(57)【要約】【課題】パララックスバリア方式による３次元画像表示装置において、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの貼り合わせ精度を向上する製造方法。【解決手段】液晶パララックスバリアパネルを用いた３次元画像表示装置において、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの合わせを、まず、目合わせマークを用いてラフな合わせを行う。次に、画面中央において、２画素分の白パターンを形成する。視点を画面に近づけると中央に青パターンが生じ、青パターンの両側に白パターンが生ずる。青パターンの幅ｄ１と白パターンの幅ｄ２との関係をｄ１＝２ｄ２とし、青パターンの傾きを所定の範囲とすることによって、必要な合わせ精度を確保することが出来る。【選択図】図７
2013127561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した表示領域液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置の製造方法であって、
前記液晶表示パネルと前記液晶パララックスバリアパネルとの位置合わせを
第１段階として、前記液晶表示パネルと前記液晶パララックスバリアパネルに形成された目合わせマークで行い、
第２段階として前記液晶表示パネルに２画素分の幅の白パターンを形成する信号を入力し、視点を画面に近づけた際に、前記白パターンが、中央の白または黒パターン以外の色と、前記白または黒パターンの以外の色の両側に形成された白パターンが形成される部分が生ずる位置において、前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１と、前記白または黒パターン以外色の幅の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係と、前記白または黒パターン以外の色の画面に対する傾きによって、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを行い、
その後、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを最終固着することを特徴とする3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１と前記白または黒パターン以外の色の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係は、ｄ１＝２ｄ２であることを特徴とする請求項１に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記白または黒パターン以外の色は青であることを特徴とする請求項１に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記目合わせマークは3次元画像表示装置として１個のみ存在していることを特徴とする請求項１に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記目合わせマークを検出するカメラは１個のみであることを特徴とする請求項４に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記液晶表示パネルと前記液晶パララックスバリアパネルの接着は紫外線硬化樹脂で行うことを特徴とする3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項７】
３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した表示領域液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層され、画面が第１の方向である縦表示と、第２の方向である横表示が可能な３次元画像表示装置の製造方法であって、
前記液晶パララックスバリアパネルには、画面が前記第１の方向のための電極と画面が前記第２の方向のための電極が形成され、
前記液晶表示パネルと前記液晶パララックスバリアパネルとの位置合わせを
第１段階として、画面が前記第１の方向において、前記液晶表示パネルに２画素分の幅の白パターンを形成する信号を入力し、視点を画面に近づけた際に、前記白パターンが、中央の白または黒パターン以外の色と、前記白または黒パターンの以外の色の両側に形成された白パターンが形成される部分が生ずる位置において、前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１係と、前記白または黒パターン以外の色の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係と、前記白または黒パターン以外の色の画面に対する傾きによって、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを行い、
第２段階として、前記第２の方向において、前記液晶表示パネルに２画素分の幅の白パターンを形成する信号を入力し、視点を画面に近づけた際に、前記白パターンが、中央の白または黒パターン以外の色と、前記白または黒パターンの以外の色の両側に形成された白パターンが形成される部分が生ずる位置において、前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１と、前記白または黒パターン以外の色の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係と、前記白または黒パターン以外の色の画面に対する傾きによって、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを行い、
その後、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを最終固着することを特徴とする3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記白または黒パターン以外の色の幅と前記白または黒パターン以外の色の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係は、ｄ１＝２ｄ２であることを特徴とする請求項７に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記白または黒パターン以外の色は青であることを特徴とする請求項７に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に液晶によるパララックスバリアパネルを用いた３次元画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡を使用しない３次元画像の表示方法として、パララックスバリア方式が知られている。パララックスバリア方式とは、パララックスバリアパネル呼ばれる複数の縦方向の細かいスリットが入った板の後方に、右眼からの視野の画像と、左眼からの視野の画像とを縦に短冊状に切り取って交互に並べた画像を設置し、その画像をパララックスバリアを介して３次元の画像を表示する方法である。
【０００３】
特許文献１には、パララックスバリアパネルを液晶を用いて形成することによって、２次元画像、および、３次元画像の両方を表示可能とした３次元画像表示装置の構成が記載されている。「特許文献２」には、パララックスバリアを用いた３次元画像表示装置において、目合わせマークを使用せずに、左眼の画像と右眼の画像を観察しつつ、パララックスバリアパネルと液晶表示パネルを合わせる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１１９８８９号公報
【特許文献２】特表２００９−５２４０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液晶を用いたパララックスバリアパネル（以下液晶パララックスバリアパネル２０という）は、２次元画像と３次元画像を必要に応じて容易に切り換えることが出来るという利点を有している。一方、液晶パララックスバリアパネルに限らず、パララックスバリア方式の３次元画像表示装置では、液晶表示パネルとパララックスバリアパネルとの合わせを正確に行う必要がある。
【０００６】
従来は、液晶表示パネルとパララックスバリアパネル２０との合わせは、図１４に示すような目合わせマークによって行っていた。図１４は、液晶表示パネルの上に液晶パララックスバリアパネル２０を配置した３次元画像表示装置１の平面図である。図１５は図１４のD-D断面図である。図１４，図１５において、液晶表示パネル１０の上には液晶パララックスバリアパネル２０が配置しており、液晶パララックスバリアパネル２０の一番上は、上偏光板３３が配置されている。液晶表示パネル１０は画素がマトリクス状に配置したＴＦＴ基板１１とカラーフィルタが画素と対応して配置したカラーフィルタ基板１２によって構成されている。ＴＦＴ基板１１は対向基板２１あるいは液晶パララックスバリアパネル２０よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１１が他の基板よりも大きくなった部分は、図示しないICドライバ、ICドライバあるいは図示しないフレキシブル配線基板と接続するための配線が形成されている。
【０００７】
図１４，図１５において、液晶パララックスバリアパネル２０あるいは液晶表示パネル１０の端子部１５付近の両端には目合わせマーク１００（１００１，１００２）が形成されており、この目合わせマークを用いて液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０の合わせを行っている。
【０００８】
図１５において、バックライトBLの上に液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０が積層されている。液晶表示パネル１０において、下から順に下偏光板３１、ＴＦＴ基板１１、液晶層４０、カラーフィルタ基板１２が配置されている。液晶層４０は、ＴＦＴ基板１１と対向基板２１の周辺に形成されたシール材１３によってシールされている。カラーフィルタ基板１２の上には、中偏光板３２が配置している。通常の液晶表示パネル１０では、中偏光板３２が上偏光板である。これによって、液晶表示パネル１０が構成される。
【０００９】
中偏光板３２は液晶パララックスバリアパネル２０の下偏光板の役割を兼ねている。液晶パララックスバリアパネル２０は液晶表示パネル１０の上に配置され、中偏光板３２から上偏光板３３までで構成されている。中偏光板３２の上には、対向基板２１が形成され、対向基板２１には例えば、平面ベタで対向電極が形成されている。対向基板２１の上にはバリア基板２２が配置し、バリア基板２２と対向基板２１との間には液晶層４０が配置しており、液晶層４０は、バリア基板２２と対向基板２１の周辺に形成されたシール材１３によって封止されている。
【００１０】
図１５において、液晶表示パネル１０の目合わせマーク１００１はＴＦＴ基板１１に形成され、液晶パララックスバリアパネル２０の目合わせマーク１００２はバリア基板２２に形成されている。ＴＦＴ基板１１とバリア基板２２は他の電極層のリソグラフィ工程が存在しており、他の電極層と同時に目合わせマーク１００を形成することが出来るからである。
【００１１】
図１６（ａ）は、液晶パララックスバリアパネル２０のバリア基板目合わせマーク１００２の形状を示す。このバリア基板目合わせマーク１００２は、四角形が間隔をおいて４個配列した形状となっている。図１６（ｂ）は液晶表示パネル１０のＴＦＴ基板目合わせマーク１００１を示している。このＴＦＴ基板目合わせマーク１００１は十字形状である。
【００１２】
図１６（ｃ）は、液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０の目合わせを完了した状態における目合わせマーク１００の状態である。この状態は、十字型のＴＦＴ基板目合わせマーク１００１に四角形のバリア基板目合わせマーク１００２が間隔を置いて配置している関係となっている。十字の目合わせマーク１００１と四角形の目合わせマーク１００２の間隔L2を一定の値とすることによって目合わせが完了する。ちなみに、目合わせマーク１００における十字と四角形との間隔L2の精度は±０．０１５ｍｍである。しかし、±０．０１５ｍｍでは十分ではないので、±０．００７ｍｍを目標とするが、現実には達成できていない。
【００１３】
図１６（ｃ）に戻り、液晶パララックスバリアパネル２０と液晶表示パネル１０の合わせの精度が十分でないと、図１６（ｃ）におけるθズレが目立つようになる。すなわち、図１６（ｃ）の目合わせマーク１００においては、ｘ方向、ｙ方向の寸法を合わせると同時に、θの値も合わせることが出来る。しかし、図１６（ｃ）のL2の寸法を十分に合わせることが出来なければθ成分の誤差が残ることになる。
【００１４】
図１６（ｃ）において、目合わせが十分でなく、θ成分が残る場合は、例えば、画面５００の上方では、液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０との間にLθの誤差が生じ、液晶表示パネル１０における走査線あるいは映像信号線と、液晶パララックスバリアパネル２０におけるバリアパターンとの間に合わせの誤差によって、モアレの発生等の不都合が生ずる。図１６（ｃ）に示すように、この誤差は、角度誤差θと、目合わせマーク１００位置から液晶パララックスバリアパネル２０あるいは液晶表示パネル１０の上端までの距離Lに比例する。目合わせマーク１００の合わせ精度は簡単には向上することが難しい。
【００１５】
一方、特に液晶表示パネル１０における配線の要請から、任意の位置に目合わせマーク１００を配置することは難しく、図１４に示すように、端子部１５に近い位置に配置する必要がある。そうすると、図１４におけるLの値が大きくなり、目合わせマーク１００による合わせ時のθずれによる影響Lθは大きくなる。したがって、従来は、この合わせ時のθズレによる影響によってモアレの発生等がおこり、画質を低下させていた。
【００１６】
従来例におけるもう一つの問題は次の通りである。すなわち、従来の方法における液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０の貼り合わせにおいては、端子部１５の反対側の部分において、ズレが生ずることが多い。ズレが生じても画素７０の全てが表示できるように、図１７に示すように、液晶表示パネル１０の表示領域をパララックスバリアの形成領域よりも大きくしておく必要があった。図１７において、液晶表示パネル１０の表示領域LCDDは、パララックスバリアパネルのバリア形成領域PBDよりも大きい。このような構成は、３次元画像表示装置１において、特に表示領域の外側、つまり、額縁部分を小さくしたいような場合には不利となる。
【００１７】
従来技術におけるさらにもう一つの問題は、目合わせマーク１００の作業自体である。ＴＦＴ基板１１に存在しているＴＦＴ基板目合わせマーク１００１とバリア基板２２に存在しているバリア基板目合わせマーク１００２との距離は液晶の層厚を無視しても、例えば、０．５３ｍｍ程度ある。すなわち、液晶パララックスバリアパネル２０の対向基板２１の厚さを０．２ｍｍ、液晶表示パネル１０のカラーフィルタ基板１２の厚さを０．２ｍｍ、中偏光板３２の厚さを０．１３ｍｍ程度とすると、合計０．５３ｍｍ程度である。
【００１８】
このような垂直方向に離れた目合わせマーク１００を一つのカメラで撮像すると、焦点深度の影響によって各目合わせマーク１００の形状がぼけてくる。そうすると、目合わせマーク１００による液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０の合わせ精度が劣化する。これを防止するには、バリア基板２２に形成された目合わせマーク１００２用カメラ、ＴＦＴ基板１１に形成された目合わせマーク１００１用カメラが別々に必要となり、２箇所の目合わせマーク１００のためには、合計４個のカメラが必要になる。合計４個のカメラとその制御回路が必要となると、設備の費用が増大する。その結果、３次元画像表示装置１のコストが増大することになる。
【００１９】
本発明の課題は、液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０とのあわせ時の誤差を低減することによって、モアレ等による画質の低下を防止することである。また、本発明の他の課題は、液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０との合わせ時の誤差を低減することによって液晶表示パネル１０の表示領域と液晶パララックスバリアパネル２０の形成領域を同一にして、３次元画像表示装置１における額縁を小さくし、表示領域／外形の割合を大きくすることである。
【００２０】
また、本発明のさらに他の課題は、液晶表示パネル１０と液晶パララックスバリアパネル２０を合わせるための製造装置のコストを低減し、３次元画像表示装置１の製造コストを低下させることである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は以上のような課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。
【００２２】
（１）３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した表示領域液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層された３次元画像表示装置の製造方法であって、前記液晶表示パネルと前記液晶パララックスバリアパネルとの位置合わせを第１段階として、前記液晶表示パネルと前記液晶パララックスバリアパネルに形成された目合わせマークで行い、第２段階として前記液晶表示パネルに２画素分の幅の白パターンを形成する信号を入力し、視点を画面に近づけた際に、前記白パターンが、中央の白または黒パターン以外の色と、前記白または黒パターンの以外の色の両側に形成された白パターンが形成される部分が生ずる位置において、前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１と、前記白または黒パターン以外色の幅の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係と、前記白または黒パターン以外の色の画面に対する傾きによって、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを行い、その後、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを最終固着することを特徴とする3次元画像表示装置の製造方法。
【００２３】
（２）前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１と前記白または黒パターン以外の色の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係は、ｄ１＝２ｄ２であることを特徴とする（１）に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【００２４】
（３）前記白または黒パターン以外の色は青であることを特徴とする（１）に記載の3次元画像表示装置の製造方法。
【００２５】
（４）３個のサブ画素から構成される画素が画面横方向に画素ピッチＰで配列した表示領域液晶表示パネルの上に、バリア電極が形成されたバリア基板と対向電極が形成された対向基板の間に液晶が挟持された液晶パララックスバリアパネルが積層され、画面が第１の方向である縦表示と、第２の方向である横表示が可能な３次元画像表示装置の製造方法であって、前記液晶パララックスバリアパネルには、画面が前記第１の方向のための電極と画面が前記第２の方向のための電極が形成され、前記液晶表示パネルと前記液晶パララックスバリアパネルとの位置合わせを第１段階として、画面が前記第１の方向において、前記液晶表示パネルに２画素分の幅の白パターンを形成する信号を入力し、視点を画面に近づけた際に、前記白パターンが、中央の白または黒パターン以外の色と、前記白または黒パターンの以外の色の両側に形成された白パターンが形成される部分が生ずる位置において、前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１係と、前記白または黒パターン以外の色の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係と、前記白または黒パターン以外の色の画面に対する傾きによって、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを行い、
第２段階として、前記第２の方向において、前記液晶表示パネルに２画素分の幅の白パターンを形成する信号を入力し、視点を画面に近づけた際に、前記白パターンが、中央の白または黒パターン以外の色と、前記白または黒パターンの以外の色の両側に形成された白パターンが形成される部分が生ずる位置において、前記白または黒パターン以外の色の幅ｄ１と、前記白または黒パターン以外の色の前記両側に形成された白パターンの幅ｄ２の関係と、前記白または黒パターン以外の色の画面に対する傾きによって、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを行い、その後、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを最終固着することを特徴とする3次元画像表示装置の製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、パララックスバリアを用いた3次元画像表示装置において、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの合わせを正確に行うことができるので、3次元画像表示装置におけるモアレ等の発生を防止することが出来る。また、本発明によれば、目合わせマークが１個で液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの合わせを行うことが出来、さらに、目合わせに用いるカメラが１個ですむので、目合わせのための製造装置のコストを抑えることができ、ひいては、３次元画像表示装置のコストを低減することが出来る。
【００２７】
また、画面を縦横切り替えた場合においても、パララックスバリアによっても３次元表示できる装置においては、目合わせマーク無しで液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの貼り合わせを正確に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１の３次元画像表示装置の平面図である。
【図２】図１のA-A断面図である。
【図３】実施例１の液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの接着工程を示すフローチャートである。
【図４】液晶パララックスバリアパネルにおけるバリア電極と対向電極の関係を示す平面図である。
【図５】図４のB-B断面図である。
【図６】画面中央において、２画素分の幅で白パターンを表示させ、通常の視点で見た場合のバリアパターンと白パターンの関係である。
【図７】図６の構成において、視点を画面に近づけた場合にバリアパターン部分が青色に変色する場合を示す平面図である。
【図８】実施例１における目合わせマークの詳細図である。
【図９】画素構造を示す平面図である。
【図１０】実施例２の液晶パララックスバリアパネルにおけるバリア電極と対向電極の関係を示す平面図である。
【図１１】図１０のC-C断面図である。
【図１２】実施例２の３次元画像表示装置の平面図である。
【図１３】実施例２の液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの接着工程を示すフローチャートである。
【図１４】従来例における実施例２の３次元画像表示装置の平面図である。
【図１５】図１４のD-D断面図である。
【図１６】従来例における目合わせマークの詳細図である。
【図１７】従来例における液晶表示パネルの表示領域とパララックスバリアパネルのバリア電極形成領域の関係を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明による３次元画像装置の平面図である。図２は図１のA-A断面図である。図１，図２において、3次元画像表示装置は液晶表示パネルの上に液晶パララックスバリアパネル２０が積層されている。一番上の層には、液晶パララックスバリアパネルの上偏光板３３が配置している。また、ＴＦＴ基板には、端子部が形成されている。これらは、図１４で説明したので、詳細な説明は省略する。図１において、目合わせマークは１個しか存在しない。なお、1個とは、バリア基板に形成されたバリア基板目合わせマーク１００２とＴＦＴ基板に形成されたＴＦＴ基板目合わせマーク１００１の対のことである。
【００３１】
図２の構造は、図１２で説明したものと基本的には同じなので、詳細な説明は省略する。図２において、目合わせマークは右側の画面端部にのみ存在する。液晶表示パネルのＴＦＴ基板目合わせマークと液晶パララックスバリアパネルのバリア基板目合わせマークとの距離ｄは例えば図１２と同じ、０．５３ｍｍである。但し、距離ｄはこれに限定されるものではない。
【００３２】
図３は、本実施例における、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの貼り合わせ工程を示すフローチャートである。図３において、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを別個に製造する。液晶パララックスバリアパネルの下面に液晶表示パネルと貼り合わせるための紫外線硬化樹脂を塗布する。この場合、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板には中偏光板が貼り付けられている。なお、中偏光板を液晶パララックスバリアパネルの下面に貼り付け、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板に紫外線硬化樹脂を塗布してもよい。
【００３３】
その後、図１の右下に形成されている目合わせマークを用いて液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルのラフな合わせを行う。本発明では、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを貼り合わせるための目合わせマークは、貼り合わせのための補助手段、すなわち、前段の合わせ手段として使用される。つまり、目合わせマークによる液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの正確な合わせは従来のように必要ではない。つまり、焦点深度の影響によるぼけも許容することが出来る。したがって、図２に示すように、バリア基板目合わせマークとＴＦＴ基板目合わせマークが０．５３ｍｍ程度離れていても、１台のカメラによって測定したデータを使用することが出来る。
【００３４】
その後、液晶表示パネルおよび液晶パララックスバリアパネルを点灯することによって、3次元画像表示装置の画面中央部において、バリアパターンを利用してｘ方向およびθ方向の目合わせを行い、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの正確な位置合わせを行う。その後、紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させ、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを接着する。
【００３５】
図４は液晶パララックスバリアパネルのバリア基板に形成されたバリア電極と対向基板に形成された対向電極を重ね合わせて上から見た平面図である。図４において、ストライプ状のバリア電極が縦方向に延在し、横方向に配列している。バリア電極は一方の端において、電気的に接続している。バリア電極のピッチは図９に示す画素の横方向の径Pの２倍である。一方、バリア電極の幅BWは画素の横方向の径Pと同じである。対向電極は平面ベタで形成されている。
【００３６】
図５は図４のB-B断面に相当する液晶パララックスバリアパネルの断面図である。図５において、バリア基板にはピッチが２Pで、幅BWのバリア電極が形成されている。対向基板には、平面ベタで対向電極が形成されている。バリア電極と対向基板との間に電圧が印加されていなければ、バックライトからの光は均一に透過する。この場合の3次元画像表示装置は２次元表示装置として使用される。
【００３７】
バリア電極と対向電極との間に電圧が印加されると、バリア電極の部分においてバックライトからの光が遮光され、ストライプ状のバリアパターンが形成される。ストライプ状のバリアパターンによって、視差を利用した３次元表示が可能となる。
【００３８】
図６は、3次元画像表示装置の画面の中央部において、縦方向に幅２ピクセル分の白ストライプを縦方向に表示したときの２ピクセル分の画素とバリアパターンとの関係を示す拡大図である。図６において、赤サブピクセルR、緑サブピクセルG、青サブピクセルBが横方向に配列してピクセルを形成している。なお、本明細書ではピクセルを画素と呼んだり、サブピクセルをサブ画素と呼んだりしている。図６におけるピクセルは正方形である。ピクセルは縦方向、横方向に連続して形成されているが、図６では、画面中央部の２ピクセルのみ記載している。
【００３９】
図６において、バリアパターンは１ピクセルを覆っている。バリアパターンは青サブピクセルB、赤サブピクセルRを完全に覆い、両脇の緑サブピクセルGの半分ずつを覆っている。図６において、画面中央部において、２ピクセル分の白表示として人間の眼の視差を利用する眼の位置にカメラをおいて観察すると、バリアパターンの部分は黒であり、黒の両側は白パターンとなる。人間の眼によって観察しても同様である。
【００４０】
図７は、人間の眼の位置を画面に近づけた場合のパターンを示す平面図である。図７において、バリアパターンの部分は本来黒であるが、この部分は青パターンに見えてくる。そして、この青パターンの両脇が白パターンとなる。図７はバリアパターンに相当する部分が青パターンになるケースであるが、青パターン以外の色が現れる場合がある。すなわち、白あるいは黒以外の色のパターンが現れる場合がある。以下の説明は青パターンであるとして説明する。
【００４１】
図７において、青パターンの幅はｄ１で両側の白パターン幅はｄ２である。ｄ１＝２ｄ２となったときに、横方向、すなわち、図７におけるｘ方向の位置が液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルとで正しく設定されたことになる。すなわち、ｘ方向の目合わせがおこなわれたことになる。一方、図７において、中央の青パターンと両側の白パターンが目視にて傾きが存在しなければ、θ方向のずれも無いことになる。
【００４２】
なお、上記において、青パターンの幅ｄ１と両側の白パターン幅がｄ２である場合に、ｄ１＝２ｄ２なる関係はその一例であり、例えば、視点の位置、バリアパターンが画素の幅と異なる場合等には、必ずしもこの等式とは限らない。要するに、ｄ１とｄ２の関係は液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの設計によって異なってくるので、品種毎に設定することが出来る。
【００４３】
すなわち、この方法は、目合わせマークを使用しないで、実際の表示パターンを用いて横方向（x方向）および、θ方向のズレを無くすように液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを貼り合わせることが出来る。本発明は、画面の中央部において、θ方向を調整するので、θ方向に公差内のズレが生じた場合でも貼り合わせ誤差は低減することが出来る。すなわち、図７において、θ方向のズレが生じた場合、θの影響の最も大きい画面下部あるいは画面上部における誤差はLθである。本発明においては、Lは従来例を示す図１３の場合に比較して半分の長さであるので、θ方向のズレLθを従来の１/２とすることが出来る。
【００４４】
図７において、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを正確に位置合わせできる方向は、図７に示すｘ方向とθ方向である。図７の方法では、ｙ方向は位置合わせすることは出来ない。そこで、ｙ方向については、図８に示すような目合わせマークによって位置合わせすることが出来る。図８においては、従来例と異なり、目合わせマークは１箇所である。
【００４５】
図８（ａ）は液晶パララックスバリアパネルのバリア基板の目合わせマークである。この形状は、図１５（ａ）において説明したので説明を省略する。図１５（ａ）と異なる点は、図８（ａ）には目合わせマークは右下に１個のみ形成されている点である。図８（ｂ）は、液晶表示パネルのＴＦＴ基板基板における目合わせマークのパターンを示している。この目合わせマークは十字形状である。
【００４６】
図８（ｃ）は、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを目合わせ完了した状態における目合わせマークの状態である。この状態の目合わせマークの形態は図１５（ｃ）と同様である。すなわち、ＴＦＴ基板に形成された十字の目合わせマークとバリア基板に形成された四角形の目合わせマークの間隔L2を一定の値とすることによって目合わせが完了する。ちなみに、目合わせマークにおける十字と四角形との間隔L2の精度は±０．０１５ｍｍである。しかし、±０．０１５ｍｍでは十分ではないので、±０．００７ｍｍを目標とするが、現実には達成できていない。なお、上記間隔L2は図９に示すサブピクセルの横径L1よりも小さい必要がある。
【００４７】
従来は、目合わせマークのみによって液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの合わせを行っていた。したがって、目合わせマークの形状を正確に読み取ることが合わせ精度を上げる上で必須であった。すなわち、ＴＦＴ基板目合わせマークとバリア基板目合わせマークの間隔は、垂直方向に０．５３ｍｍ程度存在しており、１つのカメラで撮像しようとすると、焦点深度の関係で目合わせマークがぼけてしまい、正確な目合わせが出来ない状態となる場合がある。この場合、ＴＦＴ基板目合わせマーク用とパララックスバリア目合わせマーク用の２台のカメラが必要となる。従来においては、目合わせマークは基板の左右に2個存在しているので、カメラの数は４台必要となっていた。
【００４８】
これに対し、本発明は、目合わせマークは、第１回のラフな合わせとして使用するので、１台のカメラのみ使用した場合の焦点深度の影響で、仮に目合わせマークがクリアでない場合であっても所定の目合わせを実施することが出来る。すなわち、パララックスバリアとして精度が必要なのは、画素あるいはパララックスバリアの横方向、すなわち、x方向の関係である。このような、横方向の位置合わせは、図６あるいは図７に示すように、画面中央部におけるバリアパターンと画素あるいはピクセルの関係によって正確に決めることが出来る。
【００４９】
目合わせマークによって液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせをした後、ｘ方向およびθ方向は、本発明によって、画面中央部において、バリアパターンを利用して正確に位置合わせすることが出来る。
【００５０】
一方、ｙ方向は、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせは、最初の目合わせマークによる合わせのみである。しかし、パララックスバリア方式においては、y方向における液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせは、ｘ方向およびθ方向ほど重要ではない。したがって、本実施例による液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせにおけるｙ方向の合わせは目合わせマークによる位置合わせ１回のみで行うことが出来る。
【００５１】
以上のように、本実施例によれば、パララックスバリアを用いて画面中央において、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを行うことが出来るので、特にバリアパターンの延在方向と直角方向、すなわち、図７のｘ方向とθ方向を正確に位置合わせすることができ、画面におけるモアレ等の発生を防止することが出来る。また、ｘ方向を正確に位置合わせすることが出来るので、液晶表示パネルの表示領域を液晶パララックスバリアパネルにおけるパララックスバリアの形成領域よりも大きくとる必要も無い。さらに、目合わせマークによる合わせ作業も一つの目合わせマークによって行うことが出来、かつ、１台のカメラで行うことが出来るので、目合わせマークを用いて液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを貼り合わせるための装置のコスト低減を図ることが出来る。
【実施例２】
【００５２】
パララックスバリア方式は、右眼と左眼の視差を利用して３次元画像を得る方式である。したがって、ストライプ状のバリアは画面の縦方向に形成されている必要がある。しかしながら、小型の表示装置では、画面を横方向にして見たり、縦方向にして見たりする可能性がある。このような場合、パララックスバリアとして縦方向のみのバリアパターン５０では、画面の向きを変えた場合に、３次元画像に対応することが出来ない。
【００５３】
これに対し、バリア電極２２１と対向電極２１１を図１０に示すような形状とすることによって画面を縦方向で使用しても横方向で使用しても、パララックスバリア方式による３次元画像を得ることが出来る。図１０は、本実施例におけるバリア電極２２１と対向電極２１１の形状と配置を示す平面図である。
【００５４】
図１０において、ストライプ状の第１対向電極２１１１と第２対向電極２１１２が互いに対向して横方向に延在している。また、ストライプ状の第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２が互いに対向して縦方向に延在している。図１１は、図１０におけるＣ−Ｃ断面図である。図１１はバリア基板２２と対向基板２１のみを取り出した図である。
【００５５】
図１０および図１１に示すように、第１対向電極２１１１と第２対向電極２１１２は対向基板２１に形成され、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２はバリア基板２２に形成されている。図１０において、第１対向電極２１１１と他の３つの電極の間に電圧を印加すると、横ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。また、第２対向電極２１１２と他の３つの電極の間に電圧を印加しても横ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。この構成は、画面を縦にして３次元画像を表示する場合に使用される。この場合、バリア電極と対向電極との間隔は、第１バリア電極と第２バリア電極との間隔あるいは、第１対向電極と第２対向電極との間隔よりもはるかに小さい。したがって、第１バリア電極と第２バリア電極との間、あるいは、第１対向電極と第２対向電極との間に発生する横電界は、バリア電極と対向電極との間に発生する縦電界の強度よりもはるかに小さいので無視することが出来る。
【００５６】
図１１において、第１バリア電極２２１１と他の３つの電極の間に電圧を印加すると、縦ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。また、第２バリア電極２２１２と他の３つの電極の間に電圧を印加しても縦ストライプ状のバリアパターン５０が形成される。この構成は、画面を通常通り、横にして３次元画像を表示する場合に使用される。この場合も先に述べた横電界と縦電界の強度の関係は、縦電界のほうが横電界よりもはるかに大きい。
【００５７】
図１０では、バリア電極２２１のピッチは画素７０のピッチの２倍と同じ、２Ｐである。図１０では、第１バリア電極２２１１も第２バリア電極２２１２も幅ＢＷは画素電極の幅Pよりも小さく記載されているが、設計上可能であれば、パララックスバリアの効果をより効果的に出すためには、バリア電極幅ＢＷは画素ピッチと同じであることが望ましい。図１０における第１対向電極と第２対向電極と画素ピッチの関係も同様である。
【００５８】
画面を縦にして３次元画像を形成する場合は、第１対向電極２１１１あるいは第２対向電極２１１２によってバリアパターンを形成するが、この場合の動作は、画面を横にした場合に第１バリア電極２２１１または第２バリア電極２２１２によってバリアパターンを形成する場合と同様であるので、説明は省略する。
【００５９】
図１１は、図１０のＣ−Ｃ断面図であり、バリア基板２２には、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２が並列して配置している。第１バリア電極２２１１に他の電極との間に電圧が印加されると、第１バリア電極２２１１によるバリアパターン５０が形成されるが、第２バリア電極２２１２は第１対向電極２１１１、第２対向電極２１１２との間には電圧は印加されていないので、光は透過する。したがって、ストライプ状のバリアパターン５０が生ずることになる。同様にして、第２バリア電極２２１２と他の電極との間に電圧が印加されると、第２バリア電極２２１２によるバリアパターン５０が形成される。
【００６０】
図１１において、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２が交互に配置されているので、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２の相互のピッチは画素７０のピッチと同じＰとなる。当然、第１バリア電極２２１１と第２バリア電極２２１２とは電気的には絶縁されている。
【００６１】
横方向のバリアパターン５０を形成する場合は、図１１において、対向基板２１にストライプ状の対向電極２１１が交互に現れ、バリア電極２２１との間の電圧によって横方向のバリアパターン５０が形成される。対向基板２１における第１対向電極２１１１と第２対向電極２１１２の関係、および、バリア基板２２における第１バリア電極２２１１、第２バリア電極２２１２の関係は図７の場合と、関係が９０度回転しただけなので、説明を省略する。
【００６２】
以上の説明では、画素ピッチが横方向、縦方向とも同じＰであるとして説明した。しかし、画素ピッチはかならずしも横方向、縦方向とも同じに限る必要は無い。
【００６３】
図１２は、本実施例による3次元画像表示装置の平面図である。図１と異なるところは、目合わせマークが存在しないことである。すなわち、後で説明するように、本実施例においては、目合わせマークを使用することなく、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを正確に貼り付けることが出来る。
【００６４】
図１３は、本実施例における液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの貼り付けを行う製造工程のフローチャートである。図１３において、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを別々に製作し、液晶パララックスバリアパネル側の下面に紫外線硬化樹脂を塗布することは図３と同様である。図１３において、図１０における縦方向のパララックスバリア、第１パララックスバリアあるいは第２パララックスバリアを用いて、実施例１説明したように、２画素分の画素を縦ストライプ状に白パターンを形成する。これによって、実施例１で説明したように、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルのｘ方向とθ方向の目合わせを行う。この方法による液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせは、実施例１で述べたように正確に行うことが出来る。
【００６５】
次に、画面を９０度回転させ、第１対向電極あるいは第２対向電極を用いて画面中央部に２画素分のストライプ状の白パターンを形成する。これによって、実施例１で説明したように、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルに対してｙ方向と９０−θ方向（ただし、評価時は、画面が図１０とは９０度回転しているので、ｘ方向とθ方向である）の目合わせを行う。この方法による液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの位置合わせを正確に行うことが出来る。その後、紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させ、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを接着し、3次元画像表示装置を完成させる。
【００６６】
本実施例によれば、目合わせマークを用いずに、液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルを接着するに際し、ｘ方向、ｙ方向、θ方向の位置を正確に合わせて接着することが出来る。また、目合わせマークを使用した液晶表示パネルと液晶パララックスバリアパネルの貼り付け装置を使用する必要が無いので、製造設備のコストの低減を図ることが出来る。
【符号の説明】
【００６７】
１…3次元画像表示装置、  １０…液晶表示パネル、  １１…ＴＦＴ基板、  １２…カラーフィルタ基板、  １３…シール材、１５…端子部、  ２０…液晶パララックスバリアパネル、  ２１…対向基板、  ２２…バリア基板、  ３１…下偏光板、  ３２…中偏光板、  ３３…上偏光板、  ４０…液晶層、  ５０…バリアパターン、  ６０…遮光部、  ７０…画素、  ７１…サブ画素、１００…目合わせマーク、  ２１１…対向電極、  ２２１…バリア電極、５００…画面、１００１…ＴＦＴ基板目合わせマーク、１００２…バリア基板目合わせマーク、  ２１１１…第１対向電極、  ２１１２…第２対向電極、  ２２１１…第１バリア電極、  ２２１２…第２バリア電極、  ＢＬ…バックライト。
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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