KR20120052177A - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

액정 패널에 인가하는 전압을 조정함으로써 실린드리컬 렌즈를 형성하는 액정 렌즈를 이용한 표시 장치에서의 3D 표시시에서의 크로스토크를 저감시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 것이다. 화상 표시를 행하는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 표시면측에 배치되며, 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 병설되는 실린드리컬 렌즈 형상으로 굴절률을 제어하여 시차 장벽을 형성하는 제2 액정 표시 패널을 구비하고, 2차원 표시와 3차원 표시를 절환하여 화상 표시시키는 표시 장치로서, 상기 제2 액정 표시 패널은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 액정층을 개재하여 대향 배치되는 한 쌍의 투명 기판을 구비하고, 상기 제1 기판은, 면 형상의 투명 전극을 구비하고, 상기 제2 기판은, 투명 전극 재료로 이루어지며, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 병설되는 투광성의 단책 형상 전극과, 상기 단책 형상 전극에 겹쳐서 형성되며, 상기 제1 방향으로 연장되어 이루어지는 선 형상의 차광부를 구비하여 이루어지는 표시 장치이다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 표시면측에 렌즈 기능을 갖는 표시 패널을 포함하는 액정 렌즈 방식의 3차원 표시 장치에 관한 것이다.

종래의 표시 장치에는, 안경 등을 사용하지 않고 나안에 의한 2차원(2D) 표시와 3차원(3D) 표시가 절환 가능한 표시 장치가 있다. 이러한 표시 장치는, 예를 들면, 화상 표시를 행하는 제1 액정 표시 패널과, 그 제1 액정 표시 패널의 표시면측(관찰자측)에 배치되며, 3D 표시시에는 관찰자의 좌우 눈에 각각의 광선을 입사시키는 시차 장벽을 형성하는 제2 액정 표시 패널을 구비하는 액정 표시 장치이다. 이러한 표시 장치에서는, 제2 액정 표시 패널의 액정 분자의 배향을 제어함으로써, 제2 액정 표시 패널 내의 굴절률을 변화시켜, 표시면의 상하 방향으로 연장되고 좌우 방향으로 병설되는 렌즈(렌티큘러 렌즈, 실린드리컬 렌즈 어레이) 영역을 형성하고, 좌우 눈에 대응하는 화소의 광을 관찰자의 시점으로 돌리는 구성으로 되어 있다. 이러한 표시 장치는, 액정 렌즈 방식의 3차원 표시 장치로 불리고 있다.

액정 렌즈 방식의 3차원 표시 장치에는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 자동 입체시(立體視) 표시 장치가 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 표시 장치에서는, 액정층을 개재하여 대향 배치되는 한쪽의 투명 기판 상에 면 형상의 전극이 형성됨과 함께, 다른 쪽의 투명 기판에는 렌즈의 형성 방향으로 연장되는 단책 형상 전극(선 형상 전극)이 형성되고, 렌즈의 배열 방향으로 선 형상 전극이 병설되는 구성으로 되어 있다. 이 구성에 의해, 단책 형상 전극에 인가하는 전압과 면 형상 전극에 인가하는 전압을 제어하여 액정 분자의 굴절률을 제어하여, 2D 표시와 3D 표시를 절환 제어 가능한 구성으로 되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특표 2009-520231호 공보

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 표시 장치에서는, 3D 표시시에서, 소정의 눈에만 표시되는 시차 화상이 다른 쪽의 눈에도 보이는 소위 크로스토크의 발생이 우려되고 있다. 이 크로스토크가 발생하면, 본래, 보여서는 안되는 다른 쪽의 눈의 화상이 겹쳐서 표시되기 때문에, 3D 표시의 품질이 크게 저하되게 되므로, 크로스토크의 저감이 갈망되고 있다.

본 발명은 이들 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 액정 패널에 인가하는 전압을 조정함으로써 실린드리컬 렌즈를 형성하는 액정 렌즈를 이용한 표시 장치에서의 3D 표시시에서의 크로스토크를 저감시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 것에 있다.

(1) 상기 과제를 해결하기 위해, 화상 표시를 행하는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 표시면측에 배치되는 액정 표시 패널{그 액정 표시 패널은 (면 형상의 투명 전극을 구비하는 투명한 제1 기판)과 (투명 전극 재료로 이루어지며, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 병설되는 투광성의 단책 형상 전극과, 상기 단책 형상 전극에 겹쳐서 형성되며, 상기 제1 방향으로 연장되어 이루어지는 단책 형상의 차광부를 구비함과 함께 상기 제1 기판에 대향하는 투명한 제2 기판)과 (상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 협지되는 액정층)을 구비함}을 구비하고, 2차원 표시와 3차원 표시를 절환하여 화상 표시시키는 표시 장치로서,

상기 액정층의 굴절률을 제어함으로써, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 병설되며, 시차 장벽으로 되는 실린드리컬 렌즈가 형성된다.

(2) 상기 과제를 해결하기 위해, 화상 표시를 행하는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 표시면측에 배치되는 액정 표시 패널{그 액정 표시 패널은 (면 형상의 투명 전극을 구비하는 투명한 제1 기판)과 (차광성을 갖는 금속 재료로 이루어지며, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향으로 교차하는 제2 방향으로 병설되는 단책 형상 전극을 구비함과 함께 상기 제1 기판에 대향하는 투명한 제2 기판)과 (상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 협지되는 액정층)을 구비함}을 구비하고, 2차원 표시와 3차원 표시를 절환하여 화상 표시시키는 표시 장치로서,

상기 액정층의 굴절률을 제어함으로써, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 병설되며, 시차 장벽으로 되는 실린드리컬 렌즈가 형성된다.

본 발명에 따르면, 액정 패널에 인가하는 전압을 조정함으로써 실린드리컬 렌즈를 형성하는 액정 렌즈를 이용한 표시 장치에 있어서, 3D 표시시의 크로스토크를 저감시켜 표시 화질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 그 밖의 효과에 대해서는, 명세서 전체의 기재로부터 명백해진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1의 표시 장치의 전체 구성을 설명하는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1의 표시 장치에서의 제1 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 3은 실시 형태 1의 제1 액정 표시 패널에서의 제1 기판측의 박막 트랜지스터 구성을 설명하는 도면.
도 4는 실시 형태 1의 제1 액정 표시 패널에서의 화소 구성을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 상세 구성을 설명하는 평면도.
도 6은 도 5에 도시하는 A-A선에서의 제2 액정 표시 패널의 단면도.
도 7a?도 7c는 종래의 제2 액정 표시 패널에서의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 도면.
도 8은 종래의 제2 액정 표시 패널에서의 단책 형상 전극 위치와 액정 렌즈의 굴절률과의 관계를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널에서의 단책 형상 전극과 액정 렌즈의 굴절률과의 관계를 설명하는 도면.
도 10은 액정 렌즈를 이용한 3D 표시시의 관찰자와 제1 액정 표시 패널과의 관계를 설명하는 도면.
도 11은 본 발명의 표시 장치인 액정 표시 장치에서의 차광부 점유율과 므와레 강도와의 계측 결과를 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 표시 장치인 액정 표시 장치에서의 전극 점유율과 크로스토크와의 계측 결과를 도시하는 도면.
도 13a?도 13d는 본 발명의 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널에서의 단책 형상 전극 및 차광부와 대향 전극의 다른 구성예를 설명하는 도면.
도 14는 본 발명의 실시 형태 2의 표시 장치인 액정 표시 장치의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 15a?도 15f는 본 발명의 실시 형태 3의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널 LCD2의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 16은 본 발명의 실시 형태 4의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 17은 본 발명의 실시 형태 5의 표시 장치인 액정 표시 장치의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 18은 본 발명의 실시 형태 6의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 19는 본 발명의 실시 형태 7의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 20은 본 발명의 실시 형태 8의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 21은 본 발명의 실시 형태 9의 표시 장치인 액정 표시 장치의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 22a 및 도 22b는 본 발명의 표시 장치를 구비하는 실시 형태 10의 정보 기기의 개략 구성을 설명하는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 반복 설명은 생략한다.

<실시 형태 1>

<전체 구성>

도 1은 본 발명의 실시 형태 1의 표시 장치(액정 표시 장치)의 전체 구성을 설명하는 단면도이고, 이하, 도 1에 기초하여, 실시 형태 1의 표시 장치의 전체 구성을 설명한다. 단, 이하의 설명에서는, 화상 표시를 행하는 표시 패널로서 비발광형의 제1 액정 표시 패널 LCD1과 백라이트 장치를 이용하는 경우에 대하여 설명한다. 즉, 표시 패널은, 액정 표시 패널과 백라이트 장치를 구비하고 있다. 그러나, 화상 표시를 행하는 표시 패널은 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 비발광형의 표시 패널이나 유기 EL 표시 패널 등의 자발광형의 표시 패널 등을 이용해도 된다.

실시 형태 1의 액정 표시 장치는, 화상 표시용의 액정 표시 패널인 제1 액정 표시 패널 LCD1과, 투과광의 굴절률을 제어하여 렌즈(렌티큘러 렌즈, 실린드리컬 렌즈 어레이)로서 기능하는 제2 액정 표시 패널 LCD2를 구비하고 있다. 실시 형태 1의 액정 표시 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛(백라이트 장치) BLU로부터 순서대로, 제1 액정 표시 패널 LCD1 및 제2 액정 표시 패널 LCD2가 각각 겹쳐서 배치되어 있다. 즉, 제1 액정 표시 패널 LCD1의 표시면측(관찰자측)에 제2 액정 표시 패널 LCD2가 배치되어 있다. 이때, 제1 액정 표시 패널 LCD1과 제2 액정 표시 패널 LCD2의 위치 정렬이 어긋나는 것을 방지하기 위해서, 제1 액정 표시 패널 LCD1과 제2 액정 표시 패널 LCD2는 접착 부재 ADH에 의해 고정되어 있다. 또한, 접착 부재 ADH는, 주지의 수지 부재 등으로 이루어지지만, 제1 기판 SUB11, SUB21 및 제2 기판 SUB12, SUB22로서 사용하는 투명 기판(예를 들면, 글래스 기판)과 대략 동등한 굴절률을 갖는 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.

실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2는, 예를 들면, 비틀림 네마틱 방식(이하, TN(Twisted Nematic) 방식으로 기재함)의 액정 표시 패널로 형성되어 있다. 액정 표시 패널 LCD2의 복수의 전극(단책 형상 전극)에 각각 전압을 인가하지 않는 경우, 제1 액정 표시 패널 LCD1로부터의 출사광(표시 화상)을 그대로 투과(통과)시킴으로써 그 표시 장치는 2D 표시를 행한다. 이에 대하여, 액정 표시 패널 LCD2의 복수의 전극에 전압을 각각 인가하는 경우, 액정 표시 패널 LCD2는, 제1 액정 표시 패널 LCD1로부터의 출사광(표시 화상)을 관찰자의 좌우 눈에 각각 입사시키는 양눈 시차를 부여하기 위한 시차 장벽으로 되는 렌즈로서 작용함으로써, 그 표시 장치는 3D 표시를 행한다. 이와 같이, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2는, 액정에 전계를 인가하지 않은 상태에서는 입사광을 그대로 투과시키는 액정 표시 패널이며, 그 상세에 대하여는 후에 상술한다. 또한, 제2 액정 표시 패널 LCD2는 TN 방식에 한정되는 것은 아니고, 다른 방식이어도 된다.

또한, 제1 액정 표시 패널 LCD1은, TN 방식의 액정 표시 패널, VA(Vertical Alignment) 방식의 액정 표시 패널, 및 IPS(In-Plane Switching) 방식의 액정 표시 패널 등 중 어느 방식의 액정 표시 패널을 이용해도 된다. 또한, 제1 액정 표시 패널 LCD1은 주지의 액정 표시 패널로 되므로, 확산판 등의 광학 시트나 편광판 등은 생략한다.

<제1 액정 표시 패널의 구성>

도 2는 본 발명의 실시 형태 1의 표시 장치에서의 제1 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면이고, 도 3은 실시 형태 1의 제1 액정 표시 패널에서의 제1 기판측의 박막 트랜지스터 구성을 설명하는 도면이며, 도 4는 실시 형태 1의 제1 액정 표시 패널에서의 화소 구성을 설명하는 도면이다. 단, 도면 중에 나타내는 X, Y는, 각각 X축, Y축을 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1의 액정 표시 패널 LCD1은 주지의 액정 표시 패널이며, 실시 형태 1의 액정 표시 패널 LCD1은, 글래스 기판 등의 주지의 한 쌍의 투명 기판(제1 기판 SUB11, 제2 기판 SUB12)과 액정층(액정 분자 LC)을 구비한다. 한 쌍의 투명 기판은, 대향 배치되어 있고, 액정층은 한 쌍의 투명 기판에 협지된다. 제1 기판 SUB11에는 주지의 박막 트랜지스터나 화소 전극 등이 형성되고, 제2 기판 SUB12에는 컬러 필터나 주지의 블랙 매트릭스 등이 형성되어 있다. 이때, 예를 들면, 제1 기판 SUB11은 제2 기판 SUB12보다도 큰 투명 기판으로 형성되고, 주변부에 외부와의 접속을 위한 접속 단자 등이 형성되어 있다. 또한, 제1 기판 SUB11과 제2 기판 SUB12는, 제2 기판 SUB12의 주변부를 따라서 고리 형상으로 도포된 주지의 시일재로 고정되고, 제1 기판 SUB11과 제2 기판 SUB12 사이에, 액정이 밀봉된다. 게다가, 제1 기판 SUB11의 백라이트 장치측(액정측의 면과 대향하는 면)에는, 제1 편광판 POL1이 배치되고, 제2 기판 SUB12의 표시면측(액정측의 면과 대향하는 면)에는, 제2 편광판 POL2가 배치되고, 제1 편광판 POL1과 제2 편광판 POL2는 편광 방향이 90°를 이루도록 배치되어 있다.

단, 실시 형태 1의 액정 표시 패널 LCD1에서는, 액정이 봉입된 영역 중, 컬러 표시용의 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 부(副)화소로 이루어지는 화소 영역(이하, 화소로 기재함)이 표시 영역으로 된다. 따라서, 액정이 봉입되어 있는 영역 내라도, 화소가 형성되어 있지 않은 영역은 표시 영역으로는 되지 않는다.

실시 형태 1의 액정 표시 패널 LCD1에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 기판 SUB11의 액정측의 면에 형성되는 표시 영역 내에, 도면 중 X 방향으로 연장되고 Y 방향으로 병설되는 복수의 게이트선 GL이 형성되어 있다. 또한, 도면 중 Y 방향으로 연장되고 X 방향으로 병설되는 복수의 드레인선 DL이 형성되어 있다. 드레인선 DL과 게이트선 GL로 둘러싸이는 사각 형상의 영역은, 제2 기판 SUB12에 형성되는 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터에 대응하고 있고, 이 RGB의 3개의 부화소 SPL로 이루어지는 각 화소가, 도 4에 도시한 바와 같이, 표시 영역 내에서 매트릭스 형상으로 배치된다. 또한, 실시 형태 1에서는, RGB의 각 부화소 SPL이 Y 방향으로 병설되는 것으로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, RGB의 각 부화소 SPL이 X 방향으로 병설되는 등, 다른 배열이어도 된다.

각 부화소 SPL은, 게이트선 GL로부터의 주사 신호에 의해 온되는 박막 트랜지스터 TFT와, 계조 신호(계조 전압)가 공급되는 도시하지 않은 화소 전극과, 인접하는 게이트선 GL과의 사이에 형성되는 기생 용량 Cs를 구비하고 있다. 또한, 드레인선 DL에 화소 전극에 인가되는 계조 신호가 인가되고, 그 계조 신호가, 온 상태에 있는 박막 트랜지스터 TFT, 및, 그 박막 트랜지스터 TFT와 상기 화소 전극과의 사이에 배치되는 컨택트홀 CH를 통하여, 화소 전극에 공급된다. 또한, IPS 방식의 액정 표시 패널의 경우에는, 박막 트랜지스터 TFT가 형성되는 측의 제1 기판 SUB11에, 계조 신호의 전위에 대하여 기준으로 되는 전위를 갖는 공통 신호가 공급되는 도시하지 않은 공통 전극을 구비한다. 또한, VA 방식이나 TN 방식의 액정 표시 패널의 경우에는, 제2 기판 SUB12의 측에, 컬러 필터 등과 함께 공통 전극이 형성된다.

<제2 액정 표시 패널의 구성>

도 5는 본 발명의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 상세 구성을 설명하는 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시하는 A-A선에서의 제2 액정 표시 패널의 단면도이다. 이하, 도 5 및 도 6을 이용하여, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널에 대하여 상세하게 설명한다. 단, 도면 중에 나타내는 X, Y, Z는, 각각 X축, Y축, Z축을 나타낸다.

도 5에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2는, Y 방향으로 연장되고 X 방향으로 병설되는 복수의 단책 형상 전극 PX를 구비하고, 각 단책 형상 전극 PX의 일단은 제2 액정 표시 패널 LCD2의 긴 변측의 한쪽의 변연을 따라서 X 방향으로 연장되는 배선부 WR에 접속되어 있다. 또한, Y 방향과 X 방향은 교차하고 있다. 이때, 제2 액정 표시 패널 LCD2에서의 단책 형상 전극 PX는, 예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide)나 ZnO(산화아연)계의 투명 전극 재료로 형성되지만, 배선부 WR은 투명 전극에 한정되지 않는다. 이 구성에 의해, 후에 상술하는 바와 같이, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 인접하여 배치되는 한 쌍의 단책 형상 전극 PX의 사이에 Y 방향으로 연장되는 실린드리컬 렌즈가 X 방향으로 병설되어, 렌티큘러 형상으로 실린드리컬 렌즈 어레이가 형성된다. 즉, Y 방향으로 연장되고 X 방향으로 병설되는 복수의 실린드리컬 렌즈가 형성되고, 복수의 실린드리컬 렌즈가 시차 장벽으로 된다. 이때, 제2 액정 표시 패널 LCD2의 실린드리컬 렌즈 어레이가 형성되는 영역은, 제1 액정 표시 패널 LCD1의 표시 영역에 대응하는 위치이다. 그 결과, 실시 형태 1의 액정 표시 장치에서는, 관찰자의 좌우 양눈이 X 방향으로 나란히 있는 경우에, 상이한 화소의 광 즉 상이한 시점의 화상을 관찰자의 좌우 양눈에 각각 배분하는 것이 가능해져, 입체시가 가능해진다.

이때, 도 6의 단면도(도 5의 A-A선의 단면)에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2는, 한 쌍의 투명 기판(투명한 제1 기판 SUB21, 투명한 제2 기판 SUB22)과 액정층(액정 분자 LC)을 구비한다. 한 쌍의 투명 기판은, 대향 배치되어 있고, 액정층은 한 쌍의 투명 기판에 협지된다. 도면 중 상측에 배치되는 제2 기판 SUB22의 대향면측(액정측의 면)에는, 예를 들면, 주지의 블랙 매트릭스 등의 수지 부재로 이루어지며, Y 방향으로 연장되고 X 방향으로 병설되는 복수의 차광부 BM이 형성되어 있다. 차광부 BM의 형상은 단책 형상이다. 이 차광부 BM의 상층에 즉 액정측에, 투광성의 복수의 단책 형상 전극 PX가 형성되어 있다. 또한, 단책 형상 전극 PX의 병설 방향에서(X 방향에서), 실시 형태 1의 차광부 BM의 폭은, 그 단책 형상 전극 PX와 동일한 폭으로 되어 있다. 즉, 단책 형상 전극 PX의 X 방향의 폭은, 차광부 BM의 폭과 동일한 폭으로 형성된다.

실시 형태 1의 표시 장치의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서, 액정 표시 패널 LCD1이 출사하는 광 중, 단책 형상 전극 PX에 입사하는 광은, 차광부 BM(차광체)에 의해 차단되어, 제2 액정 표시 패널 LCD2의 표시면측(관찰자측)으로부터 출사되지 않는다.

또한, 시차가 생기지 않고 투과율이 높아지기 때문에, 전술한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX와 차광부 BM은 근접하여 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 단책 형상 전극 PX와 차광부 BM을 각각의 투명 기판(제1 기판 SUB21, 제2 기판 SUB22)에 형성해도 된다. 또한, 차광부 BM의 형성 재료는, 블랙 매트릭스 등과 마찬가지의 수지 재료에 한정되는 것은 아니고, 차광성을 갖는 다른 재료이어도 된다. 게다가, 단책 형상 전극 PX의 단면 형상은 사각 형상에 한정되는 것은 아니고, 다른 형상이어도 된다. 예를 들면, 경사 방향으로 전계가 생기도록, 사다리꼴이나 원호 형상으로 해도 된다.

한편, 제1 기판 SUB21의 대향면측(액정측의 면)에는, ITO나 ZnO 등의 투명 도전막으로 형성되는 평판 형상의 전극(대향 전극) CT가 형성되어 있다. 이와 같이, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 단책 형상 전극 PX와 차광부 BM을 겹쳐서 형성함으로써, 후에 상술하는 바와 같이, 단책 형상 전극 PX의 형성 개소에서의 굴절률의 불균일에 수반되는 크로스토크의 영향을 대폭 저감하는 것이 가능해지므로, 3D 표시시에서의 화질을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

<제2 액정 표시 패널의 상세 설명>

다음으로, 도 7a?도 7c는 종래의 제2 액정 표시 패널에서의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 도면이고, 도 8은 종래의 제2 액정 표시 패널에서의 단책 형상 전극 위치와 액정 렌즈의 굴절률과의 관계(그래프 G1)를 설명하는 도면, 도 9는 본 발명의 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널에서의 단책 형상 전극과 액정 렌즈의 굴절률과의 관계(그래프 G2)를 설명하는 도면, 도 10은 액정 렌즈를 이용한 3D 표시시의 관찰자와 제1 액정 표시 패널과의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 7a?도 10을 이용하여, 실시 형태 1의 액정 표시 장치에 의한 3D 표시에 대하여 설명한다. 또한, 도 7a는 단책 형상 전극과 대향 전극에 전계를 인가한 3D 표시시에서의 액정 렌즈의 형성 부분에서의 전계의 상태를 도시하는 도면이고, 도 7b는 단책 형상 전극과 대향 전극에 전계를 인가하지 않는 2D 표시시에서의 액정 렌즈의 형성 부분에서의 액정 분자의 상태를 도시하는 도면이며, 도 7c는 단책 형상 전극과 대향 전극에 전계를 인가한 3D 표시시에서의 액정 렌즈의 형성 부분에서의 액정 분자의 상태를 도시하는 도면이다.

도 7a에 도시한 바와 같이, 종래의 제2 액정 표시 패널 LCD3에서, 제2 기판 SUB32(한 쌍의 기판 중 관찰자측에 배치되어 있음)의 대향면측에, 투명 도전 재료로 이루어지는 단책 형상 전극 PX가 형성되어 있다. 또한, 액정층(액정 분자 LC)을 개재하여 대향 배치되는 제1 기판 SUB31의 대향면측에, 투명 도전 재료로 이루어지는 평판 형상의 대향 전극 CT가 형성되어 있다. 이와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 제2 액정 표시 패널 LCD3을 이용한 액정 표시 장치에서, 2D 표시를 행하는 경우에는, 제1 액정 표시 패널 LCD1에는 2D 표시에 대응한 화상, 즉 종래의 2D 표시와 동일한 화상이 표시된다. 이때는, 제2 액정 표시 패널 LCD3(제1 액정 표시 패널 LCD1의 관찰자측에 배치됨)에서는, 단책 형상 전극 PX와 대향 전극 CT에는 동일한 전압이 인가되고, 그 사이에는 전계가 생기지 않는다. 그 결과, 도 7b에 도시한 바와 같이, 액정 분자 LC는 초기 배향 상태 그대로 되어, 제1 액정 표시 패널 LCD1의 모든 화소로부터의 표시광이 관찰자의 좌우의 눈에 도달하여, 2D 표시의 화상이 인식되게 된다.

한편, 3D 표시를 행하는 경우에는, 종래의 제2 액정 표시 패널 LCD3에서, 도 7a에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX와 대향 전극 CT 사이에 화살표로 나타내는 전계 EF를 인가함으로써, 인접 배치되는 각 단책 형상 전극 PX와의 사이에 Y 방향으로 연장되고 X 방향으로 병설되는 복수의 실린드리컬 렌즈(즉, 실린드리컬 렌즈 어레이)가 형성된다. 즉, 도 7c에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX와 대향 전극 CT와의 사이에 인가되는 전계 EF에 의해, 액정 분자의 배향 방향을 제어하여, 인접하는 단책 형상 전극 PX와의 사이에서 그 굴절률을 변화시켜(제어함으로써), 실린드리컬 렌즈를 형성하고 있다.

여기서, 본원 발명자는, 도 7a에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX가 형성되는 영역에서는, 전계 EF의 방향이 X 방향에 대하여 반대 방향으로 되기 때문에 액정 분자 LC의 배향 방향의 제어가 곤란해져, 점선 B로 나타내는 영역에 액정 배향의 불균일인 디스크리네이션이 생기고, 그 결과, 굴절률 분포가 불균일하게 되는 것을 발견하였다. 종래의 제2 액정 표시 패널 LCD3에서의 한 쌍의 단책 형상 전극 PX간에서의 X 방향의 굴절률의 계측 결과인 도 8의 그래프 G1로부터 명백해지는 바와 같이, 인접하는 단책 형상 전극 PX와의 사이인 구간 P2?구간 P3에서는 실린드리컬 렌즈가 형성된다. 이에 대하여, 단책 형상 전극 PX가 형성되는 구간 P1?구간 P2 및 구간 P3?구간 P4에서는, 액정 렌즈인 실린드리컬 렌즈의 굴절률이 크게 불균일하게 되고, 그 결과, 크로스토크가 증대되게 되는 것이 판명되었다.

이와 같이, 본원 발명자들은 액정 패널을 이용하여 형성한 실린드리컬 렌즈 어레이의 특성을 계측하여, 인접하는 렌즈(실린드리컬 렌즈)와의 경계 부분에서 생기는 액정 분자의 배향 불균일이 가장 큰 원인인 것을 알아냈다. 즉, 각각의 실린드리컬 렌즈를 형성하기 위한 전계를 인가하는 단책 형상 전극 중에서, 인접하는 렌즈 사이에 형성되는 전극 부분에서는, 단책 형상 전극과 면 형상 전극과의 사이의 영역에 디스크리네이션 즉 액정 분자의 배향 불균일이 발생하고, 이 배향 불균일에 의해 굴절률 분포가 렌즈 형상으로 되지 않기 때문에, 크로스토크가 생기게 된다.

따라서, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 전술한 도 6에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX에 겹쳐서 차광부 BM이 형성되어 있다. 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서의 한 쌍의 단책 형상 전극 PX간에서의 X 방향의 굴절률의 계측 결과의 그래프 G2가, 도 9에 도시되어 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 단책 형상 전극 PX와의 사이의 구간 P2?구간 P3에서는 실린드리컬 렌즈가 형성되어 있음과 함께, 단책 형상 전극 PX가 형성되는 구간 P1?구간 P2 및 구간 P3?구간 P4의 영역에서는 굴절률이 불균일해진 표시광이 차폐되어 있다. 그 결과, 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2에 형성되는 시차 장벽으로 되는 실린드리컬 렌즈에서는, 크로스토크가 저감된다. 그에 의해, 3D 표시시에서의 화질을 향상시키는 것이 가능해진다. 이때, 종래의 제2 액정 표시 패널 LCD3을 이용한 액정 표시 장치에서는 6％의 크로스토크가 발생하였지만, 실시 형태 1의 액정 표시 장치에서는 크로스토크가 3％로 반감되어 있다. 또한, 굴절률은, 위치의 이차 함수로 변화하는 것이 바람직하지만, 이차 함수의 굴절률로부터 어긋나 있어도 크로스토크가 생기지 않을 정도로 굴절률 분포가 존재하고 있으면 된다. 예를 들면, 2시점의 경우에는, 렌즈 중심 부근에서 작은 굴절률 변화가 존재하고 있어도 되고, 이 경우, 크로스토크는 작다.

또한, 실시 형태 1의 표시 장치에서는, 관찰자의 양눈에 시차를 부여함으로써 나안 3D 표시를 가능하게 하고 있으므로, 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 관찰자의 오른쪽 눈 RE에는 제1 액정 표시 패널 LCD1에 표시되는 우안용 화상 R가 입사하고, 왼쪽 눈 LE에는 좌안용 화상 L이 입사하도록, 소정의 폭으로 단책 형상 전극 PX가 형성되어 있다. 단, 단책 형상 전극 PX의 간격은, 관찰자의 시점 위치에 따라서 변화하게 되므로, 좌우의 눈의 간격 B, 제1 액정 표시 패널 LCD1의 화소 피치 P, 제2 액정 표시 패널 LCD2에 형성되는 렌즈 LZ의 피치(렌즈 피치) Q 사이에는, 하기의 수학식 1에 나타내는 관계가 있다.

따라서, 실시 형태 1의 액정 표시 장치에 구비되는 제1 액정 표시 패널 LCD1과 제2 액정 표시 패널 LCD2는, 미리 설정한 시점에 대하여, 수학식 1에 따른 화소 피치 P 및 렌즈 피치 Q를 갖고 있다. 또한, 실시 형태 1의 액정 표시 장치는 2시점에 한정되는 것은 아니고, 2시점 이상의 다른 시점 방식에도 응용할 수 있는 것이다.

도 11은 본 발명의 표시 장치인 액정 표시 장치에서의 차광부 점유율과 므와레 강도와의 계측 결과(그래프 G3)를 도시하는 도면이고, 도 12는 본 발명의 표시 장치인 액정 표시 장치에서의 전극 점유율과 크로스토크와의 계측 결과(그래프 G4?G6)를 도시하는 도면이다. 여기서, 도 11에 도시한 므와레 강도는 므와레가 보이기 쉬운 것을 나타내고 있고, 차광부 점유율 c는 차광부 BM의 X 방향의 폭 S와 렌즈 피치 Q로부터, c=S/Q로 정의된다. 또한, 도 12에 도시한 전극 점유율 r은, 단책 형상 전극 PX의 X 방향의 폭 W와 렌즈 피치 Q로부터, r=W/Q로 정의된다. 도 12에 도시한 그래프 G4는, 투명 전극만으로 형성한 경우(차광부 점유율 c가 0인 경우)를, G5는 차광부 점유율 c가 0.06인 경우를, G6은 전극 폭과 차광부 폭이 동일한 경우를, 각각 나타내고 있다.

도 11에 도시한 그래프 G3으로부터 명백해지는 바와 같이, 전극 폭을 작게 하면 므와레가 발생하기 어려워진다. 므와레를 신경쓰지 않을 정도로 저감하기 위해서는, 므와레 강도를 0.3 이하로 할 필요가 있고, 그래프 G3으로부터 차광부 점유율은 0.1 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배리어 방식의 3D에 이용되는 전극 점유율 0.5의 ITO 전극과 동일한 정도의 므와레 강도 0.15 이하로 하기 위해서는, 차광부 점유율은 0.05 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 실시 형태 1의 표시 장치에서, 도 6에 도시한 단책 형상 전극 PX의 폭과 차광부 BM의 폭이 동일하고, 크로스토크를 3％ 이하로 하기 위해서는, 도 12의 그래프 G6에 나타내는 바와 같이, 전극 점유율을 0.05 이상으로 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1의 표시 장치인 액정 표시 장치에서는, 화상 표시를 행하는 제1 액정 표시 패널 LCD1의 표시면측에 제2 액정 표시 패널 LCD2가 배치되고, 3D 표시시에는 제2 액정 표시 패널 LCD2에 시차 장벽으로 되는 실린드리컬 렌즈가 형성됨과 함께, 제1 액정 표시 패널 LCD1에 3D 표시에 대응한 영상이 표시된다.

또한, 제2 액정 표시 패널 LCD2의 한쪽의 투명 기판에 복수의 단책 형상 전극 PX가 형성되고, 액정층을 개재하여 대향 배치되는 다른 쪽의 투명 기판에 평판 형상의 대향 전극 CT가 형성되어 있다. 그리고, 3D 표시시에는, 복수의 단책 형상 전극 PX와 대향 전극 CT와의 사이에 전계가 인가됨으로써, 단책 형상 전극 PX의 연장 방향을 따라서 연장됨과 함께, 단책 형상 전극 PX의 병설 방향을 따라서 병설되는 복수의 실린드리컬 렌즈가 형성된다. 그 때문에, 3D 표시시에는, 복수의 실린드리컬 렌즈가 시차 장벽으로 되고, 또한, 단책 형상 전극 PX를 따라서 겹쳐서 형성되는 차광부가 형성되어 있다. 차광부에 의해 액정 분자의 배향 불균일에 수반되는 굴절률 분포가 불균일해지는 영역을 통과하는 표시광이 차광되므로, 3D 표시시에서의 크로스토크가 대폭 저감되어, 3D 표시 화상을 고화질로 표시시키는 것이 가능해진다.

도 13a?도 13d는 본 발명의 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널에서의 단책 형상 전극 및 차광부와 대향 전극의 다른 구성예를 설명하는 도면이다. 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 도 13a에 도시한 바와 같이, 제2 기판 SUB22의 표면에 차폐부 BM이 형성되고, 그 차폐부 BM의 상층에 단책 형상 전극 PX가 형성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 13b에 도시한 바와 같이, 제2 기판 SUB22의 표면에 단책 형상 전극 PX가 형성되고, 그 단책 형상 전극 PX의 상층에 차광부 BM이 형성되어도 된다. 또한, 도 13c에 도시한 바와 같이, 제2 기판 SUB22의 표면에 평판 형상의 대향 전극 CT가 형성되고, 제1 기판 SUB21의 표면에 차광부 BM과 단책 형상 전극 PX가 이 순번으로 형성되어도 된다. 또한, 도 13d에 도시한 바와 같이, 제2 기판 SUB22의 표면에 평판 형상의 대향 전극 CT가 형성되고, 제1 기판 SUB21의 표면에 단책 형상 전극 PX와 차광부 BM이 이 순번으로 형성되어도 된다. 특히, 도 13b나 도 13d에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX보다도 액정층 LC의 측에 차광부 BM을 형성하는 경우에는, 차광부 BM을 레지스트로 하여 단책 형상 전극 PX를 에칭할 수 있으므로, 차광부 BM의 형성에 수반되는 제조 공정의 증가를 방지할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻을 수 있다.

<실시 형태 2>

도 14는 본 발명의 실시 형태 2의 표시 장치인 액정 표시 장치의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 이하, 도 14에 기초하여 실시 형태 2의 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 단, 실시 형태 2의 액정 표시 장치는, 제2 액정 표시 패널 LCD2에 형성되는 차광부 BM의 구성을 제외한 다른 구성은 실시 형태 1과 마찬가지로 된다. 따라서, 이하의 설명에서는, 차광부 BM과 단책 형상 전극 PX에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 설명을 간단하게 하기 위해서, 도 14는 제2 기판 SUB22를 도면 중 하측으로 하고, 제1 기판 SUB21을 도면 중 상측으로 하고 있다.

도 14에 도시한 바와 같이, 실시 형태 2의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, X 방향 즉 단책 형상 전극 PX의 병설 방향에서, 차광부 BM의 폭 S가 그 단책 형상 전극 PX의 폭 W보다도 작다. 이때, 도 14에 도시한 차광부 BM의 X 방향측의 변연부는 단책 형상 전극 PX의 X 방향측의 변연부보다도 중심에 근접해 있다. 즉, 실시 형태 2의 단책 형상 전극 PX의 폭 W는 차광부 BM의 폭 S보다도 크게 형성되어, X 방향에서 그 차광부 BM의 변연부보다도 단책 형상 전극 PX의 변연부가 외측에 위치한다. 그 결과, 단책 형상 전극 PX의 액정측의 표면의 일부가 차광부 BM보다 노출되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 실시 형태 2의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 투명 전극으로 이루어지는 단책 형상 전극 PX의 X 방향의 폭 W와 차광부 BM의 X 방향의 폭 S를 각각 상이한 폭으로 형성하는 것이 가능해진다. 이때, 도 12에 도시한 그래프 G4(투명 전극만으로 형성한 경우) 및 그래프 G5(차광부 점유율이 0.06인 경우)로부터 명백해지는 바와 같이, 전극 점유율 r이 0.05 이하, 및 0.2 이상의 영역에서 크로스토크가 급격하게 증가한다. 전극 점유율 r이 작은 경우에는, 굴절률 분포의 형성이 불충분하여 크로스토크가 생긴다고 생각된다. 한편, 전극 점유율 r이 큰 경우에는, 단책 형상 전극 PX 상으로부터 크로스토크가 생긴다고 생각된다. 따라서, ITO의 투명 전극 재료에 의해 단책 형상 전극 PX를 형성하는 경우, 전극 점유율 r은 0.05 이상, 또는 0.2 이하가 바람직하다.

즉, 므와레의 저감을 중시하는 경우에는, 차광부 BM의 폭 S를 단책 형상 전극 PX의 폭 W보다도 좁게 하는 것이 바람직하다. 또한, 차광부 BM에 의한 차광부 점유율 c는 전극 점유율 r보다도 작게, 0.1 이하, 특히, 0.05 이하로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 실시 형태 2의 액정 표시 장치에서는, 단책 형상 전극 PX가 투명 전극 재료로 형성되어 있으므로, 도 12의 그래프 G4 및 그래프 G5 및 도 11의 그래프 G3으로부터 명백해지는 바와 같이, 차광부의 폭 S를 좁게 함으로써, 므와레의 발생을 저감할 수 있어, 2D 표시시의 휘도를 향상시키는 것이 가능해진다. 이때, 차광부 BM의 X 방향의 폭 S의 하한은 3D 표시시의 크로스토크에 의해 제약되고, 차광부 BM의 폭의 상한은 므와레 및 2D 표시시의 휘도에 의해 제약된다.

이와 같이, 실시 형태 2의 액정 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 단책 형상 전극 PX의 X 방향의 폭 W보다도 차광부 BM의 X 방향의 폭 S가 작으므로, 실시 형태 1의 효과 외에, 2D 표시시의 휘도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 실시 형태 2에서는, 단책 형상 전극 PX가 차광부 BM보다 제2 기판 SUB22의 보다 가까이에 형성되는 경우에 대하여 설명하였지만, 도 13a?도 13d에 도시한 실시 형태 1과 마찬가지로, 차광부 BM이 단책 형상 전극 PX보다 제2 기판 SUB22의 보다 가까이에 형성되어도 된다. 또한, 제1 기판 SUB21에 단책 형상 전극 PX와 차광부 BM이 형성되고, 제2 기판 SUB22에 대향 전극 CT가 형성되어도 된다.

<실시 형태 3>

도 15a?도 15f는 본 발명의 실시 형태 3의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널 LCD2의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 특히, 도 15a 및 도 15d는 단책 형상 전극 PX와 액정 분자 LC의 프리틸트각과 초기 배향 방향을 도시하는 도면이고, 도 15b 및 도 15e는 전계 인가 시의 배향 불량 개소와 단책 형상 전극 PX와의 관계를 도시하는 도면이며, 도 15c 및 도 15f는 단책 형상 전극 PX와 차광부 BM과의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 단, 실시 형태 3의 제2 액정 표시 패널 LCD2는, 단책 형상 전극 PX와 겹쳐서 배치되는 차광부 BM의 X 방향의 형성 위치가 상이할 뿐이고, 다른 구성은 실시 형태 2와 마찬가지의 구성이다. 따라서, 이하의 설명에서는, 차광부 BM의 형성 위치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 15a는, 액정 분자 LC의 장축 방향이 X 방향으로 초기 배향됨과 함께, 그 액정 분자 LC의 장축 방향의 도면 중 우측이 제2 기판 SUB22보다도 일어서는 프리틸트각을 갖는 경우를 도시하고 있다. 즉, 장축 방향은, 제2 기판 SUB22와 평행하지 않고, 사교(斜交)하고 있다. 이 경우, 단책 형상 전극 PX와 도시하지 않은 대향 전극 CT와의 사이에 전계 EF가 인가되면, 도 15b에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX의 도면 중 좌단측 즉 초기 배향에서 액정 분자 LC의 장축 방향의 단부 중에서 일어서 있지 않은 측(X 방향에서 제2 기판 SUB22에 보다 근접해 있는 측)에 배향 불량 개소 DDP가 형성된다. 따라서, 도 15c에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX의 X 방향의 도면 중 좌측 단부에 차광부 BM을 형성함으로써, 전술한 실시 형태 2의 효과 외에, 차광부 BM의 X 방향의 폭을 증가시키지 않고, 효과적으로 배향 불량 개소 즉 굴절률 분포가 불균일해지는 영역을 차광할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻는 것이 가능해진다. 여기서, 도 15c에 도시한 바와 같이, X 방향에서, 단책 형상 전극 PX의 도면 중 좌측의 변연부에, 차광부 BM이 형성되어 있고, 단책 형상 전극 PX의 도면 중 좌측의 변연은, 차광부 BM의 도면 중 좌측의 변연과 겹쳐져 있다.

마찬가지로 하여, 도 15d는, X 방향으로 초기 배향되는 액정 분자 LC의 장축 방향의 도면 중 좌측이 제2 기판 SUB22보다도 일어서는 프리틸트각을 갖는 경우를 도시하고 있다. 즉, 장축 방향은, 제2 기판 SUB22와 평행하지 않고, 사교하고 있다. 이 경우, 단책 형상 전극 PX와 대향 전극 CT와의 사이에 전계 EF가 인가되면, 도 15e에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX의 도면 중 우단측 즉 초기 배향에서 액정 분자 LC의 장축 방향의 단부 중에서 일어서 있지 않은 측(X 방향에서 제2 기판 SUB22에 보다 근접해 있는 측)에 배향 불량 개소 DDP가 형성된다. 따라서, 도 15f에 도시한 바와 같이, 단책 형상 전극 PX의 X 방향의 도면 중 우측 단부에 차광부 BM을 형성함으로써, 전술한 실시 형태 2의 효과 외에, 차광부 BM의 X 방향의 폭을 증가시키지 않고, 효과적으로 배향 불량 개소 즉 굴절률 분포가 불균일해지는 영역을 차광하는 것이 가능해진다. 여기서, 도 15f에 도시한 바와 같이, X 방향에서, 단책 형상 전극 PX의 도면 중 우측의 변연부에, 차광부 BM이 형성되어 있고, 단책 형상 전극 PX의 도면 중 우측의 변연은, 차광부 BM의 도면 중 우측의 변연과 겹쳐져 있다.

또한, 프리틸트각을 갖지 않는 초기 배향에서는, 차광부는 단책 형상 전극 PX의 중앙부 부근에 형성한다.

<실시 형태 4>

도 16은 본 발명의 실시 형태 4의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 도 16은, 실시 형태 2와는 달리, 단책 형상 전극 PX의 X 방향의 폭 W가 차광부 BM의 X 방향의 폭 S보다도 작은 경우를 도시하고 있다. 따라서, 이하의 설명에서는, 단책 형상 전극 PX와 차광부 BM의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 16으로부터 명백해지는 바와 같이, X 방향에서, 실시 형태 4의 단책 형상 전극 PX의 폭 W가 차광부 BM의 폭 S보다도 작다. 이때, 단책 형상 전극 PX가 차광부 BM보다 제2 기판 SUB22의 보다 가까이에 형성되고, 차광부 BM이 그 단책 형상 전극 PX의 상층에 겹쳐서 형성되므로, X 방향 즉 병설 방향에서, 단책 형상 전극 PX는 차광부 BM으로 덮여지는 구성으로 된다.

실시 형태 4의 액정 표시 장치에서도, 전술한 실시 형태 2의 액정 표시 장치와 마찬가지로, 도 11 및 도 12의 그래프 G3?G6으로부터 명백해지는 바와 같이, ITO의 투명 전극 재료에 의해 단책 형상 전극 PX를 형성하는 경우, 전극 점유율 r은 0.05 이상, 또는 0.2 이하가 바람직하다. 또한, 차광부 BM에 의한 차광부 점유율 c는, 0.1 이하, 특히, 0.05 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 전극 점유율 r은 차광부 점유폭보다도 크게 하고, 또한 0.05 이상 0.2 이하로 하는 것이 바람직하다.

이때, 실시 형태 4의 액정 표시 장치에서는, 차광부 BM의 X 방향의 폭 S를 크게 하는 것이 가능해지므로, 3D 표시시에서의 크로스토크를 대폭 저감시키는, 즉 3D 표시시에서의 화질을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

<실시 형태 5>

도 17은 본 발명의 실시 형태 5의 표시 장치인 액정 표시 장치의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 단, 실시 형태 5의 액정 표시 장치에서는, 제2 액정 표시 패널 LCD2의 단책 형상 전극 PX1이 차광성을 갖는 금속 재료로 형성되는 구성이 상이할 뿐이고, 다른 구성은 실시 형태 1의 제2 액정 표시 패널 LCD2와 마찬가지이다. 따라서, 이하의 설명에서는, 단책 형상 전극 PX1에 대하여 상세하게 설명한다.

도 17에 도시한 바와 같이, 실시 형태 5의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서도, 복수의 단책 형상 전극 PX1은 Y 방향으로 연장되고 X 방향으로 병설되어 있고, 각 단책 형상 전극 PX1의 일단은 제2 액정 표시 패널 LCD2의 긴 변측의 한쪽의 변연부를 따라서 X 방향으로 연장되어 형성되는 배선부 WR에 접속되어 있다. 실시 형태 5의 제2 액정 표시 패널 LCD2는, 한 쌍의 투명 기판(투명한 제1 기판 SUB21, 투명한 제2 기판 SUB22)과 액정층(액정 분자 LC)을 구비한다. 한 쌍의 투명 기판은, 대향 배치되어 있고, 액정층은 한 쌍의 투명 기판에 협지된다. 도면 중 상측에 배치되는 제2 기판 SUB22의 대향면측(액정측의 면)에는, 예를 들면, 반사율이 작은 Cr(크롬), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), Ta(탄탈), Nb(니오븀) 등 또는 그 합금으로 이루어지는 금속 전극 재료에 의해 단책 형상 전극 PX1이 형성되어 있다.

따라서, 실시 형태 1과 마찬가지로, 단책 형상 전극 PX1의 X 방향의 폭이 차광 영역의 폭으로 되므로, 실시 형태 1의 액정 표시 장치와 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능해진다.

실시 형태 5의 표시 장치의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서, 액정 표시 패널 LCD1이 출사하는 광 중, 단책 형상 전극 PX1에 입사하는 광은, 단책 형상 전극 PX1 자신(차광체)에 의해 차단되어, 제2 액정 표시 패널 LCD2의 표시면측(관찰자측)으로부터 출사되지 않는다.

또한, 차광성을 갖는 금속 재료로 단책 형상 전극 PX1을 형성하고 있으므로, 차광부 BM을 형성하는 공정이 불필요하게 되어, 제조 공정을 증가시키지 않고 차광 영역을 형성할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻는 것이 가능해진다. 단, 실시 형태 1과 마찬가지로, 단책 형상 전극 PX1의 단면 형상은 사각형에 한정되는 것은 아니고, 다른 형상이어도 된다. 예를 들면, 경사 방향으로 전계가 생기도록, 사다리꼴이나 원호 형상으로 해도 된다.

또한, 제1 기판 SUB21의 대향면측(액정측의 면)에는, ITO나 ZnO 등의 투명 도전막으로 형성되는 평판 형상의 전극(대향 전극) CT가 형성되어 있다.

이상에 설명한 구성에 의해, 실시 형태 1과 마찬가지로, 단책 형상 전극 PX1의 형성 개소에서의 굴절률의 불균일에 수반되는 크로스토크의 영향을 대폭 저감하는 것이 가능해져, 3D 표시시에서의 화질을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 단책 형상 전극 PX1의 X 방향의 폭에 대해서는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 도 11의 그래프 G3으로부터 명백해지는 바와 같이, 므와레를 발생시키지 않기 위해서는, 차광부 BM의 폭 즉 차광 폭은 작은 것이 바람직하다. 한편, 므와레를 신경쓰지 않을 정도로 저감하기 위해서는, 므와레 강도를 0.3 이하로 할 필요가 있으므로, 차광부 점유율은 0.1 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배리어 방식의 3D에 이용되는 전극 점유율 0.5의 ITO 전극과 동일한 정도의 므와레 강도 0.15 이하로 하기 위해서는, 차광부 점유율은 0.05 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도 12의 그래프 G6으로부터 명백해지는 바와 같이, 전극 점유율을 0.05 이상으로 하는 것이 바람직하다.

<실시 형태 6>

도 18은 본 발명의 실시 형태 6의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면이며, 실시 형태 6의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 금속 박막으로 이루어지는 제1 단책 형상 전극 PX1과 제2 단책 형상 전극 PX2와의 사이에 유전체층 DS를 형성함으로써 단책 형상 전극을 형성하고 있는 구성이 상이할 뿐이고, 다른 구성은 실시 형태 5와 마찬가지의 구성이다. 따라서, 이하의 설명에서는, 단책 형상 전극에 대하여 상세하게 설명한다.

도 18에 도시한 바와 같이, 실시 형태 6의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 관찰자측의 기판인 제2 기판 SUB22에 단책 형상 전극이 배치되어 있고, 제2 기판 SUB22측으로부터 금속 재료로 이루어지는 제2 단책 형상 전극 PX2, 유전체 재료로 이루어지는 유전체층 DS, 및 금속 재료로 이루어지는 제1 단책 형상 전극 PX1이 적층되어, 1개의 단책 형상 전극이 형성되어 있다. 즉, 1개의 단책 형상 전극은, 유전 재료로 이루어지는 유전막을 구비하고 있고, 또한, 적어도 2층 이상의 금속 박막을 구비하고 있다. 여기서, 제2 단책 형상 전극 PX2의 층 두께는, 제1 단책 형상 전극 PX1의 막 두께보다 작게 되어 있다. 이 구성에 의해, 실시 형태 6에서는, 금속 재료를 이용한 단책 형상 전극의 반사율을 저하시켜, 관찰자측에 배치되는 제2 기판 SUB22에 단책 형상 전극을 형성한 경우라도, 단책 형상 전극에 의한 외광 등의 반사에 기인하는 화질 저하를 방지하는 구성으로 하고 있다. 이때, X 방향에서, 제1 및 제2 단책 형상 전극 PX1, PX2와 유전체층 DS는, 동일한 폭으로 형성되어 있다.

예를 들면, 제1 및 제2 단책 형상 전극 PX1, PX2가 Cr로 형성됨과 함께, 유전체층 DS가 SiN(질화실리콘)으로 형성된다. 제2 단책 형상 전극 PX2의 막 두께가 5㎚, 유전체층 DS의 막 두께가 65㎚, 제1 단책 형상 전극 PX1의 막 두께가 100㎚로 되도록 형성되는 경우, 전극의 관찰자측의 반사율을 2％로 저감할 수 있다. 특히, ITO 등을 단책 형상 전극으로 한 경우의 반사율과 동일하거나, 그 이하의 반사율로 하기 위해서는, 반사율을 3％ 이하로 하는 것이 바람직하므로, 실시 형태 6에서는 화질의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 실시 형태 6의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 제2 단책 형상 전극 PX2보다도 막 두께가 두꺼운 금속층인 제1 단책 형상 전극 PX1을 액정측(대향면측)에 배치함으로써, 전술한 실시 형태 5의 액정 표시 장치의 효과 외에, 제1 단책 형상 전극 PX1과의 전기적인 컨택트를 취하기 쉽게 할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1 및 제2 단책 형상 전극 PX1, PX2를 형성하는 금속 재료로서는, 반사율이 작은 Cr, Mo, W, Ta, Nb 등 및 그 합금이 바람직하다. 또한, 유전체층 DS의 재료로서는, 굴절률이 높은 것이 바람직하고, Si₃N₄(질화실리콘), ZnS(황화아연), TiO₂(산화티타늄), Ta₂O₅ 등이 적합하다. 또한, ITO를 이용해도 된다.

<실시 형태 7>

도 19는 본 발명의 실시 형태 7의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 단, 실시 형태 7의 표시 장치에 구비되는 제2 액정 표시 패널 LCD2에는, 관찰자측의 투명 기판인 제2 기판 SUB22에 대향 전극 CT가 형성되고, 먼 측의 투명 기판인 제1 기판 SUB21에 단책 형상 전극이 형성된다. 그 구성 및 단책 형상 전극의 구성을 제외한 다른 구성은 실시 형태 5의 표시 장치와 마찬가지이다. 따라서, 이하의 설명에서는, 단책 형상 전극에 대하여 상세하게 설명한다.

도 19로부터 명백해지는 바와 같이, 실시 형태 7에서는, 단책 형상 전극 PX1과 흑화 금속층 MT가 중첩하여 형성되어 있다. 여기서, 단책 형상 전극 PX1은 금속 재료로 이루어지고, 흑화 금속층 MT는 흑화 금속으로 이루어지고, X 방향에서, 단책 형상 전극 PX1의 폭과 흑화 금속층 MT의 폭은 동일하다. 제2 SUB22측으로부터 단책 형상 전극 PX1과 흑화 금속층 MT가 적층되어, 1개의 단책 형상 전극이 형성되어 있다. 즉, 1개의 단책 형상 전극은, 적어도 2층 이상의 금속막을 구비하고 있다. 여기서, 흑화 금속층 MT는 단책 형상 전극 PX1의 액정측 즉 관찰자측에 형성되어 있고, 반사 방지를 위해서 형성되어 있다. 특히, 실시 형태 7에서는, 단책 형상 전극 PX1은 Cr로 형성되고, 흑화 금속층 MT는 Cr을 산화시킨 CrO로 형성되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 관찰자측으로부터의 외광 등의 반사율을 저감시키는 것이 가능해져, 화질의 저하를 방지할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 흑화 금속층 MT에 CrO를 이용함으로써, Cr의 산화 공정을 추가하는 것만으로 흑화 금속층 MT를 형성하는 것이 가능해지므로, 전술한 실시 형태 5의 액정 표시 장치의 효과 외에, 공정수의 증가를 억제할 수 있다.

또한, 단책 형상 전극 PX1 및 흑화 금속층 MT의 형성 재료는 각각 Cr 및 CrO에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 단책 형상 전극 PX1이 Al(알루미늄)로 형성되고, 흑화 금속층 MT에 블랙 알루마이트 처리로 Al을 흑화한 것이 이용되어도 되고, 다른 금속 재료로 형성되어도 된다.

<실시 형태 8>

도 20은 본 발명의 실시 형태 8의 표시 장치에서의 제2 액정 표시 패널의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 유전체층 DS1의 구성을 제외한 다른 구성은 실시 형태 5의 제2 액정 표시 패널 LCD2와 마찬가지이다. 따라서, 이하의 설명에서는, 유전체층 DS1과 단책 형상 전극 PX1에 대하여 상세하게 설명한다.

도 20으로부터 명백해지는 바와 같이, 실시 형태 8의 제2 액정 표시 패널 LCD2에 구비되는 제2 기판 SUB22의 액정층 LC의 측의 전체면 즉 대향면측의 전체면에, 유전체 재료로 이루어지는 유전체층 DS1이 형성되고, 그 유전체층 DS1의 상층에 차광성을 갖는 금속 재료로 이루어지는 단책 형상 전극 PX1이 형성되어 있다. 이때, 예를 들면, 유전체층 DS1은 유전 재료인 SiN을 막 두께 50㎚로 형성되고, 단책 형상 전극 PX1이 Cr을 이용하여 100㎚로 형성된다. 유전체층을 형성하지 않고 제2 기판 SUB22에 금속 재료로 이루어지는 Cr의 단책 형상 전극 PX1이 직접 형성되는 비교예의 경우, 반사율은 52％이었다. 이에 대하여, 이러한 실시 형태 8의 제2 액정 표시 패널 LCD2의 경우, SiN의 유전체층 DS1을 형성하고 그 상층에 단책 형상 전극 PX1을 형성함으로써 반사율을 34％로 저감하는 것이 가능해진다.

따라서, 실시 형태 8의 표시 장치는 실시 형태 5의 표시 장치의 효과 외에, 반사율을 저하할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 실시 형태 8의 제2 액정 표시 패널 LCD2에서는, 제2 기판 SUB22의 전체면에 유전체층 DS1을 형성하는 공정을 추가하는 것만으로 금속 재료로 이루어지는 단책 형상 전극 PX1의 반사율을 저감할 수 있으므로, 제조 공정의 증가를 억제할 수 있다고 하는 효과도 얻을 수 있다.

또한, 단책 형상 전극 PX1을 형성하는 금속 재료로서는, 반사율이 작은 Cr, Mo, W, Ta, Nb 등 및 그 합금이 바람직하다. 또한, 유전체층 DS1의 재료로서는, 굴절률이 높은 것이 바람직하고, Si₃N₄(질화실리콘), ZnS(황화아연), TiO₂(산화티타늄), Ta₂O₅ 등이 적합하다.

<실시 형태 9>

도 21은 본 발명의 실시 형태 9의 표시 장치인 액정 표시 장치의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 관찰자측에 배치되는 편광판 POL 및 위상차판(λ/4판) RET를 제외한 다른 구성은 실시 형태 5의 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하의 설명에서는, 편광판 POL 및 위상차판(λ/4판) RET에 대하여 상세하게 설명한다.

도 21로부터 명백해지는 바와 같이, 실시 형태 9에서는, λ/4판 RET의 관찰자측에 편광판 POL을 배치함으로써, λ/4판 RET와 편광판 POL의 조합으로 이루어지는 원편광판이 형성된다. 즉, 실시 형태 5의 구성과 달리, 제2 액정 표시 패널 LCD2와 편광판 POL과의 사이에 λ/4판 RET가 배치되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 금속 재료로 이루어지는 단책 형상 전극 PX1에 의한 금속 반사를 보이지 않게 하는 것이 가능해지므로, 실시 형태 5의 표시 장치의 효과 외에, 단책 형상 전극 PX1에서의 외광 등의 반사에 수반되는 화질의 저하를 방지할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻을 수 있다.

<실시 형태 10>

도 22a 및 도 22b는 본 발명의 표시 장치를 구비하는 실시 형태 10의 정보 기기의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 도 22a는 본원 발명의 표시 장치 LCD를 휴대 정보 단말기 MP에 응용한 경우를 도시하고 있고, 도 22b는 본원 발명의 표시 장치 DIS를 텔레비전 장치 TV에 응용한 경우를 도시하고 있다.

도 22a에 도시한 바와 같이, 휴대 게임이나 휴대 전화 등의 휴대 정보 단말기 MP에 본원 발명의 표시 장치 DIS를 적용함으로써, 2D 표시시의 므와레를 저감시키면서, 3D 표시시의 크로스토크도 저감시킬 수 있다. 그 결과, 2D 표시시와 3D 표시시의 화질을 향상시키는 것이 가능해진다. 마찬가지로 하여, 텔레비전 장치 TV에 본원 발명의 표시 장치 DIS를 적용한 경우라도 2D 표시시의 므와레를 저감시키면서, 3D 표시시의 크로스토크도 저감시킬 수 있어, 2D 표시시와 3D 표시시의 화질을 향상시키는 것이 가능해진다.

설명된 실시예들은 본 발명의 특정 실시예들인 것으로 고려되었으나, 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이며, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 진정한 사상 및 범주 내에 들어오는 그러한 모든 변경을 포함하도록 의도된다.

BLU : 백라이트 유닛
LCD1 : 제1 액정 표시 패널
LC : 액정
ADH : 접착 부재
LCD2, 3 : 제2 액정 표시 패널
Cs : 기생 용량
TFT : 박막 트랜지스터
GL : 게이트선
DL : 드레인선
LZ : 렌즈
CH : 컨택트홀
POL, POL1, POL2 : 편광판
SPL : 부화소
PX, PX1, 2 : 단책 형상 전극
WR : 배선부
BM : 차광부
CT : 대향 전극
DS, DS1 : 유전체층
MT : 흑화 금속층
RET : 위상차판(λ/4판)
MP : 휴대 정보 단말기
TV : 텔레비전 장치
DIS : 표시 장치
SUB11, 21, 31 : 제1 기판
SUB12, 22, 32 : 제2 기판

Claims (9)

1. 화상 표시를 행하는 표시 패널과,
   상기 표시 패널의 표시면측에 배치되는 액정 표시 패널{그 액정 표시 패널은 (면 형상의 투명 전극을 구비하는 투명한 제1 기판)과 (투명 전극 재료로 이루어지며, 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 병설되는 복수의 단책 형상 전극과, 상기 복수의 단책 형상 전극에 겹쳐서 형성되며, 상기 제1 방향으로 연장되어 이루어지는 복수의 단책 형상의 차광부를 구비함과 함께 상기 제1 기판에 대향하는 투명한 제2 기판)과 (상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 협지되는 액정층)을 구비함}
   을 구비하고, 2차원 표시와 3차원 표시를 절환하여 화상 표시시키는 표시 장치로서,
   상기 액정층의 굴절률을 제어함으로써, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 병설되며, 시차 장벽으로 되는 실린드리컬 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단책 형상 전극의 상기 제2 방향의 폭은, 상기 차광부의 폭과 동일한 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 단책 형상 전극의 상기 제2 방향의 폭은, 상기 차광부의 폭과 상이한 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 액정층을 형성하는 액정 분자의 초기 배향의 장축 방향이, 상기 제1 방향과 교차하고, 상기 제2 기판과 사교(斜交)하고,
   상기 단책 형상 전극의 상기 제2 방향의 폭이 상기 차광부의 폭보다도 크게 형성되고,
   상기 액정 분자의 장축 방향의 단부가 상기 제2 방향에서 상기 제2 기판에 보다 근접해 있는 측의 상기 단책 형상 전극의 변연부에, 상기 차광부가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
5. 화상 표시를 행하는 표시 패널과,
   상기 표시 패널의 표시면측에 배치되는 액정 표시 패널{그 액정 표시 패널은 (면 형상의 투명 전극을 구비하는 투명한 제1 기판)과 (차광성을 갖는 금속 재료로 이루어지며, 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 병설되는 복수의 단책 형상 전극을 구비함과 함께 상기 제1 기판에 대향하는 투명한 제2 기판)과 (상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 협지되는 액정층)을 구비함}
   을 구비하고, 2차원 표시와 3차원 표시를 절환하여 화상 표시시키는 표시 장치로서,
   상기 액정층의 굴절률을 제어함으로써, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 병설되며, 시차 장벽으로 되는 실린드리컬 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 단책 형상 전극은, 유전 재료로 이루어지는 유전막을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 단책 형상 전극은, 적어도 2층 이상의 금속 박막을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 표시 패널은, 액정 표시 패널과 백라이트 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 표시 패널은, 액정 표시 패널과 백라이트 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

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