JP2007065352A - 立体表示装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
輝度変調型の立体表示装置において、表示装置の透過度を高め、高品位の立体表示を行なうこと。
【解決手段】
撮影装置により得られた画像データ及び距離データから立体画像を表示する立体表示装置２は、第一表示装置１１、第二表示装置１２、画像再生部３１、表示画像部３２、距離情報部３３、同期信号部３４、輝度変調部３５等を備えて構成される。少なくとも第一表示装置１１は、自発光で画像を表示し、パネル自体が光透過性を有する燐光有機ＥＬ表示デバイスを用いて形成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複数の物体像をそれらの輝度を変えて重ねて表示することで、観察者から見て立体像が表示される、輝度変調型の立体表示装置及び方法の技術分野に属する。

従来、電気的に書き換え可能であり、動画の立体表示を可能とする装置として、液晶シャッタ眼鏡方式等が良く知られている。この液晶シャッタ眼鏡はカメラで三次元物体を異なる方向から撮影し、得られた視差情報を含む画像データを合成して１つの画像信号に合成し、２次元表示装置に入力し表示する。観察者は液晶シャッタ眼鏡をかけ、例えば奇数フィールド時に右目用の液晶シャッタを透過状態とし左目用の液晶シャッタを光遮断状態とする。一方、偶数フィールド時に左目用の液晶シャッタが透過状態とし右目用の液晶シャッタを光遮断状態とする。このとき、奇数フィールドに右目用の画像を、偶数フィールドに左目用の画像を同期して表示することで右目用及び左目用の視差を含む画像をそれぞれの目で見ることにより立体像を得るものである。

この液晶シャッタ眼鏡方式では液晶シャッタ眼鏡を用いることが必要であり、例えばテレビ会議の様な場合は不自然である。また、立体視の生理的要因の中で、両眼視差あるいは輻輳と、ピント調整との間で大きな矛盾が生じる。即ち、液晶シャッタ眼鏡方式では、両眼視差及び輻輳は略満足できるが、ピント面が表面にあるため、この矛盾により、眼精疲労等が生じてしまう。

そこで従来から、上述した両眼視差あるいは輻輳と、ピント調整との矛盾を解決するために、観察者の前に二次元表示装置を多数枚表示することにより三次元物体を表示する体積型方式が提案されている。この方式によれば、観察者から見て奥行き方向に標本化された二次元像の集まりを、例えば所定間隔をもって配置された２つの二次元表示装置に表示して、その２つの二次元表示装置間に立体像を形成する。このため、液晶シャッタ眼鏡方式とは異なり、両眼視差あるいは輻輳と、ピント調整との間の矛盾が抑制できるとされている。但し、体積型方式によれば、奥行き方向に離散的であるため、その中間位置の物体や奥行き方向に大きく変化している物体を再現するのが困難である。

そこで従来は、２つの二次元表示装置のそれぞれに表示される画像の輝度に変化を付けることによって、位置が離散的であってもその間の補完することのできる輝度変調型の立体表示方式が、提案されている。この方式によれば、両眼視差あるいは輻輳と、ピント調整との間の矛盾が抑制でき、眼精疲労等を抑制することができる。また、像面の中間位置に存在する物体も、観察者から見ると立体的あるいは三次元的に見え、更に複数の面にある物体も表現できることから立体表示を行う場合のデータ量を大きく減らせる利点があるとされている。

しかしながら、このような輝度変調型の立体表示方式では、後ろの物体が透けて見えるような半透明な物体や、後ろの物体が透けて見えるような表示ができないという問題点がある。

これに対し、複数のハーフミラーを用いて複数の表示装置からの物体像を重ねて表示することで、半透明な物体や後ろの物体が透けて見えるような表示を可能ならしめる、輝度変調型の立体表示方式が、例えば特開２０００−１１５８１２号公報に提案されている。

しかしながら、この方式の場合、複数のハーフミラー等の光学要素を複数含んでなるた
め、その装置の構成は比較的大きく且つ複雑なものであり、装置の小型化軽量化あるいは低コスト化といった当該技術分野における一般的要請に応えるのは困難である。

これに対し、特開２００４−２９７５０号公報（特許文献１）には、小型で簡素な構成を有し、しかも高度な立体表示を行える輝度変調型の立体表示装置及び方法が開示されており、表示手段としてたとえば有機ＥＬ表示デバイスを使用できることも記載されている。

しかしながら、このような立体表示装置及び方法には、表示される立体画像が充分に鮮明ではないという問題点がある。
特開２００４−２９７５０号公報

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、画像を鮮明に立体表示できる輝度変調型の立体表示装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究し、本発明を完成させた。本発明は以下の〔１〕〜〔２４〕に関する。

〔１〕
観察者の同一視線上に所定距離を隔てて相前後して配置された複数の表示手段と、
前記観察者から見て立体像が表示されるように、前記複数の表示手段のそれぞれにおけるほぼ同一の画面位置に、同一の物体から得られた像を相互に輝度を変えて表示するように前記複数の表示手段を制御する制御手段と
を備えており、
前記表示手段の全て又は前記観察者から見て最後方に配置された表示手段を除く表示手段の少なくとも一つは、自発光であって且つ光透過性を備える画像表示面を有する表示用デバイスから構成され、
前記表示用デバイスは、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子を含んでなることを特徴とする立体表示装置。

〔２〕
前記制御手段は、
前記物体像として表示される物体が前記観察者から見て近くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち前方に配置された表示手段が後方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御し、
前記物体が前記観察者から見て遠くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段が、前方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御することを特徴とする上記〔１〕に記載の立体表示装置。

〔３〕
前記制御手段は更に、前記前方にある表示手段と前記後方にある表示手段との合成された輝度が所定値であるように、前記複数の表示手段を制御することを特徴とする上記〔２〕に記載の立体表示装置。

〔４〕
前記制御手段は、前記物体を撮影するときの撮影手段から前記物体までの距離に基づい
て、前記輝度を制御することを特徴とする上記〔２〕又は〔３〕に記載の立体表示装置。

〔５〕
前記輝度を所望値に設定可能な入力手段を更に備えたことを特徴とする上記〔２〕〜〔４〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔６〕
前記表示用デバイスから構成される表示手段は、前記観察者に向かう方向の発光量が、前記観察者から遠ざかる方向の発光量より大きくなるように自発光することを特徴とする上記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔７〕
前記表示用デバイスから構成される表示手段の裏面に、ハーフミラーを更に備えたことを特徴とする上記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔８〕
前記表示用デバイスから構成される表示手段の裏面に、前記観察者から遠ざかる方向の光透過量が前記観察者に向かう方向の光透過量より小さいフィルタを更に備えたことを特徴とする上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔９〕
前記表示用デバイスから構成される表示手段の裏面に、偏光板を更に備えたことを特徴とする上記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔１０〕
前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段の表面に、反射防止処理が施されていることを特徴とする上記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔１１〕
前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段の表面に、反射防止膜が設けられたことを特徴とする上記〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔１２〕
前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段の表面に、光散乱板が設けられたことを特徴とする上記〔１〕〜〔１１〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔１３〕
前記最後方の表示手段は、前記表示用デバイスとは異なり、光透過性を備えない画像表示面を有する他の表示用デバイスから構成されることを特徴とする上記〔１〕〜〔１２〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔１４〕
前記燐光発光性化合物が、燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする上記〔１〕〜〔１３〕のいずれかに記載の立体表示装置。

〔１５〕
観察者の同一視線上に所定距離を隔てて相前後して配置された複数の表示手段を備えており、
前記表示手段の全て又は前記観察者から見て最後方に配置された表示手段を除く表示手段の少なくとも一つは、自発光であって且つ光透過性を備える画像表示面を有する表示用
デバイスから構成される立体表示装置を用いた立体表示方法であって、
前記観察者から見て立体像が表示されるように、前記複数の表示手段のそれぞれにおけるほぼ同一の画面位置に、同一の物体から得られた像を相互に輝度を変えて表示するように前記複数の表示手段を制御する制御工程を備え、
前記表示用デバイスは、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子を含んでなる
たことを特徴とする立体表示方法。

〔１６〕
前記制御工程は、
前記物体像として表示される物体が前記観察者から見て近くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち前方に配置された表示手段が後方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御する工程と、
前記物体が前記観察者から見て遠くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段が、前方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御する工程と
を含むことを特徴とする上記〔１５〕に記載の立体表示方法。

〔１７〕
前記制御工程は更に、前記前方にある表示手段と前記後方にある表示手段との合成された輝度が所定値であるように、前記複数の表示手段を制御する工程を含むことを特徴とする上記〔１６〕に記載の立体表示方法。

〔１８〕
前記制御工程は、前記物体を撮影するときの撮影手段から前記物体までの距離に基づいて、前記輝度を制御する工程を含むことを特徴とする上記〔１５〕〜〔１７〕のいずれかに記載の立体表示方法。

〔１９〕
前記燐光発光性化合物が、燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする上記〔１５〕〜〔１８〕のいずれかに記載の立体表示方法。

〔２０〕
上記〔１〕〜〔１４〕のいずれかに記載の立体表示装置を備えた表示装置。
〔２１〕
コンピュータ用ディスプレイ、テレビ用ディスプレイ、携帯端末用ディスプレイ、携帯電話用ディスプレイ、カーナビゲーション用ディスプレイまたはビデオカメラのビューファインダーである前記〔２０〕の表示装置。

〔２２〕
上記〔１〕〜〔１４〕のいずれかに記載の立体表示装置を備えた照明装置。

〔２３〕
上記〔１〕〜〔１４〕のいずれかに記載の立体表示装置を備えたインテリア。

〔２４〕
上記〔１〕〜〔１４〕のいずれかに記載の立体表示装置を備えたエクステリア。
本発明の立体表示装置によれば、観察者の同一視線上にそれぞれ、所定距離を離して複数の表示手段が配置されている。その表示手段としては、自ら表示する画像を発光するこ
とで画像を表示し、且つ、少なくとも非発光時には、後方からの光を透過する表示用デバイスが用いられる。制御手段による制御下で、これら表示手段のそれぞれに、同一の物体から得られた像（例えば、同一の物体像、同一の物体から得られた大きさの異なる像等）を、ほぼ同一の画面位置に相互に輝度を変えて表示することで、観察者は、前方に配置された表示手段に表示される画像と、その表示手段を透過して、後方に配置された表示手段に表示される画像を重ねてみることができる。即ち、視線上に位置する観察者は、輝度変調型の立体画像を見ることができる。

本発明では、このように配置された複数の表示手段の全て又は最後方に配置された表示手段を除く表示手段の少なくとも一つは、自発光であって且つ光透過性を備える画像表示面を有する表示用デバイスを用いて構成される。そしてこの表示用デバイスとしては、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子を含んでなる表示デバイス（以下「燐光有機ＥＬ表示デバイス」ともいう。）が用いられる。

他方、最後方にある表示手段は、その後方から来る画像は存在しないので、光透過性を有しなくても良い。これには、燐光有機ＥＬ表示デバイスだけでなく、例えば液晶表示装置、プラズマ表示装置、ブラウン管表示装置、蛍光発光性化合物を含有する有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子を含んでなる表示デバイス等を用いることが可能である。

本発明では、複数の表示手段は最低二つ備えれば足りる。この場合、表示される画像の三次元位置は２つの表示手段の間であって、輝度で対応付けられた位置として得られる。また、例えばカラーのＲＧＢ信号に対応してそれぞれ、三つの表示手段を備えるように構成してもよい。更には、放送されている映像を受信して表示しつつ、その映像上に立体画像を重ねて表示する構成を採ることも可能である。

上述したように本発明の立体表示装置によれば、表示手段として自発光であって且つ光透過性を備える表示用デバイスを用いることによって、例えば前述の特開２０００−１１５８１２号公報の如く複数の物体像を重ねるためあるいは合成するために複数のハーフミラー等の光学要素を用いる必要が無く、小型で調整が容易な輝度変調型の立体表示装置が実現される。

そして複数の表示手段の全て又は最後方に配置された表示手段を除く表示手段の少なくとも一つは、燐光有機ＥＬ表示デバイスであることから、前述の特許文献１に開示された立体表示装置〔正孔注入層を、例えばＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）により、正孔輸送層を、例えばＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）により、発光層を、例えばＡｌｑ₃（トリス（８−
ヒドロキシキノリン）アルミニウム）により、電子輸送層を、例えばＢＣＰ（バソキュプロイン又はバトクプロイン：ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ）により、電子注入層を、例えばＬｉＦ（フッ化リチウム）によりそれぞれ形成した有機ＥＬ表示デバイスを用いた立体表示装置〕などと比べて非表示時（非発光時）の光透過性が高いため、本発明の立体表示装置は後方の表示手段からの発光画像を透過観察する際に有利である。そのため、本発明の立体表示装置によれば、従来よりも鮮明に立体画像を表示することができる。

さらに、蛍光発光性化合物と比べて燐光発光性化合物の発光効率が高いことから、燐光有機ＥＬ表示デバイスからの自発光は輝度が高く、本発明の立体表示装置によれば、従来よりも鮮明に立体画像を表示することができる。

上記〔２〕の態様によれば、観察者が立体画像として物体の画像を見るために、制御手段は、それぞれの表示手段に表示する画像の輝度を制御する。例えば観察者に近い位置で視覚させるために、前方にある表示手段の輝度を高くし、後方にある表示手段の輝度を低
くする。すると、観察者により、画像は前方の表示手段に近い位置にあるとして視覚される。一方、観察者に遠い位置で視覚させるために、前方にある表示手段の輝度を低くし、後方にある表示手段の輝度を高くする。すると、観察者により、画像は後方の表示手段に近い位置にあるとして視覚される。従って、視線上に位置する観察者は、輝度変調型の立体画像を見ることができる。

上記〔３〕の態様によれば、いずれの場合にも、全ての表示手段の輝度を合成した輝度が所定値（例えば、一定値）となるように制御が行われるので、輝度の変動に伴う画面のちらつきあるいはフリッカの発生を効果的に防止可能となる。

上記〔４〕の態様によれば、本発明の立体表示装置で表示する画像の輝度は、撮影装置から物体までとの距離に基づいて行われる。そのときの距離の情報としては、撮影するときに各々の物体までの距離が距離測定手段によって測定され、画像情報に対応付けられて記録される。物体が撮影装置に近ければ前方の表示手段の輝度を後方の表示手段の輝度よりも高くして表示する。一方、遠ければ前方の表示手段の輝度を後方の表示手段の輝度よりも低くして表示する。これにより実際の物体を撮影したときの距離関係を再現できる。距離の測定には、例えば超音波、赤外光等を用いる方法が用いられる。

上記〔５〕の態様によれば、観察者側、あるいは製作者側が、入力手段を介して、輝度を所望値に設定できる。これにより物体の位置関係を自由に設定して見ることが可能となる。特にコンピュータにより作成された画像では物体の位置関係を指定することが重要である。入力手段としては、例えばコンピュータのプログラム中で行う方法、あるいはキーボード等の入力装置から画像を見ながら指定する方法等が用いられる。

上記〔６〕の態様によれば、表示用デバイスから構成される、即ち前方に配置されたかあるいは最後方ではない表示手段においては、観察者から遠ざかる方向の発光量は小さい。よって、このような遠ざかる方向の光が、その後方に設けられた表示手段の表面で反射し、観察者に向かう画像ノイズとなる光量を低減できる。この結果、観察者が見る立体画像の品位を向上させる。

上記〔７〕の態様によれば、表示用デバイスから構成される、即ち前方に配置されたかあるいは最後方ではない表示手段においては、観察者から遠ざかる方向の光を、ハーフミラーにより低減、あるいは遮断することができる。よって、このような遠ざかる方向の光が、その後方に設けられた表示手段の表面で反射し、観察者に向かう画像ノイズとなる光量を低減できる。

尚、このようなハーフミラーは、好ましくは、表示用デバイスに近接してあるいは所定距離を隔てて、該表示用デバイスに重ねてあるいはこれに対向配置するように、同一視線に対して垂直に配置される。これにより、ハーフミラーによる光学系の大型化を防げる。

上記〔８〕の態様によれば、表示用デバイスから構成される、即ち前方に配置されたかあるいは最後方ではない表示手段においては、観察者から遠ざかる方向の光を、フィルタにより低減、あるいは遮断することができる。よって、このような遠ざかる方向の光が、その後方に設けられた表示手段の表面で反射し、観察者に向かう画像ノイズとなる光量を低減できる。

上記〔９〕の態様によれば、表示用デバイスから構成される、即ち前方に配置されたかあるいは最後方ではない表示手段においては、観察者から遠ざかる方向の光を、偏光板により低減、あるいは遮断することができる。よって、このような遠ざかる方向の光が、その後方に設けられた表示手段の表面で反射し、観察者に向かう画像ノイズとなる光量を低
減できる。特に偏光板を、後方の表示手段の物体像に係る光を透過するように設定すれば、明るい立体表示を行える。

上記〔１０〕の態様によれば、前方に配置された表示手段から、後方に向かう光が、後方あるいは最後方に配置された表示手段の表面で反射することが、反射防止処理が施されたことによって効果的に防止される。この結果、反射光に起因した観察者に向かう画像ノイズを低減できる。

上記〔１１〕の態様によれば、前方に配置された表示手段から、後方に向かう光が、後方あるいは最後方に配置された表示手段の表面で反射することが、反射防止膜によって効果的に防止される。この結果、反射光に起因した観察者に向かう画像ノイズを低減できる。

上記〔１２〕の態様によれば、前方に配置された表示手段から、後方に向かう光が、後方あるいは最後方に配置された表示手段の表面に至る以前に、光散乱版により散乱される。このため、後方に向かう光が、該後方あるいは最後方に配置された表示手段の表面で反射することが、光散乱版によって効果的に防止される。この結果、反射光に起因した観察者に向かう画像ノイズを低減できる。

尚、上述した各種態様における前方の表示手段に対する対策と後方の表示手段に対する対策とを任意に組み合わせて用いることで、立体画像の品位の一層の向上が図れる。
上記〔１３〕の態様によれば、光透過性を有しなくてもよい最後方の表示手段については、例えば液晶表示装置、プラズマ表示装置、ブラウン管表示装置等の比較的安価で高品位の表示を行える装置を適用でき、装置全体として、経済性及び性能を効率良く高められる。

但し、最後方の表示手段についても、それ以外の表示手段と同様に、自発光であり且つ透過性を有するＥＬ表示装置等から構成してもよい。このように構成しても、最後方の表示手段以外の表示手段として、自発光であり且つ透過性を有する表示用デバイスを用いる限り、上述した本発明の各種利益は相応に得られる。

上記〔１４〕の態様によれば、スピンコーティング法、印刷法、インクジェット法などの湿式成膜法により有機ＥＬ素子を簡易に作成できるので、ひいては立体表示装置の生産性に優れる。

本発明の立体表示方法によれば、観察者の同一視線上にそれぞれ、所定距離を離して複数の表示手段が配置されている。その表示手段としては、自ら表示する画像を発光することで画像を表示し、且つ、少なくとも非発光時には、後方からの光を透過する表示用デバイスが用いられる。ここで制御工程によって、これら表示手段のそれぞれに、同一の物体から得られた像を同一の画面位置に相互に輝度を変えて表示することで、観察者は、前方に配置された表示手段に表示される画像と、その表示手段を透過して、後方に配置された表示手段に表示される画像を重ねてみることができる。即ち、視線上に位置する観察者は、輝度変調型の立体画像を見ることができる。

本発明では、このように配置された複数の表示手段の全て、あるいは最後方にある表示手段を除いた全ては、自発光であって且つ光透過性を備える画像表示面を有する燐光有機ＥＬ表示デバイスを用いて構成される。このため、例えば前述の特開２０００−１１５８１２号公報の如く複数のハーフミラー等の光学要素を用いる必要が無く、比較的簡単な制御によって、立体表示を行える。

そして複数の表示手段の全て又は最後方に配置された表示手段を除く表示手段の少なくとも一つは、燐光有機ＥＬ表示デバイスであることから、前述の特許文献１に開示された立体表示装置などと比べて非表示時（非発光時）の光透過性が高いため、本発明の立体表示装置は後方の表示手段からの発光画像を透過観察する際に有利である。そのため、本発明の立体表示方法によれば、従来よりも鮮明に立体画像を表示することができる。

さらに、蛍光発光性化合物と比べて燐光発光性化合物の発光効率が高いことから、燐光有機ＥＬ表示デバイスからの自発光は輝度が高く、本発明の立体表示方法によれば、従来よりも鮮明に立体画像を表示することができる。

上記〔１６〕の態様によれば、制御工程は、観察者が立体画像として物体の画像を見るために、それぞれの表示手段に表示する画像の輝度を制御する。例えば観察者に近い位置で視覚させるために、前方にある表示手段の輝度を高くし、後方にある表示手段の輝度を低くする。一方、観察者に遠い位置で視覚させるために、前方にある表示手段の輝度を低くし、後方にある表示手段の輝度を高くする。従って、視線上に位置する観察者は、輝度変調型の立体画像を見ることができる。

上記〔１７〕の態様によれば、いずれの場合にも、全ての表示手段の輝度を合成した輝度が所定値（例えば、一定値）となるように制御が行われる。この結果、輝度の変動に伴う画面のちらつきあるいはフリッカの発生を効果的に防止可能となる。

上記〔１８〕の態様によれば、本発明の立体表示方法で表示する画像の輝度は、撮影装置から物体までとの距離に基づいて制御される。そのときの距離の情報としては、撮影するときに各々の物体までの距離が距離測定手段によって測定され、画像情報に対応付けられて記録される。物体が撮影装置に近ければ前方の表示手段の輝度を後方の表示手段の輝度よりも高くして表示する。一方、遠ければ前方の表示手段の輝度を後方の表示手段の輝度よりも低くして表示する。これにより実際の物体を撮影したときの距離関係を再現できる。

上記〔１９〕の態様によれば、スピンコーティング法、印刷法、インクジェット法などの湿式成膜法により有機ＥＬ素子を簡易に作成できるので、ひいては優れた生産性で立体表示装置を生産できる。

上記〔２０〕〜〔２４〕の態様の、表示装置、照明装置、インテリアおよびエクステリアは、上記本発明の立体表示装置を備えているため、従来よりも鮮明かつ高輝度の立体画像を表示することができる。

本発明のこのような作用、及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。

以上詳細に説明したように本発明によれば、高品位の立体表示が可能である、輝度変調型の立体表示装置及び方法を、比較的簡単な構成及び制御を用いて小型あるいは安価に実現できる。

さらに、本発明の立体表示装置および方法は、燐光有機ＥＬ表示デバイスから構成される表示手段を備えているため、その表示手段の非発光時の光透過性が高く、後方の表示手段からの発光画像を従来よりも明るく観測することができる。しかも燐光有機ＥＬ表示デバイスは発光効率に優れるため、その自発光の輝度も高い。そのため、本発明の立体表示装置および方法によれば、従来よりも鮮明に立体画像を表示することができる。

本発明の立体表示装置の概念に関し、図１及び図２を参照して説明する。尚、図１は立体表示において物体が前方に見える状態を示し、図２は物体が後方に見える状態を示す。また、特に定義しない場合、ここでの表示装置の「表面」とは観察者の方向に向いた面を言い、また、「裏面」とは観察者とは反対方向に向いた面を言うこととする。

図１に示すように観察者１０の同一の視線上に、表示装置１１と表示装置１２とが所定距離ｄ０を有して平行に配置されている。この状態で同一の物体に関し、表示装置１１に画像１１１が表示され、表示装置１２に画像１２１が表示されている。これら画像１１１と画像１２１とは観察者１０からは重なるようにして見える位置に表示される。

このとき画像１１１の輝度と画像１２１の輝度とを所定の関係で、また、表示装置１１と表示装置１２との合成された輝度が一定になるように表示される。この状態で両方の画像を見ることにより、合成された画像１３１が表示装置１１と表示装置１２との間にあるように視覚される。例えば画像１１１の輝度が画像１１２の輝度より高いとすると、画像１３１は表示装置１１の後方ｄ１であって、表示装置１２の前方ｄ２にあるように視覚される（ｄ１＜ｄ２、ｄ１＋ｄ２＝ｄ０）。

また、図２に示すように同一の他の物体に関し、表示装置１１に画像１１２が表示され、表示装置１２に画像１２２が表示されている。このとき画像１１２の輝度は画像１２２の輝度より低いとすると、合成された画像１３２は表示装置１１の後方ｄ３であって、表示装置１２の前方ｄ４にあるように視覚される（ｄ３＞ｄ４、ｄ３＋ｄ４＝ｄ０）。このとき表示装置１１と表示装置１２との合成された輝度は、図１で示したものと同様に一定になるように表示される。

上述した図１及び図２で示す画像を観察者１０の残像効果が得られる所定の周期で交互に表示することで、画像１３１は画像１３２よりも前方にあるとして視覚される。この所定周期としてはたとえばＮＴＳＣ方式のフィールド画サイクルの１／６０秒、フレーム画サイクルの１／３０秒、又はＰＡＬ方式のフィールド画サイクルの１／５０秒、フレーム画サイクルの１／２５秒、あるいは立体表示のシステムとして残像効果が維持される所定の好適なサイクルを任意に定めることができる。

（立体表示用画像の撮影装置の構成例）
次に、立体表示させる画像の撮影装置１の例について図３を参照して説明する。撮影装置１は例えばカメラ２３、距離計２４、記録装置２５を備えて構成される。カメラ２３はＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式等のテレビカメラであり、距離計２４は物体までの距離を測る、例えば赤外線や超音波を用いた距離計であり、記録装置２５はカメラ２３で撮影した物体の画像データと距離計２４で測定した物体までの距離に関するデータを記録する、テープ、ディスク等を記録媒体とした記録装置である。距離は入力手段により所定の値を入力するようにしても良い。

立体表示させるために撮影に供される例えば２つの物体のそれぞれを第一物体２１、第二物体２２とし、これら第一物体２１、第二物体２２は観察者１０に対して前後の距離差を有するように配置される。このように配置されている第一物体２１、第二物体２２を観察者１０が見る方向からカメラ２３により撮影し、その画像データを記録装置２５に記録する。

また、カメラ２３で撮影すると同時に第一物体２１、第二物体２２までの距離Ｄ１、Ｄ２をそれぞれ、距離計２４で測定し、カメラ２３で撮影した画像データと関係付けて記録
装置２５に記録される。立体画像の再生においては、詳しくは図４を参照して後段で説明するように、この距離Ｄ１、Ｄ２に関する距離データに基づき、第一物体２１、第二物体２２の画像を複数の表示装置のそれぞれに輝度を制御して表示することで、観察者１０は立体感を有して第一物体２１、第二物体２２の画像を見ることができる。

更に、カメラ２３で撮影した画像データと距離計２４で測定した距離データとを、直接、立体表示装置２に入力し、立体画像を表示させるようにしても良い。また、画像データと距離データとは撮影装置１により得られたものに限らず、コンピュータにより作成されたデータを用いることも可能である。

（立体表示装置の構成例）
次に、図４を参照して、上述した撮影装置１により得られた画像データ及び距離データから立体画像を表示する立体表示装置２について説明する。立体表示装置２の構成は第一表示装置１１、第二表示装置１２、画像再生部３１、表示画像部３２、距離情報部３３、同期信号部３４、輝度変調部３５、第一表示装置用信号発生部３６、第二表示装置用信号発生部３７、第一表示装置駆動部３８、第二表示装置駆動部３９等を備えて構成される。

第一表示装置１１は、観察者１０に近く設けられた表示装置であって、自ら発光し、且つ光透過性を有した燐光有機ＥＬ表示デバイスを用いて構成されている。また、第二表示装置１２は、観察者１０から第一表示装置１１よりも遠くに設けられ、第一表示装置１１と同様に自ら発光し、且つ光透過性を有したデバイス、あるいは液晶表示装置、ＣＲＴ表示装置等が用いられる。

第一表示装置１１と第二表示装置１２とは、観察者１０の同一視線上に、視線に対して表示面が垂直となるように配置され、更に、図示しないが、第一表示装置１１と第二表示装置１２との間に更に複数の表示装置を挿入しても良い。この挿入される表示装置は第一表示装置１１と同様に、自ら発光し、且つ光透過性を有したデバイスで構成されるものである。またそれぞれの表示措置に対する駆動手段が必要なことは当然である。

第一表示装置１１及び必要に応じて第一表示装置１１と第二表示装置１２との間に設けられる表示装置として用いるＥＬ表示装置は、画像を形成するための発光を自ら行うと共に、後方からの光を透過する特徴を有する。この発光を自ら行うと共に、後方からの光を透過する表示装置を用いることが、本発明の立体表示装置の大きな特徴を成すものであり、装置の小型化、低コスト化に貢献する。第二表示装置１２にもこのＥＬ表示装置を用いてよいことは当然である。

画像再生部３１は、撮影装置１で撮影された第一物体２１及び第二物体２２の画像データと第一物体２１及び第二物体２２の距離データを記録した媒体、例えばディスクを再生し、画像データと距離データを出力する。尚、カメラ２３の出力を直接、立体表示に供する場合はこの画像再生部３１は必要ない。

表示画像部３２は、画像再生部３１で再生された情報のうち実際に表示する画像データを構成する。即ち図３に示す第一物体２１及び第二物体２２の撮影された画像データを分離し、表示処理のためにそれら画像情報を次段に出力する。

距離情報部３３は、撮影された物体、例えば図３に示す第一物体２１及び第二物体２２の、カメラ２３（より正しくは距離計２４）からの距離に関する情報、即ち距離データを、記録した媒体の再生信号から分離し表示処理に供するために次段に出力する。この場合、距離データと同時に再生されている画像データとは同期する関係であることが保持される。

同期信号部３４は、記録した媒体の再生信号から画像を表示する際の同期信号、例えば水平同期、垂直同期に関する信号は勿論、現に表示する第一物体２１及び第二物体２２の画像データとカメラ２３からの距離に関する距離データとの同期を採り、物体の距離とそれを表示する形態を一致させる。

輝度調節部３５は、表示する第一物体２１及び第二物体２２のカメラ２３からの距離、即ち観察者１０からの距離に応じて、第一表示装置１１及び第二表示装置１２に表示する際の第一物体２１及び第二物体２２の輝度を制御する。その制御は、例えば第一物体２１が第二物体２２より観察者側に位置するとすれば、第一表示装置１１に表示する第一物体２１は第二表示装置１２に表示する第一物体２１よりも輝度を高くして表示し、一方、第一表示装置１１に表示する第二物体２２は第二表示装置１２に表示する第二物体２２よりも輝度を低くして表示することになる。

尚、第一物体２１及び第二物体２２は観察者１０の残像効果を考慮した異なるフィールド、あるいはフレームで表示することになり、従って視覚上の不自然さ除去するために、第一物体２１を表示する際の第一表示装置１１の輝度と第二表示装置１２の輝度との合成された輝度は、第二物体２２を表示する際の第一表示装置１１の輝度と第二表示装置１２の輝度との合成された輝度と、略一致するように輝度が調節される。

第一表示装置用信号生成部３６は、第一表示装置１１に表示すべき画像の信号を、表示画像部３２と輝度変調部３５と同期信号部３４の信号に基づいて形成する。ここで形成される画像信号は第一物体２１が第二物体２２よりも観察者１０に近い位置にあったとすれば、第一物体２１を表示するときの輝度は高く、第二物体２２を表示するときの輝度は低くされ、且つ表示のための同期信号が付加されたものである。

第二表示装置用信号生成部３７は、第二表示装置１２に表示すべき画像の信号を、表示画像部３２と輝度変調部３５と同期信号部３４の信号に基づいて形成する。ここで形成される画像信号は第一物体２１が第二物体２２よりも観察者１０に近い位置にあったとすれば、第一物体２１を表示するときの輝度は低く、第二物体２２を表示するときの輝度は高くされ、且つ表示のための同期信号が付加されたものである。

第一表示装置駆動部３８は、第一表示装置用信号生成部３６から出力される画像信号を第一表示装置１１の種類、例えばＥＬ表示装置に応じた駆動波形に変換し、駆動するための電圧、電流を得て第一表示装置１１に印加し、第一表示装置１１に画像を表示させる。

第二表示装置駆動部３９は、第二表示装置用信号生成部３７から出力される画像信号を第二表示装置１２の種類、例えばＥＬ表示装置、液晶表示装置、ＣＲＴ表示装置等に応じた駆動波形に変換し、駆動するための電圧、電流を得て第二表示装置１２に印加し、第二表示装置１２に画像を表示させる。

以上説明したようにして形成された画像信号をそれぞれ第一表示装置１１と第二表示装置１２で表示することで、立体画像が得られる。
まず、第一表示装置１１に第一物体２１の画像１１１が、また第二表示装置１２に第一物体２１の画像１２１が同期し、且つ、観察者１０の視線に一致した位置に表示され、更に画像１１１の輝度は画像１２１の輝度よりも高い。この場合、観察者１０は図１に示すように画像１３１が、第一表示装置１１に近い位置にあるように視覚される。

一方、次の表示サイクルで第一表示装置１１に第二物体２２の画像１１２が、また第二表示装置１２に第二物体２２の画像１２２が同期し、且つ、観察者１０の視線に一致した
位置に表示され、更に画像１２２の輝度は画像１１２の輝度よりも高い。この場合、観察者１０は図２に示すように画像１３２が、第二表示装置１２に近い位置にあるように視覚される。

このようにして表示される画像を観察者１０の残像時間内で繰り返すことで、第一物体２１と第二物体２２との位置関係が相前後して視覚され立体画像として得られることになる。

尚、本発明に係る立体表示装置は、前方の表示装置として燐光有機ＥＬデバイスを備える表示装置を用いることで、後方にある表示装置の表示画像を、前方の表示装置を透過させて観測しやすくし、その結果、従来よりも鮮明な立体表示画像が得られることに特徴がある。従って、撮影装置、立体表示装置は上述したものに限らず、これと同様の動作、作用をする構成を採ることができるものである。

（立体表示装置の画像表示手段に係る第一の実施形態）
第一の実施形態について図５を参照して説明する。図５に示すように本実施形態の第一表示装置１１は自ら発光（Ｌ１、Ｌ２）して画像を表示すると共に、第二表示装置１２からの光Ｌ３を透過する燐光有機ＥＬ表示デバイスで構成されている。このデバイスにより第一表示装置１１に表示される画像と共に、第二表示装置１２に表示される画像を、第一表示装置１１を透して観察者１０が見ることができる。立体表示装置の小型化を実現するものである。

（立体表示装置の画像表示手段に係る第二の実施形態）
第二の実施形態について同様に図５を参照して説明する。図５に示すように本実施形態の第一表示装置１１は自ら発光（Ｌ１、Ｌ２）して画像を表示すると共に、背面からの光Ｌ３を透過する燐光有機ＥＬ表示デバイスで構成されている。このデバイスの表面からの発光量は裏面からの発光量より大きなものを用いる。これはデバイスの発光部位を、前方への発光量が多くなる構造を採ることで可能である。裏面からの発光Ｌ２はデバイスを通過した光Ｌ４として第二表示装置１２に到達し、第二表示装置１２の表面での反射光Ｌ５が第一表示装置１１に戻り、画像形成に害を及ぼすことになるため、裏面からの発光Ｌ２を少なくすること、即ち第二表示装置１２の表面での反射光Ｌ５を少なくすることで立体画像の品位を向上させることができる。

（立体表示装置の画像表示手段に係る第三の実施形態）
第三の実施形態について図６を参照して説明する。図６に示すように本実施形態の第一表示装置１１は自ら発光（Ｌ１、Ｌ２）して画像を表示すると共に、背面からの光Ｌ３を透過する燐光有機ＥＬ表示デバイスで構成されている。更にこのデバイスの裏面にはハーフミラーが設けられる。このハーフミラーにより第一表示装置１１から第二表示装置１２へ向かう光は遮断され、一方、第二表示装置１２からの光Ｌ３はハーフミラー１３、第一表示装置１１を透過して観察者１０から第二表示装置１２に表示される画像を見ることができる。第一表示装置１１の背面からの光Ｌ２が第二表示装置１２に反射して観察者１０側に戻ることが防止されるので立体画像の品位を向上させることができる。

（立体表示装置の画像表示手段に係る第四の実施形態）
第四の実施形態について図７を参照して説明する。図７に示すように本実施形態の第一表示装置１１は自ら発光（Ｌ１、Ｌ２）して画像を表示すると共、背面からの光Ｌ３を透過する燐光有機ＥＬ表示デバイスで構成されている。更にこのデバイスの裏面には光透過性が前方に対するよりも後方に対する方が小さい光学フィルタ１４が設けられる。この光学フィルタ１４により第一表示装置１１から第二表示装置１２へ向かう光Ｌ４は低減され、一方、第二表示装置１２からの光Ｌ３は光学フィルタ１４を透過する際の減衰量は少な
く、第一表示装置１１を透過して観察者１０から第二表示装置１２に表示される画像を見ることができる。第二表示装置１２からの反射光Ｌ５は極めて小さいため、立体画像の品位を向上させることができる。

（立体表示装置の画像表示手段に係る第五の実施形態）
第五の実施形態について図８を参照して説明する。図８に示すように本実施形態の第一表示装置１１は自ら発光（Ｌ１、Ｌ２）して画像を表示すると共、背面からの光Ｌ３を透過する燐光有機ＥＬ表示デバイスで構成されている。更にこのデバイスの裏面には偏光板１５が設けられる。この偏光板１５により第一表示装置１１から第二表示装置１２へ向かう光Ｌ４は偏光が加えられ、第二表示装置１２で反射した反射光Ｌ５は再度偏光板１５を透過するときに遮断され、反射光Ｌ５は観察者１０には戻らない。一方、第二表示装置１２からの光Ｌ３は偏光板１５を透過し、従って第一表示装置１１を透過して観察者１０から第二表示装置１２に表示される画像を見ることができる。第二表示装置１２からの反射光Ｌ５は観察者１０には戻らないため、立体画像の品位を向上させることができる。

（立体表示装置の画像表示手段に係る第六の実施形態）
第六の実施形態について図９を参照して説明する。図９に示すように本実施形態の第一表示装置１１は自ら発光（Ｌ１、Ｌ２）して画像を表示すると共、背面からの光Ｌ３を透過する燐光有機ＥＬ表示デバイスで構成されている。第二表示装置１２の表面には反射防止膜１６が設けられていて、第一表示装置１１から第二表示装置１２へ向かう光Ｌ４はこの反射防止膜１６により反射が低減される。従って光Ｌ４による反射光Ｌ５は観察者１０には極めて少ない量しか戻らない。一方、第二表示装置１２からの光Ｌ３は反射防止膜１６を透過し、従って第一表示装置１１を透過して観察者１０から第二表示装置１２に表示される画像を見ることができる。第二表示装置１２からの反射光Ｌ５は観察者１０には極めて少ない量しか戻らないため、立体画像の品位を向上させることができる。

尚、第二表示装置１２の表面の反射防止膜１６を設けることに替えて、反射光Ｌ５を低減するための手段、例えば第二表示装置１２の表面に対して機械的手段、又は化学的手段で反射防止処理をすること、あるいは光散乱板を設けること等の手段を用いても良い。

以上、第一から第六までの画像表示手段に係る実施形態について説明したが、それらを技術的に可能な範囲で組み合わせでも良いことは当然である。例えば、前方に置かれた表示装置の後方に向かう光量を小さくし、且つ後方に置かれた表示装置の表面に反射防止膜を設けること等である。

以上のように本実施形態によれば、輝度変調型の立体表示方式を、比較的簡単な構成及び制御を用いて実現できる。
加えて、奥行きの異なる複数の物体像を、観察者の残像効果が保持されている時間内で、相前後しておかれた２つの表示手段に、輝度を制御しながら交互に表示することによって、観察者が複数の物体の前後の距離関係を感じながら見ることが可能となる。

上記実施形態では、三次元の表示の例を示したが、第一から第六実施形態に係る画像表示手段のうちいずれかあるいはその組合せにより、二次元の表示を行うことが可能である。

更に、上述した第二の実施形態における「前方への発光量が多くなる構造」及び「裏面からの発光Ｌ２を少なくする」構造を有する第一表示装置１１のより詳細な具体例として、図１０から図１２を参照して説明する。ここに、図１０から図１２は、第二実施形態において用いられる第一表示装置１１の具体的な構造を示す図式的断面図である。

本発明で用いられる、燐光有機ＥＬ表示デバイスの具体例を図１０〜１２に示す。
図１０に示される燐光有機ＥＬ表示デバイス１００は、有機ＥＬ化合物層１１１と、基板１１２と、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム・スズ・オキサイド）電極（陽極）１１３と、絶縁膜１１５と、陰極隔壁１１６と、透明ガラス封止缶１１７と、透明電極１１８と、反射板１１９を備えて構成されている。

１．陽極；
陽極１１３は、ＩＴＯに代表される導電性かつ光透過性の層により形成される。また、光透過性の良好なＩＴＯの表面に、光透過性を損なわないように１〜３ｎｍの薄い膜として、金、ニッケル、マンガン、イリジウム、モリブテン、パラジウム、白金などの金属を成膜したものを陽極として用いることもできる。これらの陽極材料表面への成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、化学反応法、コーティング法、真空蒸着法などを用いることができる。陽極の厚さは２〜３００ｎｍが好ましい。

２．素子構成；
図１３は、本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスに含まれる有機ＥＬ素子構成の一例を示す断面図であり、透明基板上１１２に設けた陽極１１３と陰極１１９との間に正孔輸送層１１１ａ、発光層１１１ｂ、電子輸送層１１１ｃを順次設けたものである。

また、本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスの構成は図１３の例に限定されず、陽極と陰極との間に順次、１）陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層、２）陽極バッファー層／発光層／電子輸送層、３）陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、４）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、５）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物を含む層、６）陽極バッファー層／発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、７）陽極バッファー層／正孔電子輸送性化合物、発光性化合物を含む層、８）陽極バッファー層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層を設けた素子構成などを挙げることができる。また、図１３に示した発光層は１層であるが、発光層を２層以上有していてもよい。さらに、陽極バッファー層を用いずに直接的に、正孔輸送性化合物を含む層が陽極の表面に接していてもかまわない。

なお、本明細書中においては、特に断りのない限り、電子輸送性化合物、正孔輸送性化合物、発光性化合物の全てあるいは一種類以上からなる化合物を有機ＥＬ化合物、また層を有機ＥＬ化合物層と呼ぶこととする。

３．陽極表面処理；
また、陽極バッファー層、あるいは、正孔輸送性化合物を含む層の成膜時に陽極表面を前もって処理することによりオーバーコートされる層の性能（陽極基板との密着性、表面平滑性、正孔注入障壁の低減化など）を改善することができる。前もって処理する方法には高周波プラズマ処理を始めとしてスパッタリング処理、コロナ処理、ＵＶオゾン照射処理、または酸素プラズマ処理などがある。

４．陽極バッファー層：バイトロンなどを使う場合；
陽極バッファー層をウェットプロセスにて塗布して作製する場合には、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などを用いて成膜することが出来る。

上記ウェットプロセスによる成膜で用い得る化合物は、陽極表面とその上層に含まれる有機ＥＬ化合物に良好な付着性を有した化合物であれば特に制限はないが、これまで一般
に用いられてきた陽極バッファーを適用することがより好ましい。例えば、ポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸塩との混合物であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸塩との混合物であるＰＡＮＩなどの導電性ポリマーを挙げることができる。さらに、これら導電性ポリマーにトルエン、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を添加して用いてもよい。また、界面活性剤などの第三成分を含む導電性ポリマーでもよい。前記界面活性剤としては、例えばアルキル基、アルキルアリール基、フルオロアルキル基、アルキルシロキサン基、硫酸塩、スルホン酸塩、カルボキシレート、アミド、ベタイン構造、及び第４級化アンモニウム基からなる群から選択される１種の基を含む界面活性剤が用いられるが、フッ化物ベースの非イオン性界面活性剤も用い得る。

５．有機ＥＬ化合物；
本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスにおける有機ＥＬ化合物層１１１、すなわち発光層１１１ｂ、正孔輸送層１１１ａ、及び電子輸送層１１１ｃに使用する化合物としては、低分子化合物及び高分子化合物のいずれをも使用することができる。

本発明においては、前記発光層を形成する有機ＥＬ化合物としては、燐光発光性化合物が用いられる。燐光発光性化合物は、発光色が同じ蛍光発光性化合物よりも成膜後の透明度が高い（光透過率が高い）ため、本発明で用いられる前記表示用デバイスの透明性は高い。したがって、燐光有機ＥＬ表示デバイスから構成される表示手段を介せば、後方の表示手段からの発光画像を、明度（輝度）をあまり低下させることなく観測することができる。

また、発光効率が高い点でも燐光発光性化合物の使用は好ましい。本発明では発光効率の高い燐光発光性化合物が用いられるため、同じ消費電力で蛍光発光性化合物を使用する場合と比べて、より一層画像の鮮明さが向上する。

燐光発光性化合物としては、大森裕：応用物理、第７０巻、第１２号、１４１９−１４２５頁（２００１年）に記載されている燐光発光性低分子化合物及び燐光発光性高分子化合物などを例示することができる。この中でも、素子作製プロセスが簡素化されるという点で燐光発光性高分子化合物が好ましい。

本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスにおける有機ＥＬ化合物層は、好ましくは燐光を発光する燐光発光性単位とキャリアを輸送するキャリア輸送性単位とを一つの分子内に備えた、燐光発光性高分子を少なくとも一つ含む。前記燐光発光性高分子は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物を共重合することによって得られる。燐光発光性化合物はイリジウム、白金および金の中から一つ選ばれる金属元素を含む金属錯体であり、中でもイリジウム錯体が好ましい。

前記重合性置換基を有する燐光発光性化合物としては、例えば下記式（Ｅ−１）〜（Ｅ−４２）に示す金属錯体の一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。

これらの燐光発光性化合物における重合性置換基としては、例えばビニル基、アクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などが挙げられ、中でもビニル基、メタクリレート基、スチリル基及びその誘導体が好ましい。これらの置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して金属錯体に結合していてもよい。

前記重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物は、正孔輸送性および電子輸送性の内のいずれか一方または両方の機能を有する有機化合物における一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。このような化合物の代表的な例として、下記式（Ｅ−４３）〜（Ｅ−６０）に示した化合物を挙げることができる。

なお、上記式（Ｅ−３９）〜（Ｅ−４２）において、Ｐｈはフェニル基を表す。
例示したこれらのキャリア輸送性化合物における重合性置換基はビニル基であるが、ビニル基をアクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などの重合性置換基で置換した化合物であってもよい。また、これらの重合性置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して結合していてもよい。

重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物の重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。また、重合体の分子量は重量平均分子量で1,000〜2,000,000が好ましく、5,000〜1,000,000がより好ましい。ここでの分子量はＧＰＣ（ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィー）法を用いて測定されるポリスチレン換算分子量である。

前記燐光発光性高分子は、一つの燐光発光性化合物と一つのキャリア輸送性化合物、一つの燐光発光性化合物と二つ以上のキャリア輸送性化合物を共重合したものであってもよく、また二つ以上の燐光発光性化合物をキャリア輸送性化合物と共重合したものであってもよい。

燐光発光性高分子におけるモノマーの配列は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体のいずれでもよく、燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数をｍ、キャリア輸送性化合物構造の繰り返し単位数をｎとしたとき（ｍ、ｎは１以上の整数）、全繰り返し単位数に対する燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数の割合、すなわちｍ／（ｍ＋ｎ）の値は0.001〜0.5が好ましく、0.001〜0.2がより好ましい。

燐光発光性高分子のさらに具体的な例と合成法は、例えば特開２００３−３４２３２５、特開２００３−１１９１７９、特開２００３−１１３２４６、特開２００３−２０６３２０、特開２００３−１４７０２１、特開２００３−１７１３９１、特開２００４−３４６３１２、特開２００５−９７５８９に開示されている。

本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスにおける発光層は、好ましくは前記燐光発光性化合物を含む層であるが、発光層のキャリア輸送性を補う目的で正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物が含まれていてもよい。これらの目的で用いられる正孔輸送性化合物としては、例えば、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’ジアミン）、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４、４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）などの低分子トリフェニルアミン誘導体や、ポリビニルカルバゾール、前記トリフェニルアミン誘導体に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平８−１５７５７５号公報に開示されているトリフェニルアミン骨格の高分子化合物、ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアルキルフルオレンなどが挙げられ、また、電子輸送性化合物としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミニウムトリスキノリノレート）などのキノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアリールボラン誘導体などの低分子材料や、上記の低分子電子輸送性化合物に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平１０−１６６５号公報に開示されているポリＰＢＤなどの既知の電子輸送性化合物が使用できる。

６．有機ＥＬ化合物層の形成法；
上記の有機ＥＬ化合物層は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などにより形成することが可能である。発光性低分子化合物の場合は主として抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法及びスパッタリング法が用いられ、発光性高分子化合物の場合は主にスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法が用いられる。

７．正孔ブロック層；
また、正孔が発光層を通過することを抑え、発光層内で電子と効率よく再結合させる目
的で、発光層の陰極側に隣接して正孔ブロック層を設けてもよい。この正孔ブロック層には発光性化合物より最高占有分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital；ＨＯＭＯ）準位の深い化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。

さらに、励起子（エキシトン）が陰極金属で失活することを防ぐ目的で、発光層の陰極側に隣接してエキシトンブロック層を設けてもよい。このエキシトンブロック層には発光性化合物より励起三重項エネルギーの大きな化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。

８．陰極；
透明電極１１８は、例えばＩＴＯを含んでなる光透過性を有するカソード電極である。又、透明電極１１８は、ＩＺＯを含む電極あるいは薄膜状の金属電極であってもよい。

本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスの陰極材料としては、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが使用され、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＡｌＬｉやＡｌＣａなどのＡｌとアルカリ金属の合金などの既知の陰極材料を例示することができるが、化学的安定性を考慮すると仕事関数は２.９ｅＶ以上であることが好ましい。これらの陰極材料の成膜
方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いることができる。陰極の厚さは、透明度を損なわない程度の厚さであることが望ましく、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍ、さらに好ましくは２〜１００ｎｍである。

また、陰極から有機層への電子注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、陰極バッファー層として、陰極より仕事関数の低い金属層を陰極と陰極に隣接する有機層の間に挿入してもよい。このような目的に使用できる低仕事関数の金属としては、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、希土類金属（Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ）等を挙げることができる。また、陰極より仕事関数の低いものであれば、合金または金属化合物も使用することができる。これらの陰極バッファー層の成膜方法としては、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。陰極バッファー層の厚さは０.０５〜５０ｎｍが好ましく、０.１〜２０ｎｍがより好ましく、０.５〜１
０ｎｍがより一層好ましい。

さらに、陰極バッファー層は、上記の低仕事関数の物質と電子輸送性化合物の混合物として形成することもできる。なお、ここで用いられる電子輸送性化合物としては前述の電子輸送層に用いられる有機化合物を用いることができる。この場合の成膜方法としては共蒸着法を用いることができる。また、溶液による塗布成膜が可能な場合は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などの既述の成膜方法を用いることができる。この場合の陰極バッファー層の厚さは０.１〜１００ｎｍが好ましく、０.５〜５０ｎｍがより好ましく、１〜２０ｎｍがより一層好ましい。陰極と有機物層との間に、導電性高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚２ｎｍ以下の層を設けてもよい。

９．封止；
陰極作製後、燐光有機ＥＬ表示デバイスを保護する保護層を装着していてもよい。燐光有機ＥＬ表示デバイスを長期安定的に用いるためには、燐光有機ＥＬ表示デバイスを外部から保護するために、保護層および／または保護カバーを装着することが好ましい。該保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができ、該カバーを熱効果樹脂や光硬化樹脂で素子基板
と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタメージを与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、いずれか１つ以上の方策をとることが好ましい。

透明ガラス封止缶１１７は、上述の構成要素を、外部の影響から保護するためのものである。あるいは、透明ガラス封止缶に加えてあるいは代えて、透明封止膜を用いてもよい。

１０．基板種類；
基板１１２は、有機ＥＬ発光層１１１を保護し、支持するためのものであり、本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスの基板としては、発光性化合物の発光波長に対して透明な絶縁性基板、例えば、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリカーボネートを始めとする透明プラスチック、シリコン基板などの既知の材料が使用できる。観察者１０は基板１１２を介して、有機ＥＬ発光層１１１の発光により形成される画像を視覚することとなる。

絶縁膜１１５は、電流リークを抑えるためのものであり、例えばポリイミドによって、有機ＥＬ発光層１１１が形成される位置以外の基板上に形成される。
陰極隔壁１１６は、陰極（即ち、透明電極１１８）形成の際に、任意の形状にパターニングするために、陰極が形成される部分を除いて絶縁膜１１５の上に形成される。

反射板１１９は、例えばアルミニウム等の反射率の高い金属を含んで形成されている。ここに、反射板１１９は、有機ＥＬ発光層１１１と透明電極１１８との境界面のうち少なくとも一部に設けられることが好ましい。

このような構造を有する燐光有機ＥＬ表示デバイス１００により、前面へは、有機ＥＬ発光層１１１の全体から発せられた光が放射されることとなる。一方、裏面へは、有機ＥＬ発光層１１１のうち、透明電極１１８との境界面に反射板１１９が設けられていない部分のみから発せられた光が放射されることとなる。従って、上述した第二の実施形態における第一表示装置１１の如く、前面への発光量が多くなるような構造であり、且つ裏面からの発光Ｌ２を少なくするような構造を実現することが可能となる。

又、図１１に示すように、反射板１１９を有機ＥＬ発光層１１１毎に設け、又は設けない構造を有する燐光有機ＥＬ表示デバイス１０１であっても、上述の有機ＥＬ表示デバイス１００と同様の効果を享受することが可能である。

即ち、前面へは、反射板１１９が設けられていない有機ＥＬ発光層１１１及び反射板１１９が設けられている有機ＥＬ発光層１１１の双方から発せられた光が放射されることとなる。一方、裏面へは、反射板１１９が設けられていない有機ＥＬ発光層１１１から発せられた光のみが放射されることとなる。

従って、図１０に示した構造と同様に、前面への発光量が多くなるような構造であり、且つ裏面からの発光量を少なくする構造を実現することが可能となる。
尚、上述した燐光有機ＥＬ表示デバイス１００及び１０１は、基板１１２側へ放射される光が、図５における発光Ｌ１であり、基板１１２とは反対の側へ放射される光が、図５における発光Ｌ２であるように構成されている。但し、これに限らず、基板１１２側へ放射される光が、図５における発光Ｌ２であり、基板１１２とは反対の側へ放射される光が
、図５における発光Ｌ１であるように構成してもよい。この場合の燐光有機ＥＬ表示デバイス１０２としては、図１２に示すように、反射板１１９が、有機ＥＬ発光層１１１とＩＴＯ電極１１３との境界面、あるいは該境界面の少なくとも一部に設けられる構造を採用することが好ましい。

〔用途〕
本発明に用いられる燐光有機ＥＬ表示デバイスを用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の燐光有機ＥＬ表示デバイスの表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる有機ＥＬ化合物を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。

これらの燐光有機ＥＬ表示デバイスを用いた本発明の立体表示装置は、コンピュータ、家庭用もしくは業務用のテレビ、携帯端末、携帯電話またはカーナビゲーションのディスプレイ、あるいはビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。

さらに、本発明の立体表示装置は、照明装置、インテリア、エクステリアなどにも用いることができる。

本発明の立体表示装置及び方法に係る実施形態における表示原理を示す一の概念図である。 本発明の立体表示装置及び方法に係る実施形態における表示原理を示す他の概念図である。 本発明の立体表示用の撮影装置に係る実施形態の概略構成を示すブロック図である。 本発明の立体表示装置に係る実施形態の概略構成を示すブロック図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第一及び第二の実施形態を示す図式的な外観斜視図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第三の実施形態を示す図式的な外観斜視図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第四の実施形態を示す図式的な外観斜視図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第五の実施形態を示す図式的な外観斜視図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第六の実施形態を示す図式的な外観斜視図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第二の実施形態のより詳細な一の具体例を示す図式的断面図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第二の実施形態のより詳細な他の具体例を示す図式的断面図である。 本発明の立体表示装置の画像表示手段に係る第二の実施形態のより詳細な他の具体例を示す図式的断面図である。 本発明の立体表示装置に用いられる有機ＥＬ素子の一実施態様の断面図である。

符号の説明

１・・・撮影装置
２・・・立体表示装置
１０・・・観察者
１１・・・第一表示装置
１２・・・第二表示装置
１３・・・ハーフミラー
１４・・・光学フィルタ
１５・・・偏光板
１６・・・反射防止膜
２１・・・第一物体
２２・・・第二物体
２３・・・カメラ
２４・・・距離計
２５・・・記録部
３１・・・画像再生部
３２・・・表示画像部
３３・・・距離情報部
３４・・・同期信号部
３５・・・輝度変調部
３６・・・第一表示装置用信号生成部
３７・・・第二表示装置用信号生成部
３８・・・第一表示装置駆動部
３９・・・第二表示装置駆動部
１００、１０１、１０２・・・燐光有機ＥＬ表示デバイス
１１１・・・有機ＥＬ発光層
１１１ａ・・・正孔輸送層
１１１ｂ・・・発光層
１１１ｃ・・・電子輸送層
１１８・・・透明電極
１１９・・・反射板

Claims (24)

1. 観察者の同一視線上に所定距離を隔てて相前後して配置された複数の表示手段と、
   前記観察者から見て立体像が表示されるように、前記複数の表示手段のそれぞれにおけるほぼ同一の画面位置に、同一の物体から得られた像を相互に輝度を変えて表示するように前記複数の表示手段を制御する制御手段と
   を備えており、
   前記表示手段の全て又は前記観察者から見て最後方に配置された表示手段を除く表示手段の少なくとも一つは、自発光であって且つ光透過性を備える画像表示面を有する表示用デバイスから構成され、
   前記表示用デバイスは、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子を含んでなる
   ことを特徴とする立体表示装置。
2. 前記制御手段は、
   前記物体像として表示される物体が前記観察者から見て近くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち前方に配置された表示手段が後方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御し、
   前記物体が前記観察者から見て遠くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段が、前方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
3. 前記制御手段は更に、前記前方にある表示手段と前記後方にある表示手段との合成された輝度が所定値であるように、前記複数の表示手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の立体表示装置。
4. 前記制御手段は、前記物体を撮影するときの撮影手段から前記物体までの距離に基づいて、前記輝度を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の立体表示装置。
5. 前記輝度を所望値に設定可能な入力手段を更に備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の立体表示装置。
6. 前記表示用デバイスから構成される表示手段は、前記観察者に向かう方向の発光量が、前記観察者から遠ざかる方向の発光量より大きくなるように自発光することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の立体表示装置。
7. 前記表示用デバイスから構成される表示手段の裏面に、ハーフミラーを更に備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の立体表示装置。
8. 前記表示用デバイスから構成される表示手段の裏面に、前記観察者から遠ざかる方向の光透過量が前記観察者に向かう方向の光透過量より小さいフィルタを更に備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の立体表示装置。
9. 前記表示用デバイスから構成される表示手段の裏面に、偏光板を更に備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の立体表示装置。
10. 前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段の表面に、反射防止処理が施されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の立体表示装置。
11. 前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段の表面に、反射防止膜が設けられたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の立体表示装置。
12. 前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段の表面に、光散乱板が設けられたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の立体表示装置。
13. 前記最後方の表示手段は、前記表示用デバイスとは異なり、光透過性を備えない画像表示面を有する他の表示用デバイスから構成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の立体表示装置。
14. 前記燐光発光性化合物が、燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の立体表示装置。
15. 観察者の同一視線上に所定距離を隔てて相前後して配置された複数の表示手段を備えており、
    前記表示手段の全て又は前記観察者から見て最後方に配置された表示手段を除く表示手段の少なくとも一つは、自発光であって且つ光透過性を備える画像表示面を有する表示用デバイスから構成される立体表示装置を用いた立体表示方法であって、
    前記観察者から見て立体像が表示されるように、前記複数の表示手段のそれぞれにおけるほぼ同一の画面位置に、同一の物体から得られた像を相互に輝度を変えて表示するように前記複数の表示手段を制御する制御工程を備え、
    前記表示用デバイスは、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子を含んでなる
    たことを特徴とする立体表示方法。
16. 前記制御工程は、
    前記物体像として表示される物体が前記観察者から見て近くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち前方に配置された表示手段が後方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御する工程と、
    前記物体が前記観察者から見て遠くに位置するように表示する場合に、前記複数の表示手段のうち後方に配置された表示手段が、前方に配置された表示手段よりも高い輝度で前記物体像を表示するように、前記複数の表示手段を制御する工程と
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載の立体表示方法。
17. 前記制御工程は更に、前記前方にある表示手段と前記後方にある表示手段との合成された輝度が所定値であるように、前記複数の表示手段を制御する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の立体表示方法。
18. 前記制御工程は、前記物体を撮影するときの撮影手段から前記物体までの距離に基づいて、前記輝度を制御する工程を含むことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載の立体表示方法。
19. 前記燐光発光性化合物が、燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載の立体表示方法。
20. 請求項１〜１４のいずれかに記載の立体表示装置を備えた表示装置。
21. コンピュータ用ディスプレイ、テレビ用ディスプレイ、携帯端末用ディスプレイ、携帯電話用ディスプレイ、カーナビゲーション用ディスプレイまたはビデオカメラのビューフ
    ァインダーである請求項２０に記載の表示装置。
22. 請求項１〜１４のいずれかに記載の立体表示装置を備えた照明装置。
23. 請求項１〜１４のいずれかに記載の立体表示装置を備えたインテリア。
24. 請求項１〜１４のいずれかに記載の立体表示装置を備えたエクステリア。

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