JP2014063163A

JP2014063163A - マイクロレンズアレイフィルム及びこれを含むディスプレー装置

Info

Publication number: JP2014063163A
Application number: JP2013193393A
Authority: JP
Inventors: Sung Ryul Yun; 盛律尹; Ki Uk Kyung; 起旭景; Suntak Park; 善沢朴; Bong Je Park; 烽済朴; Young Sung Kim; 盈成金
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-04-10
Also published as: US20140085865A1; US9523797B2

Abstract

【課題】形状再構成が可能であり、柔軟であるマイクロレンズアレイフィルム及びこれを含むディスプレー装置を提供する。
【解決手段】マイクロレンズアレイフィルム１００は互いに対向される第１透明電極１５ａ及び第２透明電極１５ｂ、及び前記第１透明電極と前記第２透明電極との間に配置された柔軟高分子膜２０を含む。この透明電極へ印加する電圧を調節することによって、レンズの形態を自由自在に変形させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明はマイクロレンズアレイフィルム及びこれを含むディスプレー装置に関する。

現在、出市されている携帯電話、ナビゲーション、ＤＩＤ（ｄｉｇｉｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｙ）、タブレット等の多様な形態に製作される端末機とプロジェクター及びＴＶに使用されるディスプレーは技術の発展によって高解像度画面のみならず、仮想画面又は３次元映像提供が可能である。仮想画面技術はレーザー光源とマイクロミラーアレイ、マイクロレンズアレイ基盤のプロジェクト方法を使用し、現在の赤外線センサーの連動を通じて使用者が仮想画面の特定部分に近接又はタッチする時、位置認識を可能にするようにしてコンピューター及びモバイル端末機の小型化によって発生できるタッチ誤謬又は文書及び文字作成の不便さを解消することができる仮想キーボード開発に適用されている。また、３次元映像は両眼に認識される映像の視差によって発生する遠近感を具現して立体感を提供するステレオスコピック（Ｓｔｒｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ）方法を通じて主に具現しているが、正面の深さ感によって立体映像を具現する方法であるので、映像を見る角度によって立体感の程度が明確に区分される技術的な限界があり、その方法で具現する３Ｄ画面を見る視聴者の目の疲労感と目眩を惹起させることができる側面でも短所がある。これに反して、ホログラム技術は物体の実写と同等な水準の全方向立体感を具現することができる方法であり、付随的な装備の着用無しで３Ｄディスプレーの具現が可能であるので、最近に浮かび上がっている。

仮想画面又は実写と類似な３次元映像を多様な電子機器上で具現するためには各々の用途に相応しいにデザインされたマイクロレンズアレイの使用が必須であり、現在、その用途にしたがって定型化された規格を有する受動形レンズ層が使用されている。現在マイクロレンズ構造はレーザー乾式誘導エッチング法、ポリマー物質のリフロー現象を利用する方法、ディフューザ（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）を利用するフォトリソグラフィー方式、レーザー化学蒸着とＦＩＢ（ｆｏｃｕｓｅｄｉｏｎｂｅａｍ）ミリング法等の多様な方法で製作されている。この中でリフロー（Ｒｅｆｌｏｗ）現象を利用する方法が相対的に多様な大きさのレンズ製作に有利であり、コントロールが易しくて、生産単価が低くて工程が簡単で主に使われている。その方法はフォトリソグラフィー（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）を利用してフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）シリンダー形状のパターンを基板上に形成し、本構造物に熱を加えて表面張力基盤の球面レンズ形状を製作する工程を利用している。しかし、熱と衝撃に弱くて耐久性が低下され、柔軟性が保障されないし、外部環境の影響を多く受けるという短所がある。このような短所を克服するためにレンズ形状構造物を乾式エッチング法（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ、ＲＩＥ）で基板に転写する方法及びＰＤＭＳモールドとＵＶ硬化高分子とを利用するインプリンティング方法が使用されている。しかし、前者はＲＩＥを使用した後に表面照度及び表面の粗さに問題があるので、追加的な研磨過程が要求され、前後者の両方に受動形レンズ製作のみに適用が可能で、構造物の素材特性上で柔軟性が保障されるマイクロレンズアレイ製作には相変わらず困難がある。

韓国特許公開第１０−２００９−０００９６１６号公報

本発明が解決しようとする課題は形状再構成が可能であり、柔軟であるマイクロレンズアレイフィルム及びこれを含むディスプレー装置を提供することにある。

前記課題を達成するための本発明によるマイクロレンズアレイフィルムは、互いに対向される第１透明電極及び第２透明電極、及び前記第１透明電極と前記第２透明電極との間に配置された柔軟高分子膜を含み、前記第１透明電極と前記第２透明電極との中で少なくとも１つは平坦である。

一例において、前記柔軟高分子膜は互いに対向され、平坦である第１面と平坦でない構造の第２面とを有することができる。前記第２透明電極は複数個であり、互いに離隔され、前記第２面の膨らんでいる面を各々覆うことができる。そして／又は前記第１透明電極は複数個であり、互いに離隔され、前記第２面の膨らんでいる部分と各々重畳され得る。

上記第１及び第２透明電極の中で少なくとも１つは柔軟である。

他の例において、前記マイクロレンズアレイフィルムは、少なくとも前記柔軟高分子膜の下部面と接する第１基板、及び少なくとも前記柔軟高分子膜の上部面と接し、柔軟な第２基板をさらに包含することができる。

具体的な一例として、前記第１透明電極、前記柔軟高分子膜及び前記第２透明電極は１つの単位作動部を構成し、前記マイクロレンズアレイフィルムは前記基板と前記第２基板との間に互いに離隔されるように配置される複数個の単位作動部を包含することができる。この時、前記第１透明電極と前記第２透明電極との中で少なくとも１つは延長されて前記基板の上部面と前記第２基板の下部面との中で少なくとも１つを覆うことができる。

具体的な他の例として、前記第１透明電極、前記柔軟高分子膜及び前記第２透明電極は１つのスリット形態のサブ単位作動部を構成し、前記マイクロレンズアレイフィルムは１つの単位作動部を構成する複数個のサブ単位作動部を含み、前記単位作動部の中心部に隣接する柔軟高分子膜の上端の高さは前記単位作動部の縁に隣接する柔軟高分子膜の上端の高さより高いことがあり得る。

前記第１基板は透明であり、柔軟であり得る。

前記第１及び第２透明電極に各々互いに反対になる符号の電圧を印加すれば、前記柔軟高分子膜は横に凹むことができる。又は前記第１及び第２透明電極に各々互いに反対になる符号の電圧を印加すれば、前記第２基板に隣接する前記柔軟高分子膜の幅は前記第１基板に隣接する前記柔軟高分子膜の幅より狭くなり得る。

前記マイクロレンズアレイフィルムは、前記第１透明電極又は前記第２透明電極を覆う反射膜をさらに包含することができる。

前記マイクロレンズアレイフィルムは、前記柔軟高分子膜の上部面又は下部面と接し、柔軟な光素子層をさらに包含することができる。

前記第１透明電極と前記第２透明電極とに各々互いに反対になる符号の電圧を印加して前記第１透明電極と前記第２透明電極との間の間隔を狭くすることができる。

前記他の課題を達成するための本発明によるディスプレー装置は、前記マイクロレンズアレイフィルム、及び前記マイクロレンズアレイフィルムに隣接する光源部を含む。

前記光源部は光源素子、前記光源素子に隣接する光導波路、及び前記光導波路に位置するミラーを包含することができる。

前記ディスプレー装置は、前記マイクロレンズアレイフィルムを介して前記光源部と離隔され、前記マイクロレンズアレイフィルムを通じて出射される光を集光する集光レンズ部をさらに包含することができる。

前記ディスプレー装置は、前記マイクロレンズアレイフィルムを介して前記光源部と離隔される反射板をさらに包含することができる。

前記ディスプレー装置は、前記マイクロレンズアレイフィルムの上部面を覆う反射膜をさらに包含することができる。

少なくとも前記マイクロレンズアレイフィルムは柔軟である。

本発明によるマイクロレンズアレイフィルムは透明電極へ印加する電圧を調節することによって、レンズ（単位作動部）の形態を自由自在に変形させることができる。したがって、柔軟でありながらも、形状再構成が可能であるマイクロレンズアレイフィルムを具現することができる。このマイクロレンズアレイフィルムは仮想ディスプレー装置又は３次元ディスプレー装置にも適用が可能である。

本発明の一実施形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図を示す。図１のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された模様を示す。図１のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された模様を示す。図１のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された模様を示す。図１の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図１の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図１の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。本発明の他の実施形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図８のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された模様を示す。図８のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された模様を示す。図８の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図８の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図８の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図１３のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された形態を示す。本発明のその他の実施形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図１５のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変わる形態を示す。本発明の一実施形態によるディスプレー装置の概略的な斜視図である。本発明の他の例によるディスプレー装置の断面図である。本発明の他の例によるディスプレー装置の断面図である。本発明の他の例によるディスプレー装置の断面図である。本発明の他の例によるディスプレー装置の断面図である。本発明の他の例によるディスプレー装置の断面図である。本発明の他の例によるディスプレー装置の断面図である。本発明のその他の例によるディスプレー装置を示す斜視図である。本発明のその他の例によるディスプレー装置を示す斜視図である。本発明のその他の例によるディスプレー装置を示す斜視図である。その他の例によるディスプレー装置を示す斜視図である。その他の例によるディスプレー装置を示す斜視図である。

以上の本発明の目的、他の目的、特徴、及び長所は添付された図面に関連された以下の望ましい実施形態を通じて容易に理解できる。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されなく、他の形態に具体化されることもあり得る。むしろ、紹介される実施形態は開示された内容が徹底であり、完全になることできるように、そして当業者に本発明の思想が十分に伝達され得るようにするために提供される。

本明細書で、所定の構成要素が他の構成要素上に在ると言及される場合に、それは他の構成要素上に直接形成されるか、又はこれらの間に第３の構成要素が配置されることもあり得ることを意味する。また、図面において、構成要素の厚さは技術的内容の効果的な説明のために誇張されたものである。

本明細書で記述する実施形態は本発明の理想的な例示図である断面図及び／又は平面図を参考して説明される。図面において、膜及び領域の厚さは技術的内容の効果的な説明のために誇張されたものである。したがって、製造技術及び／又は許容誤差等によって例示図の形態が変形され得る。したがって、本発明の実施形態は図示された特定形態に制限されることではなく製造工程によって生成される形態の変化も含むことである。例えば、直角に図示された蝕刻領域はラウンドされるか、或いは所定曲率を有する形態であり得る。したがって、図面で例示された領域は属性を有し、図面で例示された領域の模様は素子の領域の特定形態を例示するためのことであり発明の範疇を制限するためのことではない。本明細書の多様な実施形態で第１、第２等の用語が多様な構成要素を記述するために使用されたが、これらの構成要素がこのような用語によって限定されない。これらの用語は単なるいずれかの構成要素を他の構成要素と区別させるために使用されただけである。ここに説明され、例示される実施形態はそれの相補的な実施形態も含む。

本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのことであり、本発明を制限しようとすることではない。本明細書で単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使用される‘含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）’及び／又は‘含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）’は言及された構成要素は１つ以上の他の構成要素の存在又は追加を排除しない。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に対して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図を示す。

図１を参照すれば、本実施形態によるマイクロレンズアレイフィルム１００は互いに対向される第１透明電極１５ａと第２透明電極１５ｂ、そしてこれらの間に配置される柔軟高分子膜２０を含む。前記透明電極１５ａ、１５ｂはナノ電極素材で、例えば銀ナノワイヤ、炭素ナノチューブ、グラフェン等のような物質で形成され得る。又は前記透明電極１５ａ、１５ｂはＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ−ｄｏｐｅｄｔｉｎｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌ−ｄｏｐｅｄｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ−ｄｏｐｅｄｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）、ＴｉＯ_２、及びＦＴＯ（ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｄｏｐｅｄｔｉｎｏｘｉｄｅ）を含むグループから選択される少なくとも１つの物質で形成され得る。本実施形態で少なくとも前記第２透明電極１５ｂは柔軟性を有することが望ましい。前記柔軟高分子膜２０は電気活性高分子素材として透明な材質で形成されることが望ましい。本実施形態で前記柔軟高分子膜２０の下部面は平坦である反面、その上部面は平坦でない。前記第１電極１５ａは前記柔軟高分子膜２０の下部面の前面と接することができる。前記第２電極１５ｂは複数個であり、互いに離隔され、各々前記柔軟高分子膜２０の上部面の膨らんでいる部分を覆うことができる。前記柔軟高分子膜２０の膨らんでいる節１つとその上下部面を各々覆う第２及び第１電極１５ｂ、１５ａは１つの単位作動部Ｕ１を構成することができる。

図２乃至４は図１のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された模様を示す。

図１乃至図４を参照すれば、前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂへ各々互いに反対になる符号の電圧を印加する。例えば、前記第１透明電極１５ａへ（＋）電圧を印加する場合、前記第２透明電極１５ｂへは（−）電圧を印加することができる。そうすると、前記柔軟高分子膜２０の上部面と下部面との間で発生する靜電気力によって、前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂの間の間隔が狭くなるようになって図２のように前記柔軟高分子膜２０の最上端部と下部面との間の厚さがＴ１からＴ２に薄くなるようになる。この時、前記第２透明電極１５ｂの間でこれらで覆われない前記柔軟高分子膜２０の陥没部が図３のように膨れ上がれることもあり得る。仮に前記第２透明電極１５ｂへ各々互いに異なる電圧を印加する場合、図４のように前記柔軟高分子膜２０は位置毎に異なる厚さを有することもあり得る。

このように、本実施形態によるマイクロレンズアレイフィルム１００では前記透明電極１５ａ、１５ｂへ印加される電圧を調節してレンズアレイ形態を自由に変形させるか、又は再現性があるように維持することができる。

図５乃至図７は図１の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。

図５を参照して、本例にしたがうマイクロレンズアレイフィルム１０１では、第１透明電極１５ａは複数個であり、互いに離隔され、柔軟高分子膜２０の膨らんでいる部分と各々重畳され得る。第２透明電極１５ｂは前記柔軟高分子膜２０の平坦でない構造の上部面の全面を覆うことができる。その以外の構成及び動作は図１乃至図４を参照して説明したことと同一／類似であり得る。

又は図６を参照すれば、本例にしたがうマイクロレンズアレイフィルム１０２では、第１透明電極１５ａは柔軟高分子膜２０の下部面の全面を覆い、第２透明電極１５ｂは柔軟高分子膜２０の上部面の全面を覆うことができる。この場合には図４のような変形は難しいことがある。その以外の構成及び動作は図１乃至図３を参照して説明したことと同一／類似であり得る。

又は図７を参照すれば、本例にしたがうマイクロレンズアレイフィルム１０３では、第１透明電極１５ａは複数個であり、互いに離隔され、柔軟高分子膜２０の膨らんでいる部分と各々重畳され得る。第２電極１５ｂは複数個であり、互いに離隔され、各々前記柔軟高分子膜２０の上部面の膨らんでいる部分を覆うことができる。その以外の構成及び動作は図１乃至図４を参照して説明したことと同一／類似であり得る。

図８は本発明の他の実施形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。

図８を参照すれば、本実施形態によるマイクロレンズアレイフィルム１０４は互いに対向される第１基板１０と第２基板３０とを含む。前記第１基板１０と前記第２基板３０との間には複数個の柔軟高分子パターン２０ａが互いに離隔されるように配置される。前記高分子パターン２０ａの各々の一側壁は第１透明電極１５ａと接し、他の側壁は第２透明電極１５ｂと接する。前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂと前記柔軟高分子パターン２０ａの上部面は同時に前記第２基板３０と接し、これらの下部面は同時に前記第１基板１０と接する。前記柔軟高分子パターン２０ａの間の前記第１基板１０の上部面は前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂで被覆され得る。前記柔軟高分子パターン２０ａの間の前記第２基板３０の下部面は前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂで覆わなく、露出され得る。前記第１及び第２基板が１０、３０の全ては望ましくは透明である。少なくとも前記第２基板３０は柔軟であり得る。前記第１基板１０は柔軟でないこともあり得る。前記第２基板３０は前記柔軟高分子パターン２０ａと同一の物質からなり得る。前記第１基板１０及び前記第２基板３０は伸縮性高分子素材として構造物又は人体部位の形状に制約無しで脱付着が可能であり、人体に直接付着しても無害な素材特性を有することもあり得る。前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂは伸縮性を有することもあり得る。

前記柔軟高分子パターン２０ａは図１の柔軟高分子膜２０と同一の物質で形成され得る。前記柔軟高分子膜２０の膨らんでいる節１つとその上下部の面とを各々覆う第２及び第１電極１５ｂ、１５ａは１つの単位作動部Ｕ１を構成することができる。１つの柔軟高分子パターン２０ａとその両側壁を各々覆う第１及び第２電極１５ａ、１５ｂは１つの単位作動部Ｕ１を構成することができる。その以外の構成は図１を参照して説明したことと同一／類似であり得る。

図９及び図１０は図８のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された模様を示す。

図９及び図１０を参照すれば、図２を参照して説明したように、第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂへ各々互いに反対になる符号の電圧を印加する。靜電気力によって、第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂの間隔が狭くなり、これによって前記柔軟高分子パターン２０ａが上に突出され得る。したがって、前記第２基板３０の表面も平坦でない構造を有するようになり得る。この時、前記第１基板１０が柔軟でなく、図８のように前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂの下部は前記第１基板１０の上部面を覆うように固定されるので、図９のように前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂの上端が互いに近づき得る。又は図１０のように前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂの上端と下端の間隔が一定に維持される反面、中間部分が凹んでいる。

図１１乃至図１３は図８の変形形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。図１４は図１３のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変形された形態を示す。

図１１を参照すれば、本例にしたがうマイクロレンズアレイフィルム１０５では、柔軟高分子パターン２０ａの間の前記第１基板１０の上部面は前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂで覆わなく、露出され得る。前記柔軟高分子パターン２０ａの間の前記第２基板３０の下部面は前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂで被覆され得る。

又は図１２を参照すれば、本例にしたがうマイクロレンズアレイフィルム１０６では、柔軟高分子パターン２０ａの間の前記第１基板１０の上部面と前記第２基板３０の下部面との全てが前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂで被覆され得る。

又は図１３を参照すれば、本例にしたがうマイクロレンズアレイフィルム１０７では、柔軟高分子パターン２０ａの間の前記第１基板１０の上部面と前記第２基板３０の下部面との全てが前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂで覆わなく、露出され得る。本例にしたがうマイクロレンズアレイフィルム１０７へ電圧を印加する場合、前記柔軟高分子パターン２０ａの形態は図９又は図１０のように変わることができる。又は図１４のように、前記柔軟高分子パターン２０ａの幅が高さに関わらず、均一にＷ１からＷ２に減ることもあり得る。

図１５は本発明のその他の実施形態によるマイクロレンズアレイフィルムの断面図である。

図１５を参照すれば、本実施形態によるマイクロレンズアレイフィルム１０８では、第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂとこれらの間に配置された柔軟高分子パターン２０ａが１つのスリット（ｓｌｉｔ）形態のサブ単位作動部ＳＵ１を構成する。複数個のサブ単位作動部ＳＵ１が集まって１つの単位作動部Ｕ１を構成することができる。前記サブ単位作動部ＳＵ１は互いに離隔され得る。前記単位作動部Ｕ１は互いに離隔され得る。図１５で第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂは前記柔軟高分子パターン２０ａの側壁のみを覆うように図示されたが、図８、図１１、及び図１２で説明されたように延長されて前記第１及び第２基板が１０、３０の中で少なくとも１つを覆うことができる。その以外の構成は図８を参照して説明したことと同一／類似であり得る。

図１６は図１５のマイクロレンズアレイフィルムへ電圧を印加する時、変わる形態を示す。

図１６を参照すれば、サブ単位作動部ＳＵ１に含まれる前記第１及び第２透明電極１５ａ、１５ｂへ各々互いに異なる電圧を印加して柔軟高分子パターン２０ａ各々の形態を変形させ、このため第２基板３０が平坦でない構造を有するように形成することができる。この時、前記サブ単位作動部ＳＵ１の中心部に配置される柔軟高分子パターン２０ａの上端部の高さは前記サブ単位作動部ＳＵ１の縁部に配置される柔軟高分子パターン２０ａの上端部の高さより高いことがあり得る。

図１７は本発明の一実施形態によるディスプレー装置の概略的な斜視図である。

図１７を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２０１は図１乃至１６を参照して説明したマイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８を含む。前記ディスプレー装置２０１は光源部１２０、集光レンズ部１２５、被照面１３０をさらに包含することができる。前記マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８は使用目的にしたがって光源部１２０と集光レンズ部１２５との間に配置されるように構成するか、光源部１２０のみに連動するように構成が可能である。本マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８を光源部１２０及び集光レンズ部１２５と連動する場合、不均一である照度を有する光源の使用する場合にも、被照面１３０に均一な照度を有するディスプレーが可能になるようにする光モジュレーターの役割を遂行することができ、目的によって２つの層又は多層のマイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８を連動して使用することも可能である。また、本マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８は個別的なレンズの形状変化が能動的に可能であるので、能動的な光伝達経路調節が可能であり、被照面１３０の形状及び角度に影響を受けるディスプレー歪曲現象防止も能動的に可能である。この時、本マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８の素材である電気活性高分子を利用して能動的な形状変形が可能である集光レンズの適用も可能であるので、既存の集光レンズ部１２５を代替することができる。又は光源部１２０、マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８及び集光レンズ部１２５が統合された柔軟構造形成も可能であり、これは均一な照度を有するディスプレー及びディスプレー歪曲現象を防止するのに効果があるので、一般的なディスプレー以外に仮想キーボードやその他の他の仮想入力装置のような歪曲された形状のディスプレーが致命的な場合に適用が有利である。また、本マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８はレンズ配置及び大きさの再構成が可能であるので、本レンズ構造の使用目的にしたがって多様な構造に能動的変更が可能であり、光源部１２０と統合するか、或いは連動する場合、３次元ディスプレーの具現が可能である。

光源部１２０は本マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８と統合する場合、レンズの使用用途にしたがって、反射型又は透過型に設計が可能であり、設計しようとする構造にしたがって光源部の位置、光源の種類と位置及び光をレンズに伝達する方法を異なるようにすることができる。光源は使用目的にしたがって、発光ダイオード又はレーザーダイオード又はこれに相応しい多様な発光素材基盤素子の使用が可能である。

図１８乃至図２４は本発明の他の例によるディスプレー装置の断面図である。

図１８を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２０２は、例えば図１のマイクロレンズアレイフィルム１００の下部に配置される光源部１２０を含む。前記光源部１２０は結合部材３５、光源素子４０、及び光源基板４５を包含することができる。前記結合部材３５は、例えば透明な接着剤であり得る。前記光源素子４０はＬＥＤ等多様であり得る。前記光源基板４５は光導波路として利用され得る。

又は図１９を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２０３は光源基板４５内に光導波路５０が形成され得る。前記光導波路５０の一側には前記光源素子４０が配置され得る。前記光導波路５０の他側にはミラー５５が配置され得る。この時、光は光源素子４０から発生して前記光導波路５０に沿って進行した後、前記ミラー５５によって反射されてマイクロレンズアレイフィルム１００を通じて点線の矢印に沿って進行することができる。その以外の構成は図１８を参照して説明したことと同一／類似であり得る。

又は図２０を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２０４では図１４のマイクロレンズアレイフィルム１０７の下部に図１８を参照して説明した光源部１２０が配置され得る。

又は図２１を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２０５では図１９のような状態で、マイクロレンズアレイフィルム１００の上部面に反射膜１７が形成され得る。前記反射膜１７は、例えば、光の反射が良く行われる金属で形成され得る。この時、光は光源素子４０から発生して前記光導波路５０に沿って進行した後、前記ミラー５５によって反射されてマイクロレンズアレイフィルム１００内へ入射され、再び前記反射膜１７によって反射されて点線の矢印に沿って進行することができる。

又は図２２を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２０６では図１４のようなマイクロレンズアレイフィルムとこの内に配置された柔軟である光素子層５０ａを含む。即ち、第２基板３０と単位作動部Ｕ１との間に光素子層５０ａが配置され得る。前記光素子層５０ａは、例えば柔軟な光ファイバーであり得る。前記光素子層５０ａの一側には光源素子４０が配置され得る。

又は図２３を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２０７では光源部１２０上にマイクロレンズアレイフィルム１０７が配置され、前記マイクロレンズアレイフィルム１０７の上には反射膜１７が配置される。

光源部１２０上に配置されるマイクロレンズアレイフィルムは図１乃至１６を参照して説明した以外にも多様であり得る。

図２４乃至図２６は本発明のその他の例によるディスプレー装置を示す斜視図である。

図２４乃至図２６を参照すれば、本例によるディスプレー装置２０８〜２１０は各々基板１１０上に順に配置される光源部１２０、マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８及び反射板１４０を含む。光源部１２０から発生された光は点線の矢印に沿って前記マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８を通じて前記反射板１４０へ入射され、前記反射板１４０がこれを仮想の面として光を反射し、及び図示した仮想のディスプレー装置１５０〜１７０を具現することができる。図２４の仮想のディスプレー装置１５０〜１７０は各々仮想キーボード１５０、仮想楽器１６０、及び仮想ゲーム用コントロールキーパッド１７０であり得る。このように多様な仮想ディスプレーのプロジェクションが可能である。本マイクロレンズアレイフィルムは能動的であり、選択的に活性化及びレンズサイズコントロールが可能であるので、仮想ディスプレーの効果的な具現のための焦点距離及び位相調節が可能である。また、光源素子アレイとマイクロレンズアレイとをピクセル形態に１：１マッチングされる構造を具現すれば、高解像度の仮想ディスプレーの具現が可能である。本構造物に位置感知用センサーを搭載すれば、仮想ディスプレー上で使用者タッチインタラクションを可能である。また、柔軟であり、伸縮性がある素材を使用するので、身体の一部分又は曲率を有する構造物に付着して使用することも可能である。

図２７及び図２８はその他の例によるディスプレー装置を示す斜視図である。

図２７を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２１１は基板１１０、前記基板１１０上に置かれ、仮想３次元ディスプレーを具現しようとする対象物１３５、マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８及びその一側に配置される光源素子４０を含む。前記マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８の形態は再構成が可能であるのでレンズ（単位作動部）の能動的構成及び組み合わせを通じて物体１３５のイメージを空間上に３次元的に現わすことができる。

図２８を参照すれば、本例にしたがうディスプレー装置２１２では光源素子４０が位置する光源部１２０がマイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８の下に配置される。前記マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８の縁に一部レンズ（単位作動部）のみが、活性化させてイメージを空間上に３次元的に現わすことができる。前記光源部１２０と前記マイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８とは柔軟性を有することができる。したがって、身体の一部分又は曲率を有する構造物に付着する時、構造物の形状変化にしたがって能動的に活性レンズの構造を変えることができるので、着用形及びスキンパッチ形の電子機器のディスプレーの３次元イメージ具現にも適用が可能である。

このように、本発明のマイクロレンズアレイフィルム１００〜１０８は光源部１２０と連動して３次元ディスプレー具現が可能であり、特に既存のステレオスコピック方式の３次元ディスプレーが有している短所を解決できるホログラムディスプレー方式に応用が可能である。

１０、３０・・・基板
１５ａ、１５ｂ・・・透明電極
２０・・・柔軟高分子膜
２０ａ・・・柔軟高分子パターン
１０１〜１０８・・・マイクロレンズアレイフィルム
１２０・・・光源部
１２５・・・集光レンズ部
１３０・・・被照面
２０１〜２１０・・・ディスプレー装置
ＳＵ１・・・サブ単位作動部
Ｕ１・・・単位作動部

Claims

互いに対向される第１透明電極及び第２透明電極と、
前記第１透明電極と前記第２透明電極との間に配置された柔軟高分子膜と、を含み、
前記第１透明電極と前記第２透明電極との中で少なくとも１つは平坦であるマイクロレンズアレイフィルム。
前記柔軟高分子膜は互いに対向され、平坦である第１面と平坦でない構造の第２面とを有し、
前記第２透明電極は複数個であり、互いに離隔され、前記第２面の膨らんでいる面を各々覆う請求項１に記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記柔軟高分子膜は互いに対向され、平坦である第１面と平坦でない構造の第２面を有し、
前記第１透明電極は複数個であり、互いに離隔され、前記第２面の平坦でない（ｎｏｎ−ｐｌａｎａｒ）部分と各々重畳される請求項１または２に記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１及び第２透明電極の中で少なくとも１つは柔軟である請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１透明電極, 前記第２透明電極と前記柔軟高分子膜の下部面の中で少なくとも前記柔軟高分子膜の下部面と接する第１基板と、
前記第１透明電極, 前記第２透明電極と前記柔軟高分子膜の上部面の中で少なくとも前記柔軟高分子膜の上部面と接し、柔軟である第２基板をさらに含む請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１透明電極、前記柔軟高分子膜、及び前記第２透明電極は１つの単位作動部を構成し、
前記マイクロレンズアレイフィルムは前記基板と前記第２基板との間に互いに離隔されるように配置される複数個の単位作動部を含む請求項５に記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１透明電極と前記第２透明電極との中で少なくとも１つは延長されて前記基板の上部面と前記第２基板の下部面との中で少なくとも１つを覆う請求項６に記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１透明電極、前記柔軟高分子膜、及び前記第２透明電極は１つのスリット形態のサブ単位作動部を構成し、
前記マイクロレンズアレイフィルムは１つの単位作動部を構成する複数個のサブ単位作動部を含み、
前記単位作動部の中心部に隣接する柔軟高分子膜の上端の高さは前記単位作動部の縁に隣接する柔軟高分子膜の上端の高さより高い請求項５乃至７のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１基板は透明であり、柔軟である請求項５乃至８のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１及び第２透明電極へ各々互いに反対になる符号の電圧を印加すれば、前記柔軟高分子膜は横に凹む請求項５乃至９のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１及び第２透明電極へ各々互いに反対になる符号の電圧を印加すれば、前記第２基板に隣接する前記柔軟高分子膜の幅は前記第１基板に隣接する前記柔軟高分子膜の幅より狭くなる請求項５乃至１０のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１透明電極又は前記第２透明電極を覆う反射膜をさらに含む請求項１乃至１１のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記柔軟高分子膜の上部面又は下部面と接し、柔軟である光素子層をさらに含む請求項１乃至１２のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
前記第１透明電極と前記第２透明電極とに各々互いに反対になる符号の電圧を印加して前記第１透明電極と前記第２透明電極との間の間隔を狭くする請求項１乃至９、請求項１２乃至１３のいずれかに記載のマイクロレンズアレイフィルム。
請求項１乃至１４のいずれかに記載されたマイクロレンズアレイフィルムと、
前記マイクロレンズアレイフィルムに隣接する光源部を含むディスプレー装置。
前記光源部は光源素子、前記光源素子に隣接する光導波路、及び前記光導波路に配置されるミラーを含む請求項１５に記載のディスプレー装置。
前記マイクロレンズアレイフィルムを介して前記光源部と離隔され、前記マイクロレンズアレイフィルムを通じて出射される光を集光する集光レンズ部をさらに含む請求項１５または１６に記載のディスプレー装置。
前記マイクロレンズアレイフィルムを介して前記光源部と離隔される反射板をさらに含む請求項１５乃至１７のいずれかに記載のディスプレー装置。
前記マイクロレンズアレイフィルムの上部面を覆う反射膜をさらに含む請求項１５乃至１８のいずれかに記載のディスプレー装置。
前記マイクロレンズアレイフィルムと前記光源部との中で少なくとも前記マイクロレンズアレイフィルムは柔軟である請求項請求項１５乃至１９のいずれかに記載のディスプレー装置。