特開 2024-98509 三次元ディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024098509

(43)【公開日】2024-07-24

(54)【発明の名称】三次元ディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/46 20060101AFI20240717BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240717BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240717BHJP

   H05B 33/14 20060101ALI20240717BHJP

   H10K 59/10 20230101ALI20240717BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20240717BHJP

   H05B 33/12 20060101ALI20240717BHJP

   H05B 33/28 20060101ALI20240717BHJP

【ＦＩ】

G09F9/46 Z

G09F9/30 365

G09F9/30 338

G09F9/00 346A

H05B33/14 Z

H01L27/32

H05B33/02

H05B33/12 C

H05B33/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021031753

(22)【出願日】2021-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】517428366

【氏名又は名称】株式会社テイデック

(74)【代理人】

【識別番号】100121658

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 昌義

(72)【発明者】

【氏名】岡本 隆太郎

【テーマコード（参考）】

3K107

5C094

5G435

【Ｆターム（参考）】

3K107AA05

3K107BB01

3K107CC43

3K107DD22

3K107DD27

3K107DD32

3K107DD39

3K107DD51

3K107FF15

5C094AA01

5C094AA15

5C094CA21

5C094DA03

5C094EA05

5C094EB02

5C094HA08

5G435AA01

5G435AA18

5G435EE32

5G435LL04

5G435LL08

(57)【要約】

【課題】プリント基板の厚さを抑え、より精度よく製造可能な三次元ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の一観点に係る三次元ディスプレイは、複数のパネルが積層してなる積層パネルを有するものであって、積層パネルの側面の少なくとも一面に、接着層を介して固定された透明板を備えている。
また、複数のパネルが積層してなる積層パネルを有する三次元ディスプレイであって、パネルの各々は、透明基板と、透明基板上に形成される透明電極と、透明基板及び透明電極に接続されるプリント基板と、を備え、プリント基板は、制御チップと、制御チップの大きさに対応した切欠部を設けており、隣り合う層のプリント基板における制御チップが、切欠部に嵌め合わされるよう積層されていくことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のパネルが積層してなる積層パネルを有する三次元ディスプレイであって、
積層パネルの側面の少なくとも一面に、接着層を介して固定された透明板を備える三次元ディスプレイ。

【請求項2】

前記パネルの各々は、透明基板と、前記透明基板上に形成される透明電極と、前記透明基板及び前記透明電極に接続されるプリント基板と、を備え、
前記プリント基板は、制御チップと、前記制御チップの大きさに対応した切欠部を設けており、隣り合う層の前記プリント基板における前記制御チップが、当該切欠部に嵌め合わされるよう積層されていく三次元ディスプレイ。

【請求項3】

前記複数のパネルの各々には、四隅のうち少なくとも２つの隅近傍に積層用マークが付されてなる請求項１記載の三次元ディスプレイ。

【請求項4】

複数のパネルが積層してなる積層パネルを有する三次元ディスプレイであって、
前記パネルの各々は、透明基板と、前記透明基板上に形成される透明電極と、前記透明基板及び前記透明電極に接続されるプリント基板と、を備え、
前記プリント基板は、制御チップと、前記制御チップの大きさに対応した切欠部を設けており、隣り合う層の前記プリント基板における前記制御チップが、当該切欠部に嵌め合わされるよう積層されていく三次元ディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、三次元ディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

現在普及しているテレビやパソコンのモニタ等のディスプレイ装置は、二次元的に画像を表示するものである。

【0003】

しかしながら一方で、立体物を立体物としてそのまま表示させようとする三次元ディスプレイ装置があれば好ましいと考えられている。このような三次元ディスプレイ装置が実現されれば、表示物に対して観測者は視点を変えるだけでその物から異なる情報を得ることができる。

【0004】

三次元ディスプレイ装置に関しては、例えば下記特許文献１に、透明な表示装置を駆動機構によって回転させることで立体像を表示しようとする技術が開示されている。また、下記特許文献２に、複数の平面ディスプレイを積層させた三次元ディスプレイが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４２９６９１８号公報

【特許文献2】特開２０１９－１１７７８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は表示装置を回転させて観測者の目の分解能等と同期をとる等、高度な制御が必要である。またこのような表示装置の場合、残像が生じてしまうといった課題が残る。

【0007】

また、上記特許文献２に記載の技術も、複数の平面ディスプレイを積層させる旨の記載があるが、その積層において課題が残る。具体的に説明すると、平面のディスプレイの側端面は平坦であるが複数積層させた場合にその側面の位置を完全に一致させることは容易ではない。また、平面のディスプレイに接続されるプリント基板には厚みがあり、更にそのプリント基板には制御チップが配置されている。すなわち、厚みがある以上複数の平面ディスプレイを積層させた場合、このプリント基板の積層の厚さは無視できず、この厚さを抑える必要がある。

【0008】

そこで、本発明は上記課題を鑑み、より精度よく製造可能な三次元ディスプレイ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】

【0009】

上記課題を解決する本発明の一観点に係る三次元ディスプレイは、複数のパネルが積層してなる積層パネルを有するものであって、積層パネルの側面の少なくとも一面に、接着層を介して固定された透明板を備えるものである。

【0010】

また、本発明の他の一観点に係る三次元ディスプレイは、複数のパネルが積層してなる積層パネルを有する三次元ディスプレイであって、パネルの各々は、透明基板と、透明基板上に形成される透明電極と、透明基板及び透明電極に接続されるプリント基板と、を備え、プリント基板は、制御チップと、制御チップの大きさに対応した切欠部を設けており、隣り合う層のプリント基板における制御チップが、切欠部に嵌め合わされるよう積層されていくものである。

【発明の効果】

【0011】

以上、より精度よく製造可能な三次元ディスプレイ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る三次元ディスプレイの概略図である。

【図2】積層パネルの断面の一例を示す図である。

【図3】一つのパネルの断面のより詳細な図である。

【図4】透明板を積層パネルの側面に貼り付ける場合の配置のイメージ図である。

【図5】パネルに付される積層用マークのイメージを示す図である。

【図6】パネルに付されるプリント基板のイメージを示す図である。

【図7】積層されたリジッドなプリント基板のイメージを示す図である。

【図8】フレキシブルなプロント基板のイメージを示す図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、また以下に示す実施形態、実施例において記載される具体的な例示についても適宜変更及び調整が可能であり、これらに限定されるものではない。

【0014】

図１は、本実施形態に係る三次元ディスプレイ（以下、「本ディスプレイ」という。）１の概略図である。また、図２は本ディスプレイ１の一断面における部分拡大図である。これらの図で示すように、本ディスプレイは複数のパネル２１が積層してなる積層パネル２を有する三次元ディスプレイであり、積層パネル２の側面の少なくとも一面に、接着層３を介して固定された透明板４を備えている。なお、本図では、複数のパネル２１は、立てられた状態で積層されている。図２は、パネルの断面を上から見た場合の図である。

【0015】

まず、本ディスプレイは、主たる構成部材として積層パネル２を有する。積層パネル２とは上記の通り、複数のパネル２１が接着層３を介して積層されたものである。

【0016】

また、本ディスプレイ１において、積層される複数のパネル２１の各々は、透明基板２１１と、透明基板２１１上に形成される透明電極２１２を有しており、透明基板２１１及び透明電極２１２に接続されるプリント基板２２と、を備える。

【0017】

また、パネル２１の構造についてより詳細に説明すると、積層される複数のパネル２１の各々は、上記の通り透明基板２１１上に透明電極２１２が形成されており、その上に絶縁層２１３、無機ＥＬ層２１４、再び絶縁層２１５と透明電極２１６が形成され、更にその上にカバー基板２３が配置されている。すなわち、本ディスプレイ１の各パネル２１は、無機ＥＬ層２１４と、無機ＥＬ層２１４を挟む一対の絶縁層２１３、２１５と、これらを挟む一対の透明電極２１２、２１６と、を備える平面状の発光層２４をその透明基板２１１と対向するカバー基板２３間に備えるものである。そして、この複数のパネル２１を複数平行に積層して三次元ディスプレイを構成する。より具体的には、接着層３を介して複数のパネル２が積層されることになる。なお、プリント基板２２は、各パネル２１において、透明基板２１１に形成される透明電極２１２、カバー基板２３に形成される透明電極２１６それぞれにおいて設けられ、これらプリント基板はパネル２１の異なる辺において接続されている。このイメージは後述する図６に記載のとおりである。

【0018】

本ディスプレイ１における発光層２４は、画像を表示させるための主要な部材であり、上記の通り、無機ＥＬ層２１４と、無機ＥＬ層２１４を挟む一対の絶縁層２１３、２１５、これらを挟む一対の透明電極２１２、２１６と、を備えている。

【0019】

本ディスプレイ１の発光層２における無機ＥＬ層２１４は、電圧を印加しない場合においては透明な状態を維持し、電圧を印加した状態において発光を行うことのできる無機エレクトロクロミック材料を含む層である。無機ＥＬ層２１４の材料としては、この機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、例えばＺｎＳにＴｂをドープしたＺｎＳ：Ｔｂ、ＭｎをドープしたＺｎＳ等を例示することができるがこれに限定されない。

【0020】

また、本ディスプレイ１のパネル２１の発光層２４における絶縁層２１３、２１５は一対を形成し、これを挟む一対の透明電極の間を絶縁するために用いられるものである。絶縁膜２１３，２１５としては特に限定されるわけではないが、透明性を確保しておくことが必要であることが好ましく、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２の少なくともいずれかを含むもの等を例示することができる。

【0021】

また、本ディスプレイ１のパネル２１における発光層２４における一対の透明電極２１２、２１６は、プリント基板上に形成される制御チップ、更にはこれに接続される制御装置からの信号に基づき、無機ＥＬ層２１４に電圧を供給するための部材である。一対の透明電極２１１、２１５のそれぞれの材質は、透明である限りにおいて限定されず、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ等を例示することができる。

【0022】

また本ディスプレイ１のパネル２１において、一対の透明電極２１２、２１６のそれぞれは、細長い電極が間隙をおいて略平行に複数配置された構成となっており、これら細長い電極の延伸方向が無機ＥＬ層を挟んだ他方の透明電極の延伸方向と略垂直になっているいわゆるパッシブ型であることが好ましい。このようにすることで複雑な構成を採用することなくディスプレイ全体の透明度を高く維持することができるといった利点がある。

【0023】

上記の場合においては、交差した電極が重複する領域が画素領域となり、この重複した領域に電圧を印加することでこの領域の無機ＥＬ層が発光し、画素の表示が可能となる。

【0024】

また、本ディスプレイ１において、絶縁層２１３、２１５と、透明電極２１２、２１６は同層に形成される部分を備えていてもよい。一対の透明電極２１２、２１６は、それぞれの電極間に空隙が設けられる櫛歯状の構成となるため、この部分が空気層となり、屈折率差を大きくさせ、光の反射等により光の利用効率を下げてしまう場合がある。そのため、透明電極間の空隙に絶縁層２１３、２１５の絶縁材料を設けることで光の利用効率を上げることが可能となる。

【0025】

また本ディスプレイ１において複数の発光層２４は、上記の通り、透明基板２１、カバー基板２３によって挟まれて積層されている。ここで透明基板２１１とは絶縁性の基板であって、発光層２の間隔を確実に一定間隔として保持することができるものである。透明基板３の材質としては、特に限定されるわけではないが、例えばガラス基板、透明な樹脂基板であることが好ましいが、ガラス基板であることは強度確保の観点からより好ましい。

【0026】

また、本ディスプレイ１において、透明基板２１１、カバー基板２３の厚さとしては適宜調整可能であり限定されるわけではないが、１０μｍ以上５ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下である。この範囲とすることで、無機ＥＬ層間を近傍とし、立体的に画素を配置することができるようになる。また、積層されたパネル２１中の発光層２４の距離を調節することも透明基板２１１の役割として重要である。

【0027】

また、本ディスプレイ１において「透明」とは、入射された光のうち多くの割合の光を透過させることをいう。本ディスプレイ１においては、多数の発光層、透明基板を平行に配置するものであるため、一つ一つが高い光透過性を備えており、上記複数の透明基板と組み合わされた状態においても十分な光透過性を備えているものであればよい。この場合、例えば可視領域、その具体的な波長として６００ｎｍの光が入射された場合、６０％以上透過する状態であることが好ましく、より好ましくは７０％、更に好ましくは８０％以上である。

【0028】

また、本ディスプレイ１において、全体の形状は三次元的な形状を備えている限りにおいて限定されるわけではないが、上記の図で示すような立方体又は直方体であることがプリント基板２２を辺において接続することができる観点から好ましいが、これに限られずこれ以外の多面体であってもよい。また、多面体だけではなく、曲面を備えた多数の面を備える立体形状、例えば円柱形状であってもよい。

【0029】

また、本ディスプレイ１において、正面（透明基板及び発光層の積層方向から見た面）及び背面は既に平滑な面となっている一方、それ以外の面（側面等）については積層により段差が生じるおそれがある。よって、本ディスプレイ１では、観測面となりうる面が平滑となるよう構成されていることが好ましい。このようにすることで、凹凸による光の散乱を抑え、表示をより明確にすることが可能となる。

【0030】

そこで、本ディスプレイ１では、積層パネル２の側面２５の少なくとも一面に、接着層３を介して固定された透明板４を備えている。この透明板４の接続関係に関するイメージを図４に示しておく。これにより、微小な段差が生じている場合であっても、接着剤による層すなわち接着層によりこの段差を埋め、表面が平坦な透明板４を配置することで段差を生じにくくする。特に、一般にパネル２１の透明基板２１１上に形成される透明電極２１２は製造上透明基板２１１の端面まで形成されており、これがむき出しになっていると感電の危険性や接触による電気的な不具合が発生することもありうる。そのため、絶縁性のある接着層３を介することでこれらのおそれを防ぐことができるといった効果もある。そしてこの透明板４は非常に平滑であり、透明板４を設けない場合に比べ表示面としての均一性が極めて高いものとなる。なお、この積層パネル２の側面２５については、接着層を設ける前に、段差をより少なくするために研磨しておくことも好ましい。

【0031】

なお、本ディスプレイ１では、積層パネル２の側面２５の少なくとも一面とあるが、直方体又は立方体である場合、４つある側面のうち、二つはプリント基板が配置されることになるため、残りの二つの側面にそれぞれ接着層及び透明板が配置されていることが好ましい。

【0032】

また、本ディスプレイ１では、複数のパネル２１の透明基板２１１の各々には、四隅のうち少なくとも２つの隅近傍に積層用マーク２６が付されていることが好ましい。このように少なくとも２つの隅近傍に積層用マーク２６を付することで、パネルを積層して接着していく際、これを重ねることでパネル同士のずれを小さく抑えることができるようになる。この観点からマークは２つあればよいが可能であれば３つ、更に好ましくは４つ設けておくことが好ましい。なお、このマークは、どのような材質で形成してもよいが、透明基板上に透明電極を形成する際、透明電極と同じ材料でマークを形成しておけば工程を増やすことなく実現できるといった利点がある。このマークのイメージ図について図５に示しておく。

【0033】

また、本ディスプレイ１では、多面を備えているが、複数の面に上記発光層の制御装置を接続してしまうと視野が狭くなるといった課題がある。そのため、多数の面のうちの二面のみにおいて各パネルの各透明電極にプリント基板が接続される。これらにさらに接続される制御装置を設けておくことが好ましい。この場合において一つのパネルの側面（側辺）に設けられるプリント基板の例について図６に示しておく。本図で示されるように各パネル２１の二つの辺にはそれぞれプリント基板２２が付されており、それぞれが積層されているところも本ディスプレイの特徴となっている。

【0034】

また、本ディスプレイ１では、上記積層されたプリント基板２２及び制御装置を隠しておくことが好ましく、例えば、この発光層及び透明基板（発光部）を支持する支持体５内に収納しておくことが好ましい。このようにすることで、不要な構成をコンパクトにまとめて隠すことが可能となる。

【0035】

ところで、本ディスプレイ１では、上記図で示す通り、多数のパネル２１を積層することにより積層パネル２を構成し、三次元ディスプレイを実現している一方で、プリント基板２２の厚みを無視することができない場合が少なくない。ここでまずプリント基板２２について具体的に説明すると、プリント基板２２は２種類存在する。一つは薄く柔軟性を有するフレキシブルなプリント基板であり、他方は厚く硬い基板を用いるリジッドなプリント基板である。一方はパネルの一方の基板の透明電極２１２（透明基板）側に、他方はパネルの他方の基板の透明電極２１５（カバー基板）側にそれぞれ設けられ、それぞれが異なる側面において透明電極に接続されている。

【0036】

まず、厚いリジッドなプリント基板２２１の場合について説明する。厚いリジッドなプリント基板２２１において、この厚さを薄くすることは容易ではない。そのため、この場合、プリント基板２２１は、制御チップ２２１１と、制御チップ２２１１の大きさに対応した切欠部２２１２を設けており、隣り合う層のプリント基板２２１における制御チップ２２１１が、この切欠部２２１２に嵌め合わされるよう積層されていく構成となっていることが好ましい。このようにすることで、隣接する層において切欠部と制御チップの位置が互い違いに異なり互いに嵌め合わされることとなるため、制御チップ分の高さを殆ど考慮しなくて済むため、厚さを抑えることができるようになる。この場合の断面のイメージを図７に示しておく。もちろん、この切欠部２２１２は貫通孔であってもよく、また凹部であってもよい。この結果、制御チップ２２１１の厚さをほぼ考慮することなくプリント基板２２１をそのまま積層させていくことが可能となる。これによりプリント基板の積層体自体の強度も十分強くすることが可能となるといった利点がある。

【0037】

なお、このように硬いリジッドなプリント基板自体を重ね合わせる場合、その重さも無視できない程度となる。そのため、プリント基板の各々に貫通孔２２１３を設け、これらに棒状部材を共通に貫通させることでプリント基板集合体として保持することができる。なおこれは、後述のディスプレイの支持台５内に収納させることができる。

【0038】

一方、薄いプリント基板、いわゆるフレキシブルプリント基板２２２の場合は、その基盤自体の厚さは重要ではなくなるため、制御チップ２２２１の位置を層毎に入れ替えるだけでその層の厚みを抑えることができる。この場合のプリント基板の断面の積層のイメージを図８に示しておく。なお図（ａ）はその上面を、（ｂ）は側面のイメージを示す。

【0039】

また、本ディスプレイ１には、この一対の透明電極に発光を制御するための電圧を供給する制御装置４が接続されており、制御装置４は、プリント基板とともに支持台５に収納されている。

【0040】

以上、本実施形態によって、より精度よく製造可能な三次元ディスプレイ装置を提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明は、三次元ディスプレイとして産業上の利用可能性がある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】