JP2017502326A - 被写界深度を再現する3d表示パネル及びその表示方法 - Google Patents

被写界深度を再現する3d表示パネル及びその表示方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、被写界深度を再現する3D表示パネル及びその表示方法を提供する。【解決手段】本発明の3D表示パネルは、台座と、前記台座上に形成された薄膜トランジスタ配列と、前記薄膜トランジスタ配列上に形成された第一有機発光層と、前記薄膜トランジスタ配列及び第一有機発光層上に形成された絶縁層と、絶縁層上に形成された第二有機発光層と、前記第二有機発光層及び絶縁層上に形成された陰極層とからなる。前記第一有機発光層と第二有機発光層は、重ならないように設けられるとともに、前記第一有機発光層は近景画面を表示するために用いられ、前記第二有機発光層は遠景画面を表示するために用いられ、これにより近景画面と遠景画面が分離されて、3D表示効果が得られる。【選択図】図4

Description

本発明は、3D表示技術に関し、特に、被写界深度を再現する3D表示パネル及びその表示方法に関する。
3D表示技術は、現在の表示分野における発展の趨向になっている。3D表示技術は、画面を立体的でリアルに表現するものであり、画像をモニターの平面上に制限することなく、モニターの外に飛び出して、まるでその場に身を置いているかのような感覚を視聴者に与えることが出来る。現在、3D表示技術は一般に両目視差の原理を用いて実現されており、二つの視差画像(即ち、左・右の視差画像)を二次元表示画面上に表示した後、所定の技術を利用することで観視者の左・右眼がそれぞれ二次元表示画面上の左・右視差画像だけを見るようにするものである。
3D表示技術を分類すると、眼鏡式と裸眼式の二つに大別される。また、従来の液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display、LCD)の裸眼3D表示技術には、視差バリア方式とレンチキュラーレンズによる技術の二種類がある。
視差バリア方式の3D表示技術は、一個のスイッチ液晶パネル・偏光フィルム・高分子液晶層を使用するとともに、高分子液晶層と偏光フィルムを利用して方向が90°の一組の垂直縞模様を作り出すことにより実現される。これらの縞模様は、幅が数十マイクロメートルであるとともに、通過した光が垂直の細長い短冊状パターンを形成するため、“視差バリア”と呼ばれる。前記視差バリア方式の3D表示技術は、バックライトモジュールと液晶表示パネルの間に設けられた視差バリアを利用するとともに、立体表示モードにおいて、左眼が見るべき画像が液晶パネル上に表示された時、不透明の縞模様が右眼を遮り、また同様に、右眼が見るべき画像が液晶パネル上に表示された時、不透明の縞模様が左眼を遮り、これにより左眼と右眼の可視画面を分けることで(図1参照)、観察者に3D映像を見せる。この種の技術はコストが比較的低いものの、モニター輝度が低めである。
レンチキュラーレンズ(微細な凸レンズが並んだシート)による3D表示技術は、液晶パネルの像平面がレンズの焦平面上に設けられることで、一つ一つのレンチキュラーレンズ下方の画像の画素が複数個のサブ画素に分けられ、これによりレンズが異なる方向で一つ一つのサブ画素を投影することが出来る。よって、両目が異なる角度からディスプレイを見た際に、異なるサブ画素が見えるようになり、これにより3D効果が得られる。この種の3D表示技術は表示効果がより良好で、輝度も影響されないものの、関連する製造プロセスが従来の液晶ディスプレイの液晶技術と相容れないため、新しい設備と生産ラインを開発するための投資が必要になる。
有機ELディスプレイ(Organic Light−Emitting Display、OLED)は、有機半導体材料と発光材料が電場駆動の下、キャリアの注入と結合を通して発光するデバイスである。有機ELディスプレイを駆動方式によって分類すると、パッシブマトリクス式有機ELディスプレイ(Passive−matrix organic light emitting diode、PMOLED)と、アクティブマトリクス式有機ELディスプレイ(Active−matrix organic light emitting diode、AMOLED)に分けられる。図2を参照する。アクティブマトリクス有機ELパネルの構造は、台座102と、台座102上に形成された薄膜トランジスタ配列104と、薄膜トランジスタ配列104上に形成された有機発光層106と、有機発光層106上に形成された陰極層108とからなる。図3を参照する。アクティブマトリクス有機ELパネルの発光原理は、透明電極(例えば酸化インジウムスズITO電極)202と金属電極204を、それぞれ有機発光デバイスの陽極と陰極として用いるとともに、所定の電圧駆動の下、電子302と正孔304がそれぞれ陰極と陽極から電子輸送層206と正孔輸送層208に注入され、更に電子302と正孔304がそれぞれ電子輸送層206と正孔輸送層208を経由して発光層209まで移動し、且つ発光層209において互いに結合することで、励起子を形成して発光分子が***され、これにより発光分子が放射緩和を経て可視光線306を発するというものである。可視光線306は透明電極202一側から観察され、同時に金属電極204は反射層の作用を生じる。
表示機能面において、アクティブマトリクス有機ELディスプレイは、素早い応答速度・コントラストの高さ・広い視野角を備えている。これらの点でアクティブマトリクス有機ELディスプレイは、薄膜電界効果トランジスタ液晶ディスプレイ(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display、TFT LCD)に勝っている。このほかアクティブマトリクス有機ELディスプレイは、自発光という特長を備えており、バックライトモジュールを必要としないため、薄膜電界効果トランジスタ液晶ディスプレイに比べて軽量薄型化が可能で、且つ省エネである。更に重要な特長は、バックライトモジュールを必要としないアクティブマトリクス有機ELディスプレイは、薄膜電界効果トランジスタ液晶ディスプレイで3〜4割を占めるバックライトモジュールのコストを省ける点である。
本発明は、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの裸眼3D表示技術における問題を解決するとともに、アクティブマトリクス有機ELパネルの自発光特性によって、低コスト・高輝度・素早い応答速度・高いコントラスト・広視野角等の長所を備え、且つ3D被写界深度の効果によって、よりリアルな裸眼3Dの画面を再現することが可能な、被写界深度を再現する3D表示パネルを提供することを目的とする。
また本発明は、異なる高さに位置する第一・第二有機発光層によってそれぞれ近景画面・遠景画面を表示するとともに、近景画面と遠景画面を分離するという方法を用いて3D表示を行うことにより、方法が簡単で、低コスト・高輝度・素早い応答速度・高いコントラスト・広視野角等の長所を備え、且つ3D被写界深度の効果によって、よりリアルな裸眼3Dの画面を再現することが可能な、3D表示パネルの表示方法を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明が提供する被写界深度を再現する3D表示パネルは、台座と、前記台座上に形成された薄膜トランジスタ配列と、前記薄膜トランジスタ配列上に形成された第一有機発光層と、前記薄膜トランジスタ配列及び第一有機発光層上に形成された絶縁層と、絶縁層上に形成された第二有機発光層と、前記第二有機発光層及び絶縁層上に形成された陰極層とからなる。前記第一有機発光層と第二有機発光層は、重ならないように設けられるとともに、前記第一有機発光層は近景画面を表示するために用いられ、前記第二有機発光層は遠景画面を表示するために用いられる。これにより、近景画面と遠景画面が分離されて、3D表示効果が得られる。
前記第一有機発光層は、複数個の第一有機材料モジュールからなる。前記第二有機発光層は、複数個の第二有機材料モジュールからなる。前記第一・第二有機材料モジュールは重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置される。
前記被写界深度を再現する3D表示パネルには、更に遮蔽板が設けられる。前記遮蔽板は、台座における薄膜トランジスタ配列から離れた一側に設けられて、回折格子の作用を生じる。
前記絶縁層は、有機絶縁材料によって形成される。前記陰極層は、金属材料によって形成される。
前記3D表示パネルは、裸眼3D表示パネルである。
前記3D表示パネルは、アクティブマトリクス有機ELパネルである。
また、本発明が提供する被写界深度を再現する3D表示パネルは、台座と、前記台座上に形成された薄膜トランジスタ配列と、前記薄膜トランジスタ配列上に形成された第一有機発光層と、前記薄膜トランジスタ配列及び第一有機発光層上に形成された絶縁層と、絶縁層上に形成された第二有機発光層と、前記第二有機発光層及び絶縁層上に形成された陰極層とからなる。前記第一有機発光層と第二有機発光層は、重ならないように設けられるとともに、前記第一有機発光層は近景画面を表示するために用いられ、前記第二有機発光層は遠景画面を表示するために用いられる。これにより、近景画面と遠景画面が分離されて、3D表示効果が得られる。
このうち、前記第一有機発光層は、複数個の第一有機材料モジュールからなる。前記第二有機発光層は、複数個の第二有機材料モジュールからなる。前記第一・第二有機材料モジュールは重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置される。
前記被写界深度を再現する3D表示パネルには、更に遮蔽板が設けられる。前記遮蔽板は、台座における薄膜トランジスタ配列から離れた一側に設けられて、回折格子の作用を生じる。
前記絶縁層は、有機絶縁材料によって形成される。前記陰極層は、金属材料によって形成される。
前記3D表示パネルは、裸眼3D表示パネルである。
前記3D表示パネルは、アクティブマトリクス有機ELパネルである。
また、本発明が提供する3D表示パネルの表示方法は、以下の手順を含む。
手順1では、3D表示パネルを用意する。前記3D表示パネルは、異なる高さに位置する第一・第二有機発光層からなるとともに、前記第一・第二有機発光層は重ならないように設けられる。
手順2では、前記3D表示パネルを駆動するとともに、前記第一有機発光層を用いて近景画面を表示し、前記第二有機発光層を用いて遠景画面を表示することで、近景画面と遠景画面を分離させて、3D表示を行う。
前記3D表示パネルは更に、台座と、薄膜トランジスタ配列と、絶縁層と、陰極層と、遮蔽板とからなる。前記薄膜トランジスタ配列は、台座上に形成される。前記第一有機発光層は、前記薄膜トランジスタ配列上に形成される。前記絶縁層は、前記薄膜トランジスタ配列及び第一有機発光層上に形成される。前記第二有機発光層は、前記絶縁層上に形成される。前記陰極層は、前記絶縁層及び第二有機発光層上に形成される。前記遮蔽板は、台座における薄膜トランジスタ配列から離れた一側に設けられて、回折格子の作用を生じる。
前記第一有機発光層は、複数個の第一有機材料モジュールからなる。前記第二有機発光層は、複数個の第二有機材料モジュールからなる。前記第一・第二有機材料モジュールは重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置される。
前記絶縁層は、有機絶縁材料によって形成される。前記陰極層は、金属材料によって形成される。前記3D表示パネルは、裸眼3D表示パネルであるとともに、前記3D表示パネルは、アクティブマトリクス有機ELパネルである。
以上の構造によってなる本発明は、以下の有益な効果を備える。本発明の被写界深度を再現する3D表示パネル及びその表示方法は、異なる高さに位置する第一・第二有機発光層によってそれぞれ近景画面・遠景画面を表示するとともに、近景画面と遠景画面を分離するという方法を用いて3D表示を行うことで、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの裸眼3D表示技術における問題を解決する。加えて、アクティブマトリクス有機ELパネルの自発光特性によって、方法が簡単で、低コスト・高輝度・素早い反応速度・高いコントラスト・広視野角等の長所を備え、且つ3D被写界深度の効果によって、よりリアルな裸眼3Dの画面を再現することが可能である。
本発明の特徴と技術内容の詳細については、以下の本発明についての詳説と図を参照されたい。ただし、図はあくまで参考及び説明用であり、本発明に制限を加えるものではない。
下記の図を合わせて本発明の具体的実施形態について詳細に説明することで、本発明の技術手法及びその他の有益な効果を詳らかにする。
従来技術における視差バリア方式の3D表示技術の原理図である。 従来技術におけるアクティブマトリクス有機ELパネルの構造概略図である。 従来技術におけるアクティブマトリクス有機ELパネルの動作原理図である。 本発明の被写界深度を再現する3D表示パネルの構造概略図である。 本発明の被写界深度を再現する3D表示パネルの表示原理図である。 本発明の3D表示パネルの表示方法を示したフロー図である。
本発明の技術手法と効果について詳述するために、以下で本発明の実施例及び図を参照しつつ説明する。
(実施例1)
図4及び図5を参照する。本発明が提供する被写界深度を再現する3D表示パネルは、台座12と、台座12上に形成された薄膜トランジスタ配列14と、薄膜トランジスタ配列14上に形成された第一有機発光層16と、薄膜トランジスタ配列14及び第一有機発光層16上に形成された絶縁層17と、絶縁層17上に形成された第二有機発光層18と、第二有機発光層18及び絶縁層17上に形成された陰極層19とからなる。第一有機発光層16と第二有機発光層18は、重ならないように設けられるとともに、第一有機発光層16は近景画面を表示するために用いられ、第二有機発光層18は遠景画面を表示するために用いられる。これにより、近景画面と遠景画面が分離されて、3D表示効果が得られる。以上により、従来技術における液晶ディスプレイの裸眼3D表示技術に存在する前記二種の問題を解決することが出来る。
第一有機発光層16は、複数個の第一有機材料モジュール26からなる。第二有機発光層18は、複数個の第二有機材料モジュール28からなる。第一・第二有機材料モジュール26・28は重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置される。
前記被写界深度を再現する3D表示パネルには、更に遮蔽板20が設けられる。遮蔽板20は、台座12における薄膜トランジスタ配列14から離れた一側に設けられ、これにより前記3D表示パネルの出光面上に位置して、回折格子の作用を生じる。
絶縁層17は、主に第一・第二有機発光層16・18を三次元方向において隔てるために用いられるとともに、具体的な厚さは実際の需要に応じて定められ、且つ有機絶縁材料によって形成されることが望ましい。陰極層19は、金属材料によって形成されるとともに、従来多用されている金属材料を用いることも可能であるため、生産コストの削減が出来る。
台座12は、絶縁台座であるとともに、透明ガラスによって作成されることが望ましい。
前記3D表示パネルは、裸眼3D表示のアクティブマトリクス有機ELパネルであり、低コスト・高輝度・素早い応答速度・高いコントラスト・広視野角等の長所を備える。加えて、3D被写界深度の効果によって、よりリアルな裸眼3Dの画面を再現することが可能である。
(実施例2)
図6、及び図4と図5を合わせて参照する。本発明が提供する3D表示パネルの表示方法は、以下の手順を含む。
手順1では、3D表示パネルを用意する。前記3D表示パネルは、異なる高さに位置する第一・第二有機発光層16・18からなるとともに、第一・第二有機発光層16・18は重ならないように設けられる。
前記3D表示パネルは更に、台座12と、薄膜トランジスタ配列14と、絶縁層17と、陰極層19と、遮蔽板20とからなる。薄膜トランジスタ配列14は、台座12上に形成される。第一有機発光層16は、薄膜トランジスタ配列14上に形成される。絶縁層17は、薄膜トランジスタ配列14及び第一有機発光層16上に形成される。第二有機発光層18は、絶縁層17上に形成される。陰極層19は、絶縁層17及び第二有機発光層18上に形成される。遮蔽板20は、台座12における薄膜トランジスタ配列14から離れた一側に設けられ、これにより前記3D表示パネルの出光面上に位置して、回折格子の作用を生じる。
第一有機発光層16は、複数個の第一有機材料モジュール26からなる。第二有機発光層18は、複数個の第二有機材料モジュール28からなる。第一・第二有機材料モジュール26・28は重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置される。
絶縁層17は、主に第一・第二有機発光層16・18を三次元方向において隔てるために用いられるとともに、具体的な厚さは実際の需要に応じて設けられ、且つ有機絶縁材料によって形成されることが望ましい。陰極層19は、金属材料によって形成されるとともに、従来多用されている金属材料を用いることも可能であるため、生産コストの削減が出来る。
台座12は、絶縁台座であるとともに、透明ガラスによって作成されることが望ましい。
手順2では、前記3D表示パネルを駆動するとともに、第一有機発光層16を用いて近景画面を表示し、第二有機発光層18を用いて遠景画面を表示することで、近景画面と遠景画面を分離させて、3D表示を行う。
上述した方法を用いて裸眼3D表示を行うことにより、従来技術における液晶ディスプレイの裸眼3D表示技術に存在する前記二種の問題を解決可能であり、且つその方法も簡単である。
前記3D表示パネルは、裸眼3D表示のアクティブマトリクス有機ELパネルであり、低コスト・高輝度・素早い応答速度・高いコントラスト・広視野角等の長所を備える。加えて、3D被写界深度の効果によって、よりリアルな裸眼3Dの画面を再現することが可能である。
上述を総じて言えば、本発明の被写界深度を再現する3D表示パネル及びその表示方法は、異なる高さに位置する第一・第二有機発光層によってそれぞれ近景画面・遠景画面を表示するとともに、近景画面と遠景画面を分離するという方法を用いて3D表示を行うことで、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの裸眼3D表示技術における問題を解決する。加えて、アクティブマトリクス有機ELパネルの自発光特性によって、方法が簡単で、低コスト・高輝度・素早い反応速度・高いコントラスト・広視野角等の長所を備え、且つ3D被写界深度の効果によって、よりリアルな裸眼3Dの画面を再現することが可能である。
以上の記述により、本発明の分野の一般的な技術員は、本発明の技術手法と構想に基づいて各種の変更と変形を加えることが可能であり、これらの変更と変形は、いずれも本発明の権利要求の保護範囲に属する。
(従来技術)
102 台座
104 薄膜トランジスタ配列
106 有機発光層
108 陰極層
202 透明電極
204 金属電極
206 電子輸送層
208 正孔輸送層
209 発光層
302 電子
304 正孔
306 可視光線
(本発明)
12 台座
14 薄膜トランジスタ配列
16 第一有機発光層
17 絶縁層
18 第二有機発光層
19 陰極層
20 遮蔽板
26 第一有機材料モジュール
28 第二有機材料モジュール

Claims (15)

  1. 台座と、前記台座上に形成された薄膜トランジスタ配列と、前記薄膜トランジスタ配列上に形成された第一有機発光層と、前記薄膜トランジスタ配列及び第一有機発光層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第二有機発光層と、前記第二有機発光層及び絶縁層上に形成された陰極層とからなる、被写界深度を再現する3D表示パネルであって、
    前記第一有機発光層と第二有機発光層は、重ならないように設けられるとともに、
    前記第一有機発光層は、近景画面を表示するために用いられ、
    前記第二有機発光層は、遠景画面を表示するために用いられ、
    これにより、近景画面と遠景画面が分離されて3D表示が得られることを特徴とする、被写界深度を再現する3D表示パネル。
  2. 更に、前記第一有機発光層は、複数個の第一有機材料モジュールからなり、
    前記第二有機発光層は、複数個の第二有機材料モジュールからなり、
    前記第一・第二有機材料モジュールは、重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  3. 更に、前記3D表示パネルには、遮蔽板が設けられ、
    前記遮蔽板は、回折格子の作用を生じるように、前記台座における薄膜トランジスタ配列から離れた一側に設けられることを特徴とする、請求項1に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  4. 更に、前記絶縁層は、有機絶縁材料によって形成され、
    前記陰極層は、金属材料によって形成されることを特徴とする、請求項1に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  5. 更に、前記3D表示パネルは、裸眼3D表示パネルであることを特徴とする、請求項1に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  6. 更に、前記3D表示パネルは、アクティブマトリクス有機ELパネルであることを特徴とする、請求項5に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  7. 台座と、前記台座上に形成された薄膜トランジスタ配列と、前記薄膜トランジスタ配列上に形成された第一有機発光層と、前記薄膜トランジスタ配列及び第一有機発光層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第二有機発光層と、前記第二有機発光層及び絶縁層上に形成された陰極層とからなる、被写界深度を再現する3D表示パネルであって、
    前記第一有機発光層と第二有機発光層は、重ならないように設けられるとともに、
    前記第一有機発光層は、近景画面を表示するために用いられ、
    前記第二有機発光層は、遠景画面を表示するために用いられ、
    これにより、近景画面と遠景画面が分離されて3D表示が得られ、
    更に、前記第一有機発光層は、複数個の第一有機材料モジュールからなり、
    前記第二有機発光層は、複数個の第二有機材料モジュールからなり、
    前記第一・第二有機材料モジュールは、重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置されることを特徴とする、被写界深度を再現する3D表示パネル。
  8. 更に、前記3D表示パネルには、遮蔽板が設けられ、
    前記遮蔽板は、回折格子の作用を生じるように、前記台座における薄膜トランジスタ配列から離れた一側に設けられることを特徴とする、請求項7に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  9. 更に、前記絶縁層は、有機絶縁材料によって形成され、
    前記陰極層は、金属材料によって形成されることを特徴とする、請求項7に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  10. 更に、前記3D表示パネルは、裸眼3D表示パネルであることを特徴とする、請求項7に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  11. 更に、前記3D表示パネルは、アクティブマトリクス有機ELパネルであることを特徴とする、請求項10に記載の被写界深度を再現する3D表示パネル。
  12. 3D表示パネルの表示方法であって、
    前記表示方法は、以下の手順1及び手順2を含み、
    手順1では、3D表示パネルを用意し、
    前記3D表示パネルは、異なる高さに位置する第一・第二有機発光層からなるとともに、前記第一・第二有機発光層は重ならないように設けられ、
    手順2では、前記3D表示パネルを駆動するとともに、前記第一有機発光層を用いて近景画面を表示し、前記第二有機発光層を用いて遠景画面を表示することで、近景画面と遠景画面を分離させて、3D表示を行うことを特徴とする、3D表示パネルの表示方法。
  13. 更に、前記3D表示パネルは、台座と、薄膜トランジスタ配列と、絶縁層と、陰極層と、遮蔽板とからなり、
    前記薄膜トランジスタ配列は、前記台座上に形成され、
    前記第一有機発光層は、前記薄膜トランジスタ配列上に形成され、
    前記絶縁層は、前記薄膜トランジスタ配列及び第一有機発光層上に形成され、
    前記第二有機発光層は、前記絶縁層上に形成され、
    前記陰極層は、前記絶縁層及び第二有機発光層上に形成され、
    前記遮蔽板は、回折格子の作用を生じるように、前記台座における薄膜トランジスタ配列から離れた一側に設けられることを特徴とする、請求項12に記載の3D表示パネルの表示方法。
  14. 更に、前記第一有機発光層は、複数個の第一有機材料モジュールからなり、
    前記第二有機発光層は、複数個の第二有機材料モジュールからなり、
    前記第一・第二有機材料モジュールは、重ならないように設けられて、3D表示パネルの表示領域全体に配置されることを特徴とする、請求項13に記載の3D表示パネルの表示方法。
  15. 更に、前記絶縁層は、有機絶縁材料によって形成され、
    前記陰極層は、金属材料によって形成され、
    前記3D表示パネルは、裸眼3D表示パネルであるとともに、前記3D表示パネルは、アクティブマトリクス有機ELパネルであることを特徴とする、請求項13に記載の3D表示パネルの表示方法。
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