JP2004279932A

JP2004279932A - ２ｄ／３ｄ切替型液晶表示パネルおよび２ｄ／３ｄ切替型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004279932A
Application number: JP2003074012A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Koyama; 佳英小山; Shinichi Miyazaki; 伸一宮崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】複数の部材を貼り合わせてなる２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、衝撃等によるストレス発生時における基板割れを防止する。
【解決手段】表示用液晶パネル１０において、パターン化位相差板２０と貼り合わされる側のアクティブマトリクス基板１４には、アクティブエリア外の領域に端子形成部１４ａが設けられている。パターン化位相差板２０の透明基板２１には、上記表示用液晶パネル１０の端子形成部１４ａと対向する割れ防止領域２１ａが設けられることにより、表示用液晶パネル１０のアクティブマトリクス基板１４とパターン化位相差板２０の透明基板２１との基板寸法が同一とされる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２Ｄ表示と３Ｄ表示との切替を可能とする２Ｄ／３Ｄ切替型の液晶表示パネルおよび液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の視界において、人間の２つの目は、空間的に離れて頭部に位置していることから、２つの異なる視点から見た像を知覚しており、人間の脳は、これらの２つの像の視差によって立体感を認識する。そして、この原理を利用し、観察者の左右それぞれの目に異なる視点から見た像を視認させることで視差を与え、３Ｄ（立体三次元）表示を行う液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
３Ｄ表示を行う液晶表示装置においては、視点の異なる像を観察者の左右の目に供給するために、表示画面上における左眼用の像および右目用の像を、例えば色、偏光状態または表示時刻によってエンコードし、観察者が着用する眼鏡状のフィルタシステムによってこれらを分離して、各々の目に対応する像のみを供給するようにしたものがある。
【０００４】
また、液晶表示装置の表示パネル１０１に光の透過領域と遮断領域とがストライプ状に形成された視差バリア１０２を組み合わせ、観察者側においてフィルタシステム等の視覚的補助具を使用しなくても３Ｄ画像が認識される（自動立体表示）ようにした液晶表示装置もある。すなわち、表示パネル１０１にて生成される右目用画像および左目用画像に対して視差バリア１０２によって特定の視野角が与えられ（図１３（ａ）参照）、空間上の特定の観察領域からであれば、各々の目に対応する像のみが視認され、観察者において３Ｄ画像が認識される（図１３（ｂ）参照）。
【０００５】
このように、液晶表示装置に視差バリアを設けることにより、自動立体表示を行う装置は、例えば特許文献１において開示されている。尚、上記特許文献１では、視差バリアとしてパターン化位相差板を用いた構成が開示されている。
【０００６】
また、上述のような視差バリアを備えた液晶表示装置において、視差バリアの効果を有効／無効を切り替える手段をスイッチング液晶層等で設けることにより、３Ｄ表示と２Ｄ表示（平面表示）とを電気的に切り替えることができる装置が例えば特許文献２において開示されている。すなわち、特許文献２の装置ではスイッチング液晶層のＯＮ／ＯＦＦにより、視差バリアの効果を有効とした場合に３Ｄ表示を行い、視差バリアの効果を無効とした場合に２Ｄ表示を行う。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２２９５６７号公報（公開日平成１０年８月２５日）
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−１２３４６１号公報（公開日平成１０年５月１５日）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置の構成では、以下のような問題が生じる。
【００１０】
すなわち、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置は、３Ｄ表示時において、光源から出射された光が、スイッチング液晶層、視差バリア、および表示液晶層（表示画面を生成する液晶層）の３つのアクティブエリアを通過することによって３Ｄ表示を行うため、透過型液晶表示装置によって実現される。
【００１１】
一方、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置における２Ｄ表示時には、スイッチング液晶層が視差バリアを無効化する状態となるのみであり、光源から出射された光が、スイッチング液晶層、視差バリア、および表示液晶層の３つのアクティブエリアを通過することは３Ｄ表示時と変わらない。
【００１２】
このような２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置におけるパネル部分は、表示液晶層を有する表示液晶パネル、視差バリアとなるパターン化位相差板、スイッチング液晶層を有するスイッチング液晶パネルを貼り合わせることによって形成される。
【００１３】
表示液晶パネルでは、電気的な信号（走査信号およびデータ信号）のやりとりを行う端子部を配置するための領域がアクティブエリア外において必要となる。また、スイッチング液晶パネルでは、スイッチング液晶層の光学特性を電気的に切り替えるための信号（切替信号）を入力する必要がある。この切替信号を入力するための端子部は、やはりスイッチング液晶パネルのアクティブエリア外において備えられる必要がある。
【００１４】
一方、視差バリアとなるパターン化位相差板については電気的な信号の入力は必要なく、該パターン化位相差板の基板では、アクティブエリア以外の領域を基本的に必要としない。
【００１５】
このため、表示液晶パネルおよびスイッチング液晶パネルにおいて上記端子部が形成される側の基板の面積は、パターン化位相差板の面積よりも端子形成部の領域分だけ大きくなる。したがって、表示液晶パネル、パターン化位相差板、およびスイッチング液晶パネルを貼り合わせて２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルを形成すると、表示液晶パネルおよびスイッチング液晶パネルにおける端子形成部が突出する形状となる。
【００１６】
上述のように端子形成部が突出する２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの形状では、該端子形成部はガラス基板において形成されているため外的なストレスにより破損が生じやすい。例えば、落下や衝撃によって端子形成部に外的なストレスが加わると、ガラス基板に割れが生じ、表示ができなくなるなどの不具合が発生する。このような不具合は、携帯電話やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔｓ）向けに作られた液晶表示パネルにおいて、特に問題となってくる。
【００１７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、複数の部材を貼り合わせてなる２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、衝撃等によるストレス発生時における基板割れを防止することができる２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、表示画面側から、２枚の基板間に表示用液晶層を挟持してなり、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の表示画像を生成することが可能である表示用液晶パネルと、基板上に特定のパターンで配向されたパターン化液晶層を有してなり、３Ｄ表示時の表示画像に特定の視野角を与え３Ｄ効果を得るパターン化位相差板と、２枚の基板間にスイッチング用液晶層を挟持してなり、パターン化位相差板の視差バリア効果の有効／無効を切り替えることで２Ｄ表示／３Ｄ表示を切り替えるスイッチング液晶パネルとを備えており、表示用液晶パネルの２枚の基板のうち、パターン化位相差板と貼り合わされる側の基板には、アクティブエリア外の領域に端子形成部が設けられており、パターン化位相差板の基板には、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられる基板とパターン化位相差板の基板とは、表示用液晶パネルおよびパターン化位相差板を貼り合わせる際にほぼ密着した状態となる。さらに、パターン化位相差板の基板には、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられることから、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、表示用液晶パネルの端子形成部における基板の突出量を軽減することができる。
【００２０】
このため、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルに衝撃等が与えられることにより、上記端子形成部の基板にストレスが生じても、該端子形成部の突出量が小さいため基板の割れを防止することができる。
【００２１】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、パターン化位相差板における割れ防止領域は、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において該端子形成部の１／３以上の長さを有する構成とすることができる。
【００２２】
上記の構成によれば、上記割れ防止領域が上記端子形成部の１／３以上の領域をカバーすることとなり、この場合、実用上十分な基板割れ防止効果を得ることができる。
【００２３】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられている基板と、パターン化位相差板の基板と、スイッチング液晶パネルにおいてパターン化位相差板と貼り合わされる側の基板とは、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において同寸法である構成とすることができる。
【００２４】
上記の構成によれば、上記割れ防止領域が上記端子形成部の全領域をカバーすることとなり、この場合、最も高い基板割れ防止効果を得ることができる。
【００２５】
また、本発明の他の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、表示画面側から、２枚の基板間に表示用液晶層を挟持してなり、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の表示画像を生成することが可能である表示用液晶パネルと、２枚の基板間に挟持されたスイッチング用液晶層と、偏向状態が特定のパターンで配置されたパターン化位相差層とを有してなるスイッチング液晶パネルとを備えており、表示用液晶パネルの２枚の基板のうち、スイッチング液晶パネルと貼り合わされる側の基板には、アクティブエリア外の領域に端子形成部が設けられており、スイッチング液晶パネルにおいて表示用液晶パネルと貼り合わされる側の基板には、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられていることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられる基板とスイッチング液晶パネルにおいて割れ防止領域が設けられる基板とは、表示用液晶パネルおよびスイッチング液晶パネルを貼り合わせる際にほぼ密着した状態となる。さらに、スイッチング液晶パネルの基板において、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられることから、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、表示用液晶パネルの端子形成部における基板の突出量を軽減することができる。
【００２７】
このため、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルに衝撃等が与えられることにより、上記端子形成部の基板にストレスが生じても、該端子形成部の突出量が小さいため基板の割れを防止することができる。
【００２８】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、スイッチング液晶パネルにおける割れ防止領域は、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において該端子形成部の１／３以上の長さを有する構成とすることができる。
【００２９】
上記の構成によれば、上記割れ防止領域が上記端子形成部の１／３以上の領域をカバーすることとなり、この場合、実用上十分な基板割れ防止効果を得ることができる。
【００３０】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられている基板と、スイッチング液晶パネルにおいて割れ防止領域が設けられている基板とは、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において同寸法である構成とすることができる。
【００３１】
上記の構成によれば、上記割れ防止領域が上記端子形成部の全領域をカバーすることとなり、この場合、最も高い基板割れ防止効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。先ず、本実施の形態に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの概略構成を、図１を参照して説明する。
【００３３】
上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、図１に示すように、表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、スイッチング液晶パネル３０を貼り合わせた構成となっている。このように、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、複数の部材を貼り合わせて構成することにより、各部材の交換が容易となり、生産性において有効となる。また、本実施の形態に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルに対して、駆動回路やバックライト（光源）等を実装することで２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置が提供される。
【００３４】
表示用液晶パネル１０は、ＴＦＴ液晶表示パネルとして具備されており、第１の偏光板１１、対向基板（基板）１２、液晶層（表示用液晶層）１３、アクティブマトリクス基板（基板）１４、および第２の偏光板１５が積層されてなり、アクティブマトリクス基板１４には、表示を行うべき画像に対応した画像データがＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ）等の配線５１を介して入力される。
【００３５】
すなわち、上記表示用液晶パネル１０は、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルに対し、画像データに応じた表示画面を生成する表示画像生成手段として備えられている。尚、表示画面を生成する機能を有するものであれば、表示用液晶パネル１０における表示方式（ＴＮ方式やＳＴＮ方式）や駆動方式（アクティブマトリクス駆動やパッシブマトリクス駆動）は特に限定されるものではない。
【００３６】
パターン化位相差板２０は、視差バリアとして機能するものであり、図２（ａ）に示すように、透明基板（基板）２１上に配向膜２２を形成し、さらにその上に液晶層（パターン化液晶層）２３を積層してなる構成である。また、上記パターン化位相差板２０のアクティブエリアにおいては、図２（ｂ）に示すように、それぞれ、偏光状態の異なる第１の領域２０Ａ（図中、斜線部にて示す）と第２の領域２０Ｂ（図中、射影部にて示す）とが交互にストライプ状に形成されている。
【００３７】
スイッチング液晶パネル３０は、駆動側基板（基板）３１、液晶層（スイッチング用液晶層）３２、対向基板（基板）３３、および第３の偏光板３４が積層されてなり、駆動側基板３１には液晶層３２のＯＮ時に駆動電圧を印加するための配線５２が接続されている。
【００３８】
スイッチング液晶パネル３０は、液晶層３２のＯＮ／ＯＦＦに応じて該スイッチング液晶パネル３０を透過する光の偏光状態を切り替える切替手段として配置されている。すなわち、スイッチング液晶パネル３０は、２Ｄ表示時と３Ｄ表示時とで、該スイッチング液晶パネル３０を透過する光への光学変調作用を異ならせる。尚、スイッチング液晶パネル３０は表示用液晶パネル１０のようにマトリクス駆動される必要は無く、駆動側基板３１および対向基板３３に備えられる駆動電極は該スイッチング液晶パネル３０のアクティブエリア全面に形成されればよい。
【００３９】
次に、上記構成の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの表示動作について説明する。
【００４０】
先ず、図１に示す２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、各構成部材の光学軸の方向を図３にて例示する。尚、図３において示される光学軸は、液晶パネルおよび位相差板では配向膜における遅相軸の方向（すなわち、配向膜のラビング方向）、偏光板では透過軸の方向である。
【００４１】
図３の構成では、光源から出射された入射光は、最初に、スイッチング液晶パネル３０の第３の偏光板３４によって偏光される。また、スイッチング液晶パネル３０は、３Ｄ表示時はＯＦＦの状態で１／２波長板として作用する。
【００４２】
また、スイッチング液晶パネル３０を通過した光は、次にパターン化位相差板２０に入射される。パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａと第２の領域２０Ｂとでは、そのラビング方向、すなわち遅相軸の方向が異なるため、第１の領域２０Ａを通過した光と第２の領域２０Ｂを通過した光とでは、その偏光状態が異なる。図３の例では、第１の領域２０Ａを通過した光と第２の領域２０Ｂを通過した光との偏光軸が９０°異なっている。また、パターン化位相差板２０は液晶層２３の複屈折率異方性と膜厚とにより１／２波長板として作用するよう設定されている。
【００４３】
パターン化位相差板２０を通過した光は、表示用液晶パネル１０の第２の偏光板１５に入射される。３Ｄ表示時には、パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａを通過した光の偏光軸は第２の偏光板１５の透過軸と平行であり、第１の領域２０Ａを通過した光は偏光板１５を透過する。一方で、第２の領域２０Ｂを通過した光の偏光軸は第２の偏光板１５の透過軸と９０°の角度をなし、第２の領域２０Ｂを通過した光は偏光板１５を透過しない。
【００４４】
すなわち、図３の構成では、パターン化位相差板２０との第２の偏光板（視差バリア用偏光板）１５との関連した光学作用によって視差バリア（視差バリア手段）の機能が達成され、パターン化位相差板２０における第１の領域２０Ａが透過領域、第２の領域２０Ｂが遮断領域となる。
【００４５】
第２の偏光板１５を通過した光は、表示用液晶パネル１０の液晶層１３において黒表示を行う画素と白表示を行う画素とで異なる光学変調を受け、白表示を行う画素によって光学変調を受けた光のみが第１の偏光板１１を透過することで画像表示が行われる。
【００４６】
この時、上記視差バリアの透過領域を通過することや特定の視野角が与えられた光が、表示用液晶パネル１０において右目用画像および左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、３Ｄ表示が行われる。
【００４７】
また、２Ｄ表示が行われる場合には、スイッチング液晶パネル３０がＯＮされ、該スイッチング液晶パネル３０を通過する光に対して光学変調が与えられない。スイッチング液晶パネル３０を通過した光は、次にパターン化位相差板２０を通過することで、第１の領域２０Ａを通過した光と第２の領域２０Ｂを通過した光とで異なる偏光状態が与えられる。
【００４８】
しかしながら、２Ｄ表示の場合では、３Ｄ表示の場合とは異なり、スイッチング液晶パネル３０での光学変調作用が無いため、パターン化位相差板２０を通過した光の偏光軸は、第２の偏光板１５の透過軸に対して、左右対称の角度のずれが生じることとなる。このため、パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａを通過した光、第２の領域２０Ｂを通過した光ともに、第２の偏光板１５を同じ透過率で透過し、パターン化位相差板２０と第２の偏光板１５との関連した光学作用による視差バリアの機能が達成されず（特定の視野角が与えられない）、２Ｄ表示となる。
【００４９】
続いて、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの製造工程を、図４ないし図６を参照して説明する。図４はパターン化位相差板２０の製造工程、図５はスイッチング液晶パネル３０の製造工程、図６は２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの組立工程を示すフローチャートである。また、表示用液晶パネル１０は従来のアクティブマトリクス基板と同様の製造工程によって製造されるため、その製造工程については省略する。
【００５０】
パターン化位相差板２０の製造工程においては、図４に示すように、先ず、基板２１となる素ガラスに対して洗浄を行い、洗浄された基板の片面にポリイミドを塗布し焼成することで配向膜２２を形成する（Ｓ１〜Ｓ３）。次に、配向膜２２に対して１回目のラビング処理（第１ラビング）を行う（Ｓ４）。第１ラビングにおけるラビング方向は、第２の領域２０Ｂのラビング方向とする。
【００５１】
第１ラビング後、洗浄された基板の配向膜２２上にレジストを塗布して仮焼きした後、露光、現像、乾燥の工程によって該レジストがパターニングされる（Ｓ５〜Ｓ８）。この時、パターニングされたレジストは、パターン化位相差板２０の第２の領域２０Ｂとなる箇所を覆うように形成されるものである。
【００５２】
こうしてパターニングされたレジストの形成された基板に対し、レジスト側から２回目のラビング処理（第２ラビング）を行う（Ｓ９）。第２ラビングにおけるラビング方向は、第１の領域２０Ａのラビング方向とする。この時、配向膜２２上のレジストで覆われた領域は、第１ラビングによって形成された遅相軸の向きが維持される。
【００５３】
第２ラビング後、洗浄された基板の配向膜２２上に残っているレジストに対して再度、露光（一括露光）、現像により残ったレジストが除去され、その後、乾燥される（Ｓ１０〜Ｓ１２）。乾燥された基板の配向膜２２上にＵＶ硬化型液晶溶液がスピンコート法等によって塗布され、さらに該ＵＶ硬化型液晶溶液にＵＶ照射を行うことによって液晶分子が架橋され高分子化される（Ｓ１３〜Ｓ１４）。こうして、液晶層２３が形成される。
【００５４】
上記Ｓ１〜Ｓ１４の処理は、複数のパターン化位相差板２０を１枚の大型基板上に一括して形成するように実施される。このため、複数のパターン化位相差板２０が形成された基板を個々のパターン化位相差板２０に分断し、検査することで、パターン化位相差板２０が完成する（Ｓ１５〜Ｓ１７）。
【００５５】
次に、スイッチング液晶パネル３０の製造工程においては、図５に示すように、先ず、ＩＴＯによって駆動電極が形成された駆動側基板３１となるガラスに対して洗浄を行い、洗浄された基板の駆動電極側に、配向膜を印刷および焼成によって形成する（Ｓ２１〜Ｓ２３）。次に、上記配向膜に対してラビング処理を行う（Ｓ２４）。
【００５６】
上記ラビング後、洗浄された基板の配向膜上にスペーサー散布およびシール形成が行われ、対向基板３３が貼り合わされる（Ｓ２５〜Ｓ２７）。尚、Ｓ２７にて貼り合わされる対向基板３３は、通常のアクティブマトリクス型パネルに用いられるものと同様の構成であり、ここではその詳細な製造工程の説明を省略する。
【００５７】
また、上記Ｓ２１〜Ｓ２７の処理は、複数のスイッチング液晶パネル３０のセルを一括して形成するように実施される。こうして一括形成されたセルを個々のセルに分断し、各セル内に液晶を注入することで、スイッチング液晶パネル３０が完成する（Ｓ２８〜Ｓ３０）。さらに、本実施の形態にて用いられるスイッチング液晶パネル３０では、その片面にのみ第３の偏光板３４が貼り付けられる。
【００５８】
表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、およびスイッチング液晶パネル３０が完成すると、これらを貼り合わせることによって本実施の形態に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルが組み立てられる。
【００５９】
上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの組立工程では、図６に示すように、表示用液晶パネル１０にパターン化位相差板２０が接着剤にて貼り合わされる（Ｓ４１）。
【００６０】
さらに、パターン化位相差板２０付の表示用液晶パネル１０に、接着剤によってスイッチング液晶パネル３０を貼り合わせることにより、２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルが完成する（Ｓ４２〜Ｓ４３）。
【００６１】
上記構成の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、３Ｄ表示時の動作原理は図７に示すようになる。バックライト（光源）からの出射光に対し、第３の偏光板３４にて偏光した後、スイッチング液晶パネル３０のアクティブエリアにて、視差バリアの効果を有効とする光学変調を与える。
【００６２】
スイッチング液晶パネル３０のアクティブエリアを通過した光は、パターン化位相差板２０および第２の偏光板１５を通過する際に視差バリアによる効果を与えられ、表示用液晶パネル１０のアクティブエリアにて表示される画像（右目用画像および左眼用画像）に特定の視野角を与える。
【００６３】
一方、２Ｄ表示時の動作原理は図８に示すようになる。この場合、バックライト（光源）からの出射光に対し、第３の偏光板３４にて偏光した後、スイッチング液晶パネル３０のアクティブエリアを通過する際に光学変調を与えない。この時、スイッチング液晶パネル３０は視差バリアの効果を無効とする。
【００６４】
スイッチング液晶パネル３０のアクティブエリアを通過した光は、パターン化位相差板２０および第２の偏光板１５を通過する際に視差バリアによる効果を与えられず、表示用液晶パネル１０のアクティブエリアにて表示される画像は２Ｄ表示画像となる。
【００６５】
このように、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルでは、３Ｄ表示時および２Ｄ表示時の何れにおいても、バックライトから出射される光は、表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、およびスイッチング液晶パネル３０の各アクティブエリアを通過して画面表示に利用される。
【００６６】
尚、上記アクティブエリアとは、表示用液晶パネル１０については画素がマトリクス状に配置され表示画像が生成される領域、パターン化位相差板２０については第１および第２の領域がストライプ状に形成されている領域、スイッチング液晶パネル３０について液晶層３２への電圧の印加によって該スイッチング液晶パネル３０を通過する光に光学変調を与えることのできる領域を示す。
【００６７】
組み合わされることによって２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルを構成する表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、およびスイッチング液晶パネル３０のうち、パターン化位相差板２０の基板２１では、表示動作の観点からはアクティブエリア以外の領域を殆ど必要としない。
【００６８】
一方で、表示用液晶パネル１０の基板（特にアクティブマトリクス基板１４）およびスイッチング液晶パネル３０の基板（特に駆動側基板３１）は、アクティブエリアにおける液晶層に印加する電圧を制御するため、電気信号を入力するための端子部を設ける必要がある。すなわち、表示用液晶パネル１０およびスイッチング液晶パネル３０の基板では、アクティブエリア外に端子部を設けるための領域が必要となる。
【００６９】
ここで、表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、およびスイッチング液晶パネル３０のそれぞれにおいて、必要最小限の基板面積にて形成すると、これらを組み合わせると表示用液晶パネル１０およびスイッチング液晶パネル３０における端子形成部の基板が突出する。このような場合、突出した端子形成部の基板において、衝撃等によって割れが生じやすくなるといった不具合があることは、従来の技術にて述べた通りである。
【００７０】
このため、本実施の形態に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルでは、図１に示すように、パターン化位相差板２０の基板面積を、表示用液晶パネル１０およびスイッチング液晶パネル３０の基板面積とほぼ同じ面積として、これらを組み合わせた構成となっている。
【００７１】
すなわち、図１に示される２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルでは、表示用液晶パネル１０のアクティブマトリクス基板１４において端子形成部１４ａがアクティブエリア外に設けられており、スイッチング液晶パネル３０の駆動側基板３１において端子形成部３１ａがアクティブエリア外に設けられている。一方で、パターン化位相差板２０の透明基板２１には割れ防止領域２１ａがアクティブエリア外に設けられている。
【００７２】
これにより、表示用液晶パネル１０およびスイッチング液晶パネル３０において端子形成部１４ａ・３１ａの基板部分は、パターン化位相差板２０の基板とほぼ密着した状態となる。すなわち、表示用液晶パネル１０およびスイッチング液晶パネル３０において、アクティブエリア外から突出した基板部分が無くなり、衝撃等により突出した基板部に割れが発生するといった不具合を抑制できる。
【００７３】
また、図１に示す２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルでは、表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、およびスイッチング液晶パネル３０における基板面積をすべて同寸法としているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、これらの基板を全て同寸法としなくても、２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルから突出する基板の突出量を減少させるだけでも、基板割れの防止効果は得られるものであり、そのような構成も本発明には含まれる。
【００７４】
また、図１においては、偏光板はアクティブエリアのみに対応して形成されている。このため、図１では、偏光板によって貼り合わされる基板間に隙間が生じているが、実際には偏光板の厚さは基板の厚さに比べて極めて薄く、基板同士の貼り合わせ面の間に偏光板が存在していても、基板同士は殆ど密着した状態となる。したがって、パターン化位相差板２０に割れ防止領域２１ａを設けることによる割れ防止効果は十分に得られる。
【００７５】
表示用液晶パネル１０における端子形成部１４ａはアクティブマトリクス基板１４において形成されるが、該アクティブマトリクス基板１４の一辺における該端子形成部１４ａに配置される端子数は少なくともデータ線または走査線の配置数以上となる。一方で、スイッチング液晶パネル３０における端子形成部３１ａでは、配置される端子の数は少ない。したがって、表示用液晶パネル１０における端子形成部１４ａの方がスイッチング液晶パネル３０における端子形成部３１ａよりもその面積は大きくなる。
【００７６】
さらに、表示用液晶パネル１０のアクティブマトリクス基板１４では、データ線または走査線を駆動するためのドライバを基板上に一体的に形成することもあり、このドライバの配置領域を端子形成部１４ａの領域に含めると、表示用液晶パネル１０における端子形成部１４ａはさらに大きくなる。
【００７７】
また、表示用液晶パネル１０の端子形成部１４ａは、携帯電話等に使用されるような小型のパネルでは、パネル周辺部の１辺にまとめて形成されるが、サイズがある程度大型となるパネルでは、データ線配設方向および走査線配設方向に対応して２辺に形成される。また、スイッチング液晶パネル３０の端子形成部３１ａはその端子数が少ないことから１辺のみに形成されることが多い。このため、表示用液晶パネル１０において、表示用液晶パネル１０の端子形成部１４ａが２辺に形成され、スイッチング液晶パネル３０の端子形成部３１ａが１辺に形成されるような場合には、端子形成部１４ａを含むある一方向において、スイッチング液晶パネル３０の端子形成部３１ａは形成されない。
【００７８】
このような方向については、スイッチング液晶パネル３０において、パターン化位相差板２０と同様に、割れ防止領域を設ければよい。尚、以下の説明では、スイッチング液晶パネル３０において端子形成部３１ａではなく割れ防止領域が設けられる方向についても、同様の作用によって割れ防止効果が得られるため、スイッチング液晶パネル３０において端子形成部３１ａが設けられている方向を例示して説明を行う。
【００７９】
これより、図９に示すように、表示用液晶パネル１０において端子形成部１４ａを含むある一方向について、アクティブエリアの長さをＬ１、表示用液晶パネル１０の端子形成部１４ａの長さをＬ２、パターン化位相差板２０の割れ防止領域２１ａの長さをＬ３、スイッチング液晶パネル３０の端子形成部３１ａ（もしくは割れ防止領域）の長さをＬ４とし、Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４となるように、これらの寸法を設定することもできる。この場合、Ｌ２およびＬ３の関係についてはＬ３≧Ｌ２／３であることが望ましい。また、Ｌ３およびＬ４の関係についてはＬ４≧Ｌ３／３であることが望ましい。尚、図９においても、偏光板および液晶層の図示を省略しており、接着層を黒塗りハッチングにて示している。
【００８０】
また、上記説明における２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、個別に作成された表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、およびスイッチング液晶パネル３０の３つの部材を貼り合わせることによって構成されているが、２つの部材の貼り合わせによって構成されるものであってもよい。
【００８１】
例えば、図１０に示すように、表示用液晶パネル１０と、スイッチング液晶パネル４０との組み合わせによって２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルを構成してもよい。スイッチング液晶パネル４０は、図１に示すスイッチング液晶パネル３０において、表示用液晶パネル１０との貼り合わせ面側にパターン化位相差層４１を形成したものであり、該パターン化位相差層４１を駆動側基板３１上に形成することで、パターン化位相差板２０の透明基板２１を省略したものである。
【００８２】
尚、スイッチング液晶パネル４０は、図４に示すフローチャートの工程にて製造されたパターン化位相差板を、図５に示すフローチャートの工程にて製造されるスイッチング液晶パネル作製時に片側の基板として用いることで作製される。
【００８３】
但し、上記スイッチング液晶パネル４０において、パターン化位相差層４１は、必ずしも液晶層にて形成されるものに限定されない（例えば、樹脂をパターン化することでも形成可能である）。また、パターン化位相差層４１の配置位置は、表示用液晶パネル１０との貼り合わせ面側に限定されない。
【００８４】
さらに、上記スイッチング液晶パネル４０において、パターン化位相差層４１を用いる以外に、例えばリブ部材を柱となるように短冊状に並べ、柱と柱との間に液晶を注入し、液晶の旋光性・複屈折性を操作することにより、リブを通過して観察される光と、液晶を通過して観察される光とを作ることにより、上述の視差バリア機能を達成する手段もある。
【００８５】
本発明に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、その基板の割れ防止効果を検討するため、複数のサンプルについて落下試験を行った。この落下試験においては、図１１（ａ）〜（ｃ）のそれぞれに示すサンプルＡ〜Ｃ、および図１２（ａ）〜（ｂ）のそれぞれに示すサンプルＤ〜Ｅを用いた。
【００８６】
サンプルＡ〜Ｃは、図１に示すような表示用液晶パネル１０、パターン化位相差板２０、スイッチング液晶パネル３０の３部材を貼り合わせてなる２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルである。サンプルＡは本発明に対する参照例として用意されたものであり、Ｌ２＝Ｌ４かつＬ３≒０となっている。サンプルＢ，Ｃは本発明に相当し、サンプルＢではＬ２＝Ｌ３＝Ｌ４、サンプルＣではＬ３≧Ｌ２／３、Ｌ４≧Ｌ３／３となっている。
【００８７】
サンプルＤ，Ｅは、図１０に示すような表示用液晶パネル１０、スイッチング液晶パネル４０の２部材を貼り合わせてなる２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルである。サンプルＤ，Ｅは共に本発明に相当し、サンプルＤではＬ２＝Ｌ４、サンプルＥではＬ４≧Ｌ２／３となっている。
【００８８】
サンプルＡ〜Ｅのそれぞれにおける落下試験結果を以下の表１に示す。尚、表１に示す落下試験結果は、各サンプルを表示画面を上に向けた状態で所定高さから落下させ、基板における破損（基板割れ）の有無を調べたものである。尚、ここでは、破損の有無を調べる基板としてガラス基板を用いたが、プラスチック基板を用いた２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいても、基板割れは発生する。したがって、本発明の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、基板の材質は特に限定されるものではない。
【００８９】
【表１】

【００９０】
上記表１の結果より、参照例であるサンプルＡでは、落下高さ４０ｃｍにおいて基板の割れが発生した。これに対し、パターン化位相差板２０またはスイッチング液晶パネル３０に割れ防止領域を設け、該割れ防止領域が前面側部材の突出基板領域の１／３以上をカバーするサンプルＣ，Ｅにおいては、７０ｃｍの落下高さまで基板割れは発生しなかった。また、パターン化位相差板２０またはスイッチング液晶パネル３０に割れ防止領域を設け、該割れ防止領域が前面側部材の突出基板領域と同寸法となるサンプルＢ，Ｄにおいては９０ｃｍの落下高さまで基板割れは発生しなかった。これより、本発明に係る２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいて、基板の割れ防止効果が得られることが確認された。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、以上のように、表示画面側から、２枚の基板間に表示用液晶層を挟持してなり、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の表示画像を生成することが可能である表示用液晶パネルと、基板上に特定のパターンで配向されたパターン化液晶層を有してなり、３Ｄ表示時の表示画像に特定の視野角を与え３Ｄ効果を得るパターン化位相差板と、２枚の基板間にスイッチング用液晶層を挟持してなり、パターン化位相差板の視差バリア効果の有効／無効を切り替えることで２Ｄ表示／３Ｄ表示を切り替えるスイッチング液晶パネルとを備えており、表示用液晶パネルの２枚の基板のうち、パターン化位相差板と貼り合わされる側の基板には、アクティブエリア外の領域に端子形成部が設けられており、パターン化位相差板の基板には、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられている構成である。
【００９２】
それゆえ、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられる基板とパターン化位相差板の基板とは、表示用液晶パネルおよびパターン化位相差板を貼り合わせる際にほぼ密着した状態となり、さらに、パターン化位相差板の基板に設けられた割れ防止領域によって、表示用液晶パネルの端子形成部における基板の突出量が軽減される。このため、上記端子形成部の基板にストレスが生じても、該端子形成部の突出量が小さいため基板の割れを防止することができるといった効果を奏する。
【００９３】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、パターン化位相差板における割れ防止領域は、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において該端子形成部の１／３以上の長さを有する構成とすることができる。
【００９４】
それゆえ、上記割れ防止領域が上記端子形成部の１／３以上の領域をカバーすることとなり、実用上十分な基板割れ防止効果を得ることができるといった効果を奏する。
【００９５】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられている基板と、パターン化位相差板の基板と、スイッチング液晶パネルにおいてパターン化位相差板と貼り合わされる側の基板とは、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において同寸法である構成とすることができる。
【００９６】
それゆえ、上記割れ防止領域が上記端子形成部の全領域をカバーすることとなり、最も高い基板割れ防止効果を得ることができるといった効果を奏する。
【００９７】
また、本発明の他の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルは、上記の課題を解決するために、表示画面側から、２枚の基板間に表示用液晶層を挟持してなり、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の表示画像を生成することが可能である表示用液晶パネルと、２枚の基板間に挟持されたスイッチング用液晶層と、偏向状態が特定のパターンで配置されたパターン化位相差層とを有してなるスイッチング液晶パネルとを備えており、表示用液晶パネルの２枚の基板のうち、スイッチング液晶パネルと貼り合わされる側の基板には、アクティブエリア外の領域に端子形成部が設けられており、スイッチング液晶パネルにおいて表示用液晶パネルと貼り合わされる側の基板には、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられている構成である。
【００９８】
それゆえ、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられる基板とスイッチング液晶パネルにおいて割れ防止領域が設けられる基板とは、表示用液晶パネルおよびスイッチング液晶パネルを貼り合わせる際にほぼ密着した状態となる。さらに、スイッチング液晶パネルの基板において割れ防止領域が設けられることにより、表示用液晶パネルの端子形成部における基板の突出量が軽減される。このため、上記端子形成部の基板にストレスが生じても、該端子形成部の突出量が小さいため基板の割れを防止することができるといった効果を奏する。
【００９９】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、スイッチング液晶パネルにおける割れ防止領域は、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において該端子形成部の１／３以上の長さを有する構成とすることができる。
【０１００】
それゆえ、上記割れ防止領域が上記端子形成部の１／３以上の領域をカバーすることとなり、実用上十分な基板割れ防止効果を得ることができるといった効果を奏する。
【０１０１】
また、上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおいては、表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられている基板と、スイッチング液晶パネルにおいて割れ防止領域が設けられている基板とは、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において同寸法である構成とすることができる。
【０１０２】
それゆえ、上記割れ防止領域が上記端子形成部の全領域をカバーすることとなり、最も高い基板割れ防止効果を得ることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの一構成例を示す断面図である。
【図２】上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルで用いられるパターン化位相差板の構成を示すものであり、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は平面図である。
【図３】上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおける各構成部材の光学軸の方向を示す図である。
【図４】上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルで用いられるパターン化位相差板の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルで用いられるスイッチング液晶パネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図６】上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの組立工程を示すフローチャートである。
【図７】上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおける３Ｄ表示時の動作原理を示す図である。
【図８】上記２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルにおける２Ｄ表示時の動作原理を示す図である。
【図９】本発明の図１とは異なる実施形態を示すものであり、２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの一構成例を示す断面図である。
【図１０】本発明の図１および図９とは異なる実施形態を示すものであり、２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルの一構成例を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、落下試験に供した２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルのサンプルの構成を示す断面図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、落下試験に供した２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルのサンプルの構成を示す断面図である。
【図１３】３Ｄ表示原理を示すものであり、図１３（ａ）は視野バリアによる視野角の付与効果を示す図、図１３（ｂ）は３Ｄ表示画面の観察領域を示す図である。
【符号の説明】
１０表示用液晶パネル
１２対向基板（基板）
１３液晶層（表示用液晶層）
１４アクティブマトリクス基板（基板）
１４ａ端子形成部
２０パターン化位相差板
２１透明基板（基板）
２１ａ割れ防止領域
２３液晶層（パターン化液晶層）
３０スイッチング液晶パネル
３１駆動側基板（基板）
３１ａ端子形成部
３２液晶層（スイッチング用液晶層）
３３対向基板（基板）
４０スイッチング液晶パネル
４１パターン化位相差層

Claims

表示画面側から、
２枚の基板間に表示用液晶層を挟持してなり、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の表示画像を生成することが可能である表示用液晶パネルと、
基板上に特定のパターンで配向されたパターン化液晶層を有してなり、３Ｄ表示時の表示画像に特定の視野角を与え３Ｄ効果を得るパターン化位相差板と、
２枚の基板間にスイッチング用液晶層を挟持してなり、パターン化位相差板の視差バリア効果の有効／無効を切り替えることで２Ｄ表示／３Ｄ表示を切り替えるスイッチング液晶パネルとを備えており、
表示用液晶パネルの２枚の基板のうち、パターン化位相差板と貼り合わされる側の基板には、アクティブエリア外の領域に端子形成部が設けられており、
パターン化位相差板の基板には、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられていることを特徴とする２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネル。
パターン化位相差板における割れ防止領域は、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において該端子形成部の１／３以上の長さを有することを特徴とする請求項１に記載の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネル。
表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられている基板と、パターン化位相差板の基板と、スイッチング液晶パネルにおいてパターン化位相差板と貼り合わされる側の基板とは、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において同寸法であることを特徴とする請求項１に記載の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネル。
表示画面側から、
２枚の基板間に表示用液晶層を挟持してなり、２Ｄ表示および３Ｄ表示の両方の表示画像を生成することが可能である表示用液晶パネルと、
２枚の基板間に挟持されたスイッチング用液晶層を含み、特定のパターンを有してなるスイッチング液晶パネルとを備えており、
表示用液晶パネルの２枚の基板のうち、スイッチング液晶パネルと貼り合わされる側の基板には、アクティブエリア外の領域に端子形成部が設けられており、
スイッチング液晶パネルにおいて表示用液晶パネルと貼り合わされる側の基板には、上記表示用液晶パネルの端子形成部の少なくとも一部と対向する割れ防止領域が設けられていることを特徴とする２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネル。
スイッチング液晶パネルにおける割れ防止領域は、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において該端子形成部の１／３以上の長さを有することを特徴とする請求項４に記載の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネル。
表示用液晶パネルにおいて端子形成部が設けられている基板と、スイッチング液晶パネルにおいて割れ防止領域が設けられている基板とは、表示用液晶パネルにて端子形成部が設けられている辺と直交する少なくとも一方向において同寸法であることを特徴とする請求項４に記載の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネル。
上記請求項１ないし６の何れかに記載の２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示パネルを備えていることを特徴とする２Ｄ／３Ｄ切替型液晶表示装置。