JP5737647B2 - 光学シートの貼り合せ方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学シートを表示パネルに貼り合せるための光学シートの貼り合せ方法、光学シートの貼り合せ装置、表示装置等に関する。

近年の表示装置の高機能化のニーズに伴い、液晶等の電気光学素子を用いた表示パネルにレンチキュラレンズシート、プリズムシート、拡散シート等の光学シートを組合せることにより、立体画像表示や視野角制御などを可能とした独特な表示装置が用いられるようになってきた。

このような表示装置の一例として、レンチキュラレンズシートを用いた表示装置について説明する。図２１［Ａ］はレンチキュラレンズシートを示す斜視図であり、図２１［Ｂ］はレンチキュラレンズシートを用いた立体表示方法を示す模式図である。

図２１［Ａ］に示すように、レンチキュラレンズシート１１０は、一方の面に平面を有し、他方の面に円柱状の表面かつ蒲鉾状（概ね弓形(segment)状）の断面を有するシリンドリカルレンズ１１１が連続して複数個並列方向に延設されている。

図２１［Ｂ］に示すように、表示パネル１１４には、各シリンドリカルレンズ１１１の焦点に対応するように左目用画素１１５ａと右目用画素１１５ｂとが交互に配置されている。不図示の駆動回路によって、所定の信号に応じて左目用画素１１５ａ及び右目用画素１１５ｂを駆動させると、シリンドリカルレンズ１１１によって左目領域１２０ａに左目用画像が、右目領域１２０ｂに右目用画像がそれぞれ形成され、観察者に立体画像を認識させることが可能となる。もちろん、右目用画素１１５ａと左目用画素１１５ｂとを同一の信号で駆動することにより、通常の二次元画像の表示も可能となる。

また、レンチキュラレンズシートを用いた表示装置として、複数の画像を同時に表示する複数画像同時表示装置がある。これも前述した立体表示と同様な方法で、シリンドリカルレンズによって観察方向に対して画像を振り分けることで、複数の観察者に対してそれぞれ異なる画像を同時に表示することができる。

このようなマイクロレンズアレイやレンチキュラレンズシートを用いた表示装置においては、高品質の立体画像表示又は複数画像同時表示を得るために、表示パネルに対してレンチキュラレンズシート等を高精度で実装することが要求される。特に近年の端末装置などに搭載されている高精細の表示装置においては、従来にない高精度での貼り合せが必要とされており、μｍのオーダーでの貼り合せ精度が要求されている。

レンチキュラレンズシートをはじめとする光学シートを表示パネルに高精度で貼り合せるためには、光学シート及び表示パネルそれぞれに位置合せ用のマークを設け、これらのマークを読み取ってアライメント動作を行って貼り合せる必要がある。この技術を以下「関連技術１」という。

関連技術１において、貼り合せ精度をμｍオーダーにするためには、光学シートのマーク及び表示パネルのマークそれぞれをμｍオーダーで形成する必要がある。例えば、レンチキュラレンズシートのマークは、シリンドリカルレンズの頂点からの距離がμｍオーダーで正確であることが要求される。しかし、一般的に機械加工で光学シート製作時に、μｍの精度でマークを形成することは困難である。

一方、他のレンズマーク読み取り方法が特許文献１に開示されている。以下、この技術を以下「関連技術２」という。関連技術２では、レンチキュラレンズシートに特別なレンズマークを形成せず、レンチキュラレンズシートに光を照射し、レンズ結像性能に応じて生じる透過光の輝度分布からシリンドリカルレンズの位置情報を読み取り、表示パネルに対してはシリンドリカルレンズを介してパネルマークの撮像を行い位置合せしている。

また、特許文献２には、湾曲型の光学素子保持ヘッドを用いて光学素子アレイシートを表示パネルに貼り合せる工程が開示されている。

特開２００９−２２３１９３号公報（図３及び図８参照） 特開２００９−２２２９０３号公報（図３９参照）

しかしながら、関連技術１では以下のような課題がある。光学シートマークは光学シート表面に、パネルマークは表示パネル表面に、それぞれ配置されている。このとき、例えば両方のマークを互いに重ね合わせてカメラで撮像し、その画像から各マークを読み取る場合、カメラから両方のマークまでの距離が異なるため、両方のマークに同時に焦点を合わせることが困難になるので、マークの読み取りに支障がでる。

液晶表示装置を例に挙げると、図２２［Ａ］に示すようにパネルマーク１３２は駆動基板１５２又は対向基板１５３上に形成され、光学シートマーク１５０は光学シート１５１上に形成されている。そのため、光学シートマーク１５０とパネルマーク１３２とは、これらの間に対向基板１５３、偏光板１５４及び光学シート１５１が存在することにより、同一カメラで撮像する場合に別々に焦点を合せる必要がある。つまり、両者のマーク読み取り精度が、カメラの焦点方向の送り精度に依存する形となる。また、焦点合せに要する時間が余計にかかるので、タクト的に不利となる。

更に、光学シート１５１を介してパネルマーク１３２を読み取る構成であることにより、パネルマーク１３２の位置が光学シート１５１による屈折作用によって変化して観察されるため、その補正が必要となる。また、光学シート１５１に光を照射して得た透過光の輝度分布は、シリンドリカルレンズの結像性能に大きく依存する。しかし、各レンズの曲率半径のバラつきが大きい場合や、光学シート１５１自身の歪みが生じた場合などは、この輝度分布が面内で不均一に変化するので、マーク読み取り精度の劣化につながる。

加えて、光学シートマーク１５０とパネルマーク１３２とを重ね合わせるために、光学シート１５１の直下にパネルマーク１３２が配置されることになる。例えば液晶表示装置では、図２２［Ｂ］に示すように通常、光学シート１５１は表示パネル１３１の外形及び偏光板１５４の外形よりも一回り小さい外形である。そのため、パネルマーク１３２がその光学シート１５１の直下に来るということは、表示パネル１３１の表示領域１５５の近辺にパネルマーク１３２が配置されることを意味する。特にノーマリホワイトの液晶表示装置においては、表示領域１５５の近くに光り抜け（遮光）を起こすパネルマーク１３２が形成されることになるため、表示品質に与える影響が大きい。

このような関連技術１の課題に加えて、本発明者らが高精度かつ高信頼性のレンズと表示パネルとの貼り合せ工程を検討した結果、新たな課題があることがわかった。例えば、光学シートの一つであるレンチキュラレンズシートでは、主にレンチキュラレンズシートの製造プロセスに起因して、図２３に示すようにレンズピッチが面内で不均一となる場合が発生する。例えば、図２３［Ａ］では上方ほどレンズピッチが大きい、図２３［Ｂ］では中央ほどレンズピッチが大きい、図２３［Ｃ］では中央ほどレンズピッチが小さい、というようにレンズピッチが不均一となるパターンは様々である。レンズピッチのこのような不均一は、立体表示装置において、立体視域が最大となる視認距離や立体視域の大きさそのものに大きな影響を及ぼす。そのため、光学シートの貼り合せにおいては、レンズピッチ変動の影響を緩和する必要がある。

また、光学シートの光学素子形成面をシート保持ヘッドを用いて保持する際に、光学素子形成面が微細な凹凸をもつため、光学シートとシート保持ヘッドとの実質的な接触面積が小さい。このため、光学シートに対する保持力が低下してしまうという課題がある。

一方、関連技術１では光学シートを透過する光の有無を用いて光学シートマークの位置情報を読み取るのに対し、関連技術２では光学シートを透過する光の輝度分布を用いてレンズの位置情報を読み取る。つまり、関連技術２は、関連技術１と同様に光学シートを透過する光を用いて位置情報を得ているので、関連技術１と同様の課題を有する。また、関連技術２におけるシート保持ヘッド（レンチキュラレンズシートを保持する保持枠）は、撮像部による撮像を妨げないように透光性を有する材料によって形成されている（特許文献２の段落００２２参照）。したがって、関連技術２におけるシート保持ヘッドの材料は、脆弱なガラスやプラスチックなどに限られ、堅牢な金属やセラミックなどを使用できない。

本発明はこれらの課題を解決するべくなされたものであり、その目的とするところは、表示パネルに光学シートを実装する際に、高歩留りかつ高精度で実装することを可能にする光学シートの貼り合せ方法、及びこの方法を用いた貼り合せ装置を提供するとともに、この貼り合せ方法を用いて製造された高画質な表示装置を提供するものである。

本発明に係る光学シートの貼り合せ方法は、
複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、シート保持ヘッドを用いて表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方を前記シート保持ヘッドに接触させ、
前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記光学素子面及び前記非光学素子面の他方から光を照射し、
その反射光の分布から前記接触箇所の位置情報を用いて読み取り、
この接触箇所の位置情報に基づいて前記光学シートと表示パネルとの位置を合わせ、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる、
ことを特徴とする。

本発明に係る光学シートの貼り合せ装置は、
複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ装置において、
前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方に接触して前記光学シートを保持するシート保持ヘッドと、
前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記光学素子面及び前記非光学素子面の他方から光を照射し、その反射光の分布の画像を取得する第一の撮像部と、
前記表示パネルに付されたパネルマークの画像を取得する第二の撮像部と、
前記光学シート及び前記表示パネルの少なくとも一方を座標空間において移動させる移動機構部と、
前記第一の撮像部で取得した前記画像から前記接触箇所の位置情報を読み取るとともに前記第二の撮像部で取得した前記画像から前記パネルマークの位置情報を読み取り、前記接触箇所の位置情報と前記パネルマークの位置情報とに基づき前記移動機構部を制御することにより、前記光学シートと前記表示パネルとの位置を合わせ、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる制御部と、
を備えたことを特徴とする

本発明に係る表示装置は、
本発明に係る光学シートの貼り合せ方法によって前記光学シートが貼られた前記表示パネルを備えた、
ことを特徴とする。

本発明によれば、光学シートの位置情報の読み取りに透過光ではなく反射光を用いることにより、透過光を用いた場合の諸課題を一挙に解決できるので、光学シートの位置情報の読み取り精度を向上できる。そのため、光学シート貼り合せ工程において、高精度化の実現と歩留りの向上とを図ることができる。

実施形態１の貼り合せ方法を示す模式図である。 実施形態１の貼り合せ方法を示す工程図である。 実施形態１の貼り合せ装置を示す模式図である。 図４［Ａ］は実施形態１の貼り合せ装置を示すブロック図であり、図４［Ｂ］は図４［Ａ］における制御部の一例を示すブロック図である。 実施形態１の貼り合せ装置におけるアライメント動作の一例を示すグラフである。 実施形態１におけるシート保持ヘッドと光学シートの光学素子面との接触箇所を示す画像及び側面図である。 図７［１］は実施形態１におけるシート保持ヘッドと光学シートの光学素子面との接触箇所を示す画像の他の例であり、図７［２］はシート保持ヘッドと光学シートの非光学素子面とを接触させた状態を示す側面図である。 実施形態１における他の例を示し、図８［１］は複数のカメラで光学シートの位置情報を読み取る模式図であり、図８［２］は光学シート貼り合せ時のシート保持ヘッドを示す模式図であり、図８［３］はシート保持ヘッドが表示パネルに対して下側に設けられている場合を示す模式図である。 実施形態２におけるシート保持ヘッドを示し、図９［Ａ］は斜視図であり、図９［Ｂ］［Ｃ］は位置情報の読み取り動作を示す模式図である。 実施形態２における貼り合せ工程を示す模式図であり、図１０［Ａ］［Ｂ］［Ｃ］の順に工程が進行する。 実施形態２における貼り合せ工程の一部を示す斜視図であり、図１１［Ａ］はシート保持ヘッドと光学シートとの接触箇所がシート保持ヘッドの円弧接線方向に対して平行となる場合であり、図１１［Ｂ］はシート保持ヘッドと光学シートとの接触箇所がシート保持ヘッドの円弧接線方向に対して直交となる場合である。 実施形態２におけるシート保持ヘッドが表示パネルに対して下側に設けられている場合を示す模式図である。 実施形態２における貼り合せ圧力と貼り合せ前後のレンズピッチ変動量との関係の一例を示すグラフである。 図１４［１］は実施形態３におけるレンズピッチが不均一になっているレンチキュラレンズを示す平面図であり、図１４［２］は貼り合せ圧力とレンズピッチ変動量との関係を示すグラフであり、図１４［３］は適正化した貼り合せ圧力を示すグラフである。 図１５［１］は実施形態３におけるレンズピッチが不均一になっているレンチキュラレンズの他の例を示す平面図であり、図１５［２］は適正化した貼り合せ圧力を示すグラフ（その１）であり、図１４［３］は適正化した貼り合せ圧力を示すグラフ（その２）である。 図１６［Ａ］はシート保持ヘッドと図１６［Ｂ］の光学シートの光学素子面との接触箇所を示す画像及び側面図であり、図１６［Ｂ］は実施形態４における光学シート（その１）を示す斜視図である。 図１７［Ａ］はシート保持ヘッドと図１７［Ｂ］の光学シートの光学素子面との接触箇所を示す画像及び側面図であり、図１７［Ｂ］は実施形態４における光学シート（その２）を示す斜視図である。 図１８［Ａ］は実施形態４における光学シート（その３）を示す平面図であり、図１８［Ｂ］はシート保持ヘッドと図１８［Ａ］の光学シートの光学素子面との接触箇所を示す画像である。 図１９［Ａ］は本発明を用いて光学シートを表示パネルに貼り合せた表示装置を搭載した携帯端末装置を示す斜視図であり、図１９［Ｂ］は光学シートとしてのフライアイレンズを示す斜視図である。 本発明における表示パネルとパネルマークとを示す平面図である。 図２１［Ａ］はレンチキュラレンズシートを示す斜視図であり、図２１［Ｂ］はレンチキュラレンズシートを用いた立体表示方法を示す模式図である。 図２２［Ａ］は液晶表示装置を示す側面図であり、図２２［Ｂ］は液晶表示装置を示す平面図である。 レンチキュラレンズシートにおいてレンズピッチが面内で不均一となる例を示し、図２３［Ａ］は上方ほどレンズピッチが大きい例であり、図２３［Ｂ］は中央ほどレンズピッチが大きい例であり、図２３［Ｃ］は中央ほどレンズピッチが小さい例である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。

［実施形態１］
本実施形態１では、複数のシリンドリカルレンズからなるレンチキュラレンズシートを、光学シートとして用いた場合について記載する。なお、光学シートは、他の実施形態においてもレンチキュラレンズシートを一例に説明するが、これに限定されるものではなく、所定のパターンが形成されたプリズムシートや、反射シートや、拡散シートなどを含む光学素子アレイを用いてもよい。

図１は実施形態１の貼り合せ方法を示す模式図であり、図２は実施形態１の貼り合せ方法を示す工程図である。以下、図１及び図２に基づき説明する。

本実施形態１の光学シートの貼り合せ方法は、光学シート１０をシート保持ヘッド２０を用いて表示パネル３０に貼り合せるものである。光学シート１０は、複数の光学素子としての複数のシリンドリカルレンズ１１からなるレンチキュラレンズシートであり、シリンドリカルレンズ１１が形成されている光学素子面１２と、シリンドリカルレンズ１１が形成されていない非光学素子面１３とを有する。すなわち、光学素子面１２は凹凸面であり、非光学素子面１３は平坦面である。そして、本実施形態１の貼り合せ方法は、次の工程を含む。

工程１０１〜１０３（図１［Ａ］［Ｂ］）：光学素子面１２をシート保持ヘッド２０に接触させ（工程１０１）、光学素子面１２とシート保持ヘッド２０との接触箇所１４に対して非光学素子面１３から光４１を照射し（工程１０２）、その反射光４２の分布から接触箇所１４の位置情報を読み取る（工程１０３）。工程１０２，１０３では、例えば、光源４３とカメラ４４とを備える第一の撮像部４０を用いる。工程１０１〜１０３は、最終的に接触箇所１４の位置情報が読み取れればどのような順序でもよく、例えばこの順でも全て同時でもよい。また、非光学素子面１３をシート保持ヘッド２０に接触させ、非光学素子面１３とシート保持ヘッド２０との接触箇所に対して光学素子面１２から光４１を照射し、その反射光４２の分布から接触箇所の位置情報を読み取る、としてもよい。

工程１０４（図１［Ｂ’］）：表示パネル３０に付されたパネルマーク３１の位置情報を読み取る。工程１０４では、例えば、光源５３とカメラ５４とを備える第二の撮像部５０を用いる。例えば、撮像部５０は、表示パネル３０に付されたパネルマーク３１に対して光５１を照射し、その透過光５２からパネルマーク３１の位置情報を読み取る。工程１０４は、工程１０１〜１０３に対して時間的に前でも後でも同時でもよいし、パネルマーク３１の位置情報が既知であれば省略してもよい。

工程１０５（図１［Ｃ］）：接触箇所１４の位置情報とパネルマーク３１の位置情報とに基づいて、光学シート１０と表示パネル３０との位置を合わせる。この位置合せには、一般的なアライメント技術を用いればよい。

工程１０６（図１［Ｃ］）：光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せる。例えば、光学シート１０と表示パネル３０とを接触させつつ、光学シート１０と表示パネル３０とを相対運動させることにより、光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せる。光学シート１０と表示パネル３０とを相対運動させるとは、光学シート１０と表示パネル３０との少なくとも一方を動かすということである。この貼り合せには、一般的な貼り合せ技術を用いることができる。

本実施形態１によれば、光学シート１０の位置情報の読み取りに透過光ではなく反射光４２を用いることにより、透過光を用いた場合の諸課題を一挙に解決できるので、光学シート１０の位置情報の読み取り精度を向上できる。そのため、光学シート貼り合せ工程において、高精度化の実現と歩留りの向上とを図ることができる。

図３は、実施形態１の貼り合せ装置を示す模式図である。図４［Ａ］は、実施形態１の貼り合せ装置を示すブロック図である。図４［Ｂ］は、図４［Ａ］における制御部の一例を示すブロック図である。図５は、実施形態１の貼り合せ装置におけるアライメント動作の一例を示すグラフである。以下、図３、図４及び図５に基づき説明する。

本実施形態１の光学シートの貼り合せ装置６０は、本実施形態１の光学シートの貼り合せ方法を用いて、光学シート１０を表示パネル３０に貼り合せるものであり、シート保持ヘッド２０、第一の撮像部４０、第二の撮像部５０、移動機構部７０及び制御部８０を備えている。シート保持ヘッド２０は、光学素子面１２に接触して光学シート１０を保持する。撮像部４０は、光学素子面１２とシート保持ヘッド２０との接触箇所１４に対して非光学素子面１３から光４１を照射し、その反射光４２の分布の画像４５を取得する。撮像部５０は、表示パネル３０に付されたパネルマーク３１の画像５５を取得する。移動機構部７０は、光学シート１０及び表示パネル３０を座標空間において移動させる。制御部８０は、撮像部４０で取得した画像４５から接触箇所１４の位置情報を読み取るとともに撮像部５０で取得した画像５５からパネルマーク３１の位置情報を読み取り、接触箇所１４の位置情報とパネルマーク３１の位置情報とに基づき移動機構部７０を制御することにより、光学シート１０と表示パネル３０との位置を合わせ、光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せる。

移動機構部７０は、光学シート側機構７１と表示パネル側機構７４とを備える。光学シート側機構７１は、例えばリニアモータ機構（又はステッピングモータ及びねじ送り機構）及び回転機構などから構成され、固定された本体７２と、本体７２に対して可動のヘッドステージ７３とに分けられる。ヘッドステージ７３は、シート保持ヘッド２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ直線的に移動自在であり、かつシート保持ヘッド２０をＺ軸を中心にθ方向に回転自在である。表示パネル側機構７４は、例えばリニアモータ機構（又はステッピングモータ及びねじ送り機構）などから構成され、固定された本体７５と、本体７５に対して可動のパネルステージ７６とに分けられる。パネルステージ７６は、表示パネル３０を載置してＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ直線的に移動自在である。ヘッドステージ７３及びパネルステージ７６は相対的に移動すればよいので、例えばパネルステージ７６にＺ軸方向の移動及びθ方向の回転を担当させてもよいし、ヘッドステージ７３及びパネルステージ７６のどちらか一方にのみＹ軸方向の移動を担当させてもよい。また、移動機構部７０は光学シート１０及び表示パネル３０のどちらか一方を座標空間において移動させるようにしてもよく、その場合は光学シート側機構７１及び表示パネル側機構７４のどちらか一方を省略してもよい。

制御部８０は、例えば、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３及び入出力インタフェース８４などからなる一般的なコンピュータを含み、コンピュータプログラム及びデータによって動作する。制御部８０は、撮像部４０，５０から画像４５，５５を入力し、画像処理プログラムなどによって接触箇所１４の位置情報とパネルマーク３１の位置情報とを読み取り、これらの情報に基づいた制御信号８５，８６，８７をそれぞれシート保持ヘッド２０、光学シート側機構７１及び表示パネル側機構７４へ出力する。制御信号８５は、光学シート１０の保持の開始又は終了をシート保持ヘッド２０に指示する信号を含む。制御信号８６は、ヘッドステージ７３（すなわち光学シート１０）を所望の座標へ移動させるための信号を含む。制御信号８７は、ヘッドステージ７３（すなわち表示パネル３０）を所望の座標へ移動させるための信号を含む。制御部８０のコンピュータプログラムとして一例を述べれば、撮像部４０で取得した画像４５から接触箇所１４の位置情報を読み取る手順と、撮像部５０で取得した画像５５からパネルマーク３１の位置情報を読み取る手順と、接触箇所１４の位置情報とパネルマーク３１の位置情報とに基づき移動機構部７０を制御することにより、光学シート１０表示パネル３０との位置を合わせ、光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せる手順とを、コンピュータに実行させるためのものである。

ここで、貼り合せ装置６０のアライメント動作の一例について説明する。まず、カメラ４４，５４の画素がＸＹ平面における座標と一対一に対応するように、カメラ４４，５４の位置及び倍率等を調整しておく。そして、図５に示すように、接触箇所１４の位置情報がＭａ１（ｘａ１，ｙａ１），Ｍａ２（ｘａ２，ｙａ２）と得られ、パネルマーク３１の位置情報がＭｂ１（ｘｂ１，ｙｂ１），Ｍｂ２（ｘｂ２，ｙｂ２）と得られたとする。Ｍａ１，Ｍａ２は、特定の一本のシリンドリカルレンズ１１における両端の頂点の座標とする。Ｍｂ１，Ｍｂ２は、二つの十字形のパネルマーク３１の座標とする。このとき、点Ｍａ１と点Ｍａ２とを結ぶ直線Ｍａの中心Ｍａｏと、点Ｍｂ１と点Ｍｂ２とを結ぶ直線Ｍｂの中心Ｍｂｏとが一致し、かつ直線Ｍａと直線Ｍｂとの傾きが一致するように（すなわち角度θａ＝０となるように）、移動機構部７０を制御する。

次に、本実施形態１について更に詳しく説明する。

レンチキュラレンズシートである光学シート１０は、複数の視点に向けた画像表示を提供する表示装置に使用され、表示パネル３０の表示面に当接されて、可視光領域の少なくとも一部の光の波長を透過させるものである。光学シート１０の材質は、波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの少なくとも一部の光を通すものであればよく、無機材でも有機材でも構わない。無機材としてはガラス等、有機材としてはプラスチック等を用いることができるが、一般的にはプラスチックを用いることが多い。プラスチックとしては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、シクロポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のエンジニアリングプラスチックが利用できる。光学シート１０の厚さは、特に限定されないが、実用上の観点から０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が望ましい。

図１に、本実施形態１における光学シートの貼り合せ工程の一例の概略を示す。まず、図１［Ａ］に示すように、シート保持ヘッド２０を用いて光学シート１０を保持する。次に、図１［Ｂ］に示すように、光源４３から接触箇所１４に向けて光４１を照射し、その反射光４２の分布をカメラ４４で撮像し、得られた画像４５を用いて光学シート１０の位置情報を読み取る。それと並行して図１［Ｂ’］に示すように、表示パネル３０上のパネルマーク３１（図２０も参照）の位置情報をカメラ５４を用いて読み取る。その後、図１［Ｃ］に示すように、両者の位置情報に基づいて、光学シート１０を保持するシート保持ヘッド２０と表示パネル３０を固定するパネルステージ７６（図３参照）とを所定位置に整合させるアライメント動作を行ない、光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せる。

ここで、パネルマーク３１（図２０も参照）は透過光５２で読み取っているが、パネルマークを構成する材料が所定の反射特性を有する場合は反射光で読み取ることも可能である。また、アライメント動作としては様々な動作を用いることができる。例えば、シート保持ヘッド２０が任意位置に可動でありパネルステージ７６（図３参照）が固定である場合、パネルステージ７６が任意位置に可動でありシート保持ヘッド２０が固定である場合、シート保持ヘッド２０とパネルステージ７６との両方が任意位置に可動である場合（本実施形態１）など、いずれの場合も用いることができる。

図６は、実施形態１におけるシート保持ヘッドと光学シートの光学素子面との接触箇所を示す画像及び側面図である。図７［１］は実施形態１におけるシート保持ヘッドと光学シートの光学素子面との接触箇所を示す画像の他の例であり、図７［２］はシート保持ヘッドと光学シートの非光学素子面とを接触させた状態を示す側面図である。以下、図１、図６及び図７に基づき説明する。

図６に、光学シート（レンチキュラレンズシート）１０の光学素子面（レンズ面）１２とシート保持ヘッド２０との接触箇所１４を、反射光４２を用いて撮像したときの画像４５を示す。レンチキュラレンズシートを形成するシリンドリカルレンズ１１の頂点とシート保持ヘッド２０とが直線状に接触して接触箇所１４を形成し、更にシリンドリカルレンズ１１の周期に応じて接触箇所１４が周期的に複数形成されている。これらの接触箇所１４に光４１を照射すると、接触箇所１４において光が強く反射される。そのため、関連技術２（特許文献１の図８参照）のように透過光でレンチキュラレンズシートを撮像した場合に比べて、図６に示すようにコントラストの大きい画像４５を得ることができる。

このとき、図７［Ａ］に示すように、シリンドリカルレンズ１１の長手方向に対して少なくとも二点（例えば点Ｍａ１，Ｍａ２）の位置情報を読み取り、二点を結ぶ一次関数を利用して位置と傾きを求め、光学シート１０と表示パネル３０とのアライメント動作に必要な位置情報を得ることができる。読み取り精度を上げるため三点以上を読み取り、これらの三点に最小二乗法を適用して関数を得て、この関数を利用して位置と傾きを求めることも可能である。なお、二点（点Ｍａ１，Ｍａ２）は、図７［Ａ］では便宜上、光学シート１０のレンズピッチ方向に対する最端部（図７［Ａ］において右端部）に位置するが、これに限定されず、最端部から内側にあるものの位置を用いてもよい。

図７［Ｂ］に光学シート１０の非光学素子面（非レンズ面）１３とシート保持ヘッド２０とを接触させたときの模式図を示す。この場合、反射光による撮像画像はレンズ結像性能に応じた分布が得られる。

光源４３については、ＬＥＤ照明や蛍光灯照明など様々な光源を用いることができ、波長についてもカメラ４４内のＣＣＤの分光感度特性に応じて任意に設定することができる。光源５３についても同様である。

図１［Ａ］に示すように、シート保持ヘッド２０を用いて光学シート１０をピックアップするには、例えば真空吸着、静電吸着、粘着などの技術を用いる。本実施形態１では、反射光４２を用いてシリンドリカルレンズ１１の位置情報を読み取る構成のため、シート保持ヘッド２０の材料に制約がない。例えば、真空吸着を用いる場合では、吸着穴を形成するのに加工性に優れた材料や、多孔質材料や、光学シート１０に対する傷付けを抑制する低表面硬度材などを適用可能である。粘着を用いる場合では、ゴムや合成樹脂からなるエラストマーが適用可能である。いずれの場合においても、透光性を有する材料は必要無く、透過光を用いる場合と比較して、低コストで高機能なシート保持ヘッド２０を提供することができる。

特に、光学シート１０に接触する面である保持面２１をエラストマーで覆ったシート保持ヘッド２０は、エラストマーの粘着力を用いたレンズピックアップとなり、光学シート１０と表示パネル３０との貼り合せに好適な技術である。この粘着エラストマーを用いた貼り合せは、エラストマーの弾性により、貼り合せ時における光学シート１０への印加圧力をシート全面に渡って均一化でき、また圧力印加によるシリンドリカルレンズ１１の変形を抑える効果がある。

このとき、エラストマーの粘着力は、弱過ぎると光学シート１０を保持できず、強すぎるとエラストマーから光学シート１０が剥がれなくなる。したがって、光学シート１０を保持するために、適正な範囲の粘着力を有するエラストマーを使用する必要がある。粘着力の大きさは光学素子とエラストマーとの接触面積にも大きく依存するため、接触面積に応じた粘着力が求められる。例えば、フライアイレンズシートやプリズムシートのような接触箇所１４が点接触となる場合は、１．０Ｎ／２０ｍｍから５００Ｎ／２０ｍｍまでの範囲の粘着力を有するエラストマーが望ましい。レンチキュラレンズシートのような接触箇所１４が線接触となる場合は、０．１Ｎ／２０ｍｍから１００Ｎ／２０ｍまでの範囲の粘着力を有するエラストマーが望ましい。

また、貼り合せる際の圧力は、小さすぎると光学シート１０と表示パネル３０との接触面内に気泡が発生し、大きすぎると光学シート１０の変形や破損又は表示パネル３０の破損が起こる。そのため、印加圧力についても適正な範囲で貼り合せる必要がある。印加圧力の大きさは光学シート１０及び表示パネル３０の剛性にも大きく依存するため、剛性に応じた印加圧力が求められる。例えば、厚さ０．２ｍｍのプラスチック製レンチキュラレンズシートを総厚１．０ｍｍの液晶表示パネルに貼り合せる場合は、０．０１ＭＰａから１．０ＭＰａまでの範囲で印加圧力を設定することが望ましい。

図８［Ａ］に示す例では、シート保持ヘッド２０に保持された光学シート１０の位置情報読み取り工程において、光学シート１０内の複数のシリンドリカルレンズ１１の位置情報をより正確に読み取るために、複数のカメラ４４ａ，４４ｂ（及び必要に応じ複数の光源４３ａ，４３ｂ）をレンズピッチ方向に設けている。このようにした理由は、一本のシリンドリカルレンズ１１の位置情報だけでなく、複数本のシリンドリカルレンズ１１の位置情報を用いて、上述した一次関数の精度を向上できることや、ピッチ方向の距離からのピッチ精度が算出できるからである。図１［Ｂ］に示すように、同じ効果を一つのカメラ４４で得ようとする場合、複数のシリンドリカルレンズ１１の位置を読むために、カメラ４４又はシート保持ヘッド２０を移動させる必要がある。これに対し、複数のカメラ４４ａ，４４ｂがあれば、そのような移動が不要であるため、貼り合せ工程の短縮を図ることができる。また、複数のカメラ４４ａ，４４ｂを設けた場合、レンズピッチ方向に対してできるだけ両端に位置する、両方のシリンドリカルレンズ１１の位置情報を読み取ることが望ましい。これは、ピッチ方向の離間距離が大きくなるほど、読み取ったレンズピッチの変動量の精度が向上するためである。

図１［Ｂ］に示す光学シート１０の位置情報読み取りと、図１［Ｂ’］に示すパネルマーク３１の位置情報読み取りとを並列で行うことで、貼り合せ工程時間の短縮を図ることができる。図１［Ｃ］に示す貼り合せの際には、光学シート１０と表示パネル３０との間に気泡が入らないように、図８［Ｂ］に示すようにシート保持ヘッド２０を表示パネル３０に対して傾けて貼り合せることが望ましい。

なお、光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せる接着材料としては、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、可視光硬化型接着剤などを用いることができるが、硬化時の熱的負荷が小さい紫外線硬化型接着剤か可視光型接着剤が望ましい。また、接着剤以外でも、粘着剤を有する両面透明接着フィルムを適用することもできる。両面透明接着フィルムは、熱的負荷も作用せず、レンズ端面からの接着剤のはみ出しも発生しないという利点を有している。

図８［Ｃ］に示す例では、シート保持ヘッド２０が表示パネル３０に対して下側に設けられている。この状態でも、図１に示す例と同様に、光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せることが可能である。

［実施形態２］
図９は実施形態２におけるシート保持ヘッドを示し、図９［Ａ］は斜視図であり、図９［Ｂ］［Ｃ］は位置情報の読み取り動作を示す模式図である。以下、図９に基づき説明する。

本実施形態２では、シート保持ヘッド２０ａの保持面２１ａが曲面形状を呈していることが特徴である。図９［Ａ］に、曲面形状の保持面２１ａの一例を示す。シート保持ヘッド２０ａは、光学シート１０を保持する保持面２１ａが曲率を持った円弧状の形状をしている。ここで、複数のカメラ４４ａ，４４ｂ（及び必要に応じ光源４３ａ，４３ｂ）が設けられていることが望ましい。

本実施形態２ではシート保持ヘッド２０の保持面２１ａの形状が円弧状となっているが、光学シート１０を保持する面が曲面であれば他の形状でも構わない。ただし、円弧状は、曲率半径が回転角度によらず一定になるため、後述するレンチキュラレンズシートの位置情報の読み取りに対するカメラ位置の設定、読み取り制御、貼り合せに対する回転軸の設定、貼り合わせ制御などが簡易であるというメリットを有する。

図９［Ｂ］［Ｃ］に示すように、円弧状の保持面２１ａを有するシート保持ヘッド２０ａを回転させることで、カメラ４４を移動させることなく光学シート１０の位置情報を回転角度に応じて複数得ることができる。また、本実施形態２では、シート保持ヘッド２０ａとヘッドステージ７３（図３）との間に回転機構７７が付設されている。回転機構７７は、例えばモータ及び減速ギヤなどからなり、回転軸７８を中心にシート保持ヘッド２０ａを回転させる。回転機構７７も、ヘッドステージ７３（図３）などと同様に、制御部８０（図４）の指示によって動作する。

図１０は、実施形態２における貼り合せ工程を示す模式図であり、図１０［Ａ］［Ｂ］［Ｃ］の順に工程が進行する。以下、図１０に基づき説明する。

図１０に示すように、シート保持ヘッド２０ａを用いて保持した光学シート１０を表示パネル３０に接触させ、シート保持ヘッド２０ａの回転軸７８を回転させつつ、その回転と同期するように表示パネル３０又は回転軸７８自身を相対運動させることで、光学シート１０の端部から反対側の端部に向かって連続的に、光学シート１０を表示パネル３０に貼り合せることができる。

このとき、図１０［Ａ］に示すように、シート保持ヘッド２０ａが回転する前は光学シート１０を保持している部分を表示パネル３０と接触しないようにし、この状態からシート保持ヘッド２０ａを回転させ、図１０［Ｂ］に示すように光学シート１０を貼り合せ始めることが望ましい。シート保持ヘッド２０ａが回転する前から光学シート１０と表示パネル３０とを接触させると、接触面の貼り合せ用の接着剤に回転前と回転中とのわずかな印加圧力の差に起因する偏りが生じて気泡が発生することがある。また、貼り終わりの際には、光学シート１０が表示パネル３０と全面で貼り合された後、図１０［Ｃ］に示すようにシート保持ヘッド２０ａが光学シート１０から完全に離れるまでシート保持ヘッド２０ａを回転させることが望ましい。これも、貼り始めの場合と同様に、気泡の発生を低減することができる効果がある。

図１１は実施形態２における貼り合せ工程の一部を示す斜視図であり、図１１［Ａ］はシート保持ヘッドと光学シートとの接触箇所がシート保持ヘッドの円弧接線方向に対して平行となる場合であり、図１１［Ｂ］はシート保持ヘッドと光学シートとの接触箇所がシート保持ヘッドの円弧接線方向に対して直交となる場合である。以下、図１０及び図１１に基づき説明する。

シート保持ヘッド２０ａで光学シート１０を保持する際に、レンズピッチ長手方向と円弧の接線方向とが平行であることが望ましい。この場合、図１１［Ａ］に示すように光学シート１０と表示パネル３０との貼り合せ時において、常にシート保持ヘッド２０ａと光学シート１０との接触箇所１４が存在することになるので、レンズ保持力が安定する。一方、図１１［Ｂ］に示すようにレンズピッチ長手方向と接線方向とが直交している場合は、光学シート１０と表示パネル３０との貼り合せ時において、シート保持ヘッド２０ａと光学シート１０との接触箇所１４が円弧の接線方向（すなわち貼り合せ方向）と直交することになる。貼り合せの際にシート保持ヘッド２０ａを回転させると、レンズピッチの周期に応じて、光学シート１０とシート保持ヘッド２０ａとの接触箇所１４が存在しない部分が発生し、印加圧力が不均一になり気泡が発生することがある。また、シリンドリカルレンズ１１の谷の部分に応力集中が作用し、最悪の場合にはシリンドリカルレンズ１１にクラックが発生することがある。

本実施形態２では、シート保持ヘッド２０ａを用いて貼り合せることで、光学シート１０と表示パネル３０と間の線状気泡を大幅に緩和することができる。シート保持ヘッド２０ａでは、光学シート１０が反った状態で保持されることから、表示パネル３０のパネルマーク３１を重ね合わせて貼り合せる手法がとれない、このため、本発明における光学シート１０の位置情報とパネルマーク３１の位置情報とを別々に撮像することが、極めて有用となる。

シート保持ヘッド２０ａの曲率半径は、小さいと光学シート１０の剛性による保持力低下が発生し、大きいと線状気泡の緩和効果が小さくなる。このため、シート保持ヘッド２０ａの曲率半径は、５０ｍｍから５００ｍｍまでの範囲が望ましい。ただし、貼り合せ装置の高さの決定要因である回転軸７８からシート保持ヘッド２０ａの先端までの距離を考慮すると、曲率半径の大きさは５０ｍｍから２００ｍｍまでの範囲がなお望ましい。

図１２は、シート保持ヘッド２０ａが表示パネル３０に対して下側に設けられている状態を示す。この状態でも、上述した説明と同様に、光学シート１０と表示パネル３０とを貼り合せることが可能である。

［実施形態３］
本実施形態３では、円弧状シート保持ヘッドに保持された状態の光学シートの少なくとも二箇所のピッチ精度を読み取り、その読み取り結果に応じてピッチ精度を補正する貼り合せ方法の一例を示す。

図１３は、実施形態２で述べた方法を用いた場合の貼り合せ圧力と、貼り合せ前後のレンズピッチ変動量との関係の、一例を示すグラフである。この例では、貼り合せ圧力とレンズピッチ変動量とは概ね線形関係にある。しかし、貼り合せ圧力とレンズピッチ変動量との関係は、レンチキュラレンズシートの厚さや弾性定数などの力学的な仕様や、シート保持ヘッドの構成や材料等の貼り合せ方法にも依存するので、図１３のようなグラフとしてあらかじめ把握しておく。以下、レンズピッチ変動量を「ΔＬ」で表す。

まず、レンチキュラレンズシートの貼り合せ工程の前に、シート保持ヘッドに保持されたレンチキュラレンズシートの位置情報を図１４［Ａ］に示すように、レンズ長手方向の端部の貼り合せ始めに相当する部分（ＡＡ部）におけるレンズピッチＬ１、もう一つの端部の貼り合せ終わりに相当する部分（ＢＢ部）のレンズピッチＬ２を読み取る。次に、Ｌ１とＬ２が本来のレンズピッチＬ０に対する差分、ΔＬ１＝Ｌ１−Ｌ０、ΔＬ２＝Ｌ２−Ｌ０を求める。ここでは、ΔＬ１＝−２０ｐｐｍ、ΔＬ２＝−６０ｐｐｍと仮定する。続いて、図１４［Ｂ］を参照して、Ｐ１が０ｐｐｍを補正するのに必要な貼り合せ圧力となり、Ｐ２が６０ｐｐｍを補正するのに必要な貼り合せ圧力となるように、シート保持ヘッドの回転角度に応じて貼り合せ圧力を設定する。そして、図１４［Ｃ］に示すように、この設定の応じた貼り合せ圧力をＡＡ点からＢＢ点にかけて作用させ、貼り合せ後のレンズピッチを適正化させる。

なお、レンズピッチを読み取る箇所は貼り始めと貼り終わりとの二点に限らず、三点以上でも構わない。特に、図１５［Ａ］に示すようなレンズピッチが不均一な場合の例では、レンズ長手方向の中間部のＣＣ部を読み取ることで、図１５［Ｂ］に示すようなＣＣ部を変曲点とした印加圧力制御が可能となり、レンズピッチの補正効果がより大きくなる。実施形態１で上述したように、最小二乗法による関数を利用してピッチ補正を行うことも当然可能である（図１５［Ｃ］）。

印加圧力を可変させる方法としては、シート保持ヘッドの押し込み量を変化せることで圧力を設定することが望ましい（例えば図３の構成で言えばヘッドステージ７３によるＺ軸方向の移動を利用する。）。この場合、上記したような吸着や粘着などの方法やシート保持ヘッドを構成する材料によって、押し込み量とパネルに作用する圧力との関係が変化するので、あらかじめその関係を把握しておくことが望ましい。また、空気圧シリンダーなどの圧力可変手段を用いることも可能である。ただし、圧力可変手段では貼り付け速度に対して圧力調整が遅延する場合があるので、押し込み量変化の方がシンプルな圧力制御が容易である。

本実施形態３では、レンズピッチが不均一なレンチキュラレンズシートでも高精度に貼り合せできるため、高精度な貼り合せ方法の提供だけでなく、レンズ製造時におけるピッチ許容度が増すため歩留り向上による低コスト化に大きく寄与する。

［実施形態４］
本実施形態４では、シート保持ヘッドに保持された状態のレンチキュラレンズシートの特定位置でのピッチ精度を読み取る方法の例を示す。

図１６［Ｂ］に本実施形態４に用いる光学シート（レンチキュラレンズシート）１０ａの一例を示す。レンズピッチ方向における端部に、光学シート１０ａの位置情報を読み取るためマークとして、シリンドリカルレンズ１１の周期が異なる非周期部１５が少なくとも一つ設けられている。すなわち、光学シート１０ａの少なくとも一方向の両端に、シリンドリカルレンズ１１の周期が異なる部分（二つの非周期部１５）が存在する。図１６［Ａ］は、光学シート１０ａ及びシート保持ヘッド２０との接触箇所１４に光を照射し、その反射光を撮像した画像の一例を示したものである。実施形態１〜３では、任意のシリンドリカルレンズ１１の接触箇所１４を読み取っていた。これに対し、本実施形態４では、非周期部１５という明確な特定位置があれば、光学シート１０ａの特定の位置のピッチを読み取ることができる。ここで、本実施形態４においても、接触箇所１４を読み取るため、非周期部１５の断面は、シリンドリカルレンズ１１の高さより低ければどのような形状でもよく、平坦でなくても構わない。

また、変形例として図１７［Ａ］に光学シート（レンチキュラレンズシート）１０ｂの一例を示す。光学シート１０ｂの位置情報を読み取るためマークとして、光学シート１０ｂの角部に少なくとも一つの切り欠き部１６が設けられている。図１７［Ｂ］は本発明に用いる光学シート１０ｂ及びシート保持ヘッド２０との接触箇所１４に光を照射し、その反射光を撮像した画像の一例を示したものである。シリンドリカルレンズ１１の角部に、光学シート１０ｂの位置情報を読み取るためマークとして、切り欠き部１６が設けられている。光学シート１０ｂの特定の位置のピッチを読み取ることができる。

実施形態１の図７の説明において、シリンドリカルレンズ１１の二点Ｍａ１，Ｍａ２は光学シート１０の最端部でなくてもよい、と述べた。これは、光学シート１０とシート保持ヘッドとの接触箇所１４が図１８［Ｂ］に示すようになることがあるからである。図１８［Ａ］に示すように、例えばレンチキュラレンズシートの外形形成を型抜き加工や切断加工などで行う場合に、シリンドリカルレンズ１１の長手方向と平行な切断ラインに若干回転ズレが発生することがある。特に２００μｍピッチ以下の精細度の高いレンチキュラレンズシートでは、ピッチに依存して所定本数のレンズが欠損する可能性がある。そのため、この欠損部を見越して、最端部からの内側の任意のピッチ方向のシリンドリカルレンズ１１の接触箇所１４の画像を用いることになる。

しかし、この画像は特定周期の繰り返しによる接触箇所のみが出現するため、レンチキュラレンズシート外形に対して読み取り位置を特定することが困難となる。したがって、切断で欠損する本数以上のダミーのシリンドリカルレンズが必要となるが、この不確定な読み取り状態では、相当のダミーレンズ本数が必要となる。その結果、表示パネルに対してレンチキュラレンズシートの外形がかなり大きくなる。

それに対し、本実施形態４ではレンチキュラレンズシートの特定の位置が把握されているため、ダミーレンズは切断で欠損する本数分だけでよく、表示パネルに対してレンチキュラレンズシートの外形が少し大きくなる程度となる。このため、本方法を用いた表示装置の狭額縁化に大きく貢献する。

［実施形態５］
図１９［Ａ］は、本発明を用いて光学シートを表示パネルに貼り合せた表示装置９１を搭載した携帯端末装置９０を示す斜視図である。図１９［Ａ］に示すように、表示装置９１は、例えば、携帯電話等の携帯端末装置９０に搭載される。

実施形態１〜５では光学シートにレンチキュラレンズシートを用いた場合を記載したが、光学シートには、フライアイレンズ１７（図１９［Ｂ］）、プリズムシートなどを用いることができる。それらを光学シートに用いた場合も、上記各実施形態と同様の作用がある。

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

次に、本発明について総括する。本発明のフィルム貼り合せ方法は、複数の光学素子が形成されている光学シートを、シート保持ヘッドを用いて複数の電気光学素子が形成されている表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、前記光学シートの前記光学素子面を前記シート保持ヘッドに接触させ、該接触箇所に前記光学シートの非光学素子面から光を照射し、反射光の分布を第一の撮像手段を用いて前記光学素子と前記シート保持ヘッドとの接触箇所を読み取る第一の読み取り工程と、前記第一の読み取り工程に基づいて、前記光学シートと前記表示パネルとの位置合せを行ない、前記シート保持ヘッドを所定位置に移動させるアライメント工程と、前記光学シートと前記表示パネルとを接触させた後に、前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させることで、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる工程を有することを特徴とする。

この構成によれば、反射光を用いて光学シートの位置情報を読み取っているため、シート保持ヘッドが透光性を持たなくてもよく、ヘッドの材質に制約がない。例えばレンチキュラレンズシートを貼り合せた立体表示装置の場合は、レンチキュラレンズシートのレンズ面の頂点と表示パネルの画素との位置関係が重要である。本発明のように光学シートとシート保持ヘッドとの接触箇所を読み取ることで、確実にレンズ面の頂点部分を認識することができるため、光学シート貼り合わせに必要な光学シートの位置情報読み取り精度が向上する。また、各レンズの曲率半径のバラつきが大きい場合やレンズフィルム自身の歪みが生じた場合でも、レンチキュラレンズシートのレンズ面の頂点部分がシート保持ヘッドと接触することには変わりないため読み取り精度が劣化しない。

本発明のフィルム貼り合せ方法は、複数の光学素子が形成されている光学シートを、シート保持ヘッドを用いて複数の電気光学素子が形成されている表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、前記光学シートの非光学素子面を前記シート保持ヘッドに接触させ、該接触箇所に前記光学シートの前記光学素子面から光を照射し、反射光の分布を第一の撮像手段を用いて前記光学素子と前記シート保持ヘッドとの接触箇所を読み取る第一の読み取り工程と、前記第一の読み取り工程に基づいて、前記光学シートと前記表示パネルとの位置合せを行ない、前記シート保持ヘッドを所定位置に移動させるアライメント工程と、前記光学シートと前記表示パネルとを接触させた後に、前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させることで、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる工程を有することを特徴とする。

前記光学素子が、円柱状の表面を有する凸型レンズであるシリンドリカルレンズであり、前記光学シートが、前記シリンドリカルレンズが同一のレンズピッチで複数配列されたレンチキュラレンズシートフィルムであってもよい。又は、前記光学素子が、円柱状の表面を有する凸型レンズであるフライアイレンズであり、前記光学シートが、前記フライアイレンズが第１の方向と該第１の方向に直交する第２の方向とにそれぞれ独立したレンズピッチで複数個配置されたレンズ面を有するフライアイレンズフィルムであってもよい。

前記シート保持ヘッドが曲率をもった円弧状の形状であり、前記光学シートを保持する面が曲面であってもよい。円弧状のシート保持ヘッドを用いて貼り合せを行うことによって、光学シートと表示パネルとの間に発生する線状気泡を抑制することができる。このとき、前記レンチキュラレンズシートフィルムのレンズ長手方向と、前記シート保持ヘッドを用いて前記レンチキュラレンズシートフィルムを貼り合せるための相対運動の方向とが、平行であってもよい。また、前記レンチキュラレンズシートフィルムのレンズ長手方向に対して、前記円弧型シート保持ヘッドの円弧の接線方向とが平行であってもよく、前記円弧型シート保持ヘッドを用いて前記レンチキュラレンズシートフィルムを貼り合せるための相対運動の方向が平行であってもよい。

レンチキュラレンズシートとシート保持ヘッドとの接触面は、レンチキュラレンズシートを構成するシリンドリカルレンズのレンズ頂点とシート保持ヘッドとが線接触で接触しており、それが周期的に並んでいる状態にある。図１１は、円弧型シート保持ヘッド２０ａとレンチキュラレンズシートとの接触箇所１４を示した図である。レンズ長手方向と貼り合せ方向とが平行である場合は（図１１［Ａ］）、貼り合せの際に常に接触箇所が存在することになるので、安定した保持力で貼り合せを行うことができる。レンズ長手方向と貼り合せ方向とが直交している場合は（図１１［Ｂ］）、貼り合せの際に周期的にレンチキュラレンズシートとシート保持ヘッドとが接触していない部分が存在するため、安定した保持力が得られずに気泡が混入する場合がある。

前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる工程において、前記シート保持ヘッドにかかる貼り合せ圧力が、貼り合せるための相対運動の途中で一定でなくてもよい。また、前記光学素子と前記シート保持ヘッドとの接触箇所を読み取る第一の読み取り工程において、前記レンズフィルムのレンズピッチの設計値からのズレ量を算出し、算出した結果を基に、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる工程において前記シート保持ヘッドにかかる貼り合せ圧力を設定してもよい。前記シート保持ヘッドにかかる貼り合せ圧力を前記表示パネルに対する前記シート保持ヘッドの押し込み量で設定してもよい。これらの場合、レンチキュラレンズシートのレンズピッチが貼り合せ前の段階で変動していても、貼り合せ圧力を調整することで貼り合せ後に適正なレンズピッチにすることができる。

本発明における前記光学シートの少なくとも一辺、又は一方向の両端に、フィルムマークとして前記光学素子の周期が異なる部分が存在するとしてもよい。また、前記光学シートの角部の少なくとも１箇所に、切り欠きが設けられているとしてもよい。これらの場合、光学シートの一部に周期の異なる部分を設けることで、光学シートとシート保持ヘッドとの接触箇所に一部特徴的な箇所を設けることができる。

本発明における前記第一の撮影手段を構成する撮影カメラが少なくとも二つ以上存在し、前記第一の読み取り工程の際に少なくとも二つ以上の映像を得て、前記アライメント工程で該映像を用いるとしてもよい。光学シートの位置情報を読み取るためには、少なくとも二点以上の位置情報を得ることが必要である。光学シートの位置情報を得る手段を二つ以上設けることで、一度の撮影で必要な位置情報を得ることができる。

本発明における前記シート保持ヘッドが、前記第一の読み取り工程で用いる接触箇所を含む前記光学シート全域に渡って保持するとしてもよい。前記シート保持ヘッドの表面が粘着性のあるエラストマーで覆われており、エラストマーの粘着力を用いて前記光学シートを保持してもよい。弾性のある粘着エラストマーをシート保持ヘッド表面に設けることで、貼り合せの際の圧力を均一化することができる。また、貼り合せの際にレンチキュラレンズシートの変形を緩和することができる。

本発明におけるフィルム貼り合せ方法は、前記表示パネルは位置合わせ用のパネルマークを有し、第二の撮像手段を用いて前記表示パネルの前記パネルマークを読み取る第二の読み取り工程と、前記第一の読み取り工程と前記第二の読み取り工程とに基づいて、前記光学シートと前記表示パネルとの位置合わせを行ない、前記シート保持ヘッドを所定位置に移動させるアライメント工程と、前記光学シートと前記表示パネルとを接触させた後に、前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させることで、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる工程を有することを特徴とする。光学シートの位置情報と表示パネルの位置情報とを別手段で読み取ることで、表示パネルマーク位置の制約がなくなる。例えば液晶表示装置においては、図２０に示すように、光学シート１０から離れた表示パネル３０の周縁近くにパネルマーク３１を配置することができるため、表示品質に与える影響を少なくすることができる。

次に、本発明の効果について述べる。本発明では、光学シートの位置情報読み取り精度が向上しているため、高精度な光学シート貼り合せ工程の提供と、貼り合せ工程の歩留り向上を図ることができる。光学シートの光学素子ピッチが面内で不均一に変動した場合でも、適正な光学素子ピッチとなるような貼り合せを行うことにより、高精度な光学シートの貼り合せ工程の提供と、貼り合せ工程の歩留り向上を図ることができる。光学シートと表示パネルとの間の気泡や線状気泡を防止することができるため、光学シート貼り合せ工程の歩留り向上を図ることができる。光学シートにレンチキュラレンズシートを用いる場合、レンズピッチ方向を考慮したシート保持及び貼り合せ方向により、高精度でかつ低負荷の貼り合せ工程の提供ができる。高精度の貼り合せに必要なパネルマーク位置の制約がないため、表示品質の向上を図ることができる。

上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。

（付記１）複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、シート保持ヘッドを用いて複数の電気光学素子が形成されている表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学素子面を前記シート保持ヘッドに接触させ、前記光学素子面と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記非光学素子面から光を照射し、その反射光の分布を第一の撮像手段を用いて取得することにより前記接触箇所の位置を読み取る第一の読み取り工程と、
この第一の読み取り工程で読み取られた前記接触箇所の位置に基づいて、前記光学シートと前記表示パネルとの位置合わせを行なう位置合わせ工程と、
を含むことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記２）複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、シート保持ヘッドを用いて複数の電気光学素子が形成されている表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、
前記非光学素子面を前記シート保持ヘッドに接触させ、前記非光学素子面と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記光学素子面から光を照射し、その反射光の分布を第一の撮像手段を用いて取得することにより前記接触箇所の位置を読み取る第一の読み取り工程と、
この第一の読み取り工程で読み取られた前記接触箇所の位置に基づいて、前記光学シートと前記表示パネルとの位置合わせを行なう位置合わせ工程と、
を含むことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記３）複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、シート保持ヘッドを用いて、位置合せ用のパネルマークを有しかつ複数の電気光学素子が形成されている表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学素子面を前記シート保持ヘッドに接触させ、前記光学素子面と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記非光学素子面から光を照射し、その反射光の分布を第一の撮像手段を用いて取得することにより前記接触箇所の位置を読み取る第一の読み取り工程と、
第二の撮像手段を用いて前記パネルマークの位置を読み取る第二の読み取り工程と、
前記第一の読み取り工程で読み取られた前記接触箇所の位置と前記第二の読み取り工程で読み取られた前記パネルマークの位置とに基づいて、前記シート保持ヘッドを移動させることにより、前記光学シートと前記表示パネルとの位置合せを行なうアライメント工程と、
前記光学シートと前記表示パネルとを接触させつつ、前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させることにより、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる貼り合せ工程と、
を含むことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記４）複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、シート保持ヘッドを用いて、位置合せ用のパネルマークを有しかつ複数の電気光学素子が形成されている表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、
前記非光学素子面を前記シート保持ヘッドに接触させ、前記非光学素子面と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記光学素子面から光を照射し、その反射光の分布を第一の撮像手段を用いて取得することにより前記接触箇所の位置を読み取る第一の読み取り工程と、
第二の撮像手段を用いて前記表示パネルの前記パネルマークの位置を読み取る第二の読み取り工程と、
前記第一の読み取り工程で読み取られた前記接触箇所の位置と前記第二の読み取り工程で読み取られた前記パネルマークの位置とに基づいて、前記シート保持ヘッドを移動させることにより、前記光学シートと前記表示パネルとの位置合せを行なうアライメント工程と、
前記光学シートと前記表示パネルとを接触させつつ、前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させることにより、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せる貼り合せ工程と、
を含むことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記５）付記３又は４記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学素子は、円柱状の表面を有する凸型レンズからなるシリンドリカルレンズであり、
前記光学シートは、前記シリンドリカルレンズが所定のピッチで複数個配列されたレンチキュラレンズシートフィルムである、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記６）付記３又は４記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学素子は、円柱状の表面を有する凸型レンズからなるフライアイレンズであり、
前記光学シートは、前記フライアイレンズが互いに直交する第１の方向及び第２の方向にそれぞれ所定のピッチで複数個配置されたレンズ面を有するフライアイレンズフィルムである、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記７）付記５記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記シート保持ヘッドは、前記光学シートを保持する面が（所定の曲率を有する）円弧状の曲面である、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記８）付記７記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記レンチキュラレンズシートフィルムのレンズ長手方向に対して、前記円弧の接線方向が平行である、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記９）付記８記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記貼り合せ工程では、前記レンチキュラレンズシートフィルムのレンズ長手方向に対して、前記相対運動の方向が平行である、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１０）付記９記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記貼り合せ工程では、前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させる際に前記光学シートに加わる圧力を、当該相対運動の途中で変化させる、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１１）付記１０記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記貼り合せ工程では、前記第一の読み取り工程で読み取られた前記接触箇所の位置に基づき、前記ピッチの設計値からのズレ量を求め、このズレ量が小さくなるように前記光学シートに加わる圧力を設定する、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１２）付記１１記載の光学シートの貼り合せ方法において、
前記貼り合せ工程では、前記光学シートに加わる圧力を、前記表示パネルに対する前記シート保持ヘッドの押し込み量で設定する、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１３）付記１乃至１２のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学シートの少なくとも一辺に、フィルムマークとして前記光学素子の周期が異なる部分が存在する、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１４）付記１乃至１２のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学シートの少なくとも一方向の両端に、フィルムマークとして前記光学素子の周期が異なる部分が存在する、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１５）付記１乃至１２のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法において、
前記光学シートの角部の少なくとも一箇所に、切り欠きが設けられている、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１６）付記１乃至１５のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法において、
前記第一の撮影手段を構成する撮影カメラが少なくとも二つ以上存在し、前記第一の読み取り工程の際に少なくとも二つ以上の映像を得て、前記アライメント工程でこれらの映像を用いる、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１７）付記１乃至１６のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法において、
前記シート保持ヘッドが、前記第一の読み取り工程で用いる前記接触箇所を含む前記光学シート全域に渡って保持する、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１８）付記１乃至１７のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法において、
前記シート保持ヘッドの表面が粘着性のあるエラストマーで覆われており、このエラストマーの粘着力を用いて前記光学シートを保持する、
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記１９）付記１乃至１８のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法において、
前記表示パネルが液晶表示パネルである
ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

（付記２０）付記１乃至１９のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法を用いる、
ことを特徴とする光学シート貼り合せ装置。

（付記２１）付記１乃至１９のいずれか一つの光学シートの貼り合せ方法によって製造された、
ことを特徴とする表示装置。

本発明は、例えば立体画像表示や視野角制御などを可能とした表示装置及びその製造技術に用いられる。

１０，１０ａ，１０ｂ 光学シート
１１ シリンドリカルレンズ（光学素子）
１２ 光学素子面
１３ 非光学素子面
１４ 接触箇所
１５ 非周期部
１６ 切り欠き部
１７ フライアイレンズ
２０，２０ａ シート保持ヘッド
２１，２１ａ 保持面
３０ 表示パネル
３１ パネルマーク
４０ 撮像部（第一の撮像部）
４１，５１ 光
４２ 反射光
４３，４３ａ，４３ｂ，５３ 光源
４４，４４ａ，４４ｂ，５４ カメラ
４５，５５ 画像
５０ 撮像部（第二の撮像部）
５２ 透過光
６０ 貼り合せ装置
７０ 移動機構部
７１ 光学シート側機構
７２，７５ 本体
７３ ヘッドステージ
７４ 表示パネル側機構
７６ パネルステージ
７７ 回転機構
７８ 回転軸
８０ 制御部
９０ 携帯端末装置
９１ 表示装置

Claims (3)

1. 複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、シート保持ヘッドを用いて表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、
   前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方を前記シート保持ヘッドに接触させ、
   前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記光学素子面及び前記非光学素子面の他方から光を照射し、
   その反射光の分布から前記接触箇所の位置情報を読み取り、
   この接触箇所の位置情報に基づいて前記光学シートと表示パネルとの位置を合わせ、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せ、
   前記光学素子は、円柱状の表面を有する凸型レンズからなるシリンドリカルレンズであり、
   前記光学シートは、前記シリンドリカルレンズが所定のピッチで複数個配列されたレンチキュラレンズシートフィルムであり、
   前記シート保持ヘッドは、前記光学シートを保持する面が円弧状の曲面であり、
   前記レンチキュラレンズシートフィルムのレンズ長手方向に対して、前記相対運動の方向が平行であり、
   前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させる際に前記光学シートに加わる圧力を、当該相対運動の途中で変化させ、
   前記接触箇所の位置情報に基づき、前記ピッチの設計値からのズレ量を求め、このズレ量が小さくなるように前記光学シートに加わる圧力を設定する、
   ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。
2. 複数の光学素子が形成されている光学素子面と前記光学素子が形成されていない非光学素子面との両面を有する光学シートを、シート保持ヘッドを用いて表示パネルに貼り合せる光学シートの貼り合せ方法において、
   前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方を前記シート保持ヘッドに接触させ、
   前記光学素子面及び前記非光学素子面の一方と前記シート保持ヘッドとの接触箇所に対して前記光学素子面及び前記非光学素子面の他方から光を照射し、
   その反射光の分布から前記接触箇所の位置情報を読み取り、
   この接触箇所の位置情報に基づいて前記光学シートと表示パネルとの位置を合わせ、前記光学シートと前記表示パネルとを貼り合せ、
   前記光学素子は、円柱状の表面を有する凸型レンズからなるフライアイレンズであり、
   前記光学シートは、前記フライアイレンズが互いに直交する第１の方向及び第２の方向にそれぞれ所定のピッチで複数個配置されたレンズ面を有するフライアイレンズフィルムであり、
   前記シート保持ヘッドは、前記光学シートを保持する面が円弧状の曲面であり、
   前記シート保持ヘッドと前記表示パネルとを相対運動させる際に前記光学シートに加わる圧力を、当該相対運動の途中で変化させ、
   前記接触箇所の位置情報に基づき、前記ピッチの設計値からのズレ量を求め、このズレ量が小さくなるように前記光学シートに加わる圧力を設定する、
   ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。
3. 請求項１又は２記載の光学シートの貼り合せ方法において、
   前記光学シートに加わる圧力を、前記表示パネルに対する前記シート保持ヘッドの押し込み量で設定する、
   ことを特徴とする光学シートの貼り合せ方法。

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