光学元件阵列片、显示装置及其制造方法

专利名称：光学元件阵列片、显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及 一种包括光学元件阵列片的显示装置，所述光学元
件阵列片使用柱镜光栅式透镜(lenticular lens)或者蝇眼透镜来提供定 向于多个视点的图像显示，用于实现对三维显示和视场角的控制；以 及一种便携式终端、显示装置的制造方法、成型模具的制造方法及光 学元件阵列片的制造方法。
背景技术：
随着近年来对于显示装置的更高功能性的要求的增长，已经提出 通过在显示面板中对诸如柱镜光栅式透镜、棱镜片或扩散片这样的光 学元件阵列片进行组合而实现的显示装置，所述显示面板使用诸如液 晶的光电元件并且使得能够对于三维图像显示或者视场角进行控制。
下面，作为这种显示装置的一个实例，描述一种使用柱镜光栅式 透镜片的显示装置。图1是给出柱镜光栅式透镜片的示意性表示的透 视图，并且图2是示出使用柱镜光栅式透镜片和三维显示法的显示装 置的构造实例的示意图。
如在图1中所示，柱镜光栅式透镜片110形成有一个平坦表面和 通过连续地布置多个柱状透镜111而形成的另一个表面。柱镜光栅式 透镜片110具有圆柱状表面并且形成为具有半圆形剖面。
如在图2中所示，与观察者的左眼和右眼分别对应的左眼像素 115a和右眼像素115b被交替地布置在显示面板114上对应于每一个柱 状透镜111的焦点。在显示面板114中，由驱动电路(未示出)根据 规定的图像信号驱动左眼像素115a和右眼像素115b。以此方式，柱状透镜111致使左眼图像形成在左眼区域120a中并且右眼图像形成在右 眼区域120b中，由此，能够向显示面板114的观察者示出三维图像。 当然，通过利用相同图像信号驱动右眼像素U5a和左眼像素115b，显 示面板114还能够显示普通的二维图像。
使用柱镜光栅式透镜片的显示装置还包括同时地显示多个图像的 多图像同时显示装置。在这些显示装置中，通过向一定方向分配图像， 沿着所述方向能够通过与上述三维显示相同的方法利用柱状透镜观察 它们，能够向多个观察者同时地示出分别不同的图像。
作为光学元件阵列片的一个实例，日本专利申请特开2006-47709 号公报披露了图3所示的构造。
在使用这种类型的显微透镜阵列或者柱镜光栅式透镜片的显示装 置中，高质量三维图像的显示或者多个图像的同时显示要求相对于显 示面板高度准确地定位和接合柱镜光栅式透镜片。具体地，为了将光 学元件阵列片接合到在诸如便携式电话或者便携式信息终端(PDA: 个人数字助理)这样的便携式终端中的高分辨率显示装置中的显示面 板，要求更大地提高定位准确度。
然而，关于与本发明有关的用以将显示面板接合到柱镜光栅式透 镜的工艺，有关实现定位准确度和接合可靠性的提高的研究致使认识 到如下所述问题。关于以柱镜光栅式透镜片为代表的光学元件阵列片， 图4A和4B是用于将光学元件阵列片接合到显示面板的步骤的示意图。 如在图4A中所示，光学元件保持头201采用设有真空吸附机构的构造 或者其中在光学元件保持头201的保持表面上作为接合材料提供有粘 附性树胶的构造。光学元件保持头201，如在图4A中所示，使用由真 空吸附机构实现的吸附力或者由粘附性树胶实现的粘附力来保持光学 元件阵列片IOI，并且如在图4B中所示，利用插入的接合层203来接 合显示面板1M和光学元件阵列片101。在图4A和4B所示的安装步骤之前的步骤中，执行将用于保护接 合层203的片从接合层203剥离的步骤而将光学元件阵列片101接合 到显示面板114。在该步骤中，例如，如在图5A和5B中所示，通过 保持利用光学元件保持头201保持在保持片205上的光学元件阵列片 101，从保持片205剥离接合层203。
另外，如在图6A中所示，用于保护接合层203的保护性片204 被设置在光学元件阵列片101上。据此，在该步骤中，在利用光学元 件保持头201保持光学元件阵列片101之后，例如，如在图6B中所示， 使用剥离胶带207，通过将这个剥离胶带207附接到保护性片204，而 从接合层203剥离保护性片204。
如果此时由光学元件保持头201在光学元件阵列片101上实现的 保持力不足，则当如图5A所示从保持片205剥离光学元件阵列片101 时，光学元件阵列片101将不被光学元件保持头201保持并且不能从 保持片205剥离光学元件阵列片101。可选地，如果在图6A和6B所 示的步骤中由光学元件保持头201在光学元件阵列片101上实现的保 持力不足，则产生下述问题，B卩，当从剥离胶带207分离用于保护接 合层203的保护性片204时，光学元件阵列片101将与保护性片204 一起被保持在剥离胶带侧并且将脱离光学元件保持头201。
在使用如在图7中所示的柱镜光栅式透镜110的光学元件阵列片 中，当如在图8中所示那样利用光学元件保持头201来保持光学元件 阵列片时，如在图9中所示，柱镜光栅式透镜110和光学元件保持头 201的接触部分的接触类型是线接触。在如图IO所示的蝇眼透镜中， 当如在图11中所示那样利用光学元件保持头201来保持光学元件阵列 片时，如在图12中所示，蝇眼透镜和光学元件保持头201的接触部分 的接触类型是点接触。结果，当利用由设置在光学元件保持头上的树胶材料实现的粘附 力来保持光学元件阵列片时，粘附力与在光学元件保持头和光学元件 阵列片之间的接触面积成比例，因此没有获得足够的保持力。当设有
真空吸附机构的光学元件保持头被用于保持光学元件阵列片时，因为 光学元件阵列片的表面不是平坦的，而是实际上由多个弯曲表面形成，
所以在光学元件阵列片的表面处发生空气泄漏，由此吸附力降低并且 没有获得足够的保持力。
在涉及本发明的光学元件阵列片中，平坦部分在一些情形中被形 成于光学元件阵列片的外周端部上从而实现与保持光学元件阵列片的
目的不同的目的，更加具体地，SP，以增加与被应用于这个光学元件
阵列片的偏振片的粘附性。在该光学元件阵列片的情形中，在布置在 光学元件阵列片的外周的边缘部分处的光学元件和邻近于这些光学元
件形成的平坦部分之间的边界处形成谷部(trough)。这种谷部被形成 为具有陡峭侧面的谷部的形状，其中， 一个侧壁被光学元件形成为弯 曲表面，并且面对该恻壁的另一个侧壁被形成为平行于光学元件阵列 片的厚度方向的竖直表面。
然后，为了实现接合使得光学元件阵列片与显示面板的附接表面 中不产生气泡，则当保持在光学元件保持头上的光学元件阵列片被附 接到表面面板时，应该向光学元件阵列片施加充分的压力。据此，当
如图3所示的涉及本发明的光学元件阵列片被用于安装在显示面板上 时，如在图13A中所示，在接合期间从光学元件保持头施加到光学元 件阵列片的压力在谷部处引起光学元件阵列片变形，所述谷部位于布 置在光学元件阵列的外周端部处的光学元件和邻近于这些光学元件的 平坦部分之间的边界处。因此，产生下述问题，SP，如在图13B中所 示，由于谷部中的这种变形，产生应力集中并且从谷部的底部生成裂 纹501。
在涉及本发明的光学元件阵列片中，缺少精确定位标记使得光学元件阵列片和显示面板的精确接合复杂化。

发明内容
实现本发明以解决这些问题，因此，本发明一个目的在于提供能 够防止在将光学元件阵列片接合到显示面板时损坏光学元件阵列且因 而提高制造工艺的可靠性的一种光学元件阵列片、显示装置和便携式 终端。本发明另一个目的在于提供一种显示装置的制造方法、成型模 具的制造方法和光学元件阵列片的制造方法。
为了达到上述目的，根据本发明的光学元件阵列片设有第一区 域，其中布置有由以规定周期布置的多个光学元件形成的光学元件阵 列；第二区域，形成在第一区域的端部处并且具有与第一区域的表面 形状不同的表面形状；以及谷部，形成在第一区域和第二区域的边界 处。该谷部的在第二区域侧的侧壁相对于以谷部的底部作为基点的、 沿着光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成。
另外，根据本发明的显示装置设有本发明的光学元件阵列片；
和具有由多个光电元件构成的像素单元的显示面板，该显示面板设有 用于定位光学元件阵列片的标记，并且被接合到光学元件阵列片。
根据本发明的便携式终端设有本发明的显示装置。
在根据本发明的显示装置的制造方法中，光学元件阵列片设有-其中布置有由以规定周期布置的多个光学元件形成的光学元件阵列的 第一区域、形成在第一区域的端部处并且具有与第一区域的表面形状 不同的表面形状的第二区域、以及形成在第一区域和第二区域的边界 处的谷部；该谷部的在第二区域侧的侧壁相对于以谷部的底部作为基 点的、沿着光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成；并且 该光学元件阵列片通过使用设有粘附性材料或者真空吸附机构的光学 元件保持头而被保持，并且被接合到显示面板。根据本发明的成型模具制造方法是一种用于制造用以成型一种光
学元件阵列片的成型模具的方法，该光学元件阵列片设有其中布置
有由以规定周期布置的多个光学元件形成的光学元件阵列的第一区
域、形成在第一区域的端部处并且具有与第一区域的表面形状不同的
表面形状的第二区域形成、以及形成在第一区域和第二区域的边界处
的谷部，该谷部的在第二区域侧的侧壁相对于以谷部的底部作为基点
的、沿着光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成使用对 应于光学元件形状的切削工具以第一周期在成型模具中切削对应于第
一区域的第一样式的步骤；和使用该切削工具以比第一周期短的第二 周期沐成型撐县中切削对/^干笛二区域的第二样式的步骤。
在根据本发明的光学元件阵列片的制造方法中，该制造方法的目 的在于制造一种光学元件阵列片，该光学元件阵列片设有其中布置 有由以规定周期布置的多个光学元件形成的光学元件阵列的第一区 域、形成在第一区域的端部处并且具有与第一区域的表面形状不同的 表面形状的第二区域、以及形成在第一区域和第二区域的边界处的谷
部，该谷部的在第二区域侧的侧壁相对于以谷部的底部作为基点的、 沿着光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成，并且通过使
用成型模具实现制造，该成型模具设有对应于第一区域并且使用对 应于光学元件形状的切削工具以第一周期形成的第一样式，和对应于
第二区域并且使用切削工具以比第一周期短的第二周期形成的第二样式。
根据本发明，在位于第一区域和第二区域的边界处的谷部中，相 对于以谷部的底部作为基点的、沿着光学元件阵列的厚度方向延伸的 基准线倾斜地形成在第二区域侧的侧壁防止了当光学元件阵列片被接 合到显示面板时损坏光学元件阵列，并且因此使得能够提高制造过程 的可靠性。另外，在本发明的光学元件阵列片和显示装置中，在光学元件阵 列片中设置用于精确定位的标记，使得能够将精确的光学元件阵列片 精确地接合到显示面板，并且因而具有允许获得具有高图像质量的显 示面板获得高图像质量的效果。


图1是给出涉及本发明的柱镜光栅式透镜片的示意性表示的透视
图2是示出使用涉及本发明的柱镜光栅式透镜片和三维显示方法
的显示装置的构造实例的示意图3是示出涉及本发明的柱镜光栅式透镜的截面图4A和4B示出使用光学元件保持头将光学元件阵列片接合到显
示面板的步骤；
图5A和5B示出使用光学元件保持头从保持片剥离光学元件阵列 片的步骤；
图6A和6B示出其中在剥离保护性片之前将光学元件阵列片保持 在光学元件保持头上的状态；
图7是示出涉及本发明的柱镜光栅式透镜的透视图8是示出其中在光学元件保持头上保持涉及本发明的柱镜光栅
式透镜的状态的透视图9是示出当利用光学元件保持头保持柱镜光栅式透镜时在涉及 本发明的柱镜光栅式透镜和光学元件保持头之间的接触表面的平面 图IO是示出涉及本发明的蝇眼透镜的透视图ll是示出其中利用光学元件保持头保持涉及本发明的蝇眼透镜
的状态的透视图12是示出当利用光学元件保持头保持蝇眼透镜时在涉及本发明 的蝇眼透镜和光学元件保持头之间的接触表面的平面图13A和13B示出其中涉及本发明的柱镜光栅式透镜的外周的边 缘部分中出现裂纹的状态；图14是示出第一实施例的光学元件阵列片的透视图15是沿着图14所示光学元件阵列片的线A-A'截取的截面图16是当利用光学元件保持头保持光学元件阵列片时在第一实施 例的光学元件阵列片和光学元件保持头之间的接触表面的平面图17是示出利用光学元件保持头保持第一实施例的光学元件阵列 片时的状态的透视图18A和18B是示出第一实施例的光学元件阵列片的谷部形状的 截面图19是示出用于形成第一实施例的光学元件阵列片的模具的制造 步骤的截面图20是示出用于形成第一实施例的光学元件阵列片的模具的截面
图21A-21C是示出第一实施例的光学元件阵列片的使用图20所示
的成型模具的制造步骤的截面图22是示出其中第一实施例的光学元件阵列片被接合到显示面板
的状态的透视图23是示出第一实施例的显示装置的截面图24是示出第二实施例的光学元件阵列片的透视图25是沿着图24所示光学元件阵列片的线A-A'截取的截面图26是示出当利用光学元件保持头保持光学元件阵列片时在第二
实施例的光学元件阵列片和光学元件保持头之间的接触表面的平面
图27是示出其中第二实施例的光学元件阵列片被接合到显示面板 的状态的透视图28是示出用于形成第二实施例的光学元件阵列片的成型模具的 制造步骤的截面图29是示出用于形成第二实施例的光学元件阵列片的成型模具的 截面图30是示出在第二实施例的光学元件阵列片上以第二周期形成的 光学元件阵列的截面图；图31示出对在第二实施例的光学元件阵列片上以第二周期形成的 光学元件阵列的表面粗糙度进行计算的方法；
图32是示出第三实施例的光学元件阵列片的透视图33是沿着图32所示光学元件阵列片的线A-A'截取的截面图； 图34是示出当利用光学元件保持头保持光学元件阵列片时在第三
实施例的光学元件阵列片和光学元件保持头之间的接触表面的平面
图35是示出当第三实施例的光学元件阵列片被接合到显示面板时
的状态的透视图36是示出第四实施例的光学元件阵列片的透视图37是沿着图36所示光学元件阵列片的线A-A'截取的截面图38是示出其中第四实施例的光学元件阵列片被接合到显示面板
的状态的透视图39示出第五实施例的光学元件阵列片的透视图40是沿着图39所示光学元件阵列片的线A-A'截取的截面图41是沿着图39所示光学元件阵列片的线B-B'截取的截面图42是示出当利用光学元件保持头保持光学元件阵列片时在第五
实施例的光学元件阵列片和光学元件保持头之间的接触表面的平面
图43是示出其中第五实施例的光学元件阵列片被接合到显示面板
的状态的透视图44是示出第五实施例的光学元件阵列片的透视图45是示出第六实施例的光学元件阵列片的透视图46是沿着图45所示光学元件阵列片的线A-A'截取的截面图47是示出第七实施例的光学元件阵列片的透视图48是沿着图47所示光学元件阵列片的线A-A'截取的截面图49是沿着图47所示光学元件阵列片的线B-B'截取的截面图50是示出当利用光学元件保持头保持光学元件阵列片时在第七
实施例的光学元件阵列片和光学元件保持头之间的接触表面的平面
图；图51是示出其中第七实施例的光学元件阵列片被接合到显示面板 的状态的透视图52A和52B示出使用弯曲的光学元件保持头以将光学元件阵列 片接合到显示面板的步骤；以及
图53是示出其中包含有本实施例的显示装置的通信终端的透视图。
具体实施方式
第一实施例
下面的解释考虑一种情形，其中使用柱状透镜的柱镜光栅式透镜 被用作本实施例中的光学元件。
图14示出第一实施例的光学元件阵列片的透视图，并且图15示
出沿着图14中的线A-A'截取的截面图。图16是示出当利用如在图17
中所示的光学元件保持头保持光学元件阵列片时在本实施例的光学元 件阵列片和光学元件保持头之间的接触表面的平面图。
如在图14和15中所示，本实施例的光学元件阵列片101设有-. 第一区域51，其中布置有由以规定周期布置的多个光学元件构成的光 学元件阵列；第二区域52，形成在第一区域51的端部处并且具有与第 一区域51的表面形状不同的表面形状；以及谷部53，形成在第一区域 51和第二区域52的边界处。
在外侧端部处，作为第二区域52的平坦部分被形成为垂直于光学 元件阵列片101的厚度方向的平面。如在图16中所示，在这些区域中， 光学元件保持头201的与光学元件阵列片101的表面形成接触的部分 的接触类型是表面接触，由此由光学元件保持头201在光学元件阵列 片101上施加的保持力增加。
图18A是示出在本实施例的光学元件阵列片101中的光学元件阵列的外侧端部和平坦部分附近的截面图。图18B是位于光学元件阵列
的外侧端部和平坦部分的边界处的谷部的放大图。如在图18A和18B 中所示，谷部53的形状形成为相对于以谷部53的底部作为基点O的、 沿着光学元件阵列片101的厚度方向延伸的基准线L具有线对称性。
结果，因为尽管当接合光学元件阵列片101和显示面板时向光学 元件阵列片101的表面施加压力，但是在光学元件阵列片101中发生 扭曲变形得以抑制，所以由于谷部53上的应力集中而出现裂纹得以抑 制。另外，谷部53的在第二区域侧的侧壁可以相对于基准线L形成为 具有至少倾斜的表面，从而使得能够抑制在谷部53处出现裂纹。虽然 在本实施例中采用其中具有圆形形状的光学元件被设置在第一区域51 中的构造，但是本发明不限于这种形式。本质上，谷部53可以形成为 具有V形剖面，其中在第一区域51侧的侧壁和在第二区域52侧的侧 壁均相对于基准线L倾斜。
另外，光学元件阵列片101的平坦部分的厚度优选等于光学元件 阵列的厚度，g卩，在每一个光学元件的弯曲表面的每一个顶点处的厚 度，以便当光学元件阵列片101被接合到显示面板时，沿着光学元件 阵列片101的表面方向均匀地施加压力。换言之，通过使得第一区域 51和第二区域52的厚度相等，在谷部53中相对的侧壁上的压力均等 地起作以实现进一步抑制在谷部53中出现裂纹。另外，在本实施例的 光学元件阵列片101中，例如将所述厚度形成为O.lmm到0.3mm的水 平。
图19、20和21A-21C示出制造本实施例的光学元件阵列片的方法。 图19是示出用于形成本实施例的光学元件阵列片的成型模具的制造步 骤的截面图。
如在图19中所示，通过使用切削工具402将成型模具的构成材料 403切削成规定的形状来制造由金属制成的成型模具401。此时，具有与作为成形对象的光学元件的外形对应的尺寸的单刃刀具(single-point tool)被设置在切削工具402的前端上。然后，该切削工具402被用于 以对应于第一周期T的馈送节距(feed pitch)在构成材料403上执行 切削加工，由此在构成材料403中以周期T形成对应于第一区域51的 第一样式。接着，如在图20中所示，同一切削工具402或者另一切削 工具被用于在与作为光学元件阵列片101的外侧端部的第二区域52对 应的位置处，在构成材料403中加工平坦部分作为第二样式，从而获 得成型模具。
使用此类型的成型模具来形成光学元件阵列片101，便于制造成型 模具并且使得能够利用具有精确形状的成型模具来制造光学元件阵列
片101。另外，因为在本实施例中使用同一切削工具来加工成型模具， 所以能够提高利用该成型模具形成的光学元件的加工准确度。
图21A-21C是示出光学元件阵列片101的使用成型模具401的制 造步骤的截面图。如在图21A和21B中所示，成型模具401在加热时 被压入光学元件阵列片101的材料404中。在材料404被成形之后， 从材料404移除成型模具401，以形成如在图21C中所示的光学元件阵 列片101。这里，透射在400nm-800nm范围内的至少一部分波长的光 的材料可以被用作光学元件阵列片101的材料404， 一般使用塑料。这 样的塑料的实例例如包括诸如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)、环聚 烯烃(cyclo-polyolefin)和聚碳酸酯这样的工程塑料。
图21A-21C给出使用成型模具的热压成形法的示意性表示，但是 可以使用利用类似成型模具的注射成型法或者通过利用热塑性树脂或 感光性树脂的传递成形法来制造光学元件阵列片。
如在图4A和4B中所示，使用光学元件保持头201，将已经使用 成型模具401成形的光学元件阵列片101接合到显示面板114。此时， 在移除诸如在图6A和6B中所示的保护性片204的步骤中，优选从光学元件阵列片101的其上形成有作为第二区域52的平坦部分的一端部
一侧向第一区域51 —侧剥离保护性片204。
在本实施例中，使保护性片204从其中在光学元件阵列片101和 光学元件保持头之间的接触部分的接触类型是表面接触的部分脱离能
够抑制在将光学元件阵列片101接合到显示面板114的步骤中发生脱 离错误。
用于接合显示面板和光学元件阵列片的粘附层的材料优选为能够 透射可见光的光固树脂或者透明的双侧粘附膜。
图22是示出其中光学元件阵列片101被安装在显示面板114上的 状态的透视图。光学元件阵列片101的平坦部分被布置在显示面板114 的在显示区域113的外侧的非显示区域中。
图23是示出其中液晶显示装置被用作显示面板的构造的截面图。 如在图23中所示，采用一种构造，其中按照从来自背光光源(未示出) 的光的光入射侧的光路的顺序，布置偏振板133、驱动基板131、相对 基板132、偏振板133和光学元件阵列片101。据此，在图23中，光 学元件阵列片101被布置在显示装置的最上层表面上。
如以上所描述的，本实施例能够防止当光学元件阵列片101被接 合到显示面板114时损坏光学元件阵列并且因而能够提高制造工艺的 可靠性。
据此，本实施例能够提高制造工艺的成品率并且使得能够以高准 确度将光学元件阵列片101安装到显示面板114。
第二实施例
图24示出第二实施例的光学元件阵列片的透视图，并且图25示出沿着图24的线A-A'截取的截面图。图26是示出当利用光学元件保 持头201保持光学元件阵列片101时在光学元件保持头201和本实施 例的光学元件阵列片101之间的接触表面206的平面图。
如在图24中所示，以第二周期T'在光学元件阵列片101的外侧端 部上形成光学元件阵列部分103，对于第二周期T'，该周期不同于在与 显示面板114的显示区域113对应的部分中以第一周期T形成的光学 元件阵列的周期。如在图25中所示，以第一周期T布置的光学元件和 以第二周期T'布置的光学元件是具有相等曲率半径的相同形状的光学 元件，但是关于所述光学元件，曲率中心的位置周期彼此不同。
图27是示出其中本实施例的光学元件阵列片101被安装在显示面 板114上的状态的透视图。其中以第二周期T，在光学元件阵列片101 上布置的光学元件阵列部分103被布置在显示面板114的显示区域113 的外侧的非显示区域中。
由于以第二周期T'形成的光学元件阵列部分103，与光学元件保 持头201的接触面积增加并且光学元件阵列片101的保持力因此增加。 另外，如在图25中所示，位于以第一周期T形成的光学元件阵列和以 第二周期T'布置的光学元件阵列的相邻边缘的边界处的谷部53形成为 相对于以谷部53的底部作为基点0的、沿着光学元件阵列片101的厚 度方向延伸的基准线L具有线对称性。结果，当在将光学元件阵列片 101接合到显示面板114的步骤中向它施加压力时，光学元件阵列片 101难以变形。据此，能够抑制在谷部中由于应力集中而引起裂纹出现。
图28是示出用于形成本实施例的光学元件阵列片101的成型模具 的制造步骤的示意图。该成型模具的构成材料403被切削工具402切 削成规定形状，并且成型模具401由金属制成。此时，具有与作为成 形对象的光学元件的外形对应的尺寸的单刃刀具被设置在切削工具的 前端上。然后，如在图28中所示，该切削工具被用于以对应于第一周期T的馈送节距在构成材料403上执行切削加工。由此，在构成材料 403中以周期T形成对应于第一区域51的第一样式。另外，如在图29 中所示，与在上述过程中相同的切削工具402进一步被用于在与作为 光学元件阵列片ioi的外侧端部的第二区域52对应的位置处，在构成 材料403中以对应于第二周期T'的馈送节距执行切削加工。以此方式， 以第二周期T'在构成材料403中形成对应于第二区域52的第二样式， 从而获得成型模具。
如在图30中所示，如果第二周期T'是第一周期T的二分之一或 者更小(T'《0.5T)，则在此处光学元件保持头201和光学元件阵列片 101彼此形成接触的部分的面积至少是第一周期T的部分的面积的两 倍。结果，能够保持足够的保持力。更加优选地，如果第二周期T'不 大于第一周期T的五分之一 (T'《0.2T)，则接触面积将至少是涉及本 发明的构造的接触面积的五倍，并且光学元件阵列片101的外侧区域 能够被减小到相关构造的外侧区域的二分之一或者更小。结果，当光 学元件阵列片101被用于构造显示装置时，能够使得在显示区域113 的外周处的框架宽度较窄。
当使用柱镜光栅式透镜时，以第二周期T'形成的光学元件阵列的 表面的算术平均粗糙度不大于0.6nm，并且更加优选不大于O.lpm，在 形成接触的接触部分中的接触类型基本上是表面接触，由此能够获得 与其中在光学元件阵列片的外侧端部部分中形成平坦部分的构造相同 的效果，并且保持力能够被足够地保持。此时，如在图31中所示，表 面的算术平均粗糙度是如此获得的值，g卩，绘制相邻光学元件的峰和 谷的高度平均线，并且将从这条平均线到光学元件表面的偏差的绝对 值之和的平均值取作平均值。
作为一个更加具体的实例，将考虑一种情形，其中柱状透镜的第 一周期T是150pm并且透镜的曲率半径是300ium。在使用该柱状透镜 的柱镜光栅式透镜和光学元件保持头201之间的接触面积其中全部表面均是平坦的情形中接触面积的20%的水平上。并且在此情形中表面
的算术平均粗糙度Ra在2pm的水平上。
当柱状透镜的第二周期T'被设为75pm即0.5T时，在光学元件保 持头201和柱镜光栅式透镜之间的接触面积变成两倍，并且利用光学 元件保持头201实现的保持力增加。在此情形中，表面的算术平均粗 糙度Ra是0.6(im。另夕卜，当第二周期T'被设为30|im即0.2T时，接触 面积变成五倍，并且接触面积等同于完全接触。在此情形中表面的算 术平均粗糙度Ra是O.liim。
第三实施例
图32示出第三实施例的光学元件阵列片的透视图，并且图33示 出沿着图32的线A-A'截取的截面图。图34是示出当利用光学元件保 持头201保持光学元件阵列片101时在光学元件保持头201和本实施 例的光学元件阵列片101之间的接触表面206的平面图。
如在第二实施例中那样，以第二周期T'在本实施例的光学元件阵 列片101的外侧端部处形成光学元件阵列部分103，所述第二周期T' 比对应于显示面板114的显示区域以第一周期T形成的光学元件阵列 的周期短，如在图32和33中所示。在以第二周期T'形成的光学元件 阵列部分103的一部分中，进一步以第三周期T"形成光学元件，所述 第三周期T"具有比第二周期T'长的周期，并且该部分被用作将显示面 板U4和光学元件阵列片101接合到一起时使用的定位标记。换言之， 如在图34中所示，能够在光学元件阵列片101和光学元件保持头201 之间的接触表面206的一部分区域中产生空白，并且该空白部分能够 被用作定位标记104。
图35是示出其中本实施例的光学元件阵列片101被安装在显示面 板114上的状态的透视图。光学元件阵列片101中的以第二周期T'形 成的光学元件阵列部分103被布置在显示面板114的显示区域113外侧的非显示区域2中。虽然在与在图35中的显示面板U4上以第三周 期T"形成的标记104对应的位置处布置定位标记502，但是这些标记 502可以被设置在显示面板114上的任何位置处。
如在第二实施例的情形中那样，在用于形成本实施例的光学元件 阵列片101的成型模具中，在构成材料403中以第一周期T形成对应 于第一区域51的第一样式，并且以第二周期T'形成对应于第二区域52 的第二样式。进而，切削工具被用于在构成材料403中的第二样式内 以比第二周期T，长的第三周期T"切削第三样式，从而获得成型模具。
根据本实施例，通过使显示面板114的定位标记和设置在光学元 件阵列片101的光学元件阵列部分103中的以第三周期T"形成的标记 重合，能够实现高准确度接合，由此能够实现显示装置的图片质量的 提高。
第四实施例
图36示出第四实施例的光学元件阵列片的透视图，并且图37示 出沿着图36的线A-A'截取的截面图。当利用光学元件保持头201保持 光学元件阵列片101时在本实施例的光学元件阵列片1和光学元件保 持头201之间的接触表面等同于图34中所示的示出了在第三实施例的 光学元件阵列片ioi和光学元件保持头201之间的接触表面206的平 面图。然而，与第三实施例相比，本实施例使得能够扩大空白部分的 区域。
在本实施例中，进一步使得第三周期T，，比在第三实施例中更大。 在本实施例中，使第三周期T"比光学元件的曲率半径大在光学元件阵 列片101的外侧端部上形成了凹部105，凹部105包括其中没有形成周 期的平坦表面105a。换言之，在以第二周期T'形成的光学元件阵列部 分103中形成凹部105。该凹部105具有以下结构，所述结构包括底 表面，其中形成有与光学元件阵列片101的厚度方向垂直的平坦表面105a;和侧壁，具有作为倾斜表面的弯曲表面，该倾斜表面相对于与该 平坦表面垂直的平面倾斜。
根据本实施例，不仅图34中所示的接触表面的空白部分而且凹部 105自身也能够被用作定位标记。在本实施例中，在凹部105的底表面 上形成平坦表面105a以用于增强作为标记的可视性，但是本发明不限 于这种形式，并且底表面还可以被形成为诸如弯曲表面的另一种形状。 然而，当裂纹出现的防止或者凹部105的可加工性被加以考虑时，优 选其中凹部105的底表面被形成为平坦的结构。
图38是示出其中本实施例的光学元件阵列片IOI被安装在显示面 板114上的状态的透视图。如在图38中所示，在显示面板114的显示 区域113外侧的非显示区域中，以第二周期T'形成的光学元件阵列部 分103被布置在光学元件阵列片101上。在本实施例中，定位标记502 被布置在与显示面板114上的凹部105对应的位置处。但是本发明不 限于这些位置并且定位标记502可以被设置在显示面板114上的任何 位置处。
第五实施例
图39示出第五实施例的光学元件阵列片的透视图。图40示出沿 着图39的线A-A，截取的截面图，并且图41示出沿着图39中的线B-B， 截取的截面图。图42是示出当利用光学元件保持头201保持光学元件 阵列片IOI时在本实施例的光学元件阵列片101和光学元件保持头201 之间的接触表面的平面图。
图43是示出其中本实施例的光学元件阵列片101被安装在显示面 板114上的状态的透视图。设置在光学元件阵列片101的外侧端部上 的平坦部分被布置在显示面板114的显示区域113外侧的非显示区域 中。在本实施例中，如在图42中所示，蝇眼透镜被用作光学元件，并
且在与显示面板114的显示区域对应的部分中的接触类型是点接触。
与作为线接触的在显示面板和涉及本发明的柱镜光栅式透镜之间的接
触类型相比，在本实施例中在与显示面板114的接触表面处的接触类 型是表面接触，由此能够增加利用光学元件保持头201实现的保持力。
在本实施例中，采用下述构造，在所述构造中，如在第一实施例 中那样，在光学元件阵列片101的外侧端部处形成平坦部分。在本实 施例中，如在图44中所示，也可以在光学元件阵列片101的外侧端部 处以第二周期T，形成光学元件阵列部分10。此外，通过如在第三和第 四实施例中那样以第三周期T"形成光学元件，在本实施例中也可以设 置定位标记。
在蝇眼透镜中，存在沿其布置有多个透镜的两个布置方向与图 39所示的线A-A'的方向平行的方向和与线A-A'的方向垂直的方向。 结果，对于蝇眼透镜的这两个布置方向中的每一个方向，设定第一周 期T、第二周期T，和第三周期T"。
第六实施例
如在图45和46中所示，本实施例的光学元件阵列片101是使用 柱状透镜的柱镜光栅式透镜，并且如在第二到第五实施例中那样，以 第二周期T'形成的光学元件阵列被布置在光学元件阵列片101的外侧 端部处。
同样在本实施例中，增加利用在光学元件阵列片101的外侧端部 处的光学元件保持头201实现的保持力，使得能够提高在如图5A和 5B所示从保持片脱离时或者如图6A和6B所示脱离保护性片时的脱离 步骤中的可靠性。
第七实施例图47是示出第七实施例的光学元件阵列片的透视图，图48是沿 着图47的线A-A'截取的截面图，并且图49示出沿着图47的线B-B' 截取的截面图。图50是示出当利用光学元件保持头201保持光学元件 阵列片101时在本实施例的光学元件阵列片101和光学元件保持头201 之间的接触表面的平面图。
图51是示出其中本实施例的光学元件阵列片101被安装在显示面 板114上的状态的透视图。光学元件阵列片101的平坦部分被布置在 显示面板114的显示区域113外侧的非显示区域中。
在以上描述的第一到第六实施例中，采用其中平坦部分和以第二 周期T'形成的光学元件阵列部分103仅仅沿着光学元件阵列片101的 外周两侧形成的构造，但是还可以采用这样一种构造，其中，如在图 47中所示，围绕光学元件阵列片101的外周即在外周的四条边中的每 一条边上形成平坦部分。利用这种构造，能够进一步增加利用光学元 件保持头201实现的保持力。
其他实施例
图4A和4B示出其中将光学元件阵列片101保持在形成于光学元 件保持头201上的平坦保持表面上以及使用该光学元件保持头201将 光学元件阵列片ioi接合到显示面板114的步骤。然而，光学元件保 持头的构造不限于图4A和4B所示的形式。作为光学元件保持头，如 在图52A和52B中所示，还可以采用弯曲光学元件保持头202，其中 保持表面被形成为具有规定曲率。换言之，光学元件保持头202可以 被用于保持光学元件阵列片101，并且通过相对于显示面板114旋转光 学元件保持头202，光学元件阵列片101可以被接合到显示面板114。
当通过使用弯曲的光学元件保持头202来接合光学元件阵列片 101和显示面板114时，能够抑制在光学元件阵列片101和显示面板 114之间产生气泡(airpocket)。另外，因为光学元件阵列片101具有
25一定刚度，所以在弯曲的光学元件保持头202中，光学元件阵列片101 比较易于从光学元件保持头202的保持表面脱离。结果，由于增加了 保持力，所以使用弯曲的光学元件保持头202实现了利用本实施例的 光学元件阵列片101所获得效果的增强。
图53是作为包含有通过将第一到第七实施例的光学元件阵列片 101接合到显示面板114来构造的显示装置的便携式终端而示出一种通 信终端的透视图。
如在图53中所示，本实施例的通信终端117具有以下构造，所述 构造设有包括上述光学元件阵列片101的显示装置116和通信电路 单元(未示出)。显示装置116设有包括由多个光电元件构成的像素 单元的显示面板114。另外，标记(未示出)被设置在显示面板114上， 用于相对于光学元件阵列片101进行定位，并且使用这些标记作为定 位基准来接合光学元件阵列片101。
本实施例的光学元件阵列片101能够以高准确度定位并且被接合 到显示面板114。结果，本实施例能够被应用于高分辨率显示装置并且 能够提供配备有高分辨率显示装置的便携式终端。
根据本发明的光学元件阵列片当然可以被形成为膜的形式并且其 厚度不受限制。另外，根据本发明的光学元件阵列片采用具有矩形外 形的构造，但是本发明不限于该形状而是可以被形成为例如圆形形状。 进而，根据本发明的便携式终端能够完美应用于诸如便携式电话这样 的通信终端或者诸如便携式信息终端这样的各种类型的便携式个人计 算机。
虽然已经特别参考本发明的示例性实施例示出并且描述了本发 明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员可以理解， 在不脱离由权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中对形式和细节做出各种改变。
本申请基于并且要求于2008年3月14日提交的日本专利申请 No. 2008-066235的优先权的利益，其公开内容通过引用而全部结合于 此。
权利要求
1. 一种光学元件阵列片，包括第一区域，其中布置有由以规定周期布置的多个光学元件形成的光学元件阵列；第二区域，形成在所述第一区域的端部处并且具有与所述第一区域的表面形状不同的表面形状；以及谷部，形成在所述第一区域和所述第二区域的边界处；其中所述谷部的在所述第二区域侧的侧壁相对于以所述谷部的底部作为基点的、沿着所述光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成。
2. 根据权利要求l所述的光学元件阵列片，其中所述谷部被形成 为相对于所述基准线具有线对称性的形状。
3. 根据权利要求l所述的光学元件阵列片，其中 所述第二区域包括其中没有设置所述光学元件的平坦部分；并且 在布置于所述光学元件阵列中的所述光学元件的表面的顶点处的厚度等于所述平坦部分的厚度。
4. 根据权利要求1所述的光学元件阵列片，其中 在所述第一区域中以第一周期形成所述光学元件阵列；并且 所述第二区域包括其中以比在所述第一区域中短的第二周期形成有所述光学元件阵列的部分。
5. 根据权利要求4所述的光学元件阵列片，其中，所述第二区域， 在以所述第二周期形成的所述光学元件阵列中，包括其中以不同于所 述第一周期和所述第二周期的第三周期形成有光学元件的部分。
6. 根据权利要求5所述的光学元件阵列片，其中，在所述第二区域中以所述第三周期形成的部分中，设置凹部，所述凹部包括形成平 坦表面的底表面和形成倾斜表面的侧壁，所述倾斜表面相对于与所述 底表面垂直的平面倾斜。
7. 根据权利要求4所述的光学元件阵列片，其中所述第二周期不 大于所述第一周期的二分之一。
8. 根据权利要求4所述的光学元件阵列片，其中所述第二周期不 大于所述第一周期的五分之一。
9. 根据权利要求4所述的光学元件阵列片，其中以所述第二周期 形成的所述光学元件阵列的表面的算术平均粗糙度Ra不大于0.6微米。
10. 根据权利要求4所述的光学元件阵列片，其中以所述第二周 期形成的所述光学元件阵列的表面的算术平均粗糙度Ra不大于0.1微 米。
11. 根据权利要求4所述的光学元件阵列片，其中，直至所述光 学元件阵列片的外侧端部为止，设置以所述第二周期形成在所述第二区域中的所述光学元件阵列。
12. 根据权利要求1所述的光学元件阵列片，其中围绕所述光学 元件阵列片的外周设置所述第二区域。
13. —种显示装置，包括 根据权利要求l所述的光学元件阵列片；和显示面板，具有由多个光电元件构成的像素单元，所述显示面板 设有用于定位所述光学元件阵列片的标记，并且与所述光学元件阵列 片接合到一起。
14. 一种便携式终端，设有根据权利要求13所述的显示装置。
15. —种显示装置制造方法，其中一种光学元件阵列片设有其中布置有由以规定周期布置的多个 光学元件形成的光学元件阵列的第一区域、形成在所述第一区域的端 部处并且具有与所述第一区域的表面形状不同的表面形状的第二区 域、以及形成在所述第一区域和所述第二区域的边界处的谷部；其中 所述谷部的在所述第二区域侧的侧壁相对于以所述谷部的底部作为基 点的、沿着所述光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成； 并且通过使用设有粘附性材料或者真空吸附机构的光学元件保持头来 保持所述光学元件阵列片，并且所述光学元件阵列片被接合到显示面 板。
16. 根据权利要求15所述的显示装置制造方法，其中，使用其中 用于保持所述光学元件阵列片的保持表面被弯曲的所述光学元件保持头。
17. 根据权利要求15所述的显示装置制造方法，其中，从其上设 置有所述第二区域的端部一侧向所述第一区域剥离用于保护所述光学 元件阵列片的粘附层的片。
18. —种成型模具制造方法，用于制造用以形成光学元件阵列片 的成型模具，所述光学元件阵列片设有其中布置有由以规定周期布置 的多个光学元件形成的光学元件阵列的第一区域、形成在所述第一区 域的端部处并且具有与所述第一区域的表面形状不同的表面形状的第 二区域、以及形成在所述第一区域和所述第二区域的边界处的谷部， 其中所述谷部的在所述第二区域侧的恻壁相对于以所述谷部的底部作 为基点的、沿着所述光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形 成；所述成型模具制造方法包括以下步骤使用对应于所述光学元件的形状的切削工具，以第一周期在所述成型模具中切削对应于所述第一区域的第一样式；和使用所述切削工具以比所述第一周期短的第二周期在所述成型模 具中切削对应于所述第二区域的第二样式。
19. 根据权利要求18所述的成型模具制造方法，还包括使用所述切削工具在所述第二样式内以比所述第二周期长的第三周期在所述成 型模具中切削第三样式的步骤。
20. —种光学元件阵列片制造方法，用于制造光学元件阵列片， 所述光学元件阵列片设有其中布置有由以规定周期布置的多个光学 元件形成的光学元件阵列的第一区域、形成在所述第一区域的端部处 并且具有与所述第一区域的表面形状不同的表面形状的第二区域、以 及形成在所述第一区域和所述第二区域的边界处的谷部，其中所述谷 部的在所述第二区域恻的侧壁相对于以所述谷部的底部作为基点的、 沿着所述光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成，所述光 学元件阵列片制造方法包括使用模具来制造所述光学元件阵列片，所述模具设有第一样式， 对应于所述第一区域并且通过使用对应于光学元件的形状的切削工具 以第一周期形成；和第二样式，对应于所述第二区域并且通过使用所 述切削工具以比所述第一周期短的第二周期形成。
21. 根据权利要求20所述的光学元件阵列片制造方法，其中，所述模具被用来制造所述光学元件阵列片，所述模具还包括第三样式，所述第三样式通过使用所述切削工具在所述第二样式内以比所述第二周期长的第三周期形成。
全文摘要
本发明涉及光学元件阵列片、显示装置及其制造方法。光学元件阵列片设有第一区域，其中布置有由以规定周期布置的多个光学元件形成的光学元件阵列；第二区域，形成在第一区域的端部处并且具有与第一区域的表面形状不同的表面形状；以及形成在第一区域和第二区域的边界处的谷部。该谷部的在第二区域侧的侧壁相对于以谷部的底部作为基点的、沿着光学元件阵列的厚度方向延伸的基准线倾斜地形成。
文档编号G02B3/00GK101533113SQ20091012854
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年3月14日
发明者广谷务, 重村幸治 申请人:Nec液晶技术株式会社