JP2004077778A

JP2004077778A - 光情報出力装置

Info

Publication number: JP2004077778A
Application number: JP2002237819A
Authority: JP
Inventors: Koji Inoue; 井上　浩司; Tomoo Suzuki; 鈴木　知央
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】観察者がシャッタメガネ等の観察補助具を使用せずに鮮明な立体像情報を得ることができ、更には薄型化することができると共に、高い発光効率を有し、高輝度で高速応答性があり、かつ高コントラストの立体像情報を低電圧及び低消費電力で提供することができる光情報出力装置を提供すること。
【解決手段】立体像情報を構成すべき左眼信号Ｌ及び右眼信号Ｒの印加によって所定の光情報が得られるように構成した単位画素部２１が、電子放出源である背面板３１と発光部である前面板３０との組み合わせからなるフラットパネルディスプレイ２９を構成し、単位画素部２１間及び／又は内に設けられたブラックストライプ（又はマトリクス）１８及び／又は３８を有し、単位画素部２１に一対一に対応して光出射側にレンティキュラレンズ１９が設けられている、ＦＥＤ等のフラットパネルディスプレイ２９。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば立体像情報を観察するのに好適な光情報出力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、立体像情報（立体画像）を見るためのテレビジョン（立体テレビ）としては、主に、シャッターメガネ方式を用いて立体画像を見る構造が用いられている。
【０００３】
例えば、このシャッターメガネ方式の一種である時分割シャッターメガネ方式は、観察者の左眼又は右眼に対応した自然光（可視光）画像を、通常のテレビジョンではフィールドごとに交互に切り替えて表示し、かつ表示画像に同期して明状態又は暗状態となるシャッターメガネを掛けて見るシステムであり、ディスプレイによるフルカラー表示とシャッターメガネとにより、比較的容易にカラー立体画像を見ることができる。
【０００４】
しかし、このシステムでは、専用のシャッターメガネを掛けなければ、通常のテレビジョン画像を見るような感覚で立体画像を楽しむことは出来なかった。更に、このシステムでは、１つの画素内に、立体像情報を構成する右眼信号と左眼信号とを個別に認識できない程度の速度で交互に入力する必要があるために、現行のＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）方式のようにアナログ方式のテレビジョン等では、高速で電子ビームを振る必要があり、多くの消費電力が要求される。
【０００５】
ところで、上述のような画像の立体視を行うためのディスプレイ装置としては、例えば極薄型フラットパネルディスプレイである冷陰極電界電子放出型ディスプレイ装置（ＦＥＤ：　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）等の電界放出型発光装置がある。これは、パネル内部に電子放出源となる背面板を設け、この背面板の各画素領域内に電子放出材料からなる多数の電子放出部を形成し、所定の電気信号に応じて対応する画素領域の電子放出部を励起することにより電子を放出し、前面板の蛍光体に入射させてこれを光らせる構造のものが知られている。
【０００６】
この場合、電子放出源である背面板では、例えば、帯状に形成された複数本のカソード電極と、このカソード電極の上部においてカソード電極層と対向して帯状に形成された複数本のゲート電極とが設けられ、これらのカソード電極とゲート電極との各対向領域がそれぞれ１画素を形成している。
【０００７】
図１２及び図１３を参照して、上記した電子放出源となる背面板８１と、螢光体を設けた前面板８０とからなるフラットパネルディスプレイとしてのＦＥＤ７９について説明する。
【０００８】
図１２に示すように、背面板８１においては、例えばガラス基板５１の表面上に帯状の複数本のカソード電極５４が形成され、これらのカソード電極５４上に絶縁層５８が形成され、更にその上に各カソード電極層５４と対向した帯状の複数本のゲート電極５９が形成され、各カソード電極５４と共にマトリクス構造を構成している。各カソード電極５４及び各ゲート電極５９は制御手段７７にそれぞれ接続されて駆動制御される。
【０００９】
カソード電極５４とゲート電極５９との各対向領域においては、ゲート電極５９と絶縁層５８とを貫通して、カソード電極５４の表面に達する多数の孔部６３が形成され、これらの孔部６３の底部となるカソード電極５４の表面に電子放出部６４が設けられている。この電子放出部６４が冷陰極を構成する。
【００１０】
この電子放出部６４は、電子放出材料、例えばモリブデンよりなり、略円錐体に形成されている。そして各電子放出部６４の先端部は、ゲート電極５９に形成された電子通過用のゲート部５９ａの高さに略位置している。このように、カソード電極５４とゲート電極５９との交差領域には、多数の電子放出部６４が設けられて画素領域が形成され、１つの画素部（ピクセル）を構成している。
【００１１】
上記した背面板８１において、制御手段７７により所定のカソード電極５４とゲート電極５９とを選択し、これらの間に所定の電圧を印加することにより、カソード電極５４とゲート電極５９との対向領域、即ち、画素領域内の全ての電子放出部６４とゲート電極５９との間に所定の電界が生じ、電子放出部６４の先端からトンネル効果によって電子が放出される。
【００１２】
図１３は、背面板８１を用いたＦＥＤ７９の例を示すが、ガラス基板５１上に電子放出部６４を多数配置したカソード側の背面板８１と、この背面板８１に対し電子放出方向に所定の間隔をもって配置されたアノード側（アノード電極は図示省略）の前面板８０とが設けられ、この前面板８０において、複数の電子放出部６４と対向する位置に、カソード電極５２と直交して配置された帯状のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各蛍光体６５、６６、６７の集合体が、ブラックストライプ（又はマトリクス）６８と交互に形成され、複数の電子放出部６４を有する背面板８１とＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体６５、６６、６７を有する前面板８０との間が真空状態に保たれる構造となっている。
【００１３】
次に、図１２及び図１３を参照して、ＦＥＤ７９の動作について述べる。画素部を構成する所定の画素領域を有する背面板８１において、その電子放出部６４と一致する対向領域を有するカソード電極５４とゲート電極５９とを制御手段７７によって選択し、所定の電圧を印加し、これにより、背面板８１の電子放出部６４は励起されて電子が放出され、カソード電極５４とゲート電極５９との間に印加された電圧によって電子は加速され、更にアノード電極（図示せず）の方向へ吸引され、Ｒ、Ｇ、Ｂ蛍光体６５、６６、６７と衝突して可視光を出射し、画像を形成するものである。
【００１４】
この構造によれば、ディスプレイをフラット（薄型化）にすることができると共に、効率よく電子を蛍光体に衝突させることができて高い発光効率を有することができ、高輝度で高速応答性があり、かつ高コントラストの平面画像を低電圧及び低消費電力で提供することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、平面画像を得るには上述のフラットパネルディスプレイ、特にＦＥＤが有効であるが、立体画像を提供する際には下記のような問題が生じることがある。
【００１６】
即ち、このフラットパネルディスプレイは、左眼用及び右眼用の各信号による発光画素部を構成単位として、それぞれの可視光を分離して発光する必要があるが、これらの発光光はフラットパネルディスプレイの前面に対して垂直方向に出射するために、一部の可視光が観察者の眼に入り難くなる共に、左眼用及び右眼用の出射光が明確に分離して左右の眼にそれぞれ入射することが困難となり、高画質、高コントラストの立体画像を形成するのが難しい。これでは、ＦＥＤ等の優れた性能が、立体画像を得る上では発揮されないことになる。
【００１７】
そのために、鮮明な立体画像を観察するためには、従来のようにシャッタメガネ等の観察補助具を用いなければならない。
【００１８】
また、隣接する単位画素部又は左眼及び右眼の画素構成部分が比較的接近して設けられているために、発光時に、隣接する単位画素部又は画素構成部分からの発光（可視光）の一部が互いに交差して干渉し合い、本来混じり合うべきでない光信号同士がクロストーク現象を生じてしまい、画素間で光情報が混じり合って画質低下を招き、或いは鮮明な立体像情報の形成に欠かせない左眼信号と右眼信号との完全な分離が難しくなる。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、観察者が観察補助具を使用せずに鮮明な立体像情報を得ることができ、更には薄型化、高発光効率、高輝度、高速応答性が可能であり、かつ高コントラストの立体像情報を低電圧及び低消費電力で提供することができる、光情報出力装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、立体像情報を構成すべき少なくとも第１信号及び第２信号の印加によって所定の光情報が得られるように構成した単位画素部と、前記単位画素部間及び／又は内に設けられた非画像部とを有し、前記単位画素部に対応して光出射側にレンティキュラレンズが設けられている、光情報出力装置（以下、本発明の第１の装置と称する。）に係るものである。
【００２１】
本発明の第１の装置によれば、前記単位画素部間及び／又は内に設けられた非画像部を有すると共に、前記単位画素部に対応して光出射側にレンティキュラレンズが設けられているために、シャッタメガネ等を用いることなしに、それぞれの前記単位画素部から出射する出射光が、前記レンティキュラレンズを通過する際に屈折して所定の方向、特に立体像情報を観察する者に対して必要な方向（左眼又は右眼への入射方向）に確実に変化し、また隣接する前記単位画素部間及び／又は内に存在する前記非画像部によって、それぞれの前記単位画素部又は単位画素構成部分から出射する前記出射光が出射後に交差して互いに干渉し合って光情報を乱すことがなく、相互に十二分に分離されることができ、シャッタメガネ等を用いることなしに、前記観察者等に対して鮮明な前記立体像情報を提供することができる。
【００２２】
本発明は又、立体像情報を構成すべき少なくとも第１信号及び第２信号の印加によって所定の光情報が得られるように構成した単位画素部が、電子放出源と発光部との組み合わせからなる電界放出型発光装置を構成し、前記単位画素部に対応して光出射側にレンティキュラレンズが設けられている、光情報出力装置（以下、本発明の第２の装置と称する。）に係るものである。
【００２３】
本発明の第２の装置によれば、前記単位画素部が電子放出源と発光部との組み合わせからなる電界放出型発光装置を構成し、前記単位画素部に対応して前記光出射側に前記レンティキュラレンズが設けられているために、シャッタメガネ等を用いることなしに、それぞれの前記単位画素部から出射する出射光が、前記レンティキュラレンズを通過する際に屈折して所定の方向、特に立体像情報を観察する者に対して必要な方向（左眼又は右眼への入射方向）に確実に変化し、それぞれの前記単位画素部から出射する前記出射光が出射後に交差して互いに干渉し合って光情報を乱すことが少なく、相互に分離されることができ、前記観察者等に対して鮮明な前記立体像情報を提供することができると共に、前記電界放出型発光装置が有する薄型、高発光効率、高輝度、高速応答性、高コントラスト、低電圧、低消費電力という高性能を立体像情報を得る上でも有効に発揮することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の装置においては、例えば外光の反射によるハレーションを防止するためには、前記単位画素部間のブラックストライプ又はブラックマトリクス等の前記非画像部の中間位置まで前記レンティキュラレンズが存在しているか、或いは前記非画像部の位置は前記レンティキュラレンズが存在しない平坦面となっているのが望ましい。これは、本発明の第２の装置でも同様である。
【００２５】
また、本発明の第１及び第２の装置においては、明確な３次元画像情報を得るために、３次元画像情報を構成すべき少なくとも前記第１信号及び前記第２信号の印加によって所定の光情報が得られるように構成した、左眼信号部及び右眼信号部からなる単位画素部を有し、更に望ましくは前記単位画素部間及び／又は内に設けられたブラックストライプ又はブラックマトリクスである前記非画像部を有し、前記単位画素部に対応して光出射側に前記レンティキュラレンズが設けられ、デジタル情報を入、出力可能なフラットパネルディスプレイ装置として構成されるのが望ましい。
【００２６】
また、本発明の第１の装置は、前記フラットパネルディスプレイ装置が、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ及び電子泳動型ディスプレイからなる群より選ばれた一種のディスプレイ装置からなっているのがよく、本発明の第２の装置では特にＦＥＤ等の電界放出型発光装置を構成する。
【００２７】
また、良好な光情報出力を得るには、μ秒以上の応答速度を有するのがよい。
【００２８】
また、前記第１信号及び第２信号にそれぞれ相当する左眼及び右眼信号によりそれぞれ動作させるために、赤色（Ｒ）蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光体及び青色（Ｂ）蛍光体の配列の一対の組み合わせを１画素とするのが望ましい。
【００２９】
また、立体像情報を形成するために、左眼信号を入力する領域と右眼信号を入力する領域とを前記単位画素部内に有するのが望ましい。
【００３０】
また、左眼信号と右眼信号とを明確に分離するために、前記レンティキュラレンズの配列周期と前記単位画素部の配列周期とが同一であり、前記レンティキュラレンズによる焦点位置が画像面に存在するのが望ましい。
【００３１】
また、前記単位画素部を構成するサブピクセル間の間隔が１００μｍ以下であるのが望ましい。ここでサブピクセルは、Ｒ、Ｇ、Ｂの個々の蛍光体とこの蛍光体に対応する個々の電子放出部との対を表すものとする。
【００３２】
また、隣接する前記単位画素部間の間隔が１００μｍ以下であるのが望ましい。
【００３３】
また、前記単位画素部の周期方向の長さが１００μｍ以下であるのが望ましい。
【００３４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を図面の参照下に具体的に説明する。
【００３５】
第１の実施の形態
まず、本実施の形態によるフラットパネルディスプレイの構造を図１及び図２について説明する。ここで、図１はフラットパネルディスプレイ（ここでは主としてＦＥＤ）２９の概略断面図（ａ）及びこの一部の概略平面図（ｂ）であり、図２はその概略斜視図である（図１は図２のＸ−Ｘ’線断面図である）。
【００３６】
図１及び図２に示すように、背面板３１は、例えばガラス基板１の表面上に帯状の複数本のカソード電極２が形成され、これらのカソード電極２の上に触媒層７と絶縁層８とがこの順に形成されていて、更にその上に各カソード電極層２と交差対向して帯状に複数本のゲート電極９が形成され、カソード電極２とゲート電極９とでマトリクス構造を構成している。各カソード電極２及び各ゲート電極９は、制御手段（図示せず）にそれぞれ接続されて駆動制御される。
【００３７】
カソード電極２とゲート電極９との各対向領域においては、ゲート電極９及び絶縁層８を貫通して触媒層７の表面まで達する多数の例えば略円形の孔部１３が形成され、この孔部１３の底面の上を被覆して例えばカーボンナノチューブからなる膜状の電子放出部１４が形成されている。
【００３８】
上記の制御手段により所定のカソード電極２とゲート電極９を選択し、これらの間に所定の電圧を印加することにより、カソード電極２とゲート電極９との対向領域、即ち、画素領域内の電子放出部１４とゲート電極９の各ゲート部との間に所定の電界が生じ、孔部１３内の電子放出部１４からトンネル効果によって電子が放出される。
【００３９】
ここで注目すべきことは、アノード電極２０を設けた前面板３０に、各単位画素部（１画素）２１毎にレンティキュラレンズ１９を光出射側に凸状に形成すると共に、前面板３０の内面には更に、左眼信号（光）Ｌ１及び右眼信号（光）Ｒ１を出射するためのＲ蛍光体１５、Ｇ蛍光体１６及びＢ蛍光体１７、及びＲ螢光体１５’、Ｇ蛍光体１６’、Ｂ螢光体１７’がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明のアノード電極２０上に設けられていること、左眼信号部と右眼信号部との間にブラックストライプ（又はブラックマトリクス）１８からなる非画像部が設けられていることである。
【００４０】
そして、ゲート電極９とカソード電極２との間に印加された電圧によって電子が加速された後に、アノード電極２０とカソード電極２との間の電界で吸引され、Ｒ蛍光体１５及び１５’、Ｇ蛍光体１６及び１６’、Ｂ蛍光体１７及び１７’にそれぞれの電子が衝突して可視光が外部に放出され、これらの可視光がレンティキュラレンズ１９を屈折通過して出射した後に、左眼信号光及び右眼信号光として観察者の左眼及び右眼にそれぞれ分離して入射し、立体像情報を形成する。
【００４１】
図３は、図１に示した単位画素部２１の複数個を平面方向に連設した構造を示す。ここでは、各単位画素部毎に設けられた互いに隣接するレンティキュラレンズ１９の凸部間（レンティキュラレンズ１９の凸部の端部）は、隣接する単位画素部２１間にも設けられたブラックストライプ（又はブラックマトリクス）３８の中間位置に存在している。このような構造が更に平面方向に連設してフラットパネルディスプレイ２９が構成されている。
【００４２】
次に、図４に示すように、上述の単位画素部２１による画像を観察者が左右の肉眼で観察する際には、まず、電子放出源となる背面板３１（但し、背面板３１は簡略図示している）から放出された電子が、左眼信号を形成するＲ、Ｇ、Ｂ螢光体１５、１６、１７、及び１５’、１６’、１７’に衝突して可視光を生じさせた後に、レンティキュラレンズ１９の凸部にて屈折し、その屈折した可視光が観察者の左眼及び右眼にそれぞれ分離して入射する。
【００４３】
このように、光情報としての可視光が左眼信号光と右眼信号光とにそれぞれ分離した状態で左右の眼にそれぞれ入射することによって、観察者が立体画像を観察することができる。
【００４４】
図５には、この状態を主に出射光で説明するための全体の要部概略図であって、前面板３０とレンティキュラレンズ１９を有する背面板３１とからなるフラットパネルディスプレイ２９において、右眼信号Ｒを有する右眼信号光と左眼信号Ｌを有する左眼信号光とが、レンティキュラレンズ１９で集束されつつ観察者の右眼と左眼とにそれぞれ分離して入射することによって、立体画像を観察することができる。
【００４５】
ここで、半円柱状の凸レンズを配列したレンティキュラレンズ１９の各焦点に例えばストライプ状に分割された、左右の眼に対応した画素構成部分Ｒ、Ｌを配置するものである。このレンティキュラレンズ１９を通して観察者が観察すると、レンティキュラレンズ１９の指向特性に応じて、左眼と右眼とに画像が分離されて立体視できるものであるから、カラーディスプレイとして例えばテレビショッピングやインターネットでの売買等において有効なディスプレイとなる。
【００４６】
なお、観察者に対して鮮明な光情報出力を提供するために、フラットパネルディスプレイ２９がμ秒以上の応答速度を有し、更にレンティキュラレンズ１９の配列周期と単位画素部２１の配列周期とを同一にし、加えてレンティキュラレンズ１９による焦点位置を画像面となるＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体の位置と同一にするのが好ましい。
【００４７】
また、より多くの単位画素部２１をフラットパネルディスプレイ２９に設けて立体画像をより高品質にするために、単位画素部２１のサブピクセル間の間隔、隣接する単位画素部２１間の間隔及び単位画素部２１の周期方向の長さ等をそれぞれ１００μｍ以下とし、好ましくは５０μｍ以下とするのがよい。
【００４８】
本実施の形態においては、また、上記のフラットパネルディスプレイ２９の構造は、デジタル情報を入、出力可能であって、冷陰極電界電子放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）に好適であるが、他にもプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ又は電子泳動型ディスプレイ等としてもよい。
【００４９】
上記したように、本実施の形態は、単位画素部２１に一対一に対応して光出射側にレンティキュラレンズ１９がそれぞれ設けられているために、左眼信号用及び右眼信号用の単位画素部２１から出射する可視光が、レンティキュラレンズ１９を通過して屈折された後に収束して、互いに分離された状態で観察者の左眼及び右眼にそれぞれ入射することになる。また、隣接する単位画素部２１間及び単位画素部２１内にブラックストライプ（又はブラックマトリクス）１８及び３８が存在することによって、それぞれの単位画素部２１から出射する左眼信号光及び右眼信号光、及び各単位画素部内で出射する左眼信号光及び右眼信号光がいずれも、出射後に交差して互いに干渉し合うことを防止できるため、左眼信号及び右眼信号を単位画素部間でも単位画素部内でも乱すことなく分離することができる。
【００５０】
これによって、既述した如きシャッタメガネ等の観察補助具を使用することなしに、観察者に対して鮮明な立体像情報を提供することができる。
【００５１】
また、フラットパネルディスプレイ２９が、電子放出源である背面板３１と発光部となる前面板３０との組み合わせからなるＦＥＤとして構成されているので、薄型化、高発光効率、高輝度、高速応答性、高コントラスト、低電圧及び低消費電力という優れた性能を立体像情報の実現の上でも有効に発揮することができる。
【００５２】
次に、図６〜図８について、上述したフラットパネルディスプレイ２９の電子放出源となる背面板３１の製造方法を例示する（但し、図６〜図８は、図２のＹ−Ｙ’線断面である）。
【００５３】
まず、図６（ａ）に示すように、ガラスからなる基板１を用意し、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板１上にカソード電極２を形成するための第１のフォトレジスト４を形成し、その後にこのフォトレジスト４を選択的にストライプ形状にパターニングし、ガラス基板１の上面と隣接する第１のフォトレジスト４の側面とからなる複数の第１の溝部３を形成する。
【００５４】
或いは、ガラス基板１上にニオビウム、モリブデン又はクロム等からなる厚さ約３００ｎｍ程度の導体膜を成膜し、その後、写真製版法又は反応性イオンエッチング法によりこの導体膜を例えばライン形状に加工して、カソード電極２を直接形成してもよい。
【００５５】
図６（ｂ）の工程後に、図６（ｃ）に示すように、カソード電極２を形成するための溝部３にスパッタ法によりＡｌ等を被着させてカソード電極２を形成する。この工程においてはスパッタ法を用いたが、その他にも電子ビーム蒸着法等を用いてもよい。なお、Ａｌ２はフォトレジスト４上にも堆積するが、これは下記のリフトオフで除去する。
【００５６】
次に、図６（ｄ）に示すように、Ａｌが堆積したフォトレジスト４の部分を、例えばアセトンを用いて溶解してその上のＡｌをリフトオフすることにより、所望のカソード電極２を選択的に残し、隣接するカソード電極２の側面とガラス基板１の上面とからなる第２の溝部５を形成する。
【００５７】
次に、図６（ｅ）に示すように、触媒層７を形成する領域に溝状部を形成するように、第２のフォトレジスト６を溝部５中にこの溝部５の高さ以上の高さとなるように、パターニングする。
【００５８】
この後に、図６（ｆ）に示すように、第２のフォトレジスト６の側面とカソード電極層２の上面とで構成される空間に、スパッタ法により例えばＮｉを被着させて触媒層７を形成する。この工程においてもスパッタ法を用いたが、スパッタ法に限定しなくてもよい（以下の工程においても同様とする）。また、触媒層７の材質としてＮｉを用いたが、触媒作用があれば、他の金属を用いてもよい。ここで、Ｎｉは第２のフォトレジスト６上にも堆積するが、これは下記のリフトオフで除去する。
【００５９】
次に、図７（ｇ）に示すように、例えばアセトン等を用いてＮｉの堆積したフォトレジスト６の部分を溶解してその上のＮｉをリフトオフすることによって、Ｎｉからなる触媒層７をカソード電極２上に選択的に残す。
【００６０】
次に、図７（ｈ）に示すように、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて、ガラス基板１上のカソード電極２及び触媒層７を覆うようにして、絶縁層８の構成材質となるＳｉＮを所定の厚さに被着させる。
【００６１】
この被着にはＣＶＤ法を用いたが、印刷法やスピンコート法等を用いてもよく、また絶縁層７の材質としてＳｉＮを用いたが、ＳｉＯ_２でもよい。また、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ_２）をスパッタリング法又は化学蒸着法により、ガラス基板１上に成膜して、厚さ１μｍの絶縁層８を形成してもよい。
【００６２】
その後、図７（ｉ）に示すように、例えばスパッタ法等を用いてＣｒとＡｕとをこの順に堆積させてゲート電極材料層９Ａを形成する。
【００６３】
次に、図７（ｊ）に示すように、触媒層７上のゲート電極９及び絶縁層８の部分に孔部１３を形成するために、ゲート電極材料層９Ａ上に第３のフォトレジスト１０を形成した後に、これを選択的にパターニングして、フォトレジスト１０の側面とゲート電極材料層９Ａの上面とからなる第３の溝部１１を形成する。
【００６４】
なお、絶縁層８上に、例えばニオビウム又はモリブデンのゲート電極材料を成膜し、その後、写真製版法及び反応性イオンエッチング法によりこの導体膜をカソード電極２と交差するライン状に形成して、厚さ２００ｎｍ程度のゲート電極９を形成してもよい。
【００６５】
図７（ｊ）の工程後は、図８（ｋ）に示すように、溝部１１の底部のＣｒ及びＡｕからなるゲート電極材料層９Ａの部分をウエットエッチング法等によって選択的にエッチングして、隣接するゲート電極９の側面と絶縁層８の上面とからなる第４の溝部１２を形成する。
【００６６】
次に、図８（ｌ）に示すように、例えばアセトン等を用いてゲート電極９上のフォトレジスト１０を溶解する。
【００６７】
次に、図８（ｍ）に示すように、Ｃｒ及びＡｕからなるゲート電極９をマスクとして用い、ドライエッチング法、写真製版法又はプラズマエッチング法等によって、絶縁層８を触媒層７の表面に至るまでエッチングし、この開口部を孔部１３とする。
【００６８】
次に、図８（ｎ）に示すように、例えば化学的気相成長法を用いて、孔部１３の底部の触媒層７上に、例えば厚さ５０ｎｍのカーボンナノチューブ構造を有する電子放出部１４を形成する。
【００６９】
この電子放出部１４の形成方法については、例えばヘリコンプラズマＣＶＤ装置を用いて、以下に示すプラズマＣＶＤ条件下でカーボンからなるナノチューブ状の電子放出部１４を触媒層７上に形成することができる。
【００７０】
原料ガス　　　：ＣＨ_４／Ｈ_２＝５０／５０ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｃ　ｐｅｒ　ｍｉｎｕｔｅ）
電源パワー　　：１５００Ｗ
支持体印加電力：１００Ｖ
プラズマ密度　：３×１０^１２／ｃｍ^３
反応圧力　　　：０．１Ｐａ
支持体温度　　：３００℃
電子温度　　　：６．５ｅＶ
イオン電流密度：２５ｍＡ／ｃｍ^２
である。
【００７１】
なお、電子放出部１４を構成するカーボンの結晶性を変化させるために、合成条件は随時変化させてもよい。また、電子放出特性を向上させるために、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、ラドン（Ｒｎ）等の希ガス、水素（Ｈ_２）及びアンモニア（ＮＨ_３）のうちの少なくとも２種類以上の混合ガスにより、触媒層７の表面をプラズマ処理することで、触媒層７の表面の酸化膜を除去し、表面を活性化してもよい。
【００７２】
このようにすれば、電子放出部１４がチューブ状又は繊維状の構造からなる平坦形状となるので、閾値電界を低くすることができ、消費電力が抑えられ、電子放出効率を非常に高くすることができ、また強度的にも十分となる。
【００７３】
他方、図１（ａ）に示したように、観察者側に凸部が配置されたレンティキュラレンズ１９の裏面（又は、レンティキュラレンズ１９を設けたガラス基板）にＩＴＯ等からなるアノード電極２０を形成し、この上に、左眼信号用のＲ蛍光体１５、Ｇ蛍光体１６及びＢ蛍光体１７、右眼信号用のＲ蛍光体１５’、Ｇ蛍光体１６’及びＢ蛍光体１７’、及びブラックストライプ（又はブラックマトリクス）１８、３８等を形成して、アノードパネルである前面板３０を構成し、上記に得られたカソードパネルである背面板３１と組み合わせ、これらの間を真空状態にして封止することによって、フラットパネルディスプレイ２９を作製する。
【００７４】
ここで、作製上の注意点として、単位画素部２１からの出射光を観察者の左眼及び右眼に分離して入射させるために、レンティキュラレンズ１９の凸部分と単位画素部２１とがそれぞれ一対一に対応した状態で、真空封止を行うことが必要である。
【００７５】
第２の実施の形態
本実施の形態は、図９に示すように、平面方向に単位画素部２１を連設した構造のフラットパネルディスプレイ２９において、レンティキュラレンズ１９の隣接する凸部の端部間においてブラックストライプ（又はマトリクス）３８上に平坦部２６を連設している以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００７６】
本実施の形態においては、フラットパネルディスプレイ２９の外部からの外光が、レンティキュラレンズ１９の凸部間の平坦部２６に入射し、平坦部２６の平坦面によって正反射して、観察者の左右の眼に入射し難くなるので、ハレーションを起こし難くなり、コントラストが向上し、観察者が画像を観察し易くなる。
【００７７】
その他、本実施の形態においては、上述の第１の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【００７８】
第３の実施の形態
本実施の形態は、図１０に示すように、単位画素部２１から構成されるフラットパネルディスプレイ２９において、上述のカーボンナノチューブの替わりに、高融点金属材料等からなるマイクロチップをスピントタイプの電子放出部１４として設けて冷陰極を構成する以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００７９】
この電子放出部１４となるマイクロチップは、電子放出材料、例えばモリブデンよりなり、略円錐体に形成される。そしてこのマイクロチップの先端部は、ゲート電極層９の高さに略位置している。
【００８０】
このようなマイクロチップを設けた電子放出源となる背面板３１においては、制御手段（図示せず）により所定のカソード電極２とゲート電極９を選択し、これらの間に所定の電圧を印加することにより、カソード電極２とゲート電極９との対向領域、即ち、画素領域内の全てのマイクロチップとゲート電極９との間に所定の電界が生じ、マイクロチップの先端からトンネル効果によって電子が放出される。尚、このときの印加電圧は、マイクロチップの材料がモリブデンである場合、マイクロチップの円錐体の先端部付近の電界の強さが１０８〜１０１０Ｖ／ｍ程度となる電圧値にする。
【００８１】
この構造においては、電子放出部１４の先端部の電子放出用の面積が小さいために、電子放出用の電子の出力を集中し、高めることができる。
【００８２】
その他、本実施の形態においても、上述の第１の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【００８３】
第４の実施の形態
本実施の形態は、図１１に示すように、フラットパネルディスプレイ２９にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ：以下、同様とする。）ディスプレイを用いる以外は、第１の実施の形態と同様である。
【００８４】
まず、詳細は図示しないが、ＬＥＤディスプレイ２２からなる背面板３１を作成した後に、その表面にスピンコート法等を用いて透明な接着剤を塗布する。
【００８５】
この後に、レンティキュラレンズ１９の平坦な裏面に設けられ、単位画素部を構成する左眼信号及び右眼信号としてのＲカラーフィルタ２３、Ｇカラーフィルタ２４、Ｂカラーフィルタ２５、及びＲカラーフィルタ２３’、Ｇカラーフィルタ２４’、Ｂカラーフィルタ２５’と、レンティキュラレンズ１９とからなる前面板３０を、上記接着剤の塗布された前面板３１の表面に接着する。
【００８６】
この時に、単位画素部２１とレンティキュラレンズ１９の凸部分とが一対一に対応するように配置して、レンティキュラレンズ１９をＬＥＤディスプレイ２２上に設ける。
【００８７】
この構造においては、ＬＥＤディスプレイ２２から出射した光が、左眼信号光と右眼信号光とにそれぞれ分離し、左眼信号を形成するＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルタ２３、２４、２５、右眼信号を形成するＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルタ２３’、２４’、２５’をそれぞれ通過した後に、レンティキュラレンズ１９の凸部にて屈折してその屈折光が収束しつつ観察者の左眼及び右眼に入射することによって、観察者が立体画像を見ることができ、上述の第１の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得ることができる。
【００８８】
以上に述べた本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて更に変形が可能である。
【００８９】
例えば、上述した電子放出部１４のカーボンナノチューブ等の厚みや形成方法は、本発明の目的が達成される範囲内で様々に変化させることができる。また、こうしたカーボンナノチューブを含む電子放出部１４の作製方法や各部の材質、形状等も種々変更できる。
【００９０】
また、レンティキュラレンズ１９の大きさ、形状、材質、取り付け位置等や、電子放出源となる背面板３１の層構成やパターン、孔部１３の形状や配置、カソード電極２及びゲート電極９の配置やパターンも種々変更してよい。上述のブラックストライプ（又はマトリクス）は、各単位画素部間と各単位画素部内の双方に設けるのがよいが、いずれか一方に設けてもよい。
【００９１】
また、上述のフラットパネルディスプレイの各構造部分の形成方法としては、レーザアブレーション法（レーザ光照射を利用した堆積法）、スパッタ法（例えばＡｒガスを用いたスパッタリング）、ＣＶＤ、真空蒸着法（物理蒸着法）等を適宜用いてもよい。
【００９２】
また、上述した電子放出源となる背面板３１の構造は、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ：　電界放出型ディスプレイ）に好適であるが、対向する螢光面パネルである前面板３０の構造や各部のパターン及び材質等は、上述したものに限られず、またその作製方法も種々に採用できる。そして、ＦＥＤの場合には、その出射光の指向性が良好なため、上述したブラックストライプ（又はマトリクス）を必ずしも設けることはない。
【００９３】
なお、上述した電子放出源の用途は、ＦＥＤ又はそれ以外のディスプレイに限定されることはなく、出射された信号先を光電変換素子に入射させ、これを電気信号に変換する等、光通信又は光信号処理用のデバイスにも適用可能である。
【００９４】
【発明の作用効果】
上述したように、本発明の第１の装置によれば、前記単位画素部間及び／又は内に設けられた非画像部を有すると共に、前記単位画素部に対応して光出射側にレンティキュラレンズが設けられているために、シャッタメガネ等を用いることなしに、それぞれの前記単位画素部から出射する出射光が、前記レンティキュラレンズを通過する際に屈折して所定の方向、特に立体像情報を観察する者に対して必要な方向（左眼又は右眼への入射方向）に確実に変化し、また隣接する前記単位画素部間及び／又は内に存在する前記非画像部によって、それぞれの前記単位画素部から出射する前記出射光が出射後に交差して互いに干渉し合って光情報を乱すことがなく、相互に十二分に分離されることができ、シャッタメガネ等を用いることなしに、前記観察者等に対して鮮明な前記立体像情報を提供することができる。
【００９５】
また、本発明の第２の装置によれば、前記単位画素部が電子放出源と発光部との組み合わせからなる電界放出型発光装置を構成し、前記単位画素部に対応して前記光出射側に前記レンティキュラレンズが設けられているために、シャッタメガネ等を用いることなしに、それぞれの前記単位画素部から出射する出射光が、前記レンティキュラレンズを通過する際に屈折して所定の方向、特に立体像情報を観察する者に対して必要な方向（左眼又は右眼への入射方向）に確実に変化し、それぞれの前記単位画素部から出射する前記出射光が出射後に交差して互いに干渉し合って光情報を乱すことが少なく、相互に分離されることができ、前記観察者等に対して鮮明な前記立体像情報を提供することができると共に、前記電界放出型発光装置が有する薄型、高発光効率、高輝度、高速応答性、高コントラスト、低電圧、低消費電力という高性能を立体像情報を得る上でも有効に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるフラットパネルディスプレイ（主にＦＥＤ：以下、同様）の一部の概略断面図（ａ）及び前面板の概略平面図（ｂ）である。
【図２】同、フラットパネルディスプレイの要部を示す概略斜視図である。
【図３】同、フラットパネルディスプレイの一部の概略断面図である。
【図４】同、フラットパネルディスプレイの概略断面図である。
【図５】同、フラットパネルディスプレイの概略断面図である。
【図６】同、フラットパネルディスプレイを作製する工程を順次示す断面図である。
【図７】同、フラットパネルディスプレイを作製する工程を順次示す断面図である。
【図８】同、フラットパネルディスプレイを作製する工程を順次示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態によるフラットパネルディスプレイの一部の概略断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態によるフラットパネルディスプレイの一部の概略断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態によるフラットパネルディスプレイの一部の概略断面図である。
【図１２】従来例によるフラットパネルディスプレイの背面板の断面図である。
【図１３】同、背面板を用いたディスプレイの要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、２…カソード電極、４、６、１０…第１のフォトレジスト、
７…触媒層、８…絶縁層、９…ゲート電極、１３…孔部、１４…電子放出部、
１５、１５’…Ｒ蛍光体、１６、１６’…Ｇ蛍光体、
１７、１７’…Ｂ蛍光体、
１８、３８…ブラックストライプ（又はマトリクス）、
１９…レンティキュラレンズ、２０…アノード電極、２１…単位画素部、
２２…ＬＥＤディスプレイ、２３、２３’…Ｒカラーフィルタ、
２４、２４’…Ｇカラーフィルタ、２５、２５’…Ｂカラーフィルタ、
２６…平坦部、２９…フラットパネルディスプレイ、３０…前面板、
３１…背面板、Ｌ…左眼信号、Ｒ…右眼信号

Claims

立体像情報を構成すべき少なくとも第１信号及び第２信号の印加によって所定の光情報が得られるように構成した単位画素部と、前記単位画素部間及び／又は内に設けられた非画像部とを有し、前記単位画素部に対応して光出射側にレンティキュラレンズが設けられている、光情報出力装置。
前記単位画素部間の前記非画像部の中間位置まで前記レンティキュラレンズが存在している、請求項１に記載の光情報出力装置。
前記単位画素部間の前記非画像部の位置は、前記レンティキュラレンズが存在しない平坦面となっている、請求項１に記載の光情報出力装置。
３次元画像情報を構成すべき少なくとも前記第１信号及び前記第２信号の印加によって所定の光情報が得られるように構成した、左眼信号部及び右眼信号部からなる前記単位画素部と、前記単位画素部間及び／又は内に設けられたブラックストライプ又はブラックマトリクスである前記非画像部とを有し、前記単位画素部に対応して光出射側に前記レンティキュラレンズが設けられ、フラットパネルディスプレイ装置として構成された、請求項１に記載の光情報出力装置。
前記フラットパネルディスプレイ装置が、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ及び電子泳動型ディスプレイからなる群より選ばれた一種のディスプレイ装置である、請求項４に記載の光情報出力装置。
左眼及び右眼の画像信号によりそれぞれ動作させるために、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の配列の一対の組み合わせを１画素とする、請求項４に記載の光情報出力装置。
左眼信号を入力する領域と右眼信号を入力する領域とを前記単位画素部内に有する、請求項４に記載の光情報出力装置。
前記レンティキュラレンズの配列周期と前記単位画素部の配列周期とが同一であり、前記レンティキュラレンズによる焦点位置が画像面に存在する、請求項１に記載の光情報出力装置。
立体像情報を構成すべき少なくとも第１信号及び第２信号の印加によって所定の光情報が得られるように構成した単位画素部が、電子放出源と発光部との組み合わせからなる電界放出型発光装置を構成し、前記単位画素部に対応して光出射側にレンティキュラレンズが設けられている、光情報出力装置。
３次元画像情報を構成すべき少なくとも前記第１信号及び前記第２信号の印加によって所定の光情報が得られるように構成した、左眼信号部及び右眼信号部からなる前記単位画素部を有し、前記単位画素部に対応して光出射側に前記レンティキュラレンズが設けられ、フラットパネルディスプレイ装置として構成された、請求項９に記載の光情報出力装置。
基体上に、カソード電極と、前記カソード電極に対向するゲート電極との対向領域において、前記単位画素部のサブピクセル毎に電子放出源が前記カソード電極上に設けられ、この電子放出源と対向して蛍光体が設けられた画像面上に前記レンティキュラレンズが配置されている、請求項９に記載の光情報出力装置。
前記単位画素間及び／又は内に非画像部が設けられている、請求項９に記載の光情報出力装置。
前記非画像部がブラックストライプ又はブラックマトリクスからなる、請求項１２に記載の光情報出力装置。
前記単位画素部間の前記非画像部の中間位置まで前記レンティキュラレンズが存在している、請求項１２に記載の光情報出力装置。
前記単位画素部間の前記非画像部の位置は、前記レンティキュラレンズが存在しない平坦面となっている、請求項１２に記載の光情報出力装置。
左眼及び右眼の画像信号によりそれぞれ動作させるために、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体の配列の一対の組み合わせを１画素とする、請求項１０に記載の光情報出力装置。
左眼信号を入力する領域と右眼信号を入力する領域とを前記単位画素部内に有する、請求項１０に記載の光情報出力装置。
前記レンティキュラレンズの配列周期と前記単位画素部の配列周期とが同一であり、前記レンティキュラレンズによる焦点位置が画像面に存在する、請求項９に記載の光情報出力装置。