三次元画像表示装置の製造方法

【課題】表示パネルとレンチキュラレンズとの距離を高精度に制御するとともに、高い接着性を確保できる三次元画像表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態の三次元画像表示装置の製造方法は、レンチキュラレンズを有するレンズ板、及び画像を表示する表示パネルの少なくともどちらか一方に、前記レンズ板と前記表示パネルが貼り合わせられた状態で隙間を形成するように、不連続部分を有する枠形状に接着部材を供給する工程と、前記レンズ板と前記表示パネルとを、前記表示パネルに前記レンチキュラレンズを向けて、前記接着部材を介して貼り合わせる工程と、減圧雰囲気下において、前記レンズ板と前記表示パネルとを貼り合わせた状態で、前記隙間に接着剤を供給し、前記隙間を封止する工程と、を有し、前記封止する工程の後に、前記減圧雰囲気の圧力を上昇させることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、三次元画像表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元画像表示装置の表示パネルとしてレンチキュラレンズを備える三次元画像表示装置が開発されている。この種の三次元画像表示装置の製造方法において、表示パネル上にレンチキュラレンズを設ける場合には、そのレンチキュラレンズを有するレンズ板を、表示パネル上において、矩形の枠形状に塗布された接着剤により、表示パネルに貼り合わせている。
【０００３】
表示パネルとレンチキュラレンズとの間の距離を高精度に制御するために、減圧雰囲気中で、表示パネルとレンズ板とを、表示パネルにレンチキュラレンズを向けて枠形状の接着部材を介して貼り合わせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７０８１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
三次元画像表示装置の表示パネルでは、表示パネルとレンチキュラレンズとの距離を高精度に制御するとともに、高い接着性を確保することが要求されるため、製造方法における圧力制御や接着部材の形状や高さ寸法の設定が複雑となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態にかかる三次元画像表示装置の製造方法は、レンチキュラレンズを有するレンズ板、及び画像を表示する表示パネルの少なくともどちらか一方に、前記レンズ板と前記表示パネルが貼り合わせられた状態で隙間を形成するように、不連続部分を有する枠形状に接着部材を供給する工程と、前記レンズ板と前記表示パネルとを、前記表示パネルに前記レンチキュラレンズを向けて、前記接着部材を介して貼り合わせる工程と、減圧雰囲気下において、前記レンズ板と前記表示パネルとを貼り合わせた状態で、前記隙間に接着剤を供給し、前記隙間を封止する工程と、を有し、前記封止する工程の後に、前記減圧雰囲気の圧力を上昇させることを特徴とする三次元画像表示装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る三次元画像表示装置の概略構成を示す断面図。
【図２】同三次元画像表示装置の製造方法を示すフローチャート。
【図３】同三次元画像表示装置の製造装置を示すブロック図。
【図４】同製造方法における塗布工程を示す説明図。
【図５】同製造方法における塗布工程後の接着部材の状態を示す説明図。
【図６】同製造方法における貼り合わせ工程を示す説明図。
【図７】同製造方法における減圧工程を示す説明図。
【図８】同製造方法における隙間の状態を示す説明図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る三次元画像表示装置の製造方法を示すフローチャート。
【図１０】同三次元画像表示装置の製造装置を示すブロック図。
【図１１】同製造方法における隙間の状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[第１実施形態]
以下一実施形態にかかる三次元画像表示装置１０及び三次元画像表示装置１０の製造方法について、図１乃至図８を参照して説明する。各図においては適宜構成を拡大、縮小、または省略して概略的に示す。
【０００９】
図１に示す三次元画像表示装置（以下表示装置）１０は、画像を表示する表示パネル２と、その表示パネル２上に接着部材３を介して設けられ、表示パネル２側にレンチキュラレンズ４ａを有するレンズ板４とを備えている。これらの表示パネル２、接着部材３及びレンズ板４により形成される内部空間である閉空間Ｎは気密封止され、閉空間Ｎはその内圧が大気圧より低い気密状態になっている。
【００１０】
表示パネル２は、アレイ基板等の背面基板となる第１基板２ａと、前面基板となる第２基板２ｂとを具備している。この表示パネル２の面内には、複数の画素が所定のパターンで、例えばマトリクス状（格子状）に配列されている。このような表示パネル２としては、例えば、液晶表示パネルを用いる。第１基板２ａと第２基板２ｂとの間には、液晶層（図示せず）が設けられており、この表示パネル２の外面には、２つの偏光板２ｃ、２ｄが設けられている。それらの偏光板２ｃ、２ｄは、各々対向させて表示パネル２に配置されている。
【００１１】
第１基板２ａは、例えば矩形状のガラス基板である。この第１基板２ａの内面（第２基板２ｂに対向する面：図１中の上面）には、複数の画素電極や、それらに電位を供給するための電気配線（いずれも図示せず）等が設けられている。各画素電極は画素毎にドット状（点状）に設けられており、電気配線はマトリクス状（格子状）に設けられている。第２基板２ｂは、例えば矩形状のガラス基板である。この第２基板２ｂの内面（第１基板２ａに対向する面：図１中の下面）には、カラーフィルタＦや共通電極となる対向電極（図示せず）等が設けられている。カラーフィルタＦは、ドット状あるいはストライプ状に設けられた複数の着色層（赤、緑及び青）と、ブラックマトリクス等の遮光層とにより構成されている。
【００１２】
接着部材３は、レンチキュラレンズ４ａの周囲を囲むように表示パネル２とレンズ板４との間に設けられ、表示パネル２とレンズ板４とを接着するための部材である。この接着部材３は、例えば、周縁に沿うようにして、矩形の枠形状に、表示パネル２とレンズ板４との間に形成されている。接着部材３は、表示パネル２とレンズ板４とを接合して閉空間Ｎを形成する側壁として機能し、閉空間Ｎの気密性も維持する。接着部材３としては、例えば光硬化性樹脂等を用い、ここではＵＶ硬化性樹脂とした。
【００１３】
レンズ板４は、三次元画像を生成するためのレンチキュラレンズ４ａを有するレンズ基板やレンズシート等のレンズ部材である。このレンズ板４は、例えば矩形状の基板である。レンチキュラレンズ４ａは、円柱を軸方向に２つに割った形状であるシリンドリカルレンズ（円筒面レンズ）４ａ１を軸方向（長手方向、すなわち稜線方向）に直交する方向（短手方向）に隣接させて並べることにより形成されている。ここで、シリンドリカルレンズ４ａ１は円筒状のレンズで一方向にのみ曲率があるレンズであり、一つの屈曲面を有している。また、レンチキュラレンズ４ａは、レンズ板４の内面に固定されてレンズ板４の一部として設けられている。なお、レンチキュラレンズ４ａ及びレンズ板４は、別体で形成された後に一体化されても、最初から同一材料を用いて一体で形成されてもよい。
【００１４】
表示装置１０は、マトリクス状に配置された各画素に対応する画素電極に対し、画像信号（画像データ）に応じて電圧を印加することにより、各画素（液晶層）の光学特性を変化させて画像を表示する。特に、表示装置１０は、インテグラルイメージング方式を用いて、見る角度により微妙に見え方が異なる複数の視差画像（二次元画像）を表示し、三次元画像を形成する。この三次元画像は、自然で、見やすく、さらに疲れ難い画像であり、さらに、そのような三次元画像を見ることが可能な範囲は連続的となる。
【００１５】
次に、表示装置１０の製造方法について図２乃至図９を参照して説明する。表示装置１０の製造方法は、図２に示すように、一例として、塗布工程（Ｓ１）と、設置工程（Ｓ２）と、位置合わせ工程（Ｓ３）と、貼り合わせ工程（Ｓ４）と、第１硬化工程（Ｓ５）と、減圧工程（Ｓ６）と、封止工程（Ｓ７）と、減圧緩和（引き込み）工程（Ｓ８）と、第２硬化工程（Ｓ９）と、確認工程（Ｓ１０）と、を備えている。
【００１６】
この製造方法に用いられる製造装置は、図３に示すように、塗布装置１１や貼り合わせ装置２０に加え、これらを制御する制御部３０を備えて構成されている。
【００１７】
図４に示す塗布装置１１はノズル１２ａから接着部材３を吐出する塗布ヘッド１２を備えている。塗布ヘッド１２は、接着部材３を内部に収容し、その内部に連通するノズル１２ａから接着部材３を吐出する。塗布ヘッド１２にはレーザを利用した非接触の変位計であるレーザ変位計１４が取り付けられている。
【００１８】
塗布工程（Ｓ１）では、塗布装置１１を用いて表示パネル２に接着剤としての接着部材３を塗布する。具体的にはノズル１２ａから接着部材３を吐出する塗布ヘッド１２に対して、表示パネル２が載置されたステージ１３をＸＹ方向に移動させ、ステージ１３上の表示パネル２に接着部材３を塗布する。塗布を行う場合、塗布ヘッド１２のノズル１２ａとステージ１３上の表示パネル２との塗布ギャップを計測する。この塗布ギャップが塗布装置１１の制御部３０によるフィードバック制御に用いられ、塗布ヘッド１２のノズル１２ａとステージ１３上の表示パネル２との塗布ギャップは一定に維持される。
【００１９】
ここでは、必要に応じて、前述と同様に、レンズ板２に接着部材３を塗布しておくことが可能である。
【００２０】
図５に示すように、塗布工程において表示パネル２上の上面周囲には不連続な枠形状の接着部材３が塗布される。すなわち、枠形状の接着部材３には、周における所定箇所に１つの不連続部分３ａが形成される。この不連続部分３ａは、例えば、塗布量を減らす、あるいは塗布しないことにより形成される。例えばこの不連続部分３ａで塗布開始し、表示パネル２の周囲に沿って塗布し、不連続部分３ａで塗布終了することにより不連続部分３ａを除く枠形状に接着部材３が塗布される。この不連続部分３ａは、貼り合わせた際に内部空間Ｎと外部を連通する隙間３１を形成する。
【００２１】
図６に示すように、貼り合わせ装置２０は、例えば、開閉可能な減圧チャンバ２１と、減圧チャンバ２１内の圧力を調整する減圧部２２と、を備えている。減圧チャンバ２１内には表示パネル２が載置されるステージ２３と、レンズ板４を支持する支持部２４と、ステージ移動機構２５と、が設けられる。さらに、減圧チャンバ２１には、位置合わせ時の撮像を行う撮像部２６、光照射用の照射ヘッド２７、及び封止用の接着剤供給機構２８が設けられている。
【００２２】
設置工程（Ｓ２）としては、減圧チャンバ２１内に、接着部材３が塗布された表示パネル２及びレンズ板４を設置する。まず、減圧チャンバ２１内に設けられたステージ２３上に接着部材３塗布後の表示パネル２が載置される。次いで、ステージ２３に対向させて所定の高さにレンズ板４を支持する支持部２４に、ステージ２３上の表示パネル２にレンチキュラレンズ４ａが向けられてレンズ板４が取り付けられる。ステージ２３は、吸引吸着や静電吸着等の保持機構により表示パネル２を保持する。
【００２３】
位置合わせ工程（Ｓ３）では、表示パネル２とレンズ板４との位置合わせを行う。位置合わせ工程では、ステージ２３をＸＹＺθ方向に移動させるステージ移動機構２５及び撮像動作を行う撮像部２６が用いられる。撮像部２６によりアライメント用の画像が撮像され、その画像に基づいてステージ移動機構２５によりステージ２３上の表示パネル２が移動し、支持部２４により支持されたレンズ板４に対する位置合わせが行われる。ここで、表示パネル２とレンチキュラレンズ４ａとの平面方向の相対位置のずれが許容範囲内（例えば、目標値±数μｍの範囲内）になるように表示パネル２とレンズ板４との位置合わせが行われる。
【００２４】
図６に示すように、貼り合わせ工程（Ｓ４）として、表示パネル２とレンズ板４とを対向させ、ステージ移動機構２５によりステージ２３が上昇し、ステージ２３上の表示パネル２がレンズ板４に対して押し付けられる。
【００２５】
表示パネル２とレンズ板４とが近づくと、まず、表示パネル２とレンズ板４のレンチキュラレンズ４ａとが離れた状態で空間Ｎができ（図６左側参照）、その後、さらに表示パネル２とレンズ板４が近づくと、それに応じて閉空間Ｎの体積が小さくなっていき表示パネル２とレンズ板４との貼り合わせが行われる。（図６の右側参照）。
【００２６】
なお、閉空間Ｎはこの時点において、不連続部分３ａに形成される隙間３１を介して外部と連通し、この隙間３１を通って空気が流通可能になっている。
【００２７】
第１硬化工程（Ｓ５）では、接着部材硬化用のＵＶ光を照射する複数の照射ヘッド２７により、貼り合わせ完了状態の表示パネル２及びレンズ板４の間に存在する接着部材３を硬化させる。
【００２８】
減圧工程（Ｓ６）では、減圧チャンバ２１を閉状態とし、次いで、減圧チャンバ２１内を減圧する減圧部２２により、減圧チャンバ２１から減圧チャンバ２１内の雰囲気が排気される。減圧部２２は、例えば、真空ポンプやレギュレータによって構成されている。これにより、図７及び図８＜ｂ＞に示すように閉状態の減圧チャンバ２１の内部が減圧部により所定の真空圧まで減圧されて、大気圧より低い圧力状態になる。例えば、減圧チャンバ２１内の圧力を−４０ｋＰａとする。
【００２９】
封止工程（Ｓ７）では、減圧雰囲気下において、減圧チャンバ２１内にて、シリンジ等の接着剤供給機構２８によって接着剤３２を供給し、隙間３１の外側から接着剤３２を塗布する。接着剤３２は例えば塗布時点では流動可能な液体状のＵＶ硬化性樹脂を用いる。表示装置１０の閉空間Ｎの内圧が大気圧より低い気密状態となった状態で封止工程によりレンチキュラレンズ４ａの凸部と表示パネル２（偏光板２ｃ）とが完全に密着し、空間Ｎが閉空間となる。
【００３０】
この封止工程（Ｓ７）により表示パネル２、接着部材３及びレンズ板４により形成される閉空間Ｎは大気圧より低く気密封止される。封止工程後には図８＜ｂ＞に示すように隙間３１に接着剤３２が配置されている。なおこの封止工程（Ｓ７）では、減圧緩和工程で接着剤３２が移動する量を考慮して、多めの塗布量に設定しておく。この時点において外側から塗布した接着剤３２は表示パネル２とレンズ４のエッジ部分１０ｅに塗布されるため、予め設定された所定の目標位置Ａ１には到達していない。
【００３１】
減圧緩和工程（Ｓ８）では、減圧部２２により、減圧チャンバ２１内の減圧状態を緩和させ（即ち、減圧チャンバ２１内の圧力を上昇させる）て、接着剤３２の引き込みを行う。例えば、減圧チャンバ２１内の圧力を−４０ｋＰａから−２０ｋＰａとする。このとき、空間Ｎの圧力は−４０ｋＰａのまま閉空間となっているので、減圧緩和によって内圧と外圧の差が生じる。このとき、不連続部分３ａを有する枠形状の接着部材３は、すでに硬化されているため、隙間３１に配置された流動可能な接着剤３２のみが、圧力差により内側に引き込まれる。図８＜ｃ＞に示すように、エッジ部分１０ｅに塗布された接着剤３２が隙間を通って内側へ移動することで接着剤３２の内側端３２ａの位置が内側に向かって移動し、接着面積が拡大する。なお、封止工程（Ｓ７）で塗布量を多く設定しているため、減圧緩和工程（Ｓ８）において封止状態を維持したまま、接着面積を拡大しながら移動する。
【００３２】
第２硬化工程（Ｓ９）では、接着剤３２硬化用のＵＶ光を照射する複数の照射ヘッド２７により、封止状態の表示パネル２及びレンズ板４の隙間３１（不連続部分３ａ）に存在する接着剤３２を硬化させる。そして確認工程（Ｓ１０）として、例えば、目視や画像検出によって接着剤３２の引き込み位置の確認を行い、三次元画像表示装置が完成する。なお、この確認工程（Ｓ１０）は、接着剤３２が硬化する前の段階で行っても良い。この後、減圧チャンバ２１内を大気開放して表示装置１０を取り出す。
【００３３】
本実施の形態によれば、減圧工程（Ｓ６）後の封止工程（Ｓ７）では、表示パネル２とレンズ板４の貼り合わせの構造において、接着剤３２がエッジ部分１０eに塗布された状態にある。そして、その後、減圧緩和工程（Ｓ８）において周囲の減圧緩和（即ち、周囲の圧力を上昇させる。）を行うと、接着剤３２は、その内側端３２ａの位置が所望量、より閉空間Ｎ側の所定の位置まで移動する（図８＜ｃ＞を参照する。）。このようにして、減圧緩和工程（Ｓ８）においては、不連続部分３ａにおける接着面積を拡大させることができ、表示パネル２とレンズ板４の貼り合わせの構造に関し、高い密着性を確保できることがわかる。
【００３４】
本実施形態にかかる三次元画像表示装置の製造方法によれば、単純な製造方法で三次元画像表示装置における密着性を確保できる。すなわち、表示パネル２とレンズ板４とが接着部材３を介して貼り合わされ、減圧状態で封止された後、減圧緩和により封止の接着剤を引き込み容易に高い接着力を確保することができる。すなわち、ギャップや隙間が小さい場合であっても、圧力差によって容易に接着力を確保できる。また、減圧状態を調整するだけで実施可能であるため、新たに設備を追加することなく容易に実現可能である。
【００３５】
本実施形態にかかる三次元画像表示装置の製造方法で製造された表示装置は、高い密着性を確保するとともに、内部圧力と大気圧との圧力差も十分となっているので、製造後でも、密着状態が維持される。このため、自重による撓み、外部からの部分的な加圧及び周囲温度上昇等により、ギャップが変化してしまうことを防止することが可能になることから、表示パネル２とレンズ板４とのギャップ精度、すなわち画素とレンズ間の離間距離精度を維持することができる。したがって、例えば、大型で環境変化の影響が大きい表示装置においてもギャップ精度の維持が可能となる。
【００３６】
[第２実施形態]
次に第２実施形態について、図９乃至図１１を参照して説明する。なお、接着剤３２の位置検出に基づき、減圧緩和工程をフィードバック制御する点以外については、上記第１実施形態と同様であるため、共通する部分の説明を省略する。
【００３７】
第２実施形態の製造装置としては図１０及び図１１に示すように減圧チャンバ２１内に接着剤３２の位置を検出する位置検出部２９を設ける。位置検出部２９は、例えば、撮像により画像検出するカメラやセンサなどで構成される。
【００３８】
本実施形態にかかる三次元画像表示装置の製造方法では、図９に示すように、上記第１実施形態にかかる確認工程（Ｓ１０）の代わりに、制御部３０は第２硬化の前に、位置検出部２９によって接着剤３２の引き込み位置の位置情報を検出し（Ｓ１１）、この検出結果に基づいて目標位置Ａ１に達したか否かを判定し（Ｓ１２）、目標位置Ａ１に達するまで減圧緩和による引き込みを続け、必要な場合には、減圧緩和状態の圧力を調整する（Ｓ１３）ように減圧緩和動作をフィードバック制御することとした。例えば、接着剤３２の引き込みが十分に行われていない場合には、減圧チャンバ２１内の圧力を、さらに上昇させる調整を行い、圧力差を大きくして引き込みを促進させる。
【００３９】
本実施形態においても上記第１実施形態にかかる製造方法と同様の効果を奏する。さらに第２実施形態では位置検出による減圧緩和動作のフィードバック制御を行うことでより確実に接着面積を確保することが可能となる。
【００４０】
上記実施形態では不連続部分３ａ及び隙間３１が一箇所である場合を例示したが複数としてもよい。
【００４１】
本発明の実施形態において、上述のように説明したうちの少なくとも一つによれば、三次元画像表示装置に関して、レンズ板と表示パネルとの間の距離設定を高精度に行い、その貼り合わせ構造の密着性を高めることができる。
【００４２】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…表示装置（三次元画像表示装置の一例）、２…表示パネル、３…接着部材、３ａ…不連続部分、４ａ…レンチキュラレンズ、４…レンズ板、１０ｅ…エッジ部分、１１…塗布装置、１２ａ…ノズル、１２…塗布ヘッド、１３…ステージ、２０…貼り合わせ装置、２１…減圧チャンバ、２２…減圧部、２３…ステージ、２４…支持部、２５…ステージ移動機構、２６…撮像部、２７…照射ヘッド、２８…接着剤供給機構、２９…位置検出部、３０…制御部、３１…隙間、３２…接着剤、３２ａ…内側端。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンチキュラレンズを有するレンズ板、及び画像を表示する表示パネルの少なくともどちらか一方に、前記レンズ板と前記表示パネルが貼り合わせられた状態で隙間を形成するように、不連続部分を有する枠形状に接着部材を供給する工程と、
前記レンズ板と前記表示パネルとを、前記表示パネルに前記レンチキュラレンズを向けて、前記接着部材を介して貼り合わせる工程と、
減圧雰囲気下において、前記レンズ板と前記表示パネルとを貼り合わせた状態で、前記隙間に接着剤を供給し、前記隙間を封止する工程と、を有し、
前記封止する工程の後に、前記減圧雰囲気の圧力を上昇させることを特徴とする三次元画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記減圧雰囲気の圧力を上昇させる際に、前記隙間に供給された前記接着剤の位置を検出し、
前記検出結果に基づいて、前記圧力上昇動作を制御することを特徴とする請求項１記載の三次元画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記接着剤は光硬化性の接着剤であり、
前記減圧雰囲気の圧力を上昇させた後に、光照射により、前記接着剤を硬化させることを特徴とする請求項１記載の三次元画像表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記不連続部分は、他の部分に比べて前記接着部材の塗布量が少ないか、あるいは塗布されていない部分であり、前記貼り合わせ時に、対向する、レンズ板及び表示パネルの間に隙間を形成することを特徴とする請求項１記載の三次元画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記不連続部分を有する枠形状に接着部材を供給した後に、前記不連続部分を有する枠形状の前記接着部材を硬化させる工程と、
前記枠形状の接着部材を硬化させる工程の後に、前記貼り合わせ工程を行い、
減圧雰囲気下において、前記貼り合わせに工程によって形成される前記隙間に、前記パネルの外周側から接着剤を供給して前記封止する工程を行い、
前記封止する工程の後に、前記減圧雰囲気の圧力を上昇させて、供給された前記接着剤を前記パネルの内部側に引き込む工程と、
前記減圧雰囲気の圧力を上昇させた後に、光照射により前記隙間の前記接着剤を硬化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の三次元画像表示装置の製造方法。

【図１】