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WO2007013249A1 - 視差バリア、多重表示装置、及び視差バリアの製造方法 - Google Patents

視差バリア、多重表示装置、及び視差バリアの製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2007013249A1
WO2007013249A1 PCT/JP2006/312722 JP2006312722W WO2007013249A1 WO 2007013249 A1 WO2007013249 A1 WO 2007013249A1 JP 2006312722 W JP2006312722 W JP 2006312722W WO 2007013249 A1 WO2007013249 A1 WO 2007013249A1
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WO
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pitch
parallax barrier
shielding layer
light shielding
display
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/312722
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazunori Tanimoto
Tatsuji Saitoh
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
Priority to JP2007528377A priority Critical patent/JPWO2007013249A1/ja
Priority to US11/995,146 priority patent/US7612834B2/en
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    • H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
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    • H04N2213/00—Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/001—Constructional or mechanical details

Definitions

  • Parallax barrier multiple display device, and method of manufacturing parallax barrier
  • the present invention is used in combination with a display panel, and includes a parallax barrier capable of displaying different images in a plurality of display directions on the display panel, and a combination of the display panel and the parallax barrier.
  • the present invention relates to a multiple display device capable of displaying different images for a plurality of display directions, and a method for manufacturing the parallax barrier.
  • a display device capable of (multiple display) has been proposed! Such a multiple display device has been proposed as a structure in which a parallax barrier is combined with a display panel.
  • Such techniques are disclosed in, for example, Japanese Patent Publication “JP 2004-206089 (July 22)” and “JP 2005-78076 (March 24, 2005)”.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2005-78080 published on March 24, 2005
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2005-78094 published on March 24, 2005
  • FIG. 7 the first image and the second image generated by the display panel 110 are used.
  • a specific viewing angle is given by the parallax barrier 120 provided outside the display panel 110.
  • FIG. 8 different images can be displayed for a plurality of observers with different observation positions.
  • the parallax barrier usually forms a light shielding layer by patterning a metal or a resin layer on a glass substrate or the like. For patterning the light shielding layer, a photolithographic process is used.
  • the pixel pitch of the display panel and the Noria pitch of the parallax barrier are set to be approximately equal as shown in FIG.
  • the pixel pitch in the display panel is the display panel. It refers to the pitch of pixels whose viewing angle is controlled in the same direction, not just the pitch of adjacent pixels on the screen, in other words, the pixel pitch on the display image on the left side or the display image on the right side. .
  • FIG. 10 (a) shows a case where the pixel pitch of the display panel and the barrier pitch of the parallax barrier are set to exactly the same pitch.
  • the viewing angle controlled by the parallax barrier is the same on the entire screen, and the display light (indicated by the solid arrow in the figure) that gives the best visibility is parallel to the entire screen.
  • the display light (indicated by broken arrows in the figure) visually recognized by an actual observer is not parallel throughout the screen.
  • the display light with the center force of the screen gives the best visibility to the observer
  • the display light with the peripheral force of the screen does not give the best visibility for the observer. Therefore, the visibility for the observer is uneven across the entire screen.
  • Obtaining the viewing angle characteristics as shown in FIG. 10 (b) can be realized by slightly different the pixel pitch of the display panel and the Noria pitch of the parallax barrier.
  • the barrier pitch may be set to be smaller than the pixel pitch.
  • the above-mentioned noria pitch is larger than the above-mentioned pixel pitch. It can be set so that
  • the conventional configuration described above causes the following difficulties in manufacturing the parallax barrier. That is, when the pixel pitch of the display panel and the barrier pitch of the parallax barrier are made different, the difference in the pitch is an extremely small amount. For this reason, in order to achieve the desired Noria pitch in the parallax barrier described above, extremely high accuracy is required when creating a mask for forming a Noria pattern, which is difficult to achieve with the current liquid crystal mask drawing technology. Produce.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is a parallax barrier used in a multiplex display device, in which a visibility barrier that can improve the visibility of the entire screen is provided. In other words, it is possible to manufacture using a mask drawing technique having a limit in accuracy.
  • the parallax barrier of the present invention is a parallax barrier that is used in combination with a display panel in order to solve the above-described problems, and that can display different images for a plurality of display directions on the display panel.
  • a light shielding layer having a repeating pattern is formed on the transparent substrate, and a part of the repeating pattern of the light shielding layer is different from the other pitches.
  • the multiple display device of the present invention includes a matrix-type image generation device that generates a display image, and a parallax barrier that enables different images to be displayed in a plurality of display directions in the image generation device.
  • the parallax noria has a light shielding layer having a repetitive pattern formed on a transparent substrate, and the repetitive pattern of the light shielding layer is partially different in pitch.
  • the average pitch is set to be different from the pixel pitch in the image generating apparatus.
  • the method for manufacturing a parallax barrier of the present invention is a method for manufacturing a parallax barrier that is used in combination with a display panel, and allows different images to be displayed in a plurality of display directions on the display panel.
  • the mask used in the photolithographic process is a slit repetitive pattern corresponding to the portion where the light shielding layer is formed. Yes.
  • the average pitch of the parallax barrier is different from the pixel pitch in the image generation device.
  • the repetitive pattern of the light shielding layer includes a first pitch and a second pitch, and the first pitch and the second pitch are generated at predetermined intervals, respectively.
  • a pattern can be formed as described above.
  • the first pitch can be actually created within the mask drawing accuracy, and is formed at a pitch closest to the desired pitch (design theoretical pitch).
  • the viewing angle characteristic that is the most ideal can be obtained over the entire screen.
  • the difference barrier has almost no total error. Can be created.
  • the repeating pattern of the light shielding layer may be formed so that a plurality of types of pitches are randomly generated.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a plan view showing a comparison between a noria pitch in a theoretical mask and a noria pitch in a mask that can actually be manufactured.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the multiple display device of the present embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display state when different images are displayed on the driver seat side and the passenger seat side in the multiple display device.
  • FIG. 4 This is shown as a reference example, and is a plan view showing a comparison between a noria pitch in a theoretical mask and a noria pitch in a mask that can actually be manufactured.
  • FIG. 5 is a plan view showing a modification of the present invention and showing a comparison between a barrier pitch in a theoretical mask and a noria pitch in a mask that can actually be manufactured.
  • FIG. 6 is a plan view showing a comparison between a slit position in a theoretical mask and a slit position in a mask that can actually be manufactured.
  • FIG. 7 is a diagram showing an effect of providing a viewing angle by a viewing barrier in a multiple display device.
  • FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a display screen and an observer when performing multiple image display.
  • FIG. 9 A schematic relationship between the pixel pitch of the display panel and the Noria pitch of the parallax barrier is shown.
  • FIG. 10 (a) is a diagram showing viewing angle characteristics when the pixel pitch of the display panel and the Noria pitch of the parallax barrier are set to the same pitch.
  • FIG. 10 (b) is a diagram showing viewing angle characteristics when the pixel pitch of the display panel and the Noria pitch of the parallax barrier are different.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration of the liquid crystal display device 1 of the present embodiment.
  • the liquid crystal display device 1 generally includes a display panel 10, a parallax barrier 20, and a backlight 30.
  • the knocklight 30 includes a light source 31 and a reflecting unit 32, and the light emitted from the light source 31 is reflected by the reflecting unit 32, so that the display panel 10 is irradiated with light. ing.
  • the light source 31 for example, an LED (light emitting diode), a cold cathode fluorescent tube (CCFT), a cold cathode fluorescent lamp (CC FL), or the like is used.
  • the display panel 10 is an active matrix in which a liquid crystal layer 13 made of nematic liquid crystal is sandwiched between a TFT (Thin Film Transistor) substrate 11 and a CF (color filter) substrate 12 which are arranged to face each other.
  • TFT Thin Film Transistor
  • CF color filter
  • the TFT substrate 11 is provided with a plurality of data signal lines and a plurality of scanning signal lines respectively intersecting with the respective data signal lines, and for each combination of the data signal lines and the scanning signal lines, Pixels are provided. As shown in FIG. 2, each of the above pixels has a pixel row L for image display on the left side (image display for the left side of the display device) along the extending direction of the data signal line (not shown), Pixel arrays R for image display on the right side (image display for the right side of the display device) are alternately arranged. In the liquid crystal display device 1, the thickness of the TFT substrate 11 is 700 m.
  • a color filter layer (not shown) is provided on the CF substrate 12.
  • red (R), green (G) and blue (B) picture elements are provided for each pixel.
  • the CF substrate 12 is thinned by a chemical process such as chemical etching or polishing and set to a thickness of 50 m.
  • the opposing surfaces of the TFT substrate 11 and the CF substrate 12 are each provided with an alignment film (not shown) subjected to an alignment process in a direction substantially orthogonal to each other.
  • a polarizing plate 14 is provided on the surface on the 30th side.
  • the parallax barrier 20 also serves as a force with the noria glass 21 and the noria light shielding layer 22.
  • the noria light shielding layer 22 is formed by patterning a metal layer or a resin layer on the barrier glass 21.
  • a polarizing plate 23 is provided on the display surface side (the side opposite to the backlight 30) of the nore glass 21.
  • the Noria light shielding layer 22 is arranged so as to form, for example, a stripe-like row in a direction parallel to the extending direction of the pixel row R′L.
  • the pattern shape of the barrier light shielding layer 22 is not particularly limited, but may be a staggered shape other than the stripe shape, or may be a delta shape.
  • the material of the barrier light shielding layer 22 is not particularly limited.
  • the barrier light shielding layer 22 may be formed using a photosensitive resin in which a black pigment is dispersed, or may be formed by patterning a metal thin film.
  • each column of the non-light shielding layer 22 is provided so as to correspond to each pixel column of the display panel 10. That is, each column of the barrier light shielding layer 22 is provided so as to shield a part of the light emitted from each pixel column of the display panel 10 from being observed from a direction other than the display direction of each pixel column. Yes.
  • the liquid crystal display device 1 when the liquid crystal display device 1 is used as an in-vehicle display device V, the pixel row R for the driver's seat can be observed from the driver's seat side. Although it cannot be observed from the passenger seat side, the pixel row L for the passenger seat side is observable from the passenger seat side but not from the driver seat side. As a result, the liquid crystal display device 1 can display different images on the driver's seat side and the passenger seat side.
  • the parallax barrier 20 and the display panel 10 are bonded to each other by the adhesive layer 41 at a constant interval.
  • the adhesive layer 41 is formed on the entire surface facing the parallax barrier 20 and the display panel 10. That is, the parallax barrier 20 and the display panel 10 are bonded together.
  • a photo-curable adhesive for example, an ultraviolet curable resin
  • the thickness of the adhesive layer 41 is 40 m.
  • the adhesive layer 41 is preferably made of a material that has a certain degree of elasticity after curing.
  • a photolithographic process is used for pixel formation in the display panel and light shielding layer formation in the parallax barrier.
  • a mask for pattern exposure is required.
  • the parallax barrier's NORA pitch is set to be slightly smaller than the pixel pitch of the display panel.
  • the mask is designed so that the above-mentioned noria pitch is smaller than the above-mentioned pixel pitch even on the mask used in the photolithographic process.
  • the noria pitch on a mask refers to the pitch of the slit formed in a mask.
  • the pixel pitch in the mask for creating the display panel is 100 and the Noria pitch in the mask for creating the parallax barrier is 99.99, in the above mask for creating the parallax barrier, Accuracy is required.
  • the drawing accuracy achievable with the current LCD mask drawing technology is 0.5, even if the Noria pitch is set to 99.99 at the mask design stage, the mask actually manufactured The Noria pitch at the end would be 100 or 99.5.
  • the correction point at an appropriate place is set without setting the barrier pitch at a constant interval.
  • the total error is eliminated (or reduced).
  • the theoretical barrier pitch is 99.99, while the actual barrier pitch is 100 (pitch that can be actually created and is the closest to the above theoretical value). Creating. However, if the barrier pitch at all locations is set to 100, an error of 0.01 occurs for each pitch, and the error is accumulated in the entire mask as described above. For this reason, in the example shown in FIG. 1, correction points are inserted at a rate of one place in 50 pitches, and the barrier pitch is set to 99.5 for the slits in the correction points. As a result, errors accumulated at locations other than the correction points are eliminated at the correction points, and the total error is almost eliminated, and the creation of the parallax barrier is almost eliminated. Is possible.
  • the NOR pitch of the light shielding layer is not constant. That is, in the above-described light shielding layer of the parallax barrier, the barrier pitch corresponding to the location where the mask's noria pitch is 100 is the first pitch, and the mask pitch used is corresponding to the location where the barrier pitch is 99.5.
  • the second pitch is the second pitch
  • the pattern is formed so that the first pitch and the second pitch are generated at a predetermined cycle.
  • the first pitch can be actually created within the mask drawing accuracy, and it is most ideally formed by forming a pitch with a value closest to the desired pitch (design theoretical pitch). Near viewing angle characteristics can be obtained over the entire screen. Furthermore, an error caused by the accumulation of the pitch difference between the first pitch and the desired pitch can be absorbed at the second pitch formation location.
  • the average barrier pitch of the parallax barrier is desired with respect to the pixel pitch of the display barrier.
  • the viewing angle controlled by the key can be made different for each display position so that the display light that gives the best visibility converges in the direction of the assumed observation position. That is, the visibility for the observer can be made uniform over the entire screen.
  • a parallax barrier creation mask can be configured as shown in FIG. 5 in order to prevent such image unevenness due to the periodicity of the NORA pitch.
  • all the slit formation points are set as correction points, and each correction amount is set at random. This will be specifically described with reference to FIG. 6 as follows.
  • the theoretical noria pitch in the mask is assumed to be 99.99, and the achievable drawing accuracy is assumed to be 0.5.
  • the light shielding layer of the parallax barrier is formed so that a plurality of types of noria pitches are randomly generated, and has periodicity as in the example of FIG. Therefore, image unevenness caused by the periodicity of the NORA pitch, such as moire, can be prevented.
  • the multiple display device of the present invention uses a PDP panel or an organic EL panel in addition to the liquid crystal display panel as a display panel combined with a parallax barrier that is not limited to the liquid crystal display device described above. It's okay.
  • the parallax barrier of the present invention is a parallax barrier in which a light shielding layer having a repetitive pattern is formed on a transparent substrate, and the pitch of the light shielding layers is not constant.
  • the multiple display device of the present invention is a multiple display device in which a matrix-type image generation device for generating a display image and the parallax barrier are bonded together, and the average pitch of the parallax barriers However, it is set to a size different from the pixel pitch in the image generating apparatus.
  • the light shielding layer may be configured to be patterned so that the first pitch and the second pitch are generated at a predetermined period.
  • the light shielding layer may be formed so that a plurality of types of pitches are randomly generated.
  • the method for producing a parallax barrier of the present invention is a method for producing a parallax barrier in which a light shielding layer having a repetitive pattern is formed on a transparent substrate, wherein the light shielding layer is formed on the transparent substrate.
  • the metal layer or the resin layer to be formed is formed by patterning through a photolithographic process, and the mask used in the photolithographic process is a slit corresponding to the formation portion of the light shielding layer.
  • the pitch is not constant.
  • the parallax barrier capable of improving the visibility of the entire screen can be manufactured by using a mask drawing technique having a limit in accuracy. .
  • the present invention relates to a parallax barrier and a multiple display device that are used in combination with a display panel and enable different images to be displayed in a plurality of display directions on the display panel.
  • a liquid crystal display panel It can be applied to multiple display devices such as PDP panels or organic EL panels.

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Abstract

　バリアガラス上に、金属層又は樹脂層をフォトリソグラフィ工程によってパターニングすることによって遮光層を形成することにより、視差バリアが製造される。上記フォトリソグラフィ工程で用いられるマスクでは、上記遮光層の形成部分に対応するスリットのピッチの一部が異なっており、描画精度上、実際に形成可能な第１のピッチ（例えば１００）と第２のピッチ（例えば９９．５）とがそれぞれの周期で形成され、その平均ピッチが、理論上のピッチ（例えば９９．９９）と一致させられる。これにより、多重表示装置に用いられる視差バリアにおいて、画面全体の視認性を向上させることのでき、精度に限界のあるマスク描画技術を用いて製造可能である視差バリア及びその製造方法を実現する。

Description

明 細 書
視差バリア、多重表示装置、及び視差バリアの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、表示パネルと組み合わせて用いられ、上記表示パネルにおける複数の 表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示可能とさせる視差バリア、及び上記表 示パネルと視差バリアとを組み合わせてなり、複数の表示方向に対してそれぞれ異 なる画像を表示可能な多重表示装置、並びに上記視差バリアの製造方法に関する ものである。
背景技術
[0002] 従来、共通の表示画面を用いて、複数の方向に対してそれぞれ異なる画像を表示
(多重表示)することが可能な表示装置が提案されて!、る。このような多重表示装置 は、表示パネルに視差バリアを組み合わせた構成として提案されている。このような 技術は、例えば、日本国公開特許公報「特開 2004— 206089号公報（2004年） 7 月 22日公開」」、「特開 2005— 78076号公報（2005年 3月 24日公開）」、「特開 200 5 - 78080号公報（2005年 3月 24曰公開）」、及び「特開 2005— 78094号公報 (2 005年 3月 24日公開）」に開示されて 、る。
[0003] このような多重表示装置（ここでは、二重表示装置を例示）にお 、ては、図 7に示す ように、表示パネル 110にて生成される第 1画像及び第 2画像に対して、表示パネル 110外に設けられる視差バリア 120によって特定の視野角が与えられる。これにより、 図 8に示すように、観察位置が異なる複数の観察者に対して異なる画像を表示するこ とがでさる。
[0004] 上記視差バリアは、通常、ガラス基板等の上に、金属あるいは榭脂層をパターニン グすることによって遮光層を形成する。そして、上記遮光層をパターニングするにあ たっては、フォトリソグラフイエ程が用いられる。
[0005] ここで、表示パネルと視差バリアとを組み合わせた多重表示装置において、表示パ ネルの画素ピッチと視差バリアのノリアピッチとは、図 9に示すように、ほぼ等しく設定 される。尚、本願明細書においては、表示パネルにおける画素ピッチとは、表示パネ ル上で単に隣接する画素のピッチではなぐ同一方向に視野角が制御される画素に ついてのピッチ、言い換えれば、左側への表示画像もしくは右側への表示画像上で の画素ピッチを指すものとする。
[0006] 但し、上記画素ピッチと上記ノリアピッチとを完全に同じピッチに設定するよりも、こ れらの僅かに異ならせる方が実際にはより良い視認性が得られる。このことについて 図 10 (a)及び図 10 (b)を参照して説明する。
[0007] 図 10 (a)は、表示パネルの画素ピッチと視差バリアのバリアピッチとを完全に同じピ ツチに設定した場合を示す。この場合、視差バリアによって制御される視野角は画面 全体で同一であり、最も良い視認性を与える表示光（図中、実線矢印にて示す）は画 面全体にお ヽて平行となる。
[0008] し力しながら、実際の観察者にとって視認される表示光（図中、破線矢印にて示す） は画面全体で平行ではない。例えば、画面中央力 の表示光が観察者にとって最も 良い視認性を与える場合、画面周辺部力 の表示光は観察者にとって最も良い視認 性を与えるものとはならない。したがって、観察者にとっての視認性は画面全体で不 均一となる。
[0009] すなわち、観察者にとっても視認性を画面全体で均一にするためには、図 10 (b) に示すように、視差バリアによって制御される視野角を表示位置毎に異ならせ、最も 良い視認性を与える表示光（図中、実線矢印にて示す)が、想定される観察位置方 向に収束する構成とすることが好まし 、。
[0010] 図 10 (b)に示すような視野角特性を得ることは、表示パネルの画素ピッチと視差バ リアのノリアピッチとを僅かに異ならせることによって実現できる。具体的には、視差 ノリアが表示パネルの前面側に配置される場合には、上記バリアピッチが上記画素 ピッチよりも小さくなるように設定すればよい。また、視差バリアが表示パネルの背面 側に配置される場合 (表示パネルが透過型液晶表示パネルである場合には、このよ うな構成をとり得る）には、上記ノリアピッチが上記画素ピッチよりも大きくなるように設 定すればよい。
[0011] し力しながら、上記従来の構成では、視差バリアを製造するにあたっての以下の困 難を生じる。 [0012] すなわち、表示パネルの画素ピッチと視差バリアのバリアピッチとを異ならせるにあ たって、そのピッチの差は極めて微小な量である。このため、上記視差バリアにおい て所望のノリアピッチを達成するには、ノリアパターン形成のためのマスク作成時に 極めて高い精度が要求され、現在の液晶用マスク描画技術では実現が困難であると いった問題を生じる。
発明の開示
[0013] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、多重表示装 置に用いられる視差バリアにおいて、画面全体の視認性を向上させることのできる視 差バリアを、精度に限界のあるマスク描画技術を用いて製造可能とすることにある。
[0014] 本発明の視差バリアは、上記課題を解決するために、表示パネルと組み合わせて 用いられ、上記表示パネルにおける複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を 表示可能とさせる視差バリアであって、透明基板上に、繰り返しパターンを有する遮 光層が形成されていると共に、上記遮光層の繰り返しパターンは、一部のピッチが他 のピッチとは異なって 、る。
[0015] また、本発明の多重表示装置は、表示画像が生成されるマトリクス型の画像生成装 置と、上記画像生成装置における複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を 表示可能とさせる視差バリアとを貼り合わせてなる多重表示装置であって、上記視差 ノリアは、透明基板上に、繰り返しパターンを有する遮光層が形成されていると共に 、上記遮光層の繰り返しパターンは、一部のピッチが他のピッチとは異なっており、か つ、その平均ピッチが、上記画像生成装置における画素ピッチとは異なる大きさに設 定されている。
[0016] また、本発明の視差バリアの製造方法は、表示パネルと組み合わせて用いられ、上 記表示パネルにおける複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示可能と させる視差バリアの製造方法であって、透明基板上に、繰り返しパターンを有する遮 光層を形成する工程を含み、上記遮光層は、上記透明基板上に成膜される金属層 又は榭脂層をフォトリソグラフイエ程によってパターユングすることによって形成される ものであり、上記フォトリソグラフイエ程で用いられるマスクは、上記遮光層の形成部 分に対応するスリットの繰り返しパターンは、一部のピッチが他のピッチとは異なって いる。
[0017] 上記の構成によれば、上記視差バリアの遮光層をパターユングする際に用いられる マスクにおいて、マスク描画精度の限界により各箇所のノリアピッチにおいては所望 のバリアピッチが得られないとしても、平均のバリアピッチとしては所望のバリアピッチ を得ることが可能となる。
[0018] そして、所望のノリアピッチが得られた上記視差バリアを画像生成装置に貼り合わ せてなる多重表示装置では、上記視差バリアの平均ピッチが、上記画像生成装置に おける画素ピッチと異なる大きさに設定されることにより、観察者にとっての視認性を 画面全体で均一となる画像表示を得ることができる。
[0019] また、上記視差バリアにおいては、前記遮光層の繰り返しパターンは、第 1のピッチ と第 2のピッチとを含み、上記第 1のピッチと第 2のピッチとがそれぞれ所定の周期で 発生するようにパターン形成されて ヽる構成とすることができる。
[0020] 上記の構成によれば、上記第 1のピッチを、マスク描画精度内で実際に作成可能で あり、かつ、所望のピッチ (設計理論上のピッチ）に最も近い値のピッチで形成するこ とによって、最も理想に近い視野角特性を画面全体で得ることができる。さらに、上記 第 1のピッチと所望のピッチとのピッチ差が累積されることによって生じる誤差を第 2の ピッチの形成箇所にて吸収することができるため、トータルとしての誤差が殆どない視 差バリアの作成が可能となる。
[0021] また、上記視差バリアにおいては、上記遮光層の繰り返しパターンは、複数種類の ピッチがランダムに発生するように形成されている構成とすることができる。
[0022] 上記の構成によれば、誤差がトータルで累積されることが無ぐトータルとしての誤 差が殆どない視差バリアの作成が可能となる。また、上記遮光層のピッチが周期性を 有さないため、モアレ等、ノリアピッチの周期性に起因する画像ムラを防止することが できる。
[0023] 本発明のさらに他の目的、特徴、及び優れた点は、以下に示す記載によって十分 わ力るであろう。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 [0024] [図 1]本発明の実施形態を示すものであり、理論上のマスクにおけるノリアピッチと、 実際に製造可能なマスクにおけるノリアピッチとの比較を示す平面図である。
[図 2]本実施の形態の多重表示装置の概略構成を示す断面図である。
[図 3]上記多重表示装置において、運転席側と助手席側とにそれぞれ異なる画像を 表示する場合の表示状態を示す説明図である。
[図 4]参考例として示されるものであり、理論上のマスクにおけるノリアピッチと、実際 に製造可能なマスクにおけるノリアピッチとの比較を示す平面図である。
[図 5]本発明の変形例を示すものであり、理論上のマスクにおけるバリアピッチと、実 際に製造可能なマスクにおけるノリアピッチとの比較を示す平面図である。
[図 6]理論上のマスクにおけるスリット位置と、実際に製造可能なマスクにおけるスリツ ト位置との比較を示す平面図である。
[図 7]多重表示装置において、視野バリアによる視野角の付与効果を示す図である。
[図 8]多重映像表示を行う場合の表示画面と観察者との関係を示す図である。
[図 9]表示パネルの画素ピッチと視差バリアのノリアピッチとの、概略的な関係を示す である。
[図 10(a)]表示パネルの画素ピッチと視差バリアのノリアピッチとを完全に同じピッチ に設定した場合の視野角特性を示す図である。
[図 10(b)]表示パネルの画素ピッチと視差バリアのノリアピッチとを異ならせた場合の 視野角特性を示す図である。
符号の説明
[0025] 10 表示パネル (画像生成装置）
20 視差バリア
21 ノリアガラス (透明基板）
22 バリア遮光層（遮光層）
発明を実施するための最良の形態
[0026] 本発明の一実施形態について図 1ないし図 6に基づいて説明すると以下の通りで ある。尚、以下の説明においては、本発明の多重表示装置として液晶表示装置を例 示している。 [0027] 先ずは、本実施の形態の液晶表示装置 1の概略構成を図 2に示す。図 2に示すよう に、液晶表示装置 1は、大略的に、表示パネル 10、視差バリア 20、及びバックライト 3 0を備えている。
[0028] ノ ックライト 30は、光源 31と反射部 32とを備えており、光源 31から照射された光を 反射部 32によって反射することによって、表示パネル 10に対して光を照射するように なっている。光源 31としては、例えば、 LED (light emitting diode ;発光ダイオード）、 冷陰極管（CCFT;Cold Cathode Fluorescent Tube)、又は冷陰極型蛍光ランプ（CC FL ;Cold Cathode Fluorescent Lump)などが用いられる。
[0029] 表示パネル 10は、対向して配置された TFT (Thin Film Transistor)基板 11と CF ( カラーフィルタ）基板 12との間に、ネマティック液晶からなる液晶層 13が挟持されてな るアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。
[0030] TFT基板 11には、複数のデータ信号線と、各データ信号線にそれぞれ交差する 複数の走査信号線とが設けられ、これらのデータ信号線及び走査信号線の組み合 わせ毎に、画素が設けられている。上記各画素は、図 2に示したように、データ信号 線（図示せず)の延在方向に沿って、左側への画像表示 (表示装置の左側に対する 画像表示)用の画素列 Lと、右側への画像表示 (表示装置の右側に対する画像表示 )用の画素列 Rとが交互に配置されている。なお、液晶表示装置 1では、 TFT基板 11 の厚さは 700 mとなっている。
[0031] また、 CF基板 12上には、カラーフィルタ層（図示せず）が設けられている。カラーフ ィルタ層には赤 (R) '緑 (G) ·青 (B)の各絵素が各画素について設けられている。な お、 CF基板 12は、ケミカルエッチング処理あるいは研磨などのメカ-カル処理によつ て薄型化され、厚さ 50 mに設定されている。
[0032] TFT基板 11及び CF基板 12における対向面には、互いに略直交する方向の配向 処理が施された配向膜 (図示せず)がそれぞれ設けられており、 TFT基板 11におけ るバックライト 30側の面には、偏光板 14が備えられている。
[0033] 視差バリア 20は、ノリアガラス 21と、ノリア遮光層 22と力もなる。ノリアガラス 21とし ては、厚さ 0. 7mmの透明なガラスが用いられている。また、ノリア遮光層 22は、バリ ァガラス 21上に金属層又は榭脂層をパターユングすることによって形成されている。 ノ リアガラス 21の表示面側 (バックライト 30とは反対側）には、偏光板 23が設けられ ている。
[0034] ノリア遮光層 22は、画素列 R'Lの延在方向に対して平行な方向に、例えばストライ プ状の列をなすように配置されている。但し、バリア遮光層 22のパターン形状は特に 限定されるものではなぐストライプ形状以外に千鳥形状ある!、はデルタ形状のもの であっても良い。バリア遮光層 22の材質は特に限定されるものではないが、例えば、 黒色顔料を分散させた感光性榭脂を用いて形成したり、金属薄膜をパターニングし て形成しても良い。
[0035] また、ノ リア遮光層 22の各列は、表示パネル 10の各画素列に対応するように設け られている。つまり、バリア遮光層 22の各列は、表示パネル 10の各画素列から出射 される光の一部を、各画素列の表示方向以外の方向から観察されないように遮光す るように設けられている。
[0036] したがって、液晶表示装置 1を、例えば図 3に示すように、車載用表示装置として用 V、た場合、運転席側用の画素列 Rにつ!、て運転席側からは観察できるものの助手席 側からは観察できず、かつ、助手席側用の画素列 Lについて助手席側からは観察で きるものの運転席側からは観察されないようになっている。これにより、液晶表示装置 1では、運転席側と助手席側とに異なる画像を表示することが可能になっている。
[0037] 視差バリア 20と表示パネル 10とは、一定の間隔を保って接着層 41によって接着さ れる。接着層 41は、視差バリア 20と表示パネル 10との対向面の全面に形成されて いる。つまり、視差バリア 20と表示パネル 10とは全面接着されている。接着層 41とし ては、光硬化型の接着剤 (例えば紫外線硬化榭脂）が用いられる。また、液晶表示装 置 1では、接着層 41の厚さ（バリアガラス 21と CF基板 12との間隔）を 40 mとしてい る。また、接着層 41は、硬化後もある程度の弾力性を有するような材料を用いること が好ましい。
[0038] なお、液晶表示装置 1の右側及び左側に分離されるそれぞれの画像を適切に表示 するためには、視差バリア 20と表示パネル 10との位置合わせ (ァライメント）を正確に 行う必要がある。このため、両者にァライメントマークを設け、このァライメントマークを 用いて位置合わせを行うなどして、正確な位置合わせを行うことが好ま 、。 [0039] ここで、視差バリア 20の製造に用いるマスク設計について詳細に説明する。
[0040] 本実施の形態の多重表示装置を製造するにあたっては、表示パネルにおける画素 形成や、視差バリアにおける遮光層形成にはフォトリソグラフイエ程が使用される。そ して、このフォトリソグラフイエ程を行うためには、パターン露光用のマスクが必要とな る。
[0041] そして、本実施の形態の多重表示装置では、観察者にとっての視認性を画面全体 で均一にするために、言い換えれば、図 10 (b)に示すような視野角特性を得るため に、視差バリアのノ リアピッチが表示パネルの画素ピッチよりも僅かに小さくなるように 設定される。また、この場合、フォトリソグラフイエ程で使用されるマスク上においても、 上記ノリアピッチが上記画素ピッチよりも小さくなるようにマスク設計が行なわれる。尚 、マスク上におけるノリアピッチとは、マスクに形成されるスリットのピッチを指す。
[0042] し力しながら、従来技術の課題としても述べたように、上記画素ピッチと上記バリア ピッチとの間でのピッチ差は極めて微小な量であるため、現在の液晶用マスク描画技 術では理論上のノリアピッチを実現するマスク作成は困難である。
[0043] 例えば、表示パネル作成用のマスクにおける画素ピッチが 100であり、視差バリア 作成用のマスクにおけるノリアピッチが 99. 99であるとすれば、視差バリア作成用の 上記マスクでは、 0. 01の精度が要求されることになる。これに対し、現在の液晶用マ スク描画技術で達成可能な描画精度が 0. 5であるとすれば、マスク設計段階におい てノリアピッチを 99. 99に設定しても、実際に製造されるマスクでのノリアピッチは 1 00もしくは 99. 5にされてしまう。
[0044] 例えば、図 4に示すように、理論上のマスクにおけるバリアピッチ 99. 99に対し、実 際のマスクが 100のノリアピッチで製作された場合、 1ピッチごとに 0. 01の誤差が生 じ、マスク全体ではその誤差が累積されてトータルの誤差が大きく出てしまう。この場 合、上記マスクを用いて視差バリアの遮光層のパターユングを行っても、当然ながら 、所望の視野角特性は得られない。無論、 99. 5のノリアピッチでマスク製作を行つ た場合も、所望の視野角特性は得られない。
[0045] このため、本実施の形態においては、視差バリア作成用のマスクにおいて、そのバ リアピッチを一定間隔とせずに、適切な箇所での補正ポイントを入れることによって、 トータルでの誤差が無くなる (もしくは小さくなる）ようにしている。具体例を、図 1を参 照して以下に説明する。
[0046] 図 1の例では、理論上のバリアピッチが 99. 99であるのに対して、実際のバリアピッ チを 100 (実際に作成可能であり、かつ、上記理論値に最も近いピッチ）として作成し ている。但し、全ての箇所でのバリアピッチを 100として形成すると、 1ピッチごとに 0. 01の誤差が生じ、マスク全体でその誤差が累積されることは上述した通りである。こ のため、図 1の例では、 50ピッチに一箇所の割合で補正ポイントを入れ、該補正ボイ ントにおけるスリットでは、そのバリアピッチを 99. 5とする。これにより、該補正ポイント においては、補正ポイント以外の箇所で累積される誤差が解消され、トータルとして の誤差が殆どな 、マスク作成、ひ 、てはトータルとしての誤差が殆どな 、視差バリア の作成が可能となる。
[0047] 上記図 1のマスクを用いて遮光層のパターユングがなされる視差バリアでは、遮光 層のノ リアピッチは一定ではない。すなわち、上記視差バリアの遮光層では、使用さ れるマスクのノ リアピッチが 100の箇所に対応するバリアピッチを第 1のピッチとし、使 用されるマスクのバリアピッチが 99. 5の箇所に対応するノ リアピッチを第 2のピッチと した場合、第 1のピッチと第 2のピッチとが所定の周期で発生するようにパターン形成 される。これにより、マスク描画精度の限界により、各箇所のノ リアピッチにおいては 所望のバリアピッチが得られないとしても、平均のバリアピッチとしては所望のバリアピ ツチを得ることが可能となる。すなわち、上記第 1のピッチを、マスク描画精度内で実 際に作成可能であり、かつ、所望のピッチ (設計理論上のピッチ）に最も近い値のピッ チで形成することによって、最も理想に近 ヽ視野角特性を画面全体で得ることができ る。さらに、上記第 1のピッチと所望のピッチとのピッチ差が累積されることによって生 じる誤差を第 2のピッチの形成箇所にて吸収することができる。
[0048] これにより、本実施の形態の方法により作成された視差バリアと、表示パネルとを組 み合わせた多重表示装置では、視差バリアの平均バリアピッチが、表示バリアの画素 ピッチに対して所望の比率（図 1の例に当てはめれば、 99. 99 : 100)で異なるように 製造することが可能となる。
[0049] したがって、本実施の形態の多重表示装置では、図 10 (b)に示すように、視差バリ ァによって制御される視野角を表示位置毎に異ならせ、最も良い視認性を与える表 示光が、想定される観察位置方向に収束する構成とすることができる。すなわち、観 察者にとっての視認性を画面全体で均一にすることができる。
[0050] 尚、図 1のマスク構成では、周期的に補正ポイントが発生するため、このマスクを用 いた視差バリアは、モアレ等の画像ムラが発生させる可能性がある。そして、本発明 の変形例として、このようなノ リアピッチの周期性に起因する画像ムラを防止するため に、視差バリア作成用のマスクを図 5に示すような構成とすることもできる。図 5の例で は、全てのスリット形成箇所を補正ポイントとし、各補正量をランダムに設定している。 これを図 6を参照して具体的に説明すると以下の通りである。尚、図 5の例においても 、マスクにおける理論上のノ リアピッチを 99. 99とし、達成可能な描画精度を 0. 5と する。
[0051] 理論上のマスクにおけるあるスリット位置に対して、実際に設計可能なマスクでは、 スリットは左側もしくは右側のどちらかにずらして形成されることになる。図 5の例では 、各スリットを理論上のマスクのスリット位置に対してどちら側にずらして形成するのか を、スリットごとにランダムに設定するものとする。この場合、各ノ リアピッチは、 99. 5 となる場合、 100となる場合、あるいは 100. 5となる場合がランダムに発生する。しか し、基本的にはスリット毎に位置補正がなされているため、誤差がトータルで累積され ることは無く、トータルとしての誤差が殆どないマスク作成、ひいては視差バリアの作 成が可能となる。また、図 5の構成におけるノ リアピッチはランダムな発生となり、上記 視差バリアの遮光層では、複数種類のノ リアピッチがランダムに発生するように形成 され、図 1の例のような周期性を有さないため、モアレ等、ノ リアピッチの周期性に起 因する画像ムラを防止することができる。
[0052] 尚、本発明の多重表示装置は、上記説明における液晶表示装置に限定されるもの ではなぐ視差バリアと組み合わされる表示パネルとしては、液晶表示パネル以外に 、 PDPパネルや有機 ELパネルを用 、ても良い。
[0053] 以上のように、本発明の視差バリアは、透明基板上に、繰り返しパターンを有する 遮光層が形成される視差バリアにおいて、上記遮光層のピッチが一定の間隔ではな い。 [0054] また、本発明の多重表示装置は、表示画像が生成されるマトリクス型の画像生成装 置と、上記視差バリアとを貼り合わせてなる多重表示装置であって、上記視差バリア の平均ピッチが、上記画像生成装置における画素ピッチと異なる大きさに設定されて いる。
[0055] また、上記視差バリアにおいては、上記遮光層は、第 1のピッチと第 2のピッチとが 所定の周期で発生するようにパターン形成されて ヽる構成とすることができる。
[0056] また、上記視差バリアにおいては、上記遮光層は、複数種類のピッチがランダムに 発生するように形成されて ヽる構成とすることができる。
[0057] また、本発明の視差バリアの製造方法は、透明基板上に、繰り返しパターンを有す る遮光層が形成される視差バリアの製造方法において、上記遮光層は、上記透明基 板上に成膜される金属層または榭脂層をフォトリソグラフイエ程によってパターユング することによって形成されるものであり、上記フォトリソグラフイエ程で用いられるマスク は、上記遮光層の形成部分に対応するスリットのピッチが一定の間隔ではない。
[0058] これにより、多重表示装置に用いられる視差バリアにおいて、画面全体の視認性を 向上させることのできる視差バリアを、精度に限界のあるマスク描画技術を用いて製 造可能とすることができる。
[0059] また、本発明は、上記した主要な特徴から逸脱することなく、他の 、ろ 、ろな形で実 施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず 、限定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示す ものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均 等範囲に属する変形や変更、プロセスは、全て本発明の範囲内のものである。
産業上の利用の可能性
[0060] 本発明は、表示パネルと組み合わせて用いられ、上記表示パネルにおける複数の 表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示可能とさせる視差バリア及び多重表示 装置に関するものであり、例えば、液晶表示パネル、 PDPパネル又は有機 ELパネ ル等の多重表示装置に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 表示パネルと組み合わせて用いられ、上記表示パネルにおける複数の表示方向に 対してそれぞれ異なる画像を表示可能とさせる視差バリアであって、
透明基板上に、繰り返しパターンを有する遮光層が形成されていると共に、 上記遮光層の繰り返しパターンは、一部のピッチが他のピッチとは異なっていること を特徴とする視差バリア。
[2] 前記遮光層の繰り返しパターンは、
第 1のピッチと第 2のピッチとを含み、
上記第 1のピッチと第 2のピッチとがそれぞれ所定の周期で発生するようにパターン 形成されていることを特徴とする請求項 1記載の視差バリア。
[3] 前記遮光層の繰り返しパターンは、複数種類のピッチがランダムに発生するように 形成されていることを特徴とする請求項 1記載の視差バリア。
[4] 表示画像が生成されるマトリクス型の画像生成装置と、上記画像生成装置における 複数の表示方向に対してそれぞれ異なる画像を表示可能とさせる視差バリアとを貼り 合わせてなる多重表示装置であって、
上記視差バリアは、透明基板上に、繰り返しパターンを有する遮光層が形成されて いると共に、
上記遮光層の繰り返しパターンは、一部のピッチが他のピッチとは異なっており、か つ、その平均ピッチが、上記画像生成装置における画素ピッチとは異なる大きさに設 定されて!/ヽることを特徴とする多重表示装置。
[5] 上記遮光層の繰り返しパターンは、
第 1のピッチと第 2のピッチとを含み、
上記第 1のピッチと第 2のピッチとがそれぞれ所定の周期で発生するようにパターン 形成されていることを特徴とする請求項 4記載の多重表示装置。
[6] 上記遮光層の繰り返しパターンは、複数種類のピッチがランダムに発生するように 形成されていることを特徴とする請求項 4記載の多重表示装置。
[7] 表示パネルと組み合わせて用いられ、上記表示パネルにおける複数の表示方向に 対してそれぞれ異なる画像を表示可能とさせる視差バリアの製造方法であって、 透明基板上に、繰り返しパターンを有する遮光層を形成する工程を含み、 上記遮光層は、上記透明基板上に成膜される金属層又は榭脂層をフォトリソグラフ イエ程によってパターユングすることによって形成されるものであり、
上記フォトリソグラフイエ程で用いられるマスクは、上記遮光層の形成部分に対応す るスリットの繰り返しパターンは、一部のピッチが他のピッチとは異なって!/、ることを特 徴とする視差バリアの製造方法。
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