KR20050020669A

KR20050020669A - 표시 장치

Info

Publication number: KR20050020669A
Application number: KR1020040065252A
Authority: KR
Inventors: 와타나베히사시
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2005-03-04
Also published as: CN100356243C; US7522233B2; JP2005062741A; CN1584705A; US20050041177A1; KR100654258B1; US20070206128A1; TW200513749A; US7245335B2; TWI239423B; JP4255334B2

Abstract

표시 장치에서, 백라이트 유닛은 전방으로 빛을 출사한다. 각 부화소는 백라이트로부터 입사된 빛을 투과시키는 투과영역을 가지며, 부화소는 행렬로 배열되어 부화소면을 규정한다. 집광 소자는 백라이트 유닛의 전면에 배열되어 부화소면 상에 빛을 투과시키고 집광시킨다. 각 집광 소자는 하나의 부화소의 투과 영역에 대응된다. 각 집광 소자를 통해 투과된 빛은 부화소면 상에 빔 스폿을 형성한다. 빔 스폿의 중심은 집광 소자에 대응하는 투과 영역 내에 위치한다. 행 방향으로 서로 인접한 두 개의 부화소에 형성된 두 개의 빔 스폿은 부화소면 상에 열 방향으로 서로 어긋나는 무게 중심을 갖는다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 일반적으로 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 백라이트(backlight) 유닛으로부터 출사된 빛을 이용하여 표시 동작을 수행하는 비발광형(non-emissive) 표시 장치에 관한 것이다.

비발광형 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 일렉트로크로믹(electrochromic) 표시 장치, 전기 영동(electrophoretic) 표시 장치 등이 있다. 그 중에서도 액정 표시 장치는 현재 예를 들면 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화 등과 같은 많은 전자 장치에 폭 넓게 이용되고 있다.

액정 표시 장치는, 매트릭스 패턴으로 규칙적으로 배열된 부화소(picture element) 전극에 구동 전압을 각각 인가하여 부화소 전극의 개구부에서 그 액정층의 광학 특성을 변화시킴으로써 화상이나 문자 등을 표시하도록 디자인되어 있다. 또한, 액정 표시장치에서, 각 부화소는 각 부화소를 별개로 제어하기 위한 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(thin-film transistor: TFT)를 포함한다.

그러나, 각 부화소마다 하나의 트랜지스터를 포함하면, 각 부화소의 면적은 감소하고 휘도는 떨어진다.

또한, 전기적 성능, 제조 기법 및 다른 제약을 고려하면, 스위칭 소자나 배선의 크기를 어느 한계 이하로 줄이는 것이 곤란하다. 예를 들면 포토리소그래피 공정에 의해 달성되는 에칭 정밀도는 대개 약 1 μm 내지 약 10 μm 이다. 따라서, 액정 표시 장치의 해상도가 더 커지고 그 크기가 더 작아질수록, 부화소 피치는 더 작아진다. 그 결과, 개구율은 더 작아지고 휘도는 더 떨어진다.

이렇게 휘도가 낮아지는 문제를 해결하기 위해, 액정 표시 장치의 수많은 부화소마다 집광 소자를 설치하여, 백라이트 유닛으로부터 출사된 빛을 각 부화소 집광시키는 방법이 있다.

예를 들면 일본특허출원공개 제2-12224는 마이크로 렌즈를 이용한 투과형 색 액정 표시 장치를 개시하고 있다. 이러한 형태의 액정 표시장치에서는, 복수의 마이크로 렌즈를 2차원 평면 상에 가능한 한 고밀도로 배열함으로써, 도15b에 도시된 바와 같이 밝은 표시를 실현하고 있다. 마이크로 렌즈가 이렇게 가능한 한 고밀도 패턴으로 배열되므로, R, G 및 B의 색 필터(및 그에 대응하는 부화소)는 델타 패턴으로 배열되며, 한 행의 모든 RGB 색 필터 세트는 도15a에 도시된 바와 같이 이전 행의 대응하는 RGB 색 필터 세트로부터 1.5 피치만큼 어긋난다. 즉, x 방향(행 방향)의 부화소 피치의 y 방향(열 방향)의 부화소 피치에 대한 비는 2:√3이다.

그러나, 일본특허출원공개 제2-12224호에 개시된 마이크로 렌즈 배열을 실현하기위해, 액정 표시 장치의 부화소는 소정의 피치의 델타 패턴으로 배열되어야 한다.

이러한 델타 부화소 배열을 갖는 액정 표시 장치는 자연스러운 영상 표시를 달성할 수 있으므로, 주로 텔레비전, 카메라 파인더 등에서 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등에 많은 선을 포함하는 문자, 도형 및 다른 물체를 표시하기 위해서는, 액정 표시 장치가 델타 배열보다 스트라이프 배열을 채택하는 것이 바람직하다. 스트라이프 배열에서, 대개 3 개의 직사각형 R, G 및 B 부화소는 도16에 도시된 바와 같이 대략 정사각형인 1 화소(pixel)를 구성한다. 일본특허출원공개 제2-12224호의 마이크로 렌즈 배열은 이러한 스트라이프 배열의 액정 표시 장치에 적용할 수 없다.

전술한 액정 표시 장치가 아닌 다른 다양한 비발광형 표시 장치에서도 광학적 효율을 더 향상하려는 요구가 증가하고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부화소에 대응하는 집광 소자(즉, 광학적 집중 소자)의 배열을 변형함으로써, 부화소의 배열에 한정되지 않으면서 광학적 효율을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 유닛, 복수의 부화소 및 복수의 집광 소자를 포함한다. 백라이트 유닛은 바람직하게는 전방으로 빛을 출사한다. 부화소는 바람직하게는 행렬로 배열되어 부화소 평면을 형성하며, 각 부화소는 바람직하게는 백라이트 유닛에서 입사한 빛을 투과시키는 투과 영역을 갖는다. 집광 소자는 바람직하게는 백라이트 유닛의 전면에 배치되어 부화소 평면 상에 빛을 투과시키면서 집광시킨다. 각각 및 모든 집광 소자는 바람직하게는 한 부화소의 투과 영역에 대응한다. 각 집광 소자를 통해 투과된 빛은 바람직하게는 부화소 평면 상에 빔 스폿을 형성한다. 빔 스폿의 중심은 바람직하게는 집광 소자에 대응하는 투과 영역 내에 위치한다. 행 방향으로 서로 인접하는 두 개의 부화소 상에 형성되는 두 개의 빔 스폿은 바람직하게는 부화소 평면 상에 열 방향으로 서로 어긋나는 무게 중심을 각각 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 부화소는 바람직하게는 행 방향으로 피치(P1)로 배열되어 있고, 행 방향으로 서로 인접하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함한다. 제1, 제2 및 제3 부화소 중 적어도 제1 부화소의 투과 영역에 대응하는 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기는 P1보다 큰 것이 바람직하다.

특히 바람직한 실시예에서, 제2 부화소의 투과 영역에 대응하는 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기 및 제3 부화소의 투과 영역에 대응하는 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기는 P1보다 큰 것이 바람직하다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 부화소는 행 방향으로 피치(P1)로 배열되어 있고, 바람직하게는 행 방향으로 서로 인접하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함한다. 제1 부화소의 투과 영역에 대응하는 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기는 제2 부화소의 투과 영역에 대응하는 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기와 다른 것이 바람직하다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 표시 장치는 스트라이프 패턴으로 배열된 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터를 포함하는 색 필터층을 추가로 포함할 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 집광 소자는 마이크로 렌즈 어레이를 구성할 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 부화소 각각은 액정층을 포함할 수 있다.

이 경우, 부화소 각각은 바람직하게는 표시 장치의 전면으로부터 입사된 빛을 반사하는 반사 영역을 갖추고, 표시 장치는 투과 모드 또는 반사 모드에서 표시 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.

특히, 부화소 각각의 투과 영역은 투과 영역의 중심이 빔 스폿의 중심과 대체로 일치하도록 배열되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표시 장치는 각 부화소에 대응하는 집광 소자의 배열을 변형함으로써, 예를 들어 부화소 배열에 의해 제한되지 않으면서 광학 효율을 향상시킨다. 또한, 바람직한 실시예에서, 특정 색의 휘도가 증가하여, 색마다 휘도를 변화시키면서 훨씬 잘 보이는 표시를 실현한다. 또한, 본 발명을 투과반사형 액정 표시 장치로 구현하면, 반사 전극 및 투과 전극 사이의 면적비를 변화시키지 않으면서 반사 모드 및 투과 모드 사이의 휘도비를 변화시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징, 소자, 공정, 단계, 특질 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

후술하는 본 발명의 예시적인 실시예는 준투과형(semi-transmissive)(또는 투과반사형(transflective)) 액정 표시 장치에 적용되는 것으로 가정한다. 그러나, 본 발명은 이러한 양호한 실시예에 한정되지 않고, 투과형 액정 표시 장치와 같이 투과반사형 이외의 액정 표시 장치에도 자연스럽게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 예를 들면 전기영동 표시 장치와 같이 액정 표시 장치 이외의 표시 장치에도 효과적으로 사용될 수 있다.

투과반사형 액정 표시 장치는 최근 예를 들어 휴대 전화에서 사용 가능하면서 밝은 환경에서도 효과적으로 사용 가능한 액정 표시 장치로서 개발된 것이다. 투과반사형 액정 표시 장치에서, 각 부화소는 백라이트로부터 입사된 빛을 투과시키는 투과 영역 및 주위광을 반사시키는 반사 영역을 갖는다. 그러므로, 투과반사형 액정 표시 장치는 동작 환경에 따라 표시 모드를 투과 모드로부터 반사 모드로 전환하거나 그 반대로 전환할 수 있으며, 동시에 두 모드를 모두 사용할 수도 있다. 투과반사형 액정 표시 장치는 예를 들면 일본특허출원공개 제11-109417호에 보다 상세히 개시되어 있다.

통상적인 투과반사형 액정 표시장치는 비교적 넓은 반사 영역을 필요로 한다. 따라서,투과 영역 면적의 각 부화소 면적에 대한 비율이 너무 작아져서, 투과 모드에서 휘도가 떨어질 수 있다. 그러나, 후술하는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 투과반사형 액정 표시 장치는 반사 모드에서 휘도의 저하를 최소화하면서 투과 모드에서 휘도를 높게 할 수 있다.

도1은, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 투과반사형 액정 표시 장치(200)를 개략적으로 도시하는 도면이다.

투과반사형 액정 표시 장치(200)는, 백라 이트 유닛(50)(도1에 도시되지 않고 도8에 도시됨), 백라이트 유닛(50)의 전면에 설치된 집광 소자 그룹(54) 및 집광 소자 그룹(54)의 전면에 설치된 표시 패널(100)을 갖고 있다. 본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재의 "전면에" 위치하면, 어떤 부재는 다른 부재보다 백라이트 유닛으로부터의 빛을 늦게 수신한다고 가정한다.

표시 패널(100)은, 한 쌍의 투명 기판(10, 11) 및 이들 기판(10, 11) 사이에 행렬로 배열된 복수의 부화소(Px)를 갖고 있다. 부화소(Px)는 적색, 녹색 및 청색 광속을 각각 출사하는 R, G 및 B 부화소를 포함하고 있다. 각 부화소(Px)는 행 방향으로 연장되는 차광층(흑 매트릭스)(BL1)과 열 방향으로 연장되는 또 다른 차광층(BL2)에 의해 규정된다. 차광층(BLl)은 게이트 라인(1, gate line)(도13 참조)에 의해서 규정될 수 있고, 차광층(BL2)은 데이터 라인(2)(도13 참조)에 의해서 규정될 수 있다.

표시 패널(100)은 적색(R) 필터, 녹색(G) 필터 및 청색(B) 필터를 포함하는 색 필터층(미도시)을 더 포함한다. 이들 R, G 및 B 색 필터는 도16에 도시된 바와 같이 스트라이프로 배열되어 있다. 행 방향으로 서로 인접하는 3 개의 부화소(Px)는 R, G 및 B 색 필터를 통해 R, G 및 B 광속을 각각 투과시키고 합해져서 하나의 화소를 구성한다. 각 부화소(Px)는 투과 영역(Tr)과 반사 영역(Rf)을 갖고 있다. 투과 영역(Tr)은 투과 모드로 표시 동작을 수행하는 영역이고, 반사 영역(Rf)은 반사 모드로 표시 동작을 수행하는 영역이다.

투과반사형 액정 표시 장치(200)에서, 집광 소자 그룹(54)은 복수의 집광 소자(54a)로 구성되고, 각 집광 소자(54a)는 한 부화소(Px)의 투과 영역(Tr)에 대응한다. 본 실시예에서는 마이크로 렌즈 어레이가 집광 소자(54a) 그룹(54)으로 설치된다.

마이크로 렌즈 어레이(54)에서, 각 마이크로 렌즈(54a)는 대응하는 부화소(Px)의 투과 영역(Tr)에 대해 설치된다. 마이크로 렌즈(54a)를 통과하는 광속(41)은 부화소에 의해 규정되는 면(이하, 종종 부화소면을 지칭함) 상에 빔 스폿을 형성하고, 빔 스폿의 중심은 대응하는 부화소(Px)의 투과 영역(Tr) 내에 위치한다.

본 실시예에서, 각 색 광속은 대응하는 부화소(Px)의 투과 영역(Tr) 내에 집중된다. 그러나, 색 광속이 투과 영역(Tr) 내에 모두 집중될 필요는 없고, 마이크로 렌즈(54a)를 통과한 색 광속이 부화소면에서보다 마이크로 렌즈(54a)에서 인접한 점에 집중될 수 있다. 또는, 또 다른 마이크로 렌즈(54a)를 통과한 또 다른 색 광속은 부화소가 마이크로 렌즈(54a)로부터 떨어진 것보다 멀리 떨어져 있는 점에 집중될 수 있다. 투과 영역(Tr)의 면적이 작아지더라도 휘도를 충분히 크게 할 수 있으므로, 각각의 색 광속은 대응하는 부화소의 투과 영역(Tr) 내에 집중되는 것이 바람직하다.

본 명세서에서 달리 기술하지 않는 한, "빔 스폿"은 부화소면에 대한 색 광속의 빔 단면(또는 프로파일)을 의미한다. 그러므로, "빔 스폿"은 "초점"(색 광속의 단면적이 최소가 되는 점)을 반드시 의미하지는 않는다. 또한, 본 명세서에서 "빔 스폿의 중심"은 부화소면에 대한 빛의 강도 분포를 고려하여 규정되며, 종이의 무게 중심에 대응한다. 종이의 무게 중심의 형상은 빔 스폿의 빔 단면에 의해 규정되고, 종이의 무게 중심은 빛의 강도 분포에 대응하는 밀도 분포를 갖는다. 빛의 강도 분포가 빔 스폿의 빔 단면의 기하 중심에 대하여 대칭이면, “빔 스폿의 중심”은 기하 중심과 일치한다. 그러나, 예를 들어 마이크로 렌즈의 수차에 의해 빛의 강도 분포가 비대칭이면, "빔 스폿의 중심"은 기하 중심으로부터 벗어난다.

본 실시예의 투과반사형 액정 표시 장치(200)는, 집광 소자를 소정 패턴으로 배열함으로써, 부화소 중에서 행 방향으로 서로 인접하는 2 개의 부화소 상에 형성되는 2 개의 빔 스폿은 부화소에 대해 열 방향으로 서로 어긋나는 무게 중심을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 1 개의 부화소에 1 개의 빔 스폿의 중심이 형성되면, 빔 스폿의 "무게 중심"은 빔 스폿의 "중심"과 일치한다. 그러나, 1 개의 부화소에 복수의 빔 스폿의 중심이 형성되면, 빔 스폿의 "무게 중심"은 이 빔 스폿의 중심들에 대해 규정된다.

이하, 표시면에 수직으로 취한 마이크로 렌즈 어레이의 평면도인 도2 내지 도7을 참조하여, 본 실시예의 액정 표시 장치에서의 마이크로 렌즈 어레이의 배열을 보다 상세히 설명한다. 간략하게 하기 위해, 도2 내지 도7에서 각 마이크로 렌즈의 중심은 대응하는 빔 스폿의 중심과 일치한다고 가정한다.

도2는 액정 표시 장치(200)에서 마이크로 렌즈(54a), 빔 스폿의 중심(41C) 및 대응하는 투과 영역(Tr) 사이의 예시적인 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 부화소는 행 방향으로 피치(P1)로 열 방향으로 피치(P2)로 스트라이프로 배열된다. 행 방향으로 서로 인접하는 3 개의 부화소(Px)는 R, G 및 B 색 광속을 각각 투과시키고, 합해져서 1 개의 화소를 구성한다. 마이크로 렌즈(54a)는 각 빔 스폿의 중심(41C)은 대응하는 투과 영역 (Tr) 내에 형성되면서 투과 영역(Tr)의 중심과 대체로 일치하도록 배열된다. 도2에 도시된 실시예에서, 스트라이프로 배열된 부화소에 대해 마이크로 렌즈는 가능한 한 고밀도로 배열된다.

각 부화소(Px)에 빔 스폿의 중심(41C)이 1 개씩 형성된다. 따라서, 각 빔 스폿의 중심(41C)은 빔 스폿의 무게 중심과 일치한다. 도2에 도시된 바와 같이, 복수의 빔 스폿 각각의 중심(41C)은 부화소 행을 따라 지그재그 패턴으로 배열되어 있다. 행 방향으로 서로 인접하는 임의의 두 부화소(Px)에 대한 빔 스폿의 중심(41C)은 열 방향으로 서로 어긋나있다. 즉, 중심(41C)이 열 방향으로 서로 배열되는 한 쌍의 빔 스폿은 존재하지 않는다. 이런 식으로 한 행에서 두 개의 인접한 부화소에 대응하는 마이크로 렌즈의 중심(즉, 빔 스폿의 중심)이 열 방향으로 서로 어긋나도록 마이크로 렌즈를 배열함으로써, 스트라이프로 배열된 부화소에 대해서도 마이크로 렌즈를 가능한 한 고밀도로 배치할 수 있다. 전술한 일본특허출원공개 제2-12224호에 개시된 배열에서, 부화소 각 행에 대응하는 마이크로 렌즈의 중심(즉, 빔 스폿의 중심)이 열 방향으로 서로 배열된다. 그러므로, 가능한 한 고밀도로 마이크로 렌즈를 배열하기위해서는, 전술한 바와 같이 부화소를 델타 패턴으로 배열할 필요가 있다.

도2에 도시된 바와 같이, 빔 스폿 중심(41C)이 지그재그 패턴으로 배열되어, 열 방향으로 상호 다른 2 개의 레벨에 위치하도록 빔 스폿 중심(41C)의 두 행이 부화소의 각각의 행 상에 형성된다. 빔 스폿 중심(41C)의 두 행 각각에 대해, 빔 스폿 중심(41C)은 행 방향으로 2P1인 피치(Mx)로 배열된다. 즉, 부화소의 동일한 행에 대해 빔 스폿 중심(41C)의 두 행은 Mx/2(=P1)만큼 어긋나는 피치를 갖는다. 또한, 본 실시예에서 부화소(Px) 및 빔 스폿 중심(41C)은, 열 방향으로의 부화소의 피치 (P2) 및 열 방향으로의 빔 스폿 중심의 피치(My)가 P2=2My를 만족하도록 배열된다. 따라서, 원형 단면의 마이크로 렌즈(54a)는 표시면에 평행한 면 상에 이상적인 패턴으로(즉, 가능한 한 고밀도로) 배열될 수 있다. 도2에 도시된 마이크로 렌즈(54a)는 Mx:My=2:√3을 만족하고, 마이크로 렌즈 어레이 평면(즉, 표시면에 평행하게 규정되는 면)에 대한 마이크로 렌즈(54a)의 충전 밀도는 √3π/6=0.906에서 최대가 된다. 따라서, 백라이트 유닛(50)으로부터 액정 패널(100)에 입사된 전체 광량의 90.6%는 대응하는 투과 영역 상에 유도되어 표시 목적으로 사용될 수 있다. 따라서, 액정 패널의 해상도가 더 증가하여 각 투과 영역의 면적이 작아지더라도, 밝은 투과 모드는 여전히 실현 가능하게 된다. 또한 반사 모드의 휘도를 향상시키기 위해 각 투과 영역의 대응하는 부화소(Px)에 대한 면적비가 작아지더라도, 밝은 투과 모드가 여전히 실현 가능하게 된다. 또, 렌즈 디자인을 변형함으로써, 반사 전극과 투과 전극 사이의 면적비를 변경하지 않으면서 반사 모드와 투과 모드 사이의 휘도비를 변경할 수 있다.

도4 및 도5는 비교예에서 마이크로 렌즈 및 빔 스폿 중심의 예시적인 배열을 개략적으로 설명하는 평면도이다.

도4에 도시된 마이크로 렌즈 배열에서, 정상적인 배열에서처럼 행 방향의 부화소 피치(P1)의 열 방향의 부화소 피치(P2)에 대한 비가 1:3이면, 마이크로 렌즈(254a)의 최고 충전 밀도는 π/12=0.262이다. 따라서, 투과 모드 표시 동작에 이용 가능한 최대 광량은 백라이트 유닛으로부터 액정 표시 패널에 입사하는 전체 광량의 26.2%이다.

각 부화소(Px)에 3 개의 마이크로 렌즈(255a)가 배열된 도5에 도시된 배열에서, P1:P2=1:3이면, 마이크로 렌즈(255a)의 최대 충전 밀도는 π/4=0.785이다. 따라서, 투과 모드 표시 동작에 이용 가능한 최대 광량은 백라이트 유닛으로부터 액정 표시 패널에 입사하는 전체 광량의 78.5%이다.

도 2에 도시된 예에서, 각 마이크로 렌즈는 표시면에 평행하게 규정되는 면 상에 원형 단면을 갖는다. 그러나, 액정 표시 장치(200)에 이용되는 렌즈는 이렇게 원형 단면 형상을 가질 필요가 없다. 이와는 달리, 렌즈는 도3에 도시된 바와 같이 육각형 단면을 가질 수 있다. 도 3에 도시된 마이크로 렌즈 어레이에서, 복수의 직육각형(rectangular hexagonal) 마이크로 렌즈(55a)는 벌집 패턴으로 배열되어 있다. 마이크로 렌즈 어레이는 각 마이크로 렌즈(55a)의 변이 인접한 마이크로 렌즈(55a)의 한 변과 접촉하도록 디자인되어 있다. 따라서, 마이크로 렌즈 어레이 평면에서의 마이크로 렌즈(55a)는 거의 100%의 충전 밀도로 배열될 수 있다. 결과적으로, 도 2에 도시된 마이크로 렌즈(54a)에 비해, 렌즈 충전 밀도를 더 향상할 수 있고 보다 밝은 투과 모드를 실현할 수 있다.

그러므로, 도4 및 도5에 도시된 비교예에서보다 도2 및 도3에 도시된 마이크로 렌즈의 배열에서 액정 표시 장치용 입사 광선이 보다 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.

전술한 양호한 실시예에서는 부화소가 액정 표시 장치(200)에서 스트라이프로 배열되어 있다. 이와는 달리, 부화소(Px)는 예를 들어 델타 패턴으로 배열될 수도 있다.

도6은 부화소(Px)가 델타 패턴으로 배열되어 있는 경우 마이크로 렌즈(56a), 빔 스폿의 중심(41C) 및 대응하는 투과 영역(Tr) 사이의 예시적인 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 부화소(Px)가 델타 패턴으로 배열되더라도, 도6에 도시된 빔 스폿 중심(41C)은 도2에 도시된 빔 스폿의 중심(41C)과 똑 같이 배열되어 있다.

전술한 본 발명의 양호한 실시예에서 마이크로 렌즈는 가능한 한 고밀도로 배열되거나 적어도 다소 고밀도로 배열된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 양호한 실시예에 한정되지 않는다.

오히려, 부화소 행 상의 서로 인접하는 두 개의 부화소에 대응하는 마이크로 렌즈의 중심(즉, 빔 스폿의 중심)을 열 방향으로 서로 어긋나게 함으로써, 마이크로 렌즈는 다양한 다른 패턴으로 배열될 수 있고, 여러 가지 효과를 얻을 수 있다.

우선, 가능한 한 고밀도의 배열에 대해 전술한 바와 같이, 마이크로 렌즈(54a)의 직경은 행 방향으로의 부화소(Px) 피치(P1)보다 클 수 있다. 따라서, 부화소 피치(P1)에 의해 한정되지 않으면서, 도4 및 도5에 도시된 마이크로 렌즈보다 큰 마이크로 렌즈를 이용함으로써 광학적 효율을 향상시킬 수 있다.

도2, 도3 및 도6에 도시된 실시예에서는, 행 방향으로 측정된 복수의 마이크로 렌즈 각각의 크기가 부화소 피치(P1)보다 크다. 그러나, 본 발명은 이러한 양호한 실시예에 한정되지 않는다. 행 방향으로 측정된 각 마이크로 렌즈의 크기가 부화소 피치(P1)보다 크면, 그 크기가 피치(P1)보다 작은 경우와 비교할 때, 백라이트 유닛에서 입사하는 빛을 투과 영역에 보다 효과적으로 집광할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 마이크로 렌즈의 크기는 부화소(Px)에 대한 투과 영역의 면적비 및 부화소(Px)에서 투과 영역의 위치에 따라서 적절하게 결정될 수 있다. 그러므로, 행 방향의 마이크로 렌즈의 크기는 부화소 피치(P1)보다 작을 수 있다. 비록 그렇더라도, 예를 들어 렌즈 디자인을 수정함으로써, 반사 전극 및 투과 전극 사이의 면적비를 변경하지 않으면서 반사 모드 및 투과 모드 사이의의 휘도비를 변경할 수 있다.

또한, 모든 마이크로 렌즈가 아니라 단지 선택된 몇 개의 마이크로 렌즈만이라도 행 방향으로의 부화소 피치(P1)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, R, G 및 B 부화소 중 1 색 또는 2 색의 부화소의 투과 영역에 대응하는 마이크로 렌즈의 크기를 선택적으로 크게 함으로써, 특정 색의 휘도를 높게 할 수 있다. 또한, 색 마다 휘도를 변화시킴으로써, 보기 쉬운 표시를 실현할 수도 있다. 또한, R, G 및 B 색 필터가 동일한 두께를 가지면, 특정 색의 낮아진 휘도가 보상될 수도 있다.

도7은, R, G 및 B 부화소의 투과 영역에 대응하는 마이크로 렌즈(57a)만 큰 직경을 갖는 경우 마이크로 렌즈(57a, 58a), 빔 스폿 중심(41C) 및 대응하는 투과 영역(Tr) 사이의 예시적인 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도7에 도시된 마이크로 렌즈에 의해 형성된 빔 스폿 중심도 도2에 도시된 마이크로 렌즈(54a)에 의해 형성된 빔 스폿 중심과 완전히 동일하게 배열된다.

도2, 도3, 도6 및 도7에 도시된 예에서, 마이크로 렌즈는 원형 투과 영역을 갖는 구형(spherical) 렌즈이다. 그러나, 본 발명은 이러한 양호한 실시예에 한정되지 않는다. 이와는 달리, 마이크로 렌즈는 비구면(aspherical) 렌즈나 프레즈넬(Fresnel) 렌즈일 수도 있다. 또한, 투과 영역의 형상은 예를 들어 빔 스폿 형상에 따라 적절하게 결정될 수 있다.

마이크로 렌즈는 양호하게는 긴 초점 거리(즉, 마이크로 렌즈의 중심에서 초점까지의 거리)를 갖는다. 왜냐하면, 초점 거리가 길면, 액정 표시 패널(100)이 비교적 두꺼운 기판(10)을 포함하더라도, 백라이트 유닛(50)으로부터 출사된 광속을 대응하는 투과 영역(Tr) 내에 의도한 대로 집광시킬 수 있기 때문이다.

마이크로 렌즈 어레이(54)는 공지의 방법으로 형성할 수 있다. 구체적으로, 이하 공정을 수행하여 마이크로 렌즈 어레이(54)를 형성할 수 있다.

우선, 마이크로 렌즈 어레이(54)의 원하는 형상을 정밀하게 재생하는 금형을 준비한다. 금형과 액정 표시 패널(100)의 기판(10) 사이의 간극 내로 자외선 경화수지를 봉입한다. 그런 다음, 봉입한 자외선 경화 수지를 자외선에 조사하여 경화시킨다. 자외선 경화수지를 완전하게 경화시킨 후, 금형을 조심스럽게 제거한다.

상기의 방법에 따라, 높은 광학 특성을 갖는 마이크로 렌즈 어레이를 쉽고 높은 양산성으로 제조할 수 있다. 렌즈 어레이(54)의 재료는 완전하게 경화한 상태에서 투명성이 높고 복굴절이 작은 자외선 경화수지가 바람직하다. 또한, 이온 교환법(ion exchange method)이나 포토리소그래피법에 의해 마이크로 렌즈 어레이를 형성할 수도 있다.

또한, 전술한 양호한 실시예에서 마이크로 렌즈는 집광 소자로 사용되고 있다. 이와는 달리, 프리즘 또는 다른 형태의 광학적 소자도 대신하여 사용될 수 있다.

이하, 본 실시예의 투과반사형 액정 표시 장치(200)에 사용되는 백라이트 유닛(50) 및 표시 패널(100)에 대하여 설명한다.

백라이트 유닛

본 실시예에 사용되는 백라이트 유닛(50)은 1 개의 LED를 광원으로 사용하는 백라이트이다. 백라이트 유닛(50)으로부터 입사되는 빛을 집광 소자(54)에 의해서 충분히 집광하기위해서는, 백라이트 유닛(50)으로부터 출사되는 빛은 높은 평행도(예를 들어 출사광의 휘도의 절반 폭(half width)이 ±5도 이내가 바람직함)를 갖는 것이 바람직하다. 이하에 설명하는 백라이트 유닛(50)은 소정의 방향으로 높은 평행도를 갖는 빛을 출사할 수 있다.

도8에 도시된 바와 같이 백라이트 유닛(50)은 도광판(light guide plate)(24), 도광판(24) 배면에 설치된 반사판(23), 도광판(24)의 모서리(24t)(도10 및 도12 참조)에 근접 배열된 LED(21) 및 도광판(24)의 전면에 설치된 프리즘 시트(25)를 갖고 있다. 본 실시예에 이용된 백라이트 유닛(50)은 IDW 2002, 509~512쪽, Kalil Kalantar et al.에 충분히 개시되어 있다.

LED(21)로부터 출사된 빛은 도광판(24)에 입사하며, 도광판(24)에 의해 내부 반사된다. 그 결과, 빛은 도광판(24)의 거의 전체 출사면을 통해 투과된다. 도광판(24)의 하면을 통과한 빛은 반사판(30)에 의해서 반사되고, 도광판(24) 상에 다시 입사하며, 도광판(24)의 출사면을 통해 투과된다. 도광판(24)으로부터 방출된 빛은 프리즘 시트(25)에 입사하고, 프리즘 시트(25)에 의해 도광판(24)에 수직으로 굴절된다.

반사판(reflector)(30)은 예를 들면 알루미늄막으로 형성될 수 있다. 도광판(24)은 예를 들면 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate)와 같은 투명 재료로 형성될 수 있다. 도광판(24)은 내부에 입사된 빛을 반사면(22a)에 의해 반사시킨 다음 도광판(24)을 통해 투과시키기 위한 복수의 프리즘(22)을 포함한다. 이들 프리즘(22)은 도광판(24)의 저면 상에 형성되며 도12에 도시된 바와 같이 매트릭스로 배열되어 있다. 도8에 도시된 바와 같이, 각 프리즘(22)은 2 개의 반사면(22a)을 갖는 삼각 홈 형상을 갖는다. 프리즘(22)의 반사면(22a)은, 도12에 도시된 바와 같이, LED(21)를 중심으로 주위에 규정되는 원의 반경 방향인 Y 방향(제1 방향)에 대해 수직인 X 방향(제2 방향)으로 연장되도록 설치되어 있다. 즉, 프리즘(22)은 X 방향으로 연장되는 홈으로 형성되어 있다. 반사면(22a)의 경사 각도는 도광판(24) 내의 내부 빛이 도광판(24)을 통해 수직으로 효율적으로 투과될 수 있도록 규정되어 있다. 도12에 도시된 예에서는 간략하게 하기 위해 프리즘(22)이 일정한 간격으로 배열되어 있다. 그러나, 실제 프리즘(22)은 빛이 LED(21)로부터 더 떨어져 진행하는 경우에 프리즘(22) 간의 간격이 작아지도록 설계되는 것이 바람직하다.

도9는 백라이트 유닛(50)의 출사면에 대해 측정된 백라이트 유닛(50)의 광학 특성을 도시하고 있다. 도9에 도시된 결과는, 도10에 도시된 바와 같이, LED(21)를 중심으로 규정되고 백라이트 유닛(50)의 출사면 상에 도시된 세 개의 원호 상의 세 개의 점(A, B 및 C)에서 측정된 휘도를 평균하여 구했다. 이 경우, LED(21)를 중심으로 주위에 도시된 원의 반경 방향을 Y 방향이라고 하고, Y 방향에 수직인 방향을 X 방향이라고 한다.

도9에 도시된 바와 같이, X 방향의 출사광의 휘도는 약 ±3도의 절반 폭(즉, 반높이폭(full width half maximum: FWHM))을 갖는 반면, Y 방향에서의 출사광의 휘도는 약 ±15도의 절반 폭을 갖는다. 그러므로, Y 방향에서보다 X 방향에서 지향성이 높다(즉, X 방향의 출사광이 Y 방향의 출사광보다도 높은 평행도를 갖는다)는 것을 알 수 있다. 즉, X 방향과 Y 방향 사이의 지향성의 차가 명백히 있다. 따라서, 출사광은 출사면에 대해 분산된 지향성을 갖는다. 도11a는 이러한 지향성의 분산을 개략적으로 나타낸다. 도11b는 도11a에 도시된 타원이 의미하는 것을 나타낸다. 도11b에 도시된 바와 같이, 타원의 장축 방향은 약한 지향성(즉, 낮은 평행도)을 나타내는 반면, 타원의 단축 방향은 강한 지향성(즉, 높은 평행도)을 나타낸다.

이런 식으로, 백라이트 유닛(50)으로부터의 출사광은 출사면에서 X 방향 및 Y 방향으로 다른 지향성을 나타낸다. 그러나, 표시면에 평행하게 규정되는 면 상에 원형 단면을 갖는 마이크로 렌즈(54a)(도1 및 도2 참조)로 구성되는 마이크로 렌즈 어레이(54)를 이용함으로써, 심지어는 X 방향으로 높은 지향성의 빛을 충분히 집광할 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치(200)의 전체 표시면에 걸쳐 높은 휘도의 표시가 대체로 실현된다.

본 실시예에 이용되는 백라이트 유닛이 전술한 구조를 가질 필요는 없다. 이와는 달리, LED(21)을 도광판(24)의 측면의 중심에 배열할 수 있고, 또는 심지어 2 이상의 LED를 사용할 수 있다. 또한, LED를 예를 들면 형광등으로 대체할 수 있다.

표시 패널

이하, 도13 및 도14를 참조하면서, 도1에 도시된 투과반사형 액정 표시 장치(200)에 이용되는 표시 패널(100)의 구조 및 기능을 설명한다. 도13은 표시 패널(100)의 TFT 기판(100A)의 평면도이다. 도14는 도13의 XIV-XIV에 의해 표시되는 면에서 취한 TFT 기판(100A)을 갖는 표시 패널(100)의 부분 단면도이다.

도14에 도시된 바와 같이, 표시 패널(100)은 TFT 기판(100A), 색 필터 기판(100B) 및 이들 두 기판((100A, 100B) 사이에 끼워진 액정층(23)을 갖고 있다. TFT 기판(100A) 및 색 필터 기판(100B)에는, 편광판, 1/4 파장판(wave plate) 및/또는 배향막(alignment film)(도14에 어느 것도 도시되지 않음)이 필요에 따라 설치될 수 있다.

도13에 도시된 바와 같이, 표시 패널(100) 내에 포함된 TFT 기판(100A)은 유리, 석영 또는 다른 적절한 재료로 된 투명 기판 상에 박막 트랜지스터(thin-film transistor: TFT)(5), 게이트 버스 라인(1) 및 소스 버스 라인(2)을 포함한다. 도13 및 도14에 도시된 바와 같이, 두 개의 게이트 버스 라인(1)과 두 개의 소스 버스 라인(2)에 둘러싸인 각 영역 내에는, 예를 들어 ITO로 된 투명 전극(13) 및 예를 들어 알루미늄으로 된 반사 전극(15)이 설치되어 부화소 전극(4)을 구성하고 있다.

게이트 버스 라인(1) 및 소스 버스 라인(2) 사이의 각 교차점 근방에는 TFT(5)가 설치되어 있다. 도13에 도시된 바와 같이, 게이트 버스 라인(1)은 TFT(5)의 게이트 전극(6)에 접속되고, 소스 버스 라인(2)은 TFT(5)의 소스 전극(7)에 접속되어 있다. 도13에 도시되지 않지만, 부화소 전극(4)을 게이트 버스 라인(1) 및 소스 버스 라인(2)과 중첩되도록 배열하면, 부화소의 개구율을 효과적으로 높일 수 있다.

표시 패널(100)의 상면으로부터(즉, 표시면에 수직으로) 관찰하면, 매트릭스로 배열된 복수의 부화소(Px)마다 투과 영역(Tr) 및 반사 영역(Rf)을 갖고 있다. 투과 영역(Tr)은 TFT 기판(100A)의 영역 중에서 액정층(23)에 전압을 인가하는 전극 기능과 입사된 빛을 투과시키는 기능을 구비한 영역에 의해서 규정된다. 반면, 반사 영역(Rf)은 TFT 기판(100A)의 영역 중에서 액정층(23)에 전압을 인가하는 전극 기능과 입사된 빛을 반사시키는 기능을 구비한 영역에 의해서 규정된다.

TFT 기판(100A)의 투명 기판(10) 상에, 게이트 절연막(12)은 게이트 버스 라인(1)(도13 참조) 및 게이트 전극(6)을 피복하도록 설치되어 있다. 반도체층(5a)은 게이트 전극(6) 바로 상부에 위치하도록 게이트 절연막(12) 상에 증착된다. 또한, 반도체층(5a)은 반도체 컨택트층(7a, 8a)을 통해 소스 전극(7) 및 드레인 전극(8)에 각각 전기적으로 접속되어, TFT(5)를 형성하고 있다. TFT(5)의 드레인 전극(8)은 투명 전극(13)에 전기적으로 접속되고, 또한 수지층(14)의 컨택트 구멍(9)에서 반사 전극(15)에 전기적으로 접속된다. 투명 전극(13)은 게이트 버스 라인(1) 및 소스 버스 라인(2)으로 포위되는 영역의 중심 부근에 위치하도록 게이트 절연막(12) 상에 설치되어 있다.

투명 전극(13)을 노출시키는 개구부(14a)를 갖는 수지층(14)은 투명 기판(10)의 거의 전체 표면을 피복하도록 투명 전극(13)의 상부에 증착된다. 반사 전극(15)은 개구부(14a)를 둘러싸도록 수지층(14) 상에 형성되어 있다. 반사 전극(15)이 상부에 형성되는 수지층(14)의 표면은 연속 파상과 같이 고르지 않다. 그러므로, 반사 전극(15)도 또한 유사한 표면 형상을 가지면서 적절한 확산 및 반사 특성을 갖는다. 연속하는 파상 표면을 갖는 수지층(14)은 예를 들어 감광성 수지로 형성될 수 있다.

색 필터 기판(100B)의 (예를 들어 유리, 석영 또는 다른 적절한 재료로 이루어지는) 투명 기판(11) 상에는 색 필터층이 설치되어 있고, 대향 전극(투명 전극)(18)은 색 필터층 상에 액정층(23)을 대향하도록 설치되어 있다. 색 필터층은 적색(R) 필터(16a), 녹색(G) 필터 및 청색(B) 필터 필터와 이들 색 필터 사이의 간극을 채우는 흑 매트릭스(16D)를 갖고 있다. 본 실시예의 액정 표시 장치(200)에서, 색 필터는 도16에 도시된 바와 같이 스트라이프로 배열되어 있다. 대향 전극(18)은 예를 들면 ITO로 만들어진다.

투과반사형 액정 표시 장치(200)에 포함된 표시 패널은 이러한 구조를 가질 필요가 없으며 공지의 다른 표시 패널을 가질 수 있다. 투과반사형 액정 표시 장치(200)에 이용되는 표시 패널은 색 표시형일 필요가 없으며 단색 표시형이어도 된다.

전술한 본 발명의 임의의 다른 양호한 실시예에 따른 표시 장치는 임의의 특정 부화소 배열에 제한되지 않으면서 광학적 효율을 향상시킬 수 있고, 액정 표시 장치와 같은 비발광형 표시 장치에 효과적으로 적용할 수 있다.

본 발명을 본 발명에 따른 양호한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 많은 다른 방법으로 변형될 수 있고 전술한 것과 다른 많은 실시예가 있을 수 있다는 것을 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상과 범주 내에 있는 본 발명의 모든 변형예를 포함하는 것이 첨부된 청구항에 의해 의도된다.

본 발명의 표시 장치에서는, 부화소에 대응하여 설치된 집광 소자의 배열을 연구함으로써, 예를 들면 부화소의 배열에 제한되지 않으면서 광학적 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 예를 들면 특정한 색의 휘도를 변화시킴으로써, 보기 쉬운 표시를 실현할 수 있다. 또한, 예를 들면 투과반사형 액정 표시장치에서, 반사 전극과 투과 전극을 형성하는 면적 비율을 변경하지 않으면서 반사 모드와 투과 모드 사이의 휘도비를 변경할 수 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투과반사형(transflective) 액정 표시 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도2는 도1의 액정 표시 장치에서 마이크로 렌즈, 빔 스폿 중심 및 대응하는 투과 영역 사이의 예시적인 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도3은 도1의 액정 표시 장치에서 마이크로 렌즈, 빔 스폿 중심 및 대응하는 투과 영역 사이의 또 다른 예시적인 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도4는 비교 예에서 마이크로 렌즈 및 빔 스폿 중심의 배열을 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도5는 또 다른 비교 예의 마이크로 렌즈 및 빔 스폿 중심의 배열을 개략적으로 도시하는 평면도.

도6은 부화소가 델타 패턴으로 배열되어 있는 경우에 마이크로 렌즈, 빔 스폿 중심 및 대응하는 투과 영역 사이의 예시적인 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도7은 R, G 및 B 부화소의 투과 영역에 대응하는 마이크로 렌즈만이 큰 직경을 갖는 경우에 마이크로 렌즈, 빔 스폿 중심 및 대응하는 투과 영역 사이의 예시적인 위치 관계를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도8은 도1의 투과반사형 액정 표시 장치에 이용되는 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도9는 백라이트 유닛의 출사면에서 측정된 백라이트 유닛의 광학 특성을 나타내는 그래프이다.

도10은 백라이트 유닛의 출사면에 대한 광학 특성의 측정 방법을 나타내는 개략적인 도면이다.

도11a는 도9에 도시된 지향성의 분산을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도11b는 도11a에 도시된 타원의 의미를 나타내는 도면이다.

도12는 도8에 도시된 백라이트 유닛의 도광판을 설명하기 위한 도면이다.

도13은 도1의 투과반사형 액정 표시 장치에 이용되는 투과반사형 액정 표시 패널의 TFT 기판을 도시하는 평면도이다.

도14는 도13의 XIV-XIV에 의해 표시된 면에서 취한 도13의 TFT 기판을 갖는 액정 표시 패널의 부분 단면도이다.

도15a는 일본특허출원공개 제2-12224호에 개시된 부화소의 델타 배열을 나타내는 개략도이다.

도15b는 렌즈 배열을 설명하기 위한 개략도이다.

도16은 스트라이프 부화소 배열을 설명하기 위한 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 게이트 버스 라인(게이트 라인)

2: 소스 버스 라인(데이터 라인)

4: 부화소 전극

5: TFT

5a: 반도체층

6: 게이트 전극

7: 소스 전극

7a: 반도체 컨택트층

8: 드레인 전극

8a: 반도체 컨택트층

9: 컨택트 구멍

10, 11: 투명 기판

12: 게이트 절연막

13: 투명 전극

14: 수지층

14a: 개구부

15: 반사 전극

16a: 적색(R) 필터

18: 대향 전극(투명 전극)

21: LED

22: 프리즘

22a: 반사면

23: 액정층

24: 도광판

24t: 모서리

25: 프리즘 시트

30: 반사판

41: 광속

41C: 빔 스폿의 중심

50: 백라이트 유닛

54: 마이크로 렌즈 어레이(집광 소자 그룹)

54a, 55a, 56a, 57a: 마이크로 렌즈(집광 소자)

100: 투과반사형 액정 표시 패널

100A: TFT 기판

100B: 색 필터 기판(대향 기판)

200: 투과반사형 액정 표시 장치

Tr: 투과 영역

Rf: 반사 영역

Px: 부화소

P1: 부화소 피치

Claims

표시 장치이며,

전방으로 빛을 출사하는 백라이트 유닛과,

상기 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 투과시키는 투과 영역을 각각 가지며, 행렬로 배열되어 부화소 평면을 형성하는 복수의 부화소와,

상기 부화소들 중 한 부화소의 투과 영역에 각각 그리고 모두 대응하며, 상기 백라이트 유닛의 전면에 배열되어 상기 부화소 평면 상에 상기 빛을 투과시키고 집광하는 복수의 집광 소자를 포함하고,

상기 복수의 집광 소자 각각을 통해 투과된 빛은 상기 부화소 평면 상에 빔 스폿을 형성하고, 상기 빔 스폿의 중심은 상기 집광 소자에 대응하는 투과 영역 내에 위치하며,

상기 부화소 중 행 방향으로 서로 인접하는 두 개의 부화소에 형성되는 두 개의 빔 스폿은 상기 부화소 평면 상에 열 방향으로 서로 어긋나는 무게 중심을 갖는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 부화소는 행 방향으로 피치(P1)로 배열되어 있고, 행 방향으로 서로 인접하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하고,

상기 제1, 제2 및 제3 부화소에서, 적어도 상기 제1 부화소의 투과 영역에 대응하는 상기 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기는 P1보다 큰 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 부화소의 투과 영역에 대응하는 상기 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기 및 상기 제3 부화소의 투과 영역에 대응하는 상기 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기는 모두 P1보다 큰 표시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부화소는 행 방향으로 피치(P1)로 배열되어 있고, 행 방향으로 서로 인접하는 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하며,

상기 제1 부화소의 투과 영역에 대응하는 상기 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기는 상기 제2 부화소의 투과 영역에 대응하는 상기 집광 소자의 행 방향으로 측정된 크기와 다른 표시 장치.
제1항에 있어서, 스트라이프 패턴으로 배열된 적색, 녹색 및 청색 필터를 포함하는 색 필터층을 추가로 포함하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 집광 소자는 마이크로 렌즈 어레이를 구성하는 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 부화소는 각각 액정층을 포함하는 표시 장치.
제7항에 있어서, 상기 부화소는 상기 표시 장치의 전면으로부터 입사된 빛을 반사시키는 반사 영역을 각각 갖고,

상기 표시장치는 투과 모드 및 반사 모드로 표시 동작을 선택적으로 수행하는 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 부화소 각각의 투과 영역은 상기 투과 영역의 중심이 빔 스폿의 중심과 대체로 일치하도록 배열되는 표시 장치.