(57)【要約】【課題】視差バリアと画素との位置ずれを抑制した表示デバイスを提供する。【解決手段】視差バリア24とカラーフィルタ23r，23g，23bとを順次並設したフィルタ層25を第２基板22の一主面上に形成する。フィルタ層25を形成した第２基板22を、フィルタ層25を介在して第１基板21と貼り合わせる。カラーフィルタ23r，23g，23bと視差バリア24との位置合わせ作業が必要なく、視差バリア24と画素11との位置ずれを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる画像を表示可能とする表示素子であって、
一対の基板と、
これら一対の基板の基板間に介在された光変調層とを具備し、
前記一対の基板のいずれか一方は、
一の透明基板と、
この一の透明基板に設けられ、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリアと着色部とが順次並設されたフィルタ層と、
このフィルタ層を介在して前記一の透明基板と貼り合わせられた他の透明基板とを備えている
ことを特徴とした表示素子。
【請求項２】
前記他の透明基板は、前記光変調層に対向する側に位置している
ことを特徴とした請求項１記載の表示素子。
【請求項３】
前記他の透明基板は、前記光変調層側と反対側に位置している
ことを特徴とした請求項１記載の表示素子。
【請求項４】
一対の基板とこれら一対の基板の基板間に介在された光変調層とを具備し、複数の画素が形成され、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる画像を表示可能とする表示素子の製造方法であって、
一の透明基板に、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリアと着色部とを順次並設したフィルタ層を形成し、
このフィルタ層を形成した前記一の透明基板を、前記フィルタ層を介在して他の透明基板と貼り合わせる
ことを特徴とした表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記一の透明基板と貼り合わせた前記他の透明基板を所定の厚さまで研磨し、
この研磨した他の透明基板に所定の機能性膜を形成して前記一対の基板のいずれか一方とし、
この一対の基板のいずれか一方と他方との間に光変調層を形成する
ことを特徴とした請求項４記載の表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記他の透明基板を、前記光変調層に対向する側に位置させる
ことを特徴とした請求項４または５記載の表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記他の透明基板を、前記光変調層と反対側に位置させる
ことを特徴とした請求項４または５記載の表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる方向から観測したときに、各方向で異なる画像を表示できる表示素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば表示素子などのディスプレイは、一般に、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、カーナビゲーションシステム等の小形のディスプレイからパーソナルコンピュータ、テレビなどの大形のディスプレイとして用いられている。
【０００３】
これまでのディスプレイは異なる角度から同じ画像を高品位に観測できるよう最適化されてきたが、近年、マルチプルビューディスプレイと呼ばれ、複数の異なる画像を同時に表示しかつ視角方向によって個別の画像を観測できるディスプレイも必要とされてきている。例えば、自動車に搭載する車載ディスプレイには、運転手が地図等のカーナビゲーションデータやモニタ情報の確認に用いる他にも、助手席の同乗者が映画等を見るといった用途がある。
【０００４】
このようなマルチプルビューディスプレイは、従来、同時に複数の画像を表示する表示デバイスと、所定の視角方向から画像が個別に視認されるように各画像を視差により分離して表示させる光学デバイスとを備えたものがある。
【０００５】
例えば、表示デバイスとしては、一般的なＲＧＢストライプ構造のアクティブマトリクス型ＴＦＴ表示素子等があり、このような表示デバイスが有する複数の画素のうち、視差により画像を分離する方向に例えば複数の列毎に交互に位置する複数の画素で複数の画素群を構成し、各画素群によって個別の画像を表示する。また、光学デバイスとしては、表示デバイスの画素を遮光する遮光部と透光させるスリット部とが交互に形成された視差バリア層があり、この視差バリア層を表示デバイスの正面側に１層のみ形成している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
そして、マルチプルビューディスプレイの正面に対して例えば左側の所定の視角方向から見た場合、１つの画素群の画像のみがスリット部を通じて視認され、残りの画素群の画像は視差バリア層の遮光部で遮光される。同様に、マルチプルビューディスプレイの正面に対して右側の所定の視角方向から見た場合、１つの画素群の画像のみがスリット部を通じて視認され、残りの画素群の画像は視差バリア層の遮光部で遮光される。したがって、１つのマルチプルビューディスプレイで、異なる方向からスリット部を通して異なる画像を観測できる。
【特許文献１】特開平１１−２０５８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のマルチプルビューディスプレイでは、液晶セルを組み立てた後に、対向ＣＦ(カラーフィルタ)基板を所定厚さまで研磨し、視差バリアをパターニングしたバリア基板を貼り付けるという工程が存在し、その研磨工程において液晶セルを破損させてしまうことがあり、バリア貼付工程まで至らないことがあった。
【０００８】
また、バリア基板貼り合せ工程においても従来の方式では現状のセルプロセスを用いることができず、作業者が組み立て機を用いて貼り合わせを行なっていた為、貼り合せずれが生じることがあった。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、視差バリアと画素との位置ずれを抑制した表示素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の画素を有し、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる画像を表示可能とする表示素子であって、一対の基板と、これら一対の基板の基板間に介在された光変調層とを具備し、前記一対の基板のいずれか一方は、一の透明基板と、この一の透明基板に設けられ、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリアと着色部とが順次並設されたフィルタ層と、このフィルタ層を介在して前記一の透明基板と貼り合わせられた他の透明基板とを備えているものである。
【００１１】
また、本発明は、一対の基板とこれら一対の基板の基板間に介在された光変調層とを具備し、複数の画素が形成され、これら画素のうち交互に位置する複数の画素で構成される複数の画素群で異なる画像を表示可能とする表示素子の製造方法であって、一の透明基板に、前記各画素群で表示する画像を視差により分離して表示させる視差バリアと着色部とを順次並設したフィルタ層を形成し、このフィルタ層を形成した前記一の透明基板を、前記フィルタ層を介在して他の透明基板と貼り合わせるものである。
【００１２】
そして、視差バリアと着色部とを順次並設したフィルタ層を一の透明基板に設け、この一の透明基板を、フィルタ層を介在して他の透明基板と貼り合わせる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、視差バリアと画素との位置ずれを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態の表示素子の構成を、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１において、１は表示装置としての液晶表示装置であるマルチプルビューディスプレイを示し、このマルチプルビューディスプレイ１は、表示素子としての液晶表示素子である表示デバイス２、およびこの表示デバイス２の背面側から照明するバックライト３を備えている。
【００１６】
表示デバイス２は、同時に複数の画像を表示するもので、例えばアクティブマトリクス型のＴＦＴ素子であって、基板としてのアレイ基板５と基板としての対向基板６とが図示しないスペーサを介して所定間隔で対向配置され、これら基板５，６の間に光変調層としての液晶層７が介在され、バックライト３側(光源側)と観測者側の２枚の偏光板８，９を有している。また、表示デバイス２は、これらアレイ基板５と対向基板６とを合わせて複数の画素11を有する画素部である画素ピクセルが構成されている。さらに、この表示デバイス２は、図示しない駆動回路により、例えば、インターレースされた画像を表示可能としており、さらに、複数の異なる画像も表示可能としている。
【００１７】
アレイ基板５は、透光性を有するガラス基板などの基板14上に走査線および信号線などの図示しない配線が格子状に設けられているとともに、これら配線の交差部近傍に、スイッチング素子であるＴＦＴがそれぞれ配設されてマトリクス状となっている。そして、このアレイ基板５には、ＴＦＴなどの上に、例えばＩＴＯなどにより形成された透明電極である画素電極15が配設されている。
【００１８】
一方、対向基板６は、対向ＣＦ(カラーフィルタ)基板とも呼ばれるもので、透光性を有するガラス基板などの透明基板としての第１基板21と第２基板22とを有し、これら基板21，22間には、着色部としての例えばＲＧＢ３色のカラーフィルタ23r，23g，23bと左右方向などの視差により画像を分離する方向に形成された複数の視差バリア24とを有するフィルタ層25が配設されている。また、第１基板21のフィルタ層25と反対側には、例えばＩＴＯなどにより形成された機能性膜としての透明電極である対向電極26が設けられている。
【００１９】
なお、機能性膜としては、対向電極26だけでなく、例えばブラックマトリクスなど、画素11を構成するための任意の膜を含むものとする。
【００２０】
視差バリア24は、非光透過性金属であるクロム、あるいはカーボンブラックなどの黒色顔料が分散された樹脂から形成され、カラーフィルタ23r，23g，23bを製造する工程にて同時に形成されるもので、これらカラーフィルタ23r，23g，23bのそれぞれの間に配設されている。すなわち、視差バリア24は、カラーフィルタ23r，23g間、カラーフィルタ23g，23b間、および、カラーフィルタ23b，23r間にそれぞれ配設されている。
【００２１】
また、フィルタ層25は、液晶層７と反対側の透明基板である第２基板22の第１基板21に対向する主面に形成され、第１基板21と第２基板22とを貼り合わせる接着層28により覆われている。
【００２２】
ここで、接着層28は、例えばＵＶ硬化樹脂などにより形成された透明層であり、このＵＶ硬化樹脂としては、例えば収縮性が無く、ガラスと同等の屈折率を有するものが望ましい。
【００２３】
そして、上記表示デバイス２は、図１および図２に示すように、複数の画素11のうち、視差により画像を分離する方向(図中左右方向)に１列ずつ交互に位置する複数の画素11aで構成される画素群と複数の画素11bで構成される画素群とで異なる画像を表示することで、所定の視角方向Ｌから見た場合には、複数の画素11bの画素群で表示される画像が視差バリア24で遮断され、複数の画素11aの画素群で表示される画像が各カラーフィルタ23r，23g，23bを通じて視認され、一方、所定の視角方向Ｒから見た場合には、複数の画素11aの画素群で表示される画像が視差バリア24で遮断され、複数の画素11bの画素群で表示される画像が各カラーフィルタ23r，23g，23bを通じて視認される。このとき、各視角方向Ｌ，Ｒにおいて、ＲＧＢ各色のカラーフィルタ23r，23g，23bを通過した光LR，LG，LBおよび光RR，RG，RBが視認されることで、これらの色の画像が混合され、カラーの画像として視認される。
【００２４】
次に、上記第１の実施の形態の表示素子の製造方法について説明する。
【００２５】
まず、図３に示すように、第２基板22上にカラーフィルタ23r，23g，23bと視差バリア24とを形成する(第１工程)。例えばアレイ基板５の画素11のピッチが６３．５μｍのときはカラーフィルタ23r，23g，23bの幅を４０μｍ、視差バリア24の幅を８７μｍとしてＲＧＢカラーフィルタ23r，23g，23bのそれぞれの間に視差バリア24を形成する。
【００２６】
その後、図４に示すように、ＵＶ硬化樹脂などの接着層28を厚さ３５μｍに塗布して基板21，22を貼り合せる(第２工程)。
【００２７】
また、図５に示すように、第１基板21が所定の厚さ、例えばこの場合５５μｍとなるまで機械研磨もしくはケミカル研磨を施す(第３工程)。
【００２８】
さらに、図６に示すように、ＩＴＯ電極などの対向電極26を、研磨した第１基板21の液晶層７に対向する側の主面、すなわち第２基板22と反対側の主面上に形成して、対向基板６を得る(第４工程)。
【００２９】
次いで、図７に示すように、基板14上に所望の画素ピッチとなるように画素電極15およびＴＦＴなどをマトリクス状に形成し、アレイ基板５を得る(第５工程)。
【００３０】
そして、図８に示すように、アレイ基板５と対向基板６とを、隣り合う画素電極の境界に視差バリア24およびカラーフィルタ23r，23g，23bの中心線が一致するように、スペーサなどを介して貼り合せ、液晶材料を注入して液晶層７を形成し、表示デバイス２を得る(第６工程)。
【００３１】
最後に、図１に示すように、表示デバイス２に偏光板８，９およびバックライト３を組み合わせ、マルチプルビューディスプレイ１を形成する(第７工程)。
【００３２】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、視差バリア24とカラーフィルタ23r，23g，23bとを順次並設したフィルタ層25を第２基板22に設け、この第２基板22を、フィルタ層25を介在して第１基板21と貼り合わせることで、視差バリアを形成した第２基板を、カラーフィルタを形成した第１基板上に接着層などで貼り合わせる従来の場合と比較して、カラーフィルタ23r，23g，23bと視差バリア24との位置合わせ作業が必要なく、視差バリア24と画素11との位置ずれを抑制できる。
【００３３】
そして、視差バリア24と画素11との位置ずれを抑制できることで、表示デバイス２の視野角の均一性を向上できるとともに、視差バリア24と画素11との位置ずれに起因する不良の発生を抑制でき、歩留まりを向上できる。
【００３４】
また、従来の製造方法においては、液晶層を形成した後に対向基板を所定厚さまで研磨するため、研磨の際の圧力により対向基板が割れたり、剥離したり、パッド部が腐食して出画できなくなったりするなどの歩留り低下要因が非常に多いのに対して、本実施の形態によれば、研磨工程にはカラーフィルタ23r，23g，23bおよび視差バリア24を間に設けた基板21，22のみを投入し、この研磨の後に液晶材料を注入して液晶層７を形成する、すなわち液晶層７の形成工程を最終工程とするので、研磨圧力が表示デバイス２の中央部と周辺部とで異なることによって生じる研磨むらなどが殆ど生じることがなく、また、表示デバイス２の破損を抑制するなど、最終的な歩留りに影響を与える要因を減少させることができるとともに、視差バリア24と画素11との位置合わせのずれも既存のセルの形成プロセスで容易に対応でき、歩留まりを抑制できる。
【００３５】
さらに、液晶層７を形成する前に第１基板21を研磨するため、完成した表示デバイス２を研磨する場合と比較して、万一不良品が発生した場合の損益も大幅に削減できる。
【００３６】
次に、第２の実施の形態を図９ないし図１５を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、図９に示すように、表示デバイス２のフィルタ層25が、液晶層７に対向する側の透明基板である第１基板21の第２基板22に対向する主面に形成されているものである。
【００３８】
そして、この表示デバイス２の製造方法は、まず、図１０に示すように、第１基板21上にカラーフィルタ23r，23g，23bと視差バリア24とを形成する(第１工程)。このとき、カラーフィルタ23r，23g，23bおよび視差バリア24の幅は、上記第１の実施の形態の第１工程と同様に設定する。
【００３９】
この後、図１１ないし図１５に示すように、上記第１の実施の形態の第２工程ないし第７工程と同様の第２工程ないし第７工程により、マルチプルビューディスプレイ１を得る。
【００４０】
そして、上記第２の実施の形態でも、フィルタ層25を設けた第１基板21を、フィルタ層25を介在して第２基板22と貼り合わせることにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４１】
また、上記各実施の形態において、フィルタ層25を形成する基板を対向基板６としたが、フィルタ層25をアレイ基板５側に形成してもよい。この場合には、アレイ基板５を一対の透明基板により形成し、機能性膜として例えば走査線、信号線、ＴＦＴおよび画素電極などを設けることで、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４２】
さらに、表示素子としては、液晶表示素子以外の任意のものとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の表示素子を示す説明断面図である。
【図２】同上表示素子の作用を示す拡大説明図である。
【図３】同上表示素子の製造方法の第１工程を示す説明断面図である。
【図４】同上表示素子の製造方法の第２工程を示す説明断面図である。
【図５】同上表示素子の製造方法の第３工程を示す説明断面図である。
【図６】同上表示素子の製造方法の第４工程を示す説明断面図である。
【図７】同上表示素子の製造方法の第５工程を示す説明断面図である。
【図８】同上表示素子の製造方法の第６工程を示す説明断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の表示素子を示す説明断面図である。
【図１０】同上表示素子の製造方法の第１工程を示す説明断面図である。
【図１１】同上表示素子の製造方法の第２工程を示す説明断面図である。
【図１２】同上表示素子の製造方法の第３工程を示す説明断面図である。
【図１３】同上表示素子の製造方法の第４工程を示す説明断面図である。
【図１４】同上表示素子の製造方法の第５工程を示す説明断面図である。
【図１５】同上表示素子の製造方法の第６工程を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
２    表示素子としての表示デバイス
５    基板としてのアレイ基板
６    基板としての対向基板
７    光変調層としての液晶層
11    画素
21    透明基板としての第１基板
22    透明基板としての第２基板
23r，23g，23b    着色部としてのカラーフィルタ
24    視差バリア
25    フィルタ層
26    機能性膜としての対向電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008164703.tif 000013
【図１２】
2008164703.tif 000014
【図１３】
2008164703.tif 000015
【図１４】
2008164703.tif 000016
【図１５】
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