JP2012163892A

JP2012163892A - パララックスバリア、立体画像表示装置、およびパララックスバリアの製造方法

Info

Publication number: JP2012163892A
Application number: JP2011025926A
Authority: JP
Inventors: Eiji Nakatani; 英司中谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】光透過効率が高く、低コストで製造可能なパララックスバリアを提供する。
【解決手段】パララックスバリア３０は、基板３１と、親水性材料層３２と、親油性材料
層３３と、液体層３４と、エマルション層３５と、保護層３６を備える。親水性材料層３
２は、基板３１上に形成されて光透過性を有する。親油性材料層３３は、親水性材料層３
２上に形成され、遮光パターンに対応する形状を有する。液体層３４は、親水性かつ光透
過性を有し、親水性材料層上３３に保持される。エマルション層３５は、親油性を有し、
親油性材料層３３上に保持される。保護層３６は光透過性を有し、液体層３４およびエマ
ルション層３５を覆う。
【選択図】図２

Description

本発明は、立体画像表示装置に使用されるパララックスバリア、立体画像表示装置、お
よびパララックスバリアの製造方法に関する。

偏光眼鏡等の特殊な眼鏡を用いることなく立体画像を表示する方法として所謂パララッ
クスバリア方式が知られている。この方式には、例えば特許文献１に開示される固定バリ
ア方式と、例えば特許文献２に開示される液晶バリア方式が含まれる。

特開平９−３０４７３９号公報特開２００４−２９４４８４号公報

固定バリア方式に用いられるパララックスバリアは、例えばクロム系金属材料から成る
基板にエッチングにより所定の開口パターンを形成することにより作製される。低コスト
で量産可能という利点を有するものの、基板材料が生来備えている色味と、基板内部の反
射により生ずるクロストーク現象とにより立体画像の品質が低下しやすい。

透過型液晶パネルに加える電圧を適宜制御することにより遮光パターンを当該液晶パネ
ルに表示・消去する液晶パララックスバリアの場合、電圧制御によって画像の平面視と立
体視を切替えることが可能であり、かつクロストーク現象が生じにくいという利点を有す
るものの、製造コストが高く、光透過効率（画像の明るさ）で固定バリア方式に劣る。

よって本発明の目的は、光透過効率が高く、低コストで製造可能なパララックスバリア
、当該パララックスバリアの製造方法、および当該パララックスバリアを備えた裸眼式立
体画像表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本願発明のパララックスバリアは、基板上に形成された
光透過性の親水性材料層と、親水性材料層上に形成され、遮光パターンに対応する形状を
有する親油性材料層と、親水性材料層上に保持された親水性かつ光透過性の液体層と、親
油性材料層上に保持された親油性のエマルション層と、液体層および前記エマルション層
を覆う光透過性の保護層とを備える。

このような構成によれば、基板上に親水性材料層を形成し、その上に遮光パターンに対
応する形状を有する骨格としての親油性材料層をインクジェット技術等を用いて形成し、
上記の条件を満足する液体とエマルション（油脂性材料）を吹き付けて親水性材料層と親
油性材料層上に選択的に保持させることにより透光部と遮光部を容易に形成できる。また
保護層は液体層およびエマルション層の表面張力により吸着されるため、接着剤を用いる
必要がない。したがって低コストで良好な立体画像光学特性を確保でき、量産も容易であ
る。
さらに立体画像光学特性に劣化あるいは不良が生じた場合には、保護層を剥離して液体
層とエマルション層を形成し直せばパララックスバリアの再生が可能であり、高価な画像
表示ユニット等を廃棄することなく再使用できる。したがって製造コストの削減に寄与す
ると共に、環境負荷抑制の観点からも有効である。

本願発明のパララックスバリアは、親油性材料層とエマルション層は同じ材料を含有す
るものが望ましい。

このような構成によれば、エマルション層の親油性材料層による保持性が高まり、遮光
部の構造安定性が増す。同一の材料を用いる場合には、同一の装置で両層を形成すること
ができ、製造工程の単純化とコスト抑制が可能である。

本願発明のパララックスバリアは、基板はガラスであり、親水性材料層はシリコンを含
有するものが望ましい。

このような構成によれば、支持層たる親水性材料層の基板への接着性が高まり、パララ
ックスバリア全体の構造安定性が増す。

本願発明のパララックスバリアは、親油性材料層がシリコンを含有するものが望ましい
。

このような構成によれば、遮光パターンの骨格たる親油性材料層の親水性材料層への接
着性が高まり、遮光パターンの構造安定性が増す。

本発明のパララックスバリアは、保護層がポリオレフィンフィルムであることが望まし
い。

このような構成によれば、バリアの厚みを可及的に薄くすることが可能であり、光透過
性の低下を抑制できる。また保護層の重量を可及的に軽くすることが可能であり、液体層
およびエマルション層による吸着保持状態の維持が容易である。

上記の目的を達成するために、本願発明の立体画像表示装置は、画像を表示可能なパネ
ルと、パネルを覆うパララックスバリアとを備え、パララックスバリアは、パネルを覆う
光透過性の親水性材料層と、親水性材料層上に形成され、遮光パターンに対応する形状を
有する親油性材料層と、親水性材料層上に保持された親水性かつ光透過性の液体層と、親
油性材料層上に保持された親油性のエマルション層と、液体層およびエマルション層を覆
う光透過性の保護層とを備える。

このような構成によれば、優れた立体画像光学特性を有する立体画像表示装置を低コス
トで量産可能である。また立体画像特性に劣化もしくは不良が生じた場合は、パララック
スバリアのみを容易に再生でき、画像を表示可能なパネルは廃棄することなく再使用が可
能である。

上記の目的を達成するために、本願発明のパララックスバリアの製造方法は、基板上に
光透過性の親水性材料層を形成し、親水性材料層上に遮光パターンに対応する形状を有す
る親油性材料層を形成し、親水性材料層上に親水性かつ光透過性の液体層を保持させ、親
油性材料層上に親油性のエマルション層を保持させ、液体層およびエマルション層を光透
過性の保護層で覆う。

このような構成によれば、上記の条件を満足する液体と遮光性に優れるエマルション（
油脂性材料）を吹き付けて親水性材料層と親油性材料層上に選択的に保持させることによ
り、透光部と遮光部を容易に形成できる。また保護層は液体層およびエマルション層の表
面張力により吸着保持されるため、接着剤を用いる必要がない。したがって低コストで良
好な立体画像光学特性を確保でき、量産も容易である。
さらに製造過程において立体画像光学特性に不良が発見された場合に、遮光部および透
光部の調整あるいは再形成が容易であり、歩留まりが向上する。部品の廃棄を抑制可能で
あることから、環境負荷抑制の観点からも有効である。

本願発明のパララックスバリアの製造方法は、親油性材料層の形成をインクジェット技
術を用いて行なうことが望ましい。

このような構成によれば、遮光部の骨格に相当するパターンを簡便に形成できる。遮光
特性は上述のように調整が可能であるため、パターン形成工程において求められる精度を
緩和できる。したがって製造コストの抑制に寄与する。

本願発明のパララックスバリアの製造方法は、保護層で覆う前に基板側から光を入射さ
せてエマルション層による遮光状態を光学的に観察し、遮光状態の調整の要否を判断する
ことが望ましい。

このような構成によれば、保護層の装着前に遮光部の寸法調整が可能であり、歩留まり
が向上する。部品の廃棄を抑制可能であることから、環境負荷抑制の観点からも有効であ
る。

本発明に係るパララックスバリアを備えた立体画像表示装置の例を模式的に示す図である。図１のパララックスバリアの構成を示す模式断面図である。図２のパララックスバリアの製造方法を示す模式断面図である。図２のパララックスバリアの製造方法を示す模式断面図である。図２のパララックスバリアの製造方法を示す模式断面図である。図２のパララックスバリアの製造方法を示す模式断面図である。図２のパララックスバリアの製造過程において行なわれる遮光状態検査の原理を説明する図である。図２のパララックスバリアの製造方法を示す模式断面図である。図２のパララックスバリアの製造方法を示す模式断面図である。

本発明に係るパララックスバリアを備えた立体画像表示装置の一例として、液晶ディス
プレイ装置１００の構成を図１に示す。液晶ディスプレイ装置１００は、バックライトユ
ニット１０と、液晶パネルユニット２０と、パララックスバリア３０を備えている。図１
はこれらの位置関係を模式的に示すことを目的にしたものであり、実際の各部材の寸法や
形状を限定するものではない。

バックライトユニット１０は、表面に反射材を形成した透明な導光体１０ａと、蛍光灯
や白色ＬＥＤからなる光源１０ｂを含む公知の構成を備えており、液晶パネルユニット２
０を背面から照明する。液晶パネルユニット２０は、封入された液晶の状態を制御するこ
とにより、所望の画像を表示可能な公知の構成を備えている。パララックスバリア３０は
液晶パネルユニット２０の表面すなわちユーザー側に設けられ、所定の周期で開口部（透
光部）と遮光部が繰り返すパターンを有している。右目用および左目用の視差画像を液晶
パネルユニット２０に表示すると、ユーザーの右目および左目は各々パララックスバリア
３０を通過した右目用視差画像および左目用視差画像のみを視認し、画像の立体視が可能
となる。

上記の本発明に係るパララックスバリア３０の断面構成を図２に示す。パララックスバ
リア３０は、基板３１と、第１の層３２と、第２の層３３と、液体層３４と、エマルショ
ン層３５と、保護層３６とを備える。図２はこれらの位置関係を模式的に示すことを目的
にしたものであり、実際の各部材の寸法や形状を限定するものではない。

基板３１は、ガラス等の光透過性を有する材料から成る。液晶パネルユニット２０の表
面を構成するガラス基板が基板３１を兼ねる構成としてもよい。

第１の層３２は、支持層として基板３１の表面に形成されている。本実施形態では、第
１の層３２は親水性かつ光透過性を有する材料から成り、本実施形態ではシリコンを含有
している。基板３１にガラスを用いる場合、材料の共通性から第１の層３２の基板３１へ
の接着性が高まり、パララックスバリア全体の構造安定性が増す。

第２の層３３は、パララックスバリア３０の遮光パターンに対応する形状を有するよう
に第１の層３２の表面に形成されている。第２の層３３は親油性かつ遮光性を有する材料
から成り、本実施形態ではシリコンを含有している。第２の層３３は、後述する製造方法
において遮光パターンの骨格としての役割を果たすため、材料の共通性から第１の層３２
との接着性が向上すると、遮光パターンの安定性が増す。

液体層３４は、親水性を有する第１の層３２上に選択的に保持されている。液体層３４
は、光透過性を有する第１の層３２と共に、パララックスバリア３０の透光部を構成する
。本実施形態では純水を使用しているが、親水性および光透過性を有する液体であればこ
れに限定されるものではない。

エマルション層３５は、黒インクオイル等の油脂性材料から成る。低い親水親油バラン
ス値（ＨＬＢ値）を有しており、親油性を有する第２の層３３上に選択的に保持されてい
る。エマルション層３５はその懸濁性により優れた遮光特性を備えており、第２の層３３
と共に、パララックスバリア３０の遮光部を構成する。

第２の層３３を構成する材料は必ずしも遮光性を有している必要性はないが、遮光性を
具備させるのであれば、エマルション層３３と同一の材料としてもよい。この場合、同一
の装置で第２の層３３およびエマルション層３５を形成することが可能であり、製造工程
の単純化とコスト抑制が可能である。

保護層３６は、液体層３４およびエマルション層３５を覆っており、液状の液体層３４
およびエマルション層３５の表面張力によって接着剤等を介することなく吸着保持されて
いる。本実施形態では、保護層３６はポリオレフィンフィルムを用いることにより、パラ
ラックスバリア３０の厚みを可及的に薄くして光透過性の低下を抑制している。また保護
層３６の重量を可及的に軽くすることができるため、液体層３４およびエマルション層３
５による吸着保持状態の維持が容易である。ポリエチレンフィルムやガラス板を保護層３
６に用いてもよい。

次に図３〜９を参照しつつ、本発明に係るパララックスバリア３０の製造方法について
説明する。これらの図は、各要素の位置関係を模式的に示すことを目的にしたものであり
、実際の各要素の寸法や形状を限定するものではない。

図３に示すように、先ず適宜の方法で基板３１上に親水性の第１の層３２を形成する。
基板３１は独立した部材であってもよいし、液晶パネルユニット２０の表面を構成するガ
ラス基板であってもよい。

次に図４に示すように、パララックスバリア３０の遮光パターンに対応する形状を有す
る親油性の第２の層３３を、親水性の第１の層３２上に形成する。第２の層３３は遮光パ
ターンの骨格としての役割を果たすが、当該骨格上に形成・保持されるエマルション層３
５の量を調整して遮光特性を変化させることが可能であるため、第２の層３３自体の形成
精度は幾分緩和される。よって簡便にパターン形成が可能なインクジェット技術を用いて
第２の層３３を形成することができる。

図４に示す状態において水の吹き付けを行なうと、水は親水性を有する第１の層に選択
的に保持され、図５に示すように液体層３４を形成する。次いでエマルションの吹き付け
を行なうと、エマルションは親油性を有する第２の層に選択的に保持され、図６に示すよ
うにエマルション層３５を形成する。液体層３４は第１の層３２と共にパララックスバリ
ア３０の透光部を構成し、エマルション層３５は第２の層３３と共にパララックスバリア
３０の遮光部を構成する。両者は混じり合うことなく明瞭な界面を形成しつつ厚みを増し
、所望の遮光パターンを得ることができる。なお先にエマルションの吹き付けを行ない、
次いで水の吹き付けを行なっても構わない。

次に、このようにして形成されたパララックスバリア３０の透光部と遮光部によって所
望の立体画像光学特性が得られるかを検査する。以下の説明において、図６の状態のもの
を便宜上バリア基板４０と称する。

図７に示すように、液晶パネルユニット２０は複数の画素２１を備えており、各画素２
１は光の３原色（ＲＧＢ）の発光体であるサブ画素の組合せにより構成されている。ここ
で先ず右目によって視認されるサブ画素群２２（図７の例では偶数画素２１のＲＢサブ画
素２２および奇数画素２１のＧサブ画素２２）が点灯するような検査画像を液晶パネルユ
ニット２０に表示させる。一方、この検査画像を光学的に観察するために右目の位置に撮
像装置を配置する。

次いで画面全体のＳ／Ｎ比が一定となるようにバリア基板４０の位置を調整して固定す
る。この状態において検査画面を複数の微小領域に区分し、各微小領域のＳ／Ｎ比を撮像
装置で取得する。図６に示したバリア基板４０の例では、一部のエマルション層３５ａの
厚みが不足しており、当該エマルション層３５ａを含む微小領域では、所望の遮光特性が
得られていない事実が撮像装置を通じて確認される。

このような場合、図８に矢印で示すように、所望の遮光特性が得られていないと判断さ
れたエマルション層３５ａに対してエマルションの補充が行なわれる。例えばインクジェ
ット技術を用いてエマルジョンの局所的補充を微小量ずつ行なうことにより、遮光部の幅
と厚みを少しずつ変化させることができる。図８では補充が行なわれたエマルション層を
参照番号３５ｂで表している。

エマルションの補充が行なわれた微小領域を再度撮像装置で観察し、所望の遮光特性が
得られていると確認されるまで、調整と観察を繰り返す。また左目についても同様の検査
を実行する。図７の例では偶数画素２１のＧサブ画素２２および奇数画素２１のＲＢサブ
画素２２が点灯するような検査画像を液晶パネルユニット２０に表示させ、左目の位置に
撮像装置を配置して同様の観察を行なう。

最後に図９に示すように、液体層３４およびエマルション層３５を覆うように保護層３
６を装着する。液体層３４およびエマルション層３５は液状であるため、接着剤等を用い
ずともこれらの表面張力によって保護層３６は液体層３４およびエマルション層３５に吸
着保持される。

以上説明したように、本発明に係るパララックスバリア３０の製造方法によれば、水と
遮光性に優れるエマルションを吹き付けて第１の層３２と第２の層３３上に選択的に保持
させることにより透光部と遮光部を容易に形成できる。また保護層３６は液状の液体層３
４およびエマルション層３５の表面張力により吸着保持されるため、接着剤を用いる必要
がない。したがって低コストで良好な立体画像光学特性を確保でき、量産も容易である。
本発明に係るパララックスバリアを備える液晶ディスプレイ装置１００の低コスト化にも
寄与する。

また製造過程において所望の立体画像光学特性が得られていないと判断された場合に、
図７および図８を用いて説明した手法により、遮光部および透光部の調整が容易である。
歩留まりが向上し、部品の廃棄を抑制可能であることから、製造コストの削減に寄与し、
環境負荷抑制の観点からも有効である。

さらに使用の過程で立体画像特性に劣化もしくは不良が生じた場合は、保護層３６を剥
離し、上記の製造方法により、遮光部および透光部の調整あるいは再形成を容易に行なう
ことができる。高価な液晶パネルユニット２０等は廃棄することなく再使用できるため、
製造コストの抑制に寄与すると共に環境負荷抑制の観点からも有効である。

上記の実施形態では、第１の層３２を親水性の材料で形成し、第２の層３３を親油性の
材料で形成している。ここで第１の層３２を光透過性を有する親油性の材料で形成し、パ
ララックスバリア３０の開口パターンに対応する形状を有する第２の層３３を親水性の材
料で形成してもよい。透明な親水性の液体およびエマルションの吹き付けにより、液体は
第２の層３３上に選択的に保持されて液体層３４を形成し、エマルションは第１の層３２
上に選択的に保持されてエマルション層３５を形成することになる。したがって、この例
においては、第１の層３２、第２の層３３、および液体層３４によりパララックスバリア
３０の透光部が構成され、第１の層３２およびエマルション層３５によりパララックスバ
リア３０の遮光部が構成される。第１の層３２を形成する親油性材料とエマルション層３
５を形成する油脂性材料が異なる以外は、上記の実施形態と同様に各要素の材料を選定可
能である。

本発明に係るパララックスバリア３０を備える立体画像表示装置としては、上記の液晶
ディスプレイ装置に代えて有機ＥＬディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置等を適
宜選択可能である。

１０バックライトユニット、２０液晶パネルユニット、３０パララックスバリア、
３１基板、３２第１の層（親水性材料層）、３３第２の層（親油性材料層）、３４
液体層、３５エマルション層、３６保護層、１００液晶ディスプレイ装置

Claims

基板上に形成された光透過性の親水性材料層と、
前記親水性材料層上に形成され、遮光パターンに対応する形状を有する親油性材料層と
、
前記親水性材料層上に保持された親水性かつ光透過性の液体層と、
前記親油性材料層上に保持された親油性のエマルション層と、
前記液体層および前記エマルション層を覆う光透過性の保護層とを備えるパララックス
バリア。
請求項１に記載のパララックスバリアであって、
前記親油性材料層と前記エマルション層は同じ材料を含有するパララックスバリア。
請求項１または２に記載のパララックスバリアであって、
前記基板はガラスであり、前記親水性材料層はシリコンを含有するパララックスバリア
。
請求項３に記載のパララックスバリアであって、
前記親油性材料層はシリコンを含有するパララックスバリア。
請求項１から４の何れか１項に記載のパララックスバリアであって、
前記保護層はポリオレフィンフィルムであるパララックスバリア。
画像を表示可能なパネルと、
前記パネルを覆うパララックスバリアとを備え、
前記パララックスバリアは、
前記パネルを覆う光透過性の親水性材料層と、
前記親水性材料層上に形成され、遮光パターンに対応する形状を有する親油性材料層
と、
前記親水性材料層上に保持された親水性かつ光透過性の液体層と、
前記親油性材料層上に保持された親油性のエマルション層と、
前記液体層および前記エマルション層を覆う光透過性の保護層とを備える立体画像表
示装置。
基板上に光透過性の親水性材料層を形成し、
前記親水性材料層上に遮光パターンに対応する形状を有する親油性材料層を形成し、
前記親水性材料層上に親水性かつ光透過性の液体層を保持させ、
前記親油性材料層上に親油性のエマルション層を保持させ、
前記液体層および前記エマルション層を光透過性の保護層で覆うパララックスバリアの
製造方法。
請求項７に記載のパララックスバリアの製造方法であって、
前記親油性材料層の形成はインクジェット技術を用いて行なうパララックスバリアの製
造方法。
請求項７または８に記載のパララックスバリアの製造方法であって、
保護層で覆う前に基板側から光を入射させて前記エマルション層による遮光状態を光学
的に観察し、
遮光状態の調整の要否を判断するパララックスバリアの製造方法。