JP2024047403A - 表示装置及び表示パネルと光学部材との位置合わせ方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせの精度をより確保しやすい表示装置等を提供する。【解決手段】表示装置は、複数の画素が設けられた表示領域OAを有する表示パネルと、表示領域OAをカバーするように表示パネルの表示面側に張り付けられる光学部材60と、を備え、表示パネルは、透光窓BW1,BW2を表示領域OA外に有し、透光窓BW1と透光窓BW2とは、表示領域OAを挟んで対向するよう配置され、光学部材60は、透光性を有する合成樹脂からなり、V方向に延出してX方向に並ぶ複数の凸レンズ部61と1つの凸レンズ部61Cを有し、凸レンズ部61Cは、他の凸レンズ部61よりもV方向の延出長が長く、延出端の一方側で透光窓BW1と重なり、延出端の他方側で透光窓BW2と重なる。【選択図】図7
Description
本開示は、表示装置及び表示パネルと光学部材との位置合わせ方法に関する。
表示面側にレンチキュラーレンズを設ける表示装置において、表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせを行うために双方にアライメントを設ける方法が知られている(例えば特許文献1)。
特許文献1では、表示パネル及びレンチキュラーレンズに計4か所のアライメントが点在している。しかしながら、レンチキュラーレンズの製造誤差等によって表示パネル側のアライメントとレンチキュラーレンズ側のアライメントとが整合しなくなることがあり、表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせの精度の確保が困難だった。
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたもので、表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせの精度をより確保しやすい表示装置及び表示パネルと光学部材との位置合わせ方法を提供することを目的とする。
本開示の一態様による表示装置は、複数の画素が設けられた表示領域を有する表示パネルと、前記表示領域をカバーするように前記表示パネルの表示面側に張り付けられる光学部材と、を備え、前記表示パネルは、2つのアライメント領域を表示領域外に有し、前記アライメント領域は、光を透過可能な透光領域を含み、前記2つのアライメント領域の一方と他方とは、前記表示領域を挟んで対向するよう配置され、前記光学部材は、透光性を有する合成樹脂からなり、所定方向に延出して前記所定方向に交差する方向に並ぶ複数の凸レンズ部を有するレンチキュラーレンズであり、前記複数の凸レンズ部のうち1つは、他の凸レンズ部よりも前記所定方向の延出長が長く、延出端の一方側で前記2つのアライメント領域の一方と重なり、延出端の他方側で前記2つのアライメント領域の他方と重なる。
本開示の一態様による表示パネルと光学部材との位置合わせ方法は、複数の画素が設けられた表示領域を挟んで対向するよう配置された2つのアライメント領域を表示パネルに設けるステップと、透光性を有する合成樹脂からなり、所定方向に延出して前記所定方向に交差する方向に並ぶ複数の凸レンズ部を有し、前記複数の凸レンズ部のうち1つが他の凸レンズ部よりも前記所定方向の延出長が長いレンチキュラーレンズである光学部材を形成するステップと、前記1つの前記所定方向の延出端の一方側が前記2つのアライメント領域の一方と重なり、前記1つの前記所定方向の延出端の他方側が前記2つのアライメント領域の他方と重なるように前記表示パネルの表示面側に前記光学部材を重ね合わせるステップと、前記1つ及び前記2つのアライメント領域を通る光を前記光学部材側から照射し、前記表示パネル側で観測された光と前記アライメント領域との位置関係に基づいて前記表示パネルと前記光学部材との位置合わせを行うステップと、を含む。
以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
図1は、表示装置1の主要構成を示す図である。表示装置1は、表示パネルと、光学部材60と、を備える。
図2は、表示パネル30の画素配列の一例を示す図である。図2に例示するように、画素48は、例えば、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49Bとを有する。第1副画素49Rは、第1原色(例えば、赤色)を表示する。第2副画素49Gは、第2原色(例えば、緑色)を表示する。第3副画素49Bは、第3原色(例えば、青色)を表示する。このように、表示パネル30に行列状に配列された画素48は、第1の色を表示する第1副画素49R、第2の色を表示する第2副画素49G及び第3の色を表示する第3副画素49Bを含む。第1の色、第2の色及び第3の色は、第1原色、第2原色及び第3原色に限られず、補色など色が異なっていればよい。以下の説明において、第1副画素49R、第2副画素49Gと、第3副画素49Bとをそれぞれ区別する必要がない場合、副画素49という。
副画素49は、X-Y平面に沿って複数配置される。以下、複数の副画素49が配置されている領域を表示領域OAと記載する。
画素48は、第1副画素49R、第2副画素49Gと、第3副画素49Bに加えて、さらに副画素49を有していてもよい。例えば、画素48は、第4の色を表示する第4副画素を有していてもよい。第4副画素は、第4の色(例えば、白色)を表示する。第4副画素は、同じ光源点灯量で照射された場合、第1の色を表示する第1副画素49R、第2の色を表示する第2副画素49G、第3の色を表示する第3副画素49Bよりも明るいことが好ましい。
表示装置1は、より具体的には、透過型のカラー液晶表示装置である。図2に例示するように、表示パネル30は、カラー液晶表示パネルであり、第1副画素49Rと画像観察者との間に第1原色を通過させる第1カラーフィルタが配置され、第2副画素49Gと画像観察者との間に第2原色を通過させる第2カラーフィルタが配置され、第3副画素49Bと画像観察者との間に第3原色を通過させる第3カラーフィルタが配置されている。
なお、第4副画素が設けられる場合、第4副画素と画像観察者との間にカラーフィルタが配置されていない。この場合には、第4副画素に大きな段差が生じることとなる。このため、第4副画素には、カラーフィルタの代わりに透明な樹脂層が備えられていてもよい。これにより、第4副画素に大きな段差が生じることを抑制することができる。
信号出力回路41は、信号線DTLによって表示パネル30と電気的に接続されている。表示パネル駆動部40は、走査回路42によって、表示パネル30における副画素49を選択し、副画素49の動作(光透過率)を制御するためのスイッチング素子(例えば、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor))のオン(ON)及びオフ(OFF)を制御する。走査回路42は、走査線SCLによって表示パネル30と電気的に接続されている。
実施形態1では、複数の信号線DTLは、X方向に並ぶ。各信号線DTLは、Y方向に延出する。複数の走査線SCLは、Y方向に並ぶ。各走査線SCLは、X方向に延出する。従って、実施形態1では、走査回路42から出力される駆動信号に応じて、走査線SCLを共有するようにX方向に並ぶ複数の画素48を含む画素列(ライン)単位で画素48が駆動される。各走査線SCLの延出方向に沿う方向を水平走査方向とする。また、複数の走査線SCLの並び方向を垂直走査方向と記載する。実施形態1では、X方向が水平走査方向に該当し、Y方向が垂直走査方向に該当する。
図1に示すように、表示パネル30は、第1基板31と、第2基板32と、を有する。第1基板31及び第2基板32は、例えばガラス基板のように、透光性を有する基板である。第1基板31には、副画素49の動作(光透過率)を制御するためのスイッチング素子、当該スイッチング素子と接続されて副画素49毎に設けられる画素電極、信号出力回路41、走査回路42、信号線DTL及び走査線SCL等が設けられる。第2基板32には、第1カラーフィルタ、第2カラーフィルタ及び第3カラーフィルタを含むフィルタ層等が設けられる。
第1基板31と第2基板32とは、封止層33を挟んで対向するように配置されている。封止層33は、液晶層LC(図18参照)を含む。液晶層LCの液晶分子は、画素電極の電位と、共通電極の電位と、の関係に応じた配向状態に制御される。各副画素49の光透過率は、各副画素49に設けられた画素電極上に位置する液晶分子の配向状態に応じる。
共通電極は、例えば第1基板31に設けられているが、第2基板32に設けられてもよい。共通電極には、予め定められた電位が与えられる。画素電極の電位は、信号線DTL及びスイッチング素子を介して伝送される画素信号に応じる。画素信号は、表示装置1に対して外部から入力される画像データに応じる。このように、表示装置1は、画像データに応じて各副画素49を動作させることで、画像の表示出力を実現する。
以下、第1基板31と第2基板32との対向方向をZ方向とする。また、Z方向に直交する平面に沿う二方向のうち一方をX方向とし、他方をY方向とする。X方向とY方向とは直交する。
第1基板31を挟んで封止層33の反対側には、偏光層21が設けられている。第2基板32を挟んで封止層33の反対側には、偏光層22が設けられている。偏光層21、偏光層22は、それぞれ予め定められた方向の偏光成分を透過させ、他の方向の偏光成分を遮る。偏光層21が透過させる偏光成分の向き及び偏光層22が透過させる偏光の向きは、液晶層LCの液晶分子の初期配向に応じて予め決定されている。
図示しないが、表示装置1は、画像の表示出力に係り、表示パネル30を挟んで光学部材60の反対側に設けられた光源90からの光を利用する。光源90は、表示パネル30側に光を照射する。表示装置1の画像を視認するユーザは、光源90から発せられて表示パネル30及び光学部材60を通った光を視認することで画像を視認する。
光学部材60は、一面側に凸レンズ部61が形成された透光性の光学部材である。凸レンズ部61は、マルチビュー機能を実現するための凸レンズとして機能する。マルチビュー機能は、複数の視点に対する画像の同時出力を行う機能を指す。
図3は、凸レンズ部61と副画素49との関係を示す図である。図3に示すように、幅W61の範囲内に、複数の副画素49が並んで配置されている。幅W61は、1つの凸レンズ部61のX方向の幅である。副画素49を挟んで光学部材60の反対側から照射されて各副画素49をZ方向に透過する光の進行方向は、凸レンズ部61による屈折の影響を受ける。具体的には、凸レンズ部61の一面60A側に形成された円弧状の出射面のうちX方向の中心位置以外の位置を通過する光の進行方向は、Z方向からZ方向に交差する方向に変化する。これによって、各副画素49をZ方向に透過する光がそれぞれ異なる位置の視点に到達する。実施形態では、凸レンズ部61によって、複数の視点の各々にそれぞれ異なる副画素49を透過した光を到達させることで、マルチビュー機能が実現する。
図1及び図3に示すように、凸レンズ部61は、複数設けられる。複数の凸レンズ部61は、X方向に並ぶ。各凸レンズ部61の延出方向は、X方向及びY方向に対して傾いている。以下、凸レンズ部61の延出方向の傾きについて、図4を参照して説明する。
図4は、表示領域OAにおける副画素49の配置と凸レンズ部61の傾きとの関係の一例を示す図である。図2及び図4に示すように、副画素49は、例えば、X方向及びY方向にマトリクス状に配置されている。具体的には、表示領域OAには、第1副画素49RがY方向に並ぶ画素列と、第2副画素49GがY方向に並ぶ画素列と、第3副画素49BがY方向に並ぶ画素列と、がX方向に交互に並んでいる。これに対して、凸レンズ部61の長辺は、Z方向に直交するX-Y平面において、X方向及びY方向に交差する方向であるV方向に沿う。実施形態では、V方向とY方向との角度θ(図11参照)は、V方向とX方向との角度に比して小さい。凸レンズ部61の長辺とは、凸レンズである凸レンズ部61が形成する円弧(図3参照)のX方向の端部に位置し、幅W61のX方向の端部を縁取る二辺である。
各凸レンズ部61の延出方向がX方向及びY方向に傾いていることで、当該延出方向がY方向に沿う場合に比して、クロストークを抑制しやすくなる。ここでいうクロストークとは、複数の副画素49と視点との対応関係において、ある視点に対応しない副画素49からの光が意図せず当該ある視点に到達してしまう事象をさす。
なお、図4において各副画素49に付されている番号は、対応する視点を示す。すなわち、異なる番号が付された副画素49は、異なる視点に対応する。また、図4では、X方向の幅WXよりもY方向の長さWYの方が長い矩形状の副画素49が表示領域OAにマトリクス状に配置されているが、副画素49の形状及び配置はこれに限られるものでなく、副画素49の形状及び配置は適宜変更されてよい。また、副画素49のX方向の並び数と凸レンズ部61のX方向のピッチpとの関係は図4に示す例に限られるものでなく、マルチビューの設計において意図された視点の数に応じて適宜変更されてよい。
図1及び図3に示すように、光学部材60において凸レンズ部61が形成されている側を一面60Aとする。また、光学部材60において一面60Aの反対側を他面60Bとする。他面60Bは、接着層23を介して偏光層22と接着されている。接着層23は、例えばOCA(Optical Clear Adhesive)のように、透光性を有するフィルム状の両面テープである。
ここで、マルチビューの精度を確保するためには、光学部材60における凸レンズ部61の形成位置と、表示パネル30における副画素49の配置と、の位置合わせの精度の確保が不可欠である。そこで、実施形態では、光学部材60と表示パネル30との位置合わせのための構成が設けられている。以下、当該構成について、図5以降を参照して説明する。
図5は、正面視点から光学部材60を見た場合の図である。ここでいう正面視点とは、X-Y平面を正面視する視点をさす。正面視点から当該光学部材60を積層配置した表示パネル30を見ることを平面視と称してもよい。図3及び図4を参照して説明したように、光学部材60は、複数の凸レンズ部61を有する。複数の凸レンズ部61が並べられた範囲は、表示領域OAをカバーする。すなわち、接着層23による接着を介して光学部材60と表示パネル30との位置関係が固定されることで、表示装置1によって出力される画像を視認するユーザは、凸レンズ部61を通過した光を視認することで画像を認識する。
また、複数の凸レンズ部61のうち1つは、他の凸レンズ部61に比してV方向の長さがより長い。図5等は、係る1つの凸レンズ部61を凸レンズ部61Cとして示している。凸レンズ部61Cは、表示領域OAの中心点CPを通過する。中心点CPは、表示領域OAのX方向の中間点であって、かつ、表示領域OAのY方向の中間点である。凸レンズ部61CのV方向の延出長は、表示パネル30に形成された透光窓BW1,BW2(図6参照)の配置(又は表示パネル30Aに形成された透光窓MW1,MW2(図8参照)の配置)に対応する。なお、他面60B(図1、図3参照)は、X-Y平面に沿う。また、一面60A(図1、図3参照)のうち、凸レンズ部61及び凸レンズ部61Cが形成されていない範囲である額縁部62は、X-Y平面に沿う。
図6は、正面視点から表示パネル30を見た場合の図である。図6に示すように、表示パネル30は、表示領域OAの外縁を囲うように遮光部BMが形成されている。遮光部BMは、光源90からの光を遮蔽する。遮光部BMは、例えば第2基板32の封止層33側の面に形成されている。表示パネル30の遮光部BMには、光を透過できる透光窓BW1,BW2が形成されている。透光窓BW1と透光窓BW2とは、表示領域OAを挟んでV方向に対向する位置関係にある。透光窓BW1,BW2の内周辺は、例えば平行四辺形状である。当該平行四辺形の四辺のうち二辺は、X方向に沿う。当該平行四辺形の四辺のうち他の二辺は、V方向に沿う。透光窓BW1,BW2の内周辺の内側は、透光領域として機能する。
図7は、図5に示す光学部材60と図6に示す表示パネル30とが重なり合った状態における光学部材60と第2基板32との正面視点での位置関係を示す図である。図7に示す例では、凸レンズ部61Cのうち表示領域OA外に延出する部分と、透光窓BW1,BW2とは重なる。
なお、凸レンズ部61Cのうち表示領域OA外に延出する部分と重なる構成は、遮光部BMに形成された透光窓BW1,BW2に限定されない。
図8は、正面視点から表示パネル30Aを見た場合の図である。図8に示す表示パネル30Aでは、遮光部BMに透光窓BW1,BW2が形成されていない。表示パネル30Aでは、表示領域OA外であって遮光部BMのさらに外側に透光窓MW1,MW2が形成されている。透光窓MW1,MW2は、枠状のパターンである。透光窓MW1,MW2は、例えば、第1基板31に対する蒸着工程で形成されたメタルパターンである。透光窓MW1,MW2は、外縁を遮光部BMに囲われた表示領域OAを挟んでV方向に対向する位置関係にある。
透光窓MW1,MW2によって縁取られた範囲の内周辺は、例えば平行四辺形状である。当該平行四辺形の四辺のうち二辺は、X方向に沿う。当該平行四辺形の四辺のうち他の二辺は、V方向に沿う。以上、特筆した事項を除いて、表示パネル30Aは、表示パネル30と同様である。
図9は、図5に示す光学部材60と図8に示す表示パネル30Aとが重なり合った状態を示す図である。図9に示す例では、凸レンズ部61Cのうち表示領域OA外に延出する部分と、透光窓MW1,MW2とは重なる。
凸レンズ部61Cのうち表示領域OA外に延出する部分と、透光窓BW1,BW2(又は透光窓MW1,MW2)との重なりに基づいて、光学部材60と表示パネル30との位置合わせを行うことができる。
図10は、光学部材60と表示パネル30との位置合わせに係る測定の第1工程と第2工程を示す図である。図10の「観察位置」で示すように、偏光層22、接着層23を挟んで光学部材60と表示パネル30とがZ方向に重ね合わされた状態で、光学部材60の凸レンズ部61C側から平行光が照射される。言い換えれば、光学部材60と表示パネル30との位置合わせに係る測定が行われる時点では、第1基板31に偏光層21が設けられていない。そして、当該凸レンズ部61CとZ方向に対向する位置において第1基板31側からマイクロスコープMSによる観察が行われる。当該測定の第1工程は、マイクロスコープMSを位置P1に設定し、当該マイクロスコープMSで視認できる観察像PG1の焦点を凸レンズ部61Cによって集光された当該平行光に合わせる。図6から図9では、凸レンズ部61Cによって集光された当該平行光が描く光帯を光帯MCとして図示している。光帯MCは、正面視点から見た場合、V方向に沿う筋状の光である。図10では、光帯MCとして機能する光がマイクロスコープMSに入射していることが図示されている。当該測定の第2工程は、マイクロスコープMSを位置P2に設定し、当該マイクロスコープMSで視認できる観察像PG2の焦点をアライメント領域WWに合わせる。アライメント領域WWは、透光窓BW1,MW2、透光窓MW1,MW2のいずれかである。すなわち、図6を参照して説明した表示パネル30が採用される場合、光学部材60と表示パネル30との位置合わせに係る測定のための観察は、透光窓BW1,BW2に対して行われる。また、表示パネル30に代えて図8を参照して説明した表示パネル30Aが採用される場合、光学部材60と表示パネル30との位置合わせに係る測定のための観察は、透光窓MW1,MW2に対して行われる。第1工程と第2工程とで、マイクロスコープMSのX方向の位置及びY方向の位置は変化しない。
光学部材60と表示パネル30との位置合わせに係る測定の第1工程では、上記したように、観察像の焦点が光帯MCに合う。この状態で、光帯MCの中心線上の2点の位置の特定が行われる。当該中心線は、V方向に沿う。図10では、当該2点のうち一方を点E1とし、他方を点E2として示している。点E1は、アライメント領域WWの内周辺のうちX方向に沿う二辺の一方と重なる。点E2は、アライメント領域WWの内周辺のうちX方向に沿う二辺の他方と重なる。なお、第1工程で得られる観察像PG1では、アライメント領域WWの内周辺に対して焦点が合っていないためアライメント領域WWの内周辺がぼやけるものの、内周辺のおおよその位置は特定可能であることから、当該おおよその位置を想定して点E1及び点E2の特定が行われる。
光学部材60と表示パネル30との位置合わせに係る測定の第2工程では、上記したように、観察像の焦点がアライメント領域WWに合う。ここで、第1工程で特定された点E1,E2の位置とアライメント領域WWの内周辺のうちX方向に沿う二辺と、の位置関係に基づいて光学部材60と表示パネル30との位置合わせが行われる。
仮に、光学部材60と表示パネル30との位置合わせにおいてV方向以外のずれが生じていた場合、アライメント領域WWの内周辺のうちX方向に沿う二辺の一方のX方向の中間点と、点E1とが重ならず、アライメント領域WWの内周辺のうちX方向に沿う二辺の他方のX方向の中間点と、点E2とが重ならない。従って、アライメント領域WWの内周辺のうちX方向に沿う二辺の一方のX方向の中間点と、点E1とが重なり、アライメント領域WWの内周辺のうちX方向に沿う二辺の他方のX方向の中間点と、点E2とが重なるよう、光学部材60と表示パネル30との位置合わせが行われる。
なお、光学部材60と表示パネル30との位置合わせにおけるV方向のずれは、複数の凸レンズ部61が表示領域OAをカバーしないほどの顕著なずれが生じない限り、表示装置1によるマルチビューの精度に対して影響を与えない。
なお、第2工程では、第1工程における光帯MCに焦点が合わない。このため、第2工程で得られる観察像PG2では、焦点が合っていない状態の光帯MCをブラー光帯MCMとして示している。
図11は、アライメント領域WWを設ける位置の基準の一例を示す図である。図11に示すように、中心点CPを通り、Y方向に沿う直線を基準線CL1とする。また、中心点CPを通り、V方向に沿う直線を中間線MCLとする。中間線MCL上であって、かつ、表示領域OA外である2点の一方を基準点PD1とし、他方を基準点PD2とする。基準点PD1と基準点PD2とは表示領域OAを挟んで対向する位置にあるものとする。
中心点CPの位置をX方向の座標とY方向の座標との組み合わせにおけるXY座標系における原点(X,Y)=(0,0)であるとする。図11における基準点PD1は、当該原点に対してX方向及びY方向に正方向(+)に位置するものとする。図11における基準点PD2は、当該原点に対してX方向及びY方向に負方向(-)に位置するものとする。また、表示領域OAのY方向の幅をhAAとする。また、表示領域OAと基準点PD1とのY方向の距離をαとする。また、表示領域OAと基準点PD2とのY方向の距離をβとする。
表示パネル30と光学部材60との位置合わせに係り、基準点PD1,PD2をアライメント領域WWの中心位置とするとよい。具体的には、基準点PD1を透光窓BW1又は透光窓MW1の中心位置とし、基準点PD2を透光窓BW2又は透光窓MW2の中心位置とすることで、図5から図10を参照して説明した透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2を利用した表示パネル30と光学部材60との位置合わせを実現できる。なお、アライメント領域WWの中心位置とは、アライメント領域WWの内縁が形成する平行四辺形の対角線の交点の位置をさす。
以上、基準点PD1,PD2に対応するアライメント領域WWの位置が、中心点CPを通過する中間線MCL上に位置する場合について説明した。なお、アライメント領域WWの位置は、中間線MCL上に限られるものでない。例えば、中心点CPに対してX方向に所定距離cだけ離れた位置にある想定点DPを通過する想定線DCL上に位置する基準点PD3,PD4をアライメント領域WWの中心位置としてもよい。所定距離cは、表示領域OAのX方向の幅の1/10以下であることが望ましい。基準点PD3の座標は(X,Y)=(dU+c,α+(hAA/2))と表せる。基準点PD4の座標は(X,Y)=(-dD+c,-β-(hAA/2))と表せる。
なお、アライメント領域WWが想定線DCL上に位置する場合、凸レンズ部61CのV方向に沿う中心線及び図10を参照して説明した平行光も想定点DPと重なることが望ましい。従って、所定距離cは、凸レンズ部61のX方向のピッチの自然数倍であることが望ましい。図6に示す仮想光帯MDは、光帯MC以外の位置で平行光が照射される場合の候補例を概略的に示したものである。図6に示す仮想光帯MDは、遮光部BMで遮蔽されているが、実際には透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2のようなアライメント領域WWが形成され、当該アライメント領域WWまで延出する。
次に、実施形態の技術的意義について、参考例との比較に基づいて説明する。
図12は、実施形態における光学部材60に代えて参考例で採用される光学部材600を示す図である。図12に示すように、光学部材600は、光学部材60と同様、複数の凸レンズ部61を有する。ただし、光学部材600は、光学部材60と異なり、凸レンズ部61Cを有しない。光学部材600は、凸レンズ部601と凸レンズ部602を有する。凸レンズ部601及び凸レンズ部602は、Y方向の一端側の延出長が他の凸レンズ部61よりも長く、Y方向の他端側の延出長が他の凸レンズ部61と同じである点を除いて、凸レンズ部61と同様の光学的機能を有する。
図13は、図12に示す光学部材600に対応した表示パネルに設けられる遮光部BMの形態を示す図である。図13に示すように、光学部材600に対応した表示パネルに設けられる遮光部BMには、透光窓BWa,BWbが設けられる。透光窓BWaは、図13に示す遮光部BMが設けられた表示パネルと光学部材600とが張り合わされた場合に凸レンズ部601の一端側と重なる。透光窓BWbは、図13に示す遮光部BMが設けられた表示パネルと光学部材600とが張り合わされた場合に凸レンズ部602の一端側と重なる。
図14は、図13に示す透光窓BWa内における光帯MMaと、理想線601Cと、の位置ずれの例を示す図である。理想線601Cは、凸レンズ部601のX方向の中心線が本来あるべき位置を示す。図15は、図13に示す透光窓BWb内における光帯MMbと、理想線602Cと、の位置ずれの例を示す図である。理想線602Cは、凸レンズ部602のX方向の中心線が本来あるべき位置を示す。
実施形態ではアライメント領域WWに照射された平行光が凸レンズ部61Cによって集光されることで光帯MCが現れていた。これに対し、参考例では、透光窓BWa,BWbに平行光が照射される。ところで、光学部材60や光学部材600のように複数の凸レンズ部61を有する構成は、レンチキュラーレンズと呼ばれる。レンチキュラーレンズは温度に応じた体積の変化の度合いがガラスに比して顕著であり、製造時の温度状態に応じて膨張又は収縮し、これによって凸レンズ61間のピッチにずれが生じてしまう場合がある。このような光学部材600を表示パネルに積層すると、透光窓BWa,BWb内で平行光を集光する凸レンズ部601,602の焦点位置が本来あるべき理想線601C,602Cからずれてしまうことが考えられる。
図14では、凸レンズ部601によって集光された平行光が描く光帯MMaが、本来あるべき位置である理想線601CからX方向の一方側にずれている。図15では、凸レンズ部602によって集光された平行光が描く光帯MMbが、本来あるべき位置である理想線602CからX方向の他方側にずれている。以下、図14及び図15で例示した参考例における位置ずれについて、図16及び図17を参照して説明する。
図16は、理想的なピッチpに基づいて位置決めされた透光窓BWa,BWbの中心座標PDa,PDbを示す図である。図16に示すように、中間線MCLと中間線NCLとのX方向の間隔がピッチpである状態を理想とする。中間線NCLは、凸レンズ部61Cに対してX方向に隣り合う凸レンズ部61のX方向の中間線である。中間線NCLは、V方向に沿う。このように、凸レンズ部61のX方向のピッチが理想的なピッチpである場合、中心座標PDaは理想線601C上に位置し、中心座標PDbは理想線602C上に位置する。
図17は、理想とは異なるピッチp´による平行光の焦点位置に対応する光帯MMa,MMb上を通る座標PDc,PDbと中心座標PDa,PDbとの位置関係を示す図である。図17に示すように、製造過程において光学部材600の凸レンズ部61のピッチpが異なるピッチp´になってしまうと、中心点CPからX方向により遠い位置にある凸レンズ部61ほど、中心点CPを基準とした理想的な凸レンズ部61の配置からのずれがより大きくなる。
具体的には、理想的なピッチpを前提として決定された中心座標PDaに対して、ピッチp´になった光学部材600の理想線601C上を通る座標PDcの位置は、X方向にnL|p-p´|離れた位置になる。すなわち、ピッチがピッチp´になることで、理想線601Cと中心座標PDaとのX方向の位置ずれが、nL|p-p´|生じる。同様に、理想的なピッチpを前提として決定された中心座標PDbに対して、ピッチp´になった光学部材600の理想線602C上を通る座標PDdの位置は、X方向にnR|p-p´|離れた位置になる。すなわち、ピッチがピッチp´になることで、理想線602Cと中心座標PDbとのX方向の位置ずれが、nR|p-p´|生じる。このように、参考例によれば、ピッチのばらつきによって表示パネル30と光学部材600との位置決めが困難になる。より具体的には、このように異なる凸レンズ部61を対象として透光窓BWa,BWbを設け、そこからの光を観察する方法では、ピッチずれに対応できない虞がある。
これに対し、実施形態においては、アライメント領域を設ける対象である凸レンズ部61が同じであるため、中心点CP上を通過する中間線MCLを基準として定められた基準点PD1,PD2は、ピッチpがピッチp´になったとしても、中間線MCLとの位置関係が変わらない。このため、実施形態によれば、ピッチのばらつきに関わらず表示パネル30と光学部材60との位置決めを高精度に実現できる。
なお、実施形態では、光学部材60の製造誤差等によって凸レンズ部61の長手方向とV方向とに角度ずれが生じた場合であっても、凸レンズ部61Cと2つのアライメント領域(例えば透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2)との位置ずれを最小限にできる。なぜならば、実施形態では、当該2つのアライメント領域が表示領域OAを挟んでV方向に対向する配置であること、凸レンズ部61Cの中間線MCLが当該2つのアライメント領域同士の配置の中間点(例えば中心点CP)を通るように光学部材60と表示パネル30とを重ね合わせること、が満たされている。従って、例えば、凸レンズ部61の長手方向とV方向との角度ずれがθ2であるとすると、基準点PD2と中間線MCLのX方向のずれ量は、H×tanθ2に過ぎない。なお、図16及び図17に示す距離Hは、H=(hAA/2)+βと表せる。
図18は、透光窓BW1,BW2、透光窓MW1,MW2のY方向の位置の一例を示す図である。透光窓BW1,BW2が設けられる場合、第2基板32を挟んで偏光層22の反対側の面に設けられた遮光部BMのY方向の端部に設けられる。透光窓MW1,MW2が設けられる場合、第1基板31を挟んで偏光層21の反対側の面に設けられる。光学部材60のY方向の長さは、透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2のうち設けられた構成のY方向の配置をカバー可能な長さである。なお、上述の如くアライメント領域の観察時には偏光層21は設けられておらず、光学部材60を積層配置した後、偏光層21として機能する構成(例えば、偏光板又は偏光フィルム)が第1基板31に接着される。これにより、アライメント領域(透光窓BW1,BW2)が2枚の偏光層21,22の間に位置づけられることとなり、光源90からの光が当該アライメント領域から漏出することはない。
液晶層LCの正面視点での外縁に沿って封止部材SPが設けられている。液晶層LCは、Z方向に第1基板31と第2基板32とに挟まれ、正面視点における外縁を当該封止部材で封止されることで、表示領域OA内で保持されている。
図19は、表示装置1の製造における表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)と光学部材60との位置合わせ工程の流れを示すフローチャートである。まず、2つのアライメント領域(例えば、透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2)が設けられた当該表示パネルの製造が行われる(ステップS1)。以下、図19を参照した説明で単に2つのアライメント領域と記載した場合、ステップS1で製造された当該表示パネルにおける2つのアライメント領域をさす。また、2つのアライメント領域に対応した位置に凸レンズ部61Cが設けられた光学部材60の形成が行われる(ステップS2)。ステップS1の処理とステップS2の処理は順不同である。例えば、2つのアライメント領域の位置が設計上確定していれば、その設計を踏まえて先に光学部材60が形成されてもよい。
実施形態では、ステップS1とステップS3との間に、第2基板32の外面側、すなわち、表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)の表示面側に偏光層22が貼り付けられる。また、偏光層22の貼り付け後に、さらに、接着層23が偏光層22の外面側又は光学部材60の他面60B側に張り付けられる。
次に、凸レンズ部61CのV方向の延出端の一方側が2つのアライメント領域の一方と重なり、凸レンズ部61CのV方向の延出端の他方側が2つのアライメント領域の他方と重なるように表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)の表示面側(偏光層22側)に光学部材60が重ね合わせられる(ステップS3)。ステップS3の時点では、接着層23による光学部材60と偏光層22との完全な貼り合わせは行われておらず、光学部材60と当該表示パネルとの正面視点での位置調整が可能な程度の隙間が保持されている。
次に、図10を参照して説明した第1工程と第2工程とが行われる(ステップS4)。
すなわち、凸レンズ部61C及び2つのアライメント領域を通る光を光学部材60側から照射し、表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)側で観測された光とアライメント領域との位置関係に基づいて当該表示パネルと光学部材60との位置合わせが行われる。ステップS4の処理を経て決定された当該表示パネルと光学部材60との正面視点での位置合わせが保持された状態で、偏光層22の外面側と光学部材60の他面60B側との張り合わせが行われる。
すなわち、凸レンズ部61C及び2つのアライメント領域を通る光を光学部材60側から照射し、表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)側で観測された光とアライメント領域との位置関係に基づいて当該表示パネルと光学部材60との位置合わせが行われる。ステップS4の処理を経て決定された当該表示パネルと光学部材60との正面視点での位置合わせが保持された状態で、偏光層22の外面側と光学部材60の他面60B側との張り合わせが行われる。
以上、図1に示す積層構成に基づいた説明を行ってきたが、実施形態に係る表示装置の積層構成は、図1に示すものに限定されない。
図20は、図1に示す表示装置1とは異なる表示装置1Aの主要構成を示す図である。図20に示す表示装置1Aは、図1に示す表示装置1の接着層23が接着層24に置換され、さらに、ギャップ材25が設けられている点で、表示装置1と異なる。接着層24は、硬化処理前に流動性を有し、硬化処理後に流動性を喪失する接着材料からなる。具体的には、接着層24は、例えばOCR(Optical Clear Resin)のように、紫外線が照射されることで硬化する接着性の合成樹脂である。ギャップ材25は、偏光層22が設けられた第2基板32と、光学部材60と、の間の間隔を接着層24の硬化処理前後で保持する部材である。ギャップ材25は、例えば正面視点で表示領域OAの外側を取り巻くように設けられた合成樹脂製の枠体である。以上、特筆した事項を除き、表示装置1Aは、表示装置1と同様である。
以上説明したように、実施形態によれば、表示装置(例えば、表示装置1又は表示装置1A)は、複数の画素48が設けられた表示領域OAを有する表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)と、表示領域OAをカバーするように当該表示パネルの表示面側に張り付けられる光学部材60と、を備える。当該表示パネルは、2つのアライメント領域(例えば、透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2)を表示領域OA外に有する。当該アライメント領域は、光を透過可能な透光領域を含む。当該2つのアライメント領域の一方と他方とは、表示領域OAを挟んで対向するよう配置されている。光学部材60は、透光性を有する合成樹脂からなり、所定方向(例えば、V方向)に延出して当該所定方向に交差する方向(例えば、X方向)に並ぶ複数の凸レンズ部61を有するレンチキュラーレンズである。複数の凸レンズ部61のうち1つである凸レンズ部61Cは、他の凸レンズ部61よりも当該所定方向の延出長が長く、延出端の一方側で当該2つのアライメント領域の一方と重なり、延出端の他方側で当該2つのアライメント領域の他方と重なる。
また、実施形態における表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)と光学部材60との位置合わせ方法は、複数の画素48が設けられた表示領域OAを挟んで対向するよう配置された2つのアライメント領域(例えば、透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2)を当該表示パネルに設けるステップと、透光性を有する合成樹脂からなり、所定方向(例えば、V方向)に延出して当該所定方向に交差する方向(例えば、X方向)に並ぶ複数の凸レンズ部61を有し、複数の凸レンズ部61のうち1つである凸レンズ部61Cが他の凸レンズ部61よりも当該所定方向の延出長が長いレンチキュラーレンズである光学部材60を形成するステップと、凸レンズ部61Cの当該所定方向の延出端の一方側が当該2つのアライメント領域の一方と重なり、凸レンズ部61Cの当該所定方向の延出端の他方側が当該2つのアライメント領域の他方と重なるように当該表示パネルの表示面側に光学部材60を重ね合わせるステップと、凸レンズ部61C及び当該2つのアライメント領域を通る光を光学部材60側から照射し、当該表示パネル側で観測された光と当該アライメント領域との位置関係に基づいて当該表示パネルと光学部材60との位置合わせを行うステップと、を含む。
実施形態によれば、凸レンズ部61C及び2つのアライメント領域(例えば、透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2)を通る光を光学部材60側から照射し、表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)側で観測された光と当該アライメント領域との位置関係に基づいて当該表示パネルと光学部材60との位置合わせを行うことができる。上記したように、表示領域OAを挟んで対向する位置にある当該2つのアライメント領域と凸レンズ部61Cとは位置ずれを生じにくいので、当該光を利用した位置合わせをより確実により高精度で行える。従って、表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせの精度をより確保しやすくなる。
また、複数の凸レンズ部61のうち1つである凸レンズ部61Cが、中心点CPを通る位置で表示領域OAと重なることで、中心点CP又はその付近を通過する光帯(例えば、光帯MC)を利用して、表示パネル(例えば、表示パネル30又は表示パネル30A)と光学部材60との位置合わせを行うことができる。仮に、複数の凸レンズ部61のピッチが理想的でない等のばらつきが生じたとしても、位置合わせにおける当該ピッチのばらつきによる影響を最小限にすることができることから、表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせの精度をより確保しやすくなる。
また、2つのアライメント領域(例えば、透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2)の各々が、透光領域を囲う枠を有することで、当該アライメント領域の位置をより明らかにできる。また、当該アライメント領域内に照射される光帯(例えば、光帯MC)を利用した位置合わせにおいて、当該光帯と当該枠との位置関係に基づいて位置合わせをより確実により高精度で行える。従って、表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせの精度をより確保しやすくなる。
また、2つのアライメント領域(例えば、透光窓BW1,BW2又は透光窓MW1,MW2)の各々の枠が、平行四辺形状の内縁を有するようにし、さらに、当該平行四辺形の四辺のうち二辺は、複数の凸レンズ部の並び方向(例えば、X方向)に沿い、他の二辺は、所定方向(例えば、V方向)に沿うことで、凸レンズ部61Cにより収束する光帯(例えば、光帯MC)と当該他の二辺とを平行にできる。従って、当該を利用した位置合わせにおいて、当該光帯と当該枠との位置関係に基づいた位置合わせをより直感的で容易なものとすることができる。従って、表示パネルとレンチキュラーレンズとの位置合わせの精度をより確保しやすくなる。
なお、表示パネル30の表示領域OAに設けられる複数の画素48の配置、1つの画素48に設けられる副画素49の数及び副画素49の配置等、表示パネル30の詳細な設計事項のうち図2から図4で例示したものはあくまで一例であるに過ぎず、適宜変更されてよい。その他、特許請求の範囲に記載された発明特定事項によって限定された事項に含まれない各種の事項は、実施形態の説明に係り例示されたものに限定されるものでなく、適宜変更されてよい。
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。
1 表示装置
30 表示パネル
60 光学部材
61,61C 凸レンズ部
BW1,BW2,MW1,MW2 透光窓
30 表示パネル
60 光学部材
61,61C 凸レンズ部
BW1,BW2,MW1,MW2 透光窓
Claims (6)
- 複数の画素が設けられた表示領域を有する表示パネルと、
前記表示領域をカバーするように前記表示パネルの表示面側に張り付けられる光学部材と、を備え、
前記表示パネルは、2つのアライメント領域を表示領域外に有し、
前記アライメント領域は、光を透過可能な透光領域を含み、
前記2つのアライメント領域の一方と他方とは、前記表示領域を挟んで対向するよう配置され、
前記光学部材は、透光性を有する合成樹脂からなり、所定方向に延出して前記所定方向に交差する方向に並ぶ複数の凸レンズ部を有するレンチキュラーレンズであり、
前記複数の凸レンズ部のうち1つは、他の凸レンズ部よりも前記所定方向の延出長が長く、延出端の一方側で前記2つのアライメント領域の一方と重なり、延出端の他方側で前記2つのアライメント領域の他方と重なる、
表示装置。 - 前記1つは、前記表示領域の中心を通る位置で前記表示領域と重なる、
請求項1に記載の表示装置。 - 前記アライメント領域は、前記透光領域を囲う枠を有する、
請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記枠は、平行四辺形状の内縁を有する、
請求項3に記載の表示装置。 - 前記平行四辺形の四辺のうち二辺は、前記複数の凸レンズ部の並び方向に沿い、他の二辺は、前記所定方向に沿う、
請求項4に記載の表示装置。 - 複数の画素が設けられた表示領域を挟んで対向するよう配置された2つのアライメント領域を表示パネルに設けるステップと、
透光性を有する合成樹脂からなり、所定方向に延出して前記所定方向に交差する方向に並ぶ複数の凸レンズ部を有し、前記複数の凸レンズ部のうち1つが他の凸レンズ部よりも前記所定方向の延出長が長いレンチキュラーレンズである光学部材を形成するステップと、
前記1つの前記所定方向の延出端の一方側が前記2つのアライメント領域の一方と重なり、前記1つの前記所定方向の延出端の他方側が前記2つのアライメント領域の他方と重なるように前記表示パネルの表示面側に前記光学部材を重ね合わせるステップと、
前記1つ及び前記2つのアライメント領域を通る光を前記光学部材側から照射し、前記表示パネル側で観測された光と前記アライメント領域との位置関係に基づいて前記表示パネルと前記光学部材との位置合わせを行うステップと、を含む
表示パネルと光学部材との位置合わせ方法。
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