KR101391479B1

KR101391479B1 - 전기 광학 장치 및 전자기기

Info

Publication number: KR101391479B1
Application number: KR1020070089735A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 마에다
Original assignee: 재팬 디스프레이 웨스트 인코포레이트
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2014-05-07
Also published as: EP1898651B1; TW200821676A; KR20080022513A; TWI411833B; EP1898651A2; US20080055500A1; US7907223B2; CN101140375A; CN101140375B; JP4232807B2; JP2008064917A; EP1898651A3

Abstract

본 발명은 제 1 화상 및 제 2 화상의 표시 휘도를 확보하면서, 정면 방향에서의 혼재 영역의 범위를 좁게 하는 것 또는 혼재 영역을 없애는 것이 가능한 전기 광학 장치 및 전자기기를 제공하는 것으로, 액정 장치(1)는, 액정 패널(2)과 배리어 마스크 기판(30)을 갖는다. 액정 패널(2)은, 제 1 화상을 표시하는 화소(4L)와, 차광층(14a)과, 제 2 화상을 표시하는 화소(4R)와, 차광층(14a)보다 폭이 넓은 차광층(14b)이 이 순서대로 반복하여 배열된 화소열을 복수 갖는다. 배리어 마스크 기판(30)은, 유리 기판(31)과, 유리 기판(31) 상에 형성되고, 액정 패널(2)의 법선 방향에서 보아 차광층(14b)과 겹치는 영역에 개구부(33)가 마련된, 차광성을 갖는 배리어층(32)을 갖는다. 액정 장치(1)는, 각도 범위 VL에 제 1 화상을, 각도 범위 VR에 제 2 화상을 표시한다.

Description

전기 광학 장치 및 전자기기{ELECTROOPTICAL DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 2개의 화상을 다른 방향으로 동시에 표시하는 전기 광학 장치 및 전자기기에 관한 것이다.

전기 광학 장치의 하나에, 2개의 화상을 다른 방향으로 동시에 표시 가능한 전기 광학 장치가 알려져 있다. 이러한 전기 광학 장치는, 액정 패널 등의 표시 패널에, 개구부가 마련된 차광성을 갖는 배리어층을 겹쳐 구성된다. 특허문헌 1에는, 상기 2개의 화상을 이용하여 입체적인 표시를 행할 수 있는 3차원 화상 표시 장치가 기재되어 있다.

또한, 상기 2개의 화상을 다른 관찰자가 시인할 수 있도록 구성할 수도 있다. 도 10은, 이러한 2 화면 표시용의 전기 광학 장치로서의 액정 장치(6)의 확대 평면도이다. 액정 장치(6)는, 컬러 필터(12r, 12g, 12b)(도 11 참조)에 의해서 적색, 녹색, 청색의 표시를 행하는, 매트릭스 형상으로 배치된 화소(4r, 4g, 4b)와, 이들을 구획하는 차광부(14)를 갖고 있다. 차광부(14)의 폭은 모든 개소에서 대략 동일하게 되어 있다. 화소(4r, 4g, 4b)는, 동시에, 제 1 화상을 표시하는 화소(4L), 및 제 2 화상을 표시하는 화소(4R) 중 어느 것으로서도 기능한다. 또한 액정 장치(6)는, 화소(4R)의 우단으로부터 화소(4L)의 좌단에 걸쳐서 개구부(33)가 마련된 배리어층(32)(도 11 참조)을 갖고 있다. 도 10 중의 빗금부분은, 배리어층(32)의 형성 영역을 나타내고 있다. 개구부(33)의 폭은, 차광부(14)의 폭보다 약간 커지고 있다.

도 11은, 상기 구성의 액정 장치(6)의 단면 구조를, 시각과, 그 시각에 있어서 시인되는 표시와의 관계와 함께 나타낸 도면이다. 이 도면은, 화소(4b)(화소(4R))와 화소(4r)(화소(4L))와의 사이에 배치된 개구부(33)를 지나는 광에 착안하여 그려지고 있다. 화소(4r)로부터의 표시광은, 개구부(33)를 통해, 부호 9r를 붙인 각도 범위로 시인된다. 마찬가지로, 화소(4g), 화소(4b)로부터의 표시광은, 각각 부호 9g, 9b를 붙인 각도 범위로 시인된다. 이 결과, 정면에서 왼쪽에 분포하는 각도 범위 VL에서는, 화소(4r)로부터의 표시광만이 시인되고, 정면에서 오른쪽에 분포하는 각도 범위 VR에서는, 화소(4b)로부터의 표시광만이 시인된다. 환언하면, 각도 범위 VL에서는, 화소(4L)에 의한 제 1 화상만이 시인되어, 각도 범위 VR에서는, 화소(4R)에 의한 제 2 화상만이 시인된다. 이와 같이, 액정 장치(6)는, 각도 범위 VL, VR에서 2개의 다른 화상을 표시할 수 있다.

각도 범위 VL, VR 사이에 유지된 정면 방향의 각도 범위 VC에서는, 제 1 화상 및 제 2 화상이 혼재한 표시가 행하여진다. 이러한 혼재 영역의 범위를 좁히기 위해서는, 배리어층(32)의 개구부(33)의 폭을 차광층(14)의 폭에 가깝게 할 필요가 있다.

[특허문헌 1] 특허 제2857429호 공보

그러나, 개구부(33)의 폭을 작게 하여 정면 방향의 혼재 영역의 범위를 좁히고자 하면, 동시에 개구부(33)를 지나는 표시광의 양이 저감하고, 그 결과 각도 범위 VL, VR에서의 표시의 휘도도 저하해 버린다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 이상의 문제점을 감안하여 행해진 것으로서, 본 발명이 연주하는 효과의 하나에 의해, 제 1 화상 및 제 2 화상의 표시 휘도를 확보하면서, 정면 방향에서의 혼재 영역의 범위를 좁히거나, 또는 해당 혼재 영역을 없앨 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치는, 제 1 화상 및 제 2 화상을 다른 방향으로 동시에 표시하는 전기 광학 장치로서, 상기 제 1 화상을 표시하는 제 1 화소와, 제 1 차광부와, 상기 제 2 화상을 표시하는 제 2 화소와, 상기 제 1 차광부보다 폭이 넓은 제 2 차광부가 이 순서대로 반복하여 배열된 화소열을 복수 갖는 표시 패널과, 상기 표시 패널에 평행하게 배치된, 투광성을 갖는 기판과, 상기 기판 상에 형성되고, 상기 표시 패널의 법선 방향에서 보아 상기 제 2 차광부와 겹치는 영역에 개구부가 마련된, 차광성을 갖는 배리어층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 있어서, 제 2 차광부에서 보아 제 1 화소가 인접하고 있는 방향을 오른쪽, 제 2 화소가 인접하고 있는 방향을 왼쪽이라고 하면, 관찰자는 전기 광학 장치에 의한 표시를 다음과 같이 시인한다. 우선, 표시 패널의 법선 방향보 다 오른쪽으로 경사진 방향에서 관찰하면, 제 1 화소는 배리어층으로 차폐되어 시인되지 않고, 제 2 화소가 개구부를 통해서 시인된다. 반대로, 표시 패널의 법선 방향보다 왼쪽으로 경사진 방향에서 관찰하면, 제 2 화소는 배리어층으로 차폐되어 시인되지 않고, 제 1 화소가 개구부를 통해서 시인된다. 즉, 관찰자는, 상기 전기 광학 장치를 경사진 오른쪽에서 관찰한 경우에는 제 2 화상을 시인하고, 경사진 왼쪽에서 관찰한 경우에는 제 1 화상을 시인한다.

여기서, 제 2 차광부는 제 1 차광부보다 상기 화소열 방향의 폭이 넓게 되어 있고, 또한 배리어층에는 제 2 차광부와 겹치는 영역에 개구부가 마련되어 있다. 따라서, 배리어층의 개구부도 제 2 차광부와 대략 동등한 넓은 폭을 갖고 있다. 이 때문에, 제 2 차광부의 폭이 제 1 차광부의 폭과 균등한 경우에 비해서 많은 광을 개구부에서 출력할 수 있어, 표시의 휘도를 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 개구부의 폭을 제 2 차광부의 폭보다 크게 하고, 또한 제 2 차광부의 폭에 근접시키는 것에 따라, 제 1 화상 및 제 2 화상의 표시 휘도를 확보하면서, 정면 방향에서의 제 1 화상과 제 2 화상의 혼재 영역의 범위를 좁게 할 수 있다.

상기 전기 광학 장치에 있어서, 상기 제 1 화소, 상기 제 1 차광부, 상기 제 2 화소, 상기 제 2 차광부는, 상기 화소열에 직교하는 방향에 대하여, 각각 동일한 열에 스트라이프 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전기 광학 장치에 있어서는, 상기 제 1 화소 및 상기 제 2 화소에 각각 형성된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속된 데이터선을 더 구비하고, 상기 데이터선은, 상기 표시 패널의 법선 방향에서 보아 상기 제 2 차광부에 겹치는 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 데이터선은, 제 2 차광부에 덮여 숨겨지게 되기 때문에 시인되는 경우가 없다. 또한, 제 1 차광부에 겹치는 영역에는 데이터선이 형성되지 않기 때문에, 데이터선을 노출시키지 않고 제 1 차광부를 가늘게 할 수 있다. 이들에 의해, 개구율을 높일 수 있고, 나아가서는 표시의 휘도를 향상시킬 수 있다.

상기 전기 광학 장치에 있어서는, 상기 화소열에 직교하는 방향에 대하여, 상기 제 1 차광부와 상기 제 2 차광부가, 상기 화소열마다 교대로 배치되어 있고, 또한, 상기 제 1 화소와 상기 제 2 화소가, 상기 화소열마다 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 제 1 화소, 제 1 차광부, 제 2 화소, 제 2 차광부, 및 배리어층의 개구부는, 각각 경사 방향으로 나열되게 된다. 이에 따라, 제 1 화소, 제 2 화소를 스트라이프 형상으로 배치한 경우에 비해서, 동일한 색상의 표시를 행하는 제 1 화소, 제 2 화소의 화소열 방향의 배치 피치를 작게 할 수 있다. 따라서, 표시의 해상도를 높일 수 있다.

상기 전기 광학 장치에 있어서, 상기 개구부의 상기 화소열 방향의 폭은, 상기 제 2 차광부의 상기 화소열 방향의 폭 이하인 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 정면 방향에서의 제 1 화상과 제 2 화상의 혼재 영역 을 없앨 수 있다. 이 경우에 있어서도, 제 1 차광부에 대하여 제 2 차광부 및 배리어층의 개구부의 폭이 넓게 되어 있기 때문에, 정면에서 좌우로 경사진 방향에 대해서는, 제 1 화상 및 제 2 화상을 높은 휘도로 표시할 수 있다.

본 발명의 전자기기는, 상기 전기 광학 장치를 표시부에 구비한 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 제 1 화상 및 제 2 화상을 다른 방향으로 높은 휘도로 표시 가능한 전자기기를 얻을 수 있다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 또, 이하에 나타내는 각 도면에 있어서는, 각 구성 요소를 도면 상에서 인식될 수 있는 정도의 크기로 하기 위해, 각 구성 요소의 치수나 비율을 실제의 것과는 적당히 다르게 하고 있다.

(실시예 1)

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 따른, 전기 광학 장치로서의 액정 장치(1)의 확대 평면도이며, 도 2는 도 1에 나타내는 액정 장치(1)의 단면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(1)는, 표시 패널로서의 액정 패널(2)과, 접착제(35)를 거쳐서 액정 패널(2)에 접합된 배리어 마스크 기판(30)을 구비하고 있다. 배리어 마스크 기판(30)은, 유리 기판(31)과, 유리 기판(31)의 액정 패널(2)측 표면에 형성된 차광성을 갖는 배리어층(32)을 구비하고 있다. 유리 기판(31)은, 액정 패 널(2)에 평행하게 되도록 배치되어 있다. 또한, 배리어층(32)은, 흑색의 수지로 이루어지는 층이며, 개구부(33)가 마련되어 있다.

도 3(a) 및 (b)은, 각각 접합되기 전의 액정 패널(2) 및 배리어 마스크 기판(30)의 확대 평면도이다. 이들을 중첩시켜 접합한 것이 도 1에 나타내는 액정 장치(1)이다. 도 1 중의 빗금부분은, 배리어 마스크 기판(30)에 형성된 배리어층(32)의 존재하는 영역을 나타내고 있다.

도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(2)은, 매트릭스 형상으로 배치된 직사각형의 화소(4r, 4g, 4b)(이하에서는 정리하여 「화소(4)」라고도 부른다)를 갖고 있고, 이들은 각각 적색, 녹색, 청색의 표시를 행한다. 화소(4r, 4g, 4b)는, 도면 중의 X축 방향으로 이 순서대로 반복하여 배치되어 있고, Y축 방향에 대해서는, 동일한 색에 대응하는 화소(4)가 일렬로 스트라이프 형상으로 나열되도록 배치되어 있다. 인접하는 화소(4)의 사이에는, 차광층(14)이 형성되어 있다. 차광층(14)에는, 후술하는 차광층(14a, 14b)이 포함된다.

각 화소(4)는, 제 1 화상 또는 제 2 화상 중 어느 것의 표시에 기여한다. 제 1 화상을 표시하는 화소(4)를 화소(4L), 제 2 화상을 표시하는 화소(4)를 화소(4R)라고도 부른다. 화소(4L, 4R)는, 각각 본 발명에 있어서의 제 1 화소, 제 2 화소에 대응한다. 본 실시예에서는, 화소(4L, 4R)는, X축 방향에 대하여 교대로 반복하여 배치되어 있고, Y축 방향에 대해서는 각각이 일렬로 스트라이프 형상으로 나열되도록 배치되어 있다.

화소(4)의 X축 방향에 대한 열을 화소열(5)이라고 부른다. 화소열(5)에는, 화소(4L), 제 1 차광부로서의 차광층(14a), 화소(4R), 제 2 차광부로서의 차광층(14b)이 이 순서대로 반복하여 배열되어 있다. 따라서, 화소(4L, 4R)만을 추출하여 이것에 착안하면, 이들이 교대로 반복하여 나열되어 있고, 차광층(14a, 14b)만을 추출하여 이것에 착안하면, 이들이 교대로 반복하여 나열되어 있다. 여기서, 차광층(14b)은, 차광층(14a)보다 X축 방향의 폭이 넓게 되어 있다. 본 실시예에서는, 차광층(14a)의 폭은 10㎛, 차광층(14b)의 폭은 25㎛이다.

배리어 마스크 기판(30)에 형성된 배리어층(32)은, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 액정 패널(2)의 법선 방향에서 보아 차광층(14b)과 겹치는 영역에 개구부(33)를 갖고 있다. 개구부(33)의 폭은 차광층(14b)의 폭보다 약간 작아지고 있다. 본 실시예에서는, 개구부(33)의 폭은 23㎛이다.

이하, 도 2를 이용하여, 도 3(a)에 나타내는 액정 패널(2)과 도 3(b)에 나타내는 배리어 마스크 기판(30)이 접합된 상태(즉 도 1에 나타내는 상태)의 액정 장치(1)의 구성에 대하여 상술한다.

액정 패널(2)은, 대향하여 배치된 소자 기판(20) 및 대향 기판(10)과, 이들 사이에 봉입된 액정(40)을 갖고 있다. 소자 기판(20), 대향 기판(10)은, 각각 유리 기판(21), 유리 기판(11)을 기체로 하는 기판이다.

이 중 소자 기판(20)은, 화소(4)마다 형성된 스위칭 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor) 소자(22)와, TFT 소자(22)에 접속된 게이트선(도시하지 않음), 데이터선(28), 및 화소 전극(24) 등을 포함하는, 이른바 TFT 소자 기판이다. 소자 기판(20)에 포함되는 유리 기판(21)의 액정(40)측 표면에는, 제1층으로부터 제4층 까지의 구성 요소가 적층되어 있다. 또한, 이들 각 층간의 구성 요소가 단락하는 것을 방지하기 위해, 제1층과 제2층의 사이에는 층간 절연층(41)이, 제2층과 제3층의 사이에는 층간 절연층(42)이, 제3층과 제4층의 사이에는 층간 절연층(43)이, 각각 형성되어 있다. 또, 스위칭 소자로서는, 3 단자의 TFT 소자(22) 대신에, 2 단자의 TFD(Thin Film Diode) 소자 등을 이용하여도 좋다.

유리 기판(21)의 표면에 마련된 제1층에는, TFT 소자(22)의 게이트 전극(22g)이 형성되어 있다.

제1층의 위에는, SiO₂ 또는 SiN 등으로 이루어지는 층간 절연층(41)을 유지하여 제2층이 형성되어 있다. 제2층에는, 게이트 전극(22g)의 일부에 겹치는 위치에, 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 반도체층(22a)이 형성되어 있다. 또한, 반도체층(22a)의 소스 영역에는 소스 전극(22s)이, 드레인 영역에는 드레인 전극(22d)이, 일부 겹친 상태로 형성되어 있다. 소스 전극(22s)은, 데이터선(28)에 접속되어 있다. 반도체층(22a), 소스 전극(22s), 드레인 전극(22d), 게이트 전극(22g)에 의해, TFT 소자(22)가 구성된다. TFT 소자(22)는, 각 화소(4) 중, 액정 패널(2)의 법선 방향에서 보아 차광층(14b)에 겹치는 위치나, 또는 그 근방에 형성되어 있다. 따라서, 각 화소(4) 중, 액정 패널(2)의 법선 방향에서 보아 차광층(14a)의 근방에는 TFT 소자(22)는 형성되지 않는다.

제2층의 위에는, SiO₂ 또는 SiN 등으로 이루어지는 층간 절연층(42)을 유지하여 제3층이 형성되어 있다. 제3층에는, 데이터선(28)이 형성되어 있다. 데이터 선(28)은, 층간 절연층(42)에 마련된 콘택트 홀을 거쳐서 TFT 소자(22)의 소스 전극(22s)에 접속되어 있다.

또한, 데이터선(28)은, 액정 패널(2)의 법선 방향에서 보아 차광층(14b)과 겹치는 위치에 형성되고, 이것보다 상대적으로 폭이 좁은 차광층(14a)과 겹치는 위치에는 형성되어 있지 않다. 이러한 구성에 의해, 액정 패널(2)의 법선 방향에서 보아 데이터선(28)을 노출시키지 않고 차광층(14a)의 폭을 가늘게 할 수 있다. 이에 따라, 액정 패널(2)의 개구율을 높일 수 있고, 나아가서는 표시의 휘도를 향상시킬 수 있다.

제3층의 위에는, SiO₂ 또는 SiN 등으로 이루어지는 층간 절연층(43)을 유지하여 제4층이 형성되어 있다. 제4층에는, 화소(4)마다, 투광성을 갖는 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 화소 전극(24) 및 공통 전극(26)이 형성되어 있다. 화소 전극(24)은, 층간 절연층(42, 43)을 관통하여 형성된 콘택트 홀을 거쳐서 TFT 소자(22)의 드레인 전극(22d)에 접속되어 있다. 화소 전극(24)에는, 데이터선(28)으로부터 TFT 소자(22)를 거쳐서 화상 신호가 공급된다. 또한, 공통 전극(26)은 정 전위선(도시하지 않음)에 접속되어, 항상 일정한 전위에 유지되고 있다.

화소 전극(24) 및 공통 전극(26)은, 서로의 빗살이 평행하게 또한 번갈아서 들어가도록 하여 배치된 빗 형상의 전극이다. 소자 기판(20)과 대향 기판(10)의 사이에 봉입된 액정(40)은, 화소 전극(24)과 공통 전극(26)과의 사이에 생기는 횡전계에 의해서 구동되고, 유리 기판(21)과 평행한 평면 내에서 액정 분자의 배향 방향이 변화된다. 이러한 액정 모드는 IPS(In Plane Switching)라고 불리고, 액정 분자가 항상 유리 기판(21)에 대하여 평행한 상태로 구동되는 것에 기인하여, 넓은 시야각이 얻어진다. 제4층의 표층에는, 폴리이미드로 이루어지는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판(10)에 포함되는 유리 기판(11)의 액정(40)측 표면에는, 화소(4)마다 컬러 필터(12r, 12g, 12b)(이하 정리하여 「컬러 필터(12)」라고도 부른다)가 형성되고, 컬러 필터(12)와 동일한 층에 흑색의 수지로 이루어지는 차광층(14)(차광층(14a, 14b)을 포함함)이 형성되어 있다. 여기서, 차광층(14b)의 화소열 방향의 폭은 W1이다. 이 폭 W1은, 배리어 마스크 기판(30)에 형성된 배리어층(32)의 개구부(33)의 화소열 방향의 폭 W2보다 커지고 있다. 또한, 컬러 필터(12)는, 입사한 광 중 특정한 파장의 광을 흡수하는 수지다. 컬러 필터(12r, 12g, 12b)에 의해서, 투과광(즉 표시광)을 소정의 색(예컨대 각각 적색, 녹색, 청색)으로 할 수 있다. 컬러 필터(12) 상에는, 폴리이미드로 이루어지는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또, 컬러 필터(12) 상에는, 투광성을 갖는 수지로 이루어지는 오버코팅을 적층시키더라도 좋다.

유리 기판(11)은, 케미컬 에칭 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등에 의해 두께가 대략 50㎛가 되도록 가공되어 있다. 이 가공에 의해서, 실질적으로 표시광이 사출되는 컬러 필터(12)와, 배리어층(32)의 개구부(33)와의 거리가 조절되고, 그 결과, 컬러 필터(12)로부터 개구부(32)에 이르는 광로의 각도가 조절된다. 이에 따라, 액정 장치(1)에 의해서 제 1 화상 및 제 2 화상을 바람직한 각도 로 표시할 수 있다.

유리 기판(11)의, 액정(40)과는 반대측의 표면에는, 접착제(35)를 거쳐서 상술한 배리어 마스크 기판(30)이 부착되어 있다. 배리어 마스크 기판(30)에 포함되는 배리어층(32)의 표면에는, 별도 투광성을 갖는 수지로 이루어지는 오버코팅 등을 적층시키더라도 좋다. 이에 따라, 접합 전의 배리어층(32)을 보호할 수 있다.

유리 기판(21, 31)의 외측에는, 투과축이 서로 직교하도록 배치된 편광판(도시하지 않음)이 각각 부착되어 있고, 또한 유리 기판(21)의 외측에는 Z축 방향으로 광을 조사하는 백 라이트(도시하지 않음)가 배치되어 있다.

도 4는, 상기 구성의 액정 장치(1)의 단면 구조를, 시각과, 그 시각에 있어서 시인되는 표시와의 관계와 함께 나타낸 도면이다. 이 도면은, 화소(4b)(화소(4R))와 화소(4r)(화소(4L))와의 사이에 배치된 개구부(33)를 지나는 광에 착안하여 그려지고 있다. 다른 개구부(33)를 지나는 광의 움직임도 이 도면과 마찬가지다. 또한, 이 도면에 있어서는, 광로의 설명의 편의상, 유리 기판(11)이 두껍게 그려지고 있고, 또한 소자 기판(20)의 구성 요소는 생략되어 있다.

화소(4r)로부터의 표시광은, 개구부(33)를 통해, 유리 기판(31)의 표면에서 굴절한 후에, 부호 9r를 붙인 각도 범위로 시인된다. 마찬가지로 해서, 화소(4g), 화소(4b)로부터의 표시광은, 각각 부호(9g, 9b)를 붙인 각도 범위로 시인된다. 각도 범위(9r)와 각도 범위(9g), 및 각도 범위(9b)와 각도 범위(9g)는 일부 중복한다.

이 결과, 정면에서 왼쪽에 분포하는 각도 범위 VL에서는, 화소(4b)로부터의 표시광은 배리어층(32)으로 차폐되어 시인되지 않고, 화소(4r)로부터의 표시광만이 시인된다. 한편, 정면에서 오른쪽에 분포하는 각도 범위 VR에서는, 화소(4r)로부터의 표시광은 배리어층(32)으로 차폐되어 시인되지 않고, 화소(4b)로부터의 표시광만이 시인된다. 환언하면, 각도 범위 VL에서는, 화소(4L)에 의한 제 1 화상만이 시인되고, 각도 범위 VR에서는, 화소(4R)에 의한 제 2 화상만이 시인된다. 이와 같이, 액정 장치(1)는, 각도 범위 VL, VR에서 2개의 다른 화상을 표시할 수 있다. 각도 범위 VL, VR는, 각각 대략 30°이다.

본 실시예에서는, 각도 범위 VL, VR 사이에 유지된 정면 방향에는, 제 1 화상 및 제 2 화상이 함께 표시되어 버리는 혼재 영역은 존재하지 않는다. 이것은, 개구부(33)의 화소열 방향의 폭 W2가, 차광층(14b)의 화소열 방향의 폭 W1보다 작아지고 있기 때문이다. 대신에, 정면 방향에는 제 1 화상 및 제 2 화상의 어느 쪽의 표시도 행하여지지 않는 각도 범위 VN이 분포하고 있다. 이 각도 범위 VN에서는, 관찰자는 흑 표시가 행하여지고 있는 것 같이 인식한다.

이와 같이 혼재 영역을 없애기 위해 개구부(33)의 폭을 좁히더라도, 차광층(14b) 및 개구부(33)의 폭이 차광층(14a)에 대하여 넓게 되어 있기 때문에, 개구부(33)는 충분한 넓이를 갖고 있고, 많은 표시광을 통과시킬 수 있다. 이 때문에, 각도 범위 VL, VR에서는, 제 1 화상 및 제 2 화상을 높은 휘도로 표시할 수 있다. 또한, 차광층(14a)은, 데이터선(28)을 덮어서 숨긴다고 하는 목적을 가지지 않기 때문에, 예컨대 도 10에 나타내는 종래의 액정 장치(6)의 차광층(14)보다도 가늘게 할 수 있다. 이에 따라, 차광층(14b)의 폭을 크게 하더라도 개구율을 유지 또는 향상시킬 수 있어, 제 1 화상 및 제 2 화상을 높은 휘도로 표시할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예의 액정 장치(1)는, 정면 방향의 혼재 영역을 없애면서, 각도 범위 VL, VR에서, 다른 화상을 높은 휘도로 표시할 수 있다.

(실시예 2)

계속해서, 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 장치(1A)에 대하여, 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다. 액정 장치(1A)는, 실시예 1의 액정 장치(1)로부터, 화소(4L, 4R), 차광층(14a, 14b), 개구부(33)의 배치에 변경을 가한 것이다. 그 밖의 점은 실시예 1의 액정 장치(1)와 마찬가지기 때문에, 이하, 상위점을 중심으로 설명한다. 또, 도 5 및 도 6에 있어서는, 도 1 및 도 3의 실시예와 같은 요소에는 같은 부호를 붙여 나타내는 것으로 하여, 그 설명은 생략한다.

도 5는, 실시예 2에 따른 액정 장치(1A)의 확대 평면도이다. 액정 장치(1A)도, 액정 장치(1)와 마찬가지로 표시 패널로서의 액정 장치(2A)와, 배리어 마스크 기판(30A)이 접착제(35)를 거쳐서 접합된 구성으로 되어 있다. 도 6(a) 및 (b)은, 각각 접합되기 전의 액정 장치(2A) 및 배리어 마스크 기판(30A)의 확대 평면도이다. 도 5 중의 빗금부분은, 배리어 마스크 기판(30A)에 형성된 배리어층(32)의 존재하는 영역을 나타내고 있다.

도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 액정 장치(2A)는, 각각 적색, 녹색, 청색의 표시를 행하는 직사각형의 화소(4r, 4g, 4b)를 갖고 있다. 화소(4r, 4g, 4b)는, 도면 중의 X축 방향으로 이 순서대로 반복하여 배치되어 있고, Y축 방향에 대해서 는, 동일한 색에 대응하는 화소(4)가 일렬로 스트라이프 형상으로 나열되도록 배치되어 있다. 인접하는 화소(4)의 사이에는, 차광층(14)(차광층(14a, 14b)을 포함함)이 형성되어 있다.

각 화소(4)는, 제 1 화상을 표시하는 화소(4L), 제 2 화상을 표시하는 화소(4R) 중 어느 것에 할당되어 있다. 본 실시예에서는, 화소(4L, 4R)는, X축 방향에 대하여 교대로 반복하여 배치되어 있고, 또한, 이것과 직교하는 Y축 방향에 관해서도, 교대로 반복하여 배치되어 있다.

X축 방향으로 나열되는 각 화소열(5)의 각각은, 화소(4L), 차광층(14a), 화소(4R), 차광층(14b)이 이 순서대로 반복하여 배열되어 있다. 여기서, 차광층(14b)은, 차광층(14a)보다 X축 방향의 폭이 넓게 되어 있다. 본 실시예에서는, 차광층(14a)의 폭은 10㎛, 차광층(14b)의 폭은 25㎛이다.

각 화소열(5)의 X축 방향에 대한 구성 요소의 순서는, 어떤 화소열(5)에 있어서도 상기의 순서로 동일하게 되어 있지만, 인접하는 화소열(5)의 사이에서는 상기의 반복의 단위가 반피치씩 어긋나도록 배치되어 있다. 즉, 화소열(5)에 직교하는 방향(Y축 방향)에 대하여, 차광층(14a)과 차광층(14b)이 화소열(5)마다 교대로 나열되고, 또한, 화소(4L)와 화소(4R)가 화소열(5)마다 교대로 나열되도록 배치되어 있다.

이것에 맞춰, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 배리어 마스크 기판(30A)에 형성된 배리어층(32)의 개구부(33)의 위치도, 실시예 1의 액정 장치(1)로부터 변경되어 있다. 배리어층(32)은, 액정 패널(2)의 법선 방향에서 보아 차광층(14b)과 겹 치는 영역에 개구부(33)를 갖고 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 차광층(14b)의 배치 패턴에 맞춰 개구부(33)도 화소열(5)마다 반피치씩 어긋난 위치에 배치되어 있다. 환언하면, 화소열(5)의 Y축 방향의 폭과 대략 같은 길이의 슬릿 형상의 개구부(33)가, 경사 방향으로 나열되는 형태로 되어 있다. 이러한 배리어층(32)은, 단계 배리어라고도 불린다. 개구부(33)의 폭은 차광층(14b)의 폭보다 약간 작아지고 있다. 본 실시예에서는, 개구부(33)의 폭은 23㎛이다.

이러한 단계 배리어를 이용한 구성의 액정 장치(1A)에서는, 동일한 색상의 표시를 행하는 화소(4L) 중 가장 근접하는 2개의 화소(4L) 사이의 거리가, 2 화면 표시를 행하지 않는 통상의 액정 장치에 있어서의 해당 거리의 √2배로 되기 때문에, 표시의 해상도는 통상의 액정 장치의 1/√2배로 된다. 이 특징은, 화소(4R)에 관해서도 마찬가지이다. 한편, 실시예 1의 액정 장치(1)와 마찬가지로, 화소(4L, 4R)가 스트라이프 형상으로 나열되어 있는 경우는, 해상도는 통상의 액정 장치의 1/2배이기 때문에, 본 실시예의 구성으로 하는 것에 의해 해상도를 실시예 1로부터 √2배 향상시킬 수 있다.

액정 장치(1A)의 단면 구조, 및, 시각과, 그 시각에 있어서 시인되는 표시와의 관계는, 실시예 1의 액정 장치(1)와 마찬가지이며, 도 4에 표시되고 있다. 따라서, 본 실시예의 액정 장치(1A)도, 정면 방향의 혼재 영역을 없애면서, 각도 범위 VL, VR에서, 다른 화상을 높은 휘도로 표시할 수 있다.

(실시예 3)

계속해서, 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 장치(1B)에 대하여, 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다. 액정 장치(1B)는, 실시예 1의 액정 장치(1)로부터, 배리어층(32)의 개구부(33)의 폭에 변경을 가한 것이다. 그 밖의 점은 실시예 1의 액정 장치(1)와 마찬가지기 때문에, 이하, 상위점을 중심으로 설명한다. 또, 도 7 및 도 8에 있어서는, 도 1 및 도 4의 실시예와 같은 요소에는 같은 부호를 붙여 나타내는 것으로 하여, 그 설명은 생략한다.

도 7은, 실시예 3에 따른 액정 장치(1B)의 확대 평면도이다. 액정 장치(1B)도, 액정 장치(1)와 마찬가지로, 표시 패널로서의 액정 패널(2B)과, 배리어 마스크 기판(30B)을 접착제(35)를 거쳐서 접합한 구성으로 되어 있다(도 8 참조). 도 7 중의 빗금부분은, 배리어 마스크 기판(30B)에 형성된 배리어층(32)이 존재하는 영역을 나타내고 있다. 이 도면으로부터 알 수 있듯이, 배리어층(32)의 개구부(33)의 폭은, 차광층(14b)의 폭보다 약간 커져 있다. 본 실시예에서는, 개구부(33)의 폭은 25㎛, 차광층(14b)의 폭은 23㎛, 차광층(14a)의 폭은 10㎛이다.

도 8은, 이러한 구성의 액정 장치(1B)의 단면 구조를, 시각과, 그 시각에 있어서 시인되는 표시와의 관계와 함께 나타낸 도면이다. 화소(4r)로부터의 표시광은, 개구부(33)를 통해, 유리 기판(31)의 표면에서 굴절한 후에, 부호 9r를 붙인 각도 범위로 시인된다. 마찬가지로 해서, 화소(4g), 화소(4b)로부터의 표시광은, 각각 부호(9g, 9b)를 붙인 각도 범위로 시인된다. 각도 범위(9r)와 각도 범위(9b), 각도 범위(9r)와 각도 범위(9g), 및 각도 범위(9b)와 각도 범위(9g)는, 일 부 중복한다.

이 결과, 정면에서 왼쪽에 분포하는 각도 범위 VL에서는, 화소(4b)로부터의 표시광은 배리어층(32)으로 차폐되어 시인되지 않고, 화소(4r)로부터의 표시광만이 시인된다. 한편, 정면에서 오른쪽에 분포하는 각도 범위 VR에서는, 화소(4r)로부터의 표시광은 배리어층(32)으로 차폐되어 시인되지 않고, 화소(4b)로부터의 표시광만이 시인된다. 환언하면, 각도 범위 VL에서는, 화소(4L)에 의한 제 1 화상만이 시인되고, 각도 범위 VR에서는, 화소(4R)에 의한 제 2 화상만이 시인된다. 이와 같이, 액정 장치(1B)는, 각도 범위 VL, VR에서 2개의 다른 화상을 표시할 수 있다. 각도 범위 VL, VR는 각각 대략 30°이다.

그리고, 실시예 1과는 달리, 각도 범위 VL, VR 사이에 유지된 정면 방향의 각도 범위 VC에서는, 화소(4r) 및 화소(4b)로부터의 표시광이 함께 시인된다. 즉, 각도 범위 VC는, 제 1 화상 및 제 2 화상이 함께 표시되는 혼재 영역으로 되어 있다. 이것은, 개구부(33)의 화소열 방향의 폭이, 차광층(14b)의 화소열 방향의 폭보다 커지고 있기 때문이다. 단, 개구부(33)의 폭과 차광층(14b)의 폭과의 차를 작게 함으로써, 각도 범위 VC는 대략 15°에 억제되고 있다. 도 11에 나타낸 종래의 액정 장치(6)에서는 각도 범위 VC는 대략 30°이기 때문에, 본 실시예의 혼재 영역은 시인되는 범위가 좁고, 관찰자에게 있어서 위화감이 적은 것으로 되어 있다. 이와 같이 정면 방향에 혼재 영역을 마련하는 것에 따라, 각도 범위 VL, VR에서의 제 1 화상 및 제 2 화상의 표시 휘도를 보다 높일 수 있다. 특히, 각도 범위 VL, VR 중 정면 방향에 가까운 각도에 있어서의 휘도의 저하를 막을 수 있다.

(전자기기로의 탑재예)

상술한 액정 장치(1)(액정 장치(1A, 1B)를 포함한다. 이하 동일함)는, 예컨대, 도 9에 나타내는 전자기기로서의 카 내비게이션 시스템용의 표시 장치(100)에 탑재하여 이용할 수 있다. 이 표시 장치(100)는, 표시부(110)에 내장된 액정 장치(1)에 의해서, 2개의 화상을 다른 방향으로 높은 휘도로 표시할 수 있다. 예컨대, 운전석측에 지도의 화상을 표시하고, 또한, 조수석측에 영화의 화상을 표시할 수 있다.

또, 본 발명을 적용한 액정 장치(1)는, 상기 표시 장치(100) 외에, 모바일 컴퓨터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 차량 탑재 기기, 오디오 기기 등의 각종 전자기기에 이용할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명했지만, 상기 실시예에 대해서는, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형을 가할 수 있다. 변형예로서는, 예컨대 이하와 같은 것이 생각된다.

(변형예 1)

상기 각 실시예는, 본 발명의 전기 광학 장치를 액정 장치에 적용한 예이지만, 이것 대신에, 전기 신호에 따라 표시를 행하는 여러가지의 전기 광학 장치에 적용할 수 있다. 예컨대, 표시 패널로서 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode-Ray Tube) 디스플레이 등을 이용하여, 이것에 배리어 마스크 기판(30)을 중첩시킨 구성으로 할 수도 있다.

(변형예 2)

상기 각 실시예는, 액정 패널(2)의 관찰측에 배리어 마스크 기판(30)을 배치하는 구성이지만, 이것 대신에, 액정 패널(2)의 배면측, 즉 액정 패널(2)과 백 라이트와의 사이에 배리어 마스크 기판(30)을 배치하는 구성으로 해도 좋다. 이러한 구성에 의해서도, 휘도가 높은 2 화면 표시를 행할 수 있다.

(변형예 3)

상기 각 실시예는, 액정 모드로서 IPS를 이용한 것이지만, 이것에 한정하는 취지가 아니다. IPS 대신에, FFS(Fringe Field Switching), VA(Vertical Alignment), TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 등의 여러가지의 액정 모드를 이용할 수 있다. 단, 정면으로부터 각도가 있는 방향으로 2개의 화상을 표시시키기 때문에, 시야각이 넓은 IPS, FFS, VA 등을 선택하는 것이 바람직하다.

도 1은 실시예 1에 따른 액정 장치의 확대 평면도,

도 2는 도 1에 나타내는 액정 장치의 단면도,

도 3(a)는 액정 패널의 확대 평면도, 3(b)는 배리어 마스크 기판의 확대 평면도,

도 4는 도 1의 액정 장치의 단면 구조를, 시각과, 그 시각에 있어서 시인되는 표시와의 관계와 함께 나타낸 도면,

도 5는 실시예 2에 따른 액정 장치의 확대 평면도,

도 6(a)는 액정 패널의 확대 평면도, 6(b)는 배리어 마스크 기판의 확대 평면도,

도 7은 실시예 3에 따른 액정 장치의 확대 평면도,

도 8은 도 7의 액정 장치의 단면 구조를, 시각과, 그 시각에 있어서 시인되는 표시와의 관계와 함께 나타낸 도면,

도 9는 카 내비게이션 시스템용의 표시 장치의 사시도,

도 10은 종래의 구성의 액정 장치의 확대 평면도,

도 11은 도 10의 액정 장치의 단면 구조를, 시각과, 그 시각에 있어서 시인되는 표시와의 관계와 함께 나타낸 도면.

부호의 설명

1, 1A, 1B : 전기 광학 장치로서의 액정 장치

2, 2A, 2B : 표시 패널로서의 액정 패널

4, 4r, 4g, 4b : 화소 4L : 제 1 화소

4R : 제 2 화소 5 : 화소열

10 : 대향 기판 11, 21, 31 : 유리 기판

12 : 컬러 필터 14 : 차광층

14a : 제 1 차광부로서의 차광층

14b : 제 2 차광부로서의 차광층

20 : 소자 기판 22 : TFT 소자

24 : 화소 전극 26 : 공통 전극

28 : 데이터선

30, 30A, 30B : 배리어 마스크 기판 32 : 배리어층

33 : 개구부 35 : 접착제

40 : 액정

100 : 전자기기로서의 카 내비게이션 시스템용의 표시 장치

Claims

제 1 화상 및 제 2 화상을 다른 방향으로 동시에 표시하는 전기 광학 장치로서,

상기 제 1 화상을 표시하는 제 1 화소와, 제 1 차광부와, 상기 제 2 화상을 표시하는 제 2 화소와, 상기 제 1 차광부보다 폭이 넓은 제 2 차광부가 이 순서대로 반복하여 배열된 화소열을 복수 갖는 표시 패널과,

상기 표시 패널에 평행하게 배치된, 투광성을 갖는 기판과,

상기 기판 상에 형성되고, 상기 표시 패널의 법선 방향에서 보아 상기 제 2 차광부와 겹치는 영역에 개구부가 마련된, 차광성을 갖는 배리어층

을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 화소, 상기 제 1 차광부, 상기 제 2 화소, 상기 제 2 차광부는, 상기 화소열에 직교하는 방향에 대하여, 각각 동일한 열에 스트라이프 형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 화소 및 상기 제 2 화소에 각각 형성된 스위칭 소자와,

상기 스위칭 소자에 접속된 데이터선

을 더 구비하고,

상기 데이터선은, 상기 표시 패널의 법선 방향에서 보아 상기 제 2 차광부에 겹치는 영역에 형성되어 있는

것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화소열에 직교하는 방향에 대하여, 상기 제 1 차광부와 상기 제 2 차광부가 상기 화소열마다 교대로 배치되어 있고, 또한, 상기 제 1 화소와 상기 제 2 화소가 상기 화소열마다 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 개구부의 상기 화소열 방향의 폭은, 상기 제 2 차광부의 상기 화소열 방향의 폭 미만인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 전기 광학 장치를 표시부에 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.