(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下面にそれぞれ偏光板が取り付けられ、画像を表示する液晶パネルと、
前記偏光板が取り付けられた表示パネルに光を供給するバックライトと、
前記液晶パネルとバックライトとの間に設置され、前記液晶パネルに供給される光の経路を調節して使用者の視聴方向によって異なる画像を実現し、前記バックライトから入射する光は前記バックライトに反射し、前記液晶パネルから入射する光は前記液晶パネルに再帰反射する複数の視差障壁層を含む視差変換部と
を含み、
前記視差変換部は、基板、前記基板に高反射物質で形成されて光を反射する少なくとも１つの視差障壁層、及び前記視差障壁層に再帰反射物質で形成されて光を再帰反射する再帰反射層からなり、バックライトから入射される光は、視差障壁層によりバックライトに反射され、液晶パネルで反射される光は、前記再帰反射層により反射されて再び液晶パネルに供給される
ことを特徴とする多重視角表示装置。
【請求項２】
前記再帰反射層の表面にガラス玉が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の多重視角表示装置。
【請求項３】
前記再帰反射層の表面に四面体状の微細プリズムが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の多重視角表示装置。
【請求項４】
前記微細プリズムは、
複数の四面体状の溝が形成された樹脂層と、
前記溝の表面に形成された金属層と
からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の多重視角表示装置。
【請求項５】
前記微細プリズムは、複数の四面体溝が形成された金属層からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の多重視角表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重視角表示装置に関し、特に輝度の向上を図ると共にクロストークの発生を防止することのできる多重視角表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報表示装置への関心が高まり、携帯可能な情報媒体を利用しようとする要求が高まるにつれて、既存の表示装置であるブラウン管（ＣＲＴ）を代替する軽量、薄型のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に対する研究及び商業化が重点的に行われている。特に、このようなフラットパネルディスプレイのうち、液晶表示装置（ＬＣＤ）とプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、解像度、カラー表示、及び画質などに優れており、ノートブックパソコンやデスクトップパソコンのモニタなどに盛んに適用されている。
【０００３】
また、このようなフラットパネルディスプレイは、最近、電子機器の発達により、映画などを視聴できる携帯用映像機器として提供されている。さらに、超高速通信網の発達により、テレビ番組をリアルタイムで視聴できる携帯用映像機器が紹介されている。特に、このような映像機器は、衛星航法装置（グローバル・ポジショニング・システム）と組み合わせて、映画やテレビ番組を表示するだけでなく、ナビゲーション機能を実行することもできる。従って、使用者はこのような映像機器を用いて映像を楽しむこともでき、位置及び道路の案内を受けることもできる。
【０００４】
このような映像機器は、個人用表示装置であって、好みに合わせて所望の映画や映像番組などが見られるという利点がある。さらに、自動車に装着した場合、道路を表示して目的地まで案内することができ、搭乗者は運行中に映画やテレビ番組を視聴することで退屈を紛らわすことができる。
【０００５】
このように、１つの映像機器を用いる場合、異なる欲求を有する使用者が同一の表示装置に対して異なる情報や映像を表示することを要求することが多い。例えば、自動車に装着された映像機器の場合、運転者はナビゲーションの道案内映像を見たがり、同乗者は映画などを見たがることがある。また、他の例として、２人用以上のコンピュータゲームでのそれぞれのプレーヤは自分だけの視角でゲームを見たがる。
【０００６】
このような相反する要求事項は２つの個別のディスプレイを提供することによって満たされるが、これでは占める空間やコストを増大させるという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するために最近提案されたのが多重視角表示装置である。多重視角表示装置は、１つの表示装置を異なる方向から見ると異なる映像が実現されるようにするもので、このような多重視角表示装置を図９及び図１０に示す（例えば、特許文献１と参照）。
【０００８】
多重視角表示装置においては、異なる複数の方向からそれぞれの画像を見ることができるが、以下にこれを概念的に説明する。図９に示すように、多重視角表示装置１０は、視野角を制御する方法で１つの表示パネルに３つの異なる画像を表示する技術を用いて、正面（Ａ）、左側（Ｂ）、及び右側（Ｃ）でそれぞれ異なる画像を表示することのできる視野角制御型表示装置である。
【０００９】
図９は、パネルを正面から見る場合（Ａ）と、左に５０°斜めから見る場合（Ｂ）と、右に５０°斜めから見る場合（Ｃ）とで異なる画像を見ることのできる３重視角表示装置１０を示している。３重視角表示装置１０は、３種類の画像を同時に表示するため、各方向の画素数は全画素数の１／３となり、２種類の画像を同時に表示する２重視角表示装置の場合は、各方向の画素数は全画素数の１／２となる。
【００１０】
このように、多重視角表示装置は、単一の表示パネルを利用して視聴方向によって異なる画像（多重画像）を同時に提供する表示装置であって、図１０に示すように、視差障壁層２０を利用して、バックライトから入射する光を正面Ｃ、左側Ｌ、右側Ｒ画素の３つの光経路に分離して、３つの異なる画像を同時に表示する。これにより、正面Ｃではテレビを視聴し、左側Ｌ又は右側Ｒではゲーム又はインターネットサーフィンをする応用が可能である。
【００１１】
図１１は、従来の多重視角表示装置の構造を示す図である。図１１に示すように、従来の多重視角表示装置１０は、液晶表示パネル１と、視差障壁２０を含む視差変換部２とからなる。液晶表示パネル１は、カラーフィルタ基板５と、アレイ基板１２と、カラーフィルタ基板５とアレイ基板１２との間に形成された液晶層（図示せず）とから構成される。
【００１２】
カラーフィルタ基板５は、赤、緑、及び青色を実現する複数のサブカラーフィルタから構成されたカラーフィルタ７と、カラーフィルタ７を区分して液晶層を透過する光を遮断するブラックマトリクス６と、前記液晶層に電圧を印加する透明な共通電極（図示せず）とからなる。カラーフィルタ７は、正面視野のための第１カラーフィルタ７Ｃと、左側視野及び右側視野のための第２カラーフィルタ７Ｌ及び第３カラーフィルタ７Ｒとからなる。
【００１３】
このように構成されたカラーフィルタ基板５とアレイ基板１２とは、画像表示領域の外郭に形成されたシーラント（図示せず）により対向して貼り合わせられて液晶表示パネル１を構成する。ここで、視差変換部２及びアレイ基板１の最外郭面には、それぞれ直線偏光板９、１９が取り付けられている。直線偏光板９、１９は、液晶を透過した光のうち特定方向に強く振動する光のみを選択的に透過させることにより、液晶表示パネル１に付与された映像表示機能を良好に行えるように補助する役割を果たす。
【００１４】
また、液晶表示パネル１には、液晶表示パネル１に光を照射するためのバックライトが提供されるが、前記バックライトは、液晶表示パネル１の背面に配置された導光板４０、導光板４０の側面に配置された複数のランプ３０、導光板４０の背面に配置された反射板（図示せず）、導光板４０の上部に位置して光を散乱させることで均一な光を発散する複数の光学シート４５などからなる。
【００１５】
視差変換部２は、基板２１と、基板２１に形成された視差障壁層２０とからなる。ここで、視差障壁層２０が形成された基板２１は、所定の粘着物質２２により、カラーフィルタ基板５と貼り合わせられる。視差障壁層２０は、主にブラック樹脂又は金属からなる。
【００１６】
【特許文献１】韓国特許公報第２００５−２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
このようなスリット構造の視差障壁層２０により、図１１に実線の矢印で示すように、視差障壁層２０に向かうバックライトの光が、視差障壁層２０に吸収されるか、又は視差障壁層２０により反射することによって、輝度が低下する現象が発生するという問題があった。例えば、視差障壁層２０をブラック樹脂で形成した場合、正面輝度が減少する。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、視差変換部を表示パネルの背面に配置し、視差障壁層が、バックライトから入射する光は反射し、表示パネルで反射した光は反射しないようにすることにより、輝度の向上を図ると共にクロストークの発生を防止することのできる、多重視角表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る多重視角表示装置は、上下面にそれぞれ偏光板が取り付けられ、画像を表示する液晶パネルと、前記偏光板が取り付けられた表示パネルに光を供給するバックライトと、前記液晶パネルとバックライトとの間に設置され、前記液晶パネルに供給される光の経路を調節して使用者の視聴方向によって異なる画像を実現し、前記バックライトから入射する光は前記バックライトに反射し、前記液晶パネルから入射する光は前記液晶パネルに再帰反射する複数の視差障壁層を含む視差変換部と
を含み、前記視差変換部は、基板、前記基板に高反射物質で形成されて光を反射する少なくとも１つの視差障壁層、及び前記視差障壁層に再帰反射物質で形成されて光を再帰反射する再帰反射層からなり、バックライトから入射される光は、視差障壁層によりバックライトに反射され、液晶パネルで反射される光は、前記再帰反射層により反射されて再び液晶パネルに供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては、視差変換部の視差障壁層を反射率の高い金属と反射率の低いブラック樹脂とで形成することにより、次のような効果が得られる。
【００２４】
第１に、本発明においては、視差変換部を表示パネルとバックライトとの間に配置し、視差障壁層で反射した光を再び表示パネルに反射することにより、輝度を向上させることができる。
【００２５】
第２に、本発明においては、第２視差障壁層を光が反射しない物質で形成することにより、表示パネルで反射した光が再び表示パネルに反射することから発生するクロストークを防止することができる。
【００２６】
第３に、本発明においては、視差変換部を、液晶表示パネルを製造する工程と同一の工程で形成することにより、別途の工程ラインを追加する必要がないので、コストを大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明による多重視角表示装置の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の構造を示す図である。同図においては、３つの異なる方向からそれぞれの画像を見ることのできる３重視角の多重視角表示装置を示しているが、本発明は、３重視角表示装置に限定されるものではなく、２重視角表示装置にも適用できる。
【００２９】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置１００は、画像が表示される液晶表示パネル１０１と、液晶表示パネル１０１の背面に配置され、液晶表示パネル１０１に光を供給するバックライト１３０と、液晶表示パネル１０１とバックライト１３０との間に位置し、バックライト１３０から液晶表示パネル１０１に供給される光の経路を複数にする視差変換部１０２とを含む。
【００３０】
図２に示すように、液晶表示パネル１０１は、カラーフィルタ基板１０５と、アレイ基板１１０と、カラーフィルタ基板１０５とアレイ基板１１０との間に形成された液晶層１２９とから構成される。
【００３１】
アレイ基板１１０は、縦横に配列されて複数の画素領域Ｐを定義する複数のゲートライン１１６及びデータライン１１７と、それぞれの画素領域Ｐに形成され、外部からゲートライン１１６を介して走査信号が供給されることによって駆動する薄膜トランジスタＴと、画素領域Ｐに形成され、薄膜トランジスタＴの駆動時にデータライン１１７を介して入力された画像信号により実際の画像を実現する画素電極（図示せず）とからなる。
【００３２】
また、カラーフィルタ基板１０５は、赤、緑、及び青色を実現する複数のサブカラーフィルタから構成されたカラーフィルタ１０７と、カラーフィルタ１０７間に形成され、液晶表示パネル１０１の画像非表示領域に光が透過することを遮断するブラックマトリクス１０６と、カラーフィルタ１０７及びブラックマトリクス１０６上に形成され、前記画素電極に電圧が供給されると前記画素電極と共に液晶層１２９に電界を印加する共通電極（図示せず）とからなる。
【００３３】
図１に示すように、カラーフィルタ１０７は、正面視野のための第１カラーフィルタ１０７Ｃと、左側視野及び右側視野のための第２カラーフィルタ１０７Ｌ及び第３カラーフィルタ１０７Ｒとからなる。
【００３４】
前述のように構成されたカラーフィルタ基板１０５とアレイ基板１１０とは、画像表示領域の外郭に形成されたシーラント（図示せず）により対向して貼り合わせられて液晶表示パネル１０１を構成する。ここで、カラーフィルタ基板１０５及びアレイ基板１１０の最外郭面には、それぞれ直線偏光板１０９、１１９が取り付けられている。
【００３５】
液晶表示パネル１０１の下部には、視差変換部１０２が取り付けられている。視差変換部１０２は、光が複数の経路に分離されて液晶表示パネル１０１に供給されるようにして、液晶表示パネル１０１から出力される画像を複数の経路に分離することにより、位置によってそれぞれ異なる画像を同時に表示させる。ここで、視差変換部１０２には複数の視差障壁層１５０が形成されており、液晶表示パネル１０１に供給される光を複数の経路に分離する。
【００３６】
図３Ａに示すように、視差変換部１０２は、ガラスなどの透明な物質からなる基板１２０と、基板１２０上に形成された第１視差障壁層１５２と、第１視差障壁層１５２上に形成された第２視差障壁層１５４とからなる。視差変換部１０２は、バックライト１３０から入射する光の一部は透過させて一部は遮断することにより、液晶表示パネル１０１に供給される光の経路を複数に分離するためのものであり、第１視差障壁層１５２は、バックライト１３０から入射する光を反射する高反射物質で形成され、第２視差障壁層１５４は、液晶表示パネル１０１で反射して入射する光を反射しない低反射物質で形成されることが好ましい。
【００３７】
ここで、第１視差障壁層１５２は、Ａｌ、ＡｌＮｄなどのＡｌ合金、Ｍｏ、Ｃｕなどのように反射率の高い金属からなり、下部から入力される光を反射し、第２視差障壁層１５４は、反射率の低い物質、例えばＣｒＯｘやＣｒＮｙなどの反射率の低い金属層又はブラック樹脂などの有機物質からなり、上部から入射する光を反射しないようになっている。第２視差障壁層１５４にブラック樹脂などの有機物質を使用した場合、第２視差障壁層１５４上にＯＣ、ＳｉＮｘ、又はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）層などの保護層を形成することもできる。
【００３８】
また、第１視差障壁層１５２は、複数の層で形成することもできる。すなわち、ＡｌＮｄやＭｏなどの単一層からなることもあり、ＡｌＮｄ／Ｍｏなどの複数の層からなることもある。さらに、第２視差障壁層１５４も、金属からなる場合、複数の層で形成することができる。すなわち、第２視差障壁層１５４は、ＣｒＯｘ／ＣｒＮｙの２重層やＣｒＯｘ／ＣｒＮｙ／Ｃｒの３重層などのように、複数の層で形成することができる。
【００３９】
図３Ｂに示すように、基板１２０と第１視差障壁層１５２との間には、中間層１５１を形成することができる。中間層１５１は、第１視差障壁層１５２を基板１２０に取り付けるためのもので、第１視差障壁層１５２がＣｕからなる場合、中間層１５１はＭｏ又はＭｏＴｉで形成され、第１視差障壁層１５２がＡｌ、Ａｌ合金、又はＭｏからなる場合、中間層１５１はＩＴＯ又はＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）からなる。
【００４０】
視差変換部１０２は、第１視差障壁層１５２及び第２視差障壁層１５４により透過領域と遮断領域とに分けられ、光の一部は透過させて一部は遮断することにより、液晶表示パネル１０１に供給される光の経路を複数に分離する。ここで、前記透過領域及び遮断領域の幅、すなわち第１視差障壁層１５２及び第２視差障壁層１５４の幅及びその間隔は、視差変換部１０２と液晶表示パネル１０１間の間隔、多重画面を視聴する視聴角度、及び多重視角の数などによって異なる。
【００４１】
図１に示すように、視差変換部１０２の背面にはバックライト１３０が配置されており、液晶表示パネル１０１に光を供給する。バックライト１３０は、光を発光する複数のランプ１３１と、視差変換部１０２の背面に配置され、ランプ１３１からの光を液晶表示パネル１０１に導く導光板１４０と、視差変換部１０２と導光板１４０との間に配置され、導光板１４０により導かれて液晶表示パネル１０１に供給される光を散乱させることで液晶表示パネル１０１に均一な光が供給されるようにする複数の光学シート１４５と、導光板１４０の下部に備えられ、導光板１４０の下部に向かう光を液晶表示パネル１０１に反射する反射板１３５とからなる。
【００４２】
図１には、バックライト１３０として、ランプ１３１が側面に形成されるエッジライト型バックライトのみを示しているが、複数のランプ１３１が導光板１４０の下部に配置される直下型バックライトを使用することもできる。このような直下型バックライトは、大型液晶表示装置のバックライトとして主に使用される。
【００４３】
前述のように構成された多重視角表示装置１００においては、走査信号が外部の駆動素子から液晶表示パネル１０１のゲートライン１１６を介して入力されると、画素領域Ｐに形成された薄膜トランジスタＴがターンオンし、薄膜トランジスタＴがターンオンすることによって画像信号が外部からデータライン１１７を介して画素電極に供給されて、液晶層１２９に電界が印加される。このように液晶層１２９に電界を印加してその電界によって液晶層１２９の液晶分子を配列し、液晶層１２９を透過する光透過率を調節することにより、画像を表示する。
【００４４】
ここで、視差変換部１０２の視差障壁層１５０は、バックライト１３０から液晶表示パネル１０１に供給される光の経路を複数の経路に分離して液晶表示パネル１０１に光を供給する。従って、分離された光が供給された液晶表示パネル１０１に表示される画像も、複数の経路で表示される。すなわち、設定された領域に複数の画像を同時に表示することにより、多数の視聴者が同時に異なる画像を視聴することができる。
【００４５】
一方、視差変換部１０２の第１視差障壁層１５２は、反射率の高い金属からなる。従って、バックライト１３０から液晶表示パネル１０１に供給される光のうち第１視差障壁層１５２に入射する光は、図１、図３Ａ、及び図３Ｂに示すように、第１視差障壁層１５２により反射し、その反射した光は、再びバックライト１３０の反射板１３５で再反射して視差変換部１０２の透過領域を介して液晶表示パネル１０１に供給される。ここで、第１視差障壁層１５２で再び反射した光は、同じ過程を経て再び液晶表示パネル１０１に供給される。
【００４６】
従来の多重視角表示装置においては、視差変換部を液晶表示パネルの前面に配置し、前記視差変換部により液晶表示パネルからの光の経路を複数の経路に分離して画像を表示する。従って、前記視差変換部の視差障壁層により遮断された光は液晶表示パネル１０１に供給されないため、輝度が低下する。
【００４７】
しかし、本発明においては、視差変換部１０２を液晶表示パネル１０１とバックライト１３０との間に配置し、光が入射する視差変換部１０２の第１視差障壁層１５２を反射率の高い金属で形成するため、第１視差障壁層１５２により遮断された光が再びバックライト１３０の反射板１３５により反射して液晶表示パネル１０１に供給される。従って、視差変換部１０２が液晶表示パネル１０１の前面に配置された従来の表示装置に比べて輝度が向上する。このような配置により、本発明の多重視角表示装置は、従来の表示装置に比べて約４５％以上の輝度向上を期待することができる。
【００４８】
また、第１視差障壁層１５２の上部に形成される第２視差障壁層１５４は、ブラック樹脂などのように反射率の低い有機物質又は反射率の低い金属からなるが、このように第２視差障壁層１５４を反射率の低い物質で形成するのは次のような理由による。
【００４９】
視差変換部１０２を介して光が供給される液晶表示パネル１０１には、ゲートライン１１６やデータライン１１７などの各種金属パターンが形成されている。従って、視差変換部１０２の透過領域を透過して液晶表示パネル１０１に供給された光は、前記金属パターンにより反射して再び視差変換部１０２に入射する。ここで、視差変換部１０２の視差障壁層が反射率の高い金属層のみで形成された場合、視差変換部１０２に入射する光は前記視差障壁層で再び反射して液晶表示パネル１０１に入射する。
【００５０】
しかしながら、前記視差障壁層で再び反射して液晶表示パネル１０１に入射する光は、設定された経路で入射する光ではないため、液晶表示パネル１０１でノイズとして作用し、結局、液晶表示パネル１０１にクロストークが発生する原因となる。
【００５１】
従って、本発明においては、視差障壁層の最上層、すなわち第２視差障壁層１５４を反射率の低いブラック樹脂や反射率の低い金属などで形成することにより、液晶表示パネル１０１で反射した光が再び液晶表示パネル１０１に反射しないようにし、クロストークが発生することを防止する。
【００５２】
つまり、本発明においては、視差変換部の視差障壁層を反射率の高い金属及び反射率の低い有機物質（又は、反射率の低い金属）で形成するため、液晶表示パネル１０１への光の供給を円滑にして液晶表示パネル１０１の輝度を向上させるだけでなく、液晶表示パネル１０１で反射した光が再び液晶表示パネル１０１に反射することを防止することによりクロストークの発生を防止する。
【００５３】
このような点から、本発明の第１視差障壁層１５２及び第２視差障壁層１５４は、入射する光を反射、吸収して液晶表示パネル１０１に入射する光の効率を向上させ、不要な光の入射を防止することができれば、いかなる物質で形成してもよい。本発明においては、第１視差障壁層１５２を反射率が６０％以上の物質で形成し、第２視差障壁層１５４を反射率が１５％以下の物質で形成することにより、光効率を向上させると共にクロストークの発生を防止する。
【００５４】
第１視差障壁層１５２は、ＡｌＮｄなどのＡｌ合金やＭｏなどの高反射金属からなる単一層で形成することもできるが、高反射金属からなる複数の層で形成することもできる。例えば、本発明においては、ＡｌＮｄ層やＭｏ層などの単一層、又はＡｌＮｄ／Ｍｏ層などの２重層で形成することができる。また、第２視差障壁層１５４は、ＣｒＯｘ／ＣｒＮｙなどの２重層、又はＣｒＯｘ／ＣｒＮｙ／Ｃｒなどの３重層で形成することができる。  
【００５５】
このように、第１視差障壁層１５２と第２視差障壁層１５４を複数の層で形成するのは、視差変換部１０２を液晶表示パネル１０１と同一の工程で形成するためである。すなわち、視差変換部１０２を液晶表示パネル工程ラインで形成することにより、工程ラインを追加で設置する必要がなくなり、製造コストを大幅に削減することができる。
このような視差変換部１０２は、粘着物質からなる粘着層１２２により液晶表示パネル１０１に接着される。
【００５６】
以下、添付図面を参照して本発明による視差変換部の形成方法を詳細に説明する。
図４Ａ〜図４Ｄは、本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の視差変換部の製造工程の一例を示す図であり、第２視差障壁層がブラック樹脂などの有機物質からなる構造の視差変換部を形成する工程を示している。
【００５７】
まず、図４Ａに示すように、透明な基板１２０上に反射率の高い金属層１５２ａを形成し、金属層１５２ａ上に有機物質からなる有機層１５４ａを形成する。ここで、金属層１５２ａとしては、反射率の高いものであればいかなる金属を使用してもよい。すなわち、反射率の高いＡｌ、ＡｌＮｄなどのＡｌ合金、Ｍｏ、Ｃｕなどを使用することができる。  
【００５８】
本発明においては、特に、ＡｌＮｄの単一層又はＭｏ／ＡｌＮｄからなる複数の層で金属層１５２ａを形成することが好ましい。通常、薄膜トランジスタのゲート電極やソース／ドレイン電極は、ＡｌＮｄ又はＭｏ／ＡｌＮｄからなる。従って、金属層１５２ａをＡｌＮｄ又はＭｏ／ＡｌＮｄで形成することにより、薄膜トランジスタのゲート電極やソース／ドレイン電極を形成する工程ラインで金属層１５２ａを形成することができる。
【００５９】
ここで、ＡｌＮｄ層は１００〜３０００Åの厚さに形成し、Ｍｏ層は５００〜３０００Åの厚さに形成する。ＡｌＮｄ層が１００Åより薄く形成された場合、反射率が低すぎて光が効率的に反射せず、ＡｌＮｄ層が３０００Åより厚く形成された場合、ＡｌＮｄ層を薄膜トランジスタ形成工程で形成できなくなる。従って、ＡｌＮｄ層は、１００〜３０００Åの厚さに形成することが好ましく、５００〜２５００Åの厚さに形成することがより好ましい。また、金属層１５２ａをＣｕの単一層で形成する場合、Ｃｕ層は５００〜３０００Åの厚さに形成することが好ましい。
【００６０】
図には示していないが、基板１２０と第１視差障壁層１５２との間には、中間層を形成することができる。前記中間層は、第１視差障壁層１５２を基板１２０に取り付けるためのもので、第１視差障壁層１５２がＣｕからなる場合、前記中間層はＭｏやＭｏＴｉなどの物質で約５００Å以下の厚さに形成され、第１視差障壁層１５２がＡｌ、Ａｌ合金、又はＭｏからなる場合、前記中間層はＩＴＯ又はＩＺＯで約１５００Å以下の厚さに形成される。
【００６１】
また、有機層１５４ａとしては、液晶表示パネルのブラックマトリクスとして使用されるブラック樹脂を使用する。従って、有機層１５４ａは、液晶表示パネルのブラックマトリクスを形成する工程ラインで形成することができる。ここで、前記ブラック樹脂は、約０．１〜５．０μｍの厚さに形成されることが好ましく、０．５〜３．０μｍに形成されることがより好ましい。
【００６２】
次に、図４Ｂに示すように、金属層１５２ａ及び有機層１５４ａ上に透過領域及び遮断領域が形成されたマスク１５８を配置した後に光を照射して、有機層１５４ａを露光する。ここで、ブラック樹脂は主にネガ型フォトレジストの特性を有するので、マスク１５８において、透過領域は視差障壁層が形成される領域に対応し、遮断領域は視差障壁層が形成されない領域に対応する。
【００６３】
その後、光が照射された有機層１５４ａに現像液を作用させると、図４Ｃに示すように、露光されていない領域は除去されて露光された領域はそのまま残り、金属層１５２ａ上に第２視差障壁層１５４が形成される。
【００６４】
次に、図４Ｄに示すように、第２視差障壁層１５４が形成された金属層１５２ａにエッチャントを作用させると、第２視差障壁層１５４がブロック層として作用して、第２視差障壁層１５４の下部を除いた金属層１５２ａがエッチングされ、第２視差障壁層１５４の下部に第１視差障壁層１５２が形成される。基板１２０と金属層１５２ａとの間に中間層が形成される場合、前記中間層は、金属層１５２ａのエッチング時にエッチャントによりエッチングすることができる。
【００６５】
このように、本実施の形態においては、ブラック樹脂を直接現像して第２視差障壁層１５４を形成し、第２視差障壁層１５４を利用して金属層１５２ａをエッチングするため、高価なフォトレジストを使用する必要がなくなる。従って、製造コストを大幅に削減することができ、フォトレジスト現象工程が必要なくなって製造工程を単純化することができる。
【００６６】
このように製造された視差変換部１０２を粘着層１２２により液晶表示パネル１０１の背面に接着することにより、多重視角表示装置を製造することができる。
【００６７】
図５Ａ〜図５Ｄは、本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の視差変換部の製造工程の他の例を示す図であり、第２視差障壁層が低反射金属からなる構造の視差変換部を形成する工程を示している。
【００６８】
まず、図５Ａに示すように、透明な基板２２０上に反射率の高い第１金属層２５２ａを形成し、第１金属層２５２ａ上に反射率の低い第２金属層２５４ａを形成する。ここで、第１金属層２５２ａは、Ａｌ、ＡｌＮｄなどのＡｌ合金、Ｍｏ、Ｃｕなどからなる単一層、又はＭｏ／ＡｌＮｄからなる複数の層で形成することができる。ＡｌＮｄ又はＭｏ／ＡｌＮｄは、薄膜トランジスタのゲート電極やソース／ドレイン電極と同じ工程ラインにより形成されるもので、ＡｌＮｄ層は１００〜３０００Åの厚さに形成し、Ｍｏ層は５００〜３０００Åの厚さに形成することが好ましい。ＡｌＮｄ層は、５００〜２５００Åの厚さに形成することがより好ましい。
【００６９】
図には示していないが、基板２２０と第１視差障壁層２５２との間には、中間層を形成することができる。前記中間層は、第１視差障壁層２５２を基板２２０に取り付けるためのもので、第１視差障壁層２５２がＣｕからなる場合、前記中間層はＭｏやＭｏＴｉなどの物質で約５００Å以下の厚さに形成され、第１視差障壁層２５２がＡｌ、Ａｌ合金、又はＭｏからなる場合、前記中間層はＩＴＯ又はＩＺＯで約１５００Å以下の厚さに形成される。
【００７０】
また、第２金属層２５４ａは、ＣｒＯｘ／ＣｒやＣｒＯｘ／ＣｒＮｙ／Ｃｒなどの複数の層からなるが、ＣｒＯｘ層は、１００〜３０００Åの厚さ、好ましくは２００〜１０００Åの厚さに形成され、ＣｒＮｙ層は、１００〜３０００Åの厚さ、好ましくは２００〜１０００Åの厚さに形成され、Ｃｒ層は、１００〜３０００Åの厚さ、好ましくは５００〜２５００Åの厚さに形成される。ここで、第２金属層２５４ａは、液晶表示パネルのブラックマトリクスと同じ金属層であって、ブラックマトリクス形成ラインで形成することができる。
【００７１】
実質的に、ＣｒはＣｒＯｘ又はＣｒＮｙに比べて相対的に反射率が高い。従って、第２金属層２５４ａは、その表面は反射率が最も低いＣｒＯｘからなり、最下層、すなわち第１金属層２５２ａと接触する層はＣｒからなることが好ましい。
【００７２】
次に、第２金属層２５４ａ上にフォトレジスト層２５６ａを形成し、その上に透過領域及び遮断領域が形成されたマスク２５８を配置した後に紫外線などの光を照射することにより、フォトレジスト層２５６ａを露光する。ここで、フォトレジスト層２５６ａは主にポジ型フォトレジスト層であって、マスク２５８において、遮断領域は視差障壁層が形成される領域に対応し、透過領域は視差障壁層が形成されない領域に対応する。
【００７３】
次に、光が照射されたフォトレジスト層２５６ａに現像液を作用させて、フォトレジスト層２５６ａを現像することによって、図５Ｂに示すように、第２金属層２５４ａ上にはフォトレジストパターン２５６ｂが形成される。その後、フォトレジストパターン２５６ｂで第２金属層２５４ａをブロックした状態でエッチャントを作用させることにより、第２金属層２５４ａをエッチングする。
【００７４】
第２金属層２５４ａをエッチングすることによって、図５Ｃに示すように、第１金属層２５２ａ上に第２視差障壁層２５４が形成される。次に、フォトレジストパターン２５６ｂを用いて第１金属層２５２ａにエッチャントを作用させることにより、第１金属層２５２ａをエッチングする。
【００７５】
次に、図５Ｄに示すように、フォトレジストパターン２５６ｂを除去することによって、基板２２０上に第１視差障壁層２５２が形成される。基板２２０と第１金属層２５２ａとの間に中間層が形成される場合、前記中間層は、第１金属層２５２ａのエッチング時にエッチャントによりエッチングすることができる。
【００７６】
前述したように、第２視差障壁層２５４が低反射金属層からなる場合、第１視差障壁層２５２及び第２視差障壁層２５４は同一のフォトレジストパターン２５６ｂによりパターニングされる。これは、第１金属層２５２ａと第２金属層２５４ａとが異なる金属で形成されることによって、第２金属層２５４ａのエッチング時に第１金属層２５２ａがエッチングされないため（すなわち、異なるエッチャントを使用しなければならないため）、１つのフォトレジストパターン２５６ｂを用いて第１金属層２５２ａ及び第２金属層２５４ａをエッチングできるからである。
【００７７】
一方、第１金属層２５２ａと第２金属層２５４ａとは、異なるエッチャントによりエッチングすることもできるが、同一のエッチャントにより同時にエッチングすることもできる。すなわち、第１金属層２５２ａ及び第２金属層２５４ａは、これら金属層２５２ａ、２５４ａの種類及びエッチャントの種類に応じて、一度にエッチング工程でエッチングすることもできる。
【００７８】
このように、本実施の形態においては、視差障壁層を高反射層と低反射層の複数の層で形成して、バックライトから入射する光は、高反射層により反射してバックライトの反射層により再反射して液晶表示パネルに供給し、液晶表示パネルから反射した光は、低反射層により反射しないようにすることにより、液晶表示パネルにクロストークが発生することを防止する。また、本実施の形態においては、前記視差障壁層を液晶表示パネル形成ラインをそのまま使用して形成するため、別途の工程ラインを追加する必要がないのでコストの増加を抑えることができる。
【００７９】
図６は、本発明の第２の実施の形態による多重視角表示装置の構造を示す図である。同図においては、３つの異なる方向からそれぞれの画像を見ることのできる３重視角の多重視角表示装置を示しているが、本発明は、３重視角表示装置に限定されるものではなく、２重視角表示装置にも適用できる。
【００８０】
図６に示すように、本発明の第２の実施の形態による多重視角表示装置２００は、実際の画像が実現される液晶表示パネル２０１と、液晶表示パネル２０１の背面に配置され、液晶表示パネル２０１に光を供給するバックライト２３０と、液晶表示パネル２０１とバックライト２３０との間に位置し、バックライト２３０から液晶表示パネル２０１に供給される光の経路を複数にする視差変換部２０２とを含む。
【００８１】
図２に示す第１の実施の形態と同様に、液晶表示パネル２０１は、複数の薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板２１０と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板２０５と、アレイ基板２１０とカラーフィルタ基板２０５との間に形成された液晶層とからなる。
【００８２】
図１に示す第１の実施の形態と同様に、カラーフィルタ２０７は、正面視野のための第１サブカラーフィルタ２０７Ｃと、左側視野及び右側視野のための第２サブカラーフィルタ２０７Ｌ及び第３サブカラーフィルタ２０７Ｒとからなる。
【００８３】
前述のように構成されたアレイ基板２１０とカラーフィルタ基板２０５とは、画像表示領域の外郭に形成されたシーラント（図示せず）により対向して貼り合わせられて液晶表示パネル２０１を構成する。ここで、アレイ基板２１０及びカラーフィルタ基板２０５の最外郭面には、それぞれ直線偏光板２０９、２１９が取り付けられている。ここで、直線偏光板２１９は、視差変換部２０２とバックライト２３０との間に配置することもできる。
【００８４】
液晶表示パネル２０１の下部には、視差変換部２０２が取り付けられている。視差変換部２０２は、光が複数の経路に分離されて液晶表示パネル２０１に供給されるようにして、液晶表示パネル２０１から出力される画像を複数の経路に分離することにより、位置によってそれぞれ異なる画像を同時に表示させる。ここで、視差変換部２０２には複数の視差障壁層２５０が形成されており、液晶表示パネル２０１に供給される光を複数の経路に分離する。
【００８５】
図７に示すように、視差変換部２０２は、ガラスなどの透明な物質からなる基板２２０と、基板２２０上に形成された第１視差障壁層２５２と、第１視差障壁層２５２上に形成された第２視差障壁層２５４とからなる。ここで、第１視差障壁層２５２は、Ａｌ、ＡｌＮｄなどのＡｌ合金、Ｍｏ、Ｃｕなどのように反射率の高い金属からなり、下部から入力される光を反射し、第２視差障壁層２５４は、再帰反射物質からなり、上部から入射する光を同一経路で上部に反射する。
【００８６】
図には示していないが、基板２２０と第１視差障壁層２５２との間には、中間層を形成することができる。前記中間層は、第１視差障壁層２５２を基板２２０に取り付けるためのもので、第１視差障壁層２５２がＣｕからなる場合、前記中間層はＭｏやＭｏＴｉなどの物質で約５００Å以下の厚さに形成され、第１視差障壁層２５２がＡｌ、Ａｌ合金、又はＭｏからなる場合、前記中間層はＩＴＯ又はＩＺＯで約１５００Å以下の厚さに形成される。
【００８７】
視差変換部２０２は、第１視差障壁層２５２及び第２視差障壁層２５４により透過領域と遮断領域とに分けられ、光の一部は透過させて一部は遮断することにより、液晶表示パネル２０１に供給される光の経路を複数に分離する。ここで、前記透過領域及び遮断領域の幅、すなわち第１視差障壁層２５２及び第２視差障壁層２５４の幅及びその間隔は、視差変換部２０２と液晶表示パネル２０１間の間隔、多重画面を視聴する視聴角度、及び多重視角の数などによって異なる。
【００８８】
視差変換部２０２の背面にはバックライト２３０が配置されており、液晶表示パネル２０１に光を供給する。バックライト２３０は、光を発光する複数のランプ２３１と、視差変換部２０２の背面に配置され、ランプ２３１からの光を液晶表示パネル２０１に導く導光板２４０と、視差変換部２０２と導光板２４０との間に配置され、導光板２４０により導かれて液晶表示パネル２０１に供給される光を散乱させることで液晶表示パネル２０１に均一な光が供給されるようにする複数の光学シート２４５と、導光板２４０の下部に備えられ、導光板２４０の下部に向かう光を液晶表示パネル２０１に反射する反射板２３５とからなる。
【００８９】
ここで、視差変換部２０２の視差障壁層２５０は、バックライト２３０から液晶表示パネル２０１に供給される光の経路を複数の経路に分離して液晶表示パネル２０１に光を供給する。従って、分離された光が供給された液晶表示パネル２０１に表示される画像も、複数の経路で表示される。すなわち、設定された領域に複数の画像を同時に表示することにより、多数の視聴者が同時に異なる画像を視聴することができる。
【００９０】
一方、図７に示す視差変換部２０２の第１視差障壁層２５２は、反射率の高い金属からなる。従って、バックライト２３０から液晶表示パネル２０１に供給される光のうち第１視差障壁層２５２に入射する光は、第１視差障壁層２５２により反射し、その反射した光は、再びバックライト２３０の反射板２３５で再反射して視差変換部２０２の透過領域を介して液晶表示パネル２０１に供給される。ここで、第１視差障壁層２５２で再び反射した光は、同じ過程を経て再び液晶表示パネル２０１に供給される。
【００９１】
図７に示すように第１視差障壁層２５２の上部に形成される第２視差障壁層２５４は、再帰反射物質からなるが、このように第２視差障壁層２５４を再帰反射物質で形成するのは次のような理由による。
【００９２】
視差変換部２０２を介して光が供給される液晶表示パネル２０１には、ゲートライン２１６やデータライン２１７などの各種金属パターンが形成されている。従って、視差変換部２０２の透過領域を透過して液晶表示パネル２０１に供給された光は、前記金属パターンにより反射して再び視差変換部２０２に入射する。ここで、視差変換部２０２の視差障壁層が反射率の高い金属層のみで形成された場合、視差変換部２０２に入射する光は前記視差障壁層で再び反射して液晶表示パネル２０１に入射する。
【００９３】
しかしながら、前記視差障壁層で再び反射して液晶表示パネル２０１に入射する光は、設定された経路で入射しないだけでなく、元の画素に入射しないため、液晶表示パネル２０１でノイズとして作用し、結局、液晶表示パネル２０１にクロストークが発生する原因となる。
【００９４】
従って、本実施の形態においては、視差障壁層の最上層、すなわち第２視差障壁層２５４を再帰反射物質で形成する。再帰反射物質は入射した光を入射経路のまま反射するが、これについて図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。
【００９５】
図８Ａ及び図８Ｂは、図７のＡ部拡大図であり、再帰反射物質を示す。図８Ａに示すように、第２視差障壁層２５４の表面には、微細なガラス玉２５５が形成される。ここで、ガラス玉２５５は、第２視差障壁層２５４の表面全体にわたって形成されているため、第２視差障壁層２５４に入射した光はガラス玉２５５に入力される。ガラス玉２５５に入力された光は、ガラス玉２５５の表面で屈折してガラス玉２５５の反対側表面に入射し、その反対側表面で反射してガラス玉２５５の反対側で屈折して外部に出力される。ガラス玉２５５は、完全な球状であり、等方的である。従って、ガラス玉２５５の全表面に入射した光は、同じ角度で屈折して反対側表面に入射し、その反対側表面でも同じ角度で反射した後、表面で入射角度と同じ角度で屈折して外部に出力されるため、結局、光の出射経路は入射経路と平行になる。
【００９６】
また、図８Ｂに示すように、第２視差障壁層２５４の表面には、正四面体状の微細プリズム２５６を形成することもできる。ここで、微細プリズム２５６は、第２視差障壁層２５４の全体にわたって形成されているため、第２視差障壁層２５４に入射した光は微細プリズム２５６に入射する。外部から微細プリズム２５６の第１面に入射した光は所定角度で屈折して第２面に入射し、第２面に入射した光は第２面で反射して第３面に入射する。第３面に入射した光は第３面で屈折して外部に出力される。ここで、第２面に入射する光の入射角と第２面から出射する光の出射角とは同一であるため、第１面での屈折角と第３面での屈折角とは同一になる。従って、第１面に入射する光と第３面で出射する光とは平行になる。
【００９７】
微細プリズム２５６は、第２視差障壁層２５４の表面に形成された溝である。ここで、第２視差障壁層２５４は樹脂で形成することができる。微細プリズム２５６は、樹脂をエッチングして溝を形成し、その樹脂の表面に反射率の高い金属を積層することにより形成することができる。また、微細プリズム２５６は、反射率の高い金属で形成することができる。ここで、前記金属はエッチングされて四面体や正三角形状の溝を形成する。
【００９８】
前述したように、本実施の形態においては、第２視差障壁層２５４を再帰反射物質で形成することにより、液晶表示パネル２０１で反射した光が第２視差障壁層２５４で再帰反射して液晶表示パネル２０１に再び入射する。ここで、液晶表示パネル２０１に反射する光は、液晶表示パネル２０１で反射した光と平行に反射するため、元の位置、すなわち元の画素に再び入射する。従って、望ましくない光の入射による不良が発生しなくなる。
【００９９】
つまり、本実施の形態においては、視差変換部の視差障壁層を反射率の高い金属及び再帰反射物質で形成するため、液晶表示パネル２０１への光の供給を円滑にして液晶表示パネル２０１の輝度を向上させるだけでなく、液晶表示パネル２０１で反射した光が再び液晶表示パネル２０１の望まない画素に反射することを防止することによりクロストークの発生を防止する。
【０１００】
発明の詳細な説明では表示パネルとして液晶表示パネルを例に説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、液晶表示パネルとして、上下基板にそれぞれ画素電極と共通電極が形成されたＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶表示パネルを説明しているが、本発明は、特定モードの液晶表示パネルに限定されるものではなく、ＩＰＳ（In Plane Switching）モードの液晶表示パネルやＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶表示パネルにも適用できる。
【０１０１】
さらに、視差障壁層の材質を特定して説明しているが、本発明はこのような特定物質からなる視差障壁層に限定されるものではない。以上の説明に多くの事項が具体的に記載されているが、これは発明の範囲を限定するものではなく、好ましい実施の形態の例示として解釈されるべきである。従って、本発明の範囲は、前述した実施の形態によって定められるのでなく、特許請求の範囲とその均等物によって定められなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置に適用される液晶表示パネルの構造を示す分解斜視図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の視差変換部の構造を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の視差変換部の構造を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の視差変換部の形成方法の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに続く工程を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｂに続く工程を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｃに続く工程を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第１の実施の形態による多重視角表示装置の視差変換部の形成方法の他の例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに続く工程を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに続く工程を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｃに続く工程を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による多重視角表示装置の構造を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による多重視角表示装置の視差変換部の構造を示す図である。
【図８Ａ】本発明の第２の実施の形態による多重視角表示装置の再帰物質の構造を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の第２の実施の形態による多重視角表示装置の再帰物質の構造を示す図である。
【図９】３つの異なる方向からそれぞれの画像を見ることのできる多重視角表示装置を概略的に示す図である。
【図１０】多重視角表示装置の概念を概略的に示す図である。
【図１１】従来の多重視角表示装置の構造を示す図である。
【図１】
0005327741.tif 000002
【図２】
0005327741.tif 000003
【図３Ａ】
0005327741.tif 000004
【図３Ｂ】
0005327741.tif 000005
【図４Ａ】
0005327741.tif 000006
【図４Ｂ】
0005327741.tif 000007
【図４Ｃ】
0005327741.tif 000008
【図４Ｄ】
0005327741.tif 000009
【図５Ａ】
0005327741.tif 000010
【図５Ｂ】
0005327741.tif 000011
【図５Ｃ】
0005327741.tif 000012
【図５Ｄ】
0005327741.tif 000013
【図６】
0005327741.tif 000014
【図７】
0005327741.tif 000015
【図８Ａ】
0005327741.tif 000016
【図８Ｂ】
0005327741.tif 000017
【図９】
0005327741.tif 000018
【図１０】
0005327741.tif 000019
【図１１】
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