KR100679189B1 - 다중 화면 방향성 디스플레이 - Google Patents

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KR100679189B1
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마더조나단
켄다이아나유.
윈로우로버트
보우어힐그랜트
나까가와아끼라
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

화상 디스플레이 요소 및 시차 옵틱(13)을 갖는 다중 화면 방향성 디스플레이가 제공된다. 디스플레이 요소(8)는 디스플레이 층(8)이 삽입되는 기판들(6, 19)을 포함하며, 시차 옵틱(13)이 화상 디스플레이 요소 내에 배치된다.
화상 디스플레이 요소, 시차 옵틱, 다중 화면 방향성 디스플레이, 기판, 컬러 필터 어레이

Description

다중 화면 방향성 디스플레이 {A MULTIPLE-VIEW DIRECTIONAL DISPLAY}
도1은 종래의 자동 입체 디스플레이 장치의 개략 평면도.
도2는 종래의 다중 화면 디스플레이 장치에 의해 제공되는 투시창의 개략도.
도3은 다른 종래의 다중 화면 방향성 디스플레이 장치에 의해 제조되는 투시창의 개략 평면도.
도4는 다른 종래의 자동 입체 디스플레이 장치의 개략 평면도.
도5는 종래의 다중 화면 방향성 디스플레이 장치의 주요 부품을 도시하는 개략 평면도.
도6a 및 도6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도6c 및 도6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도7a 및 도7b는 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도8a 및 도8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도9a 및 도9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도10a 및 도10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도11a 및 도11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도12a 및 도12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도13a 및 도13b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도14a 및 도14b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도14c 및 도14d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도15a 및 도15b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도15c 및 도15d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도16a 및 도16b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도17a 및 도17b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도18a 및 도18b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도19a 및 도19b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도20a 및 도20b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도20c 및 도20d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이의 컬러 필터 기판을 도시한 도면.
도21a 및 도21b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도21c 및 도21d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이의 컬러 필터 기판을 도시한 도면.
도22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도23는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도26a 내지 도26d는 본 발명의 디스플레이를 제조하는 방법을 도시한 도면.
도27는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도28는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도29는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도30는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이를 도시한 도면.
도31은 본 발명의 디스플레이에 사용하기에 적합한 백라이트를 도시한 도면.
도32는 본 발명의 디스플레이에 사용하기에 적합한 다른 백라이트를 도시한 도면.
도33은 본 발명의 디스플레이에 사용하기에 적합한 다른 백라이트를 도시한 도면.
도34는 본 발명의 디스플레이에 사용하기에 적합한 다른 백라이트를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
6, 7 : 기판
13 : 시차 배리어 개구 어레이
14 : 불투명 스트립
18 : 컬러 필터
19 : 기부 기판
20 : 광투과 층
23 : 디스플레이
26 : 리세스
74 : 도파관
본 발명은 각각의 화상을 다른 방향에서 볼 수 있도록 둘 이상의 화상을 나타내는 다중 화면 방향성 디스플레이에 관한 것이다. 따라서, 다른 방향에서 디스플레이를 보는 두 명의 관찰자는 서로 다른 화상을 보게 된다. 그러한 디스플레이는 예컨대, 자동 입체 디스플레이 장치(autostereoscopic display device) 또는 이중 화면 디스플레이 장치로서 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 시차 배리어 기판(parallax barrier substrate) 및 다중 화면 방향성 디스플레이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
수년 동안 종래의 디스플레이 장치는 다수의 사용자가 동시에 볼 수 있도록 설계되어 왔다. 디스플레이 장치의 디스플레이 특성은 사용자들이 디스플레이에 대해 다른 각도에서 동일하게 양호한 화질을 볼 수 있도록 만들어진다. 이것은 예컨대 공항이나 철도역에서 출발 정보를 보여주는 디스플레이와 같이 다수의 사용자들이 동일한 정보를 필요로하는 분야에서 유효하다. 그러나, 동일한 디스플레이로부터 다른 정보를 볼 수 있는 것이 개개의 이용자들에게 바람직할 수 있는 많은 분야가 있다. 예컨대, 자동차안에서 운전자는 위성 항법 데이터(satellite navigation data)를 보기를 원하는 한편, 승객은 영화를 보기를 원할 수 있다. 이러한 대립적인 요구는 별도의 두 개의 디스플레이 장치를 제공함으로써 충족될 수 있지만, 이는 추가의 공간을 차지하고 비용을 상승시킨다. 또한, 이러한 예에서 두 개의 별도의 디스플레이를 사용한다면 운전자가 고개를 돌려 승객용 디스플레이를 봄으로써 주의가 분산될 가능성이 있다. 다른 예로서, 두 명 이상의 플레이어를 위한 컴퓨터 게임에서 각각의 플레이어는 자신만의 화면으로 게임을 보기를 원할 수도 있다. 현재 이를 위해서, 각각의 플레이어는 별도의 디스플레이 스크린으로 게임을 봄으로써 전용 스크린상의 자신만의 화면을 갖도록 하고 있다. 그러나, 각각의 플레이어를 위해 개별적인 디스플레이 스크린을 제공하는 것은 많은 공간을 차지하며 비용을 상승시키고, 휴대용 게임에 있어서는 실용적이지 않다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 다중 화면 방향성 디스플레이가 개발되어 왔다. 다중 화면 방향성 디스플레이의 한 분야로서 "이중 화면 디스플레이(dual-view display)"가 있는데, 이 디스플레이는 동시에 두 개 이상의 다른 화상을 나타낼 수 있으며, 각 화상은 특정 방향에서만 볼 수 있어 한 방향에서 디스플레이 장치를 보는 관찰자와 또 다른 방향에서 디스플레이 장치를 보는 관찰자는 서로 다른 화상을 보게 된다. 2명 이상의 사용자에게 다른 화상을 보여줄 수 있는 디스플레이는 2개 이상의 별도의 디스플레이를 사용하는 것에 비해 공간과 비용을 크게 절감시킨다.
다중 화면 방향성 디스플레이 장치의 적용 가능한 분야의 예들에 대해 전술했지만 이외의 많은 분야가 있다. 예컨대, 각 승객에게 자신만의 기내 오락 프로그램을 제공하는 비행기에서 사용될 수도 있다. 최근 각각의 승객은 통상적으로 앞좌석의 등받이에 있는 개인용 디스플레이 장치를 제공받는다. 다중 화면 방향성 디스플레이를 사용하면 둘 이상의 승객에게 하나의 디스플레이를 제공하면서도 각 자가 원하는 영화를 선택할 수 있도록 하기 때문에, 비용과 공간과 중량을 크게 절감시킬 수 있다.
다중 화면 방향성 디스플레이의 다른 이점은 사용자들이 서로 다른 사람의 화면을 보는 것을 방지할 수 있다는데 있다. 이것은 현금 자동 인출기(ATM)를 사용하는 뱅킹 또는 상거래와 같이 보안이 요구되는 분야와, 전술한 컴퓨터 게임의 분야에서 바람직하다.
다중 화면 방향성 디스플레이는 3차원 디스플레이의 제작에도 적용될 수 있다. 정상적인 시각 상태에서, 사람의 두 눈은 머리에서의 다른 위치로 인해 상이한 시각으로 세상 광경을 받아들인다. 그 다음에, 두뇌는 한 광경에서의 다양한 물체까지의 거리를 평가하기 위해 이러한 두 개의 시각을 이용한다. 3차원 화상을 효과적으로 나타내는 디스플레이를 만들기 위해서는, 이러한 상태를 재현하고 관찰자의 각각의 눈에 대응하는 화상들의 소위 "입체 쌍(stereoscopic pair)"을 제공해야 한다.
3차원 디스플레이는 두 눈에 다른 화면을 제공하는데 사용되는 방법에 따라 두 개의 타입으로 분류된다. 입체 디스플레이는 통상적으로 넓은 투시 영역에 걸쳐서 입체 화상 쌍의 두 화상을 디스플레이한다. 각각의 화면은 예컨대, 컬러, 편광 상태, 또는 디스플레이 시간에 의해 인코딩된다. 사용자는, 화면들을 분리시키고 각각의 눈이 그 눈에 해당하는 화면만을 보도록 하는 필터 시스템의 안경을 착용해야 한다.
자동 입체 디스플레이는 다른 방향에서 우측눈(right-eye) 화면과 좌측눈 (left-eye) 화면을 디스플레이함으로써, 각각의 화면이 각기 한정된 공간 구역에서만 보이도록 한다. 화상이 디스플레이 활성(active) 영역 전체에 걸쳐서 보이는 공간 구역을 "투시창(viewing window)"이라 칭한다. 좌측눈이 입체 쌍의 좌측눈 화면을 위한 투시창에 있고 우측눈은 입체 쌍의 우측눈 화상을 위한 투시창에 있도록 관찰자가 위치하게 되면, 관찰자의 각각의 눈에 의해 정확한 장면이 보이게 되고 3차원 화상이 인식된다. 자동 입체 디스플레이에는 관찰자가 착용해야할 투시 보조물이 필요 없다.
자동 입체 디스플레이는 원리에 있어서 이중 화면 디스플레이와 유사하다. 그러나, 자동 입체 디스플레이에 나타나는 두 개의 화상은 입체 화상 쌍의 좌측눈 화상과 우측눈 화상이어서 서로 독립적이지 않다. 또한, 각 화상이 관찰자의 각각의 눈에 보여지면서 두 개의 화상이 한 명의 관찰자에게 보여지도록 디스플레이된다.
평판(flat panel) 자동 입체 디스플레이에 있어서, 통상적으로 투시창의 구조는 자동 입체 디스플레이의 화상 디스플레이 유닛의 그림 요소(picture element)(또는 픽셀) 구조와 일반적으로 시차 옵틱(parallax optic)으로 불리는 광학 요소의 조합에 기인한다. 시차 옵틱의 일례로는 시차 배리어(parallax barrier)가 있으며, 이것은 불투명 구역에 의해 분리된 주로 슬릿의 형태인 투과 구역을 갖는 스크린이다. 이 스크린은 그림 요소의 2차원 어레이를 갖는 공간 광 변조기(spatial light modulator: SLM)의 전면 또는 이면에 설치되어 자동 입체 디스플레이를 생성할 수 있다.
도1은 자동 입체 디스플레이의 경우인 종래의 다중 화면 방향성 장치의 평면도이다. 방향성 디스플레이(1)는 화상 디스플레이 장치를 구성하는 공간 광 변조기(SLM; 4)와 시차 배리어(5)로 이루어진다. 도1의 SLM은 액티브 매트릭스 박막 트랜지스터(TFT) 기판(6), 대향 기판(7), 및 상기 기판과 대향 기판 사이에 배치된 액정 층(8)의 형태이다. SLM은 독립적으로 어드레스 가능한(independently-addressable) 복수의 그림 요소를 한정하는 어드레싱 전극(addressing electrode; 도시 안함)과, 액정 층을 정렬하기 위한 정렬층(도시 안함)을 구비한다. 투시 각도 증대 필름(9) 및 선형 편광기(10)가 각 기판(6 및 7)의 외면에 제공된다. 조명(11)은 백라이트(도시 안함)로부터 공급된다.
시차 배리어(5)는 SLM(4)에 인접한 자체 표면에 형성된 시차 배리어 개구 어레이(13)를 갖춘 기판(12)을 포함한다. 개구 어레이는 불투명부(14)에 의해 분리된 수직으로 연장하는(즉, 도1에서 지면 내로 연장하는) 투명 개구(15)를 포함한다. 반사방지(anti-reflection; AR) 코팅(16)은 [디스플레이(1)의 외면에 형성된] 시차 배리어 기판(12)의 대향면에 형성된다.
SLM(4)의 픽셀은 도1의 지면 내로 연장하는 열과 행으로 배열된다. 행에서 또는 수평 방향에서의 픽셀 피치(한 픽셀의 중심으로부터 인접 픽셀의 중심까지의 거리)는 p이다. 개구 어레이(13)의 수직 연장하는 투과 슬릿(15)의 폭은 2w이고, 투과 슬릿(15)의 수평 피치는 b이다. 배리어 개구 어레이(13)의 면은 거리(s)만큼 액정 층(8)의 면으로부터 이격된다.
사용시, 디스플레이 장치(1)는 좌측눈 화상과 우측눈 화상을 형성하고, 자신 의 좌측눈과 우측눈이 좌측눈 투시창(2)과 우측눈 투시창(3) 각각과 일치하도록 머리를 위치시킨 관찰자는 3차원 화상을 보게 된다. 좌측눈 및 우측눈 투시창(2 및 3)은 디스플레이로부터 소정의 투시 거리에서 창 면(17)에 형성된다. 창 면은 거리(γ0)만큼 개구 어레이(13)의 평면으로부터 이격된다. 창(2, 3)은 창 면 내에서 연속하며, 사람의 두 눈 사이의 평균 간격에 대응하는 피치를 갖는다. 법선 축으로부터 디스플레이 법선까지의 각 창(2, 3)의 중심에 대한 1/2 각도(half angle)는 αs 이다.
시차 배리어(5) 내의 슬릿(15)의 피치는 픽셀의 열의 그룹이 시차 배리어의 특정 슬릿과 관련되도록 SLM(4)의 픽셀 피치의 정수배에 가깝게 선택된다. 도1은 SLM(4)의 2개의 픽셀 열이 시차 배리어의 각 투과 슬릿(15)과 관련되는 디스플레이 장치를 도시한다.
도2는 SLM(4) 및 시차 배리어(5)로부터 생성된 빛의 각도 영역(angular zone)을 도시하는데, 여기서 시차 배리어는 픽셀 열 피치의 정확한 정수배의 피치를 갖는다. 이 경우, 디스플레이 패널 표면을 가로지르는 상이한 장소들로부터 나오는 각도 영역들은 혼합되고, 화상 1 또는 화상 2(여기서, '화상 1' 및 '화상 2'는 SLM(4)에 의해 디스플레이되는 두 개의 화상을 가리킴)에 대한 화면의 순수 영역은 존재하지 않는다. 이를 어드레싱하기 위하여, 시차 배리어의 피치는 픽셀 열 피치의 정수배보다 약간 작도록 약간 감소되는 것이 바람직하다. 그 결과, 각도 영역은 디스플레이의 전방의 선형성된 면(pre-defined plane)("창 면")에 집중된 다. 이 효과가 SLM(4) 및 변형 시차 배리어(5')에 의해 생성된 화상 영역을 나타내는 첨부된 도3에 도시되어 있다. 이러한 방식으로 생성될 때 투시 영역의 평면도는 대략 연형상(kite-shaped)을 갖는다.
도4는 다른 종래기술의 다중 화면 방향성 디스플레이 장치(1')의 평면도이다. 시차 배리어(5)가 SLM(4)의 이면에 위치되어 백라이트와 SLM(4) 사이에 있는 것을 제외하고는 도1의 디스플레이 장치(1)와 대부분 대응된다. 이 장치는 시차 배리어가 관찰자에게 잘 보이지 않고, 디스플레이의 픽셀이 장치의 정면에 보다 가깝게 나타나는 이점을 가질 수 있다. 또한, 비록 도1 및 도4 각각이 백라이트에 의해 조명을 받는 투과형 디스플레이 장치를 도시하지만, (밝은 상태에서) 주변광을 사용하는 반사형 장치가 공지되어 있다. 투과반사형(transflective) 장치의 경우에, 도4의 후방 시차 배리어는 주변광을 흡수하지 않는다. 디스플레이가 반사광을 이용하는 2D 모드를 갖는 경우에 이것은 이점이 된다.
도1 및 도4의 디스플레이 장치에서는, 시차 배리어가 시차 옵틱으로 사용된다. 여러 타입의 시차 옵틱이 공지되어 있다. 예컨대, 각각 다른 방향으로 보이는 두 개 이상의 화상을 형성하거나 입체 화상 쌍을 형성하기 위하여, 렌티큘러 렌즈 어레이가 혼합된 화상들을 상이한 방향으로 보내는데 사용될 수 있다.
화상 분해(image splitting)의 홀로그래픽 방법이 공지되어 있지만, 실제로 이러한 방법은 투시 각도(viewing angle) 문제, 역입체시(pseudoscopic) 영역 및 화상 제어의 용이성 부족의 문제를 갖는다.
다른 타입의 시차 옵틱은 마이크로편광기(micropolariser) 디스플레이이며, 이 디스플레이는 SLM의 픽셀과 정렬된 패턴식 고정밀 마이크로편광기 요소 및 편광된 방향성 광원을 사용한다. 그러한 디스플레이는 높은 창 화질, 소형 장치, 및 2D 디스플레이 모드와 3D 디스플레이 모드 사이를 절환할 수 있는 능력의 가능성을 제공한다. 시차 옵틱으로 마이크로편광기 디스플레이를 사용하는 경우의 주된 요건은 마이크로편광기 요소가 SLM 내로 혼합될 때 시차 문제를 피해야 한다는 것이다.
컬러 디스플레이가 요구되는 경우, 일반적으로 SLM(4)의 각 픽셀은 3개의 주요 컬러 중의 하나와 관련된 필터를 갖는다. 상이한 컬러 필터로 각각 3개의 픽셀의 그룹을 제어함으로써, 많은 가시적인 컬러가 생성될 수 있다. 자동 입체 디스플레이에 있어서 각각의 입체 화상 채널은 균형잡힌 컬러 출력을 위한 충분한 컬러 필터를 포함하여야 한다. 많은 SLM은 제조의 용이함으로 인해 수직 열로 배열된 컬러 필터를 갖기 때문에, 소정의 열 내의 모든 픽셀은 그들과 관련된 동일한 컬러 필터를 갖는다. 만일 시차 옵틱이 시차 옵틱의 랜슬렛(lenslet) 또는 각 슬릿과 관련된 3개의 픽셀 열을 갖고 그러한 SLM 상에 배치된다면, 각 투시 영역은 단지 하나의 컬러의 픽셀을 보여주게 된다. 이러한 상황을 회피하기 위해서는 컬러 필터 레이아웃에 주의를 기울어야 한다. 적당한 컬러 필터 레이아웃에 대한 보다 상세한 설명은 EP-A-0 752 610호에 기재되어 있다.
도1 및 도4에 도시된 바와 같은 방향성 디스플레이 장치에서의 시차 옵틱의 기능은 SLM(4)의 픽셀을 통해 전달된 빛을 소정 출력 각도로 제한하는 것이다. 이러한 제한은 (예컨대, 투과 슬릿과 같은) 시차 옵틱의 소정 요소의 이면의 픽셀 열 각각의 투시 각도를 한정한다. 각 픽셀의 투시의 각도 범위는 픽셀 피치(p), 픽셀의 면과 시차 옵틱의 면 사이의 간격(s), 및 픽셀의 면과 시차 옵틱의 면 사이의 물질[도1의 디스플레이에서는 기판(7)임]의 굴절률(n)에 의해 결정된다. 에이치. 야마모또(H. Yamamoto) 등이 저술한 IEICE Trans. Electron, vol. E83-C, No. 10, p1632(2000)의 "시차 배리어를 사용하는 입체 풀컬러 LED 디스플레이의 최적의 파라미터와 투시 영역(Optimum parameters and viewing areas of stereoscopic full-colour LED displays using parallax barrier)"에는 자동 입체 디스플레이에서의 화상들 사이의 각도 간격이 디스플레이 픽셀과 시차 배리어 사이의 거리에 의존하는 것이 개시되어 있다.
도1 또는 도4의 1/2 각도(α)는 다음 식으로 주어진다.
[수학식 1]
Figure 112004039121082-pat00001
많은 기존의 다중 화면 방향성 디스플레이들이 갖는 한 가지 문제점은 두 개의 화상 사이의 각도 간격이 너무 작다는 것이다. 원칙적으로, 투시창들 사이의 각도(2α)는 픽셀 피치(p)를 증가시키거나, 픽셀과 시차 옵틱 사이의 간격(s)을 감소시키거나, 기판의 굴절률(n)을 증가시킴으로써 증가될 수 있다.
종래 기술의 확인
동시 계류 중인 영국 특허출원 제0315171.9호는 다중 화면 방향성 디스플레 이의 투시창들 사이에 더 큰 각도 간격을 제공하는 표준 시차 배리어와 사용하기 위한 신규한 픽셀 구성을 개시한다. 그러나, 다중 화면 방향성 디스플레이에서 표준 픽셀 구성을 사용할 수 있는 것이 바람직할 수도 있다.
동시 계류 중인 영국 특허출원 제0306516.6호 및 제0315170.1호는 픽셀의 유효 피치를 증가시킴으로써 다중 화면 방향성 디스플레이의 투시창들 사이의 각도 간격을 증가시키는 것을 제안한다.
JP-A-7 28 015호는 컬러 서브 픽셀이 수직이 아닌 수평으로 배열되도록 픽셀 구성을 회전시킴으로써 픽셀 피치를 증가시키고 다중 화면 방향성 디스플레이의 투시창들 사이의 각도 간격을 증가시키는 것을 제안한다. 이에 의하면, 픽셀 폭이 3배로 증가하여 투시 각도가 대략 3배 증가한다. 그러나, 이것은 픽셀 피치가 증가하면 시차 배리어의 피치가 증가해야 하기 때문에 관찰자에 대한 시차 배리어의 가시성을 증가시킨다는 단점이 있다. 그러한 비표준식 패널의 제작과 구동은 비용면에서 효율적이지 못할 수 있다. 또한, 투시 각도의 증가가 표준 구성의 3배 이상이 될 것을 요구하는 경우가 있을 수 있으며, 이 경우에는 픽셀을 단지 회전시키는 것만으로는 충분하지 않게 된다. 이 문제는 고해상도 패널에서 종종 발생한다.
그러나, 일반적으로 픽셀 피치는 디스플레이 장치의 요구 해상도 사양에 의해 한정되기 때문에 변경될 수 없다.
통상 유리로 제조되는 기판의 굴절률을 변경시키는 것은 언제나 상당히 실용적이거나 비용면에서 효율적이라고 할 수 없다.
다중 화면 방향성 디스플레이 장치의 투시창들 사이의 각도 간격을 증가시키 려는 다른 시도는 SLM의 픽셀의 면과 시차 옵틱 사이의 간격을 감소시키는 것이었다. 그러나, 이것은 SLM(4)으로서 LCD를 사용하는 도1의 디스플레이 장치(1)의 개략 블록도인 도5에 대하여 후술될 바와 같이 어려움이 있다.
SLM(4)을 형성하는 LCD 패널은 2개의 유리 기판으로 제조된다. 기판(6)은 SLM의 픽셀을 어드레싱하기 위한 TFT 절환 요소를 지지하기 때문에, "TFT 기판"으로 알려져 있다. 또한 일반적으로, 상기 기판은 예컨대 액정 층(8)을 정렬하고 액정 층의 전기적 절환을 허용하기 위한 다른 층들을 지지한다. (도1의 대향 기판에 대응하는) 다른 기판(7)상에는, 예컨대 액정 층을 정렬하기 위한 다른 층과 함께 컬러 필터(18)가 형성된다. 따라서, 대향 기판(7)은 일반적으로 "컬러 필터 기판" 또는 CF 기판으로 알려져 있다. LCD 패널은 TFT 기판에 대향하여 컬러 필터 기판을 배치하고, 두 기판 사이에 액정 층(8)을 삽입시킴으로써 형성된다. 종래의 방향성 디스플레이에 있어서 시차 옵틱은 도5에 도시된 바와 같이 완성된 LCD 패널에 부착되었다. LCD 픽셀과 시차 옵틱 사이의 거리는 LCD의 CF 기판의 두께에 의해 주로 결정된다. CF 기판의 두께를 감소시키는 것은 LCD 픽셀과 시차 옵틱 사이의 거리를 감소시키게 되지만, 이는 기판을 약하게 만든다. LCD 기판 두께에 대한 현실적인 최소값은 약 0.5 mm이지만, 픽셀 대 시차 옵틱 간격은 시차 옵틱이 이러한 두께의 기판에 부착된다면 대부분의 경우에 여전히 너무 클 수 있다.
일본 특허 제9-50 019호는 다중 화면 방향성 디스플레이 장치의 투시창들 사이의 각도 간격을 증가시켜 투시 거리를 감소시키기는 방법을 개시한다. 이 특허는 LCD와 배리어 사이의 두께를 감소시키는 것을 제안한다. 이것은 LCD 패널, 시 차 배리어, 편광기의 순으로 입체 LCD 패널을 구성함으로써 이루어진다. 본래의 순서는 도1에 도시된 바와 같이, LCD 패널, 편광기, 시차 배리어 순이었다. 이것은 편광기의 두께만큼 픽셀 면과 시차 배리어 사이의 간격을 감소시키지만, 이에 의하면 다중 화면 방향성 디스플레이 장치의 투시창들 사이의 각도 간격은 단지 제한적으로만 증가하게 된다.
GB 2 278 222호는 높은 입사각으로 2차 화상 형성이 일어나는 것을 방지하기 위하여 액정 층 가까이에 마이크로렌즈 어레이를 배치한 공간 광 변조기를 개시한다.
GB 2 296 099호는 공간 광 변조기의 2개의 기판 사이에 반파장 플레이트(half wave plate; 32) 및 편광기와 같은 요소가 배치된 공간 광 변조기를 개시한다. 이것은 높은 등방성 기판을 사용해야 하는 것을 피하기 위한 것으로, 저렴하고 가벼운 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 만일 편광기가 공간 광 변조기의 외부에 배치된다면, 기판을 통과하는 빛의 편광 방향에 변화가 일어나는 것을 기판이 방지하도록 공간 광 변조기의 기판은 높은 등방성을 가져야 한다.
US-A-5 831 765호는 액정 패널 및 시차 배리어를 갖는 방향성 디스플레이를 개시한다. 시차 배리어는 액정 패널 내부에 놓이지 않으며, 시차 배리어는 액정 패널의 외부에 있고, 액정 패널의 기판과 확산기에 의해 액정 층으로부터 분리된다.
US-A-4 404 471호는 X-레이와 이용하기 위한 수정체 막(lenticular film)을 개시한다. 수은, 납이나 텅스텐 분말, 또는 다른 유동성 X-레이 흡수재가 X-레이 투과재 내의 리세스 내로 유입된다.
본 발명은 화상 디스플레이 요소 및 시차 옵틱을 갖는 다중 화면 방향성 디스플레이를 제공하는데, 상기 화상 디스플레이 요소는 제1 기판과, 제2 기판과, 이들 제1 기판과 제2 기판 사이에 삽입된 화상 디스플레이 층을 포함하며, 시차 옵틱은 화상 디스플레이 요소 내부에 배치된다.
화상 디스플레이 요소 내에 시차 옵틱을 배치하는 것은 시차 옵틱을 화상 디스플레이 층에 가깝게 놓음으로써, 수학식 1의 간격(s)을 감소시키고 디스플레이 장치에 의해 생성된 2개의 투시창 사이의 각도 간격을 증가시킨다. 화상 디스플레이 요소의 기판들 중의 하나의 두께를 감소시킬 필요가 없기 때문에, 화상 디스플레이 요소의 구조 강도는 영향을 받지 않는다.
본 발명의 디스플레이는, 스펙트럼의 가시 영역 내에 있으며 관찰자에게 직접 보이는 화상을 디스플레이하기 위하여 스펙트럼의 가시 영역 내의 빛을 이용하도록 되어 있다.
시차 옵틱은 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치될 수 있다. 이것은 화상 디스플레이 층에 가깝게 시차 옵틱을 위치시키는 편리한 방법이다.
다르게는, 시차 옵틱은 제1 기판 또는 제2 기판 중 하나에 배치될 수 있다. 이는 시차 옵틱이 화상 디스플레이 장치의 기판의 두께를 감소시키지 않으면서 화상 디스플레이 층에 근접하게 위치될 수 있도록 하는 또 다른 방법이다.
다르게는, 시차 옵틱은 제1 기판의 두께내에 배치될 수 있다.
시차 옵틱은 다수의 시차 요소를 포함하는데 각각의 시차 요소는 제1 기판의 주표면 내의 각각의 리세스에 배치된다.
제1 기판은 기부 기판 및 기부 기판에 배치된 광투과 층을 포함할 수 있으며, 시차 옵틱은 광투과 층과 기부 기판 사이에 배치될 수 있다.
제1 기판은 기부 기판, 기부 기판에 배치된 광투과 층, 그리고 광투과 층에 형성된 다수의 리세스를 포함할 수 있으며, 시차 옵틱은 다수의 시차 요소를 포함할 수 있으며, 각각의 시차 요소는 광투과 층 내의 각각의 리세스에 배치되어 있다.
각각의 시차 요소는 각각의 리세스의 하부면에 배치될 수 있다.
기판의 표면에 평행한 리세스의 단면은 깊이에 따라 감소할 수 있다.
각각의 시차 요소는 각각의 리세스를 실질적으로 충전할 수 있다.
컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이는 제1 기판의 주기판 위에 배치될 수 있다.
디스플레이는 시차 옵틱 및 컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이 사이에 배치된 광투과 층을 또한 포함할 수 있다.
디스플레이는 시차 옵틱 및 컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이 사이에 배치된 다른 시차 옵틱을 또한 포함할 수 있다.
컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이는 제1 기판의 제2 주표면 위에 배치될 수 있다.
광투과 층은 시차 옵틱 및 화상 디스플레이 층 사이에 배치될 수 있다.
시차 옵틱 및 컬러 필터 어레이와 절환 요소의 어레이 중 하나는 기부 기판의 주 표면 위에 배치될 수 있고, 기부 기판은 제1 또는 제2 기판에 포함된다.
시차 옵틱은 기부 기판의 주 표면에 배치될 수 있고, 절환 요소의 컬러 필터 어레이는 시차 옵틱 위에 배치된다.
컬러 필터 또는 절환 요소의 어레이는 기부 기판의 제1 주 표면에 배치될 수 있고, 시차 옵틱은 컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이 위에 배치될 수 있다.
광투과 어레이는 시차 옵틱 및 컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이 사이에 배치될 수 있다.
디스플레이는 시차 옵틱 및 컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이 사이에 배치된 다른 시차 옵틱을 더 포함할 수 있다.
시차 옵틱은 다수의 시차 요소를 포함할 수 있는데, 각각의 시차 요소는 제1 또는 제2 기판의 주표면 내의 각각의 리세스에 배치되어 있다.
제2 광투과 층은 기부 기판 및 제1 광투과 층 사이의 기부 기판의 주표면 위에 배치될 수 있고, 복수의 리세스가 제2 광투과 층에 형성될 수 있으며, 시차 옵틱은 복수의 시차 요소를 포함할 수 있으며, 각각의 시차 요소는 제2 광투과 층 내의 각각의 리세스에 배치된다.
컬러 필터 어레이 또는 절환 요소의 어레이 중 하나는 기부 기판의 제1 주표면 위에 배치될 수 있고, 시차 옵틱은 기부 기판의 제2 주표면 내 또는 위에 배치될 수 있으며, 기부 기판은 제1 또는 제2 기판에 포함된다.
시차 옵틱은 다수의 시차 요소를 포함할 수 있으며, 각각의 시차 요소는 기부 기판의 제2 주표면 내의 각각의 리세스에 배치된다.
각각의 시차 요소는 각각의 리세스의 하부면에 배치될 수 있다.
기판의 표면에 평행한 리세스의 단면은 깊이에 따라 감소할 수 있다.
각각의 시차 요소는 각각의 리세스를 실질적으로 충전할 수 있다.
광투과 층은 투명한 수지층, 적층 플라스틱층, 또는 유리층일 수 있다.
시차 옵틱은 시차 배리어 또는 렌티큘러 렌즈 층일 수 있다.
시차 옵틱은 기능이 억제될 수 있고 어드레스 가능할 수 있다.
본 발명의 제2 태양은 상기에 정의된 다중 화면 방향성 디스플레이 장치를 포함하는 이중 화면 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 태양은 상기에 정의된 다중 화면 방향성 디스플레이 장치를 포함하는 자동 입체(auto-stereoscopic) 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제4 태양은 광투과 기판 및 복수의 시차 요소를 포함하며, 각각의 시차 요소는 기판의 표면내의 각각의 리세스에 배치된 시차 옵틱을 제공하는 것이다.
본 발명의 시차 옵틱은 스펙트럼의 가시 영역에서 빛과 함께 사용되기 위한 것이다.
기판의 표면에 평행한 리세스의 단면은 깊이에 따라 감소할 수 있다.
각각의 시차 요소는 각각의 리세스를 실질적으로 충전할 수 있다.
본 발명의 제5 태양은 제1 기판, 제2 기판, 그리고 제1 기판과 제2 기판 사 이에 배치된 화상 디스플레이 층을 포함하는 화상 디스플레이 요소의 제1 기판의 두께를 감소시키는 단계 (a) 및 시차 옵틱이 그 사이에 배치되게 제1 기판에 제3 기판을 부착시키는 단계 (b)를 포함하는 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
제3 기판은 제1 기판에 직접 부착되거나 또는, 하나 이상의 추가 부품이 제1 기판 및 제3 기판 사이에 개재될 수 있다.
시차 옵틱은 제3 기판의 제1 주표면 위 또는 내에 형성될 수 있으며, 단계 (b)는 화상 디스플레이 요소의 제1 기판에 제3 기판의 제1 주표면을 부착시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부 도면을 참조하여 도시적인 예로서 설명될 것이다.
도면 전체에 걸쳐 유사한 도면 부호는 유사한 부품을 지칭한다.
도6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이의 개략 평면도이다. 디스플레이 장치(58)는 제1 투명 기판(6) 및 제2 투명 기판(7)을 포함하며, 화상 디스플레이 층(8)이 제1 기판(6) 및 제2 기판(7) 사이에 배치되어 있다. 컬러 필터(18)의 어레이는 제2 기판(7)에 제공되어 있고, 따라서 제2 기판은 컬러 필터 기판으로 언급하기로 한다.
제1 기판(9)은 화상 디스플레이 층(8)에서 픽셀의 어레이를 형성하기 위한 픽셀 전극 (도시되지 않음)을 구비하고 있으며, 픽셀 전극을 선택적으로 지정하기 위한 박막 트랜지스터 (TFTs) 와 같은 절환 요소(도시되지 않음)를 또한 구비하고 있다. 기판(6)은 "TFT 기판"으로 지칭될 것이다.
본 예에서, 화상 디스플레이 층(8)은 액정층(8)이다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지는 않으며, 모든 투과성 화상 디스플레이 층이 사용될 수 있다. 더욱이, 시차 옵틱이 화상 디스플레이 층과 관찰자 사이에 배치된 채 디스플레이가 "전방 배리어 모드"에서 사용된다면, 디스플레이층은 이와 달리 플라즈마 디스플레이 또는 유기 발광 장치 (OLED) 등과 같은 방사성 디스플레이 층일 수도 있다.
디스플레이(58)는 컬러 필터(18) 각각이 화상 디스플레이 층(8)의 각각의 픽셀과 실질적으로 대향되게 조립된다. 정렬 층과 같은 다른 부품은 화상 디스플레이 층과 인접한 기판(6, 7)의 표면 위에 배치될 수 있고, 반대 전극 또는 전극들은 CF 기판(7)에 배치될 수 있으며, 이들 부품은 통상적이며 더 이상 설명되지 않을 것이다. 더욱이, 디스플레이(58)는 편광기, 투시각 향상 필름, 역반사 필름 등과 같은 추가 부품을 포함할 수도 있는데, 이들 부품 역시 통상적이며 더 이상 설명되지 않을 것이다.
컬러 필터 기판(7)은 도6a에 더욱 상세히 도시되어 있다. 컬러 필터 기판(7)은 유리와 같은 광투과 재료로 만들어진 기부 기판(19)을 포함할 수도 있다. 시차 배리어 개구 어레이(13)는 기부 기판(19)의 하나의 주표면 위에 배치될 수 있다. 도6a의 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이(13)는 불투명 스트립(14)을 기부 기판의 표면 위에 증착하여 불투명 스트립 사이에 투과성 슬릿(15)을 형성함으로서 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 광투과성 수지로 형성된 컬러 필터 기판은 시차 개구 어레이(13)에 구비된 스페이서 층(20)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 시차 배리어 개구 어레이는 기판(7)의 두께 내에 배치된다. 최종적으로, 컬러 필터(18)는 스페이서 층(20)의 상부면에 배치된다.
이 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이(13)는 수지 스페이서 층(20)의 두께에 의해서 액정층(18)의 픽셀과 분리되어 있다. 수지층(20)은 매우 얇게 제조될 수 있어서 오차(1) 범위가 작고, 따라서 투시창의 각도 분리를 크게 할 수 있다. 수지층(20)은 단일 층으로 도시되었지만, 실제로는 바람직한 두께를 얻기 위하여 두 개 이상의 별도의 수지층을 형성하는 것이 필요할 수도 있다. 예를 들어, 층(20)은 50 마이크론의 두께를 가질수도 있고 폴리에틸렌 프레프탈레이트(perephthalate)를 포함할 수도 있다.
도6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(21)의 개략 평면도이며, 도6c는 이 디스플레이의 반대 기판을 도시한다. 이 실시예와 이전 실시예의 차이점만이 설명될 것이다.
이 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이(13) 및 컬러 필터(18)는 모두 컬러 필터 기판(7')의 기부 기판(19)의 제1 주표면에 배치되어 있다. 수지로 다시 형성된 컬러 필터 기판의 스페이서 층(20)은 시차 배리어 개구 어레이(13) 및 컬러 필터의 어레이 위에 배치된다. 또 다시, 시차 배리어 개구 어레이(13)는 수지층(20)의 두께에 의해 액정층(8) 내의 픽셀로부터 분리되고, 이는 작게 제작될 수 있다. 시차 베리어 및 컬러 필터를 같은 평면에 구비하는 것은 디스플레이의 제작을 간단하게 한다.
도6a 내지 도6d의 수지층(20)은 균일한 두께로 제작하기가 쉽다. 상기 층은 예를 들어 스핀-코팅(spin-coating) 또는 프린팅으로 증착될 수 있다.
도7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(22)의 평면도이며, 도7a는 디스플레이(22)의 컬러 필터 기판을 도시한다. 이 실시예와 제1 실시예의 차이점만이 설명될 것이다.
도7a 및 도7b의 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이(13)는 기부 기판(19)의 주표면 위에 증착된다. 컬러 필터 기판(7)은 배리어 개구 어레이(13)에 놓인 스페이서 층(20)을 더 포함하며 컬러 필터는 스페이서 층(20) 위에 배치된다. 따라서, 시차 배리어 개구 어레이는 컬러 필터 기판(7)의 두께 내에 배치된다. 이 실시예에서, 스페이서 층(20)은 수지 스페이서 층이 아닌 유리 스페이서 층이다. 유리 스페이서 층은 시차 배리어에 부착되어 있으며 바람직한 두께로 에칭될 수 있다.
유리층(20)의 사용은 추가 공정 과정을 수월하게 한다. 예를 들어, 투과층이 유리층일 때, 컬러 필터(18)를 투과층(20) 위에 제조하는 것은 컬러 필터를 보통 유리 기판 위에 제조하는 것과 유사하다.
도8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(23)의 개략 평면도이며, 도8a는 이 디스플레이의 CF 기판을 도시한다. 이 실시예의 디스플레이(23)는 일반적으로 도6b의 디스플레이에 대응되고, 이 실시예들의 차이점만이 설명될 것이다. 디스플레이(23)에서, 시차 배리어 개구 어레이 및 컬러 필터 어레이 사이의 스페이 서 층(20)은 플라스틱 재료로 된 층이다. 플라스틱 재료로 된 층은 적층 또는 접착과 같은 적절한 방법에 의해 시차 배리어 개구 어레이(13)에 부착된다. 플라스틱 재료(20)는 다르게는 시차 배리어 개구 어레이 위에 프린트될 수도 있다.
투과층(20)으로서 적층 플라스틱 층을 사용하는 것은 수지 광 투과층을 위해 스핀 코팅 기술을 사용하는 것에 비해 저렴할 수도 있다. 수지가 사용되다면 낭비되는 재료가 적어질 수 있으며 적층 공정이 빨라질 수 있다.
도9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(24)의 개략 평면도이며, 도9a는 디스플레이의 CF 기판(25)을 도시한다. 디스플레이(24)는 TFT 기판(6), 컬러 필터 기판(25), 그리고 TFT 기판(6)과 컬러 필터 기판(25) 사이에 개재된 액정 층 또는 다른 화상 디스플레이 층(8)를 다시 포함한다.
도9a는 디스플레이의 컬러 필터 기판(25)을 도시한다. 도면에 나타나 있듯이, 복수의 리세스(26)가 기부 기판(19)의 제1 주표면에 형성되어 있다. 기부 기판(19)은 예컨대, 유리, 플라스틱 또는 유리 강화 플라스틱 등의 임의의 적합한 광투과 재료로 형성될 수 있다. 리세스(26)는 예를 들어, 에칭 또는 절단 공정 등의 임의의 적합한 공정에 의해 형성될 수 있다. 리세스(26)는 기부 기판(19)의 전체 수직 높이를 가로질러 연장하는, 즉, 도9a의 용지면 내로 연장하는 슬롯의 형태를 취하고 있다. 리세스(26)는 양호하게는 서로 동일한 깊이 및 폭을 갖는다.
시차 배리어 개구 어레이는 각 리세스의 적어도 바닥면을 덮도록 각각의 리세스(26) 내에 불투명 재료를 증착시킴으로써 기부 기판(19)에 형성된다. 불투명 재료는 시차 배리어 개구 어레이의 불투명 스트립(14)을 형성하며, 불투명 스트립 (14) 사이에 광투과 영역이 형성된다. 따라서, 불투명 스트립(14) 및 시차 배리어 개구 어레이는 기판(25)의 두께 내에 배치된다.
시차 배리어 개구 어레이의 불투명 영역을 형성하는 불투명 재료는 임의의 적절한 불투명 재료일 수 있으며, 임의의 적절한 방법에 의해 증착될 수 있다. 예컨대, 불투명 수지는 스피닝(spinning) 공정을 이용하여 리세스(26) 내에 증착될 수 있다.
불투명 재료가 증착되면, 리세스는 기부 기판(19)의 표면을 평탄화하기 위해 광투과성 재료로 충전된다. 예컨대, 광투과 수지는 스피닝 공정을 이용하여 리세스(26) 내에 증착될 수 있다.
기부 기판(19)의 표면이 편평하게 제조된 경우에는, 컬러 필터(18)의 어레이는 컬러 필터 기판(25)을 완성하기 위해 기부 기판(19) 위로 증착될 수 있다.
본 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이와 액정 층 사이의 분리는 리세스(26)의 깊이(d)와 대략 일치한다. 리세스의 깊이(d)는 투시창 사이의 보다 큰 각 분리가 얻어질 수 있도록 예컨대, 50 미크론으로 작게 제조될 수 있다.
도10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이(27)를 도시한다. 디스플레이(27)는 TFT기판(6), 컬러 필터 기판(25'), 또는 TFT 기판(6)과 컬러 필터 기판(29) 사이에 배치된 액정층(또는 다른 화상 디스플레이층)(8)을 포함한다. 본 실시예는 도9a 및 도9b의 실시예와 대체로 상응하며, 상기 두 실시예 사이의 차이점만이 기술되어질 것이다.
도10a는 디스플레이(27)의 컬러 필터 기판(25')의 개략 평면도이다. 본 실 시예에서, 컬러 필터(18)는 기부 기판(19)의 제1 주표면 상에 증착된다. 리세스(26)는 예를 들어, 에칭 또는 절단 기술을 이용하여 기부 기판(19)의 제2 주 표면에 형성된다. 그리고 나서, 불투명 재료가 리세스 내에 증착되어, 시차 배리어 개구 어레이의 불투명 스트립(14)을 형성한다. 불투명 스트립(14) 및 시차 배리어 개구 어레이는 기판(25) 두께 내에 배치된다. 필요한 경우, 리세스는 기부 기판(19)의 제2 주표면을 평탄화하기 위해 광투과 재료로 채워질 수 있다. 전술한 실시예에서와 같이, 임의의 적합한 재료가 불투명 재료로 증착될 수 있으며, 임의의 적합한 기술에 의해 증착될 수 있다. 양호한 일 실시 형태에서, 불투명 수지는 스피닝 기술을 이용하여 리세스(26) 내에 증착된다.
도5의 종래의 디스플레이와 비교하면, 시차 배리어와 액정층 사이의 분리는 예를 들어, 50 미크론의 리세스 두께만큼 감소되어, 투시창 사이의 각 분리가 증가된다. 기부 기판의 두께가 리세스가 존재하는 영역에서만 감소되므로, 기부 기판의 구조 강도는 전체 기판이 감소된 두께로 제조되는 경우에서 보다 더 커질 수 있다.
도11b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(28)의 개략 평면도이다. 디스플레이는 TFT 기판(6), 컬러 필터 기판(29), TFT 기판(6)과 컬러 필터 기판(29) 사이에 배치된 액정층(8) 또는 다른 화상 디스플레이 층으로 구성된다.
컬러 필터 기판(29)은 도11a에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 컬러 필터 기판(29)은 두 시차 배리어(13,13')가 제공되었다는 것을 제외하고는, 도6a의 컬러 필터 기판(7)과 대체로 유사하다. 컬러 필터 기판(29)은 예컨대 유리 등의 임의의 적합한 광 투과 재료로 제조된 기부 기판(19)을 포함한다. 제1 시차 배리어 개구 어레이(13)은 기부 기판의 제1 표면 위에 배치된다. 시차 배리어 개구 어레이는 예컨데, 시차 배리어 개구 어레이(13)의 불투명부(14)를 형성하도록 기판 상에 불투명 재료의 스트립(14)을 증착함으로써 형성될 수 있다.
제1 광 투과 스페이서 층(20)은 시차 배리어 개구 어레이가 형성된 기판(19)의 표면 상에 증착될 수 있다. 제1 스페이서 층은 전술한 도6a,도7a,도8a의 실시예에서와 같이 예를 들어 광 투과 수지, 유리, 투명 플라스틱 재료로 형성될 수 있다.
제2 시차 배리어 개구 어레이(13')은 제1 스페이서 층(20)의 상부면 상에 배치된다. 이러한 제2 시차 배리어 개구 어레이는 제2 시차 배리어 개구 어레이의 불투명부(14')를 형성하도록 스페이서 층(20) 위로 불투명 재료를 증착함으로써 제공될 수 있다.
컬러 필터 기판은 제2 시차 배리어 개구 어레이 위에 제공된 제2 스페이서 층(20')을 더 포함한다. 시차 배리어 개구 어레이(13, 13') 모두는 기판(29) 두께 내에 배치될 수 있다. 제2 스페이서 층은 광 투과 수지, 유리층, 유리 또는 광 투과 플라스틱 재료 등의 임의의 적합한 광 투과 재료일 수 있다.
컬러 필터(18)는 제2 스페이서 층(20')의 상부면 상에 증착된다.
두 개의 시차 배리어(13,13')는 제2 배리어(13')의 투과 영역이 제1 시차 배리어(13)의 투과 영역의 앞에 직접적으로 배치되지 않도록 배열된다. 두 개의 시 차 배리어는 제2 시차 배리어(13') 내의 투과 영역이 제1 시차 배리어(13)의 불투명 영역(14)으로 정열되도록 배열되어, 제2 시차 배리어(13')의 불투명 영역(14')이 제1 시차 배리어(13)의 투과 영역으로 정렬된다. 그 결과, 디스플레이의 디스플레이 면에 평행하거나 근접하거나 또는 법선인 방향으로 백라이트에 의해 방사된 광은 시차 배리어(13,13')의 하나 또는 다른 하나에 의해 차단된다. 두 개의 시차 배리어가 제1 시차 배리어(13) 내의 투과 영역이 제2 시차 배리어(13') 내의 투과 영역에 대해 측방향으로 오프셋되도록 배열됨으로 인해, 제2 시차 배리어(13')를 빠져 나가는 광은 법선에 대해 제1 및 제2 범위의 기울어진 방향으로 이동한다.
다수의 백라이트들은 법선 축을 따라 최대 강도를 제공하며, 이는 투시창이 법선 축으로부터 각방향으로 변위된 위치에 위치되므로 다중 화면 방향성 디스플레이에서의 문제점이다. 전형적인 이중 화면 디스플레이에서, 두 개의 투시창은 법선에 ±40도일 수 있다. 도11b의 디스플레이에서와 같이 두 개의 시차 배리어의 사용은 "블랙 중앙 창"- 즉, 강도가 낮은 디스플레이의 디스플레이 면에 법선에 중심이 맞춰진 영역을 제공할 수 있다.
본 실시예는 컬러 필터 기판 상에 두 개의 시차 배리어의 제공으로 제한되지 않는다. 원칙적으로, 3개 이상의 시차 배리어 개구 어레이가 기판(19) 위로 제공될 수 있으며, 인접하는 시차 배리어 개구 어레이의 각각의 쌍은 각각의 스페이서 층에 의해 분리된다.
도11a의 실시예에서, 두 개의 스페이서 층(20,20')이 동일한 재료로 형성될 필요는 없다. 두 개의 스페이서 층은 상이한 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 제1 스페이서 층(20)은 유리층인 반면에 제2 스페이서 층(20')은 광투과 수지 층일 수 있다.
(도시되지 않은) 다른 실시예에서, 컬러 필터 기판은 두 개의 시차 배리어 개구 어레이를 포함하며, 그 중 하나는 기부 기판(19)의 각 측면 상에 배치된다. 이러한 실시예에서, 제1 시차 배리어 어레이는 기부 기판(19)의 주 표면 상에 형성되며, 필터(18)는 제1 시차 배리어 구셩 어레이 상에 제공되며, 광 투과 스프레이서 층이 도6a,도7a 및 도8a에서와 같이 컬러 필터(18)와 제1 시차 배리어 개구 어레이 사이에 개재된다. 제2 시차 배리어 개구 어레이는 기부 기판(19)의 제2 주표면 상에 형성되며, 이는 두 개의 시차 배리어 개구 어레이가 컬러 필터 기판의 두께 내에 배치되도록 광 투과 층에 의해 덮여져 있다.
도12a 및 도12b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도12b는 본 발명의 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(30)의 개략 평면도이다. 디스플레이 장치는 TFT 기판(6), 컬러 필터 기판(31) 및 TFT 기판(6)과 컬러 필터 기판(31) 사이에 배치된 액정층(8) 또는 다른 화상 디스플레이 층을 포함한다.
도12a는 본 발명의 실시예의 컬러 필터 기판(31)의 개략 평면도이다. 컬러 필터 기판(31)은 임의의 적합한 광 투과 재료로 제조될 수 있는 기부 기판(19)을 포함한다. 복수개의 리세스(26)는 에칭 또는 절단 등의 임의의 적합 공정에 의해 기판(19)의 일 표면 내에 형성된다. 기판(31)을 정면에서 보았을 때, 리세스(26)는 기부 기판(19)의 위쪽부터 아래까지 진행되는 평행 스트립으로 보인다.
도12a에 도시되어진 바와 같이, 본 실시예에서, 기판(19)의 표면에 평행한 리세스의 폭은 기판내의 거리에 따라 감소된다. 도12a의 실시예에서, 리세스(26)는 삼각 단면을 가지지만, 리세스는 특정 단면으로 제한되지 않는다.
시차 배리어 개구 어레이(13)는 시차 배리어 개구 어레이의 불투명부(14)를 형성하도록 리세스(26) 내로 불투명(또는 반사) 재료를 리세스(26) 내로 증착함으로써 형성된다. 양호하게 불투명 재료는 기부 기판(19)의 상부면을 평탄화하기 위해 리세스(26)를 대체적으로 충전한다. 양호한 실시예에서, 불투명 재료는 스피닝 공정에 의해 리세스(26) 내에 증착된 불투명 수지이지만, 원칙적으로, 임의의 불투명 재료가 이용될 수 있다.
컬러 필터 기판(31)은 기부 기판(19)의 상부면 상에 증착된 광투과 스페이서 층(20)을 포함한다. 시차 배리어 개구 어레이는 기판(31)의 두께 내에 배치된다. 전술한 바와 같이, 광투과 스페이서 층은 광투과 수지 층, 유리층, 광투과 플라스틱 재료층 등일 수 있다. 스페이서 층은 임의의 적합한 방식으로 기판(19)에 부착될 수 있다.
결국, 컬러 필터(18)는 컬러 필터 기판(31)을 형성하도록 스페이서 층(20)의 상부면 상에 증착된다.
본 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이의 불투명 요소(14)가 기판 내부로 예컨대, 50 미크론의 유한 깊이 위로 연장하므로, 시차 배리어는 3차원 프로파일을 가진다. 시차 배리어는 도6a의 시차 배리어 등의 종래의 시차 배리어에 동일한 방식으로 작동한다. 그러나, 시차 배리어의 3차원 구조로 인해, 기판(19)의 평면에 수직인 큰 각도에서 시차 배리어 상에 입사하는 광은 차단되는 반면에, 이러한 광 선은 도6a에 도시되어진 형태의 종래의 시차 배리어에 의해 투과될 것이다. 이는 보조창을 방지하는데 유익할 것이다.
도12a의 컬러 필터 기판에서, 리세스의 깊이는 시차 배리어의 불투명 부분의 깊이를 변경시키기 위해 기판(19)에 걸쳐 변경될 수 있다. 이는 광선이 차단되는 기판 평면의 법선에 대해 절단 각도가 디스플레이 장치를 가로질러 변경됨을 의미한다.
도13a는 본 발명의 컬러 필터 기판(31')을 도시하며, 도13b는 디스플레이(30') 내에 포함된 도13a의 컬러 필터 기판을 도시한다. 이러한 실시예는 도12a 및 도12b의 실시예와 대체로 유사하며, 그 차이점만이 본 명세서에 기술되어질 것이다.
도13a의 컬러 필터 기판(31)에서, 리세스(26)는 기부 기판(19) 내에 형성되지 않는다. 대신에, 컬러 필터 기판은 기부 기판(19) 상에 제공된 광 투과 스페이서 층(32)을 포함하고, 리세스(26)는 스페이서 층(32) 내에 형성된다. 스페이서 층(32)은 예컨대, 광 투과 수지, 유리, 광투과 플라스틱 재료 등의 임의의 적합한 재료일 수 있다. 리세스(26)는 절단 또는 에칭 등의 임의의 적합한 방법에 의해 스페이서 층(32) 내에 형성될 수 있다.
불투명 재료는 도12a와 관련하여 기술되어진 바와 같이, 시차 배리어 개구 어레이의 불투명부(14)를 형성하도록 스페이서 층(32) 내의 리세스(26) 내에 증착된다. 최종적으로, 제2 스페이서 층(20)은 제1 스페이서 층(32) 위에 증착되며, 컬러 필터(18)는 제2 스페이서 층(20)의 상부면 상에 형성된다. 시차 배리어 개구 어레이는 기판(31') 두께 내에 배치된다.
전술한 실시예에서, 시차 옵틱은 시차 배리어 개구 어레이에 의해 구성된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 형태의 시차 옵틱으로 제한되지 않으며, 다른 형태의 시차 옵틱이 이용될 수 있다.
도14a 및 도14b는 시차 옵틱이 렌티큘러 렌즈 어레이(lenticular lens array)에 의해 형성되는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다.
도14b는 본 발명의 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이의 개략 평면도이다. 디스플레이(33)는 TFT 기판(6), 컬러 필터 기판(34), 및 컬러 필터 기판(34)과 TFT 기판(6)사이에 배치된 액정 층 또는 다른 화상 디스플레이 층(8)을 포함한다.
도14a는 디스플레이 장치(33)의 컬러 필터 기판(34)을 도시한다. 컬러 필터 기판(34)은 렌티큘러 렌즈 어레이(35)을 형성하기 위해 프로파일링된 상부면을 갖는 광투과 기부 기판(19)을 포함한다. 기부 기판(19)은 기부 기판(19)의 일표면 상에 렌티큘러 렌즈 어레이(35)을 제공하기 위해 예를 들어, 적합한 주형을 사용하여 광투과 플라스틱 재료를 성형함으로써 임의의 적합한 방식으로 형성될 수 있다. 대안으로서, 렌즈 어레이(35)은 유리 기판을 압축함으로써 형성될 수 있다.
컬러 필터 기판은 렌티큘러 렌즈 어레이(35) 상에 증착된 스페이서 층(20)을 더 포함한다. 스페이서 층은 광을 투과하며, 양호하게는 스페이서 층의 하부면이 렌티큘러 렌즈 어레이(35)의 프로파일을 따를 수 있도록 수지 또는 플라스틱 재료로 형성된다. 컬러 필터(18)는 바람직하게는 편평한 스페이서 층(20)의 상부면 상 에 증착된다. 렌즈 어레이는 기판(31) 두께 내에 배치된다.
본 실시예에서, 시차 옵틱[렌즈 모양의 렌즈 어레이(35)]과 액정층(8) 사이의 분리는 렌즈를 평탄화하기 위해 충분히 두꺼워야 하는, 스페이서 층(20)의 두께와 동일하다. 스페이서 층(20)은 얇게 제조될 수 있으며, 투시창 사이에 큰 각 분리가 얻어질 수 있다.
도14c 및 도14d는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도14c는 본 발명의 또 다른 기판(34a)을 도시한다. 기판(34a)은 제1 렌티큘러 렌즈 어레이(35)를 형성하도록 프로파일링된 표면을 갖는 제1 광투과 기판(19)을 포함한다. 기판(34a)은 제2 렌티큘러 렌즈 어레이(35a)를 형성하도록 프로파일링된 표면을 갖는 제2 광투과 기판(19a)을 추가로 갖는다. 광투과 기판(35,35a)은 임의의 적절한 방식 예컨대, 도14a을 참조하여 기술되어진 방법들 중의 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
광투과 기판은 도14c에 도시되어진 바와 같이, 렌티큘러 어레이가 서로 마주하여 형성된 표면으로 조립되어 있다. 투명 스페이서 층(20)은 두 개의 렌티큘러 렌즈 어레이(35,35a)사이에 배치되며, 층(20)은 예컨대, 투명 수지층 또는 투명 접착제층일 수 있다. 두 개의 렌티큘러 렌즈 어레이(35,35a)은 서로 근접해 있으며, 렌즈 어레이 보다 높은 초점 파워를 제공하도록 도14a의 렌즈 어레이와 같은 단지 하나의 만곡 면과 조합된다. 렌티큘러 어레이는 기판(34a) 두께 내에 배치된다.
컬러 필터(18)의 어레이는 바람직하게 편평한 기판(34a)의 외부면 상에 증착된다.
도14d는 도14c의 기판(34a)을 포함한 디스플레이(33a), 액정층 등의 화상 디 스플레이 층(8) 및 제2 기판(6)을 도시한다.
도15a 및 도15b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 도14a 및 도14b의 실시예와 대체로 유사하며, 그 차이점만이 기술되어질 것이다.
도14a 및 도14b에서, 렌티큘러 렌즈 어레이(35)는 기부 기판(19)과 일체로 형성되어 있으며, 기부 기판(19)의 상부면을 적절하게 프로파일링하면서 얻어진다. 그러나, 도15a 및 도15b의 실시예에서, 렌티큘러 렌즈 어레이(35')는 기부 기판(19)과 일체식이 아니다. 대신에, 기부 기판(19)이 실질적으로 편평한 상부면을 갖고, 렌티큘러 렌즈 어레이(35')는 기부 기판(19)의 상부면 상에 증착된다. 이는 임의의 적합한 기술에 의해 행해질 수 있다. 예컨대, 광 투과 수지 또는 광 투과 플라스틱 재료층은 기부 기판(19)의 상부면 상에 증착될 수 있으며, 이러한 층은 렌티큘러 렌즈 어레이(35')을 형성하도록 패턴화된다.
도15c는 렌티큘러 렌즈 어레이(34'')가 "양면"인 도15a의 기판(34')과 상이한 CF기판(34'')을 도시한다. 즉, 렌티큘러 어레이(35')가 평면볼록(plano-convex)인 반면에, 렌티큘러 어레이(35'')는 양면볼록(convexo-convex)이다. 이러한 배열이 리세스가 기판(19) 내에 형성되어야 함으로 인해 제조가 보다 어렵긴 하더라도, 광 성능은 개선된다. 예컨대, 도15c의 기판(34'')을 이용한 디스플레이는 보다 작은 누화(crosstalk) 영역과 시청자 이동의 보다 넓은 자유도를 갖는다.
도15d는 렌즈 어레이(34''')가 이격되어 있으며 블랙 마스크 영역(35'''')에 의해 분리된 점에서, 도15c의 기판(34'')과 다른 변형된 CF 기판(34''')을 도시하고 있다. 사실상, 시차 옵틱등의 렌즈 어레이를 이용한 임의의 실시예는 가시광에 투과하지 않는 블랙 마스크 영역에 의해 분리된 개별 렌즈 또는 렌즈 요소를 유사하게 가질 수 있다.
렌티큘러 렌즈 어레이의 f-수는 매우 낮게 요구되며, 이는 어레이의 제조를 어렵게 한다. 각각의 어레이 렌즈의 직경을 감소시키고 (광흡수재 또는 광반사재또는 모두를 갖는 렌즈 사이의 간극을 채움으로써) 피치 상수를 유지시킴으로써, 렌즈의 f수는 증가될 수 있다. 이러한 배열은 성능을 개선시키며, 예컨대, 보다 작은 누화 영역 및 시청자 위치의 보다 넓은 자유도를 제공한다.
도16a 및 도16b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 도16b는 본 실시예의 다중 화면 방향성 디스플레이(37)를 통한 개략 평면도이며, 도16a는 컬러 필터 기판(36)의 개략 평면도이다. 본 실시예는 도6a 및 도6b의 실시예와 대체로 유사하며, 그 차이점만이 본 명세서에 기술되어질 것이다.
도16a 및 도16b의 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이(13)와 컬러 필터(18)의 위치는 도6a 및 도6b의 실시예에서의 그 위치와 비교하여 상호변경된다. 즉, 컬러 필터(18)는 광 투과 기부 기판(19)의 주표면 상에 증착된다. 스페이서 층(20)은 컬러 필터(18) 위에 증착되며, 시차 옵틱은 스페이서 층(20)의 상부 표면 상에 형성된다. 도16a 및 도16b에 도시된 실시예에서, 시차 배리어 개구 어레이(13)는 시차 옵틱을 형성하나, 본 실시예는 이러한 특정 형태의 시차 옵틱으로 제한되지 않는다. 스페이서 층(20)은 광 투과 수지 층, 유리 층, 플라스틱 재료 광 투과층 등일 수 있다.
도16a 및 도16b의 실시예에서, 시차 배리어 어레이(13)는 액정층(8)에 실질 적으로 인접하여 배치된다. 상이한 투시창 사이의 큰 각 분리가 얻어질 수 있다.
도17a 및 도17b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이(38)를 도시한다. 본 실시예에서, 시차 옵틱은 활성 메소즌(reactive mesogen) 시차 배리어에 의해 구성된다. 이러한 실시예는 도6a 및 도6b의 실시예와 대체로 대응하며, 그 차이점만이 본 명세서에 기술되어질 것이다.
이 실시예에서의 RM 배리어는 컬러 필터 기판(39)의 광투과성 기부 기판(19)의 상부면에 배치된 활성 메소즌 재료의 스트립에 의해 형성된다. 편광기(41)는 RM 재료의 스트립을 포함한 기부 기판(19)의 상부면에 제공된다. RM 재료의 스트립과 편광기(41)는 RM 시차 배리어(42)를 형성한다. RM 시차 배리어의 조작은 유럽 공개특허 제 0 829 744 A에 상세히 설명되어 있다.
컬러 필터 기판(39)은 RM 시차 배리어(42)의 상부면에 증착된 스페이서 층(20)을 더 포함하기 때문에, 시차 배리어(42)는 기판(39)의 두께 내에 배치된다. 컬러 필터(18)는 스페이서 층(20)의 상부면에 증착된다. 이전 실시예에서와 같이, 스페이서 층(20)은 예를 들어, 광 투과성 수지층, 유리층, 광 투과성 플라스틱층 등일 수 있다. 기부 기판(19)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 유리 강화 플라스틱층 등일 수 있다.
이 실시예의 다중 화면 방향성 디스플레이(38)에서, 시차 배리어(42)와 액정 층(8) 사이의 분리는 스페이서 층(20)의 두께와 동일하다. 스페이서 층은 얇게 제조될 수 있어, 다른 투시창 사이의 우수한 각 분리가 이루어질 수 있다.
이 실시예는 RM 시차 배리어가 활성 시차 배리어라는 다른 장점을 가지고 있 으며, 시차 배리어가 기능이 억제되거나 "스위치가 꺼지도록" RM 재료(40)의 스트립을 투명한 상태로 하기 위해 (도시되지 않은 적합한 어드레스 수단을 이용하여) 절환될 수 있다. 시차 배리어(42)가 기능이 억제되면, 디스플레이 장치는 종래의 이차원 또는 단일 화면 디스플레이 장치와 같은 역할을 할 것이다. 따라서, 이 실시예는 2차원 디스플레이 모드 또는 3차원 또는 다중 방향 디스플레이 화면 모드 모드에서 작동가능하며, 3차원 또는 다중 화면 디스플레이 모드에서 작동할 때 인접한 투시창 사이의 우수한 각도 분리를 제공할 수 있는 디스플레이를 제공한다.
도18b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(38')를 도시하며, 도18b는 디스플레이의 컬러 필터 기판(39')의 개략 단면도이다. 이 실시예의 디스플레이(38')는 스페이서 층(20)이 빠져 있고 컬러 필터(18)가 편광기(42)의 상부면에 직접 배치되어 있다는 점만 제외하고는 도17a 및 도17b의 실시예와 본질적으로 일치한다. 도18b의 디스플레이(38')의 모든 다른 특징들은 도17b의 디스플레이(38)에 대응되기 때문에 더 이상 설명되지 않을 것이다.
도19a 및 도19b는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 다중 화면 방향성 디스플레이의 컬러 필터 기판(44)은 활성 시차 배리어(46)를 구비하고 있다. 도19b는 디스플레이 장치(43) 전체의 개략 평면도이며, 도19a는 컬러 필터 기판(44)의 개략 단면도이다.
활성 시차 배리어(46)는 광학 특성이 기부 기판(19)의 표면위에 절환 가능하게 배치된 재료의 복수의 영역(47)에 의해 형성된다. 영역(47)은 도19a의 용지면 내로 연장되는 스트립 형태일 수 있다. 활성 시차 배리어는 활성 스트립(47)에 사 용되는 재료에 따라 선형 편광기 또는 투명 스페이서 층일 수 있는 영역(47) 위에 배치된 다른 층(45)과 조합되어 영역(47)에 의해 형성된다.
바람직한 실시예에서, 영역(47)은 액정 재료이며, 층(45)은 선형 편광기이다. 잘 알려진 바와 같이, 액정 재료는 그곳을 지나는 선형으로 편광된 빛의 편광면을 회전시키거나 회전시키지 않도록 어드레스될 수 있다. 바람직하게는, 액정 재료의 영역(47)은 선형으로 편광된 빛의 편광면을 90도로 회전시키는 상태 및 선형으로 편광된 빛의 편광면을 회전시키지 않는 상태 사이에서 절환될 수 있다. 따라서, 액정 재료의 영역(47)은 영역(47)을 통과하는 빛이 선형 편광기(45)에 의해 투과되거나[이런 경우, 영역(47)은 투과 영역을 형성한다] 선형 편광기(45)에 의해 차단되도록 어드레스될 수 있다[이런 경우, 영역(47)은 불투명 영역을 형성한다].
디스플레이(43)는 편광된 빛을 방사하는 광원 또는 광원 전방에 배치된 편광기로부터의 편광된 빛에 의해 컬러 필터 기판 측으로부터 조사될 필요가 있다. 다르게는, TFT 측으로부터 조사될 수도 있는데, 이런 경우 추가 편광기(도시되지 않음)가 컬러 필터 기판 너머에 배치되어야 한다.
만약 절환 가능한 광학 특성의 영역(47)을 통과하지 않는 (예를 들어, 인접한 활성 영역 사이의 간극을 통과하는) 빛이 편광기(45)에 의해 통과된다면, 영역(47)을 통과한 빛이 편광기에 의해 차단되었을 때 시차 배리어가 형성되며, 이런 경우, 3차원 또는 다중 화면 디스플레이 모드가 얻어진다.
원칙적으로는 액정 재료의 영역(47) 사이의 간극을 통과하는 빛이 편광기(45)에 의해 차단되도록 편광기(45)의 투과 방향 및 입사광의 편광 방향을 정하는 것 또한 가능하다. 이런 경우에, 시차 배리어는 영역(47)이 입사광의 편광면을 회전시켜 입사광이 편광기(45)를 통과할 수 있을 때 형성된다. 그러나, 영역(47)이 스트립(47)을 통과한 빛이 편광기(45)에 의해 차단되도록 절환되면, 모든 빛이 편광기에 의해 차단되기 때문에 어두운 디스플레이가 생길 것이다.
활성 재료(47)의 영역은 액정 재료에 제한되지 않는다. 원칙적으로 광학 특성이 변경되도록 어드레스될 수 있는 모든 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 중합체 산란 액정 재료가 활성 시차 배리어의 재료로서 사용될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, PDLC는 중합체 매트릭스를 통해 산란된 액정 재료의 입자들로 이루어져있다. 액정 재료의 굴절률은 변화될 수 있으며, PDLC는 액정 입자의 굴절률이 중합체 매트릭스의 굴절률과 동일하다면 빛을 투과시킬 것이다. 그러나, 액정 재료가 그 굴절률이 중합체 굴절률과 다르도록 전환된다면, PDLC를 통과하는 빛은 산란된다.
활성 시차 배리어를 위한 다른 적합한 재료는 2색성 게스트-호스트(guest-host) 재료이다.
이 실시예는 시차 배리어가 켜지거나 꺼지도록 하여, 3차원(또는 다중 화면) 또는 2차원 디스플레이 모드가 선택될 수 있다. 더욱이, 투과성 및 불투명 구역의 형상이 변경될 수 있도록 활성 시차 배리어(46)를 배열하는 것이 가능하다. 예를 들어, 활성 시차 배리어(46)는 배리어의 불투명 영역이 한 위치에서 다른 위치로 이동하도록 절환될 수 있다. 이는 배리어가 디스플레이 장치의 구역에 걸쳐 효과적으로 전환되게 하고 투시창의 위치를 변경시킨다. 따라서, 이 실시예에서, 활성 시차 배리어(46)를 적절하게 어드레스함으로서 투시창의 위치를 제어하는 것이 가능하다. 이 실시예는 투시창의 위치가 관찰자 추적 장치에 의해 판단된 관찰자의 위치에 기초하여 제어될 수 있기 때문에 디스플레이의 관찰자를 추적하는 관찰자 추적 장치와 결합되었을 때 특히 유용하다.
본 실시예에서, 편광기(45)는 액정 디스플레이 요소 내에 포함된다. 따라서, 편광기(45)는 액정 패널의 제조 중 발생되는 열악한 처리 조건을 견딜 수 있어야 한다. 액정 디스플레이의 외부에 사용되는 종래의 편광기는 그러한 처리 조건을 잘 견딜 수 없을 수도 있어서, 사용될 수 없다. 이는, 액정 패널 외부에 사용되는 종래의 편광기보다 낮은 컨트라스트 비를 갖는 편광기를 사용하는 것이 필요할 수 잇는 잠재적인 단점을 갖는다. 이 경우에는, 편광기(45)는, 열악한 컨트라스트 비가 시차 배리어의 컨트라스트 비 또는 액정 층(8)의 픽셀의 컨트라스트 비에 영향을 미치도록 배향될 수 있다.
층(45)이 스페이서 층인 경우, 이는 특정 정렬 방향 및 사전 경사 각(pre-tilt angle)으로 예를 들어, 구역(45)의 액정 재료를 정렬하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 스페이서 층은 (도시되지 않은) 폴리이미드 층으로 코팅되어 종래의 광 정렬 프로세스(photo-alignment process)에서 자외선에 노광되거나 그리고/또는 마찰될 수 있다.
다른 실시예에서, 컬러 필터는 TFT 기판(6) 상에 또는 활성 시차 배리어(46)와 기판(19) 사이에 배치될 수 있다.
도20b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(48)를 도시하고, 도20a는 상기 디스플레이의 컬러 필터 기판(49)을 도시한다. 본 실시예는, 본 실시예에서 다중 화면 방향성 디스플레이(48)의 컬러 필터 기판(49)이 활성 시차 옵틱(35'')을 또한 포함한다는 점을 제외하고는, 도6a 내지 도6b의 실시예와 대체로 대응한다. 본 실시예에서, 활성 시차 옵틱(35'')은 활성 렌티귤러 렌즈 어레이(active lenticular lens array)이다. 렌티큘러 렌즈 어레이는 대체로 비 렌즈 효과(no lensing effect)를 갖는 (따라서 시차 옵틱이 존재하지 않는) 모드와 렌즈 효과를 갖는 (따라서 시차 옵틱이 형성되는) 모드 사이에 절환될 수 있다. 렌티큘러 렌즈 어레이(35'')는 (도시되지 않은) 적절한 어드레스 수단에 의해 어드레스될 수 있다.
예를 들어, 렌티큘러 렌즈 어레이의 렌티큘(lenticule)은 렌티큘의 대향 면들 상에 배치된 (도시되지 않은) 전극에 의해 어드레스되는 액정 재료로 제조될 수 있다. 액정 재료가, 렌즈 어레이에 대해 약간 인가된 전압에 대해 굴절률이 기부 기판(19)의 굴절률에 가능한 한 근접하도록 선정된다. 렌티큘의 대향 측면들 상에 제공된 전극들 사이에 적절한 전압이 인가될 때, 렌티큘의 액정 재료의 굴절률은 스페이서 층(20)의 굴절률과 근접하게 일치하며, 렌티큘은 렌즈 효과를 갖지 않는다. 그러나, 인가된 전압을 변경함으로써, 렌티큘의 액정 재료는 굴절률이 기판(19)의 굴절률과 다르게 제조되도록 변경될 수 있다. 따라서, 렌티큘은 렌즈로서 작용하여, 시차 옵틱의 요소를 형성한다.
활성 렌티큘러 렌즈의 렌티큘(50)은 등급화된 굴절력(GRIN)으로 설계되고, 이들은 프레즈넬 렌즈(Fresnel lenses)로 설계될 수 있다.
도20c는, 유리 기판(19)이 활성 렌티큘러 렌즈 어레이(35'')를 수용하도록 리세스 형성된다는 점에서 도20a에 도시된 것과는 다른 기판(49)을 도시한다. 이러한 구조에서, 활성 어레이의 굴절률은 단일 화면 또는 비 방향성 작동 모드에서 기판(19)의 굴절률과 대체로 일치한다. 도20d는 활성 어레이(35'')의 렌즈가 보다 작은 누화 구역 및 보다 큰 시청자의 이동 자유도와 같은 개선된 성능을 제공하도록 양면볼록인 기판(49)을 도시한다. 이 경우에, 단일 화면 작동 모드에서, 어레이(35'')의 굴절률은 기판(19) 및 스페이서(20)의 굴절률과 대체로 일치한다.
도21b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(48')을 도시하며, 도21a는 디스플레이(48')의 컬러 필터 기판(49')을 도시한다. 본 실시예는 도20a 및 도20b의 실시예와 대체로 유사하며, 차이점만 후술될 것이다.
도21b의 다중 화면 방향성 디스플레이(48')는 활성활성큘러 렌즈 어레이(35'')를 장착하는 컬러 필터 기판(49')을 갖는다. 그러나, 본 실시예에서, 렌즈 어레이의 절환은 다른 방식으로 달성된다. 본 실시예에서, 렌티큘(50)은 액정 재료로 제조된다. 그러나, 액정 재료의 미세 구조는 고정되며, 액정 재료는 장치의 작동시 에드레스되지 않는다.
본 실시예에서, 액정 재료의 굴절률이 그를 통과하는 광의 편광 상태에 따라 대체로 변화된다는 점을 이용함으로써, 렌즈 어레이의 절환이 달성된다. 렌티큘(50)의 액정 재료는, 하나의 편광 상태의 광에 대해 액정 재료의 굴절률이 스페이서 층(20)의 굴절률과 대체로 동일하도록 선택된다. 따라서, 액정 재료는 이러한 편광 상태의 광에 렌즈 효과를 대체로 갖지 않는다. 그러나, 다른 편광 상태에 대 해, 특히 제1 편광 상태에 수직한 편광 상태에 대해, 액정 재료의 굴절률은 층(20)의 굴절률과 일치하지 않아서, 액정 재료가 제2 편광 상태의 광에 대해 렌즈 효과를 갖는다.
액정 렌티큘(50)은 디스플레이(48)에 들어가는 광의 편광 상태를 변경함으로써 온 또는 오프 절환된다. 이는, 편광 스위치(51)의 선택된 부분을 통과하는 광의 편광 상태를 변경할 수 있는 편광 스위치(51)를 제공하여, 예를 들어 두 개의 수직 선형 편광 중 하나를 선택함으로써 달성될 수 있다. 편광 스위치(51)는 예를 들어 액정 셀로 구성될 수 있으며, 다음에 편광기(51')가 위치한다.
도21c는 어레이(35'')를 수용하도록 유리 기판(19)에 리세스 형성되는 다른 기판(49')을 도시한다. 이 경우, 어레이(35'')의 재료의 굴절률 중 하나는 단일 화면 모드 작동을 제공하도록 유리 기판(19)의 굴절률과 대체로 일치해야 한다.
도21d는, 양면볼록이며, 스페이서(20) 및 유리 기판(19) 모두가 렌즈 어레이(35'')를 수용하도록 리세스를 갖는 컬러 필터 기판(49')의 다른 형태를 도시한다. 이 경우, 어레이(35'')의 재료의 굴절률 중 하나는, 비 방향성 또는 단일 화면 작동 모드를 제공하도록 유리 기판(19) 및 스페이서(20)의 굴절률과 대체로 일치될 필요가 있다.
도22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(52)의 개략적인 단면도이다. 이는, 복수의 프리즘(53)이 컬러 필터 기판(7)의 기부 기판(19)의 외부 면 상에 제공되는 점을 제외하고, 도6b의 디스플레이(58)와 많은 점에서 유사하다. 도22에서, 프리즘(53)은 삼각형 단면을 갖는 것으로 도시된다. 프 리즘(53)은 디스플레이 장치 내부에 제공된 시차 배리어(13)와 함께 작동한다. 사용시, 장치는 TFT 기판(6) 뒤에 제공된 광에 의해 조명되어, 컬러 필터 기판(7)의 기부 기판(19)은 디스플레이 장치의 외부 면을 형성한다. 프리즘 구조는 시차 배리어에 의해 유도된 좌측과 우측 화상 사이에 분리 각을 변화시킨다.
도22의 실시예에서, 프리즘은 다른 화상의 투시창들 사이의 분리 각을 감소시키도록 배치된다.
도22에서 프리즘이 삼각형 단면을 갖는 것으로 도시되었지만, 본 실시예는 삼각형 단면을 갖는 프리즘에 한정되지는 않는다. 원칙적으로, 2개의 투시창 사이의 분리각을 감소시키는 임의의 프리즘 구조가 사용될 수 있다. 또한, 삼각형 단면을 갖는 프리즘이 사용될 경우, 프리즘이 정삼각형 단면을 가질 필요는 없다. 사실, 예를 들어, 디스플레이의 임의의 적용에 적합하게 하기 위해 임의의 대칭 또는 비대칭의 수렴성 또는 발산성 요소가 사용될 수 있다.
도22의 실시예는 예를 들어, 좌측눈 화상과 우측눈 화상의 투시창 사이의 각 분리가, 디스플레이의 바람직한 투시 거리에서 사람의 두 눈 사이의 거리와 동일한 좌측눈 창과 우측눈 창 사이의 분리를 제공하기 위해 필요할 경우에 자동 입체 디스플레이 장치에서 사용될 수 있다.
도23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(52')를 도시한다. 이러한 디스플레이(52')는, 기부 기판(19)의 표면 상에 제공된 프리즘(53)이 2개의 투시창 사이의 각 분리를 증가시키도록 의도된 것을 제외하고는, 도22의 디스플레이에 대체로 대응된다.
도24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 화면 디스플레이 방향성 디스플레이(59)를 도시한다. 본 실시예의 상기 디스플레이(59)는, 디스플레이가 장치에 의해 제공된 2개의 투시창 사이의 각도를 변화시키기 위한 절환 수단(54)을 더 포함하는 경우를 제외하고는, 도6b의 디스플레이 장치(20)와 대체로 일치한다. 절환 수단(54)은, 2개의 투시창 사이의 각도 분리에 사실상 영향을 미치지 않는 상태와 2개의 투시창 사이의 각도 분리를 증가시키거나 감소시키는 다른 상태 사이에서 절환될 수 있다. 본 실시예에서, 절환 수단(54)은 컬러 필터 기판의 기부 기판(19)의 외부 표면 상에 장착된 복수의 광투과 프리즘(53)을 포함한다. 활성층(55)은, 프리즘을 평탄화시키도록 프리즘(53) 위에 배치된다. 활성층은 투명 판(56)에 의해 보유된다. 프리즘 및 투명판은 유리, 투명 수지, 투명 플라스틱 재료 등으로 형성될 수 있다. 활성층(55)은 예를 들어, 액정 층을 포함할 수 있다. 액정 층은, 전기장이 액정 재료를 가로질러 인가될 때, 액정 재료의 굴절율이 프리즘(53)의 굴절율과 일치하도록 선택된다. 이러한 상태에서, 프리즘은 장치(54)에 의해 생성되는 2개의 투시창 사이의 각 분리에 사실상 영향을 미치지 않는다.
절환 수단(54)은, 전기장이 액정 층(55)을 가로질러 인가되는 것이 가능하도록 (도시되지 않은) 전극을 더 포함한다. 전극을 가로질러 전압을 인가하여 액정 층을 가로질러 전기장을 인가함으로써, 액정 재료의 굴절율이 프리즘(53)의 굴절율과 다르도록 액정 재료의 굴절율을 변화시키는 것이 가능하다. 따라서, 프리즘과 액정 층 사이의 계면을 통과하는 광은 굴절된다. 결과적으로, 디스플레이 장치에 의해 형성된 2개의 투시창 사이의 각 분리는 프리즘(53)에 의해 변경된다. 이는 디스플레이(59)가 예를 들어, 2중 투시 디스플레이 모드와 자동 입체 디스플레이 모드 사이에서 절환되게 한다.
절환 수단(54)은 2개의 투시창 사이의 각 분리가 액정 층을 가로질러 인가된 전기장을 연속적으로 변화시킴으로써 연속적으로 제어되게 할 수 있다. 이는 2개의 투시창 사이의 각 분리가 조정되어 디스플레이 장치(54)의 특정 사용에 적합하게 한다. 본 실시예는, 디스플레이와 관찰자 사이의 종방향 분리에 대한 정보가 예를 들어, 관찰차 추적 장치로부터 이용가능할 경우 특히 유용하다. 자동 입체 디스플레이 모드에서, 절환 수단(54)은 좌측눈 및 우측눈 투시창 사이의 각 분리를 제어하여, 관찰자에서의 측방향 분리가 사람의 두 눈 사이의 분리와 동일하게 유지하게 할 수 있다.
도25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(57)를 도시한다. 이러한 디스플레이(57)는 도24의 디스플레이(54)와 대체로 유사하고, 다른점만 여기서 기술하기로 한다.
도25의 디스플레이(57)에서, 디스플레이에 의해 형성된 2개의 투시창 사이의 각 분리를 변화시키기 위한 절환 수단(54)은 컬러 필터 기판(7)의 기판(19)의 외부면 상에 배치된 프리즘(53)을 포함한다. 액정 층(55)은 프리즘(53) 위에 위치되지만, 도24의 실시예와 비교하여, 액정 층의 미세 구조가 고정된다. 따라서, 액정 층(55)을 어드레스하기 위한 수단이 필요하지 않다.
액정 층(55)의 굴절율은 액정 층을 통과하는 광의 편광 상태에 의존한다. 액정 층은, 한 편광 상태에서 그 굴절율이 프리즘(53)의 굴절율과 사실상 동일하도 록 선택된다. 이러한 경우, 프리즘을 통과하는 광은 사실상 굴절되지 않는다.
그러나, 다른 편광 상태, 예를 들어, 제1 편광 상태에 수직인 편광 상태의 광에서, 액정 재료(55)의 굴절율은 프리즘(53)의 굴절율과 동일하지 않다. 따라서, 이러한 제2 편광 상태의 광에서, 프리즘과 액정 층(55) 사이의 계면에서 굴절이 발생하여, 디스플레이(57)에 의해 형성된 2개의 투시창 사이의 각 분리의 변화로 이어진다.
본 실시예의 굴절 효과는 패널로 진입 또는 패널로부터 탈출하는 광의 편광 상태를 적절히 선택함으로써 온 또는 오프로 절환될 수 있다. 이는 광원과 관찰자 사이에 편광 스위치(51)와 편광기(51')를 제공하여 이루어질 수 있다. 도25에서, 편광 스위치(51)와 편광기(51')는 디스플레이 장치와 관찰자 사이에 배치되지만, 이들은 선택적으로 광원과 디스플레이 장치 사이에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 편광 스위치는 액정 셀일 수 있다.
도24와 도25의 실시예는 도23과 같이 투시창들 사이의 각 분리를 증가시키게 하는 프리즘 구조를 사용하여 수행될 수 있다.
도26a와 도26d는 본 발명의 디스플레이를 제작하는 방법을 도시한다. 먼저, 상기 방법은 도26a에 도시된 바와 같이, 2개의 기판(60, 61) 사이에 배치된 (액정 층과 같은) 화상 디스플레이 층(8)을 갖는 종래의 화상 디스플레이 장치(63)를 취한다. 화상 디스플레이 장치(63)는 화상 디스플레이 층(8)과 컬러 화상 디스플레이 장치의 경우의 컬러 필터를 제어하기 위한 절환 요소 및 전극과 같은 다른 요소를 포함한다. 이들은 전체적으로 종래 기술이고 설명의 명확화를 위해 도26a 내지 도26d에서 생략된다.
본 실시예의 방법에 따르면, 화상 디스플레이 장치(63)의 기판(60)의 두께는 바람직하게는, 50 내지 150㎛ 의 범위로 감소된다. 기판(60)의 두께는 예를 들어, 기계적 연마법 또는 화학적 에칭법와 같은 임의의 적절한 방법에 의해 감소될 수 있다. 따라서, 기판(60)은 도26b에 도시된 바와 같이 얇은 투명층(60')으로 변형된다. 얇은 투명층(60')의 두께는 바람직하게는 상기 층(60')의 영역에 걸쳐 사실상 균일하다.
다음으로, 패럴랙스 옵틱(13)이 얇은 투명층(60') 및 다른 기판 사이에 배치되도록 다른 기판(62)이 얇은 투명층(60')에 부착된다. 이는, 패럴랙스 옵틱을 다른 기판의 표면 상에 제공하고 다른 기판의 표면을 얇은 투명층(60')에 부착하여 편리하게 행해질 수 있다. 예를 들어, 시차 배리어 개구 어레이는 도26c에 도시된 바와 같이 다른 기판(62)의 표면 상으로 프린트될 수 있다. 이와 달리, 렌티큘러 렌즈 어레이 또는 RM 시차 배리어는 다른 기판의 표면 내/상에 형성될 수 있다. 다른 기판(62)은 적절한 투명 접착제를 사용하여 얇은 투명층(60')에 부착될 수 있다.
다른 기판(62)은 도26d에 도시된 바와 같이 얇은 투명층(60')에 직접 부착될 수 있다. 이와 달리, 하나 이상의 요소들이 이하의 도28에 대해 기술된 바와 같이 다른 기판(62)과 얇은 투명층(60') 사이에 개재될 수 있다.
생성된 디스플레이가 도26d[명확화를 위해 투명 접착제는 도26d에서 생략됨]에 도시된다. 패럴랙스 옵틱은 기판(60)의 두께를 감소시킴으로써(그리고 투명 접 착제의 두께를 감소시킴으로써) 얻어지는 얇은 투명층(60')에 의해서만 화상 디스플레이 층(8)으로부터 분리된다. 따라서, 패럴랙스 옵틱은 화상 디스플레이 층(8)에 가까이 놓여지게 되어, 상술한 이점이 얻어진다. 도26a 내지 도26d의 방법에서, 기판(60)은 그 두께가 감소될 때 디스플레이 장치(63)에 합체된다. 디스플레이 장치(63)의 다른 요소는, 두께 감소 공정 동안 그리고 두께가 감소된 후에 기판(60)을 위한 물리적 지지부를 제공한다. 따라서, 기판 파손의 심각한 위험없이 50 ㎛ 만큼 작게 기판(60)의 두께를 감소시킬 수 있다. 이와 달리, 분리된 기판의 두께가 감소될 경우, 기판 파손의 심각한 위험없이 0.5mm 이하로 두께를 상당히 감소시키는 것은 어렵다.
도26a 내지 도26d의 방법은 예를 들어, 도7b에 도시된 디스플레이(22)를 제조하기 위해 사용된다. 도26d와 도7b를 비교할 경우, 도26d의 다른 기판(62)은 도7b의 기부 기판(19)에 대응하고, [화상 디스플레이 장치(63)의 기판(60)의 두께를 감소시켜 얻어지는] 도26d의 얇은 투명층(60')은 도7b의 시차 배리어(13)와 컬러 필터 어레이(18) 사이의 유리층(20)에 대응한다.
도26a 내지 도26d의 방법은 패럴랙스 옵틱이 시차 배리어 개구 어레이가 아닌 디스플레이 제작에서 사용된다. 예를 들어, 렌즈 어레이 또는 RM 시차 배리어는 다른 기판의 표면 상에 배치될 수 있어서, 예를 들어, 도15b 또는 도17b에 도시된 디스플레이의 제작을 가능하게 한다.
렌즈 어레이는 기판의 전체 영역 위로 투명 접착제층을 제공함으로써 다른 기판에 부착될 수 있다. 이와 달리, 렌즈 어레이는 예를 들어, 각각의 렌즈의 주 위의 선택된 위치에만 접착제를 배열하여 다른 기판에 부착될 수 있다. 이는 접착제가 도포되는 기판과 렌즈 사이에 공기 간극를 제공하여, 렌즈의 굴절율에 가까운 굴절율을 갖는 투명 접착제층이 있을 경우에 발생될 수 있는 초점 파워의 감소를 없앤다. 접착제가 선택된 위치에만 배치되는 경우, 투명하지 않은 접착제를 사용하는 것이 가능하다.
도27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이(64)의 (위로부터의) 단면도이다. 디스플레이는 다시 화상 디스플레이 요소(65)를 포함하고, 화상 디스플레이 요소 내에 배치된 패럴랙스 옵틱(66)을 갖는다. 본 실시예에서, 패럴랙스 옵틱은 프리즘 어레이(66)이다.
프리즘 어레이(66)는 (예를 들어, 유리로 제작되는) 기부 기판(19) 위에 형성되고, 평탄층(67)이 프리즘 어레이 위에 제공된다. 기부 기판(19), 프리즘 어레이(66) 및 평탄층(67)은 화상 디스플레이 요소(65)의 기판(68)을 형성한다. 예를 들어, 픽셀형 액정층의 화상 디스플레이 층(8)이 기판(68)과 제2 기판(6) 사이에 배치된다. 예를 들어, (전색 컬러 디스플레이의 경우의) 컬러 필터 어레이, 정렬 층, 절환 요소 및 전극과 같은 화상 디스플레이 요소의 다른 요소들은 전부 종래에도 포함된 것이어서 도27에서는 생략되었다.
디스플레이(64)는 시준된 또는 부분적으로 시준된 광으로 화상 디스플레이 요소(65)를 조사하는 백라이트(69)를 포함한다. 백라이트로부터의 광은 프리즘 어레이의 프리즘에 의해 굴절되고 좌측 투시창(2) 또는 우측 투시창(3)으로 유도된다. 2개의 엊갈린 화상이 화상 디스플레이 층(8)의 픽셀(70) 상에 디스플레이될 경우, 방향성 디스플레이가 제공된다. 2개의 투시창으로 광을 유도하기 위해 프리즘 어레이를 사용하는 것은, 비교적 낮은 정도의 시준도를 갖는 백라이트(69)가 사용된다는 것을 의미한다. 이와 달리, 렌즈 어레이가 프리즘 어레이 대신에 사용되면, 높은 정도의 시준도를 갖는 백라이트를 사용하는 것이 필요하다.
기판(68)이 제작될 수 있는 한가지 방법은 기부 기판(19) 위로 포토레지스트 층을 배치하는 것이다. 포토레지스트의 굴절율은 기부 기판(19)의 굴절율에 가능한 한 가까워야 하고, 포토레지스트의 굴절율은 바람직하게는 기부 기판(19)의 굴절율과 같거나 거의 같다. 그후, 프리즘 어레이(66)는 종래의 마스킹, 조사, 에칭 단계를 사용하여 포토레지스트 층에서 형성된다.
그후, 평탄층(67)이 프리즘 어레이(66) 위에 배치된다. 평탄층(67)은 바람직하게는 기판(68)을 평면화하기 위해 필요한 최소의 두께를 갖는다.
정렬층, 컬러 필터 등과 같은 요소는 임의의 적절한 기술을 사용하여 기판(68) 상에 제공될 수 있다. 그후, 기판(68)은 화상 디스플레이 요소(65)를 형성하기 위해 제2 기판(6)과 조립될 수 있다.
평탄층(67)의 굴절율은 프리즘 어레이(66)의 굴절율과 달라서, 광은 프리즘 어레이(66)와 평탄층(67) 사이의 계면에서 굴절된다. 실질적으로 프리즘 어레이보다 더 낮은 굴절율을 갖는 평탄층용의 적절한 재료를 발견하는 것이 통상 더 용이하지만, 평탄층의 굴절율은 프리즘 어레이의 굴절율보다 높거나 낮을 수 있다(굴절 방향은, 평탄층의 굴절율이 프리즘 어레이의 굴절율보다 높은지 낮은지에 의존한다).
본 발명의 실시예는 패럴랙스 옵틱의 특정 형태에 관해 기술되었다. 그러나, 본 실시예는 도시된 패럴랙스 옵틱의 특정 형태에 제한되지 않고 다른 형태의 패럴랙스 옵틱과 함께 사용될 수 있다.
본 발명은, 패럴랙스 옵틱이 장착되는 기판이 예를 들어, 액정 디스플레이 요소와 같은 화상 디스플레이 요소의 기판으로서 사용되도록 장착되는 것을 허용한다. 이는 패럴랙스 옵틱 및 디스플레이 요소의 픽셀의 정렬이 디스플레이 요소의 제작동안에 수행되는 이점을 갖는다. 이는 외부 패럴랙스 옵틱이 (도1에서와 같이) 완전한 액정 디스플레이 요소와 정렬되는 종래의 경우와 비교하여 정렬이 보다 정확히 수행되게 한다. 또한, 완전한 화상 디스플레이 요소에 대해 패럴랙스 옵틱을 접착 또는 다르게 부착하는 단계를 없애는 것은 제작 공정을 더 빠르고 저렴하게 한다.
도28은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(76)의 개략적인 평단면도이다. 디스플레이(76)는 그 사이에 배치된 화상 디스플레이 층(8)을 갖는 제1 투명 기판(6)과 제2 투명 기판(71)을 포함한다. (도시되지 않은) 컬러 필터의 어레이는 제2 기판(71) 상에 제공되고, 따라서 제2 기판은 컬러 필터 기판으로 언급하기로 한다.
제1 기판(6)에는 화상 디스플레이 층(8)의 픽셀 어레이를 형성하는 (도시되지 않은) 픽셀 전극이 제공되고, 또한 픽셀 전극을 선택적으로 어드레스하기 위한 얇은 필름 트랜지스터(TFT)와 같은 (도시되지 않은) 절환 전극이 제공된다. 기판(6)은 "TFT 기판"으로 부르기로 한다. 본 실시예에서, 화상 디스플레이 층(8)은 액정 층(8)이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 임의의 투과 화상 디스플레이 층이 사용될 수 있다.
디스플레이(76)는, 컬러 필터가 화상 디스플레이 층(8)의 각각의 픽셀에 사실상 각각 대향되도록 조립된다. 정렬층과 같은 다른 요소들은 화상 디스플레이 층에 인접하는 기판(6, 71)의 표면 상에 배치될 수 있고, 대향 전극 또는 전극들은 또한 CF 기판(71) 상에 배치될 수 있다. 이러한 요소들은 종래에도 포함된 것이므로 더 이상 기술하지는 않는다. 또한, 디스플레이(76)는 화상 디스플레이 요소의 외측에 배치된 화면각 향상 필름, 비반사 필름 등과 같은 요소들을 더 포함할 수 있다. 이러한 요소들은 또한 종래에도 포함된 것이므로 더 이상 기술하지는 않는다.
컬러 필터 기판(71)은 투명 도파관(74), 상기 도파관(74) 상에 배치된 선형 편광기(73), 선형 편광기(73) 위에 배치된 투명층(72)을 포함한다. 도파관(74)은 컬러 필터 기판(71)의 일부를 형성할뿐만 아니라, 또한 디스플레이의 백라이트의 일부를 형성하기도 한다.
사용시에, 디스플레이(76)의 백라이트는 도파관(74) 및 도파관의 측부를 따라 배열된 하나 이상의 광원(75)으로 구성된다. 도28에서 도파관(74)의 측부면(74a)을 따라 배열된 단지 하나의 광원(75) 만이 도시되지만, 본 발명은 도28에 도시된 특정 구성에 제한되지 않고 2개 이상의 광원이 사용될 수도 있다. 예로서, 디스플레이에는 도파관(74)의 대향 측부면(74a, 74b)을 따라 배열된 2개의 광원(75)이 제공될 수 있다. 광원(65)은 바람직하게는 도파관의 각각의 측부면의 모두 또는 사실상 모두를 따라 연장되고, 예를 들면 형광 튜브일 수 있다.
도파관(74)은 편광기(73)의 에지를 따라 배치된 접착제에 의해 편광기(73)에 부착된다. 접착제(81)가 편광기(73)의 에지를 따라서만 배치되므로, 편광기의 대부분의 영역 위 및 도파관(74) 사이에는 공기 간극(82)이 존재한다. 잘 알려진 바와 같이, 광원(들)(75)으로부터의 광은 도파관(74)으로 들어가고, 내부 전반사 현상에 의해 도파관(74) 내에 트랩된다. 도파관(74)의 전방면 또는 후방면 상에 입사하는 도파관 내에서 전파되는 광은 도파관/공기 계면에서 내부 전반사를 경험하고 도과판으로부터 방사되지 않는다.
이와 달리, 도파관(74) 및 편광기(73)는 낮은 굴절율의 투명 접착제, 즉 도파관의 굴절율보다 낮은 굴절율을 갖는 접착제를 사용하여 부착될 수 있다. 낮은 굴절율의 접착제는 편광기(73)의 전체 영역 위에 배치될 수 있고, 도파관(74)의 전방면에서 내부 반사는 접착제의 굴절율과 도파관의 굴절율 사이의 차이에 기인한다.
도28의 실시예에 따르면, 확산 도트가 도파관(74)의 전방면(74c)의 선택된 영역에 제공된다. 도파관 내에서 전파하는 광이 확산 도트가 제공되는 도파관의 전방면(74c)의 구역(84) 상에 입사하는 경우, 광은 정반사되지 않고 도28에 도시된 바와 같이 확산 도트에 의해 산란된다. 그 결과, 일부의 광은 화상 디스플레이 층(8)을 향해 도파관 외부로 산란된다.
광은, 확산 도트가 존재하는 구역(84)에서만 도파관(74) 외부로 산란되고, 확산 도트가 없는 곳에서는 광은 도파관(74)으로부터 방사되지 않는다. 따라서, 도파관(74)은 [확산 도트가 존재하는 구역(84)에 대응하는] 광을 방사하는 구역과 광을 주로 방사하지 않는 구역을 갖는다. 확산 도트가 제공되는 구역(84)이 도28의 용지면 내로 연장되는 스트라이프 형태를 갖는 경우, 광을 방사하는 도파관(74) 구역은 예를 들어, 도6a의 시차 배리어(13)와 같은 시차 배리어의 투과 구역과 크기, 형상 및 위치가 대응되고, 광을 방사하지 않는 도파관(74)의 구역은 시차 배리어의 불투명 구역과 크기, 형상 및 위치가 대응된다. 따라서, 시차 배리어는 컬러 필터 기판(71)의 두께 내에서 도파관(74)의 전방면(74c)에 유효하게 형성된다.
확산 도트가 없는 도파관(74)의 영역은 광이 이러한 영역으로부터 산란되지 않도록 흡수 재료에 코팅될 수 있다. 이는 도6a의 시차 배리어(13)의 불투명 구역에 대응하도록 된 도파관의 영역에 의해 방사된 광 강도를 감소시킨다.
확산 도트는 확산 구조, 회절 구조 또는 미세굴절 구조로 구성될 수 있다. 확산 도트가 제공되는 구역(84)으로부터는 광이 산란되고 확산 도트가 제공되지 않는 구역에서는 광이 대체로 산란되지 않는 한, 이들의 정밀한 구조는 중요하지 않다.
도28의 디스플레이(76)는 시차 배리어 개구 어레이를 필요로 하지 않으므로, 도파관(74)으로부터 방사된 광은 시차 배리어 개구 어레이의 불투명 구역에 의해 흡수되지 않는다. 광원(들)(75)으로부터 주어진 출력에서, 도28의 디스플레이(76)는, 시차 배리어 개구 어레이를 갖는 도6a의 디스플레이와 같은 디스플레이보다 더 밝은 화상을 제공한다.
편광기(73)는 화상 디스플레이 층(8)을 위한 종래의 진입 편광기로 작용한 다. 화상 디스플레이 층의 작동 모드에 따라, (도시되지 않은) 제1 선형 편광기가 편광기(73)에 대한 화상 디스플레이 층의 반대측 상에 제공될 수 있다.
디스플레이(76)는 도26a 내지 도26d에 도시된 것과 유사한 방법을 사용하여 제작될 수 있다. 이러한 방법에서, 전방 기판(6), 화상 디스플레이 층(8) 및 후방 기판을 포함하는 화상 디스플레이 요소가 먼저 제작된다. 그후, 후방 기판은 투명 층(72)을 형성하도록 두께가 감소된다. 다음으로, 편광기(73)는 투명 층(72)에 부착되고, 도파관(74)은 편광기(73)에 부착된다.
이와 달리, 도파관(74)에 편광기(73)를 부착함으로써 컬러 필터 기판(71)이 제작될 수 있다. 그후, 투명층(72)은 예를 들어, 유리 투명층(72)인 경우에 편광기(73)에 부착될 수 있다. 이와 달리, 투명층(72)을 형성하기 위해 투명 플라스틱 또는 투명 수지 층이 편광기(73) 위에 배치될 수 있다. 그후, 디스플레이(76)를 형성하기 위해 전색 필터 기판(71)이 TFT 기판(6)과 조립된다. 이러한 방법에서, 도파관(74)은 컬러 필터 기판(71)의 기부 기판을 형성한다.
도29는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(76')의 개략적인 평단면도이다. 디스플레이(76')는 도28의 디스플레이(76)에 대체로 대응하고, 그 차이점만 기술된다.
도29의 디스플레이(76')에서, 편광기(73)는 도파관(74)의 후방면에 인접하여 위치되고, 예를 들어 (도시되지 않은) 투명 접착제를 사용하여 도파관(74)에 부착된다. 도파관(74), 편광기(73) 및 접착제의 굴절율은, 도파관(74) 내에서 전파되는 광이 도파관(74)과 편광기(73) 사이의 계면에서 사실상 내부 반사가 없이 편광 기(73) 내로 통과하도록 선택된다. 내부 반사는 도29의 광로로 도시된 바와 같이 편광기(73)의 후방면에서 발생된다.
본 실시예에서, 도파관(74)의 전방면(74c)과 화상 디스플레이 층(8) 사이의 거리는 편광기의 두께만큼 감소된다. 도파관의 후방면에서 내부 반사된 광은 반사중에 편광된다.
도30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 화면 방향성 디스플레이(77)의 개략적인 평단면도이다. 디스플레이(77)는 그 사이에 배치된 화상 디스플레이 층(8)를 갖는, 제1 투명 기판(6)과 제2 투명 기판(80)을 포함한다. (도시되지 않은) 컬러 필터의 어레이는 제2 기판(80) 상에 제공되고, 따라서 제2 기판은 컬러 필터 기판으로 언급하기로 한다.
제1 기판(6)에는 화상 디스플레이 층(8)의 픽셀 어레이(8P, 8S)를 형성하는 (도시되지 않은) 픽셀 전극이 제공되고, 또한 픽셀 전극을 선택적으로 어드레스하기 위한 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 (도시되지 않은) 절환 요소가 제공된다. 기판(6)은 "TFT 기판"으로 부르기로 한다. 예를 들면, 화상 디스플레이 층(8)은 액정 층(8)이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 임의의 투과 화상 디스플레이 층이 사용될 수 있다.
디스플레이(77)는, 컬러 필터가 화상 디스플레이 층(8)의 각각의 픽셀에 사실상 각각 대향되도록 조립된다. 정렬층과 같은 다른 요소들은 화상 디스플레이 층에 인접하는 기판(6, 80)의 표면 상에 배치될 수 있고, 대향 전극 또는 전극들은 또한 CF 기판(80) 상에 배치될 수 있다. 이러한 요소들은 종래에도 포함된 것이므 로 더 이상 기술하지는 않는다. 또한, 디스플레이(77)는 화상 디스플레이 요소의 외측에 배치된 편광기, 화면각 향상 필름, 비반사 필름 등과 같은 요소들을 더 포함할 수 있다. 이러한 요소들은 또한 종래에도 포함된 것이므로 더 이상 기술하지는 않는다.
본 실시예에서, 디스플레이는 투과부(79a) 및 불투명부(79b)를 갖는 시차 배리어(79)를 포함한다. 본 실시예에서, 시차 배리어(79)의 불투명부(79a)는 개구를 분극화하고, 직교 편광된 광을 사실상 차단하면서 하나의 편광을 투과시킨다. 픽셀(8S, 8P)은 제1 편광 상태 또는 제2 편광 상태의 광을 방사/투과시킨다. 도30에서, 2개의 편광 상태가 P- 및 S- 선형 편광 상태가 되도록 취해진다. "8S" 또는 "8P"로 이름 붙여진 픽셀은 각각 S 편광과 P 편광을 방사/통과시킨다. 시차 배리어(79)의 투과부(79a)는 또한 이들이 각각 S 편광 또는 P 편광을 투과시키는 것을 명명하는 "P" 또는 "S"로 이름 붙여진다.
시차 배리어(79)는 기부 기판(19) 위에 배치된다. 유리, 투명 수지 또는 투명 플라스틱 층일 수 있는 투과 스페이서 층(78)이 화상 디스플레이 층(8)과 시차 배리어(79) 사이에 제공된다.
시차 배리어는 예를 들어, P 편광을 투과시키지만 S 편광을 차단하는 구역과, S 편광을 투과시키지만 P 편광을 차단하는 구역을 갖는 패턴화된 편광기로 형성될 수 있다. 불투명 구역(79b)은 예를 들어, 프린팅에 의해 패턴화된 편광기 상에 배치될 수 있다. 이와 달리, 시차 배리어는, 90°만큼 광의 편광면을 회전시키는 구역과 광의 편광면을 회전시키지 않는 다른 구역을 갖는 패턴화된 지연부와 균 일한 선형 편광기의 조합의 형태일 수 있다. 불투명 구역(79b)은 예를 들어, 프린팅에 의해 다시 배치될 수 있다.
시차 배리어(79)는, 특정 편광을 투과시키는 개구(79a)가 그 편광을 방사/투과시키는 픽셀의 전방에 있지 않도록 배열된다. 따라서, P 편광 상태를 투과시키는 구멍(79a)이 P 편광 상태를 투과/방사시키는 픽셀(8P)의 전방에 배열되지 않고, S 편광 상태를 투과시키는 시차 배리어의 구멍(79a)이 S 편광 상태를 방사/투과시키는 픽셀(8S)의 전방에 배열되지 않는다. 그 결과, 편광 상태의 픽셀에 의해 투과/방사된 광은 서로 다른 제1 및 제2 방향으로 시차 배리어(79)를 통과하고, 디스플레이의 디스플레이 면에 수직인 대향 측부 상에 놓이게 된다. 예를 들어, 수직 방향에 대해 평행하거나 또는 가까운 방향의 S 픽셀에 의해 방사된 광은 P 편광만 투과시키는 구멍(79a) 상에 또는 시차 배리어의 불투명부(79b) 상에 입사된다. 따라서, 수직 방향의 또는 수직 방향과 가까운 방향으로 본 실시예의 디스플레이에 의해 방사된 광의 조도는 낮다. 따라서, 장치는 2개의 화상의 투시창 사이에 블랙 창을 제공하여, 도11b를 참조로 설명된 이점을 제공한다.
[불투과 구역(8b)으로 명명되는] 블랙 마스크는 인접하는 픽셀(8S, 8R) 사이에 제공된다. 블랙 중앙 창의 각도 범위는 블랙 마스크의 (픽셀 피치 상수를 유지하면서) 픽셀비를 변경함으로써 변화된다. 인접하는 픽셀 사이의 블랙 마스크의 폭이 커질수록, 블랙 중앙 창의 각도 범위는 더 커진다.
블랙 중앙 창의 각도 범위는 또한 시차 배리어(79)의 편광 구멍(79a)의 폭에 따라 결정된다. 블랙 중앙 창의 각도 범위는 (구멍 피치 상수를 유지하면서) 편광 구멍의 폭을 변경함으로써 변화될 수 있다. 시차 배리어의 편광 구멍의 폭이 작아질수록, 블랙 중앙 창의 각도 범위는 더 커지게 된다.
렌즈 어레이를 포함하는 상기의 임의의 실시예에서, 렌즈 어레이는 상기의 도20b의 실시예에 관해 기술된 GRIN (등급 지수) 렌즈일 수 있다.
도31은 도28의 디스플레이(76)의 백라이트의 변경을 도시한다. 도31의 백라이트는 제1 도파관(74)과 상기 제1 도파관의 측부를 따라 배열된 하나 이상의 제1 광원(75)을 포함한다. 제1 도파관(74)의 대향 측부면(74a, 74b)을 따라 배열된 2개의 제1 광원(75)이 도31에 도시되지만, 본 발명은 이러한 특정 구성에 제한되지 않고, 하나의 광원 또는 3개 이상의 광원이 제공될 수 있다. 광원(75)은 바람직하게는 제1 도파관의 모든 또는 사실상 모든 각각의 측부면을 따라 연장되고 예를 들어, 형광 튜브일 수 있다.
확산 도트가 제1 도파관(74)의 후방면(74c)의 선택된 구역(84)에 제공된다. 확산 토트가 존재하는 구역(84)은 예를 들어, 스트라이프 형상이고 도31의 용지면 내로 연장될 수 있다. 제1 도파관 내에서 전파하는 광이 확산 도트가 제공되는 도파관의 전방면(74c)의 구역(84) 상에 입사하는 경우, 광은 정반사되지 않고 도28을 참조로 설명된 바와 같이 제1 도파관의 외부로 산란된다[도31에서, 관찰자는 페이지의 상부에 있는 것으로 가정하고, 광은 대체로 위쪽 방향으로 제1 도파관(74)의 외부로 산란된다].
백라이트는 제2 도파관(74')과, 제1 도파관의 측부를 따라 배열된 하나 이상의 제2 광원(75')을 포함한다. 제2 도파관(74')은 뒤에 위치되고, 제1 도파관(74) 과 대체로 평행하다. 제2 도파관(74')은 제1 도파관(74)과 크기 및 형상이 대체로 일치한다. 제2 광원(75')이 제2 도파관(74')의 대향 측부면(74a', 74b')을 따라 배열되는 것으로 도31에 도시되지만, 본 발명은 이러한 특정 구성에 제한되지 않고, 단지 하나의 광원 또는 3개 이상의 광원이 사용될 수 있다. 광원(75')은 바람직하게는 제2 도파관의 모든 또는 사실상 모든 각각의 측부면을 따라 연장되고 예를 들어, 형광 튜브일 수 있다.
확산 도트(89)는 제2 도파관(74')의 사실상 모든 전방면(74d') 위에 제공된다. 따라서, 제2 광원(75')이 조사될 때, 광은 그 영역의 대부분 위로 제2 도파관의 전방면(74d')의 외부로 산란된다.
따라서, 도31의 백라이트는 "패턴 모드(patterned mode)"와 "균일 모드(uniform mode)" 사이에서 절환 가능하다. "패턴 모드"에서, 제1 광원(75)은 조사되고, 제2 광원(75')은 조사되지 않는다. 광은 제1 도파관(74)에서만 전파되고, 백라이트는 [확산 도트가 존재하는 구역(84)에 대응하는] 광을 방사하는 구역과 (확산 도트가 존재하지 않는 구역에 대응하는) 광을 방사하지 않는 구역을 갖는다. "균일 모드"에서, 제2 광원(75')은 조사되고, 광은 제2 도파관 내로 전파된다. 확산 도트(89)가 제2 도파관(74')의 사실상 전체 전방면(74d') 위로 제공되므로, 백라이트는 "균일 모드"에서 전체 영역 위로 사실상 균일한 조명을 제공한다. 도31의 백라이트를 구비하는 디스플레이는 "패턴 모드"에서 "균일 모드"로 백라이트를 절환함으로써 방향성 디스플레이 모드에서 종래의 2차원 디스플레이 모드로 절환될 수 있다.
"균일 모드"에서, 제1 광원(75)은 조사되거나 또는 조사되지 않을 수 있다. 원할 경우, 제1 광원은 연속하여 "온(ON)"으로 되고, 백라이트는 제2 광원(75')을 각각 "온" 또는 "오프(OFF)"로 절환함으로써 "균일 모드" 또는 "패턴 모드"에 놓여지게 된다[균일 모드에서 조사된 패턴화된 도파관을 유지하는 것은 백라이트의 영역에 걸쳐 조도의 변화를 유발할 수 있지만, 이러한 가능한 단점은 제2 광원(75') 만을 절환하기 위한 필요로 인해 일부 적용에서는 중요할 수 있다].
내부 반사가 제1 도파관의 후방면(74c)에서 발생하도록 하기 위해, 제1 도파관(74)과 제2 도파관(74') 사이의 공간은 제1 도파관(74) 보다 낮은 굴절율을 갖는다. 이는 제1 도파관(74)과 제2 도파관(74') 사이의 공기 간극을 제공함으로써 편리하게 달성될 수 있거나, 또는 이와 달리 제1 도파관(74)과 제2 도파관(74') 사이의 공간이 낮은 굴절율을 갖는 광투과 재료로 채워질 수 있다.
확산 도트가 제1 도파관(74) 상에 제공되는 구역(84)의 후방면은 예를 들어, 금속 코팅을 도포함으로써 반사성으로 이루어질 수 있다. 이러한 처리가 행해지면, 확산 도트에 의해 제2 도파관(74')을 향해 산란되는 임의의 광은 관찰자를 향해 뒤로 반사된다[확산 도트가 제1 도파관(74) 상에 제공되는 구역(84)의 후방면이 반사성으로 될 경우, 상기 반사기는 제2 도파관(74')으로부터 위로 산란되는 블랙 광이므로, 제1 광원과 제2 광원이 균일 모드를 얻도록 조사되는 것이 필요하다].
각각의 도파관에는 (도시되지 않은) 비반사 코팅이 제공될 수 있다.
도32는 본 발명의 다른 백라이트를 도시한다. 백라이트는 도파관(74)과, 상기 도파관의 측부를 따라 배열된 하나 이상의 광원(75)을 포함한다. 도파관(74)의 대향 측부면(74a, 74b)을 따라 배열된 2개의 광원(75)이 도32에 도시되지만, 본 발명은 이러한 특정 구성에 제한되지 않고, 하나의 광원 또는 3개 이상의 광원이 사용될 수 있다. 광원(75)은 바람직하게는 도파관의 모든 또는 사실상 모든 각각의 측부면을 따라 연장되고, 예를 들어, 형광 튜브일 수 있다.
도파관(74)은 2개의 광투과 기판(92, 93) 사이에 개재되는 액정 재료 층(87)을 포함한다. 액정 층은, 예를 들어, 전기장이 액정 층(87)에 걸쳐 인가되게 하는 (도시되지 않은) 전극에 의해 어드레스 가능하다. (도32에서 파단선으로 표시되는) 액정 층의 구역(87A, 87B)은 예를 들어, 액정 층의 선택된 구역에 걸쳐 전기장이 인가되게 하는 적절히 패턴화된 전극의 사용으로 서로 독립적으로 어드레스 가능하다. 액정 층의 구역(87A, 87B)은 예를 들어, 스트라이프 형상이고 도32의 용지면 내로 연장될 수 있다.
액정 층의 구역(87A, 87B)은 산란 모드 또는 명확한 광투과 모드로 절환될 수 있다. 모든 액정 구역이 광투과 모드로 절환될 경우, 광은 최소 산란으로 도파관 내로 전파된다. 광은 상부 기판(92)의 상부면(92a)에서 내부 반사를 경험하고, 상부 기판(92) 및 액정 층(87)을 통해 하부 기판(93) 내로 통과하고, 하부 기판(93)의 하부면(93b)에서 내부 반사를 경험하고, 상부 기판(92) 등을 향해 뒤로 반사된다. 광은 도파관으로부터 거의 또는 전혀 방사되지 않는다.
도파관으로부터 광의 방사를 유발하기 위해, 하나 이상의 액정 구역은 도32에서 도면번호 85로 개략적으로 도시되는 산란 구역을 형성하도록 절환된다. 제1 도파관 내에서 전파하는 광이 산란 구역(85)에 입사될 때, 광은 도28을 참조하여 설명된 도파관의 외부로 산란된다[도32에서, 관찰자는 페이지의 상부에 있는 것으로 가정하고, 광은 대체로 상부 방향으로 도파관(74)의 외부로 산란된다].
도32는 모든 교호식 액정 구역(87A)이 산란 구역(85)을 생성하기 위해 절환될 때의 도파관을 도시한다. 다른 액정 구역(87B)은 산란되지 않도록 절환된다. 광은 대체로 산란 구역(85)에 대응하는 도파관(74)의 전방면의 구역으로부터만 방사되고, 백라이트는 "패턴 모드"에서 작동한다.
모든 액정 구역(87A, 87B)이 산란 구역을 형성하도록 절환될 경우, 액정 층(87)은 사실상 전체 영역 위로 광을 산란시켜, 광이 도파관(74)의 사실상 전체 영역으로부터 방사된다. 따라서, 모든 액정 구역(87A, 87B)이 산란 구역을 형성하도록 절환될 때, 백라이트는 "균일 모드"에서 작동된다. 따라서, 액정 구역을 이에 따라 절환함으로써, 백라이트는 "패턴 모드"와 "균일 모드" 사이에서 절환된다. 도32의 백라이트를 구비하여 제공된 디스플레이는 "패턴 모드"에서 "균일 모드"로 백라이트를 절환함으로써 방향성 디스플레이 모드에서 종래의 2차원 디스플레이 모드로 절환될 수 있다.
도32의 백라이트의 예에서, 상부 기판(92)의 후방면(92b)은 그 전체 영역이 부드러운 재질이다. 이러한 예는, 층(87)이 대체로 산란없이 광을 투과시키는 상태와 광을 산란시키는 상태 사이에서 절환될 수 있는, 예를 들어, 고분자 산란형 액정(polymer-dispered liquid crystal; PDLC)과 같은 액정 재료를 포함하는 것을 필요로 한다. 산란 구역(85)은 산란 모드로 액정 층의 구역을 절환함으로써 얻어진다.
따라서, 예를 들어, 액정층의 구역(87A)은 산란 구역(85)을 생성하도록 산란 모드로 절환된다. 상부 기판(92)으로부터 액정층의 구역(87A)으로 통과하는 광은 위로 반사되고 도파관(74)의 전방면의 외부로 통과된다. 이와 달리, 액정층의 구역(87B)은 비산란 모드로 절환된다. 상부 기판(92)으로부터 액정층의 구역(87B) 내로 통과하는 광은 액정에 의해 산란되지 않고 단순히 하부 기판으로 통과한다. 비산란 모드의 액정층의 구역(87B)에서, 백라이트는 "패턴 모드"에 있다.
백라이트의 "균일 모드"를 달성하기 위해, 액정 층의 모든 구역(87A, 87B)이 산란 모드로 절환된다. 그 후, 도파관(74)의 후방 면은 대체로 그 전체 면적에 대해 산란된다.
본 예에서, 산란 구역(85) 및 비산란 구역의 크기 및 위치를 변경하는 것도 가능하다. 예를 들어, 두 개의 인접한 액정 구역들을 산란 모드로, 다음 액정 구역을 비산란 모드로, 다음 두 개의 액정 구역을 산란 모드로, 다음 액정 구역을 비산란 모드로, 등으로, 절환하여, 2:1의 개구 대 배리어 비율(aperture;barrier ratio)을 갖는 시차 배리어로 조정하는 것도 가능하다.
또는, 산란 구역(85)의 소정 부분들에 대응하는 상부 기판(92)의 후방 면(92b)의 구역들은, 이들 구역들이 항상 광을 산란시킬 정도로 거칠게 제조될 수도 있다. 백라이트는, 산란 모드 또는 비산란 모드로 액정 구역들(87B)을 각각 절환함으로써 "균일 모드" 및 "패턴 모드" 사이에서 절환될 수 있다.
다른 대안으로서, 상부 기판의 후방 면(92b)이 그 전체 면적에 대해 광학적으로 거칠(rough) 수도 있다. 본 실시예는 변경될 수 있는 굴절률을 갖는 액정 재 료의 층(87)을 필요로 한다. 산란 구역(85)은, 액정의 굴절률이 도파관(74)의 굴절율과 일치하지 않도록 대응 액정 구역(87A)을 절환함으로써 얻어진다. 상부 기판에서 전파되는 광이 상부 기판의 후방 면의 광학적으로 거친 면을 "만나서(see)", 산란될 것이다.
비산란 구역은, 구역(87B)에서 액정의 굴절률이 상부 기판(92)의 굴절율과 일치하지 않도록 대응 액정 구역(87B)을 절환함으로써 얻어진다. 상부 기판에서 전파되는 광이 광학적으로 거친 면을 "만나지" 않아서, 산란되지 않고 액정 층 내로 통과될 것이다[그 후, 하부 기판의 후방 면(93b)에서 내부적으로 반사된다].
산란 구역들의 위치가 정해지면, 산란 구역(85) 뒤에 반사기가 제공될 수도 있으며, 이는 도32에서 도면번호 86으로 도시된다. 산란 구역(85)에 의해 후방 기판(93)을 향해서 산란된 모든 광은 관찰자를 향해 반사기(86)에 의해 반사될 것이다.
도33은 다른 백라이트를 도시한다. 백라이트는 도파관(74) 및 웨이브 가이드의 면들을 따라 배치된 하나 이상의 광원(75)을 포함한다. 도파관(74)의 대향 측면들(74a, 74b)을 따라 배치된 두 개의 광원(75)이 도33에 도시되지만, 본 발명은 이러한 특정 구조에 한정되지는 않으며, 단지 하나의 광원 또는 세 개 이상의 광원이 사용될 수 있다. 광원(75)은 양호하게는 도파관의 각 측면들 모두 또는 대체로 모두를 따라 연장되며, 예를 들어 형광 튜브일 수도 있다.
확산 도트들이 도파관(74)의 후방 면(74c)의 소정 구역(84)들에 제공된다. 확산 도트들이 존재할 수 있는 구역(84)들은 예를 들어, 스트립 형상이며 도33에서 용지면 내로 연장될 수 있다. 상기 도28을 참조하여 설명된 바와 같이, 제1 도파관 내로 전파되는 광이 확산 도트들이 제공되는 도파관의 전방 면(74c)의 구역(84) 상에 입사되면, 광은 거울 같이 반사되지 않고 제1 웨이브 가이드로부터 산란된다(도33에서, 관찰자는 페이지의 상부에 있는 것으로 가정하고, 광은 일반적으로 상향 방향으로 제1 도파관(74)으로부터 산란된다).
렌즈 어레이(88)가 도파관(74)의 전방에 배치된다. 렌즈 어레이는 도파관(74)에 의해 방출되는 광을 주로 제1 방향(또는 제1 범위의 방향)(90)으로 그리고 제2 방향(또는 제2 범위의 방향)(91)으로 향하게 한다. 제1 방향(또는 제1 범위의 방향)(90) 및 제2 방향(또는 제2 범위의 방향)(91)은 양호하게는 수직 방향을 포함하는 제3 범위의 방향에 의해 분리된다. 광이 제1 및 제2 방향(또는 제1 및 제2 범위의 방향)(90,91)으로 주로 향하게 되기 때문에, 제1 및 제2 방향(또는 제1 및 제2 범위의 방향)(90, 91)으로 광의 조도는 제3 범위의 방향에서의 조도보다 크다. 제1 방향(또는 제1 범위의 방향)(90) 및 제2 방향(또는 제2 범위의 방향)(91)은 수직 방향의 반대 면들 상에 있으며, 양호하게는 수직에 대해 대체로 대칭이다.
도33의 백라이트는 방향성 디스플레이와 함께 사용되기에 특히 적절하다. 통상의 이중 화면(dual view) 디스플레이는 예를 들어, 수직 방향의 반대 면들 상에 놓인 방향을 따라 디스플레이되는 두 개의 화상을 디스플레이한다. 도33의 백라이트는 주로 두 개의 화상이 이중 화면 디스플레이에 의해 디스플레이되는 방향으로 광을 향하게 하여, 밝은 화상을 생성한다. 반대로, 종래의 백라이트는 수직 방향을 따라 가장 높은 조도를 가지며, 축방향으로부터 벗어나서 관찰될 때 낮은 조도를 갖는다.
4 화면 조명 시스템이 2D 어레이의 마이크로렌즈 및 2D 어레이의 확산 도트들을 사용하여 제조될 수 있다. 이는 두 화면 위에 두 화면이 배열된 네 개의 화면을 제공하여, 수평 및 수직으로 모두 분리 화면을 제공할 것이다.
도34는 다른 백라이트를 도시한다. 이 백라이트는 두 개의 양호한 방향(또는 방향 범위)(90,91)으로 방사된 광을 향하게 하는 렌즈 어레이가 제공된다는 점에서 도33의 백라이트와 유사하다. 도34의 백라이트는 제2 도파관(74') 및 제2 도파관(74')의 각 면을 따라 배치된 제2 광원(75')을 포함한다. 확산 도트(89)들이 제2 도파관(74')의 대체로 전체 전방 면에 대해 제공된다. 도34의 제2 도파관(74')은 대체로 도31의 제2 도파관(74')에 대응한다. 도34의 백라이트는, 도31의 백라이트에 대한 상기 설명된 방식으로, "패턴 모드"와 "균일 모드" 사이에서 절환될 수도 있다.
도31 내지 도34의 백라이트는 예를 들어, 도28의 디스플레이(76) 또는 도29의 디스플레이(76')에 장착될 수 있다.
도31 내지 도34의 실시예에서, 확산 도트들의 밀도는 공간 조명 균일성을 변경시키도록 조절될 수 있어, 광원(75)으로부터의 거리가 증가하면 도파관 내에 전파되는 광의 조도의 감소를 보상한다. 이는 도31 및 도34의 실시예의 모든 도파관에 적용될 수 있다.
도31 내지 도34의 실시예에서, 확산 도트들이 프리즘, 돌출부 등과 같은 마이크로 반사 구조로 대체될 수도 있다. 이는 예를 들어, 확산 도트들이 저장되는 도파관의 구역으로부터 방사 방향성을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
상술된 실시예들에서, 시차 옵틱은 컬러 필터와 동일한 기판 상에 배치되었다. 또는, 디스플레이의 TFT 기판(6) 상에 시차 옵틱을 배치하는 것도 가능하며, 시차 옵틱이 컬러 필터 기판 상에 제공되는 상술된 모든 실시예에 대해 시차 옵틱이 TFT 기판 상에 제공되는 대응 실시예가 있다. 이러한 변형된 실시예에서, 시차 옵틱과 박막 트랜지스터 사이에 스페이서 층이 삽입될 수 있으면서, 시차 옵틱의 요소 및 TFTs 어레이와 같은 절환 요소의 어레이가 TFT 기판의 기부 기판 위에 배치될 것이다. 시차 배리어와 화상 디스플레이 층 사이의 분리는 다시 대체로 스페이서 층의 두께이다(스페이서 층이 시차 옵틱 위에 배치되었다고 가정). 특히, 도22 내지 도25의 실시예에서, 프리즘(53)이 TFT 기판 상에 배치될 수도 있다.
또는, 몇몇 액정 패널에서, 컬러 필터가 박막 트랜지스터와 동일한 기판 상에 배치된다. 본 발명은 이러한 장치에도 적용될 수 있다. 예를 들어 광투과성 스페이서 층(예를 들어, 수지, 유리 또는 플라스틱 스페이서 층)이 컬러 필터들 및 TFTs(또는 다른 절환 요소들) 위에 배치될 수 있으며, 시차 옵틱이 스페이서 층 위로 배치될 수 있다.
도22 내지 도25 및 도28 내지 도34에 도시된 것들을 제외하고 본 발명의 실시예들은, (도1에서 도시된) 전방 배리어 장치 또는 (도4에서 도시된) 후방 배리어 장치로서 사용될 수 있다.
시차 옵틱이 시차 배리어인 본 발명의 장치가 도4의 후방 배리어 모드에서 사용될 때, 시차 배리어 요소가 백라이트를 향하는 면 상에서 반사되면 양호하다. 그 후, 배리어의 불투명 구역 상에 입사되는 백라이트로부터의 광은 반사되어, 백라이트로부터 반사되어 시차 배리어를 통해 그리고 디스플레이 장치를 통해 통과될 수 있다. 이는 디스플레이의 휘도(brightness)를 증가시킨다. 백라이트로부터 멀어지게 향하는 시차 배리어 요소의 표면은 양호하게는 흡수성이어서, 누화를 방지한다.
본 발명은 액정 층을 포함하는 화상 디스플레이 요소에 대해 상술하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 화상 디스플레이 요소에 한정되는 것은 아니며, 임의의 적절한 화상 디스플레이 요소가 사용될 수 있다. 예를 들어, OLED(유기 발광 장치) 화상 디스플레이 요소가 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 디스플레이 장치에 의해 생성된 2개의 투시창 사이의 각도 간격을 증가시킬 수 있는 다중 화면 방향성 디스플레이를 제공할 수 있다.

Claims (64)

  1. 화상 디스플레이 요소 및 시차 옵틱(13, 13', 35, 35', 35'', 35''', 42, 46, 67, 79, 84)를 갖는 다중 화면 방향성 디스플레이이며,
    화상 디스플레이 요소는 제1 기판(7, 25, 25', 29, 31, 31', 34, 34', 34'', 34''', 36, 39, 39', 44, 49, 49', 68, 71, 80)과, 제2 기판(6)과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 삽입된 화상 디스플레이 층(8)을 포함하며,
    시차 옵틱은 화상 디스플레이 요소 내에 배치된 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 시차 옵틱은 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, 시차 옵틱(13, 13', 35, 35', 35'', 35''', 42, 46, 67, 79, 84)은 제1 기판 또는 제2 기판 중 하나 내에 배치되는 디스플레이.
  4. 제3항에 있어서, 시차 옵틱은 제1 기판의 두께 내에 배치되는 디스플레이.
  5. 제4항에 있어서, 시차 옵틱은 복수의 시차 요소를 포함하며, 각 시차 요소는 제1 기판(25, 25', 31)의 주 면에서 각 리세스(26)에 배치되는 디스플레이.
  6. 제4항에 있어서, 제1 기판은 기부 기판(19) 및 기부 기판 위에 배치된 광투과 층(20)을 포함하고, 시차 옵틱은 광투과 층(20)과 기부 기판(19) 사이에 배치되는 디스플레이.
  7. 제4항에 있어서, 제1 기판은 기부 기판(19)과, 기부 기판의 주 면 위로 배치된 광투과 층(20)과, 광투과 층(20)에 형성된 복수의 리세스(26)를 포함하며,
    시차 옵틱(13)은 복수의 시차 요소를 포함하며, 각 시차 요소는 광투과 층(20) 내의 각 리세스(26)에 배치되는 디스플레이.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스(26)의 바닥 면 상에 배치되는 디스플레이.
  9. 제5항 또는 제7항에 있어서, 기판의 표면에 평행한 리세스(26)의 단면은 깊이에 따라 감소되는 디스플레이.
  10. 제5항 또는 제7항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스(26)를 충전하는 디스플레이.
  11. 제4항에 있어서, 컬러 필터 어레이(18) 또는 절환 요소 어레이가 제1 기판의 주 면 위에 배치되는 디스플레이.
  12. 제11항에 있어서, 절환 요소 어레이 또는 컬러 필터 어레이(18)와 시차 옵틱 사이에 배치되는 광투과 층(20)을 더 포함하는 디스플레이.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 절환 요소 어레이 또는 컬러 필터 어레이(18)와 시차 옵틱(13) 사이에 배치된 다른 시차 옵틱(13')을 더 포함하는 디스플레이.
  14. 제5항에 있어서, 컬러 필터 어레이(18) 또는 절환 요소 어레이가 제1 기판의 제2 주 면 위에 배치되는 디스플레이.
  15. 제1항에 있어서, 광투과 층(20)이 화상 디스플레이 층(8)과 시차 옵틱(13, 13', 35, 35', 35'', 35''', 42, 46) 사이에 배치되는 디스플레이.
  16. 제15항에 있어서, 절환 요소 어레이 및 컬러 필터 어레이(18) 중 하나 및 시차 옵틱은 기부 기판(19)의 주 면 위에 배치되며, 기부 기판은 제1 또는 제2 기판에 포함되는 디스플레이.
  17. 제16항에 있어서, 시차 옵틱(13, 35, 35', 35'', 35''', 42)은 기부 기판의 제1 주 면 상에 배치되고, 컬러 필터 어레이(18) 또는 절환 요소 어레이는 시차 옵 틱 위에 배치되는 디스플레이.
  18. 제16항에 있어서, 컬러 필터 어레이(18) 또는 절환 요소 어레이는 기부 기판의 제1 주 면 상에 배치되고, 시차 옵틱(13)은 컬러 필터 어레이 또는 절환 요소 어레이 위에 배치되는 디스플레이.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 광투과 층(20)은 절환 요소 어레이 또는 컬러 필터 어레이(18)와 시차 옵틱 사이에 배치되는 디스플레이.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 절환 요소 어레이 또는 컬러 필터 어레이(18)와 시차 옵틱(13) 사이에 배치된 다른 시차 옵틱(13')을 더 포함하는 디스플레이.
  21. 제16항에 있어서, 시차 옵틱은 복수의 시차 요소를 포함하고, 각 시차 요소는 제1 또는 제2 기판의 주 면의 각 리세스(26)에 배치되는 디스플레이.
  22. 제16항에 있어서, 제2 광투과 층(32)은 기부 기판(19)의 주 면 위에 배치되고, 제2 광투과 층(32)은 제1 광투과 층(20)과 기부 기판(19) 사이에 있으며, 복수의 리세스(26)가 제2 광투과 층(32)에 형성되며, 시차 옵틱이 복수의 시차 요소를 포함하며, 각 시차 요소는 제2 광투과 층(32)의 각 리세스에 배치되는 디스플레이.
  23. 제15항에 있어서, 절환 요소 어레이 및 컬러 필터 어레이(18) 중 하나는 기부 기판(19)의 제1 주 면 위에 배치되며, 시차 옵틱은 기부 기판의 제2 주 면에 또는 그 위에 배치되며, 기부 기판(19)은 제1 또는 제2 기판(25', 6)에 포함되는 디스플레이.
  24. 제23항에 있어서, 시차 옵틱은 복수의 시차 요소를 포함하며, 각 시차 요소는 기부 기판의 제2 주 면의 각 리세스(26)에 배치되는 디스플레이.
  25. 제21항, 제22항, 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스(26)의 하부 면에 배치되는 디스플레이.
  26. 제21항, 제22항, 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 기판의 면에 평행한 리세스의 단면은 깊이에 따라 감소하는 디스플레이.
  27. 제26항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스를 충전하는 디스플레이.
  28. 제6항, 제15항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 광투과 층(20)은 투명 수지 층인 디스플레이.
  29. 제6항, 제15항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 광투과 층(20)은 적층된 플라스틱 층인 디스플레이.
  30. 제6항, 제15항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 광투과 층(20)은 유리 층인 디스플레이.
  31. 제1항 내지 제7항, 제11항, 제12항, 제14항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 시차 옵틱은 시차 배리어(13, 13')인 디스플레이.
  32. 제1항 내지 제7항, 제11항, 제12항, 제14항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 시차 옵틱은 렌티큘러 렌즈 어레이(35, 35', 35'', 35''')인 디스플레이.
  33. 제1항 내지 제7항, 제11항, 제12항, 제14항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 시차 옵틱은 기능이 억제될 수 있는 디스플레이.
  34. 제1항 내지 제7항, 제11항, 제12항, 제14항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 시차 옵틱은 어드레스 가능한 디스플레이.
  35. 제1항 내지 제7항, 제11항, 제12항, 제14항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 한정된 다중 화면 방향성 디스플레이를 포함하는 이중 화면 디스플레이 장치.
  36. 제1항 내지 제7항, 제11항, 제12항, 제14항 내지 제18항 또는 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 한정된 다중 화면 방향성 디스플레이를 포함하는 자동 입체 디스플레이 장치.
  37. 광투과 기판 및 복수의 시차 요소를 포함하며, 각 시차 요소는 기판의 면의 각 리세스에 배치되는 시차 옵틱.
  38. 제37항에 있어서, 기판의 면에 평행한 리세스의 단면은 깊이에 따라 감소되는 시차 옵틱.
  39. 제38항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스를 충전하는 시차 옵틱.
  40. 디스플레이 장치를 제조하는 방법이며,
    (a) 제1 기판(60)과, 제2 기판(61)과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 화상 디스플레이 층(8)을 포함하는 화상 디스플레이 요소의 제1 기판(60)의 두께를 감소시키는 단계와,
    (b) 사이에 시차 옵틱(13)을 배치하면서 제1 기판에 제3 기판(62)을 부착하 는 단계를 포함하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 시차 옵틱(13)은 제3 기판(62)의 제1 주 표면에 또는 그 위에 한정되며, 단계 (b)는 화상 디스플레이 요소의 제1 기판에 제3 기판의 제1 주 면을 부착하는 단계를 포함하는 방법.
  42. 제7항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스(26)의 바닥 면 상에 배치되고, 기판의 표면에 평행한 리세스(26)의 단면은 깊이에 따라 감소되고, 각 시차 요소는 각 리세스(26)를 충전하고, 광투과 층(20)은 투명 수지 층인 디스플레이.
  43. 제12항에 있어서, 절환 요소 어레이 또는 컬러 필터 어레이(18)와 시차 옵틱(13) 사이에 배치된 다른 시차 옵틱(13')을 더 포함하고, 광투과 층(20)은 투명 수지 층인 디스플레이.
  44. 제7항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스(26)의 바닥 면 상에 배치되고, 기판의 표면에 평행한 리세스(26)의 단면은 깊이에 따라 감소되고, 각 시차 요소는 각 리세스(26)를 충전하고, 광투과 층(20)은 적층된 플라스틱 층인 디스플레이.
  45. 제12항에 있어서, 절환 요소 어레이 또는 컬러 필터 어레이(18)와 시차 옵틱(13) 사이에 배치된 다른 시차 옵틱(13')을 더 포함하고, 광투과 층(20)은 적층된 플라스틱 층인 디스플레이.
  46. 제7항에 있어서, 각 시차 요소는 각 리세스(26)의 바닥 면 상에 배치되고, 기판의 표면에 평행한 리세스(26)의 단면은 깊이에 따라 감소되고, 각 시차 요소는 각 리세스(26)를 충전하고, 광투과 층(20)은 유리 층인 디스플레이.
  47. 제12항에 있어서, 절환 요소 어레이 또는 컬러 필터 어레이(18)와 시차 옵틱(13) 사이에 배치된 다른 시차 옵틱(13')을 더 포함하고, 광투과 층(20)은 유리 층인 디스플레이.
  48. 화상 디스플레이 요소 및 시차 옵틱을 포함하는 다중 화면 방향성 디스플레이이며,
    상기 화상 디스플레이 요소는 제1 기판과, 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 삽입된 화상 디스플레이 층을 포함하며,
    상기 시차 옵틱은 상기 화상 디스플레이 요소 내에 배치되는 복수의 이격된 렌즈들을 포함하는 디스플레이.
  49. 제48항에 있어서, 상기 이격된 렌즈들은 가시광선 비투과성인 구역들로 분리되는 디스플레이.
  50. 제48항에 있어서, 상기 이격된 렌즈들은 선택적으로 가시광선 비투과성인 구역들로 분리되는 디스플레이.
  51. 제48항에 있어서, 상기 선택적으로 가시광선 비투과성인 구역들은 액정 재료를 포함하는 디스플레이.
  52. 제48항에 있어서, 상기 렌즈들은 양면볼록 또는 평면볼록인 디스플레이.
  53. 제48항에 있어서, 상기 렌즈들은 어레이로 형성되고, 상기 어레이의 각각의 렌즈들의 적어도 하나의 인자는 상기 어레이의 f수를 조절하기 위해 선택되는 디스플레이.
  54. 제48항에 있어서, 상기 렌즈들은 어레이로 형성되고, 상기 렌즈 어레이의 인자들인 렌즈 반경, 렌즈 폭, 렌즈 굴절률 중 하나 이상이 상기 어레이의 f수를 조절하기 위해 선택되는 디스플레이.
  55. 제48항에 있어서, 상기 시차 옵틱은 제2 기판에 부착되고, 제2 기판은 400 미크론 이하의 두께를 갖는 디스플레이.
  56. 제48항에 있어서, 상기 렌즈들은 이격된 개별 렌즈들인 디스플레이.
  57. 제48항에 있어서, 상기 렌즈들은 렌티큘 층(lenticule layer) 상의 볼록 요소로 형성되는 디스플레이.
  58. 화상 디스플레이 요소 및 시차 옵틱을 포함하는 다중 화면 방향성 디스플레이이며,
    상기 화상 디스플레이 요소는 제1 기판과, 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이에 삽입된 화상 디스플레이 층을 포함하며,
    상기 시차 옵틱은 상기 화상 디스플레이 요소 내에 배치되고, 렌즈 어레이 및 상기 어레이의 렌티큘들 사이에 제공되는 광 비투과성 마스크를 포함하는 디스플레이.
  59. 제58항에 있어서, 상기 렌티큘들은 양면볼록 또는 평면볼록인 디스플레이.
  60. 제58항에 있어서, 상기 렌즈들은 어레이로 형성되고, 상기 어레이의 각각의 렌즈들의 적어도 하나의 인자는 상기 어레이의 f수를 조절하기 위해 선택되는 디스플레이.
  61. 제58항에 있어서, 상기 렌즈들은 어레이로 형성되고, 상기 렌즈 어레이의 인자들인 렌즈 반경, 렌즈 폭, 렌즈 굴절률 중 하나 이상이 상기 어레이의 f수를 조절하기 위해 선택되는 디스플레이.
  62. 제58항에 있어서, 상기 렌티큘들은 이격된 개별 렌즈들인 디스플레이.
  63. 제58항에 있어서, 상기 렌티큘들은 렌티큘 층 상의 볼록 요소로 형성되는 디스플레이.
  64. 제58항에 있어서, 상기 렌티큘들은 상기 화상 디스플레이 요소 내에 배치되는 디스플레이.
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