KR20060038470A

KR20060038470A - 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20060038470A
Application number: KR1020067003083A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 가나타니; 유키오 시마무라
Original assignee: 산테크 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-05-03
Also published as: JP2006047775A; ATE428129T1; EP1666955A1; KR100711478B1; US7593072B2; DE602005013737D1; US20070052931A1; EP1666955A4; JP3763068B2; CN100485486C; EP1666955B1; CN1842735A; WO2006013648A1

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 종래보다도 용이하게 제조할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 과제로 하며, 상기 과제를 해결하기 위해 광투과성 기본단위와 광비투과성 기본 단위로 이루어진 조합 기본단위가 연속되는 화상 제어 패널부(7)와, 렌즈(8)의 반복 단위가 연속되는 렌즈 필름부(6)가 광의 투과 방향으로 적층되고, 상기 광투과성 기본 단위의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되었다. 광투과성 기본 단위의 폭과 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되어 있고, 상기 상호간의 크기의 설정에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있으므로 렌즈 필름부를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요가 없는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼, 그외의 액정 패널 등의 디스플레이 장치에 관한 것이다.

종래부터 액정 패널 등의 디스플레이 장치가 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

도 13에 도시한 바와 같이, 이 디스플레이 장치는 도광판(1), 확산 필름(2), 일면이 실질적으로 평면이고 타면에 평행한 프리즘 형상을 갖는 투광성 필름(3)(휘도 강화), 확산 필름(6) 및 액정 패널(4)을 이 순서로 적층한 구조이다.

또한, 상기 프리즘 형상을 갖는 투광성 필름에 대해 다른 제안이 이루어져 있다(특허문헌 2 참조). 도 14에 도시한 바와 같이, 광학 필름(60)(상기 투광성 필름에 상당)은 구조면(64) 및 대향하는 면(62)을 갖는다. 상기 구조면(64)은 복수의 구조물(66)을 갖고 프리즘과 같이 작용하지만, 프리즘의 산의 높이는 그 길이에 따라서 연속적으로 변화하고, 산 사이의 골짜기의 깊이도 연속으로 변화한다. 그리고, 프리즘의 산이나 골짜기에 대해 주기성을 배제한 랜덤한 크기로 함으로써 디스플레이 장치의 모아레(간섭 줄무늬) 현상 발생을 억제하고 있다.

그런데, 상기 프리즘 형상을 갖는 광학 필름을 제작하기 위해 사용되는 원통 형상의 금형(롤)은 롤 표면에 대한 다이아몬드 선삭(旋削)에 의해 제작되지만, 상기 금형을 가공하기 위해서는 다이아몬드 공구의 바이트를 깊게 넣거나 얕게 넣어 피치를 랜덤하게 변화시켜 주기성을 없애는 것이며, 이와 같이 랜덤하게 변화시키는 것은 매우 어려운 문제가 있었다.

특허문헌 1: 일본 특개평6-102506호 공보(제 2 페이지, 도 3)

특허문헌 2: 일본 특표2002-504698호 공보(제 12 페이지, 도 5)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

따라서, 본 발명은 종래보다도 용이하게 제조할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하고자 하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 구비하고 있다.

(1) 본 발명의 디스플레이 장치는 광투과성 기본 단위와 광비투과성 기본 단위로 이루어진 조합 기본 단위가 연속되는 화상 제어 패널부와, 렌즈의 반복 단위가 연속되는 렌즈 필름부가 광의 투과방향으로 적층되고, 상기 광투과성 기체 단위의 폭과 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정된 것을 특징으로 한다.

상기 정수라는 것은 양의 정수, 즉 자연수(1, 2, 3, 4, 5…)를 말한다. 상기 렌즈 필름은 예를 들면 산과 골짜기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 것으로 할 수 있고, 그 반복 단위의 피치와는 산간 또는 골짜기간 크기가 된다.

상기 디스플레이 장치에서는 광투과성 기본 단위의 폭과 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되어 있고, 상기 상호간의 크기의 설정에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있으므로 렌즈 필름부를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요는 없다. 여기서, 「광투과성 기본 단위와 광비투과성 기본 단위로 이루어진 조합 기본 단위」가 아니라 「광투과성 기본 단위」의 폭과 「렌즈」의 반복 단위의 피치와의 관계를 설정한 것에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 오차의 주기성을 없앨 수 있으며, 이는 매우 예상 외의 것이었다.

또한, 광투과성 기본 단위의 폭이 렌즈의 반복 단위의 피치의 정수배로 되어도 좋고, 렌즈의 반복 단위의 피치가 광투과성 기본 단위의 폭의 정수배가 되어도 좋다.

(2) 상기 조합 기본 단위 중 광투과성 기본 단위는 복수색의 칼라 필터로 구성되고, 또한 상기 복수색의 칼라필터의 상호간에는 비투과성 기본 단위가 배치되고, 상기 조합 기본 단위의 폭에서 상기 복수색의 칼라 필터 상호간의 광비투과성 기본 단위의 합계 폭을 줄인 광투과성 기본 단위의 폭과 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되도록 해도 좋다.

이와 같이 구성하면, 복수색의 칼라필터(광투과성 기본 단위)와 그 상호간의 비투과성 기본 단위로 이루어진 조합 기본 단위로 1 화소가 구성되고, 이 화소로 형성되는 디스플레이 장치에 대해(조합 기본 단위의 폭에서 복수색의 칼라필터 상호간의 광비투과성 기본 단위의 합계 폭을 줄인) 광투과성 기본 단위의 폭과 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정함으로써 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 그 렌즈 필름부를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요는 없게 된다.

(3) 상기 조합 기본 단위 중 광투과성 기본 단위는 복수색의 칼라필터로 구성되고, 또 상기 복수색의 칼라필터의 상호간에는 비투과성 기본 단위가 배치되고, 상기 칼라필터의 폭과 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되도록 해도 좋다.

이와 같이 구성하면 복수색의 칼라 필터(광투과성 기본 단위)와 그 상호간의 비투과성 기본 단위로 이루어진 조합 기본 단위로 화소가 구성되고, 상기 화소가 소위 데이터 배열로 구성되어 있는 경우, 이 화소로 형성되는 디스플레이 장치에 대해 칼라필터의 폭과 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정함으로써 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 그 렌즈 필름부를 제작하기 위한 금형 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요는 없게 된다.

(4) 상기 렌즈의 반복 단위의 피치는 복수의 분할 피치의 조합으로 이루어지도록 해도 좋다.

렌즈 필름부의 렌즈의 반복 단위의 피치는 단일 피치로 형성할 수 있지만, 이와 같이 복수의 분할 피치의 조합으로 이루어지도록 구성하면 렌즈 필름부를 더 미세한 렌즈로 이루어지도록 할 수 있다.

(5) 상기 광투성 기본 단위와 렌즈 필름부가 교차 각도로 적층되고, 상기 광투과성 기본 단위의 폭과 상기 반복 단위를 횡단하는 렌즈의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되도록 해도 좋다.

광투과성 기본 단위의 폭 보다도 렌즈의 반복 단위의 피치가 작고, 또한 정수배의 관계도 아닌 경우, 이와 같이 구성함으로써 모아레 줄무늬에 바람직하게 대처할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 구성이며, 렌즈 필름부를 제작하기 위한 금형 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요가 없으므로 종래보다도 용이하게 제조할 수 있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 디스플레이 장치의 실시 형태를 설명하는 부분 사시도,

도 2는 X-Y 매트릭스 전극 구조의 액정 패널을 설명하는 도면,

도 3은 종격자 프리즘 렌즈를 설명하는 도면,

도 4는 액정 패널의 RGB 도트와 화소의 관계를 설명하는 도면,

도 5는 복합 렌즈 피치를 설명하는 도면,

도 6은 스트라이프 배열로 이루어진 R,G,B 도트와 화소의 관계 및 도트 사이즈, 화소 사이즈, 전극 또는 블랙 매트릭스 폭의 관계를 도시한 도면,

도 7은 델타 배열의 액정 패널을 설명하는 도면,

도 8은 실효 렌즈 피치를 설명하는 도면,

도 9는 표 1의 실시예 1의 결과를 설명하는 그래프,

도 10은 표 1의 실시예 2의 결과를 설명하는 그래프,

도 11은 표 1의 실시예 3의 결과를 설명하는 그래프,

도 12는 표 1의 실시예 4의 결과를 설명하는 그래프,

도 13은 종래의 디스플레이 장치의 단면을 모식적으로 도시한 도면, 및

도 14는 종래의 디스플레이 장치의 광학 필름을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 이 실시 형태의 디스플레이 장치는 칼라 필터(R, G, B)를 갖는 액정 패널(1)(도 2 참조)과 백라이트(냉음극 형광관(2))과 리플렉터(3)) 사이에 상확산 필름(4)과 하확산 필름(5)을 통해 휘도 향상을 도모하기 위해 종격자의 산과 골짜기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 렌즈 필름부(6)(도 3 참조)와 횡격자의 산과 골짜기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 렌즈 필름부(6)가 배치된 구조로 되어 있다.

도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 칼라필터(R, G, B)의 레드 화소(R, 폭(dr))에 대응하는 전극이나 블랙마스크(광비투과성 기본 단위)는 “dMr”, 그린 화소(G, 폭(dg))에 대응하는 전극이나 블랙 마스크(광비투과성 기본 단위)는 “dMg”, 블루 화소(B, 폭(db))에 대응하는 전극이나 블랙 마스크(광비투과성 기본 단 위)는 “dMb”로 한다.

그리고, 칼라필터(R, G, B)로 이루어진 광투과성 기본 단위(dr=dg+db=De=Dex=Dey)와 전극이나 블랙 매트릭스로 이루어진 광비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)가 연속되는 화상 제어 패널부(7)(도 2, 도 4, 도 6 참조)와 산과 골짜기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 렌즈(8)의 반복 단위가 연속되는 렌즈 필름부(6)(도 3, 도 5 참조)가 광의 투과 방향으로 적층되어 있다.

또한, 상기 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배(1배)가 되는 관계로 설정되어 있다. 상기 정수라는 것은 양의 정수, 즉 자연수(1, 2, 3, 4, 5…)를 말한다. 상기 렌즈 필름부(6)의 반복 단위의 피치(P)는 산간 또는 골짜기간 크기가 된다.

구체적으로는 상기 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy) 중 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)는 복수색(3색)의 칼라필터(R, G, B)로 구성되고, 또한 상기 복수색의 칼라필터(R, G, B)의 상호간에는 비투과성 기본 단위(dMr, dMg, dMb)가 배치되고, 상기 조합 기본 단위(D=Dx=Dy=De+dMx)의 폭에서 상기 복수색의 칼라 필터(R, G, B) 상호간의 광비투과성 기본 단위(dMr, dMg, dMb)의 합계 폭(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)을 줄인 광투과성 기본 단위(De=Dex=Dey=dr+dg+db)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되어 있다.

또한, 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey) 의 폭이 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)의 정수배가 되어도 좋고, 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)가 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭의 정수배가 되어도 좋다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)는 또한, 소정의 복수의 분할 피치의 조합인 복합 렌즈 피치(P=ΣPi=P1+P2+…+Pk)로 이루어지도록 하고 있다. 상기 P1에서 Pk의 각 분할 피치의 폭은 전부가 다를 필요는 없고 전부 달라도 좋다. 예를 들면, P1=P2≠P3=…=Pk로 설정할 수 있다.

계속해서, 이 실시형태의 디스플레이 장치의 사용 상태를 설명한다.

상기 디스플레이 장치에서는 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되어 있고, 상기 상호간의 크기의 설정에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있으므로 렌즈 필름부(6)를 제작하기 위한 금형 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요는 없고, 종래보다도 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.

여기서, 「광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)와 광비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(D=Dx=Dy=De+dMx)」의 폭이 아니라 「광투과성 기본 단위(De=Dex=dr+dg+db)」의 폭과 「렌즈(8)」의 반복 단위의 피치(P)와의 관계를 설정한 것에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 종래부터 문제였던 오차의 주기성을 없앨 수 있고, 이는 매우 예상외였다. 즉, 액정 패널(1)의 화소의 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)에 대해서는 렌즈 필름부(6)의 반복 단위의 피치(P)는 서서히 어긋나지만, 모아레는 발생하지 않는다는 예상외의 바람 직한 결과가 얻어졌다.

또한, 복수색의 칼라필터(광투과성 기본 단위)와 그 상호간의 비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)로 1 화소(R, G, B)가 구성되고, 이 화소(R, G, B)로 형성되는 디스플레에 장치에 대해,(조합 기본 단위의 폭에서 복수색의 칼라 필터 상호간의 광비투과성 기본 단위의 합계폭을 줄인) 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정함으로써 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 그 렌즈 필름부(6)를 제작하기 위한 금형 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요가 없는 이점이 있다.

또한, 렌즈 필름부(6)의 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)는 단일 피치로 형성할 수 있지만, 이와 같이 복수의 분할 피치의 조합(P=ΣPi=P1+P2+…+Pk)으로 이루어지도록 구성되어 있고, 렌즈 필름부(6)를 보다 미세한 렌즈(8)로 이루어지도록 할 수 있고, 화상의 정밀도를 더 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

(실시형태 2)

실시형태 2의 디스플레이 장치는 주로 화소를 소위 델타 배열로 구성하고 있는 점에서 상기 실시형태 1과 다르다.

이 실시형태의 디스플레이 장치는(도 1 참조), 칼라필터(R, G, B)를 갖는 액정 패널(1)(도 7 참조)과 백라이트(냉음극형광관(2)과 리플렉터(3))사이에 상확산 필름(4)과 하확산 필름(5)을 통해 휘도 향상을 도모하기 위해 종격자의 산과 골짜기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 렌즈 필름부(6)(도 3 참조)와 횡격자의 산과 골짜 기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 렌즈 필름부(6)가 배치된 구조로 되어 있다.

그리고, 칼라필터(R, G, B)로 이루어진 광투과성 기본 단위(Dex=Dey)와, 전극이나 블랙마스크로 이루어진 광비투과성 기본 단위(dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(D=Dex+dMx=Dey+dMy)가 연속되는 화상 제어 패널부(도 7 참조)와 렌즈(8)의 반복 단위가 연속되는 렌즈 필름부(6)(도 3 참조)가 광의 투과 방향으로 적층되어 있다.

또한, 상기 광투과성 기본 단위(Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배(1배)가 되는 관계로 설정되어 있다. 상기 정수배라는 것은 양의 정수, 즉 자연수(1, 2, 3, 4, 5…)를 말한다. 상기 렌즈 필름부(6)의 반복 단위의 피치(P)는 산간 또는 골짜기간 크기가 된다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)는 또한 소정의 복수의 분할 피치의 조합(P=ΣPi=P1+P2+…+Pk)으로 이루어지도록 할 수도 있다.

구체적으로는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 조합 기본 단위(D=Dex+dMx=Dey+dMy) 중 광투과성 기본 단위(Dex=Dey)는 복수색(3색)의 칼라필터(R, G, B)로 소위 델타 배열로 구성되고, 또한 상기 복수색의 칼라필터(R, G, B)의 상호간에는 비투과성 기본 단위(dMx=dMy)가 배치되고, 상기 각 칼라필터(R, G, B)의 폭(De=Dex=Dey)과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)에 대해 상기 한쪽 폭이 다른쪽 폭의 정수배(1배)가 되는 관계로 설정되어 있다.

또한, 광투과성 기본 단위(Dex=Dey)의 폭이 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P) 의 정수배가 되어도 좋고, 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)가 광투과성 기본 단위(Dex=Dey)의 폭의 정수배가 되어도 좋다.

이 디스플레이 장치에서는 광투과성 기본 단위(Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배(1배)가 되는 관계로 설정되어 있고, 상기 상호간의 크기의 설정에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있으므로, 렌즈 필름부(6)를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요는 없고, 종래보다도 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.

여기서, 「광투과성 기본 단위(Dex=Dey)」와 광비투과성 기본 단위(dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(D=Dex+dMx=Dey+dMy)」의 폭이 아니라 「광투과성 기본 단위(Dex=Dey)」의 폭과 「렌즈(8)」의 반복 단위의 피치(P)와의 관계를 설정한 것에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고(백흑 농담(濃淡), 단색, 무지개 형상 등의 모아레 줄무늬 발생에 의한 표시 품위 저하를 해소할 수 있는), 종래부터 문제시 되었던 오차의 주기성을 없앨 수 있으며, 이는 매우 예상외의 것이었다. 즉, 액정 패널(1)의 화소의 조합 기본 단위(D=Dex+dMx=Dey+dMy)에 대해서는 렌즈 필름부(6)의 반복 단위의 피치(P)는 서서히 어긋나지만, 모아레는 발생하지 않는다는 예상외의 바람직한 결과가 얻어졌다.

또한, 복수색의 칼라필터(광투과성 기본 단위)와 그 상호간의 비투과성 기본 단위(dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(D=Dex+dMx=Dey+dMy)로 화소가 소위 델타 배열로 구성되어 있고, 칼라 필터(R, G, B)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P) 에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정함으로써 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 그 렌즈 필름부(6)를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요는 없게 된다.

또한, 렌즈 필름부(6)의 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)는 단일 피치로 형성할 수 있지만, 이와 같이 복수의 분할 피치의 조합(P=ΣPi=P1+P2+…+Pk)으로 이루어지도록 구성하면 렌즈 필름부(6)를 보다 미세한 렌즈(8)로 이루어지도록 할 수 있고, 화상의 정밀도를 더 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

(실시형태 3)

실시형태 3의 디스플레이 장치는 주로 광투과성 기본 단위와 렌즈 필름부가 교차 각도(θ)로 적층되어 있는 점에서 상기 실시형태 1과 다르다.

이 실시형태의 디스플레이 장치는 (도 1 참조), 칼라 필터(R, G, B)를 갖는 액정 패널(1)의 (도 2 참조)과 백라이트(냉음극 형광관(2)과 리플렉터(3)) 사이에 상확산 필름(4)과 하확산 필름(5)을 통해 휘도 향상을 도모하기 위해 종격자의 산과 골짜기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 렌즈 필름부(6)(도 8 참조)와 횡격자의 산과 골짜기의 프리즘 어레이 형상을 갖는 렌즈 필름부(6)가 배치된 구조로 되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 칼라 필터(R, G, B)의 레드 화소(R, 폭(dr))에 대응하는 전극이나 블랙 마스크(광비투과성 기본 단위)는 “dMr”, 그린 화소(G, 폭(dg))에 대응하는 전극이나 블랙 마스크(광비투과성 기본 단위)는 “dMg”, 블루 화소(B, 폭(db))에 대응하는 전극이나 블랙 마스크(광비투과성 기본 단위)는 “dMb ”로 한다.

그리고, 칼라필터로 이루어진 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)와 전극이나 블랙 마스크로 이루어진 광비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)가 연속되는 화상 제어 패널부(7)와, 렌즈(8)의 반복 단위가 연속되는 렌즈 필름부(6)가 광의 투과 방향으로 적층되어 있다. 도 8의 하측에 도시한 바와 같이, 상기 광투과성 기본 단위(X-Y축)에 대해 렌즈 필름부(6)는 교차 각도(θ)로 적층되어 있다(산과 골짜기의 능선에 경사지게 하고 있다).

또한, 상기 광투과성 기본 단위(De=Dex=Dey=dr+dg+db) 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)[반복 단위를 횡단하는 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)가 됨]에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배(1 배)가 되는 관계로 설정되어 있다. 상기 정수라는 것은 양의 정수, 즉 자연수(1, 2, 3, 4, 5…)를 말한다. 상기 렌즈 필름부(6)의 반복 단위의 피치(Pe)라는 것은 산간 또는 골짜기간 크기가 된다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)는 또한 소정의 복수의 분할 피치의 조합(P=ΣPi=P1+P2+…+Pk)으로 이루어지도록 할 수도 있다.

구체적으로는 상기 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy) 중 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)는 복수색(3색)의 칼라필터(R, G, B)로 구성되고, 또한 상기 복수색의 칼라 필터(R, G, B)의 상호간에는 비투과성 기본 단위(dMr, dMg, dMb)가 배치되고, 상기 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)의 폭에서 상기 복수색의 칼라 필 터(R, G, B) 상호간의 광비투과성 기본 단위(dMr, dMg, dMb)의 합계 폭(dMr+dMg+dMb+dMx+dMy)을 줄인 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배(1 배)가 되는 관계로 설정되어 있다.

또한, 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭이 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)의 정수배가 되어도 좋고, 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)가 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭의 정수배가 되어도 좋다.

이 디스플레이 장치에서는 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배(등배)가 되는 관계로 설정되어 있고, 상기 상호간의 크기의 설정에 의해 모아레 줄무늬에 대처할 수 있으므로 렌즈 필름부(6)를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요가 없고, 종래보다도 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.

여기서, 「광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)와 광비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)」의 폭이 아니라 「광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)」의 폭과 「렌즈(8)」의 반복 단위의 실효 피치(Pe)와의 관계를 설정함으로써 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 종래부터 문제였던 오차의 주기성을 없앨 수 있으며, 이는 매우 예상외의 것이었다. 즉, 액정 패널(1)의 화소의 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)에 대해서는 렌즈 필름 부(6)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)는 서서히 어긋나지만 모아레는 발생하지 않는다는 예상외의 바람직한 결과가 얻어졌다.

또한, 복수색의 칼라 필터(광투과성 기본 단위)와 그 상호간의 비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)로 이루어진 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)로 1 화소(R, G, B)가 구성되고, 이 화소(R, G, B)로 형성되는 디스플레이 장치에 대해(조합 기본 단위의 폭에서 복수 색의 칼라 필터 상호간의 광비투과성 기본 단위의 합계 폭을 줄인) 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정함으로써 모아레 줄무늬에 대처할 수 있고, 그 렌즈 필름부(6)를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요가 없는 이점이 있다.

또한, 상기 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)와 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)는 교차 각도(θ)로 적층되고(산과 골짜기의 능선에 경사지게 하고 있음), 상기 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭과 상기 반복 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)를 횡단하는 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배(1 배)가 되는 관계로 설정되어 있고, 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)의 폭 보다도 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)가 작고, 또 정수배 관계가 아닌 경우, 이와 같이 구성함으로써 모아레 줄무늬에 바람직하게 대처할 수 있는 이점이 있다.

또한, 렌즈 필름부(6)의 렌즈(8)의 반복 단위의 피치(P)는 단일 피치로 형성할 수 있지만, 이와 같이 복수의 분할 피치의 조합(P=ΣPi=P1+P2+…+Pk)으로 이루 어지도록 구성하면 렌즈 필름부(6)를 보다 미세한 렌즈(8)로 이루어지도록 할 수 있고, 화소의 정밀도를 더 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

실시예 1

도 2에 도시한 바와 같이, X-Y 매트릭스 전극 구조의 액정 패널에 대해, R, G, B의 3 도트를 1 화소로 한다. 그리고, X축 방향으로 상기 화소를 차례로 1, 2, 3…i…m번째로 하고, Y축 방향으로 상기 화소를 차례로 1, 2, 3…j…n번째로 한다.

도 6은 스트라이프 배열로 이루어진 R, G, B 도트와 화소의 관계 및 도트 사이즈, 화소 사이즈, 전극 또는 블랙 마스크 폭의 관계를 나타낸다. 도 6의 (a)의 스트라이프 배열 칼라 필터 액정 패널에서는 칼라 필터(R, G, B)의 각각의 폭을 “dr, dg, db”로 하고, 상기 각 칼라 필터(R, G, B)사이의 전극이나 블랙 마스크의 각각의 폭을 “dMr, dMg, dMb”로 하고, 이에 의해 구성되는 1 화소의 폭을 “Dx(X축 방향), Dy(Y축 방향)(=D, 도 2 및 도 4 참조)”로 하고 있다.

도 6의 (b), (c), (d)에서는 R, G, B 도트 1 화소에 대해 칼라 필터(R, G, B)의 폭(dr, dg, db)을 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)로 정리하고, 전극이나 블랙 매트릭스의 폭(dMr dMg, dMb)를 비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)를 정리하는 방식을 나타내고 있다. 그리고, 칼라 필터(R, G, B)로 이루어진 광투과성 기본 단위(dr+dg+db=De=Dex=Dey)와, 전극이나 블랙 매트릭스로 이루어진 광비투과성 기본 단위(dMr+dMg+dMb=dMx=dMy)로 조합 기본 단위(De+dMx=D=Dx=Dy)를 1 화소로서 구성하고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 프리즘 렌즈 필름부의 1피치의 분할 피치를 Pi=P1, P2…Pk(도 8과 같이 격자가 전극에 대해 경사져 있는 경우는 실효 피치(pei))로 한다. 액정 패널의 투과율을 “Tp”, 프리즘 렌즈 필름부로부터 나오는 광 강도를 “IL”로 한다. “Tp”를 전극부 또는 블랙마스크부의 투과율 제로의 창(窓) 기간 또는 칼라 필터부의 투과율(α)의 직사각형 주기 함수로 하고, “IL”를 광강도 계수(β)의 삼각함수로서 시뮬레이션한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 액정 패널의 화소 번호를 Np=1, 2, 3…으로 한다. 그리고, 액정 패널의 직사각형 창 함수를 “Tp”, 프리즘 렌즈 필름부의 능선의 X축 방향으로의 시프트양을 “λ(y)”로 하면 하기 함수로 표시된다.

한편, 렌즈 번호를 “NL”(도 5 참조), 렌즈 피치를 p1, p2, …, pk로부터 출력되는 광강도를 삼각함수로 근사한 것을 “IL1, IL2…ILK” 로 하여 광강도의 최대값을 1, 최소값을 0으로 정규화하면 하기 함수로 표시된다.

따라서, 렌즈로부터 출사되는 정규화된 광강도는 하기 수학식 3이 된다.

이상의 정규화된 렌즈 출력광 강도와 액정 패널의 창 함수의 곱은 액정 패널의 투과로부터 나오는 정규화된 광강도가 되고, 하기 수학식 4로 표시된다.

상기 수학식 4의 (i, j)번째의 화소로부터 출사되는 휘도(B)는 하기 수학식 5로 표시된다.

상기 수학식 5의 B(i, j)의 전체 평균에 대한 각 화소의 비를 퍼센트 표시하면, 하기 수학식 6으로 표시된다.

실시예 2

액정 패널의 화소의 투과부의 투과율(α)과 프리즘 렌즈부의 출사광 계수(β)를 1로 정규화하였다. 1 화소의 크기(Dx: 조합 기본 단위, Dex: 광투과성 기본 단위, dM: 광비투과성 기본 단위)를 하기 표 1의 실시예 1 내지 4와 같이 설정하였다. 복합 렌즈(P)의 분할 피치(Pi=P1, P2…Pk, k=6)를 하기 표 1의 실시예 1 내지 실시예 4와 같이 설정하고, 렌즈의 산과 골짜기의 능선은 Y축에 평행하게 배치하였다. X축 방향에 대해 전극폭(dM)의 20%, 50%, 80%분의 이동량(오차량)을 각각 λ1(y), λ2(y), λ3(y)로 하였다. 하기 표 1에 결과를 나타낸다.

상기 표 1 중의 실시예 2, 4와 같이 Dex=P의 경우에는 모아레 발생은 전혀 없었다. 한편, 상기 표 1 중의 실시예 1, 3과 같이 Dex≠P의 경우는 3.3%로 액정 패널과 렌즈 격자의 간섭에 의한 농담 불균형, 즉 모아레가 Dex와 P와의 차에 따라서 발생하였다.

또한, 발생하는 모아레 줄무늬의 농담의 크기는 X축 방향에 대해 이동량(오차량)λ(y)에는 의존하지 않았다. 즉, 렌즈 필름부에 대해 액정 패널의 X축 방향의 이동은 모아레 농담의 크기에 영향은 없었다.

도 7 내지 도 10에 상기 표 1 중의 실시예 1, 2, 3, 4의 결과를 나타낸다. 각각 λ(y)는 λ2(y)로 하였다. 어떤 조합이라도 하기 수학식 7과 같이 하면 모아레 발생은 해소할 수 있었다.

실시예 3

도 7에 델타 배열의 액정 패널을 나타낸다. 이 델타 배열의 경우, R, G, B 의 각 색(3색)의 칼라필터의 폭(1 색)을 각각 “Dex”라고 하고, 상기 수학식 6(Dex=P=…)을 만족하면 모아레 줄무늬를 해소할 수 있었다. 이 경우, Dex(광투과성 기본 단위:1 색의 칼라필터)+dMx(광비투과성 기본 단위: 상기 칼라필터간의 전극 등)=Dey+dMy=D(조합 기본 단위)의 관계를 나타낸다.

또한, 도 4와 같은 스트라이프 배열에 있어서도 이 델타 배열과 마찬가지로 각 칼라필터의 폭(1 색)을 각각 “Dex”라고 하고, 상기 수학식 7(Dex=P=…)을 만족하면 모아레 줄무늬를 해소할 수 있었다. 이 경우도 Dex(광투과성 기본 단위: 1색의 칼라 필터)+dMx(광비투과성 기본 단위: 상기 칼라필터간의 전극 등)=Dey+dMy=D(조합 기본 단위)의 관계를 만족한다.

실시예 4

광투과성 기본단위의 폭(Dex)보다도 렌즈 필름부의 피치(P)가 작은 경우, 즉 Dex〉P의 경우, 도 8에 도시한 바와 같이 액정 패널의 Y축에 대해 하기 수학식 9와 같이 렌즈의 산 또는 골짜기의 능선에 경사(θ)지게 하고, 실제의 렌즈 필름부의 렌즈 피치(P=P1+P2+P3…Pk)에 대해 X축상에 횡단하는 실효 렌즈 피치(Pe=Pe1+Pe2+Pe3…Pek)에 대해 상기 광투과성 기본 단위의 폭(Dex)과 렌즈(8)의 반복 단위의 실효 피치(Pe)에 대해 상기 한쪽 폭이 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정하면 모아레를 해소할 수 있다.

예를 들면, 상기 표 1에 나타낸 실시예에 대해 액정 패널의 설계 변경에 의해 Dex=185 ㎛가 된 경우, Y축에 대해 렌즈 필름에 θ=±8.4도의 경사를 지게 함으로써 상기 수학식 8을 만족시켜 모아레 해소를 도모할 수 있다. 이와 같이 액정 패널의 전극의 배치에 대해 렌즈 필름부의 산 또는 골짜기의 능선에 경사(θ)지게 하여 배치함으로써 최적으로 조정할 수 있다.

이와 같이, 광투과성 기본 단위와 렌즈 필름부(6)가 교차 각도(θ)로 적층되고, 광투과성 기본 단위의 폭(Dex)보다도 렌즈의 반복 단위의 피치(P)가 작고, 또한 정수배의 관계가 아닌 경우에도 모아레 줄무늬에 바람직하게 대처할 수 있다.

렌즈 필름부를 제작하기 위한 금형의 피치에 반드시 랜덤성을 갖게 할 필요가 없어 종래보다도 용이하게 제조할 수 있고, 여러 가지 디스플레이 장치의 용도에 바람직하게 적용할 수 있다.

Claims

광투과성 기본 단위와 광비투과성 기본 단위로 이루어진 조합 기본 단위가 연속되는 화상 제어 패널부(7)와, 렌즈(8)의 반복 단위가 연속되는 렌즈 필름부(6)가 광의 투과 방향으로 적층되고, 상기 광투과성 기본 단위의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조합 기본 단위 중 광투과성 기본 단위는 복수색의 칼라필터로 구성되고, 또한 상기 복수색의 칼라필터의 상호간에는 비투과성 기본 단위가 배치되고, 상기 조합 기본 단위의 폭에서 상기 복수색의 칼라필터 상호간의 광비투과성 기본 단위의 합계 폭을 줄인 광투과성 기본 단위의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 조합 기본 단위 중 광투과성 기본 단위는 복수색의 칼라필터로 구성되고, 또한 상기 복수색의 칼라필터의 상호간에는 비투과성 기본 단위가 배치되고, 상기 칼라필터의 폭과 렌즈(8)의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다 른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 렌즈(8)의 반복 단위의 피치는 복수의 분할 피치의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광투과성 기본 단위와 렌즈 필름부(6)가 교차 각도로 적층되고, 상기 광투과성 기본 단위의 폭과 상기 반복 단위를 횡단하는 렌즈(8)의 반복 단위의 피치에 대해 상기 한쪽 폭이 상기 다른쪽 폭의 정수배가 되는 관계로 설정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.