WO2004029700A1

WO2004029700A1 - パターン化位相差板、パターン化位相差板の製造方法、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: WO2004029700A1
Application number: PCT/JP2003/006712
Authority: WO
Inventors: Toshihiro Matsumoto; Akihiko Kojima
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-04-08
Also published as: US20060164578A1; US7557871B2; TWI231378B; TW200500644A; US20090262268A1; US7773179B2

Description

明細書パターン化位相差板、パターン化位相差板の製造方法、 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネル、および 2 D / 3 D切替型液晶表示装置技術分野

本発明は、 2 Ό / 3 D切替型液晶表示パネル等に用いられるァライメントマークを備えたパターン化位相差板およびその製造方法と、 2 D表示と 3 D表示との切替を可能とする 2 D / 3 D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。背景技術

液晶表示パネルの製造工程等においては、液晶層を挟持するための 2 枚の基板をそれぞれ別々に作成した後、これらの基板を貼り合わせるといった工程がとられる。これらの基板を貼り合わせる工程においては、通常、両方の基板のそれぞれにァライメントマークを形成しておき、これらのァライメントマークを用いた位置合わせが行われる。

従来、上記ァライメントマークは、配向膜の下層においてァライメントマーク形成用の専用膜によって設けられており、該専用膜を基板全面に成膜後、成膜された専用膜をパターニングするといった工程によって形成されている。このため、上記ァライメントマークの形成に係る工程数の増加を招いていた。

このようなァライメントマークの形成に係る工程の増加を回避する技術として、日本国公開特許公報「特開平 1— 9 2 7 2 1号公報（公開日 W

2

1 9 8 9年 4月 1 2 日）」には、配線パターンを形成する際に用いられるレジストをァライメントマークとして利用することが開示されている

すなわち、上記日本国公開特許公報「特開平 1一 9 2 7 2 1号公報（公開日 1 9 8 9年 4月 1 2 日）」に係る液晶表示装置では、配線となる I T O (Indium Tin Oxide) 膜を現像によってパターニングする際のマスクとなるレジスト層において、上記マスク箇所以外にァライメントマークとなる箇所を同時に形成する。そして現像による配線パターン形成後、上記レジスト層のマスク箇所のみを除去し、ァライメントマークはそのまま残して、以後の工程での位置合わせに用いる。

一方、近年では、基板上に配向膜おょぴ液晶層を形成した位相差板において、その異なる領域に異なる光学特性を持たせたパターン化位相差板を視差バリアとして用いた 2 D/ 3 D切替型液晶表示パネルが提案されている（例えば、 U S P 6 0 4 6 8 4 9 ( Date of Patent ： Apr. 4, 2000) ) ₀

このような 2 DZ 3 D切替型液晶表示パネルにおいては、表示画像を生成する液晶パネルに対して上記パターン化位相差板を位置合わせして貼り合わせる必要があり、該パターン化位相差板のァライメントマーク形成においても工程の増加を招かない方法が要求される。ところが、日本国公開特許公報「特開平 1— 9 2 7 2 1号公報（公開日 1 9 8 9年 4月 1 2 日）」の構成では、上記ァライメントマークは配線パターン形成に使用されるレジスト層にて形成されているため、該ァライメントマークが液晶層の形成領域に配置される場合には、基板の貼り合わせ後においても液晶が注入されるセル内面に残る。このため、上記ァライメントマークは、セル内に注入された液晶とじかに接する。上記ァライメントマークに利用されるレジストは、本来、耐溶剤性が低く、該ァライメントマークを液晶とじかに接する箇所に形成すると、レジストが液晶溶液に溶解することで変形し、高精度な位置合わせが行えないといった問題が生じる。

日本国公開特許公報「特開平 1 — 9 2 7 2 1号公報（公開日 1 9 8 9 年 4月 1 2 日）」のァライメントマーク形成方法を液晶パネル用の基板に適用する場合は、該ァライメントマークを液晶層以外の領域に形成することで上記問題は解消できる。しかしながら、 U S P 6 0 4 6 8 4 9 (Date of Patent ： Apr. 4, 2000) に示されるようなパターン化位相差板では、液晶層が基板全面に形成されるため、日本国公開特許公報「特開平 1— 9 2 7 2 1号公報（公開日 1 9 8 9年 4月 1 2 日）」のァライメントマーク形成方法は適用できない。

また、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、 3 D (立体三次元）表示を行う液晶表示装置が開発されている。

3 D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。また、液晶表示装置の表示パネル 1 0 1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 1 0 1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 3 D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 1 0 1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パリア 1 0 2によって特定の視野角が与えられ（図 9 ( 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 3 D画像が認識される（図 9 ( b ) 参照 ) 。

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 U S P 6 0 5 5 0 1 3 (Date of Patent： Apr.25, 2000) において開示されている。尚、 U S P 6 0 5 5 0 1 3 ( Date of Patent ： Apr.25, 2000) では、視差ノリアとしてノヽ⁰ターンィ匕位相差板を用いた構成が開示されている。また、上述のような視差パリアを備えた液晶表示装置において、視差バリァの効果を有効/無効を切り替える手段をスィツチング液晶層等で設けることにより、 3 D表示と 2 D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 U S P 6 0 4 6 8 4 9 (Date of Pate nt： Apr. 4, 2000) において開示されている。すなわち、 U S P 6 0 4 6 8 4 9 (Date of Patent： Apr. 4, 2000) の装置ではスィツチング液晶層の O NZO F Fにより、視差バリァの効果を有効とした場合に 3 D 表示を行い、視差バリアの効果を無効とした場合に 2 D表示を行う。

ところが、上記従来の 2 DZ 3 D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。すなわち、上記 2 D / 3 D切替型液晶表示装置は、 3 D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、およぴ表示液晶層（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 3 D表示を行うため、透過型液晶表示装置によつて実現される。

また、 2 D表示時においても、スイッチング液晶層が視差パ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、スィッチング液晶層、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 3 D表示時と変わらない。

したがって、上記 2 D / 3 D切替型液晶表示装置では、 3 D表示時および 2 D表示時の何れにおいても、光源から照射される光がスィッチング液晶層おょぴ視差パリアを透過する分、光の利用効率は低下する。このため、上記 2 D Z 3 D切替型液晶表示装置では、 2 D表示もしくは 3 D表示のみを行う液晶表示装置に比べ、使用する光源としては光強度の高いものが要求される。

そして、光強度の高い光源を用いることにより、表示液晶層およびスイッチング液晶層のうち、光源に近い側に配置される液晶層で特に温度が上がりやすく、周囲の環境温度以上となることがある。このため、表示液晶層およびスィッチング液晶層のそれぞれで動作が保証された環境温度においても、光源に近い側に配置された液晶層で正常な動作が行えず表示に悪影響が生じるおそれがある。発明の開示

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、液晶層と接する箇所においても、工程の増加を招来することなくァライメントマークを形成することができるパターン化位相差板の製造方法を提供することにある。

本発明のパターン化位相差板は、上記の目的を達成するために、基板素材上に、配向方向がそれぞれ異なる第 1配向領域および第 2配向領域が形成された配向膜と、該配向膜上に形成される液晶層とを有すると共に、他の部材との貼り合わせ用のァライメントマークを有しており、上記ァライメントマークが、その形成領域と周囲領域とで異なる光学作用を有する領域として形成されている。

上記の構成によれば、上記ァライメントマークがその形成領域と周囲領域とで異なる光学作用を有する。具体的には、ァライメントマークの形成領域と周囲領域とで配向膜の配向方向が異なっており、該ァライメントマーク付近に偏光を照射するとその偏光がパターン化位相差板の液晶層を透過後、形成領域と周囲領域とで異なる偏光状態を有する（偏光軸が 9 0 ° 異なる）。そして、パターン化位相差板のァライメントマ一ク付近を透過した光を、その透過軸の向きがァライメントマークの周囲領域を透過する光の偏光軸と平行となるように設定された偏光板を介して検出する。この時、ァライメントマークの形成領域に照射された光のみが偏光板によって遮断されるため、該ァライメントマークの検出が可能となる。

このため、上記パターン化位相差板におけるァライメントマークは、配向膜と液晶層との光学的性質を利用して検出されるものであるため、ァライメントマークを形成するための層自体が存在しない。したがって、ァライメントマークをレジストにて形成する場合のように、ァライメントマークが液晶溶液に溶解するといった不具合は発生せず、パターン化位相差板において、工程の増加を招くことなくァライメントマークを形成することができる。

また、上記パターン化位相差板においては、前記第 1配向領域もしくは前記第 2配向領域のいずれか一方の配向方向を有する配向膜がァラィメントマークの形成領域に備えられており、かつ、他方の配向方向を有する配向膜がァライメントマークの周囲領域に備えられていることが好ましい。

上記のようなパターン化位相差板では、第 1配向領域と第 2配向領域とを形成するのと同時に、ァライメントマークを形成することができる本発明のパターン化位相差板の製造方法は、上記の目的を達成するために、基板素材上に、配向方向がそれぞれ異なる第 1配向領域および第 2配向領域が形成された配向膜と、該配向膜上に形成される液晶層とを有すると共に、他の部材との貼り合わせ用のァライメントマークを有するパターン化位相差板の製造方法であって、基板素材上に形成された配向膜の全面に対して第 1配向領域の配向方向を与えるラビングを行う第 1 ラビング工程と、配向膜上に上記第 1配向領域と、ァライメントマ一クの形成領域もしくはァライメントマークの周囲領域とをマスクするレジスト層を形成するマスク形成工程と、上記マスクの上から配向膜に対して第 2配向領域の配向方向を与えるラビングを行う第 2ラビング工程と、マスクとして形成されたレジスト層を除去するマスク除去工程と、配向膜上に液晶層を形成する液晶層形成工程とを含む。

上記の構成によれば、第 1 ラビング工程、マスク形成工程、第 2ラビング工程、およびマスク除去工程によって、配向膜に配向方向がそれぞれ異なる複数の領域が形成される。すなわち、第 1 ラビング工程（第 1 配向領域の配向方向を与える）後、マスク形成工程によって所定領域をマスクし、該マスクの上から第 2ラビング工程（第 2配向領域の配向方向を与える）を行うことによって、マスクの形成されていない領域では第 2配向領域の配向方向となり、マスクの形成されている領域では第 1 配向領域の配向方向が維持される。

そして、マスク形成工程では、第 1配向領域以外に、ァライメントマークの形成領域もしくはァライメントマークの周囲領域がマスクされる。このため、ァライメントマークの形成領域と周囲領域とでは、配向膜における配向方向を異なるものとすることができ、さらにその上に液晶層形成工程によって液晶層を形成することにより、ァライメントマークの形成に係る工程数の増加を招来することなく、上述のパターン化位相差板における光学特性を得ることができる。

また、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、動作が保証された環境温度において、確実に表示動作が行える 2 D / 3 D切替型液晶表示装置を提供することにある。

本発明の 2 D / 3 D切替型液晶表示パネルは、上記の目的を達成するために、 2 D表示および 3 D表示の両方の表示が可能であり、入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示用液晶パネルと、 3 D表示時の表示画像に特定の視野角を与え 3 D効果を得る視差バリアと、視差バリァの効果の有効/無効を切り替えることで 2 D表示 Z 3 D表示を切り替えるスィツチング液晶パネルとを有しており、上記表示用液晶パネルおよびスィツチング液晶パネルのうち、光源に近い側に配置される液晶パネルの液晶層の転移点が、他方の液晶パネルの液晶層の転移点よりも高く設定されている。

また、本発明の 2 D / 3 D切替型液晶表示装置は、上記の目的を達成するために、上記構成の 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネルを備えている。

上記の構成によれば、光源に近い側に配置される液晶パネルが該光源から受ける熱の影響を受けてその液晶パネル温度が周囲環境温度より上がっても、光源に近い側に配置される液晶パネルにおける液晶層の転移点が光源に遠い側に配置される液晶パネルにおける液晶層の転移点よりも高く設定されていることにより、光源に遠い側に配置される液晶パネルにおける転移点付近の周囲環境温度まで 2 Ό / 3 D切替型液晶表示装置の動作を保証することができる。

本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記载によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。図面の簡単な説明

図 1 ( a ) は、 1回目のラビング処理が終了したパターン化位相差板の断面図である。

図 1 ( b ) は、レジスト層が形成された後のパターン化位相差板の断面図である。

図 1 ( c ) は、 1回目の露光、現像、乾燥が終了した後のパターン化位相差板の断面図である。

図 1 ( d ) は、 2回目のラビング処理が終了したパターン化位相差板の断面図である。

図 1 ( e ) は、 2回目の露光、現像、乾燥が終了した後のパターン化位相差板の断面図である。

図 1 ( f ) は、液晶層が形成された後のパターン化位相差板の断面図である。 '

図 2は、上記パターン化位相差板が用いられる 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネルの概略構成を示す断面図である。

図 3 ( a ) は、上記パターン化位相差板の断面図である。

図 3 ( b ) は、上記パターン化位相差板の平面図である。

図 3 ( c ) は、ァライメントマークが設けられた上記パターン化位相差板の平面図である。

図 4は、上記 2 D / 3 D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 5は、上記 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネルの組立工程を示すフ口一チャートである。

図 6は、上記パターン化位相差板の製造工程を示すフローチヤ一トである。

図 7は、上記パターン化位相差板におけるァライメントマーク検出装置の概略を示す斜視図で.ある。

図 8は、上記パターン化位相差板におけるァライメントマーク検出方法を示す図である。

図 9 ( a ) は、 3 D表示原理を示すものであり、視野パリアによる視野角の付与効果を示す図である。

図 9 ( b ) は、 3 D表示原理を示すものであり、 3 D表示画面の観察 W

領域を示す図である。発明を実施するための最良の形態 '

以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。

本発明の実施の一形態について図 1ないし図 8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パターン化位相差板が適用される 2 DZ 3 D切替型液晶表示パネルの概略構成を図 2を参照して説明する。

上記 2 D/ 3 D切替型液晶表示パネルは、図 2に示すように、表示用液晶パネル 1 0、パターン化位相差板 2 0、スィッチング液晶パネル 3 0を貼り合わせた構成となっている。

表示用液晶パネル 1 0は、 T F T液晶表示パネルとして具備されており、第 1の偏光板 1 1、対向基板 1 2、液晶層 1 3、アクティブマトリタス基板 1 4、および第 2の偏光板 1 5が積層されてなり、アクティブマトリクス基板 1 4には、表示を行うべき画像に対応した画像データが F P C (Flexible Printed Circuits) 等の配線 5 1 を介して入力されるすなわち、上記表示用液晶パネル 1 0は、上記 2 D/ 3 D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機能を与えるために備えられている。言い換えると、上記表示用液晶パネル 1 0は、上記 2 D/ 3 D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 1 0における表示方式（T N方式や S T N方式）や駆動方式（アクティブマトリクス駆動ゃ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。パターン化位相差板 2 0は、視差バリァの一部として機能するものであり、図 3 ( a ) に示すように、透明基板 2 1上に配向膜 2 2を形成し、さらにその上に液晶層 2 3を積層してなる構成である。また、パターン化位相差板 2 0のアクティブエリアにおいては、図 3 ( b ) に示すように、それぞれ、偏光状態の異なる第 1の領域 2 0 A (図中、斜線部にて示す）と第 2 の領域 2 0 B (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。さらに、パターン化位相差板 2 0においては、図 3 ( c ) に示すように、後述する製造工程にて形成されるァライメントマーク 2 0 Cが設けられている。

スィツチング液晶パネル 3 0は、駆動側基板 3 1、液晶層 3 2、対向基板 3 3、および第 3 の偏光板 3 4が積層されてなり、駆動側基板 3 1 には液晶層 3 2 の O N時に駆動電圧を印加するための配線 5 2が接続されている。

スイッチング液晶パネル 3 0は、液晶層 3 2の O N / O F Fに応じて該スィツチング液晶パネル 3 0を透過する光の偏光状態を切り替えるための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 3 0は、 2 D表示時と 3 D表示時とで、該スイッチング液晶パネル 3 0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 3 0は表示用液晶パネル 1 0のようにマトリクス駆動される必要は無く、駆動側基板 3 1および対向基板 3 3に備えられる駆動電極は該スィツチング液晶パネル 3 0のァクティブェリァ全面に形成されればよレ次に、上記構成の 2 Dノ 3 D切替型液晶表示パネルの表示動作について説明する。

先ず、図 2に示す 2 D / 3 D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 4にて例示する。尚、図 4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、配向膜に対するラビング方向）、偏光板では透過軸の方向でめる。

図 4の構成では、光源から出射された入射光は、最初に、スィッチング液晶パネル 3 0 の第 3 の偏光板 3 4によって偏光される。また、スィツチング液晶パネル 3 0は、 3 D表示時は O F Fの状態で 1 / 2波長板として作用する。

また、スイッチング液晶パネル 3 0を通過した光は、次にパターン化位相差板 2 0に入射される。パターン化位相差板 2 0 の第 1 の領域 2 0 Aと第 2の領域 2 0 B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 2 0 Aを通過した光と第 2の領域 2 0 Bを通過した光とでは、その偏光状態が異なる。図 4の例では、第 1の領域 2 O Aを通過した光と第 2の領域 2 0 Bを通過した光との偏光軸が 9 0 。異なっている。また、パターン化位相差板 2 0は液晶層 2 3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。

パターン化位相差板 2 0を通過した光は、表示用液晶パネル 1 0 の第 2 の偏光板 1 5に入射される。 3 D表示時には、パターン化位相差板 2 0の第 1の領域 2 0 Aを通過した光の偏光軸は第 2の偏光板 1 5の透過軸と平行であり、第 1の領域 2 0 Aを通過した光は偏光板 1 5を透過する。一方で、第 2の領域 2 0 Bを通過した光の偏光軸は第 2の偏光板 1 5の透過軸と 9 0 ° の角度をなし、第 2の領域 2 0 Bを通過した光は偏光板 1 5を透過しない。

すなわち、図 4の構成では、パターン化位相差板 2 0 と第 2の偏光板 (視差パリア用偏光板） 1 5 との関連した光学作用によって視差バリア

(視差パリア手段）の機能が達成され、パターン化位相差板 2 0における第 1 の領域 2 0 Aが透過領域、第 2の領域 2 0 Bが遮断領域となる。第 2の偏光板 1 5を通過した光は、表示用液晶パネル 1 0の液晶層 1 3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 1 1 を透過することで画像表示が行われる。

この時、上記視差バリァ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 1 0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、 3 D表示が行われる。

また、 2 D表示が行われる場合には、スイッチング液晶パネル 3 0が O Nされ、該スイッチング液晶パネル 3 0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 3 0を通過した光は、次にパターン化位相差板 2 0を通過することで、第 1の領域 2 0 Aを通過した光と第 2の領域 2 0 Bを通過した光とで異なる偏光状態が与えられるしかしながら、 2 D表示の場合では、 3 D表示の場合とは異なり、スィツチング液晶パネル 3 0での光学変調作用が無いため、パターン化位相差板 2 0を通過した光の偏光軸は、第 2の偏光板 1 5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 2 0の第 1 の領域 2 0 Aを通過した光、第 2の領域 2 0 Bを通過した光ともに、第 2の偏光板 1 5を同じ透過率で透過し、パターン化位相差板 2 0 と第 2の偏光板 1 5 との関連した光学作用による視差バリァの機能が達成されず（特定の視野角が与えられない）、 2 D表示となる。

続いて、上記 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネルの組立工程を、図 5を参照して説明する。

本実施の形態に係る 2 D / 3 D切替型液晶表示パネルは、それぞれ別々に製造された表示用液晶パネル 1 0、パターン化位相差板 2 0、およびスィツチング液晶パネル 3 0を貼り合わせることによつて完成する。上記 2 D / 3 D切替型液晶表示パネルの組立工程では、図 5に示すように、表示用液晶パネル 1 0にパターン化位相差板 2 0が接着剤にて貼り合わされる（ S 1 ) 。

さらに、パターン化位相差板 2 0付の表示用液晶パネル 1 0に、接着剤によってスィツチング液晶パネル 3 0を貼り合わせることにより、 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネルが完成する（S 2〜 S 3 ) 。

これらの貼り合わせ工程における位置合わせには、表示用液晶パネル 1 0、パターン化位相差板 2 0、およびスィツチング液晶パネル 3 0のそれぞれにおいて形成されているァライメントマークが使用される。このため、表示用液晶パネル 1 0、パターン化位相差板 2 0、およびスィツチング液晶パネル 3 0のそれぞれの製造工程においては、ァライメントマーク形成のための工程を含む。

本発明は、特にパターン化位相差板 2 0の製造工程においてのァライメントマーク形成方法に特徴がある。ここで、パターン化位相差板 2 0 の製造工程を、図 6および図 1 を参照して説明する。

パターン化位相差板 2 0の製造工程においては、図 6に示すように、先ず、基板（基板素材） 2 1 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 2 2を形成する（S 1 1〜 S 1 3 ) 。次に、配向膜 2 2に対して 1回目のラビング処理（第 1ラビング）を行う（ S 1 4 ) 。第 1 ラビングにおけるラビング方向は、第 2の領域 2 0 Bのラビング方向とする。上記 S 1 1〜 S 1 4の処理が終了した状態を図 1 ( a ) に示す。

第 1ラビング後、洗浄された基板の配向膜 2 2上にレジストを塗布して仮焼きすることで、レジスト層 5 1が形成される（ S 1 5〜 S 1 6 ) 。上記 S 1 5〜 S 1 6の処理が終了した状態を図 1 ( b ) に示す。

レジスト層 5 1の形成後、露光、現像、乾燥の工程によって該レジスト層 5 1がパター-ングされる（ S 1 7〜 S 1 8 ) 。パターユングされたレジスト層 5 1 は、パターン化位相差板 2 0の第 2の領域 2 0 Bとなる箇所をマスクするマスク部 5 1 aを形成する。また、パターン化位相差板 2 0の第 1の領域 2 O Aとァライメントマーク 2 O Cとなる箇所は、マスクで覆われないため、配向膜 2 2が露出する。上記 S 1 7〜 S 1 8の処理が終了した状態を図 1 ( c ) に示す。

こうしてレジスト層 5 1がパターユングされた後の基板に対し、該レジスト層 5 1側から 2回目のラビング処理（第 2ラビング）が行われる ( S 1 9 ) 。この第 2ラビングにおけるラビング方向は、第 1の領域 2 0 Aのラビング方向とする。この時、配向膜 2 2がマスク部 5 l aで覆われた第 2の領域 2 0 Bの領域では、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が、マスク部 5 1 aで覆われずに露出した第 1の領域 2 0 Aおよびァライメントマーク 2 0 Cの領域では、第 2ラビングのラビング方向に沿った遅相軸の向きとなる。上記 S 1 9の処理が終了した状態を図 1 ( d ) に示す。

第 2ラビング後、洗浄された基板の配向膜 2 2上に残っているレジストに対して再度、露光、現像により、マスク部 5 1 aが除去され、その後、乾燥される（ S 2 0〜 S 2 2 ) 。上記 S 2 0〜 S 2 2の処理が終了した状態を図 1 ( e ) に示す。

マスク部 5 1 aが除去された後の基板に対しては、配向膜 2 2上に U V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（ S 2 3〜 S 2 4 ) 。こうして、液晶層 2 3が形成される。上記 S 2 4の処理が終了した状態を図 1 ( f ) に示す。

上記 S 1 1〜 S 2 4の処理は、複数のパターン化位相差板 2 0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 2 0が形成された基板を個々のパターン化位相差板 2 0に分断し、検査することで、パターン化位相差板 2 0が完成する（ S 2 5〜 S 2 7 ) 。

以上のように、本実施の形態に係るパターン化位相差板 2 0の製造方法では、配向膜 2 2において配向方向が異なる 2つの領域を形成するために、第 1 ラビング処理後にレジストにてマスクを形成し、該マスク上から第 2ラビングを施している。また、ァライメントマーク 2 0 Cの形成領域はマスクされない。このため、上記パターン化位相差板 2 0では、ァライメントマーク 2 0 Cの領域では第 1 の領域 2 O Aと同じ配向方向となり、ァライメントマ一ク 2 0 Cの周囲の領域では第 2の領域 2 0 Bと同じ配向方向となる。

そして、上記パターン化位相差板 2 0の配向膜 2 2上に液晶層 2 3が形成されることにより、ァライメントマーク 2 0 Cの領域を透過する光とァライメントマーク 2 0 Cの周囲領域を透過する光とでは、その偏光状態が異なる。これらの光はその偏光状態は異なっても光量自体は同じであるため、通常の方法では上記ァライメントマーク 2 0 Cを検出することはできない。しかしながら、ァライメントマーク検出装置において偏光板と組み合わせることによって検出可能となる。

ここで、ァライメントマーク検出装置における上記ァライメントマ一ク 2 0 Cを検出方法について図 7および図 8を参照して説明する。尚、上記ァライメントマーク検出装置は、パタ一ン化位相差板 2 0 と他の部材（例えば、表示用液晶パネル 1 0 ) との貼り合わせ装置における位置合わせ機構として使用される。

ァライメントマーク検出装置においては、図 7に示すように、光源からの出射光は光源側偏光板 6 1を介してパターン化位相差板 2 0のァラィメントマーク 2 0 Cに照射され、パターン化位相差板 2 0を透過した光は受光部側偏光板 6 2を介してから受光部にて検出される。図 7では図示を省略されているが、パターン化位相差板 2 0 と位置合わせされる他の部材のァライメントマークも光源と受光部との間に配置され、これらのァライメントマークが重なった状態が検出されることでパターン化位相差板 2 0 と他の部材とが位置合わせされる。

ここで、図 8に示すように、光源側偏光板 6 1を通過した光はその透過軸方向に平行な偏光としてパターン化位相差板 2 0に入射される。ァライメントマーク 2 0 Cの領域とァライメントマーク 2 O Cの周囲領域とでは、その遅相軸の方向が 4 5 ° ずれている。このため、ァライメントマーク 2 0 Cの領域を透過する光とァライメントマーク 2 O Cの周囲領域を透過する光とでは、その偏光軸が 9 0 ° ずれる。

そして、受光部側偏光板 6 2では、その透過軸の向きが、ァライメントマーク 2 0 Cの周囲領域を透過する光の偏光軸と平行となるように設定される。これにより、受光部によって受光される光では、ァライメントマーク 2 0 Cの領域に照射された光のみが遮断され、ァライメントマーク 2 0 Cの検出が可能となる。

以上のように、本実施の形態に係るパターン化位相差板 2 0では、ァライメントマーク 2 0 C .は、配向膜 2 2 と液晶層 2 3 との光学的性質を利用して検出されるものであるため、ァライメントマークを形成するための層自体が存在しない。したがって、ァライメントマークをレジストにて形成する場合のように、ァライメントマークが液晶溶液に溶解するといった不具合は発生せず、パターン化位相差板において、工程の増加を招くことなくァライメントマークを形成することができる。

尚、ァライメントマーク検出装置においては、パターン化位相差板 2 0のァライメントマーク 2 0 Cを検出するために 2枚の偏光板を用いる必要があるが、これらの偏光板を備えることによるァライメントマーク検出装置のコストアップはほとんど生じない。

上記説明では、上記ァライメントマークの配向方向は第 2ラビングによって形成される第 2配向領域（図 3の例では第 1の領域 2 0 A ) と同じとしたが、第 1 ラビングによって形成される第 1配向領域（図 3の例では第 2の領域 2 0 B ) と同じ方向の配向としてもよい。この場合は、第 1 ラビング時においてァライメン 1、マークをマスクし、ァライメントマーク周辺を露出した状態でラビングを行えばよい。

また、上記説明では、パターン化位相差板におけるァライメントマークの形成方法として本発明を説明したが、本発明はこれ以外の適用も考えられる。上記パターン化位相差板は、大型基板に複数のパターン化位相差板を一括して形成し、この大型基板より各パターン化位相差板を分断して切り出すことにより得られる。この分断には、マーカー（分断の為の印）が必要であり、該マーカーの形成において本発明を適用することが可能である。

また、本実施形態に係る 2 D Z 3 D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 2 D Z 3 D切替型液晶表示装置が提供される。

ここで、上記 2 D Z 3 D切替型液晶表示装置では、 3 D表示時および 2 D表示時の何れにおいても、光源から照射される光が表示用液晶パネル 1 0、パターン化位相差板 2 0、スイッチング液晶パネル 3 0の 3つのアクティブエリァを透過することとなり、各アクティブエリアでの遮断や吸収により、光の利用効率は低下する。このため、上記 2 D Z 3 D 切替型液晶表示装置では、光の利用効率が低い分、光強度の高い光源を使用することで表示画面の明るさを得ている。

このように、上記 2 D / 3 D切替型液晶表示装置では、光強度の高い光源を使用する必要があることから、該光源として L E D (Li ght Emitt ing Diode)より C C F T (Col d Cathode Fluorescent Tube)等の光源が好適に使用される。しかしながら、このような光強度の高い光源では熱量の発生も大きく、 2 D Z 3 D切替型液晶表示装置では、光源に近く配置された部材の温度が上昇しゃすい。

ここで、図 2の構成の 2 D / 3 D切替型液晶表示パネルにおいて、表示用液晶パネル 1 0およぴスィツチング液晶パネル 3 0 の動作保証温度を共に T 1 とすると、表示用液晶パネル 1 0およぴスィツチング液晶パネル 3 0 の転移点 T 11 i 1 , T n i 2が共に T 1以上である必要があるしかしながら、実際には、表示用液晶パネル 1 0およびスイッチング液晶パネル 3 0 の転移点 T n i 1 , Τ η i 2が共に Τ 1以上に設定されていても、光源から受ける熱の影響により、特に光源に近い側の液晶パネル（図 2の例では、スイッチング液晶パネル 3 0 ) で周囲環境以上の動作温度となる。このため、 Τ 1以下の周囲環境温度であっても、スィツチング液晶パネル 3 0 の温度が転移点を超えてしまい、 2 D Z 3 D切替型液晶表示装置自体は正常な表示動作が行えない場合がありうる。

このため、本実施の形態に係る 2 D Z 3 D切替型液晶表示装置では、表示用液晶パネルおよぴスィツチング液晶パネルの 2種類の液晶パネルのうち、光源に近い側に配置される液晶パネルの転移点が他方の液晶パネルの転移点よりも高くなるように設定される。図 2 の例では、表示用液晶パネル 1 0における液晶層の転移点を T n i 1 、スイッチング液晶パネル 3 0における液晶層の転移点を T n i 2 とした場合、 T n i 1 < T n i 2 となるように、表示用液晶パネル 1 0およぴスィッチング液晶パネル 3 0の液晶層の転移点が設定される。尚、 T n i 1 と T n i 2 との差は、 1 0 °C以上あることが望ましい。

これにより、光源に近い側に配置される液晶パネルが該光源から受ける熱の影響を受けてその液晶パネル温度が周囲環境温度より上がっても、光源に近い側に配置される液晶パネルにおける液晶層の転移点が光源に遠い側に配置される液晶パネルにおける液晶層の転移点よりも高く設定されていることにより、光源に遠い側に配置される液晶パネルにおける転移点付近の周囲環境温度まで 2 D / 3 D切替型液晶表示装置の動作を保証することができる。

尚、図 2の構成では、スイッチング液晶パネル 3 0が光源に近い側の液晶パネルとなっているが、本発明の 2 D / 3 D切替型液晶表示パネルにおいては、表示用液晶パネル 1 0が光源に近い側に配置される構成とすることも可能である。この場合は、光源に近い側から表示用液晶パネル 1 0、スイッチング液晶パネル 3 0、パターン化位相差板 2 0の順で配置され、表示用液晶パネル 1 0における液晶層の転移点 T n i 1 と、スィッチング液晶パネル 3 0における液晶層の転移点 T n i 2 との関係は、 T n i 1 > T n i 2 となる。

尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記载する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。産業上の利用の可能性

本発明の構成または方法によれば、液晶層と接する箇所においても、工程の増加を招来することなくァライメントマークを形成することができる。これにより、 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネル等に用いられるァライメントマークを備えたパターン化位相差板およびその製造方法に好適に用いることができる。

また、本発明の構成によれば、動作が保証された環境温度において、確実に表示動作が行える。これにより、 2 D表示と 3 D表示との切替を可能とする 2 D / 3 D切替型の液晶表示パネルおょぴ液晶表示装置に好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 基板素材上に、配向方向がそれぞれ異なる第 1配向領域および第 2配向領域が形成された配向膜と、該配向膜上に形成される液晶層とを有すると共に、他の部材との貼り合わせ用のァライメントマークを有しており、

上記ァライメントマークが、その形成領域と周囲領域とで異なる光学作用を有する領域として形成されているパターン化位相差板。

2 . 前記第 1配向領域もしくは前記第 2配向領域のいずれか一方の配向方向を有する配向膜がァライメントマークの形成領域に備えられており、かつ、他方の配向方向を有する配向膜がァライメントマークの周囲領域に備えられていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のパターン化位相差板。

3 . 基板素材上に、配向方向がそれぞれ異なる第 1配向領域および第 2配向領域が形成された配向膜と、該配向膜上に形成される液晶層とを有すると共に、他の部材との貼り合わせ用のァライメントマークを有しており、

上記ァライメントマークが、その形成領域と周囲領域とで異なる光学作用を有する領域として形成されているパターン化位相差板を視差パリァとして用いている 2 D Z 3 D切替型液晶表示パネル。

4 . 基板素材上に、配向方向がそれぞれ異なる第 1配向領域および第 2配向領域が形成された配向膜と、該配向膜上に形成される液晶層とを有すると共に、他の部材との貼り合わせ用のァライメントマークを有するパターン化位相差板の製造方法であって、基板素材上に形成された配向膜の全面に対して第 1配向領域の配向方向を与えるラビングを行う第 1ラビング工程と、

配向膜上に上記第 1配向領域と、ァライメントマークの形成領域もしくはァライメントマークの周囲領域とをマスクするレジスト層を形成するマスク形成工程と、

上記マスクの上から配向膜に対して第 2配向領域の配向方向を与えるラビングを行う第 2ラビング工程と、

マスクとして形成されたレジスト層を除去するマスク除去工程と、配向膜上に液晶層を形成する液晶層形成工程とを含むことを特徴とするパターン化位相差板の製造方法。

5 . 2 D表示および 3 D表示の両方の表示が可能であり、入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示用液晶パネルと、 3 D表示時の表示画像に特定の視野角を与え 3 D効果を得る視差パリアと、視差パリァの効果の有効/無効を切り替えることで 2 D表示 Z 3 D表示を切り替えるスィツチング液晶パネルとを有しており、

上記表示用液晶パネルおよびスィツチング液晶パネルのうち、光源に近い側に配置される液晶パネルの液晶層の転移点が、他方の液晶パネルの液晶層の転移点よりも高く設定されている 2 D / 3 D切替型液晶表示パネル。

6 . 2 D表示および 3 D表示の両方の表示が可能であり、入力される画像データに応じて表示画像を生成する表示用液晶パネルと、 3 D表示時の表示画像に特定の視野角を与え 3 D効果を得る視差バリアと、視差パリァの効果の有効 Z無効を切り替えることで 2 D表示 Z 3 D表示を切り替えるスィツチング液晶パネルとを有する 2 D / 3 D切替型液晶表示パネルを備えており、

上記表示用液晶パネルとスィツチング液晶パネルのうち、光源に近い側に配置される液晶パネルの液晶層の転移点が、他方の液晶パネルの液晶層の転移点よりも高く設定されている 2 D / 3 D切替型液晶表示装置