(57)【要約】【課題】市販の印刷機を用いて、単一色又は多色ステレオ画像、３次元及び／又は動画を形成すること。【解決手段】基板上に印刷方法を用いて、基板の隣接する少なくとも２つの領域に、偏光に影響を及ぼす作用を有する少なくとも１つのコーティング手段をコーティングし、コーティング手段が、隣接領域内で、偏光に影響を及ぼす種々異なった作用を有するようにする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
殊に、印刷物又は表示装置の３次元作用画像を生成／表示するための、偏光に影響を及ぼす表示素子の製造方法において、
基板上に印刷方法を用いて、前記基板の少なくとも２つの隣接領域に、偏光に影響を及ぼす作用を有する少なくとも１つのコーティング手段をコーティングし、前記コーティング手段が、前記隣接領域内で、偏光に影響を及ぼす種々異なった作用を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
コーティング手段を、複屈折作用部と共にコーティングし、該コーティングの結果、前記コーティング手段が、隣接領域内で種々異なった複屈折作用する請求項１記載の方法。
【請求項３】
液晶、殊に、ネマティック、コレステリック、スメティック液晶を含むコーティング手段をコーティングする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
印刷物中に、液晶を含むコーティング手段を基板上にコーティングし、前記液晶を、隣接領域内で種々異なった配向にし、該配向の際、殊に、印刷領域が、液晶を配向するように作用する手段、殊に、力作用によって前記液晶を配向するように作用する構造を有する請求項１から３迄の何れか１記載の方法。
【請求項５】
順次連続する印刷物に、隣接領域内に種々異なったコーティング手段、殊に、種々異なった液晶のあるコーティング手段をコーティングする請求項１から４迄の何れか１記載の方法。
【請求項６】
順次連続する印刷物に、隣接領域内に同じコーティング手段をコーティングし、該コーティングの際、前記各印刷物間で、基板を回転し、又は、印刷すべき領域の配向作用を変化させる請求項１から５迄の何れか１記載の方法。
【請求項７】
殊に、偏光に影響を及ぼす作用を有する透明基板上に印刷する請求項１から６迄の何れか１記載の方法。
【請求項８】
領域毎に相互に複合的に重合された少なくとも２つの画像情報を有する基板上に印刷し、前記一方の画像情報の前記各領域を、一方の、偏光に影響を及ぼす作用を有するコーティング手段によって被覆し、他方の画像情報の前記各領域を、他方の、偏光に影響を及ぼす作用を有するコーティング手段によって被覆する請求項１から７迄の何れか１記載の方法。
【請求項９】
隣接領域を、ストリップ状に並べて設けた請求項１から８迄の何れか１記載の方法。
【請求項１０】
隣接領域を、偏光に影響を及ぼす種々異なった作用を有するコーティング手段により設け、該コーティング手段の形状及び／又は形状の配列及び／又は画像形成表示ユニットの配列を表示装置に相応させる請求項１から９迄の何れか１記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１０迄の何れか１記載の方法により製造された表示素子。
【請求項１２】
表示装置のディスプレイ装置の前側に、請求項１１記載の表示素子が設けられた、制御可能なディスプレイ素子を用いて自由にプログラム可能な情報の表示用のディスプレイ装置。
【請求項１３】
静止画像又は動画を、視覚的に３次元で作用するように表示するための、制御可能な各個別ディスプレイ素子及び請求項１１記載の表示素子を有するディスプレイ装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殊に、印刷物又はディスプレイ装置を用いて３次元で作用する、例えば、単色又は多色画像の画像を生成／表示するための、偏光に影響を及ぼす表示素子の製造方法に関する。本発明は、更に、この方法を用いて製造された表示素子、及び、そのような表示素子を有する、制御可能な各個別ディスプレイ素子を用いて、自由にプログラミング可能な情報をディスプレイするためのディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いろいろな用途から、所謂３次元画像又は真正３次元画像も形成する種々の技術が公知である。公知の形式は、対象、また、コンピュータで人工的に作られたオブジェクトの唯一の可能な真正３次元画像として表示するホログラフィである。
【０００３】
他の技術は、レンチキュラー（Ｌｉｎｓｅｎｒａｓｔｅｒ）又はスリットラスター（Ｓｃｈｌｉｔｚｒａｓｔｅｒ）で作動し、また、使用される他の色フィルタ又は偏光フィルタが作動する。最後に挙げた技術は、格安に複製するのに原理的に非常に良好に適している。つまり、画像は、通常のやり方で大きな版で印刷することができるからである。ステレオ画像、可塑性３次元表示の表示用、又は、フィルムシーケンスの表示用に用いられる画像版は、単に電子データ処理を用いて相互に多重に複合される。印刷版、フィルム及び版板は、慣用のやり方で通常の印刷機用に形成することができる。
【０００４】
通常の２次元印刷版との差異は、第１に高い分解能にあるが、この高い分解能は、印刷技術によって左右されざるをえない。つまり、つまり、両方法で、少なくとも２つの画像の複数の画像が相互に圧縮されており、従って、印刷の分解能は、使用される画像枚数のファクタだけ高くなければならない。印刷に続いて、視認者用の多重に複合した表示を視覚的に取り消した表示素子を、印刷表面上に適用する必要がある。
【０００５】
各表示素子として、薄膜又はプレートとして製造されたレンチキュラー（Ｌｉｎｓｅｎｒａｓｔｅｒ）、又は、スリットマスクが使用される。これらは、高い精度で、種々異なった材料の印刷表面上に、例えば、ローラ上に巻回された紙又はプラスチック薄膜のトラック、紙又は薄膜のシート、又は、紙又はプラスチック製の小さなオブジェクトを取り付ける必要がある。
【０００６】
この際、難点は、この要素を取り付ける必要がある精度にあり、殊に、印刷材料として、フレキシブルな材料が用いられる場合にはなおのことである。つまり、その際には、面全体に亘る適合精度は大して保証できないからである。別の欠点は、取り付け処理を、一般的に印刷機内で行うことができない点にある。つまり、表示素子が厚いことがよくあり、従って、印刷機で処理することができないからである。
【０００７】
同じ制限が、偏光メガネと一緒に、視認者の各眼に所属の画像だけしか可視にしない偏光薄膜にも当てはまる。この薄膜も、一般的に厚過ぎ、フレキシブルでなく、よく用いられている印刷機では処理することができない。この薄膜の別の制限は、各薄膜が単に１つの偏光方向しか有していない点である。例えば、ステレオ画像を有意義に表示するためには、種々異なる偏光方向の密に隣接する領域が必要となり、例えば、水平方向の偏光と垂直方向の偏光とが交互に設けられた各ストリップが必要となる。その際、そのような各ストリップの幅は、１ｍｍよりも小さくする必要がある。
【０００８】
表示素子は、同様に種々異なる用途用のいろいろな構成で市販により入手できる。つまり、小さなディスプレイ、及び、極めて小さなディスプレイを、数又はシンボルの表示のために得ることができ、例えば、液晶表示部（ＬＣＤディスプレイ）の形式で、例えば、時計又は移動電話で使用されている。
【０００９】
比較的大きなディスプレイが、コンピュータの領域内で、液晶スクリーン又は陰極線管付スクリーンの形式で用いられる。しかし、これらの表示部は全て、２次元画像を表示するために使われる。
【００１０】
最近になって初めて、３次元を表示することができる個別システムが市販されている。視認者が掛けているめがねと統合して、２つのＬＣＤディスプレイで作動することがよく行われている。
【００１１】
この際、欠点は、視認者しか情報を見られない点にあり、この情報の制御は、付加的な装置コストを必要とし、めがねは高価である。しかも、比較的大きい重量のために、比較的長い時間に亘って装着し続けるのは、あまり快適ではない。他のシステムは、通常のスクリーンの前面で電気的にスイッチングされるリニアな偏光フィルタで作動する。この場合、印加電圧に依存して、スクリーンから放射された光が、水平方向又は垂直方向に偏光される。視認者は、同様に、めがね（薄い膜でよい）を掛ける必要がある。
【００１２】
各眼の前に、偏光面が相互に直角に位置している偏光フィルタが取り付けられる。こうすることによって、各眼には、単に水平方向又は垂直方向に偏光された光しか入らない。スクリーンの前の偏光器の切換は、視認者の各眼に正確な部分画像を伝達するように行われ、その際、画像内容は、偏光器の切換と同期されている。視認者が、偏光めがねを掛けて自分の頭をディスプレイの前の偏光フィルタに対して平行に保持すると、この視認者は、高度に空間的な表示作用が可能なステレオグラフィックな画像を見る。
【００１３】
この方法の欠点は、スクリーンの前の大面積の高価な偏光器にあり、この偏光器はたいてい緩慢にしか反応しない。従って、画像がちらつく。つまり、画像繰り返し周波数全体が２つの画像にしか分割されず、従って、各眼には、１／２の画像繰り返し周波数しか見えないからである。しかも、視認者は頭を傾けられない。つまり、さもないと、各他方の眼の不所望な画像成分が見えてしまい、２重画像になってしまうからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、市販の印刷機を用いて、単一色又は多色ステレオ画像、３次元及び／又は動画を形成することができる方法を提供することにある。更に、本発明の課題は、付加的な装置又はコスト高な構成装置を必要とせずに、通常の表示装置を用いて、視認者に、ステレオグラフィックな、３次元に作用する表示を可能にする方法を提供することにある。この方法により、既に製造し終わった表示装置に、この表示手段を後から追加して装着することができるようにもする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、本発明によると、基板上に印刷方法、例えば、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、フレキソ印刷、又は、凹版印刷を用いて、基板の隣接する少なくとも２つの領域に、偏光に影響を及ぼす作用を有する少なくとも１つのコーティング手段をコーティングし、コーティング手段が、隣接領域内で、偏光に影響を及ぼす種々異なった作用を有することによって解決される。
【００１６】
しかし、基板から放射された光は、例えば、反射又は放射によって、隣接領域内で、偏光の種々異なった影響を受ける。例えば、種々異なった領域からの光は、種々異なった直線又は種々異なった楕円、殊に、円偏光を有しており、その結果、この光は、相応に見つけられた補助手段、例えば、偏光めがねを通過したり、阻止されたりする。
【００１７】
つまり、種々の形式で相互に多重に複合することができる少なくとも２つの領域群が形成され、その際、一方の群内では、各個別領域の偏光に影響を及ぼす作用が同一であり、その際、種々異なった群の各領域内での偏光に及ぼす作用は種々異なっている。
【００１８】
例えば、従来技術で公知のような、例えば、偏光めがねを用いる表示のやり方では、偏光に影響を及ぼす第１の作用を持った領域で形成され、乃至、この領域を透過した光は、視認者の左眼でのみ知覚することができ、それに対して、偏光に影響を及ぼす他方の作用を持った領域で形成され、乃至、この領域を透過した光は、視認者の右眼でだけ知覚することができ、又は、その逆にすることができる。
【００１９】
偏光に影響を及ぼす作用とは、基本的に、受け取られた光の偏光特性を変える手段、つまり、例えば、直線偏光された光を円偏光にする手段、又は、その逆にする手段であるが、所定の偏光方向（直線、楕円、円）しか透過しない手段のことである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
偏光に影響を及ぼす作用を達成するために、複屈折作用を持ったコーティング手段をコーティングすることができ、その結果、コーティング手段は、隣接領域で種々異なった複屈折作用を有している。有利には、このために、液晶、殊に、Ｆｉｒｍａ  Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ社のネマティック、コレステリック、又は、スメティック液晶を含むコーティング手段が使われる。この液晶は、例えば、１つ又は複数のアルコールのある液体と結晶体の中間の状態（ｍｅｓｏｍｏｒｐｈｅｎ）の溶融体又は溶液の形態にすることができ、その結果、印刷機で処理可能である。コーティング手段は、１つ又は複数の固 着可能な結合剤（アクリレート、エポキシ樹脂）、添加物質、ピグメント、光重合開始剤、色素等を有していてよい。
【００２１】
液晶は、その成分に応じて種々異なる特性を有することができる。市販用に製造されて入手し得る液晶の大部分は、この物質が表示要素内に使用されている電気製品で使われている。この用途では、液晶の特性が、ほんの数マイクロメータの薄膜内で相互に配向され、入射光の偏光面を回転するように利用される。この特性を可視にするために、液晶層が各偏光器間に入れられ、その際、第１の偏光器は、入射光を偏光し、第２の偏光器は、液晶層を通って達した光のアナライザとして使われる。アナライザに到来した光の偏光面が、アナライザの偏光面と一致しないと、光はアナライザを通過せず、表示要素は暗く見える。
【００２２】
入射光の偏光面を回転する液晶の特性は、電場を液晶層に印加することによって、この効果が抑制されるように影響される。従って、従って、電気的に制御可能な表示要素を形成することができる２つの状態が得られる。その際、ディスプレイ中の液晶は、液体形式の状態である。つまり、ここでは動的に作動されているからである。
【００２３】
液晶の、この偏光効果は、ポリマー媒質（マトリックス）内に埋め込むことによって固定することができる。ポリマー媒質（マトリックス）として、例えば、ビーム硬化性のポリマーを使うと、このポリマーを、ビーム硬化性の色およびラッカーを備えた通常の印刷機で使うことができる。
【００２４】
少なくとも１つのコーティング手段を、例えば、領域毎に相互に多重に複合された少なくとも２つの画像情報を含むように、基板上に印刷することができ、その際、第１の画像情報に属する領域は、例えば、第１の、偏光に影響を及ぼす作用のあるコーティング手段によって被覆されており、他方の、例えば、第２の画像情報に属する領域は、他方の、例えば、第２の、偏光に影響を及ぼす作用のあるコーティング手段によって被覆されている。
【００２５】
この際、画像情報は、例えば、コーティングすべき基板上に、通常の印刷方法を用いてコーティングする前に形成することができる。
【００２６】
画像情報は、例えば、例えば、容易に区別することができる方向又は相互に続く運動経過のオブジェクトを示すことができ、その際、この画像情報は、例えば、ステレオグラフィック又は３次元表示の個別画像の形式で多重に複合することができる（従来技術から公知のように）。各画像情報が小さな部分画像情報の領域内に分割されている場合、種々異なった画像情報の各領域は、相互に隣接することによって多重に複合され、各々１つの画像情報に属する領域が、偏光に影響を及ぼす所定の作用のコーティング手段、例えば、液晶の印刷方法を用いて被覆されると、視認者は、適合的に選択された偏光めがねを用いて、例えば、３Ｄ画像を認識することができる。
【００２７】
任意の配列構成で、多重に複合することができるが、偏光要素の後の配列構成に正確に相応している必要があり、即ち、偏光に影響を及ぼすコーティングの同じ領域の配列構成に相応している必要がある。この多重の複合は、コンピュータと相応のソフトウェアを用いて行うと目的に適っている。
【００２８】
そのようにして形成されたデータから、後続ステップで公知のやり方で版板を作ることができる。通常の印刷機では、この版板を用いて、画像およびテキストが通常の形式で単色又は多色で、印刷材乃至任意の基板上に印刷される。
【００２９】
後続の処理で、予め印刷前段で選択された偏光要素乃至領域の配列構成に相応して、所要の個所に、例えば、無色の液晶材料（Ｆｌｕｅｓｓｉｇｋｒｉｓｔａｌｌｌａｃｋ）をコーティング材として印刷することができる。これは、種々異なる２つの塗装装置（Ｌａｃｋｗｅｒｋｅｎ）で行うことができる。つまり、視認者の各眼には、個別の画像が示される必要があり、従って、種々異なった２つの偏光方向が必要となるからである。
【００３０】
その際、偏光は直線状に水平方向、および、垂直方向に偏光されるか、又は、円状に左円方向又は右円方向に偏光される。液晶の配向を支持するために、公知の方法では、予め表面を摩擦したり、電場又は磁場を用いることができ、又は、付加的な配向層をコーティングすることができる。
【００３１】
視認者が３次元効果を認識するために、視認者は、各眼の前に、この眼にだけ属する光を透過する偏光フィルタを必要とする。例えば、左眼用および右眼用の画像が各々印刷される。この画像の各々が、他方の偏光ラッカーで重ねて印刷されており、例えば、左眼用の画像は左旋回の偏光ラッカーで印刷されており、右眼用の画像は右旋回の偏光ラッカーで印刷されている。視認者が正確な表示印象を得るためには、各眼の前に正確な偏光フィルタを必要とし、この例では、左眼の前に左旋回偏光器が必要であり、右眼の前には、右旋回偏光器が必要である。
【００３２】
各偏光器には、この眼に特定の光だけを透過するという役目がある。その際、偏光ラッカーが版下と同じように多重に複合されて印刷画像上に塗布されている限りで、左画像と右画像とが相互に並べて印刷されるか、又は、相互に多重に複合して印刷されるかどうかはどうでもいい。その際、ラッカーは、出来る限り完全に印刷画像をカバーしている必要があるが、不所望な効果を回避するために相互に重畳していない。
【００３３】
同様に、透明基板上に印刷することができ、例えば、この基板が、付加的に偏光に影響を及ぼす効果すら有するようにすることができる。そのような印刷基板は、例えば、表示素子として、通常の表示装置の前に、自由にプログラミング可能な表示要素、つまり、ピクセルを設けることができる。
【００３４】
表示装置は、その際、印刷基板で上述したように、表示部が、相互に多重に複合された少なくとも２つの画像を示すようにプログラミングすることができ、その際、印刷基板の領域を、表示装置の表示領域に相応に適合化することによって、従来技術の表示装置に適合するように選択された偏光めがねを掛けた視認者は、３次元画像を見る。この構成は、プログラミング可能性によって、運動画像又はフィルムを３次元で見ることができる手段が得られるから特に有利である。
【００３５】
有利には、この際、隣接領域は、種々異なった偏光に影響を及ぼす作用のあるコーティング手段によって、その形状及び／又は配列構成が表示装置の画像形成表示素子の形状及び／又は配列構成に相応するように設けることができる。つまり、表示装置の各個別画像形成表示素子に、本発明により形成された表示素子を多重に複合することによって、所定の偏光特性を対応付けることができる。
【００３６】
ＬＣＤ表示装置、例えば、ディスプレイの用途では、例えば、本発明のように透明基板を示すＬＣＤディスプレイの外側偏光薄膜上に、透明な複屈折層が、ディスプレイから放射されて先ず直線偏光された光が、複屈折層を透過した後、例えば、円偏光を有するようにコーティングされる。ステレオグラフィックな表示のために、種々異なる２つの偏光状態が必要であるので、コーティングは領域毎に、隣接領域が種々異なる円偏光を有しているようにコーティングされる。その際、各領域の配置構成は、ストリップ状、正方形状、点状又は任意に行うことができ、その際、ディスプレイに設けられた表示点の点パターンに適合させると有利である。
【００３７】
複屈折層は、印刷方法を用いてコーティングすると目的に適っており、その際、印刷技術は任意であってよい。完成した表示要素の場合には、シルクスクリーン方法又はタンポン印刷方法がもっとも適している。偏光フィルタを組み込む前にコーティング部をディスプレイ上に形成する場合、フレクソ印刷方法、オフセット方法又は一般的に回転作動式の印刷方法が有利である。自由にプログラミング可能なインクジェットプリンタを用いると有利である。
【００３８】
コーティング層の配向は、例えば、摩擦のような、基板の前処理によって、又は、配向層をコーティングすることによって行われるが、電場又は磁場を所期のように使用して行ってもよい。種々異なる複屈折特性で隣接する領域を形成するために、各複屈折層が、種々異なる合成のラッカーから形成されているようにするとよい。この場合、複屈折層は、相互に並べてコーティングされる。後続の印刷ユニットで同じラッカーを用いる場合、別の構成で、各印刷機間で、印刷すべき各領域での配向を、印刷後、複屈折層が所望の配向となるように変える必要がある。
【００３９】
別の構成形式では、コーティング部は、直接、直線偏光薄膜又はプレート上に形成することができ、その際、そのようにしてコーティングされた要素を外部から取り付けられたフィルタディスクを、通常のスクリーン又はモニタの前に使用してもよい。既存のモニタ又はスクリーンは、ステレオグラフィックな表示ユニットに対して付加的に装着することができる。
【００４０】
実施例すべてで、領域の配列構成は、基本的に任意であってよい。有利には、隣接領域は、印刷方法を用いてストリップ状に相互に並べて設けられている。印刷すべき基板を、任意の形状に、例えば、アーチ状、トラック状にしてもよく、又は、任意のオブジェクトを示すように、つまり、平坦でない基板上に印刷してもよい。
【００４１】
本発明の方法では、例えば、印刷物で、１つの液晶を含むコーティング手段を基板上にコーティングし、その際、有利には、自動的に液晶が隣接領域内で種々異なって配向され、殊に、印刷領域が、液晶を配向するように作用する手段、殊に、力作用によって液晶に配向作用する構造を有しているようにして配向される。
【００４２】
例えば、印刷すべき領域上に予め、別のコーティング手段を形成して、液晶を領域毎に所望の作用を及ぼして配向することができる。各領域は、力が液晶に加わる構造を有することができ、その際、この構造は、機械的又は静電的な構造にするとよい。電場又は磁場を所期のように加えることにより、同様に各領域内に優位方向を形成することができる。印刷基板を、所期のように局所的に、殊に種々異なる領域内で種々異なって、例えば、加熱によって熱処理してもよい。
【００４３】
択一的に、順次連続する印刷物で、隣接領域内に種々異なるコーティング手段、殊に、種々異なる液晶をコーティングしてもよい。順次連続する印刷物で、隣接領域内に同じコーティング手段をコーティングしてもよく、その際、各印刷物間で、基板が回転されるか、又は、印刷すべき各領域の配向作用が変えられる。
【００４４】
本発明の方法で重要なのは、従来技術に比して、公知の偏光薄膜の代わりに、方法、又は、方法の組み合わせに依存して、種々異なる偏光特性を有するコーティングを使う点である。全面又は部分的に液晶からなっていて、コーティング後基板の表面上を硬化させることができるコーティングを使ってもよい。この硬化は、例えば、酸化的硬化又は物理的乾燥によって行うことができる。