＸ３の向きの点で相違している。

位相差素子３０は、液晶表示パネル２０の偏光板２１Ｂを透過した光の偏光状態を変化させるものである。この位相差素子３０は、例えば、図１、図２（Ａ）、図３（Ａ）に示したように、基材フィルム３１と、位相差層３２とを有している。

基材フィルム３１は、透明樹脂フィルムによって構成されている。透明樹脂フィルムとしては、光学異方性の小さい、つまり複屈折の小さいものが好ましい。また、透明樹脂フィルムとしては、後述の位置ずれ補正を容易にする観点から、湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上のものが好ましい。そのような特性を持つ樹脂フィルムであって、かつ商用としてよく使われているものとしては、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などが挙げられる。例えば、ＴＡＣは比較的安価であり、部材として採用するには適しているが、後述の計測データのとおり、比較的高い湿度膨張係数を有しており、収縮・膨張しやすい。したがって、液晶表示パネル２０との貼り合せ時にアライメント補正（位置ずれ補正）が必要となってくる。

基材フィルム３１の遅相軸ＡＸ３は、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）および図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、水平方向または垂直方向を向いている。より詳細には、遅相軸ＡＸ３は、後述の位相差層３２についての説明からわかるように、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂの長手方向または短手方向と同一の方向を向いており、境界線Ｌ１の向きと同一の方向または直交する方向を向いている。また、遅相軸ＡＸ３は、遅相軸ＡＸ１，ＡＸ２と交差する方向を向いており、遅相軸ＡＸ１と遅相軸ＡＸ２とがなす角（図２（Ｂ）の場合には垂直方向のなす角、図３（Ｂ）の場合には水平方向のなす角）の二等分線と平行な方向を向いていることが好ましい。

位相差層３２は、光学異方性を有する薄い層である。この位相差層３２は、基材フィルム３１の表面に設けられたものであり、液晶表示パネル２０の光射出側の表面（偏光板２１Ｂ）に貼り付けられている。この位相差層３２は、遅相軸の向きが互いに異なる二種類の位相差領域（右目用領域３２Ａ，左目用領域３２Ｂ）を有している。

右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂは、例えば、図１、図２（Ａ）、図３（Ａ）に示したように、共通する一の方向（水平方向）に延在する帯状の形状となっている。これら右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂは、基材フィルム３１の面内方向に、隣接して規則的に配置されており、具体的には、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂの短手方向（垂直方向）に交互に配置されている。従って、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂが互いに隣接する（接する）境界線Ｌ１は、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂの長手方向（水平方向）と同一の方向を向いている。また、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂは、複数の画素電極２３の配列に対応して配置されている。

右目用領域３２Ａは、図２（Ａ），（Ｂ）および図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、境界線Ｌ１と直交以外の角度θ１（０°＜θ１＜９０°）で交差する方向に遅相軸ＡＸ１を有している。一方、左目用領域３２Ｂは、図２（Ａ），（Ｂ）および図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、境界線Ｌ１と直交以外の角度θ２（０°＜θ２＜９０°）で交差する方向であって、かつ遅相軸ＡＸ１の向きとは異なる方向に遅相軸ＡＸ２を有している。

ここで、「遅相軸ＡＸ１の向きとは異なる方向」とは、単に、遅相軸ＡＸ１の向きとは異なるということを意味しているだけでなく、境界線Ｌ１に関して、遅相軸ＡＸ１とは反対方向に回転しているということを意味している。つまり、遅相軸ＡＸ１，ＡＸ２は、境界線Ｌ１を挟んで互いに異なる方向に回転している。遅相軸ＡＸ１の角度θ１と、遅相軸ＡＸ２の角度θ２とは、絶対値としては（回転方向を考慮しない場合には）、互いに等しいことが好ましい。ただし、これらが、製造誤差（製造ばらつき）などによって若干、互いに異なっていてもよく、場合によっては製造誤差よりも大きな角度で互いに異なっていてもよい。なお、上記した製造誤差としては、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂを製造する技術によっても異なるが、例えば最大で１°〜２°程度である。

遅相軸ＡＸ１，ＡＸ２は、図２（Ａ），（Ｂ）、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、水平方向および垂直方向のいずれの方向とも交差する方向を向いており、基材フィルム３１の遅相軸ＡＸ３とも交差する方向を向いている。また、遅相軸ＡＸ１，ＡＸ２は、遅相軸ＡＸ１と遅相軸ＡＸ２とがなす角（図２（Ｂ）、図３（Ｂ）において水平方向のなす角）の二等分線が境界線Ｌ１と平行な方向を向くような方向に向いていることが好ましい。

遅相軸ＡＸ１，ＡＸ２は、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、液晶表示パネル２０の偏光板２１Ｂの偏光軸ＡＸ４とも交差する方向を向いている。さらに、遅相軸ＡＸ１は、後述する偏光眼鏡２の右目用位相差フィルム４１Ｂの遅相軸ＡＸ５の向きと同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、左目用位相差フィルム４２Ｂの遅相軸ＡＸ６の向きと異なる方向を向いている。一方、遅相軸ＡＸ２は、遅相軸ＡＸ６の向きと同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、遅相軸ＡＸ５の向きと異なる方向を向いている。

[偏光眼鏡２]
次に、偏光眼鏡２について説明する。図５は、偏光眼鏡２の構成の一例を、表示装置１と共に斜視的に表したものである。偏光眼鏡２は、観察者（図示せず）の眼球の前に装着されるものであり、映像表示面に映し出される映像を観察する際に観察者によって用いられるものである。この偏光眼鏡２は、例えば、図５に示したように、右目用眼鏡４１および左目用眼鏡４２を有している。

右目用眼鏡４１および左目用眼鏡４２は、表示装置１の映像表示面と対向するように配置されている。なお、これら右目用眼鏡４１および左目用眼鏡４２は、図５に示したように、できるだけ一の水平面内に配置されることが好ましいが、多少傾いた平坦面内に配置されていてもよい。

右目用眼鏡４１は、例えば、偏光板４１Ａおよび右目用位相差フィルム４１Ｂを有している。一方、左目用眼鏡４２は、例えば、偏光板４２Ａおよび左目用位相差フィルム４２Ｂを有している。右目用位相差フィルム４１Ｂは、偏光板４１Ａの表面であって、かつ光入射側に設けられたものである。左目用位相差フィルム４２Ｂは、偏光板４２Ａの表面であって、かつ光入射側に設けられたものである。

偏光板４１Ａ，４２Ａは、偏光眼鏡２の光射出側に配置されており、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。偏光板４１Ａ，４２Ａの偏光軸ＡＸ７，ＡＸ８はそれぞれ、偏光板２１Ｂの偏光軸ＡＸ４と直交する方向を向いている。偏光軸ＡＸ７，ＡＸ８はそれぞれ、例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、偏光軸ＡＸ４が垂直方向を向いている場合には水平方向を向いており、偏光軸ＡＸ４が水平方向を向いている場合には垂直方向を向いている。

右目用位相差フィルム４１Ｂおよび左目用位相差フィルム４２Ｂは、光学異方性を有する薄い層である。右目用位相差フィルム４１Ｂの遅相軸ＡＸ５および左目用位相差フィルム４２Ｂの遅相軸ＡＸ６は、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、水平方向および垂直方向のいずれの方向とも交差する方向を向いており、偏光板４１Ａ，４２Ａの偏光軸ＡＸ７，ＡＸ８とも交差する方向を向いている。また、遅相軸ＡＸ５，ＡＸ６は、遅相軸ＡＸ５，ＡＸ６とがなす角（図４において垂直方向のなす角）の二等分線が境界線Ｌ１と直交する方向を向くような方向に向いていることが好ましい。また、遅相軸ＡＸ５は、遅相軸ＡＸ１の向きと同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、遅相軸ＡＸ２の向きと異なる方向を向いている。一方、遅相軸ＡＸ６は、遅相軸ＡＸ２と同一の方向か、またはその方向と対応する方向を向いており、遅相軸ＡＸ１の向きと異なる方向を向いている。

[リタデーション]
ところで、偏光眼鏡２を用いて観察した場合に、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、右目には右目用画素の画像が認識でき、左目には右目用画素の画像が認識できないようにすることが必要である。また、同時に、例えば、図８（Ａ），（Ｂ）、図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、左目には左目用画素の画像が認識でき、右目には左目用画素の画像が認識できないようにすることが必要である。そのためには、以下に示したように、右目用領域３２Ａおよび右目用位相差フィルム４１Ｂのリタデーションならびに左目用領域３２Ｂおよび左目用位相差フィルム４２Ｂのリタデーションを設定することが好ましい。

具体的には、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂのリタデーションのうち一方が＋λ／４となっており、他方が−λ／４となっていることが好ましい。ここで、リタデーションの符号が逆になっているのは、それぞれの遅相軸の向きが９０°異なることを示している。このとき、右目用位相差フィルム４１Ｂのリタデーションは右目用領域３２Ａのリタデーションと同一となっていることが好ましく、左目用位相差フィルム４２Ｂのリタデーションは左目用領域３２Ｂのリタデーションと同一となっていることが好ましい。

［表示装置１の製造方法］
次いで、表示装置１の製造方法の一例について説明する。以下では、表示装置１を製造過程のうち、液晶表示パネル２０と位相差素子３０とを互いに貼り合わせる工程について説明する。

まず、評価用の（すなわちリファレンスとなる）液晶表示パネル２０および位相差素子３０もしくは貼り合わせ前の液晶表示パネル２０および位相差素子３０を用意する（図示せず）。次に、その液晶表示パネル２０および位相差素子３０において、複数の画素電極２３の配列ピッチＰ１と、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂの配列ピッチＰ２とを計測する（図示せず）。配列ピッチＰ１，Ｐ２は、例えば、液晶表示パネル２０および位相差素子３０の表面が撮像装置によって撮影され、撮影により得られた画像が撮像装置によって処理されることにより得られる。計測時の湿度は、例えば、標準湿度（例えば４５％ＲＨ）に設定される。また、計測時の温度は、例えば、２２．５℃に設定される。

その後、計測値を、後述の温湿度制御室２００内の温湿度を制御する制御装置２１０の記憶部２１１に格納する。計測値の格納は、人が計測値を制御装置２１０に入力することによって行われてもよいし、配列ピッチＰ１，Ｐ２の計測を行った撮像装置が計測値を制御装置２１０に転送することによって行われてもよい。

この制御装置２１０は、例えば、図１０に示したように、温湿度制御室２００内の温湿度を制御する制御部２１２と、記憶部２１１と、情報を受け付ける入力部２１３とを備えている。記憶部２１１は、入力部２１３で受け付けられた情報を格納するためのものである。記憶部２１１には、例えば、位置ずれ補正用のデータＤと、湿度補正用の算定式ｙとが格納されており、上述の計測が行われた後には、さらに、配列ピッチＰ１，Ｐ２の計測値も格納されている。制御装置２１０は、格納された計測値と、位置ずれ補正用のデータＤとを用いて、湿度補正用の算定式ｙから温湿度制御室２００内の設定湿度を導出し、温湿度制御室２００内の湿度を、導出した湿度に設定する。

ここで、データＤは、例えば、位相差素子３０もしくは基材フィルム３１単体の湿度膨張係数（湿度線膨張係数）α（ｐｐｍ／％ＲＨ）を含んでいる。湿度補正用の算定式ｙは、例えば、配列ピッチＰ１と配列ピッチＰ２とを互いに等しくするには温湿度制御室２００内の湿度を何％ＲＨにすればよいかを導出するためのものであり、例えば以下に示した方法によって導出される。

まず、図１１に示すように、湿度を変化させた場合の、位相差素子３０の寸法の変化率（％）の計測データから、湿度と変化率との相関を調べる。なお、以下では、４６インチサイズの位相差素子３０について、湿度を変化させた場合の位相差素子３０の設計値に対する寸法誤差、および変化量を求めた。設計値に対する寸法誤差［μｍ］は、例えば、位相差素子３０の全長［ｍｍ］を計測した後、位相差領域の配列数で除することにより、１配列ピッチ当たりの寸法［μｍ］を求め、さらに１配列ピッチ当たりの寸法の設計値と差分を取ることにより求めることができる。また、１配列ピッチ当たりの寸法の計測値が、設計値からどの程度変化しているかを示した変化率［％］は、（設計値に対する寸法誤差／１配列ピッチ当たりの設計値）×１００の式で求められる。４６インチサイズの位相差素子３０における各種データを表１、表２に示す。

表１、表２のデータから、図１１に示すような湿度と変化率との相関曲線が得られる。図１１の相関曲線を、湿度ｘ、変化率ｙの関数で近似すると、以下のようになる。
ｙ＝９×１０^-5ｘ²−０．００１３ｘ−０．０８３２

さらに、変化率ｙ＝０となるような湿度ｘを求めると、ｘ≒３９．３％となる。したがって、温湿度制御室２００内の湿度を約３９．３％に設定することにより、液晶表示パネル２０および位相差素子３０の貼り合せ時におけるアライメント誤差をなくす、あるいは最小限に抑えることができる。

なお、液晶表示パネル２０に用いられている透明基板２２、２９は、通常、温度や湿度によって膨張・収縮のしにくい材料（ガラス基板など）で構成されているので、画素ピッチの計測値は設計値と概ね等しくなる。また、位相差素子３０の配列ピッチの設計値は、液晶表示パネル２０の画素ピッチの設計値と一致するように設計されている。従って、位相差素子３０の配列ピッチの計測値と設計値との寸法誤差をなくすように湿度を制御することで、液晶表示パネル２０との貼り合せ時におけるアライメント誤差をなくす、あるいは最小限に抑えることができる。

基材フィルム３１がＴＡＣによって構成されている場合には、湿度膨張係数αは、以下の計算のとおり、５×１０^-5／％ＲＨ以上（典型的には、７×１０^-5／％ＲＨ程度）となる。

湿度膨張係数αは、湿度の変化に対応して寸法が変化する割合のことであり、以下の関係式で表される。
ΔＨ＝ΔＬ／（α・Ｌ）

上の関係式を変形することにより以下の関係式が得られる。なお、以下の式において、ΔＬ／Ｌは寸法変化率であり、ΔＨは湿度変化量である。
α＝（ΔＬ／Ｌ）／ΔＨ

表１のデータから、αを以下のようにして求めることができる。
α_{ΔH=80.0-52.8}＝｛（531.99−530.53）÷531.99｝÷（80.0−52.8）
≒１×１０^-4／％ＲＨ
α_{ΔH=80.0-21.3}＝｛（531.99−529.68）÷531.99｝÷（80.0−21.3）
≒７×１０^-5／％ＲＨ
α_{ΔH=52.8-21.3}＝｛（530.53−529.68）÷530.53｝÷（52.8−21.3）
≒５×１０^-5／％ＲＨ

その後、図１０に示したように、貼り合わせ前の位相差素子３０を温湿度制御室２００内に所定の時間だけ放置する。これにより、位相差素子３０の配列ピッチＰ２が液晶表示パネル２０の配列ピッチＰ１と等しくなる。つまり、制御装置２１０は、配列ピッチＰ１と配列ピッチＰ２とが互いに等しくなるように位相差素子３０の周囲の雰囲気を湿度制御する。

次に、湿度制御を行っている雰囲気の中（つまり温湿度制御室２００の中）で、液晶表示パネル２０および位相差素子３０を互いに貼り合わせる。このようにして、本実施の形態の液晶表示パネル２０と位相差素子３０とが互いに貼り合わされる。

なお、上記の製造過程において、評価用の位相差素子３０もしくは貼り合わせ前の位相差素子３０だけを用意したのち、位相差素子３０において、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂの配列ピッチＰ２だけを計測し、その計測値を記憶部２１１に格納するようにしてもよい。このようにした場合には、液晶表示パネル２０の配列ピッチＰ１を計測する代わりに、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂの配列ピッチＰ２の設計値を制御装置２１０の記憶部２１１に位置ずれ補正用のデータＤの一つとして格納しておく。そして、制御装置２１０が、格納された計測値と、位置ずれ補正用のデータＤとを用いて、湿度補正用の算定式Ｙから温湿度制御室２００内の設定湿度を導出し、温湿度制御室２００内の湿度を、導出した湿度に設定すればよい。

[基本動作]
次に、本実施の形態の表示装置１において画像を表示する際の基本動作の一例について、図６（Ａ），（Ｂ）〜図９（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ説明する。

まず、バックライト１０から照射された光が液晶表示パネル２０に入射している状態で、映像信号として右目用画像および左目用画像を含む視差信号が液晶表示パネル２０に入力される。すると、奇数行の画素から右目用画像光Ｌ２が出力され（図６（Ａ），（Ｂ）または図７（Ａ），（Ｂ））、偶数行の画素から左目用画像光Ｌ３が出力される（図８（Ａ），（Ｂ）または図９（Ａ），（Ｂ））。なお、実際には、右目用画像光Ｌ２および左目用画像光Ｌ３は、混在した状態で出力されるが、図６（Ａ），（Ｂ）〜図９（Ａ），（Ｂ）では、説明の便宜上、右目用画像光Ｌ２と左目用画像光Ｌ３を別個に分けて記述した。

その後、右目用画像光Ｌ２および左目用画像光Ｌ３は、位相差素子３０の右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂによって楕円偏光に変換され、位相差素子３０の基材フィルム３１を透過したのち、表示装置１の画像表示面から外部に出力される。

その後、表示装置１の外部に出力された光は、偏光眼鏡２に入射し、右目用位相差フィルム４１Ｂおよび左目用位相差フィルム４２Ｂによって楕円偏光から直線偏光に戻されたのち、偏光眼鏡２の偏光板４１Ａ，４２Ａに入射する。

このとき、偏光板４１Ａ，４２Ａへの入射光のうち右目用画像光Ｌ２に対応する光の偏光軸は、偏光板４１Ａの偏光軸ＡＸ７と平行となっており（図６（Ａ）、図７（Ａ））、偏光板４２Ａの偏光軸ＡＸ８と直交している（図６（Ｂ）、図７（Ｂ））。従って、偏光板４１Ａ，４２Ａへの入射光のうち右目用画像光Ｌ２に対応する光は、偏光板４１Ａだけを透過して、観察者の右目に到達する（図６（Ａ），（Ｂ）または図７（Ａ），（Ｂ））。

一方、偏光板４１Ａ，４２Ａへの入射光のうち左目用画像光Ｌ３に対応する光の偏光軸は、偏光板４１Ａの偏光軸ＡＸ７と直交しており（図８（Ａ）、図９（Ａ））、偏光板４２Ａの偏光軸ＡＸ８と平行となっている（図８（Ｂ）、図９（Ｂ））。従って、偏光板４１Ａ，４２Ａへの入射光のうち左目用画像光Ｌ３に対応する光は、偏光板４２Ａだけを透過して、観察者の左目に到達する（図８（Ａ），（Ｂ）または図９（Ａ），（Ｂ））。

このようにして、右目用画像光Ｌ２に対応する光が観察者の右目に到達し、左目用画像光Ｌ３に対応する光が観察者の左目に到達した結果、観察者は表示装置１の映像表示面に立体画像が表示されているかのように認識することができる。

[効果]
ところで、本実施の形態では、湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上の透明樹脂フィルム、もしくは、ＴＡＣフィルムによって構成された基材フィルム３１を有する位相差素子３０が温湿度制御室２００内に所定の時間だけ放置される。その後、湿度制御を行っている雰囲気の中で、液晶表示パネル２０と位相差素子３０とが互いに貼り合わされる。これにより、製造過程において、配列ピッチＰ２が製造誤差などに起因して配列ピッチＰ１と異なってしまった場合であっても、配列ピッチＰ１と配列ピッチＰ２とを互いに等しくすることが可能である。その結果、液晶表示パネル２０と位相差素子３０とを互いに貼り合わせる際に、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂと、画素電極２３との間で位置ずれが生じる虞を少なくすることができる。従って、液晶表示パネル２０と位相差素子３０との位置ずれに起因する歩留りの悪化を低減することができる。

＜変形例＞
上記実施の形態では、位相差素子３０には、遅相軸の向きが互いに異なる２種類の位相差領域（右目用領域３２Ａ，左目用領域３２Ｂ）が設けられていたが、遅相軸の向きが互いに異なる３種類以上の位相差領域が設けられていてもよい。

また、上記実施の形態では、位相差素子３０の位相差領域（右目用領域３２Ａ，左目用領域３２Ｂ）が水平方向に延在している場合が例示されていたが、それ以外の方向に延在していてもかまわない。

また、上記実施の形態および変形例では、位相差素子３０の位相差領域（右目用領域３２Ａ，左目用領域３２Ｂ）が位相差素子３０の水平方向もしくは垂直方向全体に渡って延在している場合が例示されていたが、例えば、水平方向および垂直方向の双方に２次元配置されていてもよい。

また、上記実施の形態および各変形例では、位相差素子３０を表示装置１に適用した場合が例示されていたが、他のデバイスに適用することももちろん可能である。

また、上記実施の形態および各変形例では、液晶表示パネル２０から出力される光の発散角を制御するものを特に設けていなかったが、例えば、液晶表示パネル２０と位相差素子３０との間であって、かつ液晶表示パネル２０内の画素電極２３との非対向領域に設けられていてもよい。

以上では、偏光眼鏡２が円偏光タイプであり、表示装置１としては円偏光眼鏡用の表示装置である場合について説明をしたが、本発明は、偏光眼鏡２が直線偏光タイプであり、表示装置１として直線偏光眼鏡用の表示装置である場合についても適用可能である。

また、上記実施の形態では、湿度制御を行っている雰囲気の中で、液晶表示パネル２０と位相差素子３０とが互いに貼り合わされたが、該貼り合せ工程は、湿度制御を行っている雰囲気から位相差素子３０を取り出したのちに行ってもよい。この場合には、位相差素子３０を取り出したのち、液晶表示パネル２０と位相差素子３０とを貼り合わせるまでの時間については、適宜設定することができる。このような方法で貼り合わせを行う場合においても、製造過程において、配列ピッチＰ２が製造誤差などに起因して配列ピッチＰ１と異なってしまったとしても、配列ピッチＰ１と配列ピッチＰ２とを互いに等しくすることが可能である。その結果、液晶表示パネル２０と位相差素子３０とを互いに貼り合わせる際に、右目用領域３２Ａおよび左目用領域３２Ｂと、画素電極２３との間で位置ずれが生じる虞を少なくすることができる。従って、液晶表示パネル２０と位相差素子３０との位置ずれに起因する歩留りの悪化を低減することができる。

１…表示装置、２…偏光眼鏡、１０…バックライトユニット、２０…液晶表示パネル、２１Ａ，２１Ｂ，４１Ａ，４２Ａ…偏光板、２２，２９…透明基板、２３…画素電極、２４，２６…配向膜、２５…液晶層、２７…共通電極、２８…カラーフィルタ、２８Ａ…フィルタ部、２８Ｂ…ブラックマトリクス部、３０…位相差素子、３１…基材フィルム、３２…位相差層、３２Ａ…右目用領域、３２Ｂ…左目用領域、４１…右目用眼鏡、４１Ａ…右目用位相差フィルム、４２…左目用眼鏡、４２…左目用位相差フィルム、２００…温湿度制御室、２１０…制御装置、２１１…記憶部、２１２…制御部、２１３…入力部、Ｄ…位置ずれ補正用のデータ、Ｐ１，Ｐ２…配列ピッチ、Ｙ…算定式、α…湿度膨張係数、β…設計値に対する誤差の割合。

Claims (8)

1. 湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上の透明樹脂フィルムと、
   遅相軸の向きが互いに異なると共に前記透明樹脂フィルムの面内において規則的に配置された２種類以上の位相差領域を有する位相差層と
   を備えた
   位相差素子。
2. 前記透明樹脂フィルムは、トリアセチルセルロースによって構成されている
   請求項１に記載の位相差素子。
3. 複数の画素電極が行列状に配置された表示パネルと、
   前記表示パネルに貼り合わされた位相差素子と
   を備え、
   前記位相差素子は、
   湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上の透明樹脂フィルムと、
   遅相軸の向きが互いに異なると共に前記複数の画素電極の配列に対応して配置された２種類以上の位相差領域を有する位相差層と
   を有する
   表示装置。
4. 複数の画素電極が行列状に配置された表示パネルを用意すると共に、透明樹脂フィルムと、遅相軸の向きが互いに異なると共に前記透明樹脂フィルムの面内において規則的に配置された２種類以上の位相差領域を有する位相差層とを有する位相差素子を用意する準備工程と、
   前記複数の画素電極の配列ピッチと、前記２種類以上の位相差領域の配列ピッチとが互いに等しくなるように前記位相差素子の周囲の雰囲気を湿度制御する湿度制御工程と、
   前記湿度制御を行っている雰囲気の中で、前記表示パネルおよび前記位相差素子を互いに貼り合わせる貼付工程と
   を含む
   表示装置の製造方法。
5. 前記湿度制御工程において、前記位相差素子もしくは前記透明樹脂フィルム単体の湿度膨張係数と、評価用の表示パネルおよび位相差素子もしくは貼り合わせ前の表示パネルおよび位相差素子において、前記複数の画素電極の配列ピッチ、および前記２種類以上の位相差領域の配列ピッチを計測することにより得られた計測値とを用いて、前記位相差素子の周囲の雰囲気を湿度制御する
   請求項４に記載の表示装置の製造方法。
6. 前記湿度制御工程において、前記位相差素子もしくは前記透明樹脂フィルム単体の湿度膨張係数と、評価用の位相差素子もしくは貼り合わせ前の位相差素子において前記２種類以上の位相差領域の配列ピッチを計測することにより得られた計測値と、前記２種類以上の位相差領域の配列ピッチの設計値とを用いて、前記位相差素子の周囲の雰囲気を湿度制御する
   請求項４に記載の表示装置の製造方法。
7. 前記透明樹脂フィルムは、湿度膨張係数が５×１０^-5／％ＲＨ以上の透明樹脂によって構成されている
   請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
8. 前記透明樹脂フィルムは、トリアセチルセルロースによって構成されている
   請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。

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