KR100360160B1 - Flat panel display device - Google Patents

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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

마이크로렌즈 기판(31)과 액정패널(10)의 장착에 있어서, 마이크로렌즈(32)보다도 저굴절률의 액체층(34)이 사이에 개재(介在)되기 때문에, 계면반사에 의한 광량손실이 억제된다. 또, 공기층을 개재시킨 경우에서의 습기나 먼지의 혼입이 방지되어 장치로서의 신뢰성이 향상된다.In the mounting of the microlens substrate 31 and the liquid crystal panel 10, since the liquid layer 34 having a lower refractive index than the microlens 32 is interposed therebetween, the amount of light loss due to interfacial reflection is suppressed. . In addition, mixing of moisture and dust in the case of interposing the air layer is prevented, thereby improving reliability as an apparatus.

Description

평면표시장치 {FLAT PANEL DISPLAY DEVICE}Flat Panel Display {FLAT PANEL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 평면표시장치에 관한 것으로, 특히 표시패널의 각 화소에 대응하여 예컨대 마이크로렌즈(micro lens) 등의 집광수단이 설치된 집광기판이 장착되어 있는 평면표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display device, and more particularly, to a flat panel display device having a light collecting substrate provided with light collecting means such as a micro lens, for example, corresponding to each pixel of the display panel.

근래, 고밀도로 대용량이면서 고도의 표시품질을 얻을 수 있는 평면표시장치의 실용화가 도모되고 있다. 평면표시장치 중, 인접하는 화소전극의 사이에서 크로스토크(cross talk)가 없어 높은 컨트라스트가 얻어짐과 더불어, 투과형 표시가 가능하고 대화면화도 용이하다는 등의 이유 때문에, 화소를 구동하는 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT라 한다)를 이용한 액티브 매트릭스 (active matrix)형 액정표시장치가 다용(多用)되기에 이르렀다.In recent years, practical use of flat panel display devices capable of high density and high display quality with high density has been made. Among flat display devices, a thin film transistor is used as a device for driving pixels due to the fact that there is no cross talk between adjacent pixel electrodes, high contrast is obtained, transmissive display is possible, and large screens are easy. BACKGROUND ART An active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) has been widely used.

이러한 액정표시장치의 구동소자로는, 비정질 실리콘(이하, a-Si라 칭한다)을 이용한 a-Si TFT와, 폴리실리콘(이하, p-Si라 칭한다)을 이용한 p-Si TFT가 있고, 제조화되기에 이르렀다.As a driving element of such a liquid crystal display device, there are a-Si TFT using amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) and a p-Si TFT using polysilicon (hereinafter referred to as p-Si). I got angry.

그 중, p-Si TFT는 a-Si TFT에 비해 전자의 이동도가 높고, 구동소자의 사이즈를 소형화할 수 있어 화소전극상의 화소개구율의 향상이 가능하다. 더욱이, 주사선 및 신호선을 구동하는 회로를 액티브 매트릭스 기판상에 일체로 형성할 수 있다. 따라서, 구동용의 IC 등을 액정표시패널에 외부 부착하는 작업이 불필요하여 제조공정이 생력화(省力化)되어 비용절감이 가능하다.Among them, the p-Si TFT has higher electron mobility than the a-Si TFT, and can reduce the size of the driving element, thereby improving the pixel aperture ratio on the pixel electrode. Furthermore, a circuit for driving the scan lines and the signal lines can be integrally formed on the active matrix substrate. Therefore, the operation of externally attaching the driving IC or the like to the liquid crystal display panel is not necessary, and the manufacturing process is saved, and the cost can be reduced.

이러한 p-Si TFT를 이용하여 고정세(高精細)한 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 작성하고, 투사렌즈를 이용하여 확대투영함으로써, 용이하게 대화면표시를 실현하는 것이 가능하다. 이 때문에, 화면의 전면측으로부터 투영하는 프론트형데이터 프로젝터(front type data projector)나, 화면의 배면측으로부터 투영하는 리어형 프로젝션 TV(rear type projection television) 등이 개발되고 있다.By using such a p-Si TFT, a high-definition active matrix liquid crystal display device is produced, and the projection is carried out using a projection lens, whereby large screen display can be easily realized. For this reason, a front type data projector projecting from the front side of the screen, a rear type projection television projecting from the back side of the screen, and the like have been developed.

이러한 투사형 액정표시장치에서는, 프로젝터기구의 치수, 중량, 비용을 절감하기 위해, 액정패널의 소형화가 요망되고 있다. 그 한편으로, 화면을 밝게 하기 위해, 액정표시장치의 개구율을 높임과 더불어, 고휘도이면서 고파워의 광원을 이용하여 광학계의 효율을 향상시키는 것이 행하여지고 있다.In such a projection type liquid crystal display device, in order to reduce the size, weight, and cost of the projector mechanism, miniaturization of the liquid crystal panel is desired. On the other hand, in order to make the screen brighter, the aperture ratio of a liquid crystal display device is raised, and the efficiency of an optical system is improved using the high brightness and high power light source.

그리고, 액정패널의 치수는 작은 채로 고정세화를 진행하고자 하면, 개구율이 작아지기 때문에, 마이크로렌즈 기판을 이용하여 입사광을 화소개구부에 집광시킴으로써, 실효적으로 화소개구율을 향상시키는 일이 행하여지고 있다.Since the aperture ratio decreases when the size of the liquid crystal panel is going to be small while the size of the liquid crystal panel is small, the pixel aperture ratio is effectively improved by condensing the incident light using the microlens substrate.

그러나, 상기 액정표시장치에는 다음과 같은 문제가 있었다. 마이크로렌즈 기판으로서, 이온교환법(ion exchange method)에 의한 것이 사용되고 있다. 그런데, 이온교환법에 의한 마이크로렌즈는 소다(soda) 유리기판을 사용할 필요가 있다. 소다 유리기판은 액정패널에 일반적으로 사용되고 있는 유리(glass)보다도 열팽창계수가 2배 이상 크다. 이 때문에, 액정패널의 고정세화가 진행됨에 따라 높은 조도로 광이 조사되면, 열팽창에 의해 액정패널의 화소개구부와 마이크로렌즈 기판의 마이크로렌즈의 위치관계에 어긋남이 생긴다고 하는 문제가 있었다. 이 때문에, 마이크로렌즈 기판으로서 유리기판의 표면에 凸모양의 렌즈를 형성한 것이 종종 개발되게 되었다.However, the liquid crystal display has the following problems. As the microlens substrate, one by an ion exchange method is used. By the way, it is necessary to use a soda glass substrate for the microlenses by the ion exchange method. The soda glass substrate has a coefficient of thermal expansion two or more times larger than that of glass generally used in liquid crystal panels. For this reason, when light is irradiated with high illuminance as the resolution of the liquid crystal panel is advanced, there is a problem that a deviation occurs in the positional relationship between the pixel opening of the liquid crystal panel and the microlens of the microlens substrate due to thermal expansion. For this reason, it has often been developed that a thin lens is formed on the surface of a glass substrate as a microlens substrate.

도 9에 이러한 이온교환법 마이크로렌즈 기판(51)을 사용한, 본 발명과 관련한 평면표시장치의 구성을 나타낸다. 스위칭소자로서 TFT(12)가 형성된 어레이기판(11)과 대향기판(15)이 대향배치되고, 사이에 액정조성물(14)이 끼인 상태에서 밀봉부재(13)에 의해 장착되어, 액정패널(10)이 구성되어 있다. 이 액정패널(10)의 표면상에, 마이크로렌즈 기판(51)이 장착되어 있다. 마이크로렌즈 기판(51)에는 유리기판의 한면내에 굴절률이 높은 영역으로 이루어진 마이크로렌즈(52)가 형성되어 있다. 여기서, 마이크로렌즈 기판(51)의 표면이 평탄하기 때문에, 액정패널(10)의 대향기판(15)에 접착하는 경우, 자외선경화형 접착제(53)를 사용하고 있었다.9 shows the structure of a flat panel display device related to the present invention using such an ion exchange microlens substrate 51. As shown in FIG. As the switching element, the array substrate 11 and the counter substrate 15 on which the TFTs 12 are formed are arranged to face each other, and are mounted by the sealing member 13 in a state where the liquid crystal composition 14 is sandwiched between the liquid crystal panel 10. ) Is configured. On the surface of the liquid crystal panel 10, a microlens substrate 51 is mounted. The microlens substrate 51 is formed with a microlens 52 made of a region having a high refractive index in one surface of the glass substrate. Here, since the surface of the microlens substrate 51 is flat, the ultraviolet curable adhesive 53 was used when adhering to the counter substrate 15 of the liquid crystal panel 10.

이온교환법 마이크로렌즈의 경우는, 자외선경화형 접착제(53)로서는 유리와 같은 굴절률의 것을 사용하면 좋으므로, 접착제를 선택하는 자유도가 크다. 그러나, 이온교환법 마이크로렌즈는 상술한 바와 같이 열팽창계수가 크다는 등의 문제가 있어 금후의 고정세화에는 대응할 수 없다. 더욱이, 이러한 마이크로렌즈는 면 전체에서 액정패널을 접착하기 때문에, 벗겨내는 일은 불가능하다. 따라서, 접착한 후에 마이크로렌즈 기판(51)이 손상된 경우, 마이크로렌즈 기판(51)을 액정패널 (10)로부터 벗겨내어 고가의 액정패널(10)을 활용한다고 하는 소위 재처리(re-work)는 불가능하다.In the case of the ion exchange method microlens, since the ultraviolet curable adhesive 53 should use the thing of the same refractive index as glass, the freedom degree to select an adhesive agent is large. However, the ion exchange microlens has a problem such as a large coefficient of thermal expansion as described above, and cannot cope with future high resolution. Moreover, since such microlenses adhere the liquid crystal panel over the entire surface, peeling off is impossible. Therefore, when the microlens substrate 51 is damaged after the adhesion, the so-called re-work of peeling off the microlens substrate 51 from the liquid crystal panel 10 and utilizing the expensive liquid crystal panel 10 is performed. impossible.

그래서, 액정패널의 고정세화에 대응할 수 있는 마이크로렌즈로서 유리기판상에 수지를 이용하여 凸모양 렌즈를 형성한다거나, 유리기판에 드라이 에칭을 행해 凸모양 렌즈를 형성하는 방법이 채용되게 되었다. 이 경우의 구성을 도 10에 나타낸다. 유리기판의 표면상에 凸모양 렌즈(32)를 형성하여 마이크로렌즈 기판(31)을 작성한다. 이 마이크로렌즈 기판(31)을 凸모양 렌즈(32)가액정패널(10)의 표면에 대향하도록 배치하고, 그 사이에 저굴절률 접착제(34)를 개재시킨 상태에서 접착한다. 혹은, 액정패널과 마이크로렌즈 기판의 사이에 공기층을 개재시킨 상태에서 접착제에 의해 접착하는 것도 생각할 수 있다.Thus, a microlens capable of coping with high definition of a liquid crystal panel has been adopted in which a thin lens is formed on a glass substrate using a resin or a dry etching is performed on the glass substrate to form a thin lens. The structure in this case is shown in FIG. A microlens substrate 31 is formed by forming a lens-shaped lens 32 on the surface of the glass substrate. The microlens substrate 31 is disposed so that the lens-shaped lens 32 faces the surface of the liquid crystal panel 10, and is bonded while the low refractive index adhesive 34 is interposed therebetween. Alternatively, it is also conceivable to adhere with an adhesive in a state in which an air layer is interposed between the liquid crystal panel and the microlens substrate.

그러나, 전자와 같이 저굴절률의 접착제로 대향기판과 마이크로렌즈 기판을 면 전체에서 접착하는 경우는, 저굴절률의 접착제의 비용이 높고 박리가 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 또, 후자와 같이 공기층을 매개로 접착하는 경우는, 공기층의 존재에 의해 2개소의 계면에서 반사가 생겨 광량손실이 그때마다 발생한다고 하는 문제가 있고, 더욱이 기판간에 수분이 침입하여 흐려짐이 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다.However, in the case where the opposing substrate and the microlens substrate are bonded to the entire surface with the low refractive index adhesive as in the former, there is a problem that the low refractive index adhesive is high in cost and easy to peel off. In addition, in the case of adhering the air layer through the latter, there is a problem in that reflection occurs at two interfaces due to the presence of the air layer, and a light quantity loss occurs each time. Moreover, moisture easily penetrates and blurs between the substrates. There was a problem.

상술한 바와 같이, 본 발명과 관련한 액정표시장치에는 마이크로렌즈 기판과 표시패널과의 사이에서 광량손실이 생긴다거나, 비용이 높다고 하는 문제가 있었다.As described above, the liquid crystal display device according to the present invention has a problem that a light amount loss occurs between the microlens substrate and the display panel or the cost is high.

따라서, 본 발명은 집광기판과 표시패널의 사이에서의 광량손실을 억제함과 더불어, 비용을 절감할 수 있는 평면표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a flat panel display device which can reduce the amount of light loss between the light collecting substrate and the display panel and reduce the cost.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 액정표시장치의 단면구조를 나타낸 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 동 액정표시장치의 평면구조를 나타낸 평면도,2 is a plan view showing a planar structure of the liquid crystal display device;

도 3은 본 발명의 제2실시형태에 따른 액정표시장치의 단면구조를 나타낸 종단면도,3 is a longitudinal sectional view showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention;

도 4는 동 액정표시장치에서의 마이크로렌즈 기판의 평면 및 종단면을 나타낸 평면 및 종단면도,4 is a plan view and a longitudinal sectional view showing a plane and a longitudinal section of a microlens substrate in the liquid crystal display device;

도 5는 동 액정표시장치에서의 마이크로렌즈 기판에 액정을 주입하는 주입구를 설치한 경우의 구성을 나타낸 평면도,FIG. 5 is a plan view showing the configuration of an injection hole for injecting liquid crystal into a microlens substrate in the liquid crystal display device; FIG.

도 6은 본 발명의 제3실시형태에 따른 액정표시장치에 있어서 액정패널에 자외선경화형 수지를 도포한 상태를 나타낸 종단면도,6 is a longitudinal sectional view showing a state in which an ultraviolet curable resin is applied to a liquid crystal panel in a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention;

도 7은 동 액정표시장치에서의 마이크로렌즈 기판에 자외선경화형 수지를 도포한 상태를 나타낸 도면,7 is a view showing a state in which an ultraviolet curable resin is applied to a microlens substrate in the liquid crystal display device;

도 8은 상기 제1∼제3실시형태에 따른 액정표시장치를 프레임에 고정한 경우의 종단면을 나타낸 종단면도,8 is a longitudinal sectional view showing a longitudinal section in the case where the liquid crystal display device according to the first to third embodiments is fixed to a frame;

도 9는 본 발명과 관련한 액정표시장치의 단면구조를 나타낸 종단면도,9 is a longitudinal sectional view showing a cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to the present invention;

도 10은 본 발명과 관련한 다른 액정표시장치의 단면구조를 나타낸 종단면도이다.10 is a longitudinal sectional view showing a cross-sectional structure of another liquid crystal display device related to the present invention.

＜도면부호의 설명＞<Explanation of drawing code>

10 --- 액정패널, 11 --- 어레이기판,10 --- liquid crystal panel, 11 --- array substrate,

12 --- 박막트랜지스터(TFT), 13 --- 밀봉부재,12 --- thin film transistor (TFT), 13 --- sealing member,

14 --- 액정조성물, 21 --- 대향기판,14 --- liquid crystal composition, 21 --- opposing substrate,

30 --- 화상표시영역, 31 --- 마이크로렌즈 기판,30 --- image display area, 31 --- microlens substrate,

32 --- 마이크로렌즈, 33 --- 자외선경화형 밀봉부재,32 --- microlens, 33 --- UV curable sealing member,

34 --- 액체층, 41 --- 주입구,34 --- liquid layer, 41 --- inlet,

42 --- 밀봉제, 43 --- 주입구,42 --- sealant, 43 --- inlet,

44 --- 밀봉제, 61 --- 마이크로렌즈 기판,44 --- sealant, 61 --- microlens substrate,

62 --- 마이크로렌즈, 63 --- 외주부 밀봉제,62 --- microlenses, 63 --- outer sealant,

64 --- 액체층, 65 --- 밀봉재,64 --- liquid layer, 65 --- sealant,

71 --- 마이크로렌즈영역, 72 --- 제1외주영역,71 --- microlens area, 72 --- first outer area,

73 --- 제2외주영역, 74 --- 위치정합마크,73 --- second outer area, 74 --- registration mark,

75 --- 주입구, 81 --- 자외선경화형 수지,75 --- inlet, 81 --- UV curable resin,

82 --- 자외선경화형 수지, 83 --- 프레임.82 --- UV curable resin, 83 --- frame.

본 발명에 의하면, 복수의 화소를 갖는 평면형상의 표시패널과, 이 표시패널의 각각의 화소에 대응하여 설치된 복수의 집광수단을 갖춘 집광기판을 구비하고, 상기 표시패널과 상기 집광기판은 퍼플루오로폴리에테르(per fluoro polyether) 혹은 플로로실리콘오일(phloro silicon oil)을 함유하는 액체층을 매개해서 장착되어 있는 액정표시장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a flat panel display panel having a plurality of pixels, and a light collecting substrate having a plurality of light collecting means provided corresponding to each pixel of the display panel, wherein the display panel and the light collecting substrate are perfluoro. There is provided a liquid crystal display device mounted via a liquid layer containing perfluoro fluoro polyether or phloro silicon oil.

이와 같이, 집광기판과 액정패널의 장착에 있어서, 집광수단보다도 저굴절률의 액제층이 사이에 개재됨으로써, 계면반사에 의한 광량손실이 억제된다. 또, 공기층을 개재시킨 경우에서의 습기나 먼지의 혼입이 방지되어 장치로서의 신뢰성이 향상된다. 더욱이, 접착제에 의해 집광기판을 표시패널에 면 전체에서 장착하는 경우에는, 최적의 굴절률을 선택하는 자유도가 낮지만, 본 발명에서는 액체층의 굴절률을 조절함으로써, 집광특성의 최적화가 비교적 용이하다. 더욱이, 면접착에 의한 자외선경화시의 체적수축으로 왜곡이 발생하여 접착제가 복굴절을 발생시킨다거나, 마이크로렌즈 특성에 영향을 준다거나, 신뢰성 시험에 있어서 주변부에서 부분적인 박리가 생긴다거나 하는 일도 방지할 수 있다.As described above, in the mounting of the light collecting substrate and the liquid crystal panel, the light amount loss due to the interface reflection is suppressed by interposing a liquid layer having a lower refractive index than the light collecting means. In addition, mixing of moisture and dust in the case of interposing the air layer is prevented, thereby improving reliability as an apparatus. Moreover, in the case where the light collecting substrate is mounted on the display panel with the adhesive on the entire surface, the degree of freedom for selecting the optimum refractive index is low. However, in the present invention, optimization of the light collecting characteristics is relatively easy by adjusting the refractive index of the liquid layer. Moreover, the volumetric shrinkage during UV curing due to surface adhesion prevents the adhesive from causing birefringence, affecting microlens characteristics, or partial peeling at the periphery in the reliability test. Can be.

또, 상기 표시패널과 상시 집광기판은, 상기 표시패널에서의 표시영역의 주변부에 배치된 밀봉부재와, 이 밀봉부재의 내측에 주입된 상기 집광수단보다도 굴절률이 낮은 상기 액체층을 매개해서 장착되어 있어도 좋다.Further, the display panel and the continuous light collecting substrate are mounted via a sealing member disposed at the periphery of the display area of the display panel and the liquid layer having a lower refractive index than the light collecting means injected inside the sealing member. You may be.

더욱이, 상기 밀봉부재에, 상기 표시패널과 상기 집광기판 사이의 간극을 제어하는 간극제어부재가 혼입되어 있어도 좋다.Furthermore, a gap control member for controlling the gap between the display panel and the light collecting substrate may be mixed in the sealing member.

상기 집광수단이 유기재료를 사용하여 형성되어 있어도 좋다.The light collecting means may be formed using an organic material.

상기 집광기판에서의 집광수단의 표면 또는 상기 집광기판에서의 상기 표시패널과 대향하는 면과 반대측의 면의 적어도 어느 한쪽의 면에, 보호막 또는 광반사방지막의 적어도 어느 한쪽이 형성되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that at least one of a protective film or an antireflective film is formed on at least one surface of the light collecting means on the light collecting substrate or a surface opposite to the display panel on the light collecting substrate. .

상기 집광기판은 마이크로렌즈 기판 또는 홀로그래픽 컬러 필터(holographic color filter)이어도 좋다.The light collecting substrate may be a microlens substrate or a holographic color filter.

본 발명의 평면표시장치는, 복수의 화소를 갖는 표시패널과, 이 표시패널의 각각의 화소에 대응하여 설치된 복수의 집광수단을 갖춘 집광기판을 구비한 표시장치로, 상기 집광기판에서의 상기 집광수단이 형성된 영역의 외주에 상기 집광수단의 정점높이와 다른 제1외주영역이 형성되고, 더욱이 그 외주에 상기 집광수단의 정점높이와 거의 같은 제2외주영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.A flat panel display device according to the present invention is a display device comprising a display panel having a plurality of pixels and a light collecting substrate having a plurality of light collecting means provided corresponding to each pixel of the display panel. A first outer circumferential region different from the apex height of the light converging means is formed on the outer circumference of the region where the means is formed, and furthermore, a second outer circumferential region is formed on the outer circumference substantially equal to the vertex height of the condensing means.

이와 같이, 집광기판과 표시패널의 대향기판에 접착하는 부분이, 집광수단의 집광부와 거의 동일 높이이기 때문에, 집광기판과 대향기판 사이의 거리의 균일성이 좋아져서 투과율특성의 변동을 저감하여 표시불일치 등의 표시품위저하를 방지할 수 있다.In this way, since the portion bonded to the opposing substrate of the light collecting substrate and the display panel is almost the same height as the light collecting portion of the light collecting means, the uniformity of the distance between the light collecting substrate and the opposing substrate is improved and the variation in transmittance characteristics is reduced. It is possible to prevent deterioration of display quality such as mismatch of display.

여기서, 상기 제2외주영역과 상기 집광수단이 동일 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 동일 또는 다른 재료를 사용하여 다른 공정에서 형성할 수도 있다.Here, it is preferable that the second outer circumferential region and the condensing means are made of the same material, but may be formed in different processes using the same or different materials.

상기 집광기판은 상기 제2외주영역을 포함하는 영역에 있어서 상기 액정패널에 접착되어 있는 것도 가능하다. 집광수단과 정점높이가 거의 같은 제2외주영역에 있어서 집광기판과 액정패널을 고정함으로써, 집광수단과 액정패널의 거리를 균일화할 수 있다.The light collecting substrate may be attached to the liquid crystal panel in a region including the second outer peripheral region. By fixing the light collecting substrate and the liquid crystal panel in the second outer circumferential region where the light collecting means and the vertex height are almost the same, the distance between the light collecting means and the liquid crystal panel can be made uniform.

상기 제1외주영역에, 상기 표시패널과 상기 집광기판의 위치정합에 이용되는 위치정합마크가 형성되어 있어도 좋다.In the first outer circumferential region, a positioning mark used for positioning the display panel and the light collecting substrate may be formed.

상기 표시패널과 상기 집광기판 사이의 적어도 표시영역에 액체층이 개재되어 있어도 좋다.A liquid layer may be interposed at least in the display area between the display panel and the light collecting substrate.

상기 표시패널과 상기 집광기판 사이의 적어도 상기 표시영역에, 상기 액체층을 주입하는 것을 용이하게 하기 위해, 상기 제1외주영역이 상기 집광기판 단(端)까지 일부 연장되어 있어도 좋다.In order to facilitate injecting the liquid layer into at least the display area between the display panel and the light collecting substrate, the first outer circumferential area may partially extend to the stage of the light collecting substrate.

본 발명의 평면표시장치는, 복수의 화소를 갖는 평면형상의 표시패널과, 이 표시패널의 각각의 화소에 대응하여 설치된 복수의 집광수단을 갖춘 집광기판을 구비하고, 상기 표시패널과 상기 집광기판은, 사이에 퍼플루오로폴리에테르 혹은 플로로실리콘오일을 함유하는 액체층을 매개한 상태에서, 자외선경화형 수지에 의해 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.A flat panel display device of the present invention comprises a flat panel display panel having a plurality of pixels, and a light collecting substrate having a plurality of light collecting means provided corresponding to each pixel of the display panel, wherein the display panel and the light collecting substrate are provided. It is characterized by being mounted with an ultraviolet curable resin in the state which mediated the liquid layer containing a perfluoro polyether or a florosilicone oil in between.

상기 집광기판의 외주부가 밀봉제로 밀봉되어 있어도 좋다.The outer peripheral portion of the light collecting substrate may be sealed with a sealing agent.

상기 밀봉제가 상기 평면표시장치를 유지하는 유지부재와 상기 평면표시장치를 고정하는 것도 가능하다.It is also possible that the sealant fixes the holding member holding the flat panel display and the flat panel display.

상기 집광수단이 유기재료로 형성되어 있어도 좋다.The light collecting means may be formed of an organic material.

상기 집광수단에서의 상기 액체층과 접하는 표면에, 무기재료 또는 유기재료로 이루어진 보호층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that a protective layer made of an inorganic material or an organic material is formed on a surface of the light collecting means in contact with the liquid layer.

또, 상기 집광기판에서의 상기 표시패널과 대향하는 면과 반대측의 면에, 광반사방지막이 형성되어 있어도 좋다.Further, a light reflection prevention film may be formed on the surface on the side opposite to the surface of the light collecting substrate that faces the display panel.

상기 집광기판은 마이크로렌즈 기판 또는 홀로그래픽 컬러 필터이어도 좋다.The light collecting substrate may be a microlens substrate or a holographic color filter.

(실시형태)Embodiment

이하, 본 발명의 일실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described with reference to drawings.

본 발명의 제1실시형태에 따른 평면표시장치는, 도 1에 나타낸 바와 같은 단면구조 및 도 2에 나타낸 바와 같은 평면구조를 갖는다. 여기서, 도 1은 도 2에서의 A-A선에 따른 종단면도에 상당한다.The flat panel display according to the first embodiment of the present invention has a cross-sectional structure as shown in FIG. 1 and a flat structure as shown in FIG. Here, FIG. 1 is corresponded to the longitudinal cross-sectional view along the A-A line in FIG.

액정패널(10)은, TFT(12)가 형성된 어레이기판(11)과, 밀봉부재(13)에 의해 어레이기판(11)과 대향배치된 상태로 접착된 대향기판(21) 및, 어레이기판(11)과 대향기판(21)의 사이에 주입구(41)로부터 주입되어 밀봉제(42)에 의해 밀봉되어 끼인 상태에 있는 액정조성물(14)을 갖추고 있다.The liquid crystal panel 10 includes an array substrate 11 having a TFT 12 formed thereon, an opposing substrate 21 bonded to the array substrate 11 by a sealing member 13, and an array substrate ( A liquid crystal composition 14 which is injected from the injection hole 41 between 11) and the counter substrate 21 and is sealed by the sealant 42 and sandwiched is provided.

이 액정패널(10)에서의 대향기판(21)의 표면상에, 집광기판으로서의 마이크로렌즈 기판(31)이 장착되어 있다. 마이크로렌즈 기판(31)은 그 표면상에 액정패널(10)의 각 화소에 대응하여 형성된 집광수단으로서의 마이크로렌즈(32)를 갖추고 있다. 마이크로렌즈(32)는, 예컨대 유리(glass)기판상에 에폭시계나 아크릴계 등의 자외선경화형 수지를 이용하여 몰드성형을 행함으로써, 저가로 형성할 수 있다.On the surface of the counter substrate 21 in the liquid crystal panel 10, a microlens substrate 31 as a light collecting substrate is mounted. The microlens substrate 31 is provided with a microlens 32 as a light collecting means formed on its surface corresponding to each pixel of the liquid crystal panel 10. The microlens 32 can be formed at low cost by, for example, performing a mold molding on a glass substrate using an ultraviolet curable resin such as epoxy or acrylic.

액정패널(10)과 마이크로렌즈 기판(31)은 다음과 같이 하여 장착된다. 액정패널(10)의 화상표시영역(30)을 둘러싸도록, 자외선경화형 밀봉부재(33)를 대향기판(21)상 혹은 마이크로렌즈 기판(31)상에 도포하고, 양자를 붙인다. 마이크로렌즈 기판 (31)과 액정패널(10)의 위치정합을 행한 후, 자외선을 조사함으로써 밀봉부재(13)를 경화시켜 접착고정한다.The liquid crystal panel 10 and the microlens substrate 31 are mounted as follows. The ultraviolet curable sealing member 33 is applied onto the counter substrate 21 or the microlens substrate 31 so as to surround the image display region 30 of the liquid crystal panel 10, and both are attached. After the alignment of the microlens substrate 31 and the liquid crystal panel 10 is carried out, the sealing member 13 is cured by adhesion of ultraviolet rays to fix the adhesive.

이 마이크로렌즈 기판(31)과 액정패널(10)의 고정시에, 그 사이에 마이크로렌즈(32)보다도 굴절률이 낮은 액체층(34)을 개재시킨다. 마이크로렌즈(32)가 예컨대 굴절률 1.59의 에폭시계 수지나 굴절률 1.54의 아크릴계 수지로 형성되어 있는 경우에는, 이 굴절률보다도 낮은 액체층(34)을 사용할 필요가 있다. 예컨대, 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 또는 글리세린(glycerin), 혹은 이들의 수용액을 액체층(34)으로 사용해도 좋다. 에틸렌글리콜 또는 글리세린을 사용한 50%의 수용액에서는, 굴절률은 약 1.38로 된다. 또, 퍼플루오로폴리에테르(굴절률 1.3), 플로로실리콘오일(굴절률 1.38)이라도 좋다.When the microlens substrate 31 and the liquid crystal panel 10 are fixed, a liquid layer 34 having a lower refractive index than the microlens 32 is interposed therebetween. When the microlens 32 is formed of, for example, an epoxy resin having a refractive index of 1.59 or an acrylic resin having a refractive index of 1.54, it is necessary to use the liquid layer 34 having a lower refractive index than this. For example, ethylene glycol, glycerin, or an aqueous solution thereof may be used as the liquid layer 34. In 50% aqueous solution using ethylene glycol or glycerin, the refractive index is about 1.38. Moreover, a perfluoro polyether (refractive index 1.3) and a fluorosilicone oil (refractive index 1.38) may be sufficient.

또, 마이크로렌즈 기판(31)과 대향기판(21)의 간격을 고정밀도로 제어하기 위해서는, 예컨대 유리섬유로 이루어지고 두께가 3∼30㎛의 간극제어부재를 밀봉부재(33) 내에 혼입시킨다. 그리고, 마이크로렌즈 기판(31)을 대향기판(21)상에 고정한 후, 액체층(34)을 주입구(43)로부터 감압 또는 가압 주입함으로써, 소망하는 간격을 얻을 수 있다. 그 후, 주입구(43)를 밀봉부재(44)에 의해 밀봉한다. 그러나, 밀봉부를 균일하게 가공할 수 있는 것이라면, 간극제어부재는 없어도 좋다. 물론, 가압주입의 경우는 주입구뿐만 아니라 주출구도 설치하여 주입하고, 밀봉해도 좋다.In addition, in order to control the space | interval of the microlens board | substrate 31 and the opposing board | substrate 21 with high precision, the clearance gap control member which consists of glass fiber and is 3-30 micrometers in thickness is mixed in the sealing member 33, for example. Then, the microlens substrate 31 is fixed on the counter substrate 21, and then the desired thickness can be obtained by injecting the liquid layer 34 from the injection port 43 at a reduced pressure or pressure. Thereafter, the injection port 43 is sealed by the sealing member 44. However, as long as the sealing part can be processed uniformly, there may be no gap control member. Of course, in the case of pressure injection, not only the injection port but also the injection port may be provided and injected, and may be sealed.

그런데, 마이크로렌즈 기판(31)을 대향기판(21)상에 장착하는 공정에서, 대향기판(21)과 대향배치되는 마이크로렌즈(32)의 표면은 상처를 받기 쉽다. 예컨대, 세정공정이나 기판반송공정 등에 있어서, 유리기판의 단면으로부터 발생하는 먼지 등이 마이크로렌즈(32)의 표면에 부착하여 손상되는 경우가 있다.By the way, in the process of attaching the microlens substrate 31 on the opposing substrate 21, the surface of the microlens 32 arranged opposite to the opposing substrate 21 is susceptible to damage. For example, in the cleaning process or the substrate conveyance process, dust or the like generated from the end surface of the glass substrate may adhere to the surface of the microlens 32 and be damaged.

이러한 렌즈 표면을 보호하기 위해서는, 예컨대 마이크로렌즈 기판(31)과 대향기판(21)의 간극을, 상술한 바와 같은 간극제어부재를 포함하는 밀봉부재(33)에 의해 확보함으로써, 렌즈 표면이 대향기판(21)에 직접 접촉하지 않도록 하는 것을 생각할 수 있다. 더욱이, 렌즈 표면에 실록산(siloxane)계 피막 혹은 불소계 수지피막을 형성하는 것이 바람직하다.In order to protect such a lens surface, for example, the gap between the microlens substrate 31 and the counter substrate 21 is secured by the sealing member 33 including the above-described gap control member, whereby the lens surface is opposed to the counter substrate. It is conceivable to avoid direct contact with (21). Furthermore, it is preferable to form a siloxane film or a fluorine resin film on the lens surface.

실록산계 피막으로서, 예컨대 콜코트사제 N-103X 등을 이용할 수 있다. 실로헥산(silohexane)계 피막은 대전방지효과와 내마모성을 가지므로, 먼지가 부착하기 어렵게 됨과 더불어, 렌즈 표면이 손상되는 일이 억제된다. 렌즈 표면뿐만 아니라, 마이크로렌즈 기판(31)에서의 대향기판(21)과 대향하는 면과 반대측의 광입사면에 실로헥산계 피막을 형성하면, 이 면의 계면반사율이 저감된다. 이에 따라, 실효적인 광투과율을 향상시킬 수 있다.As the siloxane coating, for example, N-103X manufactured by Cole Coat, etc. can be used. Since the silohexane-based coating has an antistatic effect and abrasion resistance, it becomes difficult to attach dust, and damage to the lens surface is suppressed. If the silohexane-based coating is formed not only on the lens surface but also on the light incidence surface on the side opposite to the surface facing the opposing substrate 21 on the microlens substrate 31, the interfacial reflectivity of this surface is reduced. As a result, the effective light transmittance can be improved.

불소계 수지피막으로서는, 예컨대 아사히 가라스제의 사이톱이나 JSR(주)의 오브스타계 등의 수지피막을 이용해도 좋다. 이들 불소계 수지피막은 내마모성을 가질 뿐만 아니라 굴절률이 1.38정도로 작다. 이 때문에, 마이크로렌즈 기판(31)에서의 광입사면에 형성하면, 계면반사율을 저감하는 효과가 얻어진다. 또, 불소계 수지피막을 이용하는 경우에는, 피막강도를 높이기 위해 결합제 처리후에 수지를 도포하고, 섭씨 150도에서 약 30분간 가열건조를 행하는 편이 바람직하다.As the fluorine resin film, for example, a resin film such as Cytop, manufactured by Asahi Glass, or an Obster system of JSR Corporation may be used. These fluorine resin coatings not only have wear resistance but also have a small refractive index of about 1.38. For this reason, when formed in the light-incidence surface in the microlens board | substrate 31, the effect of reducing interface reflectance is acquired. In the case of using a fluororesin coating film, it is preferable to apply resin after the binder treatment in order to increase the film strength, and heat-dry for about 30 minutes at 150 degrees Celsius.

상기 제1실시형태에 의하면, 마이크로렌즈 기판(31)과 액정패널(10)의 사이에 저굴절률의 액체층(34)이 개재되어 있으므로, 마이크로렌즈(32)와 대향기판(21) 사이에서 계면반사에 의한 광량손실이 저감된다. 또, 종래와 같이 마이크로렌즈 기판과 대향기판의 사이에 접착제를 도포하여 면 전체에서 접착하는 경우에는, 한번 접착하면 재처리(re-work)가 불가능하다.According to the first embodiment, since the low refractive index liquid layer 34 is interposed between the microlens substrate 31 and the liquid crystal panel 10, the interface between the microlens 32 and the counter substrate 21 is interposed. The amount of light loss due to reflection is reduced. In the case where the adhesive is applied between the microlens substrate and the counter substrate and adhered on the entire surface as in the prior art, re-work is impossible once adhered.

이에 대해, 제1실시형태에서는 대향기판(21)과 마이크로렌즈 기판(31)이 면 전체가 아니라 액체층(34)을 개재시키고 주변부의 밀봉부재(33)에 의해 장착되어 있다. 이 때문에, 밀봉부재(33)에 자외선을 조사하는 등에 의해, 대향기판(21)과 마이크로렌즈 기판(31)을 박리할 수 있다. 따라서, 예컨대 양 기판의 위치정합 정밀도가 불량했다거나, 먼지 등에 의해 불량이 발생한 경우에도, 고가의 마이크로렌즈 기판(31)이나 액정패널(10)을 재차 사용하는 재처리가 가능하다. 이에 따라, 비용절감 및 수율의 향상이 달성된다.On the other hand, in the first embodiment, the opposing substrate 21 and the microlens substrate 31 are attached by the sealing member 33 at the periphery with the liquid layer 34 interposed rather than the entire surface. For this reason, the opposing substrate 21 and the microlens substrate 31 can be peeled off by irradiating the sealing member 33 with ultraviolet rays or the like. Therefore, even if the positioning accuracy of the two substrates is poor or a defect occurs due to dust or the like, reprocessing using the expensive microlens substrate 31 or the liquid crystal panel 10 again can be performed. Thus, cost reduction and improvement in yield are achieved.

본 발명의 제2실시형태에 따른 평면표시장치에 대해, 도 3을 참조하여 설명한다.A flat panel display according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

액정패널(10)은 상기 제1실시형태와 마찬가지로, TFT(12)가 형성된 어레이기판(11)과, 밀봉부재(13)에 의해 어레이기판(11)과 대향배치된 상태로 접착된 대향기판(21) 및, 어레이기판(11)과 대향기판(21)의 사이에 끼인 상태에 있는 액정조성물(14)을 갖추고 있다.As in the first embodiment, the liquid crystal panel 10 includes an array substrate 11 having a TFT 12 formed thereon, and an opposite substrate bonded to the array substrate 11 by a sealing member 13. 21 and a liquid crystal composition 14 in a state sandwiched between the array substrate 11 and the counter substrate 21.

이 액정패널(10)의 대향기판(21)의 표면상에, 집광기판으로서의 마이크로렌즈 기판(61)이 장착되어 있다. 마이크로렌즈 기판(61)은 그 표면상에 액정패널(10)의 각 화소에 대응하여 형성된 마이크로렌즈(62)를 갖추고 있다. 1화소에 1개의 마이크로렌즈 또는 R, G, B의 3화소에 1개의 마이크로렌즈라도 좋다. 도 1의 단면도에 나타낸 것은 3화소에 1개의 마이크로렌즈를 형성한 경우에 상당한다. 마이크로렌즈(62)는, 예컨대 유리기판상에 에폭시계나 아크릴계 등의 자외선경화형 수지를 이용하여 몰드성형을 행함으로써, 저가로 형성할 수 있다.On the surface of the counter substrate 21 of the liquid crystal panel 10, a microlens substrate 61 as a light collecting substrate is mounted. The microlens substrate 61 has a microlens 62 formed on its surface corresponding to each pixel of the liquid crystal panel 10. One microlens in one pixel or one microlens in three pixels of R, G, and B may be used. 1 is equivalent to the case where one microlens is formed in three pixels. The microlens 62 can be formed at low cost by, for example, molding on a glass substrate using an ultraviolet curable resin such as epoxy or acrylic.

마이크로렌즈 기판(61)의 평면구조를 도 4a에 나타내고, 도 4a의 B-B선에 따른 종단면을 도 4b에 나타낸다. 마이크로렌즈 기판(61)에는, 마이크로렌즈(62)가 설치된 마이크로렌즈영역(71)과, 그 외주에 형성된 제1외주영역(72) 및, 더욱이 그 외주에 형성된 제2외주영역(73)이 형성되어 있다.The planar structure of the microlens substrate 61 is shown in Fig. 4A, and the longitudinal section along the line B-B in Fig. 4A is shown in Fig. 4B. On the microlens substrate 61, a microlens region 71 provided with the microlens 62, a first outer peripheral region 72 formed on the outer circumference thereof, and a second outer peripheral region 73 formed on the outer circumference thereof are formed. It is.

제2외주영역(73)은 마이크로렌즈영역(71)내의 마이크로렌즈(62)의 정점(頂点)과 거의 같은 높이의 영역이 외주틀처럼 형성되어 있다. 제1외주영역(72)은 마이크로렌즈(62)의 정점 및 제2외주영역(73)보다 높이가 낮은 영역으로, 마이크로렌즈영역(71)과 제2외주영역(73)의 사이에 틀모양으로 형성되어 있다. 제1외주영역 (72)의 일부에는 액정패널(10)과 마이크로렌즈 기판(61)의 위치정합에 이용되는 위치정합마크(74)가 형성되어 있다.In the second outer circumferential region 73, an area having a height substantially equal to the apex of the microlens 62 in the microlens region 71 is formed like an outer circumferential frame. The first outer circumferential region 72 is a region having a height lower than that of the vertex of the microlens 62 and the second outer circumferential region 73, and has a frame shape between the microlens region 71 and the second outer circumferential region 73. Formed. A portion of the first outer circumferential region 72 is provided with a position registration mark 74 used to position the liquid crystal panel 10 and the microlens substrate 61.

여기서, 제2외주영역(73)이 마이크로렌즈 기판(61)의 최외주의 전역에 걸쳐 형성되어 있다. 그러나, 접착고정영역의 주변에만 형성되어 있어도 좋다.Here, the second outer circumferential region 73 is formed over the outermost circumference of the microlens substrate 61. However, it may be formed only around the adhesion fixing region.

이러한 구성을 갖는 마이크로렌즈 기판(61)을, 도 1에 나타낸 바와 같이 액정패널(10)에서의 표시영역과 마이크로렌즈(62)가 대향하도록 고정한다. 고정방법은, 예컨대 자외선경화형의 밀봉재(65)를 마이크로렌즈 기판(61) 또는 액정패널 (10)의 대향기판(21)에 도포하고, 마이크로렌즈 기판(61)과 액정패널(10)의 위치정합을 행한 후, 자외선을 조사함으로써 밀봉재(65)를 경화시켜 접착고정한다.As shown in FIG. 1, the microlens substrate 61 having such a configuration is fixed so that the display region of the liquid crystal panel 10 and the microlens 62 face each other. In the fixing method, for example, an ultraviolet curing sealing material 65 is applied to the microlens substrate 61 or the opposing substrate 21 of the liquid crystal panel 10, and the position alignment of the microlens substrate 61 and the liquid crystal panel 10 is adjusted. After the irradiation, the sealing material 65 is cured by applying ultraviolet rays to fix the adhesive.

이때, 마이크로렌즈 기판(61)과 대향기판(21)의 사이에, 마이크로렌즈(62)의 굴절률(에폭시계 수지로 형성한 경우는 1.59, 아크릴계 수지로 형성한 경우는 1.54정도)보다도 굴절률이 작은 액체층(64), 예컨대 퍼플루오로폴리에테르(예컨대, 아지우마운트사의 상표명 폼프린, 굴절률 1.30)를 개재한다.At this time, between the microlens substrate 61 and the counter substrate 21, the refractive index of the microlens 62 is smaller than that of the microlens 62 (1.59 when formed with an epoxy resin or about 1.54 when formed with an acrylic resin). It interposes a liquid layer 64, such as perfluoropolyether (e.g., the trade name Pomphrine, Inc., refractive index 1.30).

또, 마이크로렌즈 기판(61)과 대향기판(21)의 간격을 정확히 제어하기 위해, 유리섬유 등으로 이루어지고 길이 3∼30㎛의 간극재를 밀봉재(65) 내에 혼입시켜도 좋다.In addition, in order to precisely control the distance between the microlens substrate 61 and the counter substrate 21, a gap member made of glass fiber or the like and having a length of 3 to 30 µm may be mixed into the sealing member 65.

더욱이, 마이크로렌즈 기판(61)의 평면구조를 나타낸 도 5와 같이, 제2외주영역(73)의 적어도 일부에 주입구(75)를 설치해도 좋다. 이 경우는, 마이크로렌즈 기판(61)을 액정패널(10)에 고정한 후에, 양자의 사이에 개재시키는 액체층(64)을 감압 또는 가압 주입함으로써, 그 간격을 정확히 제어할 수 있다. 이 경우, 액체주입을 용이하게 행하기 위해, 제2외주영역(73)을 마이크로렌즈 기판(61)의 외주 전역에 형성하는 것이 아니라, 도 5와 같이 적어도 주입구 주변부는 높이가 낮은 제1외주영역(72)의 높이로 설정함으로써, 제1외주영역과 연속적으로 표면이 이어지도록 형성해도 좋다.Further, as shown in Fig. 5 showing the planar structure of the microlens substrate 61, the injection hole 75 may be provided in at least a part of the second outer peripheral region 73. In this case, after fixing the microlens substrate 61 to the liquid crystal panel 10, the gap can be precisely controlled by depressurizing or pressurizing the liquid layer 64 interposed therebetween. In this case, in order to facilitate the liquid injection, the second outer circumferential region 73 is not formed in the entire outer circumference of the microlens substrate 61, but at least the first outer circumferential region at the periphery of the injection hole as shown in FIG. By setting it to the height of 72, you may form so that a surface may continue continuously with a 1st outer peripheral area.

본 실시형태는, 마이크로렌즈(62)의 정점높이와 거의 동일 높이의 제2외주영역(73)을 최외주영역에 형성하고, 그 영역에 있어서 凸모양의 마이크로렌즈(62)를 갖춘 마이크로렌즈 기판(61)과 액정패널(10)을 접착고정하고 있다. 이 때문에, 렌즈 높이가 높은 凸모양의 마이크로렌즈(62)를 갖는 경우에도, 마이크로렌즈(62)와 액정패널(10)의 대향기판(21)의 거리의 균일화가 용이하다.In the present embodiment, the second outer peripheral region 73 having a height substantially equal to the apex height of the microlens 62 is formed in the outermost peripheral region, and the microlens substrate is provided with the micro-shaped lens 62 in the region. The 61 and the liquid crystal panel 10 are fixed by adhesion. For this reason, even when the microlenses 62 have a high lens height, the distance between the microlenses 62 and the counter substrate 21 of the liquid crystal panel 10 can be easily equalized.

또, 마이크로렌즈 기판(61)과 액정패널(10)의 사이에 액체층(64)이 개재되어 있지만, 종래는 외주영역에 있어서 액체층(64)에 기포가 발생하기 쉬워 표시품위에 악영향을 주는 경우가 있었다. 이러한 문제에 대해서도, 본 실시형태에 의하면, 마이크로렌즈영역의 외주에 제1외주영역(72)과 같은 마이크로렌즈와는 높이가 다른 영역이 존재함으로써, 이 제1외주영역(72)에 있어서 기포가 포획되어 표시영역내로 들어가는 것을 억제할 수 있으므로, 표시품질이 향상된다.In addition, although the liquid layer 64 is interposed between the microlens substrate 61 and the liquid crystal panel 10, conventionally, bubbles are likely to occur in the liquid layer 64 in the outer peripheral region, which adversely affects the display quality. There was a case. Also with this problem, according to this embodiment, since the area | region which differs from the microlens like the 1st outer periphery area | region 72 exists in the outer periphery of a microlens area | region, a bubble exists in this 1st outer periphery area | region 72 Since it is possible to suppress the trapping and entering the display area, the display quality is improved.

제2외주영역(73)과 마이크로렌즈(62)를 동일 공정에 있어서 동일 재료로 형성하는 것이 바람직한데, 이 경우에는 공정수가 감소하여 비용이 절감된다. 그러나, 이들을 다른 공정에서 형성할 수도 있다.It is preferable to form the second outer circumferential region 73 and the microlens 62 in the same process in the same process. In this case, the number of processes is reduced and the cost is reduced. However, these may be formed in other processes.

다음에 본 발명의 제3실시형태에 대해 설명한다. 이 실시형태는 상기 제2실시형태와 비교하여 액정패널(10)에 마이크로렌즈 기판(61)을 고정하는 수법이 다르다.Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the second embodiment in that the method of fixing the microlens substrate 61 to the liquid crystal panel 10 is different.

도 6에 나타낸 바와 같이, 액정패널(10)의 대향기판(21)상에서의 표시영역의 외주영역의 일부에 자외선경화형 수지(81)를 도포한다. 혹은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(61)에 있어서 표시에 영향을 주지 않는 외주영역의 일부에 자외선경화형 수지(82)를 도포한다. 그리고, 액정패널(10)과 마이크로렌즈 기판(61)의 사이에 저굴절률의 액체층을 개재시킨 상태에서 위치정합을 행한 후, 마주 붙인다. 더욱이, 자외선경화형 수지 81 또는 82에 자외선을 조사하여 경화시켜 고정한다.As shown in FIG. 6, an ultraviolet curable resin 81 is applied to a part of the outer peripheral region of the display area on the counter substrate 21 of the liquid crystal panel 10. Alternatively, as shown in FIG. 7, the ultraviolet curable resin 82 is applied to a part of the outer circumferential region in the microlens substrate 61 that does not affect the display. Then, after the alignment is performed between the liquid crystal panel 10 and the microlens substrate 61 with a low refractive index liquid layer interposed therebetween, they are faced to each other. Furthermore, ultraviolet-ray curable resin 81 or 82 is irradiated and hardened | cured by ultraviolet-ray.

마이크로렌즈 기판(61)과 액정패널(10)의 대향기판(21)과의 사이에 개재시키는 액체층은, 상기 제1실시형태와 마찬가지로, 마이크로렌즈 기판(61)의 굴절률(에폭시계 수지에서는 1.59, 아크릴계 수지에서는 1.54정도)보다 굴절률이 작은 퍼플루오로폴리에테르를 사용해도 좋다.The liquid layer interposed between the microlens substrate 61 and the counter substrate 21 of the liquid crystal panel 10 is, as in the first embodiment, the refractive index of the microlens substrate 61 (1.59 in the epoxy resin). Perfluoropolyether having a smaller refractive index than about 1.54) in acrylic resin.

또, 자외선경화형 수지는 통상 사용되고 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 다만, 마이크로렌즈 기판(61)을 붙인 후에 마이크로렌즈 기판(61)의 재처리를 가능하게 하기 위해서는, 온수에 의한 박리가 가능한 자외선경화형 수지, 예컨대 아델사 수용성 가착제(假着劑), 또는 자외선경화형 실리콘 겔(silicon gel)을 사용하면 좋다. 실리콘 겔은 점착력(粘着力)이 있어 고정작용을 갖지만, 접착력은 약하므로 재처리가 가능하다.In addition, as long as it is what is normally used, ultraviolet curable resin can be used for anything. However, in order to enable reprocessing of the microlens substrate 61 after attaching the microlens substrate 61, an ultraviolet curable resin that can be peeled off with hot water, such as an Adelsa water-soluble tackifier, or ultraviolet rays. A curable silicone gel may be used. Silicone gel has an adhesive force and has a fixing effect, but the adhesive force is weak and can be reprocessed.

여기서, 본 실시형태에서는 자외선경화형 수지를 액정패널(10)의 대향기판 (21)상, 혹은 마이크로렌즈 기판(61)상의 4각에 4군데 떨어뜨려 접착고정하고 있다. 그러나, 자외선경화형 수지를 도포하는 패턴은 점모양이 아니어도 좋고, 표시영역 밖의 부분에 있어서 고정할 수 있는 패턴이면 다른 패턴, 예컨대 선모양 패턴, 혹은 면모양 패턴이어도 좋다.Here, in the present embodiment, the UV-curable resin is dropped to four angles on the counter substrate 21 of the liquid crystal panel 10 or on the four angles of the microlens substrate 61 to fix the adhesive. However, the pattern to which the ultraviolet curable resin is applied may not be dot-shaped, or may be another pattern such as a line-shaped pattern or a planar pattern as long as the pattern can be fixed in a portion outside the display area.

그런데, 상기 제1, 제2, 제3실시형태에 있어서, 액정패널(10)의 대향기판(21)에 대해 마이크로렌즈 기판(61)의 凸모양의 마이크로렌즈(62)를 대향시켜 마주 붙여 접착하기 까지의 공정에서, 렌즈부가 상처를 받기 쉬운 점에 유의할 필요가 있다. 상처를 발생시키는 원인으로 되는 것은, 예컨대 세정공정이나 기판반송공정 등의 핸들링(handling)공정, 혹은 이들을 포함하는 공정중에 있어서 유리기판의 단면으로부터 발생하는 부스러기나 먼지 등을 생각할 수 있다.However, in the first, second, and third embodiments, the micro-shaped lens 62 of the microlens substrate 61 is opposed to the counter substrate 21 of the liquid crystal panel 10 so as to face each other. In the steps up to, it is necessary to pay attention to the fact that the lens portion is easily damaged. The cause of the scratches may include, for example, debris or dust generated from the end face of the glass substrate in a handling step such as a cleaning step, a substrate transfer step, or a step including the same.

이러한 손상으로부터 렌즈부를 보호하기 위해, 마이크로렌즈 기판(61)의 적어도 凸모양의 마이크로렌즈(62)의 표면에, 예컨대 실록산계 피막 혹은 불소계 수지피막을 형성하여 보호하고 있다.In order to protect the lens unit from such damage, a siloxane film or a fluorine resin film is formed on the surface of at least the ridge-shaped microlens 62 of the microlens substrate 61, for example.

실록산계 피막으로서, 예컨대 콜코트사제 N-103X 등을 이용하면, 실록산계 피막이 갖는 대전방지효과와 내마모성에 의해 먼지가 부착하기 어렵게 됨과 더불어, 렌즈부가 손상되는 일이 억제된다.As the siloxane coating, for example, N-103X manufactured by Kolkote Co., Ltd. can prevent dust from adhering to the antistatic effect and abrasion resistance of the siloxane coating and prevent damage to the lens portion.

더욱이, 凸모양의 렌즈부의 표면뿐만 아니라, 유리기판에 있어서 마이크로렌즈 기판(61)이 형성된 면과 반대측의 광입사면에도 마찬가지의 보호막을 형성하면, 이 면에서의 계면반사율을 저감시킬 수 있다. 따라서, 실효적인 광투과율의 향상이 가능하게 된다.Furthermore, if the same protective film is formed not only on the surface of the 렌즈 -shaped lens portion but also on the light incidence surface on the side opposite to the surface on which the microlens substrate 61 is formed on the glass substrate, the interface reflectance on this surface can be reduced. Therefore, the effective light transmittance can be improved.

또, 실록산계 피막 대신에, 아사히 가라스제의 사이톱이나 JSR(주)의 오브스타계 등의 수지피막을 이용해도 좋다. 불소계 수지피막을 형성하는 경우에는, 도포막강도를 높이기 위해, 결합제 처리후에 도포하여 가열건조(섭씨 약 150도, 약 30분간)하는 것이 바람직하다.Instead of the siloxane coating, a resin coating such as Cytop, manufactured by Asahi Glass, or the Obster system of JSR Corporation may be used. In the case of forming a fluororesin coating film, in order to increase the coating film strength, it is preferable to apply and heat-dry (after about 150 degrees Celsius, about 30 minutes) after the binder treatment.

상술한 실시형태는 일례이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제1실시형태에서는 마이크로렌즈 기판(31)을 액정패널(10)에 접착한 후에, 저굴절률의 액체층(34)을 주입구(43)로부터 주입하고 있다. 그러나, 주입구(43)를 설치하지 않고, 액정패널(10)의 표면상에서의 밀봉부재(33)로 둘러싸인 영역의 내측에 액체층(34)을 떨어뜨리고 나서, 마이크로렌즈 기판(31)을 붙여도 좋다.Embodiment mentioned above is an example and does not limit this invention. For example, in the first embodiment, after attaching the microlens substrate 31 to the liquid crystal panel 10, the low refractive index liquid layer 34 is injected from the injection port 43. However, the microlens substrate 31 may be attached after dropping the liquid layer 34 inside the region surrounded by the sealing member 33 on the surface of the liquid crystal panel 10 without providing the injection hole 43. .

또, 상기 제1실시형태에서는 수지로 마이크로렌즈(32)를 형성하고 있지만, 凸모양의 유리로 이루어진 마이크로렌즈를 이용할 수도 있다. 여기서, 유리 마이크로렌즈는 유리의 굴절률이 n = 1.46 또는 1.54로 낮고, 또한 재질의 특성이 습기 등에 의해 변질하기 어렵다고 하는 바람직한 점이 있다. 더욱이, 본 실시형태에서는 액정표시장치로서 설명하고 있지만, 액정패널에 한정되지 않고 평면형상의 표시패널에 마이크로렌즈 기판을 장착하는 평면표시장치 전반에 적용할 수 있다.Moreover, in the said 1st Embodiment, although the microlens 32 is formed of resin, the microlens which consists of a wavy glass can also be used. Here, the glass microlenses have a preferable point that the refractive index of the glass is low, such as n = 1.46 or 1.54, and that the properties of the material are difficult to deteriorate due to moisture or the like. Furthermore, although this embodiment has been described as a liquid crystal display device, the present invention is not limited to a liquid crystal panel but can be applied to a general flat display device in which a microlens substrate is mounted on a flat display panel.

상기 실시형태에서는, 마이크로렌즈 기판(31,61)을 액정패널(10)에 장착·고정한 후에, 저굴절률의 액체층(34,64)을 마이크로렌즈 기판의 주위를 사지제(射止劑)로 둘러싸도록 밀봉하고 있다. 사지제의 재료로서 UV경화형 수지를 사용하면 높은 생산성이 얻어지지만, 다른 재료, 예컨대 수분경화형 수지를 사용해도 좋다.In the above embodiment, after attaching and fixing the microlens substrates 31 and 61 to the liquid crystal panel 10, the liquid layers 34 and 64 of low refractive index are made around the microlens substrate with limbs. It is sealed to surround it. Although high productivity is obtained when UV curable resin is used as a material of a limb, another material, for example, moisture curable resin, may be used.

더욱이, 상기 실시형태에서는 수지로 형성된 마이크로렌즈(62)를 사용하고 있지만, 수지제에 한정되지 않고 유리제의 마이크로렌즈를 사용해도 좋다. 여기서, 마이크로렌즈 기판(61)과 대향기판(21)의 사이에는, 마이크로렌즈(62)보다 굴절률이 낮은 층을 개재시키는 것이 바람직하다. 그러나, 유리제의 마이크로렌즈에서는 유리의 굴절률(n)이 1.46∼1.54로 수지제의 마이크로렌즈보다 낮다. 따라서, 마이크로렌즈 기판(61)과 대향기판(21)의 사이를 공기층으로 하지 않고 저굴절률의액체층을 개재시키는 것은 광학특성상 유효하다.Moreover, in the said embodiment, although the microlens 62 formed from resin is used, it is not limited to resin, You may use the glass microlens. Here, it is preferable to interpose a layer having a lower refractive index than the microlens 62 between the microlens substrate 61 and the opposing substrate 21. However, in the glass microlens, the refractive index n of the glass is 1.46 to 1.54, which is lower than that of the resin microlens. Therefore, it is effective in view of the optical properties to interpose a low refractive index liquid layer without using the air layer between the microlens substrate 61 and the counter substrate 21.

마이크로렌즈로서 凹형의 것을 사용해도 좋은데, 이 경우에는 마이크로렌즈부보다도 굴절률이 높은 액체층을 사용할 필요가 있다.A microlens may be used as the microlens. In this case, it is necessary to use a liquid layer having a higher refractive index than the microlens portion.

또, 凸형의 마이크로렌즈의 굴절력을 높이기 위해서는, 저굴절률의 재료를 이용하여 광학결합시키는 것이 바람직하다. 그러나, 자외선경화형의 접착제로는, 현재 입수가능한 것으로서는 불소계 아크릴 접착제로 1.38의 것이 가장 굴절률이 낮으면서 비용이 높다. 이에 대해, 퍼플루오로폴리에테르는 굴절률이 1.30으로 더 굴절률이 낮고, 렌즈특성으로서 특히 구면수차(球面收差)를 저감할 수 있다고 하는 장점이 있다.In addition, in order to increase the refractive power of the X-type microlens, it is preferable to optically couple using a low refractive index material. However, as the ultraviolet curing adhesive, currently available fluorine-based acrylic adhesive of 1.38 has the lowest refractive index and high cost. On the other hand, perfluoropolyether has an advantage of having a refractive index of 1.30, which is lower in refractive index, and can reduce spherical aberration, in particular, as a lens characteristic.

더욱이, 퍼플루오로폴리에테르는 열전도계수도 높기 때문에, 광입사에 의해 생기는 액정패널내의 온도불일치를 저감할 수 있다. 이 때문에, 화면표시에 있어서 컨트라스트의 불일치를 억제할 수 있다. 또, 이 재료는 화학적으로 대단히 불활성의 액체이고, 물의 용해도도 대단히 낮으므로, 장치의 신뢰성의 향상에 기여한다.Furthermore, since the perfluoropolyether has a high thermal conductivity, it is possible to reduce temperature mismatch in the liquid crystal panel caused by light incidence. For this reason, contrast inconsistency in screen display can be suppressed. In addition, this material is a chemically very inert liquid, and the water solubility is also very low, contributing to the improvement of the reliability of the apparatus.

그 밖의 액체재료로서, 굴절률이 1.38인 불소계 아크릴 접착제 대신에, 굴절률이 같은 플로로실리콘오일을 사용해도 좋다.As another liquid material, a fluorosilicone oil having the same refractive index may be used instead of the fluorine-based acrylic adhesive having a refractive index of 1.38.

또, 도 8에 나타낸 바와 같이, 마이크로렌즈 기판(61)의 외주부 밀봉제(63)를, 액정표시장치를 고정하는 유지부재인 프레임(frame; 83)과의 접착고정수단을 겸하도록 구성해도 좋다.In addition, as shown in FIG. 8, the outer peripheral sealant 63 of the microlens substrate 61 may be configured to serve as an adhesive fixing means with a frame 83 which is a holding member for fixing the liquid crystal display device. .

더욱이, 집광기판으로서 마이크로렌즈 기판에 한정되지 않고, 홀로그래픽 컬러 필터를 사용해도 좋다.Furthermore, the holographic color filter may be used as the light collecting substrate, not limited to the microlens substrate.

본 발명의 평면표시장치에 의하면, 평면표시패널과 마이크로렌즈 기판의 사이에, 마이크로렌즈보다도 저굴절률의 액체층을 매개로 하여 장착하고 있으므로, 양자의 계면에서의 반사에 의한 광량손실이 저감되고, 또 액체층을 개재시킨 경우에서의 습기나 먼지의 혼입이 방지되어 장치로서의 신뢰성이 향상된다.According to the flat display device of the present invention, since the liquid crystal layer having a lower refractive index than the micro lens is mounted between the flat display panel and the microlens substrate, the amount of light loss due to reflection at both interfaces is reduced, In addition, mixing of moisture and dust in the case of interposing the liquid layer is prevented, thereby improving reliability as an apparatus.

더욱이, 접착제에 의해 마이크로렌즈 기판을 표시패널에 면 전체에서 장착한 경우에는, 최적의 굴절률을 선택하는 자유도가 낮지만, 본 발명에서는 액체층의 굴절률을 제어함으로써 집광특성의 최적화가 비교적 용이하다.Furthermore, when the microlens substrate is attached to the display panel with the adhesive on the entire surface, the degree of freedom for selecting the optimum refractive index is low. However, in the present invention, it is relatively easy to optimize the light collection characteristics by controlling the refractive index of the liquid layer.

더욱이, 본 발명에 의하면, 마이크로렌즈 기판과 표시패널의 대향기판에 접착하는 부분이 렌즈부와 거의 동일 높이이다. 따라서, 마이크로렌즈 기판과 대향기판 사이의 거리의 균일성이 우수하고, 투과율특성의 변동을 저감하여 표시불일치 등의 표시품위의 저하를 방지할 수 있다.Further, according to the present invention, the part adhering to the microlens substrate and the opposing substrate of the display panel is almost the same height as the lens portion. Therefore, the uniformity of the distance between the microlens substrate and the counter substrate is excellent, and variations in transmittance characteristics can be reduced to prevent deterioration of display quality such as display mismatch.

Claims (25)

복수의 화소를 갖는 평면형상의 표시패널과,A flat display panel having a plurality of pixels, 상기 표시패널의 각각의 화소에 대응하여 설치된 복수의 집광수단을 갖춘 집광기판을 구비하고,A condensing substrate having a plurality of condensing means provided corresponding to each pixel of the display panel; 상기 표시패널과 상기 집광기판은 퍼플루오로폴리에테르 혹은 플로로실리콘오일을 함유하는 액체층을 매개해서 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.And said display panel and said light collecting substrate are mounted via a liquid layer containing perfluoropolyether or florosilicone oil. 제1항에 있어서, 상기 표시패널과 상기 집광기판은, 상기 표시패널에서의 표시영역의 주변부에 배치된 밀봉부재와, 이 밀봉부재의 내측에 주입된 상기 집광수단보다도 굴절률이 낮은 상기 액체층을 매개해서 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.2. The display panel of claim 1, wherein the display panel and the light collecting substrate include a sealing member disposed at a periphery of the display area of the display panel, and the liquid layer having a lower refractive index than the light collecting means injected into the sealing member. A flat panel display device, characterized in that attached to each other. 제2항에 있어서, 상기 밀봉부재에, 상기 표시패널과 상기 집광기판 사이의 간극을 제어하는 간극제어부재가 혼입되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display according to claim 2, wherein a gap control member for controlling a gap between the display panel and the light collecting substrate is mixed in the sealing member. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 집광수단이 유기재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display of claim 1, wherein the light collecting means is made of an organic material. 제1항에 있어서, 상기 집광기판에서의 상기 집광수단의 표면 또는 상기 집광기판에서의 상기 표시패널과 대향하는 면과 반대측의 면의 적어도 어느 한쪽의 면에, 보호막 또는 광반사방지막의 적어도 어느 한쪽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The protective film or the antireflective film according to claim 1, wherein at least one surface of the light collecting means on the light collecting substrate or at least one surface of the light collecting substrate opposite to the display panel on the light collecting substrate is opposite to the display panel. Flat display device, characterized in that formed. 제1항에 있어서, 상기 집광기판이 마이크로렌즈 기판 또는 홀로그래픽 컬러 필터인 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display of claim 1, wherein the light collecting substrate is a microlens substrate or a holographic color filter. 복수의 화소를 갖는 평면형상의 표시패널과, 이 표시패널의 각각의 화소에 대응하여 설치된 복수의 집광수단을 갖춘 집광기판을 구비한 표시장치로,A display device having a flat display panel having a plurality of pixels and a light collecting substrate having a plurality of light collecting means provided corresponding to each pixel of the display panel. 상기 집광기판에서의 상기 집광수단이 형성된 영역의 외주에 상기 집광수단의 정점높이와 다른 제1외주영역이 형성되고, 더욱이 그 외주에 상기 집광수단의정점높이와 거의 같은 제2외주영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.On the outer periphery of the region where the condensing means is formed on the condensing substrate, a first outer periphery is formed which is different from the apex height of the condensing means. Flat display device characterized in that. 제10항에 있어서, 상기 제2외주영역과 상기 집광수단이 동일 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display of claim 10, wherein the second outer peripheral region and the light collecting means are made of the same material. 제10항에 있어서, 상기 집광기판이 상기 제2외주영역을 포함하는 영역에 있어서 상기 액정패널에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display of claim 10, wherein the light collecting substrate is mounted on the liquid crystal panel in a region including the second outer peripheral region. 제10항에 있어서, 상기 제1외주영역에 상기 표시패널과 상기 집광기판의 위치정합에 이용되는 위치정합마크가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display according to claim 10, wherein a position registration mark used for position registration of the display panel and the light collecting substrate is formed in the first outer peripheral region. 제10항에 있어서, 상기 표시패널과 상기 집광기판 사이의 적어도 표시영역에 액체층이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display of claim 10, wherein a liquid layer is interposed between at least the display panel and the light collecting substrate. 제14항에 있어서, 상기 표시패널과 상기 집광기판 사이의 적어도 상기 표시영역에, 상기 액체층을 주입하는 것을 용이하게 하기 위해, 상기 제1외주영역이 상기 집광기판 단(端)까지 일부 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.15. The display panel of claim 14, wherein the first outer circumferential region extends partially to the end of the condensing substrate in order to facilitate injecting the liquid layer into at least the display region between the display panel and the condensing substrate. Flat display device characterized in that. 복수의 화소를 갖는 평면형상의 표시패널과, 이 표시패널의 각각의 화소에 대응하여 설치된 복수의 집광수단을 갖춘 집광기판을 구비한 평면표시장치로,A flat display device comprising a flat panel display panel having a plurality of pixels and a light collecting substrate having a plurality of light collecting means provided corresponding to each pixel of the display panel. 상기 표시패널과 상기 집광기판은, 사이에 퍼플루오로폴리에테르 혹은 플로로실리콘오일을 함유하는 액체층을 매개한 상태에서, 자외선경화형 수지에 의해 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.And said display panel and said condensing substrate are mounted by ultraviolet curable resin in a state where a liquid layer containing perfluoropolyether or florosilicone oil is interposed therebetween. 제16항에 있어서, 상기 집광기판의 외주부가 밀봉제로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display according to claim 16, wherein an outer circumferential portion of the light collecting substrate is sealed with a sealing agent. 제17항에 있어서, 상기 밀봉제가 상기 평면표시장치를 유지하는 유지부재와 상기 평면표시장치를 고정하고 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.18. The flat display device of claim 17, wherein the sealant fixes the holding member holding the flat display device and the flat display device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제16항에 있어서, 상기 집광수단이 유기재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display according to claim 16, wherein the light collecting means is made of an organic material. 제16항에 있어서, 상기 집광수단에서의 상기 액체층과 접하는 표면에, 무기재료 또는 유기재료로 이루어진 보호층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display according to claim 16, wherein a protective layer made of an inorganic material or an organic material is formed on a surface of the light collecting means in contact with the liquid layer. 제16항에 있어서, 상기 집광기판에서의 상기 표시패널과 대향하는 면과 반대측의 면에, 광반사방지막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면표시장치.17. The flat panel display according to claim 16, wherein a light reflection prevention film is formed on a surface of the light collecting substrate opposite to the surface of the light collecting substrate. 제16항에 있어서, 상기 집광기판이 마이크로렌즈 기판 또는 홀로그래픽 컬러 필터인 것을 특징으로 하는 평면표시장치.The flat panel display of claim 16, wherein the light collecting substrate is a microlens substrate or a holographic color filter.
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