(57)【要約】本発明の無眼鏡３次元ディスプレイは、第１面１００ａ及びこれに対向する第２面１００ｂを有し、側面の第１光源１０４、１０６から入射された光の経路を第１面１００ａ側に変更させる第１プリズム１０２が第２面１００ｂに備えられた第１導光板１００と、第３面３００ａ及びこれに対向する第４面３００ｂを有し、側面の第２光源３０４、３０６から入射された光の経路を第３面３００ａ側に変更させる第２プリズム３０２が第４面３００ｂに備えられた第２導光板３００と、第１導光板１００と第２導光板３００との間に位置し、第１導光板１００から入射された光の一部を遮断するバリアフィルム２００と、第２導光板３００の第３面３００ａ側に設けられ、第２導光板３００から入射された光の経路を屈折させるレンチキュラーフィルム４００と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
2014503839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及びこれに対向する第２面を有し、側面の第１光源から入射された光の経路を前記第１面側に変更させる第１プリズムが前記第２面に備えられた第１導光板と、
第３面及びこれに対向する第４面を有し、側面の第２光源から入射された光の経路を前記第３面側に変更させる第２プリズムが前記第４面に備えられた第２導光板と、
前記第１導光板と第２導光板との間に位置し、前記第１導光板から入射された光の一部を遮断するバリアフィルムと、
前記第２導光板の第３面側に設けられ、前記第２導光板から入射された光の経路を屈折させるレンチキュラーフィルムと
を含む無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項２】
前記第４面は、一つ以上の第２プリズムが存在するプリズム部と、プリズムが存在しないスペース部と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項３】
前記プリズム部には、前記第２プリズムが１個〜９個存在することを特徴とする、請求項２に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項４】
前記バリアフィルムは、バリア膜と透過領域が周期的に繰り返される構造であることを特徴とする、請求項２に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項５】
前記プリズム部の長さは、前記バリアフィルムのバリアピッチの約１％〜約５０％であることを特徴とする、請求項４に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項６】
前記バリア膜の長さは、前記バリアピッチの約３０％〜約７５％であることを特徴とする、請求項４に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項７】
前記スペース部の長さは、前記バリアフィルムのバリアピッチの約１倍〜約１０倍であることを特徴とする、請求項４に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項８】
前記レンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズピッチ（ＰL）は、次の数式１のように与えられることを特徴とする、請求項４に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【数１】
2014503839.tif 000005
ここで、ＰＢ＝前記バリアフィルムのバリアピッチ、Ｄ＝ＰB／２×（レンチキュラーレンズの総数）。
【請求項９】
前記バリアフィルムは、ベース基材と、前記ベース基材に形成された反射膜と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１０】
前記バリアフィルムは、前記第１の導光板の第１の面にコーティングされたバリア膜を含むことを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１１】
前記第２のプリズムのピッチは約０．０１ｍｍ〜約０．１ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１２】
前記第１のプリズム又は前記第２のプリズムの頂角（Ａｐｅｘ  ａｎｇｅｌ）は、約６０°〜約１００°であることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１３】
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムの形状が同一であることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１４】
前記バリアフィルムは反射膜を含み、前記反射膜は、金属反射膜又は高屈折率の酸化膜と低屈折率の酸化膜が交互に積層された多層反射膜であることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１５】
前記第１の光源又は第２の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はＣＣＦＬであることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１６】
前記レンチキュラーフィルムの上側に設けられた液晶パネルをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１７】
前記第１のプリズム又は第２のプリズムの底辺の長さが約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項１８】
前記レンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズの半径（Ｒ）は、次の数式２のように決定されることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【数２】
2014503839.tif 000006
ここで、ＰLは、レンチキュラーレンズピッチで、ｈは、レンチキュラーレンズの高さである。
【請求項１９】
前記レンチキュラーフィルムにおいて、レンチキュラーレンズのピッチに対するレンチキュラーレンズの高さの比（ｈ／ＰL）は、約０．１３〜約０．２７であることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項２０】
前記レンチキュラーフィルムにおいて、レンチキュラーレンズのピッチに対するレンチキュラーレンズの半径の比（Ｒ／ＰL）は、約０．６〜約１．０であることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【請求項２１】
前記バリアフィルムのバリアピッチは約０．５ｍｍ〜約１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の無眼鏡３次元ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無眼鏡３次元ディスプレイに関し、より詳細には、上部導光板及び下部導光板（すなわち、２個の導光板）と、上部導光板と下部導光板との間に設けられたバリアフィルムと、上部導光板側に設けられたレンチキュラーフィルムとを含む無眼鏡３次元ディスプレイに関し、大面積化が容易であり、均一度を向上させ、クロストーク、モアレ現象などを防止できる無眼鏡３次元ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元ディスプレイは、立体感（深み感）を有する映像を表示するディスプレイ装置である。現在の平板ディスプレイ（ＦＰＤ）に取って代わる次世代のディスプレイ技術の一つとして、３次元ディスプレイが大きな関心を受けている。現在の平板ディスプレイは、基本的に２次元平面、すなわち、そのディスプレイ面のみで映像情報を表現するので、映像の立体感を表現できないという限界を有している。
【０００３】
立体映像は、人間の両目を通してステレオ視覚の原理によって作られるが、両目が約６５ｍｍ離れていることから示される両眼視差（ｂｉｎｏｃｕｌａｒ  ｐａｒａｌｌａｘ）が立体感の重要な要因になる。このような両眼視差を利用した３次元ディスプレイには、眼鏡方式（ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ）と無眼鏡方式（ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ）が存在する。眼鏡方式には、偏光眼鏡方式とシャッター眼鏡方式などがあり、眼鏡を着用しなければならないという根本的な制約があるため、最近は無眼鏡方式に対する研究が活発に進められている。無眼鏡方式には、レンチキュラーレンズ（Ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ  Ｌｅｎｓ）方式、パララックス（Ｐａｒａｌｌａｘ）バリア方式、液晶シャッター方式などが存在する。
【０００４】
レンチキュラー方式は、既に１９３２年にＨ．Ｅ．Ｉｖｅｓがレンチキュラーステレオの特許を取得したが、加工技術や材料技術の不足のため長い間活性化されなかった。その後、精密加工技術やプラスチック工業、写真／印刷技術の発展に伴い、レンチキュラー方式が注目を受けている。
【０００５】
特許文献１、２は、レンチキュラーレンズとプリズムパターンとが結合された３次元ディスプレイを開示している。図１は、従来技術に係る３次元ディスプレイの作動原理を説明するための概念図である。図１を参照すると、従来の無眼鏡３次元ディスプレイでは、第１光源１２と第２光源１４が導光板１６の両側面に位置し、導光板１６の上側にレンチキュラーレンズとプリズムパターンとが結合された３Ｄフィルム１８が位置し、さらにその上側に液晶パネル２０が位置している。第１光源１２と第２光源１４から出射された光は、導光板１６と３Ｄフィルム１８を通過しながらその経路が変更・屈折され、それぞれ左眼Ｅ１と右眼Ｅ２に映像を作るようにする。
【０００６】
従来技術に係る３次元ディスプレイは、レンチキュラーレンズとプリズムパターンとが一体化されたフィルムを非常に精密に製作しなければならないという問題を有し、大型化されるほど製作公差が大きくなるので、アライン（Ａｌｉｇｎ）が難しいという短所を有する。また、構造が複雑であり、解像度が低下するという問題が存在する。また、無眼鏡方式の３次元ディスプレイで重要な性能パラメーターの一つは、視点間のクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）である。クロストークとは、指定された視点位置で観測しても、意図していない視点映像の一定部分が見えることを意味する。このようなクロストークは、観測者の立体感を阻害する主な原因として作用する。上述した従来技術に係る３次元ディスプレイは、クロストークの問題に対して脆弱性がある。また、ディスプレイパネルの前（後）に非常に規則的なパターンを有しているレンチキュラーレンズ、プリズムパターン及びディスプレイパネルの規則的なピクセルパターンなどが互いに干渉し合い、モアレ（Ｍｏｉｒｅ）現象が発生し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国登録特許第７，４１７，７９８号
【特許文献２】米国登録特許第７，５２８，８９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一つの目的は、その構造及び製造方法が簡単であり、大面積化が容易で、低費用化が可能な無眼鏡３次元ディスプレイを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、クロストーク、モアレ現象を防止し、高解像度が可能であり、高品質の映像を提供できる無眼鏡３次元ディスプレイを提供することにある。
【００１０】
本発明が達成しようとする技術的課題は、以上で言及した各技術的課題に制限されなく、言及していない更に他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの観点は、無眼鏡３次元ディスプレイに関する。前記無眼鏡３次元ディスプレイは、第１面及びこれに対向する第２面を有し、側面の第１光源から入射された光の経路を前記第１面側に変更させる第１プリズムが前記第２面に備えられた第１導光板と、第３面及びこれに対向する第４面を有し、側面の第２光源から入射された光の経路を前記第３面側に変更させる第２プリズムが前記第４面に備えられた第２導光板と、前記第１導光板と第２導光板との間に位置し、前記第１導光板から入射された光の一部を遮断するバリアフィルムと、前記第２導光板の第３面側に設けられ、前記第２導光板から入射された光の経路を屈折させるレンチキュラーフィルムと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
具体例において、前記第４面は、一つ以上の第２プリズムが存在するプリズム部と、プリズムが存在しないスペース部と、を含むことができる。
【００１３】
具体例において、前記プリズム部には、前記第２プリズムが１個〜９個存在し得る。
【００１４】
具体例において、前記バリアフィルムは、バリア膜と透過領域が周期的に繰り返される構造であり得る。
【００１５】
具体例において、前記プリズム部の長さは、前記バリアフィルムのバリアピッチの約１％〜約５０％であり得る。
【００１６】
具体例において、前記バリア膜の長さは、前記バリアピッチの約３０％〜約７５％であり得る。
【００１７】
具体例において、前記スペース部の長さは、前記バリアフィルムのバリアピッチの約１倍〜約１０倍であり得る。
【００１８】
具体例において、前記レンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズピッチＰLは、次の数式１のように与えることができる。
【００１９】
【数１】
2014503839.tif 000003
【００２０】
ここで、ＰB＝前記バリアフィルムのバリアピッチ、Ｄ＝ＰB／２×（レンチキュラーレンズの総数）。
【００２１】
具体例において、前記レンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズのピッチは、前記バリアフィルムのバリアピッチより０．００１０ｍｍ〜０．００２０ｍｍ大きくなり得る。
【００２２】
具体例において、前記バリアフィルムは、ベース基材と、前記ベース基材に形成された反射膜と、を含むことができる。
【００２３】
具体例において、前記バリアフィルムは、前記第１の導光板の第１の面にコーティングされたバリア膜を含むことができる。
【００２４】
具体例において、前記第２のプリズムのピッチは約０．０１ｍｍ〜約０．１ｍｍであり得る。
【００２５】
具体例において、前記第１のプリズム又は前記第２のプリズムの頂角（Ａｐｅｘ  ａｎｇｅｌ）は約６０°〜約１００°であり得る。
【００２６】
具体例において、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムの形状が同一であり得る。
【００２７】
具体例において、前記バリアフィルムは反射膜を含み、前記反射膜は、金属反射膜又は高屈折率の酸化膜と低屈折率の酸化膜とが交互に積層された多層反射膜であり得る。
【００２８】
具体例において、前記第１の光源又は第２の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はＣＣＦＬであり得る。
【００２９】
具体例において、前記レンチキュラーフィルムの上側に設けられた液晶パネルをさらに含むことができる。
【００３０】
具体例において、前記第１のプリズム又は第２のプリズムの底辺の長さが約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍであり得る。
【００３１】
具体例において、前記レンチキュラーフィルムに存在するレンチキュラーレンズの半径Ｒは、次の数式２のように決定することができる。
Ｒ＝（ｈ2＋（ＰL／２）2）／２ｈ  …  数式２
（ここで、ＰLは、レンチキュラーレンズピッチで、ｈは、レンチキュラーレンズの高さである。）
具体例において、前記レンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズのピッチに対するレンチキュラーレンズの高さの比（ｈ／ＰL）は約０．１３〜約０．２７であり得る。
【００３２】
具体例において、前記レンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズのピッチに対するレンチキュラーレンズの半径の比（Ｒ／ＰL）は約０．６〜約１．０であり得る。
【００３３】
具体例において、前記バリアフィルムのバリアピッチは約０．５ｍｍ〜約１．０ｍｍであり得る。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の無眼鏡３次元ディスプレイは、レンチキュラーフィルム及びバリアフィルムなどを簡単にアラインすることができ、製造方法が簡単であり、大面積化が容易であるという長所を有する。
【００３５】
また、プリズムの構造及び配置、バリアフィルムによってクロストークを防止することができ、モアレ現象を防止することができる。併せて、高解像度が可能であり、高品質の映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術に係る３次元ディスプレイの作動原理を説明するための概念図である。
【図２】本発明の一具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイの原理を説明するための概略的な断面図である。
【図３】本発明の他の具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイを示した概略的な断面図である。
【図４】本発明の一具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイの構造を説明するための概略的な断面図である。
【図５】本発明の一具体例に係るプリズムを示した断面図である。
【図６】第１の導光板と第２の導光板の出光分布を示したグラフである。
【図７】第１の導光板と第２の導光板の角度輝度（ａｎｇｕｌａｒ  ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を示したグラフである。
【図８】本発明の一具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイの最終視域グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図２は、本発明の一具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイの原理を説明するための概略的な断面図である。図示したように、本発明の無眼鏡３次元ディスプレイは、第１導光板１００、バリアフィルム２００、第２導光板３００及びレンチキュラーフィルム４００を含む。以下の説明において、左眼Ｅ１、右眼Ｅ２、左視域用光Ｌ１及び右視域用光Ｌ２は、説明の便宜上、図面を基準にして左、右と命名したもので、観察者の左眼、右眼などと一致しない場合もある。
【００３８】
第１導光板１００は、第１面１００ａ及びこれに対向する第２面１００ｂを有し、側面の第１光源１０４、１０６から流入した光の経路を第１面１００ａ側に変更させる第１プリズム１０２が第２面１００ｂに形成されることによって第１プリズムパターンを形成する。第１プリズム１０２の形状及び配列を設定することによって、第１光源１０４、１０６から流入した光の経路を上側垂直方向に出光させることができ、レンチキュラーフィルム４００を通過して右眼Ｅ２に映像を形成する右視域用光Ｌ２を構成することができる。このために、第１プリズム１０２は、規則的に一定間隔を置いて配列されるプリズムであり得る。また、上述した場合と異なり、第１光源１０４、１０６と第１導光板１００によって出射される光が左視域用光Ｌ１を形成することもできる。
【００３９】
第１導光板１００の厚さは、一定である場合もあり、一定でない場合もある。その厚さは数ｍｍ程度であり得るが、第１導光板１００の厚さに制限があるわけではない。第１導光板１００は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などの透明樹脂の射出成形、押出などによって製作することができるが、その材質及び製造方法に制限があるわけではない。
【００４０】
一方、他の具体例において、第１導光板１００は上下位置が変わる場合もある。すなわち、第１導光板１００の第１面１００ａを図面の下側に配置することもできる。この場合、第１導光板１００の下部には反射板が必要であり、第１光源１０４、１０６から出射された光は、第１プリズム１０２によって下側に屈折された後、反射板によって上側（バリアフィルム側）に反射されることによって右視域用光Ｌ２を形成することができる。
【００４１】
第２導光板３００は、第３面３００ａ及びこれに対向する第４面３００ｂを有し、側面の第２光源３０４、３０６から流入した光の経路を第３面３００ａ側に変更させる第２プリズム３０２が第４面３００ｂに形成される。第２光源３０４、３０６から流入した光は、第２導光板３００に入射され、屈折・全反射されて進行するようになる。すなわち、第２導光板３００の第２プリズム３０２にぶつかって上部（レンチキュラーフィルム側）に上がっていく光は、ほぼ垂直に進行した後、レンチキュラーフィルム４００のレンチキュラーレンズ４０４で屈折され、左視域用光Ｌ１を形成し、左眼Ｅ１に入って行く。
【００４２】
第２導光板３００の厚さは、一定である場合もあり、一定でない場合もある。その厚さは数ｍｍ程度であり得るが、第２導光板３００の厚さに制限があるわけではない。第２導光板３００は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などの透明樹脂の射出成形、押出によって製作できるが、その材質及び製造方法に制限があるわけではない。また、第１導光板１００と第２導光板３００は、その厚さが同一であるか、又は互いに異なっており、同一の材質又は互いに異なる材質からなり得る。
【００４３】
バリアフィルム２００は、第１導光板１００と第２導光板３００との間に位置し、第１導光板１００から出射された光の一部を遮断する役割を果たす。バリアフィルム２００は、ベース基材２０２にバリア膜２０４がコーティング（蒸着）された構造であり、光を遮断するバリア膜２０４とそれらの間の透過領域が周期的に繰り返される構造であり得る。バリア膜２０４は、第１導光板１００から出射された光を吸収する吸収膜であるか、又は第１導光板１００から出射された光を反射する反射膜であり得るが、反射膜であることが望ましい。バリア膜２０４は、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、真空蒸着（ｖａｃｕｕｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ）などを用いて形成することができる。反射膜は、金、銀、アルミニウムなどの金属膜からなる単層膜又は多層膜であるか、高屈折率の酸化膜と低屈折率の酸化膜が複数回積層された多層薄膜であり得る。酸化膜には、酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、タンタル酸化膜（Ｔａ2Ｏ5）などがあるが、本発明がこれに制限されるわけではない。反射膜の反射率は約９０％以上であることが望ましい。
【００４４】
ベース基材２０２は、可視光透過性が優れるプラスチックからなり得る。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレン共重合体、ポリブテン―１、エチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン／スチレンブタジエンゴムの混合物、ポリビニルクロライド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ（メチルメタクリレート）などのプラスチックであり得るが、その材質に制限があるわけではない。
【００４５】
第１導光板１００の一側面又は両側面には第１光源１０４、１０６が存在し、第２導光板３００の一側面又は両側面には第２光源３０４、３０６が存在し得る。第１光源１０４、１０６と第２光源３０４、３０６は、発光ダイオード、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）などの光源であり得る。
【００４６】
レンチキュラーフィルム４００は、ベースフィルム４０２にレンチキュラーレンズ４０４が形成されたフィルムであって、第２導光板３００を通して垂直方向に上ってくる光を屈折させて左眼Ｅ１又は右眼Ｅ２に集める役割を果たすことができる。レンチキュラーフィルム４００は、ベースフィルム４０２にレンチキュラーレンズ４０４を別途に形成することもでき、ベースフィルム４０２とレンチキュラーレンズ４０４を一体型で製作することもできる。
【００４７】
例えば、ベースフィルム４０２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などのプラスチック材質又はガラス材質などからなり、その上に硬化性物質をコーティングした後、キャスティングしてレンチキュラーレンズ４０４を形成することができる。硬化性物質としては、テトラヒドロフルフリルアクリレート（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒｆｕｒｙｌ  ａｃｒｙｌａｔｅ）、カンファーキノン（ｃａｍｐｈｏｒｑｕｉｎｏｎｅ）、１，６―ヘキサンジオールジアクリレート（１，６―ｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ  ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）、エチル―４―ジメチルアミノベンゾアート（ｅｔｈｙｌ―４―ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ  ｂｅｎｚｏａｔｅ）を含む感光アクリル酸樹脂溶液であり得るが、その材質に制限があるわけではない。
【００４８】
レンチキュラーフィルム４００の上側には液晶パネル５００が存在し得る。液晶パネル５００は、上部基板と下部基板との間にＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）液晶などの液晶が注入されたパネルであって、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）などによって駆動されるアクティブマトリックス（ａｃｔｉｖｅ  ｍａｔｒｉｘ）液晶パネルであるか、パッシブマトリックス（ｐａｓｓｉｖｅ  ｍａｔｒｉｘ）液晶パネルであり得る。上部基板と下部基板は、ガラス基板又はプラスチック基板からなり得る。
【００４９】
上述した無眼鏡３次元ディスプレイは、時分割駆動によって３次元映像を視聴領域に表示することができる。すなわち、左視域用光Ｌ１と右視域用光Ｌ２が交互に液晶パネル５００を通過し、液晶パネルの画像（映像）と同期化されることによって、観察者が３次元映像を視聴するように構成することができる。
【００５０】
図３は、本発明の他の具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイを示した概略的な断面図である。図示したように、本発明の他の具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイは、第１導光板１００、バリアフィルム２０６、第２導光板３００及びレンチキュラーフィルム４００、及び液晶パネル５００を含むことができる。以下では、図３を参照して説明するが、上述した部分と重複する内容は省略するか、簡単に説明することにする。
【００５１】
バリアフィルム２０６は、第１導光板１００の第１面１００ａにバリア膜をコーティングしたものであり得る。すなわち、バリアフィルム２０６はバリア膜自体であり得る。バリアフィルム２０６は、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、真空蒸着（ｖａｃｕｕｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ）などを用いて形成することができる。バリア膜は、吸収膜又は反射膜であり得るが、反射膜であることが望ましく、その反射率は９０％以上であることが望ましい。反射膜は、金、銀、アルミニウムなどの金属を含む単層膜又は多層膜からなるか、高屈折率の酸化膜と低屈折率の酸化膜が複数回積層された多層薄膜であり得る。酸化膜には、酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、タンタル酸化膜（Ｔａ2Ｏ5）などがあるが、本発明がこれに制限されるわけではない。反射膜の反射率は約９０％以上であることが望ましい。
【００５２】
レンチキュラーフィルム４００のレンチキュラーレンズ４０４と第２導光板３００の第３面３００ａは、互いに向かい合うように配置することもできるが、図示したように、互いに向き合わないように配置することもできる。
【００５３】
第１導光板１００の一側面には第１光源１０６が存在し、第２導光板３００の一側面には第２光源３０４が存在し得る。第１光源１０６と第２光源３０４は、発光ダイオード、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）などの光源であり得る。また、図面に示した場合と異なり、第１光源１０６は、第１導光板１００の他の側面（図面の左側）に位置する場合もあり、第２光源３０４は、第２導光板３００の他の側面（図面の右側）に存在する場合もある。
【００５４】
図面に示していないが、第１導光板１００の下部に反射板が存在し得る。反射板は、第１導光板１００から下側に出射される光を再び第１導光板側に反射させる役割を果たすことができる。また、第１導光板１００の第１面１００ａ及び第２面１００ｂ、第２導光板３００の第３面３００ａ及び第４面３００ｂ、又はレンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズが形成されていないベースフィルム４０２面に無反射コーティング（ＡＲＣ：ＡｎｔｉＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）が存在する場合もある。
【００５５】
図４は、本発明の一具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイの構造を説明するための概略的な断面図である。図面において、ＰLはレンチキュラーレンズのピッチ、Ｒはレンチキュラーレンズの半径、ｈはレンチキュラーレンズの高さを示す。また、ＰPは第２導光板の第２プリズムピッチ、ＤPは第２導光板のスペース部の長さ（幅）、ＰBはバリアピッチを示す。
【００５６】
図示したように、本発明の無眼鏡３次元ディスプレイは、バリアフィルム２００、第２導光板３００及びレンチキュラーフィルム４００の一面を基準にして整列することによって製作することができる。すなわち、図面に示したように、Ｆを基準にして整列するようになるが、Ｆに対向する他側面を基準にして整列することもできる。また、別途の整列マーク（Ａｌｉｇｎ  ｍａｒｋ）を形成し、これを基準にして整列することもできる。このように、バリアフィルム２００、第２導光板３００及びレンチキュラーフィルム４００のみを整列すればよいので、その製造方法が簡単であり、大面積への適用に有利である。第１導光板１００は、整列する場合もあり、整列しない場合もある。
【００５７】
第２導光板３００の第４面３００ｂには、一つ以上の第２プリズム３０２が存在するプリズム部Ａと、プリズムが存在しないスペース部Ｂとを含むことができる。このように、第２プリズムを連続的に形成しないことによって、バリアフィルム２００、第１導光板１００の第１プリズム１０２及び液晶セルなどの干渉によるモアレ現象を減少させることができる。具体例において、プリズム部Ａの長さは、バリアピッチＰBの約１％〜約５０％、望ましくは約５％〜約５０％であり得る。また、プリズム部Ａに形成される第２プリズムの数は１個〜９個であり得る。上述したプリズム部Ａの長さ及び第２プリズムの数の範囲内で優れた均一度を示すことができる。
【００５８】
また、第２導光板３００のプリズム部Ａには、二つ以上の第２プリズム３０２を、一定ピッチＰPを有するように形成することができる。具体例において、第２導光板３００の第２プリズムピッチＰPは、約０．０１ｍｍ〜約０．１ｍｍ、望ましくは約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍであり得る。また、第２導光板のスペース部の長さＤPは、バリアピッチＰBの約１倍〜約１０倍、望ましくは約３倍〜約７倍である。当該範囲内で優れた均一度を示すことができる。
【００５９】
バリアフィルム２００には、バリアピッチＰBを有する周期的なバリア膜２０４が存在し得る。具体例において、バリアピッチＰBは、約０．５ｍｍ〜約１．０ｍｍ、望ましくは約０．６ｍｍ〜約０．９ｍｍであり得る。バリア膜の長さ（幅、ＬB）は、バリアピッチＰBの約３０％〜約７５％、望ましくは約５０％〜約７５％であり得る。上述したバリアピッチＰB及びバリア膜の長さＬB範囲内で優れた均一度を示し、クロストークを減少させることができる。
【００６０】
レンチキュラーフィルムに存在するレンチキュラーレンズは、ピッチＰLを有する周期的に配列されたレンズであり得る。具体例において、レンチキュラーレンズピッチＰLは、約０．５ｍｍ〜約１．０ｍｍ、望ましくは約０．６ｍｍ〜約０．９ｍｍであり得る。視聴領域に光を集めるために、レンチキュラーフィルムのレンチキュラーレンズのピッチＰLは、バリアピッチＰBより一定の数値範囲内で大きく又は小さく設定することができる。
【００６１】
具体的に、レンチキュラーレンズピッチＰLは、次の数式１のように決定することができる。
レンチキュラーレンズピッチ（ＰL）＝バリアピッチ（ＰB）±Ｄ  ・・・  （数式１）
ここで、Ｄ＝ＰB／［２×（レンチキュラーレンズの総数）］
具体例において、レンチキュラーレンズのピッチＰLは、バリアピッチＰBより約０．００１０ｍｍ〜約０．００２０ｍｍ大きく又は小さく形成することができ、望ましくは約０．００１２ｍｍ〜約０．００１７ｍｍ、より望ましくは、約０．００１４ｍｍ〜約０．００１６ｍｍ大きく又は小さく形成することができる。
【００６２】
また、レンチキュラーレンズの半径Ｒは、次の数式２によって決定することができる。
【００６３】
【数２】
2014503839.tif 000004
【００６４】
ここで、ＰLは、レンチキュラーレンズピッチを示し、ｈは、レンチキュラーレンズの高さを示す。
【００６５】
一方、レンチキュラーレンズピッチに対するレンチキュラーレンズの高さの比（ｈ／ＰL）は約０．１３〜約０．２７で、レンチキュラーレンズのピッチに対するレンチキュラーレンズの半径の比（Ｒ／ＰL）は約０．６〜約１．０であることが望ましい。上述したレンチキュラーレンズのピッチ及び半径範囲で視聴領域に均一に光を集めることができる。
【００６６】
第１導光板１００には第１プリズム１０２が存在し、第１プリズム１０２は、規則的な配列又は不規則的な配列であり、第１プリズム１０２の個数及び分布には制限がない。
【００６７】
図５は、本発明の一具体例に係るプリズムを示した断面図である。図示したように、本発明の一具体例に係る第１導光板１００と第２導光板３００には複数のプリズムが存在する。第１導光板１００の第１プリズムと第２導光板３００の第２プリズムは、互いに同一の形態又は互いに異なる形態のプリズムであり得る。
【００６８】
プリズムは、正三角形、二等辺三角形又はその他の三角形であり得るが、二等辺三角形であることが望ましい。具体例において、頂角（Ａｐｅｘａｎｇｅｌ）αが約６０°〜約１００°で、底角β、γが約４０°〜約６０°である二等辺三角形のプリズムであり得る。また、プリズムの底辺の長さｄは、約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍであることが望ましい。
【００６９】
図６は、第１導光板と第２導光板の出光分布を示したグラフである。図面において、（Ａ）は第２導光板、（Ｂ）は第１導光板の出光分布グラフである。当該出光分布グラフは、第１導光板と第２導光板の光源をそれぞれ別途にオン／オフしてシミュレーションした結果であり、レンチキュラーフィルム、バリアフィルムを含む状態のシミュレーション結果である。図示したように、第１導光板と第２導光板の指向角が互いに異なることを確認することができる。図示したグラフは、ＯＲＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ）社の光学シミュレーションソフトウェアであるＬｉｇｈｔＴｏｏｓを使用してシミュレーションした結果である。シミュレーションに使用された第１導光板と第２導光板の厚さは３ｍｍで、プリズムの頂角は８０°で、第２導光板の第２プリズムピッチＰPは０．０４ｍｍで、スペース部の長さＤPは３．６５７５ｍｍで、プリズム部Ａの第２プリズムの数は２個で、プリズムの底辺の長さは０．０４ｍｍである。
【００７０】
図７は、第１導光板と第２導光板の輝度角度（ａｎｇｕｌａｒ  ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を示したグラフである。図面において、（Ａ）は第２導光板、（Ｂ）は第１導光板の輝度角度である。当該輝度角度グラフは、第１導光板と第２導光板の光源をそれぞれ別途にオン／オフして測定した結果であり、レンチキュラーフィルム、バリアフィルムを含む状態の測定結果である。図示したように、第１導光板と第２導光板の輝度角度が類似することが分かる。測定に使用された第１導光板と第２の導光板厚さは３ｍｍで、プリズムの頂角は８０°で、第２導光板のプリズムピッチＰPは０．０４ｍｍで、スペース部の長さＤPは３．６５７５ｍｍで、プリズム部Ａのプリズムの数は２個で、プリズムの底辺の長さは０．０４ｍｍである。
【００７１】
図８は、本発明の一具体例に係る無眼鏡３次元ディスプレイの最終視域グラフである。図示したグラフは、中心を基準にして３２．５ｍｍ地点での明るさで特性を評価しており、左、右側の視域がきれいに分離され、一定方向に光が指向されることを確認することができる。これは、左側、右側の光が正確に視聴地点に向かうことを意味し、３次元ディスプレイの具現に適していることが分かる。測定に使用された第１導光板と第２導光板の厚さは３ｍｍで、プリズムの頂角は８０°で、第２導光板の第２プリズムピッチＰPは０．０４ｍｍで、スペース部ＤPの長さは３．６５７５ｍｍで、プリズム部Ａのプリズムの数は２個で、プリズムの底辺の長さｄは０．０４ｍｍである。また、レンチキュラーレンズのピッチＰLは０．７４６ｍｍで、レンチキュラーレンズの半径Ｒは０．６９８７ｍｍで、バリアピッチＰBは０．７４７５ｍｍである。
【００７２】
以上、添付の図面を参照して本発明の各実施例を説明したが、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造することができ、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須的特徴を変更せずとも他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるだろう。したがって、上述した各実施例は、全ての面で例示的なものであって、限定的なものでないことを理解しなければならない。
【符号の説明】
【００７３】
１００  第１導光板、
１０２  第１プリズム、
１０４、１０６  第１光源、
２００  バリアフィルム、
２０２  ベース基材、
２０４  バリア膜、
３００  第２導光板、
３０２  第２プリズム、
３０４、３０６  第２光源、
４００  レンチキュラーフィルム、
４０２  ベースフィルム、
４０４  レンチキュラーレンズ、
５００  液晶パネル。
【図１】
2014503839.tif 000007
【図２】
2014503839.tif 000008
【図３】
2014503839.tif 000009
【図４】
2014503839.tif 000010
【図５】
2014503839.tif 000011
【図６】
2014503839.tif 000012
【図７】
2014503839.tif 000013
【図８】
2014503839.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月26日(2013.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014503839.tif 000021
【図８】
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【国際調査報告】
2014503839.tif 000023
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