WO2013129060A1

WO2013129060A1 - ３次元液晶表示装置の製造装置及び製造方法

Info

Publication number: WO2013129060A1
Application number: PCT/JP2013/052850
Authority: WO
Inventors: 敬行佐藤; 吉博冨塚
Original assignee: 株式会社ブイ・テクノロジー
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-09-06
Also published as: CN104136969A; TW201341854A; CN104136969B; JP6004157B2; JP2013182210A; TWI564592B

Abstract

　本発明に係る３次元液晶表示装置の製造装置は、配向膜が塗布又は貼り付けられた液晶表示パネル（１）のアライメントマーク（９）を基準にして、フォトマスク（３ａ，３ｂ）の位置を液晶表示パネル（１）の画素ラインに整合させながら露光光を照射することにより、右目用配向領域と左目用配向領域とを配向膜に形成し、更に液晶膜を形成し、液晶表示パネル（１）上に直接位相差層からなる右目用偏光部と左目用偏光部とを形成する。　本発明においては、液晶表示パネル（１）と位相差板とを貼り合わせる必要がなく、液晶表示パネル（１）の右目用画素および左目用画素にそれぞれ対応する位相差層の偏光部を精度よく重ねることができる。従って、貼り合わせ精度に起因する立体画像の品質低下を防止できる。

Description

３次元液晶表示装置の製造装置及び製造方法

　本発明は、液晶表示パネルの上面に設けられた位相差板が液晶表示パネルから出射する直線偏光を回転方向が逆転した２つの円偏光に変化させ、一方の円偏光が右目に入射し、もう一方の円偏光が左目に入射して、右目と左目に入射した画像に視差を生じさせて立体表示させる偏光方式の３次元液晶表示装置の製造装置及び製造方法に関する。

　偏光メガネ方式の３次元液晶表示装置においては、図１０に示すように液晶表示パネル４７の前面に位相差板５０が設けられている。図１１は、位相差板５０の作製フロー図であり、図１２は、液晶表示パネル４７の平面図であり、図１３は、位相差板５０の平面図であり、図１４及び図１５は、液晶表示パネル４７と位相差板５０とを貼り合わせた図である。この液晶表示パネル４７は、先ず、バックライト４１の前面に偏光板４２が配置される。次に、この偏光板４２の前面にアレイ基板４３が配設され、このアレイ基板４３と、アレイ基板４３の前方に設けられたカラーフィルタ基板４５との間に液晶材４４が封入されている。そして、カラーフィルタ基板４５の前面に偏光板４６が配設され、図１２に示すような液晶表示パネル４７が構成される。このように、液晶表示パネル４７の最表面には偏光板４６が設けられているので、液晶表示パネル４７から出射した光は直線偏光６１となる。

　次に、位相差板５０について説明する。図１１に示すように、位相差板５０の製造に際し、先ず基材上に配向膜を塗布し、乾燥させる。次に、露光装置によって露光して、塗布乾燥した配向膜を配向させる。その後、液晶を塗布し、乾燥させ、ＵＶ硬化させることによって、位相差板５０が作製される。そして、この位相差板５０は、位相差が光の波長の１／４波長となるように設計されており、位相差板５０の光軸が偏光板４６の偏光軸に対して４５度の角度となるように液晶表示パネル４７の前面に配置される。これにより、液晶表示パネル４７から出射した直線偏光６１は、位相差板５０を通過すると複屈折効果によって円偏光となる。

　そして、この液晶表示パネル４７の画素は、走査線１ライン毎に右目用画素ラインと左目用画素ラインが交互に配列されており、右目用画素には右目用画像、左目用画素には左目用画像となるように視差画像を表示させる。また、この位相差板５０は、図１３に示すように右目用偏光部４８と左目用偏光部４９の２つの領域を有しており、例えば右目用偏光部４８の光軸が偏光板４６の偏光軸に対して＋４５度、左目用偏光部４９の光軸が偏光板４６の偏光軸に対して－４５度となるように設計される。そして、図１５に示すように液晶表示パネル４７の右目用画素ラインが位相差板５０の右目用偏光部４８に、液晶表示パネル４７の左目用画素ラインが位相差板５０の左目用偏光部４９に重なるように、液晶表示パネル４７と位相差板５０を貼り合わせる。これにより、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように位相差板５０を通過した光は、例えば右目用偏光部４８においては右円偏光６２となり、左目用偏光部４９においては左円偏光６３となる。つまり、右目用画素から出射した偏光６２と左目用画素から出射した偏光６３の向きが逆転する。

　一方、これらの偏光した光を視認するために、図１０（ａ）に示すように観察者が装着するメガネ５３も偏光特性を有する。メガネ５３には偏光板及び位相差板（１／４波長板）が配設されており、右目用５１と左目用５２とで偏光特性が異なる。例えば、右目用５１には右円偏光を直線偏光に変更するように偏光板と１／４波長板が配置されており、左目用５２には左円偏光を直線偏光に変更するように偏光板と１／４波長板が配置されている。このメガネ５３を装着した観察者が、前述した液晶表示パネル４７を視認した場合、右目用画素から出射した右円偏光６２は、メガネ５３の右目用５１において直線偏光に変更され観察者の右目に入射するが、左目用画素から出射した左円偏光６３はメガネ５３の右目用５１を通過しない。また、左目用画素から出射した左円偏光６３は、メガネ５３の左目用５２において直線偏光に変更され観察者の左目に入射するが、右目用画素から出射した右円偏光６２はメガネ５３の左目用５２を通過しない。従って、右目には右目用画素の集合である右目用画像が見え、左目には左目用画素の集合である左目用画像が見えることになり、前述したように液晶表示パネル４７に視差画像が表示されているので、観察者は立体画像を視認することができる。

　上記のような位相差板を実現するために、種々の技術が提案されている。先ず、特許文献１には、複数の片状位相差部材を隣接して配置し、隣接する片状位相差部材同士の遅相軸又は進相軸を互いに異なる方向に向けることが開示されている。この片状位相差部材は一定の幅を有しており、互いに異なる遅相軸又は進相軸からなる位相差領域が規則的に配置される。また、位相差が光の波長の１／４波長となるように設計されており、遅相軸と進相軸は、液晶表示パネル上の偏光板の偏光軸に対して、夫々±４５度の角度となるように設計されている。これにより、液晶表示パネル上の偏光板から出射した直線偏光は、片状位相差部材を通過すると、右円偏光と左円偏光に変化する。この複数の片状位相差部材と液晶表示パネルを貼り合わせて、互いに異なる遅相軸又は進相軸からなる位相差領域を、予め右目用及び左目用の画像を走査線毎に交互に表示させた液晶表示パネルの走査線１ライン毎に対応させれば、右目用画素から出射する偏光方向と左目用画素から出射する偏光方向とが互いに異なる方向となる。これにより、偏光メガネを装着して液晶表示パネルを視認すると、右目には右目用画像が見え、左目には左目用画像が見えることにより、右目と左目に入射した画像に視差を生じさせて立体表示させることができる。

　また、特許文献２には、透過する光の光学軸の向きが互いに異なる２つの領域が交互に形成されている微細周期構造を基材上に直接形成した位相差板について開示されている。この微細周期構造は、本来は複屈折特性を持たない屈折率の異なる複数の平板を光の波長より十分小さい周期で並べると、複屈折特性を発生させることを利用したものである。そして、平板を並べる方向によって光学軸の方向を任意に決めることができ、平板に平行な方向が遅相軸となり、平板に垂直な方向が進相軸となる。これにより、１基材上に異なる光学軸を有する２つの領域を交互に形成することができる。また、微細周期構造の材質及び設計値により、各領域の位相差はどちらも光の波長の１／４波長としており、各領域の光学軸が直交するようにしている。この２つの領域を右目用偏光部と左目用偏光部とし、右目用偏光部が液晶表示パネルの右目用画像に、左目用偏光部が液晶表示パネルの左目用画像に重なるように、及びこの２つの領域の光軸が液晶表示パネル上の偏光板の偏光軸に対して、夫々±４５度の角度となるように、位相差板と液晶表示パネルを貼り合わせる。これにより、液晶表示パネル上の偏光板から出射した直線偏光は、位相差板を通過すると、右円偏光と左円偏光に変化し、偏光メガネを通して液晶表示パネルに表示された画像を観察すると、右目用画素からの光は左目には達せず右目のみに到達し、左目用画素からの光は右目には達せず左目のみに到達することになり、液晶表示パネルに視差画像を表示させれば、立体表示させることができる。

特開平１０－１６１１０８号公報特開２００６－３０４６１号公報

　しかしながら、特許文献１及び２のいずれも、作製した位相差板と液晶表示パネルとを貼り合わせることによって、液晶表示パネルの走査線の右目用画素ラインに位相差板の右目用偏光部が重なり、液晶表示パネルの走査線の左目用画素ラインに位相差板の左目用偏光部が重なるようにするものである。この重ね精度が悪いと、右目用画像と左目用画像を正しく認識できなくなるので、観察者が立体画像を視認しづらくなる。

　このように、特許文献１及び２においては、作製した位相差板と液晶表示パネルとを貼り合わせるので、前述した重ね精度を良好にするために、高精度の貼り合わせ工程が要求される。図１４に示すように液晶表示パネルと位相差板との貼り合わせ精度が悪いと、前述したように、観察者が立体画像を視認しづらくなる。また、材料コスト削減のために位相差板の基材としてフィルムを用いることができるが、フィルムは熱膨張等寸法安定性が悪いので、貼り合わせの難易度が更に高くなるという問題がある。

　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、液晶表示パネル上に直接位相差層を形成することによって、液晶表示パネルと位相差板とを貼り合わせる必要がなく、貼り合わせ精度に起因する立体画像の品質低下を防止できる３次元液晶表示装置の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

　本発明に係る３次元液晶表示装置の製造装置は、配向膜が塗布又は貼り付けられた液晶表示パネルを一方向に搬送する搬送部と、前記液晶表示パネルの搬送域の上方に設置された第１の露光装置と、前記液晶表示パネルの搬送域の上方であって、前記搬送域における前記第１の露光装置の下流側に設置された第２の露光装置と、前記配向膜に対する露光を制御する制御部と、を有し、前記第１及び第２の露光装置は、夫々、露光光を発光する光源と、前記光源からの露光光が入射し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応して露光光を前記配向膜に照射するフォトマスクと、前記フォトマスクを保持して、前記一方向に垂直の方向に前記液晶表示パネルの表面に平行に移動させるマスクヘッドと、前記液晶表示パネルのアライメントマークを基準にして、前記フォトマスクの位置を前記液晶表示パネルの画素ラインに整合させて調整する調整部と、を有し、前記第１の露光装置及び第２の露光装置のうち、一方は、右目用の偏光の露光光を前記配向膜に照射し、他方は、左目用の偏光の露光光を前記配向膜に照射するものであり、前記制御部は、前記搬送部により前記液晶表示パネルを前記一方向に搬送しつつ、前記光源からの露光光を前記フォトマスクを介して前記配向膜に照射させるように制御し、更に前記調整部により、前記第１及び第２の露光装置のフォトマスクの位置を前記画素ラインに整合させるように制御し、前記配向膜に対し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応する位置に交互に右目用の偏光部と左目用の偏光部とを形成することを特徴とする。

　本発明においては、例えば、前記第１及び第２の露光装置のフォトマスクは、いずれも、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応する大きさの開口部を有し、前記調整部は、前記第１の露光装置のフォトマスクにより、前記配向膜に対し、前記画素ラインの１ラインおきに露光し、前記第２の露光装置のフォトマスクにより、前記配向膜に対し、残りの画素ラインを１ラインおきに露光するように、前記フォトマスクの位置を調整する。

　また、前記第１の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの１ラインおきの画素ラインに対応する大きさの開口部を有し、前記第２の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの画素領域の全体を露光できる大きさの開口部を有し、前記第１の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜に対し、前記画素ラインの１ラインおきに露光して１ラインおきに、右目用又は左目用の第１の偏光部を形成し、前記第２の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜の全体を露光して、前記第１の偏光部が形成されている領域の偏光方向はそのままにし、前記第１の偏光部が形成されていない領域のみ偏光方向を左目用又は右目用に変更して、前記第１の偏光部に挟まれた画素ラインに対応して１ラインおきに左目用又は右目用の第２の偏光部を形成するように構成しても良い。

　更に、前記第１の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの画素領域の全体を露光できる大きさの開口部を有し、前記第２の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの１ラインおきの画素ラインに対応する大きさの開口部を有し、前記第１の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜の全体を露光して右目用又は左目用の偏光方向をもつ第３の偏光部を形成し、前記第２の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜に対し、前記画素ラインの１ラインおきに露光して、この露光領域を第２の露光光源からの露光光により決まる左目用又は右目用の偏光方向に変更して第４の偏光部を１ラインおきに形成し、前記第２の露光装置の光源からの露光光が照射されない領域は、前記第１の露光光源からの露光光により露光された第３の偏光部のままにするように構成しても良い。

　本発明に係る他の３次元液晶表示装置の製造装置は、配向膜が塗布又は貼り付けられた液晶表示パネルを一方向及び前記一方向の逆方向に搬送する搬送部と、前記液晶表示パネルの搬送域の上方に設置された露光装置と、前記配向膜に対する露光を制御する制御部と、を有し、前記露光装置は、露光光を発光する光源と、前記光源からの露光光が入射し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応して露光光を前記配向膜に照射するフォトマスクと、前記フォトマスクを保持して、前記一方向に垂直の方向に前記液晶表示パネルの表面に平行に移動させるマスクヘッドと、前記液晶表示パネルのアライメントマークを基準にして、前記フォトマスクの位置を前記液晶表示パネルの画素ラインに整合させて調整すると共に、前記フォトマスクを前記一方向に垂直の方向に前記画素ラインの１ライン分前記液晶表示パネルに対して相対的に移動させる調整部と、を有し、前記制御部は、前記搬送部により前記液晶表示パネルを前記一方向に搬送しつつ、前記光源からの右目用の偏光及び左目用の偏光のうちの一方の露光光を前記フォトマスクを介して前記配向膜に照射させた後、前記搬送部による搬送を停止させ、次いで、前記調整部により、前記露光装置のフォトマスクの位置を前記一方向と垂直の方向に前記画素ラインの１ライン分前記液晶表示パネルに対して相対的に移動させ、その後、前記液晶表示パネルを前記一方向の逆方向に搬送しつつ、前記光源からの右目用の偏光及び左目用の偏光のうちの他方の露光光を前記フォトマスクを介して前記配向膜に照射させるように制御し、前記配向膜に対し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応する位置に交互に右目用の偏光部と左目用の偏光部とを形成することを特徴とする。

　本発明に係る３次元液晶表示装置の製造方法は、液晶表示パネル上に、基材上に配向膜が塗布されたフィルムを貼り付ける工程と、上述した３次元液晶表示装置の製造装置を使用して、前記配向膜を露光する工程と、前記配向膜上に液晶ポリマーを塗布して液晶膜を形成する工程と、を有する位相差板の形成工程を有することを特徴とする。

　本発明に係る他の３次元液晶表示装置の製造方法は、液晶表示パネル上に、基材上に配向膜及び液晶膜が塗布されたフィルムを貼り付ける工程と、上述した３次元液晶表示装置の製造装置を使用して、前記配向膜を露光する工程と、を有する位相差板の形成工程を有することを特徴とする。

　本発明に係る更に他の３次元液晶表示装置の製造方法は、液晶表示パネル上に、配向膜を塗布する工程と、上述した３次元液晶表示装置の製造装置を使用して、前記配向膜を露光する工程と、前記配向膜上に液晶ポリマーを塗布して液晶膜を形成する工程と、を有する位相差板の形成工程を有することを特徴とする。

　本発明によれば、液晶表示パネルのアライメントマークを基準にして、フォトマスクの位置を液晶表示パネルの画素ラインに整合させながら、右目用の偏光部と左目用の偏光部とを配向膜に形成する。そして、この配向膜上に液晶ポリマーを形成すれば、液晶表示パネル上に直接位相差層を形成することができる。このように、本発明においては液晶表示パネル上に直接位相差層を形成するので、液晶表示パネルと位相差板とを貼り合わせる必要がなく、液晶表示パネルの右目用画素に位相差層の右目用偏光部を、また液晶表示パネルの左目用画素に位相差層の左目用偏光部を精度よく重ねることができる。

本発明の第１実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置を示す平面図及び正面図である。本発明の第１実施形態に係る３次元液晶表示装置の画素部の拡大図である。本発明の第１実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造工程を示す図である。本発明の第２実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造工程を示す図である。本発明の第３実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造工程を示す図である。本発明の第４実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置を示す平面図である。本発明の第４実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置を示す平面図である。本発明の第４実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置を示す平面図である。本発明の第４実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置を示す平面図である。従来の３次元液晶表示装置及びその３次元液晶表示装置を観察するためのメガネを示す模式図である。位相差板の作製フローを示す図である。液晶表示パネルを示す平面図である。位相差板を示す平面図である。液晶表示パネルと位相差板とを貼り合わせた図である。液晶表示パネルと位相差板とを貼り合わせた図である。

　以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置を示す平面図及び正面図であり、図２は、本発明の実施形態に係る３次元液晶表示装置の画素部の拡大図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の第１実施形態においては、配向膜が塗布又は貼り付けられた液晶表示パネル１は搬送部８のステージに吸着固定されており、この搬送部８によって一方向（図１（ａ）中、白抜矢印にて示す）に搬送される。そして、液晶表示パネル１の前記一方向の後端部には、この一方向に垂直の方向両端部の画素が形成されていない領域に、予めアライメントマーク９が形成されており、搬送部８の上方に配置されているプレートアライメントカメラ２５がこのアライメントマーク９を検知して、搬送部８における液晶表示パネル１の位置を検出する。この検出結果を基に、搬送部８のステージを調整して液晶表示パネル１の位置が適宜調整される。

　そして、液晶表示パネル１の搬送域の上方には、露光装置３０ａ及び３０ｂが、夫々液晶表示パネル１の搬送方向の上流側及び下流側に設置されている。この露光装置３０ａ及び３０ｂのフォトマスク３ａ及び３ｂは、液晶表示パネル１における前記搬送方向（一方向）に垂直の方向の全域を覆うように前記一方向に垂直の方向に且つ前記液晶表示パネル１の表面に平行に延在している。このフォトマスク３ａ及び３ｂには、夫々開口部７ａ及び７ｂが形成されており、開口部７ａは液晶表示パネル１の右目用画素ラインに対応する位置に設けられ、開口部７ｂは左目用画素ラインに対応する位置に設けられている。つまり、開口部７ａ及び７ｂは、各画素ラインに対応する大きさを有し、且つ開口部７ａ及び７ｂが１画素ラインおきに交互に設けられている。この開口部７ａ及び７ｂを介して、露光光源２６ａ及び２６ｂからの右目用の偏光の露光光２７ａ及び左目用の偏光の露光光２７ｂが液晶表示パネル１上の配向膜に照射される。そして、フォトマスク３ａ及び３ｂには、フォトマスク３ａ及び３ｂの長手方向（前記一方向に垂直の方向）の両端部であって液晶表示パネル１の最外側の画素ラインの外側の縁部の上方の位置に、画素ライン観察用のＣＣＤカメラ用窓４ａ及び４ｂが形成されている。また、フォトマスク３ａ及び３ｂには、フォトマスク３ａ及び３ｂの長手方向の両端部近傍に、液晶表示パネル１とフォトマスク３ａ及び３ｂとの距離（ギャップ）を検出するためのギャップセンサ用窓５ａ及び５ｂが形成されている。更に、フォトマスク３ａ及び３ｂには、フォトマスク３ａ及び３ｂの長手方向の両端部に、マスクアライメントマーク６ａ及び６ｂが形成されている。

　フォトマスク３ａ及び３ｂは、マスクヘッド２ａ及び２ｂの下面に固定されて保持されており、このマスクヘッド２ａ及び２ｂにより、フォトマスク３ａ及び３ｂは液晶表示パネル１の搬送方向に垂直の方向且つ液晶表示パネル１の表面に平行に移動されるようになっている。そして、露光装置３０ａ及び３０ｂには、マスクヘッド２ａ及び２ｂの上方に、液晶表示パネル１の画素ラインを観察するＣＣＤカメラ２１ａ及び２１ｂが設けられており、このＣＣＤカメラ２１ａ及び２１ｂは、前述したフォトマスク３ａ及び３ｂにおけるＣＣＤカメラ用窓４ａ及び４ｂを介して、液晶表示パネル１の画素ラインを観察する。この画素ラインの観察は、ＣＣＤカメラ２１ａ及び２１ｂに設けられた同軸落射照明２３ａ及び２３ｂが液晶表示パネル１に照明を当て、その反射光をＣＣＤカメラ２１ａ及び２１ｂが検知することによって行われる。また、露光装置３０ａ及び３０ｂには、マスクヘッド２ａ及び２ｂの上方に、前述したフォトマスク３ａ及び３ｂにおけるギャップセンサ用窓５ａ及び５ｂを介して、液晶表示パネル１とフォトマスク３ａ及び３ｂとの距離（ギャップ）を検出するギャップセンサ２２ａ及び２２ｂが設けられており、この検出結果を基に、ギャップが適宜調整される。更に、露光装置３０ａ及び３０ｂには、マスクヘッド２ａ及び２ｂの上方に、マスクアライメントカメラ２４ａ及び２４ｂが設けられており、このマスクアライメントカメラ２４ａ及び２４ｂは、前述したフォトマスク３ａ及び３ｂにおけるマスクアライメントマーク６ａ及び６ｂを検知して、フォトマスク３ａ及び３ｂの位置を検出する。そして、この露光装置３０ａ及び３０ｂの各調整部は、液晶表示パネル１のアライメントマーク９を基準にして、マスクアライメントマーク６ａ及び６ｂの検出結果を基に、フォトマスク３ａ及び３ｂの位置を液晶表示パネル１の画素ラインに整合させる。

　そして、本実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置は、液晶表示パネルに塗布又は貼り付けられた配向膜に対する露光を制御する制御部を有する。この制御部は、搬送部８により液晶表示パネル１を前記一方向に搬送しつつ、光源からの露光光をフォトマスク３ａ及び３ｂを介して配向膜に照射させるように制御し、更に、前述した調整部により、露光装置３０ａ及び３０ｂの位置を画素ラインに整合させるように制御するものである。なお、本実施形態においては、露光装置３０ａの露光光源２６ａが開口部７ａを介して配向膜に対し右目用の偏光の露光光２７ａを照射し、露光装置３０ｂの露光光源２６ｂが開口部７ｂを介して配向膜に対し左目用の偏光の露光光２７ｂを照射するが、露光装置３０ａが左目用の偏光の露光光を照射し、露光装置３０ｂが右目用の偏光の露光光を照射するようにしても良い。

　次に、本実施形態の動作について以下に説明する。液晶表示パネル１には、図２（ａ）に示すように走査線の１画素ラインおきに夫々右目用画素１１ａ、左目用画素１１ｂが形成されており、この液晶表示パネル１は、各素子が赤、青、緑のカラーフィルタを備えた３個の画素により構成されている。また、露光装置３０ａは位相差層の右目用偏光部を形成し、露光装置３０ｂは位相差層の左目用偏光部を形成するものである。この液晶表示パネル１が、搬送部８により前記一方向に搬送され、露光装置３０ａの下方に到達し、露光装置３０ａの露光光源２６ａが、配向膜に右目用の偏光の露光光２７ａを照射すると、図２（ｂ）に示すように配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分に位相差層の右目用偏光部１２ａが形成される。このとき、ＣＣＤカメラ２１ａが検出した液晶表示パネル１の画素ラインの位置情報と、マスクアライメントカメラ２４ａが検出したフォトマスク３ａの位置情報とを基にして、マスクヘッド２ａを画素ラインに追従させることによって、配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分に右目用偏光部１２ａを正確に形成することができる。

　このように、位相差層の右目用偏光部１２ａを形成後、液晶表示パネル１は、搬送部８により更に前記一方向に搬送され、露光装置３０ａより搬送方向下流側に配置された露光装置３０ｂの下方に到達する。そして、ＣＣＤカメラ２１ｂが液晶表示パネル１の画素ラインの位置を検出し、マスクアライメントカメラ２４ｂがフォトマスク３ｂの位置を検出する。この画素ラインの位置情報及びフォトマスク３ｂの位置情報を基に、露光位置を補正するためにマスクヘッド２ｂを画素ラインに追従させつつ、露光装置３０ｂの露光光源２６ｂが、配向膜に左目用の偏光の露光光２７ｂを照射する。その結果、図２（ｃ）に示すように補正された露光位置において、配向膜における左目用画素１１ｂに対応する部分に位相差層の左目用偏光部１２ｂが形成される。

　次に、本発明の第１実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造方法について以下に説明する。図３は、本実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造工程を示した図である。図３に示すように、液晶パネル３１は複数のブラックマトリクス３２を有し、液晶パネル３１及びブラックマトリクス３２を覆うように、液晶パネル３１上面に偏光板３３が設けられて、液晶表示パネル１が構成されている。この液晶表示パネル１上に、基材として例えばトリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣ）又はシクロオレフィンポリマー（以下、ＣＯＰ）３４上に配向膜３５が塗布されたフィルムを貼り付ける。そして、この配向膜３５が、前述した３次元液晶表示装置の製造装置における露光光源３６から出射される露光光３７によって露光される。そして、液晶ポリマー３８が露光後の配向膜３５上に形成されることによって、液晶膜が形成され、液晶表示パネル１上部に位相差層７１が形成されることになる。前述したように３次元液晶表示装置の製造装置には露光装置が２つ設けられ、この２つの露光装置は夫々右目用偏光部及び左目用偏光部を形成するものであるので、この位相差層７１には、右目用偏光部１２ａ及び左目用偏光部１２ｂが形成されている。最後に液晶ポリマー３８上に、非光沢膜又は低反射膜３９が形成されることによって、３次元液晶表示装置７２が製造される。

　以上説明したように、本発明の第１実施形態においては、液晶表示パネル１が搬送部８によって搬送される間に、露光装置３０ａ及び３０ｂが夫々配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分に位相差層７１の右目用偏光部１２ａを、また配向膜における左目用画素１１ｂに対応する部分に左目用偏光部１２ｂを形成する。つまり、液晶表示パネル１上に直接位相差層７１を形成することができる。更に、ＣＣＤカメラ２１ａ及び２１ｂ並びにマスクアライメントカメラ２４ａ及び２４ｂが、夫々液晶表示パネル１の画素ラインの位置並びにフォトマスク３ａ及び３ｂの位置を検出し、この検出結果を基にマスクヘッド２ａ及び２ｂを画素ラインに追従させることによって露光位置を補正するので、右目用画素１１ａに位相差層７１の右目用偏光部１２ａを、また左目用画素１１ｂに位相差層７１の左目用偏光部１２ｂを精度よく重ねることができる。このように、画素と位相差領域との重ね精度が良いので、右目用画素には右目用画像、左目用画素には左目用画像となるように視差画像を表示させれば、右目用画像と左目用画像を正しく認識することができ、観察者が立体画像を認識することができる。

　次に、図４を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造工程を示した図である。なお、位相差層の右目用偏光部及び左目用偏光部を形成する装置は第１実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置と同様であるので、説明は省略する。

　図４に示すように、偏光板３３が、複数のブラックマトリクス３２と、このブラックマトリクス３２を有する液晶パネル３１とを覆うように、液晶パネル３１上面に設けられ、液晶表示パネル１が構成されている。そして、この液晶表示パネル１上に、基材として例えばＴＡＣ又はＣＯＰ３４上に配向膜３５及び液晶ポリマー３８が塗布されたフィルムを貼り付ける。そして、配向膜３５を、前述した３次元液晶表示装置の製造装置における露光光源３６から出射される露光光３７によって露光することによって、液晶表示パネル１上に位相差層７１を形成する。この位相差層７１上に非光沢膜又は低反射膜３９を形成して、３次元液晶表示装置７２を製造する。つまり、本発明の第１実施形態と比較して、露光後の液晶ポリマー塗布工程が省略されている。

　この第２実施形態においては、前述したように、露光後に液晶ポリマーを塗布しないので、工程回数を減らすことができ、３次元液晶表示装置７２の製造工程における生産効率を向上させることができる。

　次に、図５を参照して本発明の第３実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造工程を示した図である。なお、位相差層形成工程における露光に使用する装置は第１実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置と同様であるので、説明は省略する。

　図５に示すように、液晶表示パネル１は、複数のブラックマトリクス３２を有する液晶パネル３１及び液晶パネル３１上面に設けられた偏光板３３によって構成される。そして、この液晶表示パネル１上に、直接配向膜３５を塗布する。そして、配向膜３５を、前述した３次元液晶表示装置の製造装置を用いて、露光する。その後、液晶ポリマー３８を配向膜３５上に塗布すれば、液晶膜が形成され、位相差層７１の右目用偏光部及び左目用偏光部が液晶表示パネル１上に形成される。この位相差層７１上に非光沢膜又は低反射膜３９が形成されることによって、３次元液晶表示装置７２が製造される。つまり、本発明の第１実施形態及び第２実施形態と比較して、液晶表示パネル１に基材を貼り付ける工程が省略されている。

　この第３実施形態においては、前述したように液晶表示パネルに基材を貼り付ける必要がないので、製造工程を簡略化することができる。更に、この第３実施形態においては、位相差層の形成に基材を使用しないので、基材の材料コストを削減することができる。

　以上説明した３次元液晶表示装置の製造装置における２つの露光装置のフォトマスクは、いずれも画素ラインに対応する大きさの開口部を有している。そして、先ず露光装置３０ａが配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分を露光して右目用偏光部１２ａを形成し、その後露光装置３０ｂが配向膜における左目用画素１１ｂに対応する部分を露光して左目用画素領域１２ｂを形成する。つまり、２つの露光装置が夫々別の画素ラインに対応した開口部を有するフォトマスクにより露光することによって、１画素ライン毎に交互に異なる偏光部を形成している。

　次に、本発明の第４実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置について説明する。図６乃至図９は、本発明の第４実施形態に係る３次元液晶表示装置の製造装置を示す平面図である。図６に示すように、本発明の第４実施形態においては、搬送部８のステージに吸着固定された液晶表示パネル１は、この搬送部８によって一方向及びこの一方向の逆方向に搬送される。そして、液晶表示パネル１の搬送方向（一方向）の前端部には、前記一方向に垂直の方向の両端部に予めアライメントマーク９が形成されており、更に液晶表示パネル１の搬送方向（一方向）の後端部にも、前記一方向に垂直の方向の両端部に予めアライメントマーク９が形成されている。搬送部８の上方に配置されたプレートアライメントカメラ２５は、液晶表示パネル１の位置を検出するために、これらのアライメントマーク９を検出する。調整部は、この検出結果を基に、搬送部８のステージを調整して液晶表示パネル１の位置を適宜調整する。

　そして、液晶表示パネル１の搬送域の上方には、１個の露光装置３０ａが設置されている。この露光装置３０ａのフォトマスク３ａは、液晶表示パネル１における搬送方向（一方向）に垂直の方向の全域を覆うように前記一方向に垂直の方向に且つ液晶表示パネル１の表面に平行に延在している。このフォトマスク３ａには、液晶表示パネル１の各画素ラインに対応する大きさの開口部７ａが形成されており、開口部７ａは、画素ラインの配列ピッチの２倍のピッチで設けられている。即ち、開口部７ａは１画素ラインおきに対応する位置に設けられており、後述するようにして、調整部により、フォトマスク３ａを前記一方向に垂直の方向にシフトさせることにより、開口部７ａが、液晶表示パネル１の右目用画素ライン及び左目用画素ラインに夫々対応する位置に移動することができるようになっている。調整部は、液晶表示パネル１のアライメントマーク９を基準にして、フォトマスク３ａの位置を液晶表示パネル１の画素ラインに整合させて調整すると共に、フォトマスク３ａを前記一方向に対し垂直の方向に画素ラインの１画素ライン分移動させる。この開口部７ａを介して、露光光源２６ａからの右目用の偏光の露光光又は左目用の偏光の露光光２７ａが、液晶表示パネル１上の配向膜に照射される。このように、本実施形態は、露光装置は１個であると共に、調整部がフォトマスクを一方向に垂直の方向に移動（シフト）させる点が第１実施形態と異なる。その他の露光装置３０ａの構成は第１実施形態における露光装置３０ａと同じであるので、同一部分の説明を省略する。

　また、本実施形態における制御部は、搬送部８により液晶表示パネル１を前記一方向に搬送しつつ、右目用の偏光の露光光をフォトマスク３ａを介して配向膜に照射させた後、搬送部８による搬送を停止させ、次いで、調整部により、露光装置３０ａのフォトマスク３ａの位置を前記一方向に対し垂直の方向に画素ラインの１画素ライン分移動させ、その後、搬送部８により液晶表示パネル１を前記一方向の逆方向に搬送しつつ、左目用の偏光の露光光をフォトマスク３ａを介して配向膜に照射させるように制御するものである。なお、本実施形態における制御部は、先ず右目用の偏光の露光光を照射し、次いで左目用の偏光の露光光を照射したが、先ず左目用の偏光の露光光を照射し、次いで右目用の偏光の露光光を照射しても良い。

　以下に、本実施形態の動作について説明する。先ず、図６に示すように、液晶表示パネル１が搬送部８により露光装置３０ａの下方に到達するように搬送される。このとき、液晶表示パネル１の４隅に設けられたアライメントマーク９をプレートアライメントカメラ２５が検知して、液晶表示パネル１の位置を検出する。この検出結果を基に、液晶表示パネル１の位置が適宜調整される。そして、露光装置３０ａが、液晶表示パネル１の右目用画素１１ａの上方に開口部７ａが正確に位置するように画素ラインに追従しつつ、図７に示すように、搬送部８により前記一方向（図７中、白抜矢印にて示す）に搬送された液晶表示パネル１において、露光装置３０ａの露光光源２６ａが、配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分を露光して右目用偏光部１２ａを形成する。

　そして、図８に示すように、液晶表示パネル１の配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分全てに右目用偏光部１２ａを形成した後、液晶表示パネル１の左目用画素１１ｂの上方にフォトマスク３ａの開口部７ａが位置するように、調整部により露光装置３０ａのフォトマスク３ａが前記一方向に垂直の方向に１画素ライン分移動する。その後、図９に示すように、右目用偏光部１２ａ形成時の搬送方向と逆の方向（図９中、白抜矢印にて示す）に液晶表示パネル１が搬送され、露光光源２６ａから露光光を左目用偏光の露光光に切り替えて出射する。これにより、搬送されつつある液晶表示パネル１に対し、フォトマスク３ａを介して、配向膜における左目用画素１１ｂに対応する部分を露光して左目用偏光部１２ｂを形成する。なお、本実施形態においては、右目用偏光部１２ａを形成した後、フォトマスク３ａを１画素ライン分だけ移動（シフト）させたが、液晶表示パネル１が吸着固定されたステージを移動（シフト）させることにより、液晶表示パネル１を１画素ライン分だけ移動（シフト）させても良い。更に、フォトマスク３ａ及び液晶表示パネル１の両方を移動させても良く、結局、フォトマスク３ａと液晶表示パネル１とを、１画素ライン分、前記一方向に垂直の方向に、相対的に移動させれば良い。

　この第４実施形態においては、１つの露光装置で右目用偏光部１２ａ及び左目用偏光部１２ｂを形成するので、露光装置にかかるコストを削減すると共に、装置全体を小型化することができる。

　なお、上述の各実施形態の３次元液晶表示装置の製造装置における露光装置のフォトマスクは、画素ラインに対応する大きさの開口部を有している。そして、先ず露光装置３０ａが配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分を露光して右目用偏光部１２ａを形成し、その後露光装置３０ａが１画素ライン分だけ液晶表示パネル１の搬送方向に垂直の方向に移動し、配向膜における左目用画素１１ｂに対応する部分を露光して左目用画素領域１２ｂを形成する。つまり、１つの露光装置が、画素ラインに対応する大きさの開口部を有するフォトマスクにより右目用画素及び左目用画素に対応する配向膜を順次露光することによって、１画素ライン毎に交互に異なる偏光部を形成している。

　しかし、本発明は上記第１実施形態乃至第４実施形態に限らず、例えば、露光装置３０ａのフォトマスク３ａが、１画素ラインおきの画素ラインに対応する大きさの開口部７ａを有し、露光装置３０ｂのフォトマスク３ｂが、画素領域の幅方向の全長に延びる１個の開口部を有するものであっても良い。この場合は、露光装置３０ｂの露光光は、液晶表示パネル１が移動することにより、配向膜３５の全体を露光する。この構成により、先ず露光装置３０ａが配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分を露光して右目用偏光部１２ａを形成し、その後露光装置３０ｂが右目用画素１１ａ及び左目用画素１１ｂの両方に対応する配向膜を露光する。このとき、露光装置３０ｂの露光光のエネルギが、既に形成されている右目用偏光部１２ａの偏光方向を考えないような低エネルギであれば、配向膜における右目用画素１１ａに対応する部分に形成された右目用偏光部１２ａはそのままで、左目用画素１１ｂに対応する配向膜３５の領域のみ左目用偏光部１２ｂが形成される。

　更に、例えば、露光装置３０ａのフォトマスク３ａが、画素領域の幅方向の全域に対応する１個の開口部を有し、液晶表示パネル１の移動により配向膜３５の全体を露光装置３０ａの露光光が照射し、露光装置３０ｂのフォトマスク３ｂが、１画素ラインおきの画素ラインに対応する大きさの開口部７ｂを有していて、露光装置３０ｂの露光光が左目用の画素ラインに対応する配向膜の領域を露光するようにしても良い。この構成により、先ず露光装置３０ａが配向膜３５の全体を露光し、その後露光装置３０ｂが配向膜における左目用画素１１ｂに対応する部分にのみ露光する。このとき、露光装置３０ｂの露光光のエネルギが既に露光装置３０ａにより露光されて右目用の偏光部となっている配向膜部分を、左目用の偏光方向に変更するのに十分なものである場合は、露光装置３０ｂにより左目用の画素ラインに対応する配向膜領域が左目用の偏光部となる。これにより、配向膜における左目用画素１１ｂに対応する部分には左目用偏光部１２ｂが形成され、露光装置３０ｂの露光光によって露光されていない右目用画素１１ａに対応する配向膜部分には、右目用偏光部１２ａが残ることになる。なお、本発明において、液晶表示パネルに形成する右目用偏光部及び左目用偏光部は、円偏光部の場合もあれば、直線偏光部の場合もある。

　本発明の３次元液晶表示装置の製造装置は、液晶表示パネル上に直接位相差層を形成するので、液晶表示パネルと位相差板とを貼り合わせる必要がなく、貼り合わせ精度に起因する立体画像の品質低下を防止できる。

１：液晶表示パネル、２ａ、２ｂ：マスクヘッド、３ａ、３ｂ：フォトマスク、４ａ、４ｂ：ＣＣＤカメラ用窓、５ａ、５ｂ：ギャップセンサ用窓、６ａ、６ｂ：マスクアライメントマーク、７ａ、７ｂ：開口部、８：搬送部、９：アライメントマーク、１１ａ：右目用画素、１１ｂ：左目用画素、１２ａ：右目用偏光部、１２ｂ：左目用偏光部、２１ａ、２１ｂ：ＣＣＤカメラ、２２ａ、２２ｂ：ギャップセンサ、２３ａ、２３ｂ：同軸落射照明、２４ａ、２４ｂ：マスクアライメントカメラ、２５：プレートアライメントカメラ、２６ａ、２６ｂ：露光光源、２７ａ、２７ｂ：露光光、３０ａ、３０ｂ：露光装置、３１：液晶パネル、３２：ブラックマトリクス、３３：偏光板、３４：トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）又はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、３５：配向膜、３６：露光光源、３７：露光光、３８：液晶ポリマー、３９：非光沢膜又は低反射膜、４１：バックライト、４２：偏光板、４３：アレイ基板、４４：液晶材、４５：カラーフィルタ基板、４６：偏光板、４７：液晶表示パネル、４８：右目用偏光部、４９：左目用偏光部、５０：位相差板、５１：メガネ右目用、５２：メガネ左目用、５３：メガネ、６１：直線偏光、６２：右円偏光、６３：左円偏光、７１：位相差層、７２：３次元液晶表示装置

Claims

配向膜が塗布又は貼り付けられた液晶表示パネルを一方向に搬送する搬送部と、
前記液晶表示パネルの搬送域の上方に設置された第１の露光装置と、
前記液晶表示パネルの搬送域の上方であって、前記搬送域における前記第１の露光装置の下流側に設置された第２の露光装置と、
前記配向膜に対する露光を制御する制御部と、
を有し、
前記第１及び第２の露光装置は、夫々、
露光光を発光する光源と、
前記光源からの露光光が入射し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応して露光光を前記配向膜に照射するフォトマスクと、
前記フォトマスクを保持して、前記一方向に垂直の方向に前記液晶表示パネルの表面に平行に移動させるマスクヘッドと、
前記液晶表示パネルのアライメントマークを基準にして、前記フォトマスクの位置を前記液晶表示パネルの画素ラインに整合させて調整する調整部と、
を有し、
前記第１の露光装置及び第２の露光装置のうち、一方は、右目用の偏光の露光光を前記配向膜に照射し、他方は、左目用の偏光の露光光を前記配向膜に照射するものであり、
前記制御部は、前記搬送部により前記液晶表示パネルを前記一方向に搬送しつつ、前記光源からの露光光を前記フォトマスクを介して前記配向膜に照射させるように制御し、更に前記調整部により、前記第１及び第２の露光装置のフォトマスクの位置を前記画素ラインに整合させるように制御し、
前記配向膜に対し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応する位置に交互に右目用の偏光部と左目用の偏光部とを形成することを特徴とする３次元液晶表示装置の製造装置。
前記第１及び第２の露光装置のフォトマスクは、いずれも、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応する大きさの開口部を有し、前記調整部は、前記第１の露光装置のフォトマスクにより、前記配向膜に対し、前記画素ラインの１ラインおきに露光し、前記第２の露光装置のフォトマスクにより、前記配向膜に対し、残りの画素ラインを１ラインおきに露光するように、前記フォトマスクの位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の３次元液晶表示装置の製造装置。
前記第１の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの１ラインおきの画素ラインに対応する大きさの開口部を有し、前記第２の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの画素領域の全体を露光できる大きさの開口部を有し、
前記第１の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜に対し、前記画素ラインの１ラインおきに露光して１ラインおきに、右目用又は左目用の第１の偏光部を形成し、前記第２の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜の全体を露光して、前記第１の偏光部が形成されている領域の偏光方向はそのままにし、前記第１の偏光部が形成されていない領域のみ偏光方向を左目用又は右目用に変更して、前記第１の偏光部に挟まれた画素ラインに対応して１ラインおきに左目用又は右目用の第２の偏光部を形成することを特徴とする請求項１に記載の３次元液晶表示装置の製造装置。
前記第１の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの画素領域の全体を露光できる大きさの開口部を有し、前記第２の露光装置のフォトマスクは、前記液晶表示パネルの１ラインおきの画素ラインに対応する大きさの開口部を有し、
前記第１の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜の全体を露光して右目用又は左目用の偏光方向をもつ第３の偏光部を形成し、前記第２の露光装置の光源からの露光光は、前記配向膜に対し、前記画素ラインの１ラインおきに露光して、この露光領域を第２の露光光源からの露光光により決まる左目用又は右目用の偏光方向に変更して第４の偏光部を１ラインおきに形成し、前記第２の露光装置の光源からの露光光が照射されない領域は、前記第１の露光光源からの露光光により露光された第３の偏光部のままにすることを特徴とする請求項１に記載の３次元液晶表示装置の製造装置。
配向膜が塗布又は貼り付けられた液晶表示パネルを一方向及び前記一方向の逆方向に搬送する搬送部と、
前記液晶表示パネルの搬送域の上方に設置された露光装置と、
前記配向膜に対する露光を制御する制御部と、
を有し、
前記露光装置は、
露光光を発光する光源と、
前記光源からの露光光が入射し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応して露光光を前記配向膜に照射するフォトマスクと、
前記フォトマスクを保持して、前記一方向に垂直の方向に前記液晶表示パネルの表面に平行に移動させるマスクヘッドと、
前記液晶表示パネルのアライメントマークを基準にして、前記フォトマスクの位置を前記液晶表示パネルの画素ラインに整合させて調整すると共に、前記フォトマスクを前記一方向に垂直の方向に前記画素ラインの１ライン分前記液晶表示パネルに対して相対的に移動させる調整部と、
を有し、
前記制御部は、前記搬送部により前記液晶表示パネルを前記一方向に搬送しつつ、前記光源からの右目用の偏光及び左目用の偏光のうちの一方の露光光を前記フォトマスクを介して前記配向膜に照射させた後、前記搬送部による搬送を停止させ、次いで、前記調整部により、前記露光装置のフォトマスクの位置を前記一方向と垂直の方向に前記画素ラインの１ライン分前記液晶表示パネルに対して相対的に移動させ、その後、前記液晶表示パネルを前記一方向の逆方向に搬送しつつ、前記光源からの右目用の偏光及び左目用の偏光のうちの他方の露光光を前記フォトマスクを介して前記配向膜に照射させるように制御し、
前記配向膜に対し、前記液晶表示パネルの画素ラインに対応する位置に交互に右目用の偏光部と左目用の偏光部とを形成することを特徴とする３次元液晶表示装置の製造装置。
液晶表示パネル上に、基材上に配向膜が塗布されたフィルムを貼り付ける工程と、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の３次元液晶表示装置の製造装置を使用して、前記配向膜を露光する工程と、
前記配向膜上に液晶ポリマーを塗布して液晶膜を形成する工程と、
を有する位相差板の形成工程を有することを特徴とする３次元液晶表示装置の製造方法。
液晶表示パネル上に、基材上に配向膜及び液晶膜が塗布されたフィルムを貼り付ける工程と、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の３次元液晶表示装置の製造装置を使用して、前記配向膜を露光する工程と、
を有する位相差板の形成工程を有することを特徴とする３次元液晶表示装置の製造方法。
液晶表示パネル上に、配向膜を塗布する工程と、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の３次元液晶表示装置の製造装置を使用して、前記配向膜を露光する工程と、
前記配向膜上に液晶ポリマーを塗布して液晶膜を形成する工程と、
を有する位相差板の形成工程を有することを特徴とする３次元液晶表示装置の製造方法。