KR20050119140A - 입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

백라이트(32)와, 표시용 액정 패널(36)과, 액정 패럴렉스 배리어(44)와, 상기 표시용 액정 패널(36)과 액정 패럴렉스 배리어(44)와의 사이에 배치된 스페이서 부재(4O)로 구성되는 입체 영상 표시 장치(3O)에 있어서, 상기 스페이서 부재(4O)를 상기 표시용 액정 패널(36)을 구성하는 유리 기판(36a, 36b)과는 다른 유리재에 의해 구성한다. 이 때, 상기 스페이서 부재(4O)는 상기 표시용 액정 패널(36)을 구성하는 유리 기판(36a, 36b)에 비해 열팽장 계수가 크게 되는 유리 기판인 것이 바람직하며, 보다 상세하게 상기 스페이서 부재(4O)는 소다 유리 기판이며, 상기 표시용 액정 패널(36)은 무알칼리 유리인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 액정 패럴렉스 배리어 방식에 의한 대형의 입체 영상 표시 장치에도 사용할 수 있으며, 표시 품질이 양호하면서, 또 백라이트로부터 발생하는 열에 의한 기판의 열팽장도 고려한 입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Description

입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법{STEREOSCOPIC PICTURE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 특수한 안경을 사용하는 일 없이 입체 영상 표시가 가능한 액정 패럴렉스 배리어(liquid crystal parallax barrier) 방식에 의한 입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히 백라이트(backlight)에서 발생하는 열에 의한 기판의 열팽장(thermal expansion, 熱膨張)을 고려한 입체 영상(stereoscopic picture) 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 특수한 안경을 사용하지 않고 입체 영상을 표시하는 방법으로서, 렌티큘러(lenticular) 방식, 패럴렉스 배리어 방식, 광원을 슬릿화하는 방식 등의 방식이 알려져 있다.
도 4는 패럴렉스 배리어 방식에 의한 입체 영상 표시의 원리를 나타내는 모식도로서, 관찰자가 관찰하는 영상은 액정 표시 패널(50)에 형성된다. 입체시(視)를 가능하게 하기 위하여, 상기 액정 표시 패널(50)에는 좌안용 영상이 표시되는 좌안용 화소 L과, 우안용 영상이 표시되는 우안용 화소 R이 교대로 배열하여 형성되어 있다. 좌안용 화소 L과 우안용 화소 R은 예를 들면 좌안용과 우안용의 2 대의 카메라에 동시에 촬영하여 얻을 수 있거나, 또는 1 개의 화상 데이터로부터 논리적 연산에 의하여 산출할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 양화소에는 인간이 양안 시차에 의하여 입체 지각을 행하기 위하여 필요한 시차 정보가 포함되어 있다.
액정 표시 패널(50)의 전방에는 차광 배리어인 패럴렉스 배리어(51)가 배치된다. 패럴렉스 배리어(51)에는 세로 스트라이프 형상으로 개구부(51aㆍㆍㆍ)가 형성된다. 개구부(51aㆍㆍㆍ)의 간격은 상기 좌안용 화소 L과 우안용 화소 R의 배열에 대응하여 설정된다. 상기 패럴렉스 배리어(51)에 의해, 좌안용 영상과 우안용 영상이 좌우로 분리되고, 이 분리된 영상은 관찰자의 좌안 2L, 우안 2R에 각각 입광한다. 이로 인해, 관찰자는 입체 영상을 관찰할 수 있다.
상술한 액정 패럴렉스 배리어 방식에 의한 입체 영상 표시 장치는 예를 들면, 일본 특개평 3-119889호 공보에 개시되어 있다. 특개평 3-119889호 공보에 개시된 종래의 액정 패럴렉스 배리어 방식에 의한 입체 영상 표시 장치의 구체적인 예를, 도 5를 이용하여 설명한다.
도 5는 화상 표시 장치로서의 액정 패널의 전(前)면에 배치한 액정 패럴렉스 배리어를 구비한 패럴렉스 배리어 방식에 의한 입체 영상 표시 장치(10)의 개략 횡단면도이다. 도 5에 있어서, 백라이트(12)의 표면에는 제1 편광판(14)을 통하여 표시 화소를 배열한 투과형 액정 패널(16)이 배치되고, 다시 제2 편광판(18), 유리 스페이서(20) 및 제3 편광판(22)을 통하여 액정 패럴렉스 배리어(24)가 배치되고, 또 이 액정 패럴렉스 배리어(24)의 표면에는 제4 편광판(26)이 배치되어 있다.
투과형 액정 패널(16)은 광의 입사측에 위치하는 배면 유리판(16a)과 광의 출사측에 위치하는 전면 유리판(16b)과, 배면 유리판(16a)의 내면에 형성된 화소 전극(16c)과, 전면 유리판(16b)의 내면에 형성된 컬러 필터(16d) 및 배면 유리판(16a)과 전면 유리판(16b)의 사이에 밀봉 충전되어 있는 액정(16e)으로 이루어진다. 투과형 액정 패널(16)은 우안용의 화상과 좌안용의 화상이 각각 교대로 표시된다.
액정 패럴렉스 배리어(24)는 내측에 투과형 액정 패널(16)의 화소 L 및 R의 스트라이프에 평행하게 스트라이프 형상의 전극과 그 대향 전극(도시하지 않음)이 각각 형성된 2 매의 유리판(24a, 24b)에 끼워진 밀폐 공간에 액정(24c)이 충전되어 있고, 전압을 인가하지 않는 상태에서 2D의 영상의 표시, 전압을 인가한 상태에서 3D의 영상 표시가 이루어진다. 즉, 이 액정 패럴렉스 배리어(24)는 그 XY 어드레스를 마이크로 컴퓨터 등의 제어 수단에 의해 지정하고, 3D 표시의 경우는 배리어면상의 임의 위치에 임의 형상의 배리어 스트라이프를 형성한다.
그러나, 세로줄무늬 형상의 배리어 스트라이프를 발생시키는 것은 3D 영상을 표시하는 경우에만 해당하고, 2D 영상 표시의 경우에는 배리어 스트라이프의 발생을 정지하여 영상 표시 영역의 전역에 걸쳐서 무색 투명한 상태로 되도록 구동 제어하게 되어 있다.
표시용의 액정 패널(16)과 액정 패럴렉스 배리어(24)와의 사이에는 스페이서 부재로서 유리 기판을 이용한 유리 스페이서가 배치되어 있다. 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어는 양면 접착 테이프에 의해 이것의 패널의 주연부로 첩합(貼合)되어 있다.
이 입체 영상 표시 장치에 있어서는 표시 장치의 화면이 대형화함에 따라 표시용 액정 패널(16)과 액정 패럴렉스 배리어(24)와의 간격을 넓힐 필요가 생긴다. 즉, 표시된 양안(眼) 시차상(視差像)을 관찰했을 때에, 양호한 입체 영상이 관찰되기 위해서는 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 거리가 일정한 범위내에 있는 것이 필요하고, 화면이 대형화하여 관찰자와 화면과의 거리가 넓어진 경우에는 이 거리를 넓힐 필요가 생긴다. 즉, 휴대 전화에 이용하는 소형의 것이면 그 거리는 그만큼 크지 않으나, TV 등에 이용하는 것이면 이 거리가 필연적으로 커지게 된다.
표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 간격을 조정하는 수단으로서 상기 일본 특개평 3-119889호 공보에 기재된 입체 영상 표시 장치에 있어서는 표시용의 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 스페이서 부재로서 유리 기판, 또는 아크릴판이 배치되어 있고, 이 스페이서 부재의 두께에 의하여 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 간격을 조정할 수 있다. 스페이서 부재로서 유리 기판이나 아크릴판이 이용되는 것은 백라이트로부터의 조명광을 투과하는 소재일 필요가 있기 때문이다.
도 1은 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이며, (a)는 개략 측단면도, (b)는 그 A부의 확대도.
도 2는 백라이트의 발열에 의한 열응력을 나타내는 모식도이며, (a)는 열응력의 방향을 나타내는 도면, (b)는 열팽장에 의한 패널의 왜곡을 모식적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치의 기판 접합부의 절단 평면을 나타내는 모식도.
도 4는 패럴렉스 배리어 방식에 의한 입체 영상 표시의 원리를 나타내는 모식도.
도 5는 일본 특개평 3-119889호 공보에 개시된 입체 영상 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 횡단면도.
상기와 같은 입체 영상 표시 장치에 있어서, 표시 장치가 소형의 것이면, 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 간격은 작은 것으로 되고, 스페이서 부재에 대하여 크게 고려할 필요는 없으나, 표시 장치가 대형으로 되면, 전술한 바와 같이 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 간격을 크게 할 필요가 있으며, 예를 들면 40인치의 표시 화면에서는 5mm 정도의 간격이 필요하게 된다. 이 때문에, 스페이서 부재의 투명도, 부재 비용을 고려할 필요가 생긴다.
또, 입체 영상 표시 장치에 이용되는 백라이트로부터 발생하는 열에 의해, 액정 패럴렉스 배리어, 스페이서 부재, 표시용 액정 패널에 이용되는 유리 기판이 열팽장을 일으키고, 또한 백라이트로부터의 거리가 유리 기판마다 다르기 때문에, 각각의 유리 기판마다 팽장율도 다르므로 유리 기판에 휨이 발생한다고 하는 문제점도 있다. 입체 영상 표시 장치는 액정 패럴렉스 배리어, 스페이서 부재, 표시용 액정 패널, 및 편광판 등이 복수단에 적층되어서 형성되어 있기 때문에, 기판이 열팽장에 의해 휘게 되면, 각 부재의 표면의 평탄성에 악영향을 미치고, 결과적으로 입체 영상 표시 장치의 표시 품질이 악화되어 버리게 된다. 따라서, 상기 일본 특개평 3-119889호 공보의 입체 영상 표시 장치와 같이, 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 사이의 스페이서 부재에, 단지 광을 투과하기만 하는 부재를 배치하는 것만으로는 충분한 표시 품질을 갖는 표시 장치를 제공하는 것이 곤란하다고 하는 문제점이 있다.
본원 발명자는 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 각종 검토를 거듭한 결과, 액정 패럴렉스 배리어 방식에 의한 입체 영상 표시 장치에 있어서, 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판을 무알칼리 유리(no-alkali glass)로 하고, 스페이서 부재는 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판과는 다른 유리재(材)로 함으로써, 상술한 문제점을 해소 할 수 있음을 알아내어서 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.
즉, 본 발명은 상기의 문제점을 해소하는 것을 과제로 하고, 특히 액정 패럴렉스 배리어 방식에 의한 대형의 입체 영상 표시 장치에도 사용할 수 있고, 표시 품질이 양호하면거, 백라이트로부터 발생하는 열에 의한 기판의 열팽장도 고려한 입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 이하의 구성에 의해 달성할 수 있다. 즉, 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치는 백라이트와, 표시용 피품 패널과, 액정 패럴렉스 배리어와, 상기 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 배치된 스페이서 부재로 구성되는 입체 영상 표시 장치에 있어서, 상기 스페이서 부재를 상기 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판과는 다른 유리재에 의해 구성한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 백라이트의 발열에 의한 표시용 액정 패널을 구성하는 무알칼리 유리로 이루어지는 유리 기판과 스페이서 부재와의 열팽장에 의한 변형을 조정 할 수 있다. 이 때문에, 스페이서 부재로서는 상기 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판에 비해 열팽장 계수사 커지게 되는 유리 기판인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치에 있어서, 상기 스페이서 부재는 소다 유리(soda glass)인 것을 특징으로 하고, 또 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판은 무알칼리 유리인 것을 특징으로 한다. 소다 유리 기판을 스페이서 부재로서 사용함으로써, 아크릴 등의 재료에 비해 스페이서 부재의 투명도를 확보할 수 있고 비용 증가를 억제할 수 있다. 또, 소다 유리는 변질이나 변형하기 어렵고, 평면도가 높은 등의 이점을 갖고 있으며, 적층되는 다른 부재에 상처를 내기 어렵고, 입체 영상 표시 장치에 적절한 스페이서 부재를 구비한 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재의 주연부 사방(全周) 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어의 주연부 사방이 접착제에 의해 접착되어 있고, 상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재와의 사이 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 부압(負壓) 영역을 형성한 것을 특징으로 한다. 이러한 입체 영상 표시 장치에 있어서, 상기 접착제는 표시용 액정 패널에 있어서의 표시 영역 이외의 주연부에 도포되어 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 종래의 양면 접착 테이프에 의한 고정에 비해 보다 강고한 고정을 행할 수 있고, 대형의 입체 영상 표시 장치로서 매우 적합하다. 또, 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와 접착제에 의해 형성되는 영역, 및 스페이서 부재와 표시용 액정 패널과 접착제에 의해 형성되는 영역을 부압 영역으로 했기 때문에 각 부재 사이의 갭을 안정화 할 수 있고, 또 백라이트의 발열에 수반하는 열팽장에 의한 휨의 발생을 억제할 수 있다.
또, 상기 접착제에는 일부 도포되어 있지 않은 개구 영역이 형성되어 있는 동시에, 상기 개구 영역에 봉지 부재가 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하여, 종래의 양면 접착 테이프에 의한 고정에 비해 보다 강고한 고정을 행할 수 있고, 대형의 입체 영상 표시 장치로서 적합하다. 또, 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와 접착제에 의해 형성되는 영역, 및 스페이서 부재와 표시용 액정 패널과 접착제에 의해 형성되는 영역을 부압 영역으로 했기 때문에 각 부재 사이의 갭을 안정화 할 수 있고, 또 백라이트의 발열에 수반하는 열팽장에 의한 휨의 발생을 억제할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치의 제조 방법은 표시용 액정 패널과, 액정 패럴렉스 배리어와, 상기 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 배치되고, 상기 액정 표시용 패널을 구성하는 유리 기판과는 다른 유리재로 이루어지는 스페이서 부재로 구성되는 입체 영상 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재의 적어도 한쪽의 주연부, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어의 적어도 한쪽의 주연부에, 상기 주연부의 적어도 1 개소에 접착제가 존재하지 않는 개구 영역을 형성하도록 접착제를 도포하는 공정과 상기 접착제에 의하여 상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어를 첩합하여 상기 접착제를 경화시키는 공정과, 상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와의 사이의 공기를 상기 개구 영역으로부터 탈기하는 공정과, 상기 개구 영역을 봉지 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이에 관한 제조 방법에 있어서, 상기 접착제를 도포하는 공정은 표시용 액정 패널에 있어서의 표시 영역 이외의 주연부에 도포하는 공정이다.
이러한 제조 방법에 의하면, 종래의 양면 접착 테이프를 부착하는 작업에 비해 접착제를 도포하는 작업만으로 완료되기 때문에 제조가 용이하게 되고, 기포가 발생하는 일 없이, 보다 강고한 고정이 행해진다. 또한, 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와 접착제에 의해 형성되는 영역, 및 스페이서 부재와 표시용 액정 패널과 접착제에 의해 형성되는 영역을 부압 영역으로 할 수 있고, 각 부재 사이의 갭을 안정화할 수 있고, 백라이트의 발열에 수반하는 열팽장에 의한 휨의 발생을 억제할 수 있다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치(30)의 구성을 나타내는 도면이며, (a)는 개략 횡단면도, (b)는 그 A부의 확대도이다. 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치(30)는 백라이트(32)의 상부에, 유리 기판 등의 스페이서 부재(40)를 사이에 두고 접착제에 의하여 접착된 표시용 액정 패널(36)과 액정 패럴렉스 배리어(44)를 배치하여 구성되어 있다.
표시용 액정 패널(36)은 투과형 액정 패널이며, 광의 입사측에 위치하는 배면 유리판(36a)과 광의 출사측에 위치하는 전면 유리판(36b)과, 배면 유리판(36a)의 내면에 형성된 도시하지 않는 화소 전극과, 전면 유리판(36b)의 내면에 형성된 도시하지 않는 컬러 필터 및 배면 유리판(36a)과 전면 유리판(36b)의 사이에 실(seal)재에 의해 밀봉 충전되어 있는 액정(36e)으로 이루어진다. 표시용 액정 패널(36)에는 입체 표시를 행할 때 우안용의 화상과 좌안용의 화상이 각각 교대로 표시되며, 입체 표시를 행하지 않을 때는 통상의 화상이 표시된다.
액정 패럴렉스 배리어(44)는 통상의 액정 표시 장치에 이용되는 단순 매트릭스 구동 타입의 것이나 액티브 매트릭스 구동 타입의 액정 패널을 이용한 것이라도 관계없으나, 기판상에 복잡한 배선 등의 형성이 필요하기 때문에 그만큼 수율을 하락시킬 우려가 높다.
여기서, 액정 패럴렉스 배리어(44)는 액정(44c)을 사이에 두는 한 쌍의 투명한 유리판(44a, 44b) 중에서, 한 쪽의 유리 기판(44a)에는 ITO 등의 투명 전극을 전체에 형성하고, 다른 쪽의 유리 기판(44b)에는 투과부로 하고자 하는 개소 이외에 투명 전극을 형성하고 있다. 그리고, 전극에 구동 전압이 인가되지 않을 때에는 광을 모두 투과시키도록 한 배향으로 액정을 설정하고 있다. 이와 같이 하면, 구동 전압이 인가됨으로써, 양 기판에 투명 전극이 형성되어 있는 위치는 차광부로 되고, 한 쪽의 기판에만 투명 전극이 형성되어 있지 않은 부분은 광을 투과시키는 투과부로 된다.
이와 같은 액정 패럴렉스 배리어(44)는 투과부를 형성하고자 하는 위치에만 투명 전극을 형성하지 않으면 되기 때문에, 액티브 매트릭스 구동 타입 등의 액정 패널을 이용한 배리어에 비해 비교적 간단한 프로세스로 제조할 수 있다. 또한 투명 전극의 미형성부의 형상 등을 변경함으로써, 비교적 자유롭게 투과부의 형상이나 위치에 변화를 얻을 수 있다.
백라이트(32)는 고휘도를 실현하기 위해 복수의 냉음극관을 이용한 직하형의 것이다. 특히 스페이서 부재(40)가 필요한 입체 영상 표시 장치로 되면, 표시 장치는 대형의 것이며, 통상 중소형의 액정 표시 장치에 이용되도록 한 소위 사이드 라이트형의 백라이트에서는 휘도가 불충분으로 되기 때문에, 직하형의 백라이트를 이용하고 있다. 또 패럴렉스 배리어 방식의 경우, 2D 표시이면 충분한 휘도를 갖고 있어도, 입체 표시로 변환했을 때에는 배리어에 의한 차광 때문에 휘도가 그 만큼 부족하게 되기 때문에, 고휘도를 달성할 수 있는 직하형 백라이트를 이용하고 있다. 그리고 백라이트(32), 표시용 액정 패널(36), 스페이서 부재(40), 액정 패럴렉스 배리어(44) 등의 구성 부재는 접착재나 접착 테이프 등에 의하여 고착되고, 측면, 배면을 틀체로 유지하여 적당한 본체내에 납입할 수 있다. 또, 상기 선행 기술과 같은 입체 영상 표시 장치에 있어서는 일반적으로 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어는 양면 접착 테이프에 의해 이러한 패널 주연부에서 첩합되어 있다. 이 때문에, 표시 장치의 화면이 대형화한 경우, 양면 접착 테이프에 의한 접착 방법에서는 강도가 부족하다고 하는 문제점이 있다.
또, 접착 테이프와 각 부재와의 사이에 기포를 발생시키지 않고, 대형의 표시용 액정 패널, 액정 패럴렉스 배리어와 유리스페이서 등의 스페이서 부재의 전면에 양면 접착 테이프로 접착하는 작업은 극히 곤란하다고 하는 문제점이 있었다. 그리고, 이 기포가 가능하게 된다고 표시에 영향을 미치게 된다. 따라서, 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어를 후술하는 방법에 의해 고정하고 있다.
표시용 액정 패널(36)을 구성하는 배면 유리판(36a) 및 전면 유리판(36b)에는 투명성이 양호하고, 변질, 변형하기 어렵고, 또, 평면도가 높은 것이 요구되는 것 이외에, TFT 구동 소자, 화소 전극, 대향 전극, 컬러 필터 등을 형성할 필요가 있기 때문에, 내약품성을 갖고 있는 것이 필요하고, 유리로부터의 알칼리 용출이 TFT 성능에 영향을 미칠 우려가 있기 때문에, 무알칼리의 유리재가 사용된다.
액정 패럴렉스 배리어(44)를 구성하는 유리판(44a, 44b)도 동일하다. 액정 패널에 사용되는 무알칼리 유리는 전극이나 TFT 제막시의 열에 의한 변형을 피하기 위하여 열팽장 계수를 작게 하도록 그 소재나 제법이 여러 가지로 고안되어 있으며 그 비용도 비싸다.
한편, 표시용 액정 패널(36)과 액정 패럴렉스 배리어(44)와의 사이에 배치 된 스페이서 부재(40)는 표시 장치가 대형으로 되면, 상술한 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 간격을 크게 할 필요가 있으며, 예를 들면 40 인치의 표시 화면에서는 5mm 정도의 간격이 필요하게 된다. 이 때문에, 스페이서 부재의 투명도, 부재 비용을 고려할 필요가 생긴다.
또, 입체 영상 표시 장치(30)에 이용되는 백라이트(32)에 의한 열의 영향도 고려할 필요가 있다. 특히 백라이트(32)가 복수의 냉음극관을 이용한 직하형의 것이면 발열에 의한 영향이 매우 높아진다. 또한, 표시용 액정 패널(36)과 액정 패럴렉스 배리어(44)는 각각 2 매의 기판을 이용하므로, 각각 기판 표면이 4 면이며, 또 스페이서 부재(40)에도 기판 표면이 2 면이다. 입체 영상 표시 장치(30)는 이것들을 적층하여 구성하고 있으며, 적어도 기판 표면이 10 면 존재한다. 그 때문에 각 부재의 표면의 평탄성이나 제조 도중에 생긴 상처에 따라서는 뉴턴링이나 모아레(moire) 등이 생겨서 장치의 표시 품질에 큰 영향을 주게 된다.
본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치(30)에 있어서는 상기의 관점으로 인해, 표시용 액정 패널(36) 및 액정 패럴렉스 배리어(44)의 유리판(36a, 36b, 44a, 44b)를 무알칼리 유리로 구성하는데 있어서, 스페이서 부재(40)를 표시용 액정 패널 및 액정 패럴렉스 배리어를 구성하는 무알칼리 유리와는 다른 유리재로 구성한 것이다.
스페이서 부재(40)의 유리재로서는 예를 들면 무알칼리 유리의 유리판(36a, 36b, 44a, 44b)에 대하여 열팽장 계수가 큰 유리재를 이용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 표시용 액정 패널(36)은 백라이트(32)의 바로 위에 배치되고, 스페이서 부재(40)는 표시용 액정 패널(36)의 위에 배치되기 때문에, 백라이트(32)의 발열에 의한 영향은 스페이서 부재(40)보다 표시용 액정 패널(36)을 구성하는 유리 기판(36a, 36b)에 대하여 크게 작용하기 때문이다.
도 2는 백라이트(32)의 발열에 의한 열응력을 나타내는 모식도이며, (a)는 열응력의 방향을 나타내는 도면이고, (b)은 열팽장에 의한 패널의 왜곡을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 스페이서 부재(40)와 유리 기판(36a, 36b)을 동일한 유리재로 한 경우에는 스페이서 부재(40)의 열팽장보다 유리 기판(36a, 36b)의 열팽장이 커지기 때문에, 스페이서 부재(40)와 유리 기판(36b)의 접합부(접착재 등에 의한 고착부)에서 왜곡을 일으켜서 표시 품질을 저하시키게 된다.
본원과 같이 스페이서 부재(40)로서 상기와 같이 표시용 액정 패널(36)을 구성하는 유리 기판(36a, 36b)의 열팽장 계수에 비해 큰 열팽장 계수를 갖는 유리재를 이용함으로써 백라이트(32)의 열에 의한 영향을 감소시킬 수 있다. 즉, 백라이트(32)에 가까운 표시용 액정 패널(36)의 팽장하는 크기와, 표시용 액정 패널(36)에 비해 백라이트(32)로부터 멀어진 스페이서 부재(4O)의 팽장하는 크기와의 차가 작게 되기 위하여, 스페이서 부재(40)와 유리 기판(36b)의 접합부의 왜곡도 감소한다.
유리 기판(36a, 36b)에 사용되는 무알칼리 유리에 비해 열팽장 계수가 큰 유리재로서는 예를 들면 소다 유리(soda glass)를 사용할 수 있다. 소다 유리의 열팽장 계수는 일반적으로 85×10-7/℃ ~ 95×10-7/℃(0~300℃)정도이며, 무알칼리 유리의 열팽장 계수 30×10-7/℃ ~ 50×10-7/℃(0~300℃)에 비해 충분히 크다. 또, 소다 유리는 비용이 싸고, 투명도도 양호하고, 열에 의하여 변질하기 어렵고, 평탄성도 좋고, 상처가 나기 어려운 등의 이점을 갖고 있으므로, 입체 영상 표시 장치에 적절한 스페이서 부재로 할 수 있다.
또한 유리 기판(36a, 36b)에 사용되는 유리로서는 무알칼리 유리 이외에, 열팽장 계수가 30×10-7/℃(0~300℃)정도의 붕규산계(硼珪酸系) 유리도 사용할 수 있다.
도 3은 도 1에 나타내는 입체 영상 표시 장치(30)의 기판 접합부의 절단 평면을 나타내는 모식도이다. 스페이서 부재(40)에는 표시용 액정 패널의 표시 영역 이외의 주연부에 열경화성 또는 자외선 경화성의 접착제(48a(48b))가 도포되고, 이 접착제(48a(48b))에 의하여 표시용 액정 패널(36)(액정 패럴렉스 배리어(44))이 접착된다. 접착제(48a(48b))로서는 기계적인 접착 강도가 높고, 온도·습도의 환경 변화에 대한 안정성이 있고, 기존 설비를 이용하여 도포할 수 있는 열경화성 또는 자외선 경화성의 실재가 적합하다. 그리고 접착제(48a(48b))에는 주연부의 일부에 접착제가 도포되어 있지 않은 개구 영역(50)이 형성되어 있다.
접착의 공정은 다음과 같이 행해진다. 먼저, 스페이서 부재(40)의 표시용 액정 패널의 표시 영역 이외의 주연부에, 열경화성 또는 자외선 경화성의 실재로 이루어지는 접착제(48a(48b))를 도포한다. 접착제(48a(48b))의 도포에 있어서는 주연부의 일부에 접착제(48a(48b))를 도포하지 않는 개구 영역(50)을 형성하도록 작업을 행한다.
다음에, 스페이서 부재(40)와 표시용 액정 패널(36)(액정 패럴렉스 배리어 44)을 첩합하여 접착제(48a(48b))를 경화시킨다. 접착제(48a(48b))가 경화한 후, 개구 영역(50)으로부터 스페이서 부재(40)와 표시용 액정 패널(36)(액정 패럴렉스 배리어(44))과 접착제(48a(48b))에 의하여 만들어진 공간의 공기를 탈기한다. 마지막에 개구 영역(50)을 봉지 부재로 봉지하고, 스페이서 부재(40)와 표시용 액정 패널(36)(액정 패럴렉스 배리어(44))과 접착제(48a(48b)에 의하여 만들어진 영역내를 부압에 유지한다. 또한 봉지 부재에 대해서는 개구 영역(50)을 확실히 봉지할 수 있는 것이면 좋지만, 자외선 경화 수지, 아크릴 수지, 또는 1액성, 또는 2액성의 에폭시 수지 등이 기계적인 접착 강도, 온도·습도의 환경 변화에 대한 안정성, 또 기존 설비를 이용하여 도포할 수 있는 등의 점에서 적합하다. 이와 같이 공기를 탈기하면 입체 영상 표시 장치(30)를 사용하고 있을 때의 백라이트로부터의 발열에 의하여 공기가 팽장하는 것을 막을 수 있다. 또한 탈기 시에는 반드시 완전하게 공기를 없앨 필요는 없으며, 대개 80kPa 이하이면 되고, 보다 바람직하게는 50kPa 이하가 바람직하다. 또한 상술한 바와 같은 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어를 접착하는 경우에, 표시용 액정 패널과 스페이서 부재와의 사이 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 구(球) 형상의 스페이서를 살포하면, 각 부재 사이의 거리의 균일성을 유지하는데 있어서 효과적이다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 입체 영상 표시 장치에 의하면, 백라이트의 발열에 의한 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판과 스페이서 부재와의 열팽장에 의한 변형을 조정할 수 있다. 스페이서 부재로서 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판에 비해 열팽장 계수가 크게 되는 유리 기판, 특히 소다 유리를 사용함으로써, 아크릴 등의 재료에 비해 스페이서 부재의 투명도를 확보할 수 있으며, 비용 증가를 억제할 수 있다.
또, 소다 유리는 변질하기 어렵고, 평면도가 높고, 상처가 나기 어려운 등의 이점을 포함하고 있으며, 입체 영상 표시 장치에 적절한 스페이서 부재를 구비한 장치를 제공할 수 있다.
또, 스페이서 부재(40)와 액정 패럴렉스 배리어(44), 및 스페이서 부재(40)와 표시용 액정 패널(36)을 접착제(48b, 48a)에 의하여 접착함으로써, 종래와 같이 양면 접착 테이프를 붙이는 작업에 비해 접착제(48a, 48b)를 도포하는 작업으로 완성되기 때문에, 제조가 용이하게 되는 동시에, 보다 강고한 고정을 행할 수 있다. 또한, 스페이서 부재(40)와 액정 패럴렉스 배리어(44)와 접착제(48b)에 의해 형성되는 영역, 및 스페이서 부재(40)와 표시용 액정 패널(36)과 접착제(48a)에 의해 형성되는 영역이 부압 영역으로 되기 때문에, 각 부재 사이의 갭을 안정화 할 수 있고, 백라이트(32)의 발열에 수반하는 열팽장에 의한 기판의 휨의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 특수한 안경을 사용하는 일 없이 입체 영상 표시가 가능한 액정 패럴렉스 배리어 방식에 의한 입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히 백라이트로부터 발생하는 열에 의한 기판의 열팽장을 고려한 입체 영상(stereoscopic picture) 표시 장치 및 그 제조 방법

Claims (12)

  1. 백라이트(backlight)와, 표시용 액정 패널과, 액정 패럴렉스 배리어(liquid crystal parallax barrier)와, 상기 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 배치된 스페이서 부재로 구성되는 입체 영상 표시 장치에 있어서,
    상기 스페이서 부재를 상기 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판과는 다른 유리재(材)에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서 부재는 상기 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판에 비해 열팽장(thermal expansion) 계수가 크게 되는 유리 기판인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스페이서 부재는 소다 유리(soda glass) 기판인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판은 무알칼리 유리(no-alkali glass)인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재의 주연부 사방 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어의 주연부 사방이 접착제에 의해 접착되고,
    상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재와의 사이 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 부압(負壓) 영역을 형성한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접착제는 표시용 액정 패널의 표시 영역 이외의 주연부에 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 접착제의 일부에는 개구 영역이 형성되어 있는 동시에, 상기 개구 영역에 봉지 부재가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 봉지 부재는 자외선 경화 수지, 아크릴 수지, 또는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 열경화성 또는 자외선 경화성의 실(seal)재인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  10. 표시용 액정 패널과, 액정 패럴렉스 배리어와, 상기 표시용 액정 패널과 액정 패럴렉스 배리어와의 사이에 배치되고, 상기 표시용 액정 패널을 구성하는 유리 기판과는 다른 유리재 등으로 이루어지는 스페이서 부재로 구성되는 입체 영상 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재의 적어도 한 쪽의 주연부, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어의 적어도 한 쪽의 주연부에, 상기 주연부의 적어도 1 개소에 접착제가 존재하지 않는 개구 영역을 형성하도록 접착제를 도포하는 공정과,
    상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어를 첩합(貼合)하여 상기 접착제를 경화시키는 공정과,
    상기 표시용 액정 패널과 스페이서 부재, 및 스페이서 부재와 액정 패럴렉스 배리어와의 사이의 공기를 상기 개구 영역으로부터 탈기하는 공정과,
    상기 개구 영역을 봉지하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접착제를 도포하는 공정은 표시용 액정 패널에 있어서의 표시 영역 이외의 주연부에 도포하는 공정인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 접착제는 열경화성 또는 자외선 경화성의 실재이고,
    상기 개구 영역의 봉지는 자외선 경화성 수지, 아크릴 수지, 또는 에폭시 수지에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치의 제조 방법.
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