KR20060060592A

KR20060060592A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20060060592A
Application number: KR1020050114578A
Authority: KR
Inventors: 야스오 세가와; 마사아끼 아오따
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2006-06-05
Also published as: JP2006184877A; US20060114374A1; TW200628886A

Abstract

액정을 사이에 봉입한 2매의 기판 중, 관찰측의 기판에, 각 화소의 표시 가능 영역 또는 차광 영역에 대응하여 렌즈 구조를 형성한다. 이 렌즈 구조에 의해, 화소의 표시 가능 영역을 확대 표시시키거나, 화소 주위의 차광 영역을 축소 표시함으로써, 상대적으로 차광 영역의 축소 표시를 행하여, 표시 화상의 거친 느낌이 경감된다.

차광층, 액정 표시 장치, 화소, 표시 화상

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1은 액정 표시 장치의 기본 구성을 도시하는 단면도.

도 2는 차광 영역의 패턴을 도시하는 평면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 구조를 도시하는 평면도.

도 4는 도 3의 렌즈 구조의 단면도.

도 5는 렌즈 구조를 갖는 액정 표시 장치의 표시 모양을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 구조를 도시하는 단면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 구조를 도시하는 평면도.

도 8은 도 7의 렌즈 구조의 단면의 일례를 도시하는 도면.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 구조의 평면도.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 구조의 평면도.

도 11은 델타 배치의 화소 및 차광 영역 패턴의 예를 도시하는 도면.

도 12는 델타 배치의 화소 패턴에 적용된 렌즈 구조의 평면도.

도 13의 (a), 도 13의 (b), 도 13의 (c), 도 13의 (d)는 렌즈 구조의 제조 방법의 일례를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 액정 표시 장치(LCD)

12 : 제1 기판

14 : 제2 기판

16 : 액정층

24 : 차단층

32, 40, 44 : 렌즈 구조

34 : 렌즈 부재

36 : 화소

38, 42 : 볼록 렌즈

48 : 오목 렌즈

본 발명은, 액정 표시 장치의 구조에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 2매의 기판 사이에 봉입된 액정의 배향 상태를, 2매의 기판의 액정측에 각각 형성된 전극에 의해 형성되는 전계에 의해 제어하고, 기판 및 액정을 구비하여 구성되는 액정 셀로부터, 외부에 사출되는 광량을 제어하여 표시를 행한다. 이 액정 셀은 복수의 화소를 갖고, 예를 들면 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 한 쪽의 기판 상에 화소마다 개별의 화소 전극을 형성하고, 다른 쪽 기판에는 공통 전극을 형성하고, 화소 전극마다 인가하는 전압을 제어함으로써, 화소마다의 표시를 행한다. 1 화소는, 한 쌍의 기판에 각각 형성된 상기 전극이 액정을 사이에 두고 대향한 영역에 구성된다. 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 경우, 각 화소에서의 표시 영역(광의 사출 가능한 영역, 표시 가능한 영역)은, 상기 화소 전극의 형성 영역에 거의 상당한다. 단, 차광성의 화소 부재나, 스위치 소자 등이 화소 전극 형성 영역과 겹치는 경우에는, 이것들과 겹치는 영역은 비표시 영역으로 된다. 인접 화소끼리의 간극에는, 인접 화소 사이에서의 광 누설 등을 방지하기 위해, 이른바 블랙 매트릭스(BM)이라고 하는 광량층에 의해 차광 영역이 형성되어 있다. 이 차광 영역에는, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 경우에는, 각 화소에 신호를 공급하는 배선이나, 상기와 같이 스위치 소자가 형성된다.

통상, 그 형성 영역이, 비발광 영역으로 되는 배선이나 스위치 소자 등의 면적의 삭감에는, 그들의 능력 확보 등의 관점면에서 제약이 있다. 또한, 인접 화소끼리의 광 누설 방지의 관점면에서도, 인접 화소 사이의 차광 영역(비표시 영역)은, 어느 정도 이상으로는, 좁게 할 수 없다.

따라서, 소형(소면적) 액정 표시 장치에서는, 상대적으로 1 화소당 비표시 영역이 크게 된다. 즉, 인접 화소끼리의 간극 비율이 표시 영역에 대하여 크게 되고, 비표시 영역이 눈에 띄어, 표시된 화상이 거친 듯한 느낌을 받게 된다. 특히, 비디오 카메라 등의 전자 뷰 파인터(EVF)나 프로젝터 등에 이용되는 액정 표시 장치에서는, 소형 액정 패널의 표시 화상을 렌즈계에 의해 확대하여 얻은 상(像)을 관찰하기 위해, 차광 영역이 표시 영역과 함께 확대되고, 그 존재가 눈에 띄어, 화질을 저하시키는 원인으로 되고 있다.

본 발명은, 차광 영역의 화질에의 악영향을 저감한다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 관찰 기판측에, 각 화소 또는 복수 화소를 갖는 화소군의 표시 가능 영역에 대응하여 렌즈 구조가 형성되고, 상기 렌즈 구조에 의해 상기 화소 또는 화소군의 표시 가능 영역을 확대 표시한다.

이에 의해, 상대적으로 표시 가능 영역 주위의 차광 영역을 상대적으로 작게 인식시키는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 본 발명의 다른 양태에 따른 액정 표시 장치는, 관찰측 기판에, 인접하는 화소의 간극을 피복하도록 형성된 차광 영역에 대응하여 렌즈 구조가 형성되고, 상기 렌즈 구조에 의해 상기 차광 영역을 축소 표시한다.

<실시예>

이하, 본 발명의 실시예를, 도면에 따라 설명한다. 도 1은, 액정 표시 장치(이하 LCD라고 기재함)(10)의 패널 구성을 개념적으로 도시하는 도면이다. LCD(10)는, 각 화소에 표시 소자로서 액정을 이용한 표시 장치이며, 예를 들면 글래스 등의 투명 기판으로 이루어지는 2매의 기판(12, 14) 사이에 액정이 봉입되어 액정층(16)을 형성하여 구성된다. 이하, 도 1에서 하측의 기판을 제1 기판(12), 상측의 기판을 제2 기판(14)이라고 기재한다. 제1 기판(12)의 액정층(16)측의 면에는, 액티브 매트릭스형 LCD의 경우, 화소마다 개별의 투명한 화소 전극(18)이 형성되고, 또한 이 화소 전극(18)에 도시하지 않은 화소 트랜지스터 등이 접속되어 있다. 제2 기판(14)의 액정측의 면에는, 예를 들면 적, 녹, 청용으로 각각 색 필 터(20)가 형성되고, 또한 이 색 필터(20) 위에 투명한 공통 전극(22)이 배치된다. 개개의 색 필터(20)는, 화소 전극(18)에 대향하는 위치에 배치되어 있고, 화소 전극(18)의 형성 영역에 따른 영역이 각 화소의 표시 영역과 거의 일치한다. 또한, 제2 기판(14) 위의 각 화소의 경계 영역에는 차광층(24)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 차광층(24)은 인접 화소 전극(18)의 간극에 대응하는 영역, 따라서 화소마다 형성되어 있는 색 필터(20)의 경계 부분에 배치되고, LCD 패널 전체적으로는, 도 2에 도시한 바와 같이 격자 형상의 패턴을 갖는다. 2매의 기판(12, 14) 각각의 외측의 면에는, 직선 편광판(26, 28)이, 서로의 편광축과 직교하도록 배치된다. 또한, 기판(12, 14)의 액정과의 접촉면에는 각각, 도시하지 않았지만, 화소 전극(18), 공통 전극(22)을 피복하여 배향막이 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 후술하는 바와 같이, 제1 및 제2 기판(12, 114) 내의 관찰측 기판으로 되는 기판(여기서는 제2 기판(14))의 표면에는, 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소를 구비하는 표시부의 표시 가능 영역을 확대 표시하고, 반대로 차광 영역(비표시 영역)을 축소 표시하기 위한 렌즈 구조가 형성되어 있다.

액정층(16)에, 마이너스의 유전율 이방성을 구비한 수직 배향형의 액정을 이용한 경우, 액정 분자의 장축 방향은 전극(18, 22) 사이에 전압을 인가하지 않은 상태에서, 기판 평면에 수직(평면의 법선 방향으로 평행)으로 배향한다. 전극 사이에 인가되는 전압이 높을수록 액정 분자가 그 장축이 기판 평면에 평행한 방각을 따르도록 기운다. 전압이 인가되어 있지 않은 상태에서는 액정이 수직으로 배향하고 있고, 이 상태에서 액정층(16)을 통과하는 광은 복굴절을 일으키지 않는다. 따 라서, 광원(30)으로부터 입사하고, 제1 직선 편광판(26)을 통과하여 직선 편광으로 된 광은 액정층(16)에서 복굴절을 일으키지 않고, 그 대로의 편광 상태에서 제2 직선 편광판(28)에 도달한다. 제2 직선 편광판(28)의 편광축은 도달한 광의 편광축과 직교하고 있으므로 광은 통과할 수 없고, 이 화소는 최저 휘도, 즉 「흑」을 표시하게 된다.

전극(18, 22) 사이에 전압이 인가되어 있는 경우, 인가 전압에 따라 액정의 배향이 기판 법선 방향으로부터 기울고, 제1 직선 편광판(26)을 통과하여 액정층(16)에 입사한 직선 편광은 액정층(16)에서 복굴절을 받는다. 광은 액정층(16)을 진행시킴에 따라, 직선 편광으로부터 타원 편광을 거쳐 원편광으로 변화하고, 또한 앞의 타원과 장축의 방향이 90° 상이한 타원 편광, 그리고 직선 편광으로 변화한다. 액정 분자가 완전하게 기울었을 때, 즉 그 장축이 기판 평면에 평행하게 되었을 때에, 입사 시와 직교하는 편광면을 갖는 직선 편광으로 되도록 액정층(16)의 두께가 결정되어 있다. 이 직선 편광은, 제2 직선 편광판(28)을 통과할 수 있고, 이 화소는, 최고 휘도(백)를 표시한다. 또한, 색 필터(20)를 통과하여 외부에 사출되는 광은, 색 필터의 색에 따른 색으로 된다. 액정의 배향이 중간적인 값을 취하는 경우에는, 액정층(16)을 통과한 광은, 타원 편광 또는 원편광으로 되어 있고, 제2 직선 편광판(28)을 통과할 수 있는 것은, 이 편광판의 편광축 성분만으로 된다. 따라서, 이 화소는 중간적인 휘도로 된다.

액정층에는, TN(Twisted Nematic) 액정을 이용할 수도 있다. TN 액정을 이용한 경우, 이것을 사이에 끼우는 기판의 액정에 접촉하는 면에는, 러빙 처리된 배 향막이 형성되어 있다. 전극 사이에 전압을 인가하지 않은 상태에서, 플러스의 유전율 이방성을 갖는 TN 액정은, 그 분자의 장축이, 배향막의 러빙 방향을 따르도록 초기 배향한다. 2매의 기판의 러빙 방향은, 직교하도록 배치되어 있고, 이것에 의해, 액정 분자는 기판 사이에서 비틀어져 배향한다. 즉, 한 쪽의 기판에 근접하는 액정 분자는 장축이 그 기판의 러빙 방향을 따르도록 배향하고, 그 기판으로부터 멀어짐에 따라, 장축의 방향은, 다른 한 쪽 기판의 러빙 방향에 근접하도록 비틀어져 간다. 전극 사이에 전압을 인가하면, 액정 분자는, 기판에 수직으로 되도록 서서 비틀림 배향 상태가 해소된다.

전극 사이에 전압을 인가하지 않은 경우, 액정층에 입사한 직선 편광은 비틀림 배향된 액정 분자에 의해 편광면이 90° 비틀어져, 출사측의 편광판을 투과하게 된다. 그 결과, 이 화소는, 최고 휘도를 표시한다. 전극 사이에 전압을 인가하여 액정 분자의 비틀짐 배향이 완전하게 해소되면, 입사한 직선 편광의 편광면은 액정층에 의한 영향을 받지 않고, 그 결과 출사측의 편광판을 통과하지 않고, 이 화소는 최저 휘도를 표시한다. 인가하는 전압을 제어함으로써, 입사광의 편광면의 비틀림각을 조정할 수 있으며, 이에 따라 중간 휘도를 표시할 수 있다.

이어서, 렌즈 구조에 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4는, 관찰측의 기판(여기서는 제2 기판(14)) 및 이것에 인접하여 형성된 렌즈 구조를 도시한다. 이 렌즈 구조(32)는, 글래스 제조의 제2 기판(14)과, 글래스보다 굴절율이 높은 투명 재료, 예를 들면 아크릴계의 유기 재료의 렌즈 부재(34)를 구비한다. 구체적으로는, 제2 기판의 액정층측의 면에 에칭에 의해 오목부가 형성되어 있다. 제2 기판(14)의 표 면에는 이 오목부를 매립하도록 액정층측의 표면이 평탄한 렌즈 부재(34)가 배치된다. 또한, 이 표면의 평탄한 렌즈 부재(34) 위에, 차광층(24) 및 각 색의 색 필터(20)가 형성되고, 또한 도 4에서는 생략하고 있지만, 색 필터(20) 위에는, 공통 전극, 배향막이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에서, 액정측으로부터 배향막, 공통 전극, 색 필터(20)를 투과하여 렌즈 부재(34)에 입사한 광에 대하여, 상기 렌즈 부재(34)가 제2 기판(14)의 오목부를 매립하는 부분이 볼록 렌즈(38)로서 기능한다. 이 볼록 렌즈(38)는, 도 3, 도 4의 예에서는, 1 화소(36)에 대하여 하나 대응하도록 형성되어 있다.

여기서, 렌즈 부재(34)는, 제2 기판(14)의 액정측면과, 차광층(24) 및 색 필터(20)와의 거리를 취하기 위하여, 소정의 두께를 갖고 있다. 즉, 렌즈 부재(34)의 평탄 표면으로부터 기판(14)과의 계면까지의 광로 길이가, 차광층(24)이 형성된 차광 영역을 축소하고, 표시 가능 영역을 확대하기 위한 렌즈 기능을 이 렌즈 부재(34)와 기판(14)에서 충분히 발휘시키기 위해 요구되는 광로 길이로 되도록 렌즈 부재(34)는, 그 두께가 설정되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이 볼록 렌즈(38)는, 대응하는 화소의 표시 가능 영역으로부터의 광속을 확대하고, 상대적으로 차광층(24)의 형성 영역(차광 영역, 비표시 영역)을 축소하도록 작용한다. 따라서, 관찰자가 실제로 시인하는 이미지는, 도 5에 도시한 바와 같이 허상의 화소(36v)가, 일점쇄선으로 나타내는 원래의 화소(36)보다 크고, 반대로 허상의 차광 영역(24v)의 폭은 가늘게 관찰된다. 이에 의해, 차광층(24)이 형성된 차광 영역이 눈에 띄지 않게 되고, 표시 화상의 거친 느 낌이 저감 또는 해소된다.

도 6은, 렌즈 구조의 다른 예를 도시하는 도면이다. 렌즈 구조(40)는, 제2 기판(14)의, 관찰측의 표면 형상으로서 형성된다. 즉, 제2 기판(14)의 관찰측의 표면에는, 볼록 렌즈(42)가 형성되어 있다. 이 볼록 형상은, 제2 기판(14)을 구성하는 글래스를 에칭함으로써 얻을 수 있다. 제2 기판(14)의 평탄한 표면에 상기 아크릴 수지 등의 유기 수지 재료를 이용하여 볼록 렌즈를 형성하여도 된다. 또한, 제2 기판(14)의 관찰면측에는, 도 1과 마찬가지로, 편광판(28)이 형성되어 있다. 글래스 기판보다 굴절율이 낮은 접착제를 이용하여 기판(14)의 관찰면측의 요철 형상을 따라 확실하게 이 편광판(28)을 접착 가능한 경우에는, 직접 요철면에 접착한다. 접착제만으로는 요철면을 따라 충분한 접착이 불가능한 경우에는, 예를 들면 글래스 기판보다 굴절율이 낮은 아크릴 수지 등을 기판(14)의 관찰면측의 요철을 매립하도록 기판(14)의 관찰면 위에 형성하고, 평탄화된 표면에 편광판(28)을 접착하여도 된다.

도 7 및 도 8은, 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 이 실시예의 렌즈 구조(44)는, 액정측의 표면의 차광 영역에 오목부가 형성된 제2 기판(14)과, 글래스보다 굴절율이 낮은 투명 재료, 예를 들면 아크릴계의 유기 재료의 렌즈 부재(46)로 구성된다. 제2 기판(14)의 차광 영역(차광층(24))에 대응하는 위치에서, 그 액정층측의 면을 에칭하여 오목부를 형성하고, 이 오목부를 매립하도록 렌즈 부재(46)를 형성하고 있다. 제2 기판(14)에 형성된 오목부가 기둥 형상의 오목 렌즈(48)로 되고, 이 오목 렌즈(48)는 차광층(24)에 대향하여 배치된다. 오목 렌즈(48)의 존 재에 의해서도, 도 5에 도시한 바와 같이, 차광층(24)이 형성된 차광 영역을, 그 폭이 실제보다 좁아진 것처럼 보여, 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

또한, 렌즈 구조는, 제2 기판(14)의 관찰측의 면을 가공하여 오목 렌즈를 형성하여 얻어도 된다. 구체적으로는, 제2 기판(14)의 관찰측 표면을, 차광 영역에 대응하는 위치에 선택적으로 볼록부가 형성되도록 에칭함으로써 얻을 수 있다. 또한, 이러한 경우에는, 제2 기판(14)의 액정층측의 면은 평탄하기 때문에, 도 8의 렌즈 부재(46)는 불필요하다.

도 9는, 렌즈 구조의 또 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 이 렌즈 구조는, 화소마다의 렌즈가 아니라, 표시 패널의 수평 주사 방향(도 9에서 가로 방향, 이하 수평 방향이라고 기재함)으로 배열된 복수의 화소(36)에 대향하여 공통적으로 배치된 기둥 형상의 볼록 렌즈(50)에 의해 구성되어 있다. 기둥 형상의 볼록 렌즈(50)는, 도 3, 도 4의 구조와 마찬가지로, 제2 기판(14)의 액정측의 표면을 에칭하고, 글래스보다 굴절율이 높은 유기 재료로 이루어지는 렌즈 부재를 조합함으로써 형성할 수 있다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 기판의 관찰측의 면을 수평 방향으로 배열하는 화소 영역에 대응하여 기둥 형상의 볼록 렌즈로 되도록 에칭 가공하여 형성하여도 된다.

표시 패널에서, 각 화소의 수평 방향의 간극이 크면 눈에 띄어 표시 품질에 악영향을 미치기 때문에, 가능한 한 수평 방향에서의 간극은 좁게 설계되어 있다. 한편, 각 화소에 박막 트랜지스터(TFT)를 구비하는 액티브 매트릭스형 LCD의 경우, 이 TFT나, 화소마다 표시하는 데이터를 유지하기 위한 축적 용량 등을 1 화소 영역 내에 설정할 필요가 있다. 그리고, 이들 회로 소자는, 배선에 접속할 필요가 있기 때문에, 수직 주사 방향(이하, 수직 방향)에서의 화소의 간극(차광 영역)을 수평 방향의 간극에 대하여 넓게 취하여, 배치하는 경우가 많다. 따라서, 복수 화소의 간극을 차광하기 위해 매트릭스 형상으로 패터닝된 차광층(24)의 수평 방향의 라인 쪽이 수직 방향의 라인 폭보다도 굵게 형성되어, 수평 방향으로 연장되는 차광 영역 쪽이 수직 방향으로 연장되는 차광 영역보다 눈에 띈다.

따라서, 수평 주사 방향과 수직 주사 방향(이하, 수직 방향이라고 기재함) 중 어느 한 차광층에 대책을 행한다고 하면, 수평 방향으로 연장되는 차광 영역에 대책하는 쪽이 효과가 높다. 따라서, 이 실시예에서는, 화소의 표시 영역을 따라 수평 방향으로 연장되는 기둥 형상의 볼록 렌즈를 형성하고 있다.

이 기둥 형상의 볼록 렌즈(50)에 의해, 화소(36)는, 수직 방향으로 확대되어 인식되고, 그 만큼 수직 방향의 화소 간극 위치에서 수평 방향으로 연장되는 차광 영역의 폭이 좁게 인식된다. 이에 의해, 거친 느낌이 경감된다.

도 10은, 렌즈 구조의 또 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 이 렌즈 구조는, 도 9와 마찬가지로, 수평 방향으로 연장되는 차광층(24)에 의해 형성되는 차광 영역을 가늘게 보이는 것이지만, 이 수평 방향의 차광 영역에 대응하여 기둥 형상의 오목 렌즈(52)를 채용하고 있는 점이 상이하다. 오목 렌즈(52)는, 도 7, 도 8에 기재한 구성과 마찬가지로, 제2 기판(14)의 액정측의 표면을 에칭하여, 글래스보다 굴절율이 낮은 유기 재료로 이루어지는 렌즈 부재를 기판(14)의 액정 표면측에 형성함으로써 실현할 수 있다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이 제2 기판의 관 찰측의 면을 가공하여 형성할 수도 있다. 이 실시예에서는, 수평 방향으로 연장되는 차광층(24)을 폭 방향(수직 방향)으로 축소하여, 가늘게 보이게 한다. 이에 의해, 거친 느낌이 경감된다. 또한, 도 10에 도시한 바와 같이 수평 방향으로 연장되는 차광 영역에 대응하여 기둥 형상의 오목 렌즈(52)를 형성함과 함께, 수평 방향으로 연장되는 화소의 표시 영역에는 도 9에 도시한 바와 같이 기둥 형상의 볼록 렌즈(50)를 형성함으로써, 더 확실하게, 수평 방향의 화소 영역을 확대 표시하고, 수평 방향의 차광 영역을 축소 표시할 수 있다.

도 11은, 화소가 행마다 반 피치 어긋나게 배치되는, 소위 델타 배치의 표시 장치의 예이다. 적, 녹, 청의 화소(36)에는, 각각 r, g, b의 첨자를 붙여 나타내고 있다. 도 12는, 도 11의 델타 배치의 표시 장치에 대응한 렌즈 구조의 실시예이다. 각각 하나의 적, 녹, 청의 화소로 구성되는 표시 제어 상의 1 화소(1 컬러 표시 단위)에 대하여, 하나의 볼록 렌즈(54)가 대응하여 배치되어 있다. 이 실시예인 경우에도, 도 3, 도 4와 마찬가지로, 제2 기판(14)의 액정층(16)측의 면에 렌즈를 배치해도 되고, 관찰측의 면에 배치해도 된다. 또한, 적, 녹, 청으로 구성되는 1 컬러 표시 단위 주위의 차광 영역(24)에 대응하여 오목 렌즈를 배치하여도, 거의 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 델타 배열이어도 수평 방향으로 연장되는 차광 영역쪽이 수직 방향의 차광 영역보다 폭이 넓으므로, 차광 영역을 좁게 보이게 하는 쪽이 효과가 높은 것은, 도 9나 도 10의 실시예와 마찬가지이며, 수평 방향을 따라 렌즈를 형성하는 것이다. 따라서, 도 9, 도 10과 마찬가지로 기둥 형상의 볼록 렌즈, 오목 렌즈를 형 성할 수도 있다.

도 13은, 렌즈 구조를 갖는 제2 기판(14)의 제조 공정을 도시하는 도면이다. 우선, 글래스 기판(60)에 마스크(62)를 형성하고, 에칭을 행하여, 오목부(64)를 형성한다(도 13의 (a)). 계속해서 이 오목부(64)의 형성면 위에, 글래스의 굴절율(약 1.52)보다 큰 굴절율(약 1.6)의 예를 들면 전술한 아크릴 수지 등의 유기 재료(66)를 형성함으로써, 오목부(64)를 매립한다(도 13의 (b)). 또한, 오목부(64)를 매립한 유기 재료와 동일한 유기 재료(66)로 기판(14)의 표면을 코팅하고, 소정의 두께의 유기 재료(66)의 층을 형성한다(도 13의 (c)). 이 유기 재료(66)의 층이, 예를 들면 도 4의 렌즈 부재(34)로 되고, 이 예에서는, 글래스 기판에 형성된 오목부(64)를 매립한 부분이 볼록 렌즈(38)로서 기능한다. 또한, 글래스 기판(60)은, 제2 기판(14)으로서 이용된다. 렌즈 부재(34)의 볼록부와 반대측의 표면은 평탄하게 되고, 이 평탄면 위에는 차광 영역에 따른 패턴의 차광층(24), 색 필터(20), 공통 투명 전극(22), 도시하지 않은 배향막을 형성하여 관찰측의 기판이 완성된다(도 13의 (d)).

이 제조 방법에 따르면, 볼록 렌즈(38)와, 차광층(24)이 글래스 기판(60)의 동일한 면에 형성되므로, 글래스 기판의 관찰면측 표면을 에칭하고, 액정층측 표면에 차광층(24) 등을 형성하는 방법과 비교하여, 높은 위치 정렬 정밀도를 얻을 수 있다.

이상의 각 실시예에 따르면, 외관상의 개구율이 향상되고, 또한 화질의 거친 느낌을 저감시켜, 표시 품질의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서, 제2 기판(14)측에 형성되는 차광층(24)의 패턴을 따라 렌즈 구조를 형성하는 예에 대하여 설명했지만, 물론 제2 기판(14)측의 차광층(24)의 패턴뿐 아니라, 표시 패널의 차광 영역 전체의 패턴에 따라 렌즈 구조를 형성하는 것이 더 바람직하다. 예를 들면, 차광층(24)은, 제2 기판(14)측뿐 아니라, 제1 기판측에도 형성되는 경우가 있어, 이 경우, 제1 기판측의 차광층의 패턴도 고려하는 것이 더 바람직하다. 제1 기판측의 차광층도 LCD의 표시 광원(특히 패널 후방에 배치되는 백 라이트)으로부터의 광을 차단하여, 차광 영역으로서 시인되기 때문이다.

또한, 차광층이 제1 기판(112)측에만 형성되어 있는 경우에도, 이 차광층에 의한 차광 영역의 패턴에 따라 렌즈 구조를 형성할 수 있고, 그 렌즈 구조는 관찰측으로 되는 기판에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 한 쪽의 기판에 수평 방향으로 연장되는 스트라이트 형상의 전극, 다른 쪽의 기판에 한 쪽의 기판의 전극과 교차하는 방향으로 연장되는 스트라이프 형상의 전극이 형성되는, 이른바 패시브 매트릭스형 LCD의 경우 등, 수평 방향으로 연장되는 차광층과, 수직 방향의 차광층을 전극의 연장 방향에 따라 각각 상이한 기판에 형성하여도 된다. 이 경우에도, 렌즈 구조는, 관찰측의 기판측에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 실시예에서, 제2 기판(14) 상에 색 필터를 배치하는 구성을 기술하였지만, 제1 기판(12) 상에 색 필터를 배치한 구성에서도, 렌즈 구조를 채용하여 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같은 렌즈 구조에 의해, 본 발명에서는, 차광 영역을 상대적으로 눈에 띄지 않게 하여, 화상의 거친 느낌을 저감시킬 수 있게 한다.

Claims

2매의 기판 사이에 액정이 봉입된 액정 표시 장치로서,

상기 기판 중, 관찰측의 기판에, 각 화소 또는 복수의 화소를 갖는 화소군의 표시 가능 영역에 대응하여 렌즈 구조가 형성되고, 상기 렌즈 구조에 의해 상기 화소 또는 화소군의 표시 가능 영역을 확대 표시하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 화소군은, 상기 액정 표시 장치의 수평 주사 방향으로 배열되는 복수의 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 표시 가능 영역에 형성된 상기 렌즈 구조는 볼롤 렌즈인 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 렌즈 구조는, 상기 관찰측의 기판의 상기 액정측의 표면을 선택적으로 에칭하여 오목 형상면을 형성하고, 상기 오목 형상면을 상기 기판과 상이한 굴절율의 층으로 피복하여 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 렌즈 구조는, 상기 관찰측 기판의 상기 관찰측 표면을 선택적으로 에칭하여 형성한 볼록 형상면에 의해 구성되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,

상기 각 화소 또는 상기 화소군의 간극에 형성되어 있는 차광 영역에 대응하는 위치에도 상기 렌즈 구조가 형성되고, 상기 차광 영역을 축소 표시하는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서,

상기 렌즈 구조는, 상기 관찰측 기판의 상기 액정측 표면을 선택적으로 에칭하여 볼록 형상면을 형성하고, 상기 볼록 형상면을 구비하는 상기 기판을, 상기 기판과 상이한 굴절율의 층으로 피복하여 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서,

상기 렌즈 구조는, 상기 관찰측 기판의 상기 관찰측 표면을 선택적으로 에칭하여 형성한 오목 형상면을 이용하여 구성되어 있는 액정 표시 장치.
2매의 기판 사이에 액정이 봉입된 액정 표시 장치로서,

상기 기판 중, 관찰측의 기판에, 인접하는 화소의 간극에 형성되어 있는 차 광층에 대응하여 렌즈 구조가 형성되고, 상기 렌즈 구조에 의해 상기 차광 영역을 축소 표시하는 액정 표시 장치.
제9항에 있어서,

상기 렌즈 구조는, 적어도 수평 주사 방향으로 연장되는 상기 차광 영역에 대응하여 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제9항에 있어서,

상기 차광 영역에 형성된 상기 렌즈 구조는 오목 렌즈인 액정 표시 장치.
제9항에 있어서,

상기 렌즈 구조는, 상기 관찰측 기판의 상기 액정측 표면을 선택적으로 에칭하여 볼록 형상면을 형성하고, 상기 볼록 형상면을 구비하는 상기 기판을, 상기 기판과 상이한 굴절율의 층에 의해 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제9항에 있어서,

상기 렌즈 구조는, 상기 관찰측 기판의 상기 관찰측 표면을 선택적으로 에칭하여 형성한 볼록 형상면을 이용하여 구성되어 있는 액정 표시 장치.