JP5490759B2 - 映像ディスプレイ装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像ディスプレイに係り、より詳しくは、タッチ機能を持つ立体映像ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。

裸眼式の立体映像技術は、人間の両眼の視差現象を利用して実現することができる。両眼の視差を利用するためには、左眼ピクセルと右眼用ピクセルとが区分されたディスプレイ素子と、左眼用映像と右眼用映像とを独立してディスプレイするための映像フィルターが要求される。一般に、裸眼式の立体映像のための映像フィルターとしては、パララックスバリア（Ｐａｒａｌｌａｘ Ｂａｒｒｉｅｒ）、レンチキュラレンズ（Ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ Ｌｅｎｓ）などが使用される。

レンチキュラレンズを利用した立体映像方式の場合、所定の方向に左眼用ピクセルラインと右眼用ピクセルラインとが交互に配置されたディスプレイ素子の上端にレンチキュラレンズを付着する。レンチキュラレンズは、光の屈折現象を用いて左眼用映像と右眼用映像とを分離してディスプレイする方式のものであって、相対的に高い立体効果を得ることができる。

図１（ａ）は、レンチキュラレンズを利用した立体映像方式を示す図である。

図１（ａ）を参照すると、ディスプレイ素子１１とレンチキュラレンズ１２とを光学用接着剤（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）１３にて接合した形態である。上記レンチキュラレンズ１２により、右眼と左眼とで異なる映像を見ることができる。

図１（ｂ）は、静電容量方式タッチスクリーンの概略的な断面構造を示す図である。
タッチスクリーンの場合、大きく透明電極層３１、３２が蒸着された２枚の透明フィルム２１、２２と、保護フィルム５１を具備する。各フィルムは、光学用接着剤４１、４２を介して接合する。

裸眼式の立体映像とタッチスクリーンとを一緒に提供する場合、多くの欠点があった。裸眼式の立体映像ディスプレイにタッチスクリーンを取り付けると、画質が劣化してしまうことは勿論、ディスプレイ装置の全体厚みが増加しまう。また、材料費及び製造コストが増加してしまう。

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、立体映像を実現するための部分とタッチ機能を実現する部分とを一体化することで全体厚みを低減してスリム化することができる映像ディスプレイ装置及びその製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、タッチ機能の搭載に伴って生じうる画質の劣化を防止し、かつ材料費及び製造コストを減らすことができる立体映像ディスプレイ装置及びその製造方法を提供することである。

本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に制限されるものではなく、言及していない他の技術的課題についても、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者ならば後述から明確に理解できるであろう。

本発明の一実施形態による映像ディスプレイ装置は、マトリクス状のピクセルを含み、各ピクセルには左眼用サブピクセルと右眼用サブピクセルとが交互に配置されている映像ディスプレイ部、及び前記映像ディスプレイ部の上側に位置するタッチ感知部を含み、前記タッチ感知部は、互いに交差するように配置された第１の透明電極層及び第２の透明電極層と、その間に位置するレンズアレイとを含み、前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層とを通じてタッチまたはタッチ位置を感知し、前記レンズアレイを介して前記映像ディスプレイ部から出力される映像を、前記レンズアレイの屈折率を用いて左眼用映像と右眼用映像とに分離するタッチ感知部を含むことを特徴とする。

一方、本発明の他の実施形態による立体映像ディスプレイ装置の製造方法は、レンズアレイの両面に透明導電物質を形成するステップと、タッチ感知部を設けるために前記レンズアレイに形成された透明導電物質をエッチングして第１の透明電極層と第２の透明電極層を形成するステップ、及び映像ディスプレイ部に前記タッチ感知部を接合するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の他の実施形態による映像ディスプレイ装置は、左眼用映像及び右眼用映像のために映像ディスプレイ部から出力される映像を屈折率によって分離するレンズアレイと、前記レンズアレイの第１の面上に位置する第１の透明電極層と、前記レンズアレイの第２の面上に位置する第２の透明電極層とを含み、前記第１の透明電極層と第２の透明電極層とは互いに交差する方向に配置され、タッチを感知することを特徴とする。

本発明の立体映像ディスプレイ装置及びその製造方法によれば、立体映像を実現するための部分とタッチ機能を実現する部分とを一体化することで全体厚みを低減してスリム化することができ、また、タッチ機能の搭載に伴って生じうる画質の劣化を防止し、かつ材料費及び製造コストを減らして生産効率を高めることができる。

（ａ）は従来の立体映像ディスプレイの構造を示す図であり、（ｂ）は従来のタッチスクリーンの構造を示す図である。 本発明の一実施形態による立体映像ディスプレイ装置の分解斜視図である。 図２の矢視Ｉ−Ｉ’の断面図である。 本発明の他の実施形態による立体映像ディスプレイ装置の概略的な断面構造を示す図である。 本発明の一実施形態による立体映像ディスプレイ装置の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による立体映像ディスプレイ装置の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による立体映像ディスプレイ装置の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による立体映像ディスプレイ装置の製造方法を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態による立体映像ディスプレイ装置及びその製造方法について詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施形態による立体映像ディスプレイ装置の分解斜視図であり、図３は、図２の矢視Ｉ−Ｉ’の断面図である。図２及び図３は、立体映像のためのディスプレイ素子とタッチスクリーン機能とが一体化された構造を例示している。

一実施形態における立体映像ディスプレイ装置は、映像を出力する映像ディスプレイ部１１０と、映像ディスプレイ部１１０から出力された映像を左眼方向へのものと右眼方向へのものとに分離するためのレンズアレイ１２２と、タッチスクリーン機能を実現するためにレンズアレイ１２２の両面に蒸着された第１、第２の透明電極層１２１、１２３、及び保護層１３０と、を含む。

一実施形態において、映像ディスプレイ部１１０と、第１、第２の透明電極層１２１、１２３が蒸着されてなるレンズアレイ１２２、保護層１３０を直接接合した形態を示している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、中間層が上記層１１０、１２１、１２２、１２３、１３０の間に存在してもよい。付着のために、別途の接着剤を使用せずに、熱、圧力などを用いてもよい。第１の透明電極層１２１は、タッチ感知部１２０の第１の面に位置し映像ディスプレイ部１１０に接着され、保護層１３０は、タッチ感知部１２０の第２の面に形成された第２の透明電極層１２３に接着される。このように、光学用接着剤の使用を最小化することで当該接着剤層の配設を抑えると、全体厚みが低減し、材料費を削減することができ、且つ光学用接着剤による画質の劣化を改善することができる。

映像ディスプレイ部１１０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）パネルなどのディスプレイ素子であって、マトリクス状のピクセルを含んでなる。映像ディスプレイ部１１０には、多様な方向に左眼用ピクセルラインと右眼用ピクセルラインとが交差して位置していてよく、それぞれのピクセルには交互に配置された左眼用ピクセル及び右眼用ピクセルが含まれる。映像ディスプレイ部１１０は、左眼用ピクセルと右眼用ピクセルからそれぞれ異なる分離された映像を出力することで、人の両眼が互いに異なる映像を見ることができ、ユーザが両眼のそれぞれで知覚する映像により立体映像を認識することができるようにする。

映像ディスプレイ部１１０の上側にはレンズアレイ１２２が位置する。例えば、裸眼式の立体映像を実現するためのレンズアレイ１２２として、凸レンズタイプまたは凹レンズタイプのレンチキュラレンズを使用することができる。

レンズアレイ１２２は、光の屈折現象を用いた光学的構造の映像フィルターであり、光の屈折率を用いて映像ディスプレイ部１１０を介してレンズアレイ１２２に入力される映像を左眼用ピクセルと右眼用ピクセルからの左側映像と右側映像とに分離して左眼用映像と右眼用映像を表示可能とする。レンズアレイ１２２は、光の屈折を用いることから、レンズアレイ１２２は、映像ディスプレイ部１１０の左眼用ピクセルと右眼用ピクセル、レンズの大きさ、形状、距離などの複合的な要素を考慮して設計される。

レンズアレイ１２２を構成する各レンズの円形半球は、下側に位置した映像ディスプレイ部１１０の左眼用ピクセル及び右眼用ピクセルと一致するように配置することで、左眼用映像と右眼用映像とが各レンズを介して正確に立体映像として表示されるよう、分離できるようにする。固定された半球形態のレンズによって光の透過率が変化することで限定された視点から立体映像を視聴することができる焦点領域が形成される。このために、映像ディスプレイ部１１０は、左眼用ピクセルと右眼用ピクセルとを別々に作動する方式を採用し、映像コンテンツもまた、立体映像のための別途の製作が必要である。文字のように立体映像が不要な２次元映像を表示するときには、左眼ピクセルと右眼用ピクセルとに同一の映像を表示する。

レンズアレイ１２２、第１の透明電極層１２１及び第２の透明電極層１２３は、映像ディスプレイ部１１０の上側に位置してタッチ感知部１２０を構成する。このようなタッチ感知部１２０は、光の屈折率を用いて映像ディスプレイ部１１０から出力される映像を左眼用映像と右眼用映像とに分離するための映像フィルター機能と、タッチ入力のためのタッチスクリーン機能の双方を実現する。

タッチ感知部１２０は、第１の透明電極層１２１と第２の透明電極層１２３との間にレンズアレイ１２２が位置するように一体化した構造で設けられる。映像ディスプレイ部１１０から出力される映像は、レンズアレイ１２２を通過しながら、光の屈折率によって左眼方向へのものと右眼方向へのものとに分離されて立体効果を生成するようになる。

一方、タッチ感知部１２０は、透光性のレンズアレイ１２２の両面に蒸着された第１、第２の透明電極層１２１、１２３によって静電容量式タッチスクリーン機能を提供することができる。このような場合、タッチ感知部１２０は、ユーザの接触時に所定の間隔を隔てて互いに離間している第１の透明電極層１２１と第２の透明電極層１２３との間での静電気、電流の変化を感知することでタッチ位置を感知する。第１の透明電極層１２１と第２の透明電極層１２３とのパターンは、タッチ感知部１２０上にタッチ及びタッチ位置を判別できるようにマトリクス状のパターン（または、垂直方向のパターン）で形成することができる。例えば、第１の透明電極層１２１のパターンは、第１の方向に、第２の透明電極層１２３のパターンは、上記第１の方向と交差する第２の方向に相互交差するように形成される。

保護層１３０は、保護フィルム、保護ガラス、またはこれらと類似の形態でタッチ感知部１２０の上部を覆うように形成され、タッチ入力時に加えられる押圧力によってレンズアレイ１２２上の半球レンズが押し付けられることでその外形が変形または破損されないように、上記レンズと所定の距離を隔てて形成される。実施形態によっては、保護層１３０を排除し、または他の素材に置き換えてもよい。

実施形態によっては、タッチ感知部１２０が映像装置から分離されることもあるため、タッチ感知部１２０は、ユーザの要求に応じて着脱自在な構造としてもよい。

タッチ感知部１２０は、レンズアレイ１２２の上端と下端に透明導電物質を蒸着して一体化した構造を有する。このような構造によると、タッチスクリーン上の透明導電物質の支持体としての透明フィルムの使用を省くことができるため、透明フィルム、透明フィルムを付着するための光学用接着剤の使用を排除または削減することができる。そして、透明フィルム及びその付着のための光学用接着剤が不要となるため、全体的な厚みを薄くすることができ、材料費を削減することができ、透過率を向上させることで高画質の映像を提供することができる。また、製造工程が単純化するため、歩留まりを高くすることができる。

図４は、本発明の他の実施形態による立体映像ディスプレイ装置の概略的な断面構造を示す図である。

図４の構造は、図２及び図３の一実施形態と同一の構造において光学用接着剤からなる第１、第２の光学用接着層１４１、１４２を介して映像ディスプレイ部１１０とレンズアレイ１２２が搭載されたタッチ感知部１２０を接合した形態を例示している。タッチ感知部１２０の第１の面、例えば上面に位置する第１の透明電極層１２１は、第１の光学用接着層１４１を介して映像ディスプレイ部１１０に接着され、タッチ感知部１２０の第２の面、例えば下面に位置する第２の透明電極層１２３は、第２の光学用接着層１４２を介して保護層１３０に接着される。

図２ないし図４の実施形態において、左眼及び右眼用映像を分離するための映像フィルター部分とタッチスクリーン機能を実現する部分とが一体化しているため、必要な層数が減少し、全体的な層構造をより単純化することができる。また、一体化した構造であるため、透明導電物質の支持体としての透明フィルムの使用を省くことで、全体的な厚みが薄くなる、材料費が削減される、透明フィルムの使用により画質劣化が改善される、などの効果が得られる。

図５Ａないし図５Ｄは、本発明の一実施形態による立体映像ディスプレイ装置の製造方法を示すフローチャートである。

先ず、図５Ａに示すように、レンズアレイ１２２の両面にＩＴＯ（酸化インジウム錫、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電物質１２４、１２５を真空蒸着して薄膜を形成する。すなわち、上記透明導電物質１２４、１２５は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどから形成されていてよい。

次いで、図５Ｂに示すように、レンズアレイ１２２の両面に図５Ａの工程により蒸着された透明導電物質１２４、１２５をエッチングして第１、第２の透明電極層１２１、１２３を形成することで、第１の透明電極層１２１、レンズアレイ１２２、第２の透明電極層１２３を順次設け、これにより立体映像のための映像フィルター機能と静電容量式タッチスクリーン機能とが一体化した構造を有するタッチ感知部１２０を設けることができる。第１の透明電極層１２１と第２の透明電極層１２３のパターンは、タッチ感知部１２０上にタッチ及びタッチ位置を判別できるようにマトリクス状のパターン（または垂直方向のパターン）で形成することができる。例えば、第１の透明電極層１２１のパターンは、第１の方向に、第２の透明電極層１２３のパターンは、上記第１の方向と交差する第２の方向に相互交差するように形成される。

次いで、図５Ｃに示すように、映像ディスプレイ部１１０の上表面にタッチ感知部１２０を接合した後、図５Ｄに示すように、保護層１３０は、映像ディスプレイ部１１０と対面するタッチ感知部１２０上に位置する。しかし、これに限定されず、保護層１３０は排除され、または他の素材に置き換えられていてよい。

映像ディスプレイ部１１０とタッチ感知部１２０、保護層１３０は、光学用接着剤を使用せずに熱、圧力などを用いて直接接合するか、または光学用接着剤を使用して接合することができる。層間接着のための素材として光学用接着剤を使用すると、図４に示すように、第１の光学用接着層１４１を用いて映像ディスプレイ部１１０の上表面とタッチ感知部１２０とを接着し、第２の光学用接着層１４２を用いてタッチ感知部１２０の上表面を保護層１３０に接着する。光学用接着剤を使用せずに直接接合すると、層構造が簡単になり、含まれる層数が減ることから、厚み、費用、工程複雑性、透過率の改善などの面においてより向上した効果を奏し得る。

以上、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者ならば、本発明をその技術的思想や必須な特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施することができるということが理解できるであろう。

１１０ 映像ディスプレイ部
１２０ タッチ感知部
１２１ 第１の透明電極層
１２２ レンズアレイ
１２３ 第２の透明電極層
１２４、１２５ 透明導電物質
１３０ 保護層
１４１ 第１の光学用接着層
１４２ 第２の光学用接着層

Claims (15)

1. マトリクス状のピクセルを含み、各ピクセルには左眼用サブピクセルと右眼用サブピクセルとが交互に配置されている映像ディスプレイ部、及び
   前記映像ディスプレイ部の上側に位置するタッチ感知部を含み、
   前記タッチ感知部は、互いに交差するように配置された第１の透明電極層及び第２の透明電極層と、その間に位置するレンズアレイとを含み、
   前記第１の透明電極層は前記レンズアレイの一方の面に設けられ、前記第２の透明電極層は前記レンズアレイの他方の面に設けられ、
   前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層とを通じてタッチまたはタッチ位置を感知し、前記レンズアレイを介して前記映像ディスプレイ部から出力される映像を、前記レンズアレイの屈折率を用いて左眼用映像と右眼用映像とに分離する
   ことを特徴とする映像ディスプレイ装置。
2. 前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層とは、前記レンズアレイに密接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の映像ディスプレイ装置。
3. 前記第２の透明電極層の前記レンズアレイと向き合う側の面と反対側の面上に形成された保護層と、
   前記第１の透明電極層を前記映像ディスプレイ部に付着するための第１の光学用接着層と、
   前記保護層を前記第２の透明電極層に付着するための第２の光学用接着層と
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像ディスプレイ装置。
4. 前記レンズアレイは、レンチキュラレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の映像ディスプレイ装置。
5. 前記タッチ感知部は、前記映像ディスプレイ部と着脱自在であることを特徴とする請求項１に記載の映像ディスプレイ装置。
6. レンズアレイの両面に密接して透明導電物質を形成するステップと、
   タッチ感知部を設けるために前記レンズアレイに形成された透明導電物質をエッチングして第１の透明電極層と第２の透明電極層を形成するステップ、及び
   映像ディスプレイ部に前記タッチ感知部を接合するステップと、
   を含むことを特徴とする立体映像ディスプレイ装置の製造方法。
7. 前記レンズアレイは、前記レンズアレイの屈折率を用いて前記映像ディスプレイ部から出力される映像を左眼用映像と右眼用映像とに分離するレンチキュラレンズを含むことを特徴とする請求項６に記載の立体映像ディスプレイ装置の製造方法。
8. 前記映像ディスプレイ部は、マトリクス状のピクセルを含み、各ピクセルには左眼用映像のためのピクセルと右眼用映像のためのピクセルとが交互に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の立体映像ディスプレイ装置の製造方法。
9. 前記映像ディスプレイ部と前記タッチ感知部を第１の光学用接着層を用いて接着するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の立体映像ディスプレイ装置の製造方法。
10. 保護層を前記タッチ感知部の上面に第２の光学用接着層を用いて接着するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の立体映像ディスプレイ装置の製造方法。
11. 左眼用映像及び右眼用映像のために映像ディスプレイ部から出力される映像を屈折率によって分離するレンズアレイと、
    前記レンズアレイの第１の面上に位置する第１の透明電極層と、
    前記レンズアレイの第２の面上に位置する第２の透明電極層とを含み、
    前記第１の透明電極層は前記レンズアレイの一方の面に設けられ、前記第２の透明電極層は前記レンズアレイの他方の面に設けられ、
    前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層とは互いに交差する方向に配置され、タッチを感知することを特徴とする映像ディスプレイ装置。
12. 前記第１の透明電極層と前記第２の透明電極層とは、前記レンズアレイに密接して設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の映像ディスプレイ装置。
13. 前記第２の透明電極層の前記レンズアレイと向き合う側の面と反対側の面上に形成された保護層と、
    前記第１の透明電極層を前記映像ディスプレイ部に付着するための第１の光学用接着層と、
    前記保護層を前記第２の透明電極層に付着するための第２の光学用接着層と
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の映像ディスプレイ装置。
14. 前記レンズアレイは、レンチキュラレンズを含むことを特徴とする請求項１１に記載の映像ディスプレイ装置。
15. 前記映像ディスプレイ装置は、前記映像ディスプレイ部と着脱自在であることを特徴とする請求項１１に記載の映像ディスプレイ装置。