JP5951734B2 - ピクセル構造 - Google Patents

Description

本発明は、ピクセル構造に関し、特に立体ディスプレイに用いられるピクセル構造に関する。

立体表示技術は、人間の両目の視差を利用してそれぞれ視聴者の両目に異なる影像を提供することによって立体表示の目的を達成する。よくある裸眼式（自動立体表示技術、Ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙともいう）立体表示技術は、表示パネルの上方にレンチキュラーレンズ（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ ｌｅｎｓ）又は回折格子（ｂａｒｒｉｅｒ）が設けられることによって、左右の目の光線を区分して、更に立体画像を生じる。

しかしながら、前記二種類の裸眼式の立体ディスプレイにおいて、表示パネルに別途レンチキュラーレンズ又は回折格子等の光学フィルムを貼る必要があり、従って、位置合わせが精確でないという問題が生じやすくなり、且つ対応する駆動設計に合わせる必要がある。

本発明は、フィルム貼りの位置合わせが精確でないという問題を解決するための、立体ディスプレイに用いられるピクセル構造を提供する。

本発明の一実施形態は、光線を生じるための発光区、発光区に設けられる光学ユニット、発光区に接続される駆動ユニットを含む、立体ディスプレイに用いられるピクセル構造を提供する。光学ユニットは、発光区を第１発光領域及び第２発光領域に仕切るためのものであり、第１発光領域と第２発光領域から射出する光線を反射してそれぞれ異なる方向へ発する。駆動ユニットは、同時に第１発光領域と第２発光領域を駆動して発光させるためのものである。

本発明の一又は複数の実施例において、光学ユニットは、発光区の中央に設けられる反射式微細構造を含む。

本発明の一又は複数の実施例において、反射式微細構造は、第１発光領域側に面した凸面及び第２発光領域側に面した凹面を有する。

本発明の一又は複数の実施例において、反射式微細構造は、第１発光領域側に面した第１斜面及び第２発光領域側に面した第２斜面を有し、断面が下が狭く上が広い台形である。

本発明の一又は複数の実施例において、光学ユニットは、選択的に発光区の縁に設けられ、断面が上が狭く下が広い台形である複数の補助反射式微細構造を更に含む。

本発明の一又は複数の実施例において、光学ユニットの材料は、フォトレジストであってもよい。

本発明の一又は複数の実施例において、第１発光領域と第２発光領域とは面積が互いに同じである。

本発明の他の実施形態において、ピクセル構造は、光線を生じるための発光区、及び発光区に設けられる二つの光学レンズを含む。発光区から射出する光線は、光学レンズによって屈折されてそれぞれ異なる方向へ発される。二つの光学レンズの各々は、発光区に投影された面積が互いにほぼ同じである。

本発明において、単一のピクセル構造の発光区に光学ユニットが設けられて、光学ユニットによって反射又は屈折を行い更に発光区から射出する光線の角度を変更させることによって、光線がそれぞれ観察者の左右の目に入って、立体画像を生じる。このピクセル構造の設計は、別途フィルム貼りの作業を必要としないため、位置合わせが精確でないという問題が生じることがなく、且つ輝度を高めることができる。

本発明のピクセル構造の異なる実施例の側面略図である。 本発明のピクセル構造の異なる実施例の側面略図である。 本発明のピクセル構造の異なる実施例の側面略図である。 本発明のピクセル構造の異なる実施例の側面略図である。

以下、図面及び詳細な説明で本発明の精神を明らかに説明し、当業者であれば、本発明の好適な実施例を理解した上で、本発明の教示した技術に基づいて、本発明の精神と範囲から逸脱せずに、変更や修飾を加えることができる。

従来の立体ディスプレイにおけるフィルム貼り位置合わせが精確でないという問題を解決するために、本発明は、直接にピクセルに微細構造を製造し、光線が微細構造によって反射又は屈折されて異なる方向へ発せられるように構成し、左右の目の影像を提供する。

図１は、本発明の立体ディスプレイに用いられるピクセル構造の一実施例の側面略図である。注意すべきなのは、簡単に説明するために、本実施例及び以降の実施例において単一のピクセル構造のみを示して説明している。実際には、複数のピクセル構造の組合せが一つのピクセル単元であるが、複数のピクセル単元が周期的配列方式で並ぶことで、カラー影像を表示する。

ピクセル構造１００は、発光区１１０及び発光区１１０に設けられた光学ユニットを含む。ピクセル構造１００の発光区１１０は、有機発光ダイオード層、カラーバリア層が設けられた電極層、又は他の発光ユニットであってもよい。発光区１１０から射出する光線は、単色光又は混合光であってもよい。

発光ユニットの作用は、発光区１１０から射出する光線を、二つの異なる方向へ射出して、使用者の左右の目にそれぞれ入らせることにある。発光ユニットは、発光区１１０の中央に設けられる反射式微細構造１２０であってもよい。当該反射式微細構造１２０は、発光区１１０を第１発光領域１１２及び第２発光領域１１４に仕切り、第１発光領域１１２から射出する光線１３０が反射式微細構造１２０に照射されてから、反射式微細構造１２０によって反射されて図面の左方に射出され、第２発光領域１１４から射出する光線１４０が反射式微細構造１２０に照射されてから、反射式微細構造１２０によって反射されて図面の右方に射出される。

光線１３０、１４０を均一に発するために、第１発光領域１１２の面積は、第２発光領域１１４の面積と同じであることが好ましく、これにより観察者の左右の目が受ける影像輝度を一致にすることができる。

ピクセル構造１００は、同時に第１発光領域１１２及び第２発光領域１１４を発光駆動するための、発光区１１０に接続される駆動ユニット１５０を更に含む。駆動ユニット１５０は、例えば、薄膜トランジスタ・スイッチであってもよい。

反射式微細構造１２０の材料は、高反射率を有するフォトレジストであってもよく、フォトレジストコーティングプロセスによって、特定な形を有するフォトマスクを発光区１１０に貼り付けてから、フォトレジストをフォトマスクによる形状で発光区１１０にコーティングして、固体化させて形成することができる。

反射式微細構造１２０の形状設計に関しては、光線が反射され異なる方向へ射出するように構成するのみで、立体表示の効果を達成することができる。例えば、本実施例において、反射式微細構造１２０は、第１発光領域１１２側に面した凸面１２２及び第２発光領域１１４側に面した凹面１２４を有する。凸面１２２及び凹面１２４の設計は、第１発光領域１１２及び第２発光領域１１４からの光線１３０、１４０をそれぞれ異なる方向へ射出させるようにすることができる。従って、反射式微細構造１２０の凸面１２２及び凹面１２４の曲率は、実際の要求に応じて設計することができる。

本発明における光学ユニットは、単一のピクセル構造１００からの光線をそれぞれ異なる方向へ発することができるので、反射又は屈折によって、上記の効果を達成できる。注意すべきなのは、以下、光学ユニットにおいて上記の一実施例と異なる部分のみを説明し、上記の一実施例と同じ部分は繰り返して説明しない。

図２は、本発明のピクセル構造の他の実施例を示す側面略図である。本実施例の光学ユニットは、発光区１１０に設けられた反射式微細構造１６０を含み、反射式微細構造１６０の材料は高反射率を有するフォトレジスト又は有機材料であってもよい。反射式微細構造１６０は、発光区１１０を第１発光領域１１２及び第２発光領域１１４に分割し、その断面形状は下が狭く上が広い台形であり、また、第１発光領域１１２側に面した第１斜面１６２及び第２発光領域１１４側に面した第２斜面１６４を有し、第１発光領域１１２から射出する光線１３０が第１斜面１６２によって反射されてから図面の左方に射出され、第２発光領域１１４から射出する光線１４０が第２斜面１６４によって反射されてから図面の右方に射出される。同様に、第１斜面１６２及び第２斜面１６４の傾斜度は、異なる要求に応じて設計することができる。

本実施例において、ピクセル構造１００は、選択的に発光区１１０の縁に設けられる複数の補助反射式微細構造１７０を更に含む。補助反射式微細構造１７０の材料は、反射式微細構造１６０と同様に高反射率を有するフォトレジスト又は有機材料である。補助反射式微細構造１７０の断面形状は、下が広く上が狭い台形である。補助反射式微細構造１７０は、第１発光領域１１２と第２発光領域１１４から射出する光線１３０、１４０をそれぞれ異なる方向へ射出させることができることに加えて、更に隣接するピクセル構造１００から射出する光線同士の干渉を避けることができる。

図３は、本発明のピクセル構造の更に他の実施例の側面略図である。本実施例において、反射式微細構造１８０は、二つの反射面１８２、１８４のみによって第１発光領域１１２及び第２発光領域１１４から射出する光線１３０、１４０をそれぞれ異なる方向へ射出させることができる。当然、ピクセル構造１００は、図２に示すような補助反射式微細構造を選択的に有してもよいが、ここでは繰り返して説明しない。

本発明に提供されたピクセル構造１００は、反射式の光学ユニットによって第１発光領域１１２と第２発光領域１１４から射出する光線１３０、１４０を反射し異なる方向へ射出させて、立体表示の効果を達成することに加えて、屈折の方式を利用して、単一のピクセル構造１００から射出する光線をそれぞれ左右の目に射出させることができる。以下、図面を参照しつつ詳しく説明する。

図４は、本発明のピクセル構造の更に一つの実施例の側面略図である。本実施例において、光学ユニットは、二つの光学レンズ１９０、１９２を含む。光学レンズ１９０、１９２は、発光区１１０に設けられ、光学レンズ１９０の発光区１１０に投影された部分が第１発光領域１１２と定義され、光学レンズ１９２の発光区１１０に投影された部分が第２発光領域１１４と定義され、第１発光領域１１２と第２発光領域１１４は互いに重ならず、且つ第１発光領域１１２と第２発光領域１１４の面積が互いに同じで、即ち、二つの光学レンズ１９０、１９２の各々の発光区１１０に投影された面積が互いに同じである。

光学レンズ１９０、１９２は、屈折率に対する実際の要求に応じて適当な材料を選択することができ、表面弧度も同様に実際の要求に応じて設計することができ、発光区１１０から射出する光線をそれぞれ左右の目へ射出させるものであればよい。光学レンズ１９０、１９２の形状が完全に同じであり、且つ、発光区１１０を覆う面積が同じであるため、第１発光領域１１２及び第２発光領域１１４の光線１３０、１４０がほぼ同じ発散角度で均一に左右の目に入り、従って、観察者の左右の目が受けた影像の輝度が同じになるので、画面がより均一になる。

上記実施例から、本発明において、単一のピクセル構造の発光区に光学ユニットが設けられ、光学ユニットによって反射又は屈折を行い、更に発光区から射出する光線の角度を変更させることによって、光線がそれぞれ観察者の左右の目に入り、立体画像を生じることが分かった。このピクセル構造の設計は、別途フィルム貼りの作業を必要としないため、位置合わせが精確でないという問題が生じず、且つ輝度を高めることができる。

本発明は、実施形態によって前述の通りに開示されたが、これは本発明を限定するものではなく、当業者なら誰でも、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。

１００ ピクセル構造
１１０ 発光区
１１２ 第１発光領域
１１４ 第２発光領域
１２０、１６０、１８０ 反射式微細構造
１２２ 凸面
１２４ 凹面
１３０、１４０ 光線
１５０ 駆動ユニット
１６２ 第１斜面
１６４ 第２斜面
１７０ 補助反射式微細構造
１８２、１８４ 反射面
１９０、１９２ 光学レンズ

Claims (6)

1. 光線を生じるための発光区と、
   前記発光区を第１発光領域及び第２発光領域に仕切るように、前記発光区に設けられ、前記第１発光領域と前記第２発光領域から射出する光線を反射してからそれぞれ異なる方向へ発する光学ユニットと、
   同時に前記第１発光領域と前記第２発光領域を発光駆動するように、前記発光区に接続される駆動ユニットと、を備え、
   前記光学ユニットは、前記発光区の中央に設けられる反射式微細構造を含み、
   前記反射式微細構造は、前記発光区を前記第１発光領域と前記第２発光領域に仕切り、前記第１発光領域から射出される光線は前記反射式微細構造によって反射されて第1の方向に射出され、前記第２発光領域から射出される光線は前記反射式微細構造によって反射されて前記第1の方向とは異なる第２の方向に射出されることを特徴とする
   立体ディスプレイに用いられるピクセル構造。
2. 前記反射式微細構造は、前記第１発光領域側に面した凸面及び前記第２発光領域側に面した凹面を有する請求項１に記載のピクセル構造。
3. 前記反射式微細構造は、前記第１発光領域側に面した第１斜面及び前記第２発光領域側に面した第２斜面を有し、断面が下が狭く上が広い台形である請求項１に記載のピクセル構造。
4. 前記光学ユニットは、前記発光区の縁に設けられる、断面が上が狭く下が広い台形である複数の補助反射式微細構造を更に含む請求項１又は請求項３に記載のピクセル構造。
5. 前記光学ユニットの材料は、フォトレジストである請求項１に記載のピクセル構造。
6. 前記第１発光領域と前記第２発光領域とは面積が互いに同じである請求項１に記載のピクセル構造。