KR101328109B1 - 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치 - Google Patents

광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101328109B1
KR101328109B1 KR1020110072172A KR20110072172A KR101328109B1 KR 101328109 B1 KR101328109 B1 KR 101328109B1 KR 1020110072172 A KR1020110072172 A KR 1020110072172A KR 20110072172 A KR20110072172 A KR 20110072172A KR 101328109 B1 KR101328109 B1 KR 101328109B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
crystal layer
substrate
hybrid
alignment
Prior art date
Application number
KR1020110072172A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130011195A (ko
Inventor
안철흥
최승규
김태균
김석준
Original Assignee
최승규
안철흥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 최승규, 안철흥 filed Critical 최승규
Priority to KR1020110072172A priority Critical patent/KR101328109B1/ko
Priority to PCT/KR2012/005755 priority patent/WO2013012259A2/en
Publication of KR20130011195A publication Critical patent/KR20130011195A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101328109B1 publication Critical patent/KR101328109B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133633—Birefringent elements, e.g. for optical compensation using mesogenic materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

본 발명은 입체영상을 보기 위해 사용하는 입체안경의 시야각을 향상시켜 사용자가 다양한 위치와 각도에서도 입체 영상을 즐길 수 있도록 하는 광학필름, 그의 제조 방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치에 관한 것이다. 광학필름은, 제1 기재와, 제1 기재 상에 적층된 편광 필름과, 편광 필름 상에 적층된 제2 기재와, 제2 기재 상에 형성된 하이브리드 액정층을 포함하되, 하이브리드 액정층은 제2 기재 상에 형성되고, 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도를 이루며 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙된 배향막, 배향막 상에 러빙된 방향과 수평방향으로 배향된 수평 배향 액정과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정을 포함한다.

Description

광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치{Optical film, method of producing the same, stereoscopic glasses and stereoscopic display having the same}
본 발명은 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입체영상을 보기 위해 사용하는 입체안경의 시야각을 향상시켜 사용자가 다양한 위치와 각도에서도 입체 영상을 즐길 수 있도록 하는 광학필름, 그의 제조 방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치에 관한 것이다.
3차원 입체영상에 대한 수요가 증가하면서 이와 관련된 기술은 비약적으로 발전하고 있다. 일반적으로 3차원 입체영상은 두 눈을 이용한 양안의 시각차 원리를 이용한다. 즉, 두 눈에 각각 다른 영상이 입력되면 뇌가 이 두 영상을 인지하여 입체감을 느끼게 된다.
입체영상을 재생하기 위하여 사용하는 기술은 무안경식 입체표시방식, 안경식 입체표시방식, 홀로그래픽 방식 등이 있으며, 각 방식별로 장단점이 있어 보다 우수한 입체영상을 얻기 위해 다양한 연구가 진행 중에 있다.
무안경식 입체표시방식은 렌티큘러(lenticular) 방식, 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식 등이 있으며, 안경을 착용하지 않더라도 입체영상을 볼 수 있다는 장점이 있으나 다수의 인원이 입체영상을 보기에 한계가 있으며, 관찰자의 위치에 따라 입체영상이 제한되는 문제가 있다.
홀로그래픽 방식은 다수의 관찰자가 동시에 볼 수 있으며 보는 위치에 관계없이 입체영상의 관찰이 가능한 장점이 있으나, 장비가 복잡하고 기술 구현이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 최근에는 많은 사람이 함께 입체영상을 볼 수 있으며, 비교적 기술 구현이 용이한 안경식 입체표시방식이 주로 사용되고 있다. 이러한 안경식 입체표시방식은 시간분할방식과 공간분할방식으로 나뉘어지며, 시간분할방식은 셔터안경을 사용하고 공간분할방식은 편광안경을 사용하여 입체영상을 구현한다.
셔터안경 방식은 안경의 구조가 복잡하여 고가이며, 형광등이 켜있는 실내에서 사용할 경우 깜빡거림이 발생하여 어지럼증이 발생할 수 있는 단점이 있다. 또한, 편광안경을 사용하는 공간분할방식은 안경의 구조가 간단하여 가볍고 상대적으로 저렴하여 많은 인원이 입체영상을 즐길 수 있는 장점이 있으나, 표시장치의 화소수 감소로 인해 화질저하 가능성이 있으며, 안경의 양 렌즈에 좌우 영상이 완전하게 분리되지 않고 다른 쪽 영상이 일부 섞일 수 있다는 문제가 있다. 따라서, 제조사에 따라 셔터안경 방식과 편광안경 방식이 혼재하여 개발되고 있는 실정이다.
한편, 편광안경에는 편광필름뿐만 아니라 표시장치로부터 입사되는 영상의 광학적 특성을 조절하는 광학필름이 포함되어 있다. 광학필름은 일반적으로 빛의 위상을 보상하는 보상층을 포함하고 있으며, 보상층은 통상 연신고분자필름을 기재층에 부착하거나 액정층을 코팅하는 방식으로 형성된다. 연신고분자필름은 고분자필름은 일방향으로 연신하여 형성하는 것으로서, 액정층 코팅방식에 비해 필름의 두께가 두꺼워진다는 단점이 있다. 또한, 액정층을 코팅하는 방식은 액정의 배향 방향에 따라 시야각에 제한이 발생되는 문제가 있다.
특히, 입체안경에 사용되는 광학필름의 경우, 관찰자가 다양한 각도에서 입체영상을 보는 경우가 많다. 예를 들어, 누워서 입체영상을 관람하는 경우, 입체안경과 입체영상표시장치 사이의 각도가 변할 수 있으며, 관찰자가 입체안경의 중앙부가 아닌 가장자리 부분을 통하여 입체표시장치를 관찰할 수 있다. 즉, 관찰자가 정해진 각도로 관찰하지 않을 경우, 시야각의 제한이 발생할 수 있으며, 종래의 연신고분자필름이나 액정코팅 방식의 광학필름은 시야각을 보상해줄 수 없었다.
따라서, 입체영상의 품질을 저하시키지 않으면서 광시야각을 갖는 광학필름의 개발이 필요하게 되었다.
이에, 입체영상의 품질을 저하시키지 않으면서 광시야각을 갖는 광학필름의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입체영상을 보기 위해 사용하는 입체안경의 시야각을 향상시켜 사용자가 다양한 위치와 각도에서도 입체 영상을 즐길 수 있도록 하는 광학필름, 그의 제조 방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름은, 제1 기재와, 상기 제1 기재 상에 적층된 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 적층된 제2 기재와, 상기 제2 기재 상에 형성된 하이브리드 액정층을 포함하되, 상기 하이브리드 액정층은 상기 제2 기재 상에 형성되고, 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도를 이루며 상기 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙된 배향막, 상기 배향막 상에 러빙된 방향과 수평방향으로 배향된 수평 배향 액정과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정을 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름은, 제1 기재와, 상기 제1 기재 상에 적층된 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 적층된 제2 기재를 포함하되, 상기 제2 기재는 트리아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 사이클로올레핀폴리머, 사이클로올레핀코폴리머로 형성되며, 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°로 연신된 각도를 갖는다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조 방법은, 편광필름을 연신한 후 그 양면에 제1 기재와 제2 기재를 부착하는 단계와, 상기 제2 기재 상에 배향막 조성물을 도포하고 러빙하거나 상기 제2 기재 상에 직접 러빙하되, 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도로 상기 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙하여 제1 배향막을 형성하는 단계와, 상기 제1 배향막 상에 액정 조성물을 코팅하는 단계와, 상기 액정 조성물에 자외선을 조사하여 1차 경화하는 단계와, 상기 액정 조성물의 상부와 하부에 전계를 형성하여 상기 액정 조성물에 포함된 액정 분자 중 일부를 수직 배향하는 단계와, 상기 액정 분자가 수직 배향된 상태에서 2차 경화하여 하이브리드 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 입체안경은, 우안 렌즈와 좌안 렌즈를 포함하되, 상기 우안 렌즈와 상기 좌안 렌즈는, 제1 기재와, 상기 제1 기재 상에 적층된 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 적층된 제2 기재와, 상기 제2 기재 상에 형성된 하이브리드 액정층을 포함하며, 상기 하이브리드 액정층은 상기 제2 기재 상에 형성되고 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°각도를 이루도록 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙된 배향막, 상기 배향막 상에 러빙된 방향과 수평방향으로 배향된 수평 배향 액정과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정을 포함하는 광학 필름을 각각 포함하고, 상기 우안 렌즈의 하이브리드 액정층과 상기 좌안 렌즈의 하이브리드 액정층의 위상차가 λ/2이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 입체표시장치는, 우안용 영상과 좌안용 영상을 각각 표시하는 표시 패널과, 상기 표시 패널과 중첩되며 상기 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제1 편광 영역과, 상기 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제2 편광 영역을 각각 포함하는 광학 필터와, 상기 우안용 영상을 투과시키는 우안 렌즈와 상기 좌안용 영상을 투과시키는 좌안 렌즈를 포함하는 입체 안경을 포함하되, 상기 우안 렌즈와 상기 좌안 렌즈는, 제1 기재와, 상기 제1 기재 상에 적층된 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 적층된 제2 기재와, 상기 제2 기재 상에 형성된 하이브리드 액정층을 포함하며, 상기 하이브리드 액정층은 상기 제2 기재 상에 형성되고 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도를 이루며 상기 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙된 배향막, 상기 배향막 상에 러빙된 방향과 수평방향으로 배향된 수평 배향 액정과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정을 포함하는 광학 필름을 각각 포함하고, 상기 우안 렌즈의 하이브리드 액정층과 상기 좌안 렌즈의 하이브리드 액정층의 위상차가 λ/2 이다.
본 발명에 따른 광학필름은 하이브리드 액정층을 사용하여 종래의 보상필름에 비하여 두께가 얇으면서 광학적 성능이 우수한 입체안경을 얻을 수 있다.
특히, 입체표시장치에서 관찰 위치에 따른 시야각의 제약을 보상해줄 수 있어 다양한 위치에서 입체 영상을 관찰할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 평면도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조공정에 따른 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 제조공정에 따른 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 제조공정에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체표시장치의 영상표시 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들의 달성 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오직 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
각 구성요소의 배치관계를 설명함에 있어서, 어떤 구성요소의 '상부', '위', '하부', '아래' 등은 주로 도면에 도시된 방향을 기준으로 설명할 것이며, 각 구성요소들 간의 공간적으로 상대적인 관계를 용이하게 기술하기 위해 사용된다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학필름(100)에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광학필름(100)은 3차원 입체안경에 사용되는 것으로서, 입체표시장치(1)에 표시되는 입체영상을 좌안용 영상과 우안용 영상을 정확하게 분리하여 관찰자에게 제공할 수 있다. 광학필름(100)을 단독으로 사용하거나 광학필름(100)에 별도의 기능필름 또는 기능층을 제1 기재(110)의 상부 또는 하부, 제2 기재(130)의 상부 또는 하부에 추가하여 3차원 입체안경을 구현할 수 있다. 여기서, 기능필름 또는 기능층이라 함은, 위상차 보상필름 또는 위상차 보상층, 보호필름 또는 보호층, 반사방지필름 또는 반사방지층, 하드코트필름 또는 하드코트층, 고분자필름 등과 같이 3차원 입체안경의 기능을 보완하기 위한 광학적 특성을 갖는 모든 필름 및 층을 말한다.
광학필름(100)의 구체적인 구조에 대하여 설명하면, 광학필름(100)은 제1 기재(110), 편광필름(120), 제2 기재(130), 배향막(140) 및 하이브리드 액정층(150)이 순차적으로 적층되어 있다.
제1 기재(110)와 제2 기재(130)는 편광필름(120)을 사이에 두고 배치되며, 광학필름(100)을 지지하는 구조체 역할을 한다. 제1 기재(110)와 제2 기재(130)는 트리아세틸 셀루로오스(triacetyl cellulose, TAC) 필름일 수 있다. 또한, 제1 기재(110)와 제2 기재(130)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 폴리머(polyethylene terephthalate polymer), 나프탈레이트계 폴리머(polyethylene naphthalate polymer), 폴리에스테르계 폴리머(polyester polymer), 폴리에틸렌계 폴리머(polyethylene polymer), 폴리프로필렌계 폴리머(polypropylene polymer), 폴리 염화 비닐리덴계 폴리머(polyvinylidene chloride polymer), 폴리비닐 알코올계 폴리머(polyvinyl alcohol polymer), 폴리에틸렌 비닐 알코올계 폴리머(polyethylene vinyl alcohol polymer), 폴리스티렌계 폴리머(polystyrene polymer), 폴리카보네이트계 폴리머(polycarbonate polymer), 노르보르넨계 폴리머(norbornene polymer), 폴리 메틸펜텐계 폴리머(poly methyl pentene polymer), 폴리 에테르 케톤계 폴리머(polyether ketone polymer), 폴리 에테르 술폰계 폴리머(polyether sulfone polymer), 폴리 설폰계 폴리머(polysulfone polymer), 폴리 에테르 케톤 이미드계 폴리머(polyether ketone imide polymer), 폴리아미드계 폴리머(polyamide polymer), 폴리 메타크릴레이트계 폴리머(polymethacrylate polymer), 폴리아크릴레이트계 폴리머(polyacrylate polymer), 폴리아릴레이트계 폴리머(polyarylate polymer) 및 불소계 폴리머(fluoropolymer polymer) 중 하나로 형성될 수 있다.
제1 기재(110)의 상부에는 편광필름(120)이 적층된다. 편광필름(120)은 흡수축에 수직인 성분의 빛을 투과시키는 특성을 가지며, 편광자인 요오드를 흡수한 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol:PVA)을 연신하여 형성한다.
편광필름(120) 상에는 제2 기재(130)가 적층된다. 즉, 편광필름(120)은 제1 기재(110)와 제2 기재(130)가 양면에 부착되어 지지되고 보호되는 구조를 갖는다. 제1 기재(110)와 제2 기재(130)는 편광필름(120)을 충분히 지지할 수 있도록 10 ~ 1000㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 편광필름(120)은 5 ~ 100㎛의 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 편광필름(120)이 30㎛일 경우, 제1 기재(110)와 제2 기재(130)는 각각 80㎛의 필름을 사용할 수 있다.
한편, 제2 기재(130)는 트리아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 사이클로올레핀폴리머, 사이클로올레핀코폴리머로 형성될 수 있으며, 편광필름(120)의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도로 연신되어 형성될 수 있다. 즉, 제2 기재(130)를 연신 고분자 필름으로 형성하여 편광필름(120)을 지지하는 역할과 동시에 위상차 필름의 역할을 할 수 있다. 이 경우, 하이브리드 액정층(150)을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 제2 기재(130)는 1 ~ 1000㎛의 두께로 형성될 수 있다.
한편, 제2 기재(130) 상에는 폴리이미드 또는 폴리비닐 알코올 등의 배향제가 도포되어 배향막(140)이 형성된다. 배향막(140)은 액정분자가 수평방향으로 배향될 수 있도록 일방향으로 러빙된다.
배향막(140) 상에는 하이브리드 액정층(150)이 형성된다. 하이브리드 액정층(150)은 편광필름(120)인 폴리비닐알코올의 연신방향에 대해 45°또는 -45°로 러빙된 배향막(140) 상에 제2기재(130)의 표면과 수평 방향으로 배향된 수평 배향 액정(151)과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정(152)을 포함한다. 배향막(140)은 제2 기재(130) 상에 배향막 조성물을 코팅하고 러빙하여 형성할 수 있으나, 이에 한정할 것은 아니고 제2 기재(130)의 표면에 직접 일방향으로 러빙처리하여 형성할 수 있다. 즉, 배향막(140)은 제2 기재(130)와 다른 물질의 층으로 이루어진 것뿐 것 아니라 제2 기재(130)의 표면이 직접 러빙되어 액정 분자를 배향할 수 있는 구조가 형성된 것도 배향막(140)이라 할 수 있다.
하이브리드 액정층(150)은 수평 배향 액정(151) 사이에 수직 배향 액정(152)이 일부 혼재된 형태로서, 원편광된 빛의 위상차와 시야각을 보상해주는 역할을 한다. 하이브리드 액정층(150)은 위상차를 보상해 주는 역할을 하는 수평 배향 액정(151)이 85 ~ 95% 정도(중량 또는 부피 기준)를 차지하고 있으며, 시야각을 보상해 주는 역할을 하는 수직 배향 액정(152)이 5 ~ 15% 정도 차지하고 있다. 즉, 하이브리드 액정층(150)의 주 역할은 위상차를 보상해주는 것으로서, 이러한 기능에 충실하도록 수평 배향 액정(151)이 대부분을 차지하게 된다.
한편, 하이브리드 액정층(150)은 수평 배향 액정(151)과 수직 배향 액정(152) 이외에 0 ~ 90°의 각도(수평과 수직 사이의 각도)로 틸트된 액정이 포함될 수 있다. 이와 같이 0 ~ 90°의 각도로 틸트된 액정분자는 시야각 보상에 도움을 줄 수 있으나, 하이브리드 액정층(150) 내에서 비율이 너무 높으면 3차원 입체 안경에 사용시 크로스토크가 발생할 가능성이 있어 5 ~ 10%를 넘지 않도록 조절하는 것이 바람직하다.
하이브리드 액정층(150)은 0.1 ~ 20㎛의 두께로 형성할 수 있으며, 이는 연신고분자필름을 사용했을 때에 비해 두께가 1/10 이하로 줄어들 수 있다.
이러한 하이브리드 액정층(150)의 상부 또는 제1기재(110)의 최외곽면에는 보호필름(170)이 부착된다. 보호필름(170)은 광학필름(100)을 보호하기 위하여 최외각층에 부착된다. 보호필름(170)은 폴리카보네이트 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름; 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름 등을 사용할 수 있다. 보호필름은 입체영상을 관람할 경우 또는 광학필름을 제조하는 과정에서 필요에 따라 제거할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학필름(100a)에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 광학필름(100a)은 하이브리드 액정층(150)을 제외하면 나머지 구성요소는 실질적으로 전술한 제1 실시예의 광학필름(100a)과 동일하다. 따라서, 하이브리드 액정층(150)을 제외한 나머지 구성요소의 설명은 생략한다.
하이브리드 액정층(150)은 수평 배향 액정(151)만이 존재하는 제1 영역(A1)과, 수평 배향 액정(151)과 수직 배향 액정(152)이 혼재되어 있는 제2 영역(A2)을 포함한다. 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 광학필름(100a)의 면을 구획하여 설정한 영역으로서, 광학필름(100a)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 이루어진다.
제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)에 관하여 구체적으로 설명하면, 하이브리드 액정층(150)의 제1 영역(A1)은 위상차를 보상하기 위한 영역이고, 제2 영역(A2)은 위상차의 보상과 함께 시야각 보상을 위한 영역이다.
광학필터(15)가 3차원 입체안경으로 사용될 때, 어떤 영역은 시야각에 영향을 거의 받지 않는 부분이 있고, 어떤 영역은 시야각의 보정이 필요한 부분이 있다. 이러한 경우, 광학필터(15) 중 시야각에 문제가 없는 영역을 제1 영역(A1)으로 설정하고, 시야각에 대한 보상이 필요한 영역을 제2 영역(A2)으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 외곽에 위치하거나, 광학필터(15)의 가장자리 영역에 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 동심원을 이루고 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 외측에 위치할 수 있다. 또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 스트라이프 형상으로 배치될 수 있다.
한편, 제2 영역(A2)에는 수평 배향 액정(151)이 85 ~ 95%이고, 수직 배향 액정(152)이 5 ~ 15%로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 영역(A2)의 수평 배향 액정(151)의 비율이 85% 이하일 경우 위상차 보상 효과가 줄어들고, 수평 배향 액정(151)이 95%를 초과하게 되면 시야각 보상 효과가 줄어들게 된다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학필름(100b)에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 광학필름(100b)은 제1 액정층(150a)과 제2 액정층(160)을 포함하는 하이브리드 액정층을 포함하며, 하이브리드 액정층의 상부에 하드코트층(181)과 저굴절율층(182)이 추가로 적층된다. 즉, 제1 액정층(150a)과 제2 액정층(160)이 중첩되어 하이브리드 액정층을 형성한다.
제1 기재(110), 편광필름(120) 및 제2 기재(130)가 순차적으로 적층된 구조는 전술한 실시예와 실질적으로도 동일하다. 제2 기재(130) 상에는 제1 배향막(140)이 도포되며, 제1 배향막(140)은 일방향으로 러빙된다. 또한 제2 기재(130) 상에 직접 일방향으로 러빙처리함으로써 배향막을 형성시킬 수 있다.
제1 배향막(140) 상에는 수평 배향 액정(151)을 포함하는 제1 액정층(150a)이 형성된다 제1 액정층(150a)은 위상차 보상을 위한 액정층으로서, 수평 배향 액정(151)만으로 구성된다. 즉, 제1 배향막(140)이 수평 방향으로 러빙되며, 제1 액정층(150a)은 별도의 처리 없이 제1 배향막(140)의 러빙 방향을 따라 수평 배향된다. 여기서 제1 배향막(140)은 생략될 수 있으며, 제2 기재(130)의 표면은 일방향으로 러빙되고, 제2 기재(130) 상에는 제1 액정층(150a)이 형성될 수 있다.
제1 액정층(150a)의 상부에는 제2 배향막(141)이 형성되고, 제2 배향막(141) 상에는 수직 배향 액정(152)을 포함하는 제2 액정층(160)이 형성된다. 여기서, 제2 배향막(141)은 생략될 수도 있다. 즉, 제1 액정층(150a) 상에 액정 조성물을 도포하고 수직 배향하고 경화시켜 제2 액정층(160)을 형성할 수 있다. 제1 액정층(150a) 및 제2 액정층(160)을 포함하는 하이브리드 액정층의 제조 공정은 구체적으로 후술한다.
한편, 하이브리드 액정층은 전술한 바와 같이, 수평 배향 액정(151)이 85 ~ 95%이고, 수직 배향 액정(152)이 5 ~ 15%로 구성될 수 있도록 제1 액정층(150a)과 제2 액정층(160)의 비율을 조절할 수 있다. 즉, 하이브리드 액정층은 두께 기준으로 제1 액정층(150a)이 85 ~ 95%이고, 제2 액정층(160)이 5 ~ 15%가 되도록 형성한다. 예를 들어, 제1 액정층(150a)은 0.1 내지 20㎛이고, 제2 액정층(160)은 2㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다.
제1 액정층(150a)과 제2 액정층(160)은 제2 기재(130) 상에 제1 액정층(150a)과 제2 액정층(160)의 순서로 적층될 수도 있으나, 반드시 이에 한정될 것은 아니고 제2 기재(130) 상에 제2 액정층(160)이 먼저 적층되고 그 상부에 제1 액정층(150a)이 형성될 수도 있다.
제2 액정층(160)의 상부에는 반사방지층을 구성하는 하드코트층(181)과 저굴절율층(182)이 순차적으로 적층된다. 하드코트층(181)은 전리방사선 경화성 수지와, 5 ~ 15 중량%의 도전성 금속 산화물을 함유할 수 있다.
전리방사선 경화성 수지는 비닐기, (메타)아크릴로일기, 에폭시기, 옥세타닐기 등을 가지는 모노머, 프리 폴리머, 폴리머 중 적어도 하나를 포함하여 사용할 수 있다. 또한, 도전선 금속 산화물로는 안티몬-주석산화물(ATO), 인듐-주석산화물(ITO), 인-주석산화물(PTO), 산화 아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 안티몬산 아연(ZnSb2O6), 5 산화안티몬(Sb2O5) 등을 사용할 수 있다.
또한, 저굴절율층(182)은 굴절율이 하드코트층(181)의 굴절율보다 낮게 형성하여 반사방지기능을 향상시킬 수 있다. 저굴절율층(182)은 내부에 공극을 갖는 실리카 또는 불화 마그네슘 등의 저굴절율 무기미립자, 바인더, 용매 등을 함유할 수 있다. 이에 더하여 중합 개시제나 각종 첨가제가 필요에 따라 첨가될 수 있다.
바인더로서는 예를 들어, 비닐기, (메타)아크릴로일기, 에폭시기, 옥세타닐기 등을 가지는 모노머, 프리 폴리머, 폴리머로 이루어지는 전리반사선 경화성 수지인 유기 바인더나, 실리카졸 등의 열경화형 바인더인 무기 바인더가 사용될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학필름(100c)에 대하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 광학필름(100c)은 제2 액정층(160)이 수평 배향 액정(151)을 포함하는 제1 영역(A1)과 수직 배향 액정(152)을 포함하는 제2 영역(A2)으로 구분된 것을 제외하면 나머지 구성요소는 실질적으로 전술한 제3 실시예의 광학필름(100c)과 동일하다. 따라서, 제2 액정층(160)을 제외한 나머지 구성요소의 설명은 생략한다.
제2 액정층(160)은 제1 액정층(150a)의 상부에 배치되며, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 구분된다. 제1 영역(A1)은 수평 배향 액정(151)만이 존재하는 영역이며, 제2 영역(A2)은 수직 배향 액정(152)만이 존재하는 영역이다. 다만, 제2 영역(A2)은 반드시 수직 배향 액정(152)만 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 액정층은 두께 기준으로 제1 액정층(150a)이 85 ~ 95%이고, 제2 액정층(160)이 5 ~ 15%가 되도록 형성되는 것이 바람직하나, 제2 액정층(160)이 하이브리드 액정층의 10% 이상이 되는 경우, 수직 배향 액정(152)과 수평 배향 액정(151)이 혼재되어 분포될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 영역(A1)은 위상차 보상 영역이 되며, 제2 영역(A2)은 위상차 보상과 함께 시야각 보상을 할 수 있는 영역이 된다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제1 영역과 제2 영역은 다양하게 배치될 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 평면도이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 광학필름(100a)의 면에 동심원을 이루도록 배치된다. 광학필름(100a)이 3차원 입체안경에 사용될 경우, 상대적으로 시야각의 제한이 적은 중앙 부분에 제1 영역(A1)을 형성하고, 제1 영역(A1)의 외각부분에 제2 영역(A2)을 형성할 수 있다. 제1 영역(A1)을 원형으로 형성한 것은 예시적인 것에 불과하며, 제1 영역(A1)의 형상이 반드시 원형일 필요는 없다. 즉, 광학필름(100a)의 중앙부 영역에 제1 영역(A1)을 배치하고 가장자리 부분에 제2 영역(A2)을 배치하면 제1 영역(A1)이 사각형 또는 임의의 형상으로 형성될 수 있을 것이다.
도 5b를 참조하면, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 스트라이프 형상으로 배치된다. 광학필름(100a')을 직선 형태로 분할하여 가운데 부분을 제1 영역(A1)으로 형성하고 가장자리 부분을 제2 영역(A2)으로 배치할 수 있다. 도 5b에는 가로 방향으로 분할한 광학시트를 예로써 설명하였으나, 이에 한정할 것은 아니고 세로 방향으로 분할될 수도 있으며, 제1 영역(A1)이 제2 영역(A2)의 외각부분에 존재할 수도 있다. 즉, 도 5a와 도 5b에 도시된 배치형상을 예시적인 것에 불과한 것으로서, 다양한 형상으로 변형이 가능할 것이다.
이하, 도 1, 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다. 도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 제조공정에 따른 단면도들이다.
먼저 도 6a를 참조하면, 편광필름(120)을 연신한 후, 편광필름(120)의 양면에 제1 기재(110)와 제2 기재(130)를 부착한다. 제1 기재(110)와 제2 기재(130)는 전술한 바와 같이 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름일 수 있으며, 편광필름(120)은 요오드로 처리한 폴리비닐 알코올(PVA)을 연신하여 형성한다.
편광필름(120)은 폴리비닐 알코올(PVA) 필름을 연신시킨 후, 요오드수용액에 함침시켜 형성한다. 요오드 성분이 PVA 필름의 연신방향으로 표면에 흡착되면 PVA 필름이 암녹색 형태로 착색되어 편광필름(120)이 완성된다. 이러한 편광필름(120)의 양면에 제1 기재(110)와 제2 기재(130)를 합착하여, 편광필름(120)의 지지체를 형성한다. 다만, 제1 기재(110), 편광필름(120) 및 제2 기재(130)의 제조 공정 및 합착방식은 본 명세서 상에 기술한 방법 이외에 다양한 방법으로 제조할 수 있을 것이다.
이어서 도 6b를 참조하면, 제2 기재(130) 상에 배향막 조성물을 도포하고 수평 방향으로 러빙하여 배향막(140)을 형성한다.
제2 기재(130) 상에 배향막 조성물을 균일한 두께로 코팅한다. 배향막 조성물은 스핀코팅, 그라비어 코팅, 딥코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅 방법 등으로 코팅될 수 있으며, 배향막 조성물이 코팅된 후, 건조시켜 용매를 제거한다. 용매은 배향막 조성물이 균일하게 퍼질 수 있도록 예비 건조를 한 후에 완전히 경화시킬 수 있다. 배향막 조성물에 광개시제가 포함될 경우 자외선 등을 이용한 광경화 방식을 사용할 수 있다.
한편, 경화과정을 거친 배향막(140) 위에 러빙포를 이용하여 러빙 공정을 수행하여 소정의 방향으로 배향된 배향막(140)을 완성한다.
이어서 도 6c를 참조하면, 배향막(140) 상에 액정 조성물을 코팅하고 자외선을 조사하여 1차 경화시킨다.
구체적으로 설명하면, 배향막(140) 상에 액정 조성물을 코팅한다. 코팅 방법은 배향막의 코팅방법과 같이 스핀코팅, 그라비어 코팅, 딥코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅 방법을 이용할 수 있다. 액정 조성물은 위상차의 보상을 적절히 할 수 있도록 0.1 ~20㎛의 두께로 코팅하는 것이 바람직하다.
액정 조성물을 코팅한 후, 건조시켜 용매를 제거한다. 액정 조성물은 실온에서 건조되거나 오븐 또는 가열판을 이용하여 가열 건조할 수 있고, 또는 적외선등을 이용하여 건조할 수 있다.
액정 조성물이 건조된 후, 수평 배향된 액정층을 중합하여 1차 경화시킨다. 1차 경화는 액정 조성물을 완전히 경화시키는 단계가 아니고, 액정 조성물에 포함된 일부 액정이 외부의 전계에 의해서 움직일 수 있을 정도로 반경화시키는 것을 말한다.
액정 조성물에 자외선(UV)을 조사하여 1차 경화시킴으로써, 수평 배향된 액정 분자들은 대부분 방향이 고정된다.
이어서 도 6d를 참조하면, 1차 경화된 액정 조성물의 상부 및 하부에 전계를 형성하여 액정 조성물에 포함된 일부 액정 분자를 수직 배향시킨다.
액정층(150)의 상부와 하부에 각각 전극(191, 192)을 배치하고 전원을 인가하여 전계를 형성하면 수평 배향된 액정 중 일부가 수직 방향으로 회전하게 된다. 수직 방향으로 전환하는 수직 배향 액정(152)은 액정층(150)의 전반에 걸쳐 균일하게 발생하도록 한다. 즉, 액정층(150)을 균일하게 1차 경화시킬 경우, 액정층(150)의 전반에 걸쳐 균일하게 수직 배향 액정(152)이 발생된다. 액정층(150)의 1차 경화 정도를 고려하여 전계의 세기와 시간을 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이, 수평 배향 액정(151)이 85 ~ 95% 정도이고, 수직 배향 액정(152)이 5 ~ 15%를 차지하도록 조절하는 것이 바람직하다.
이어서 도 6e를 참조하면, 1차 경화된 액정층(150)에 전계를 가하여 일부 액정 분자가 수직 배향된 상태에서 2차 경화하여 액정층(150)을 완전히 경화시킨다.
2차 경화는 자외선을 조사하는 방식으로 수행될 수 있으며, 2차 경화가 끝나면 액정층(150) 내부의 액정 분자는 완전히 고정된다.
마지막으로, 도 1을 참조하면, 액정층(150) 상부에 보호필름(170) 등을 적층하여 광학필름(100)을 완성한다.
이하, 도 2 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 제조 방법에 관하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 제조공정에 따른 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 제조 방법은 제1 영역과 제2 영역으로 구분된 하이브리드 액정층을 포함하는 광학필름의 제조 방법에 관한 것이다.
먼저 도 6a 내지 도 6c 과정은 전술한 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 도 6c의 결과물의 상부와 하부에 각각 전극(191, 192)을 배치한다. 이때, 액정층(150)의 상부에는 제2 영역(A2)에만 중첩되는 전극(192)이 배치되어 제1 영역(A1)에는 전계가 형성되지 않도록 한다.
결과적으로, 제1 영역(A1)에는 수평 배향 액정(151)만이 존재하게 되고, 제2 영역(A2)에는 수평 배향 액정(151)과 수직 배향 액정(152)이 혼재하게 된다. 제2 영역(A2)에만 중첩되는 전극은 중앙부가 관통된 전극 또는 스트라이프 전극 등 다양한 형상의 전극이 이용될 수 있다.
이어서, 액정층(150)에 자외선을 조사하여 2차 경화시키면 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 구분된 하이브리드 액정층이 완성되고, 하이브리드 액정층에 보호필름(170)이 부착되면 도 2의 광학필름(100)이 완성된다.
이하, 도 3, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 제조 공정에 관하여 상세히 설명한다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 광학필름의 제조공정에 따른 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 제조 방법은 제1 액정층과 제2 액정층을 포함하는 광학필름의 제조 방법에 관한 것이다.
도 8a를 참조하면, 도 6b의 결과물에 액정 조성물을 코팅하고 자외선을 조사하여 1차 경화시킨다. 즉, 액정 조성물을 코팅한 후, 건조시켜 용매를 제거한다. 액정 조성물은 실온에서 건조되거나 오븐 또는 가열판을 이용하여 가열 건조할 수 있고, 또는 적외선등을 이용하여 건조할 수 있다.
액정 조성물이 건조된 후, 수평 배향된 액정층을 중합하여 1차 경화시킨다. 다만, 1차 경화는 이전 실시예에서와 같이 반경화 상태가 아닌 완전경화를 의미하며, 1차 경화가 완료된 후에는 제1 액정층(150)에 수평 배향 액정(151)만이 존재하게 된다.
이어서, 도 8b를 참조하면, 제1 액정층(150) 상에 제2 배향막(140)을 코팅하고 수직 배향하여 제2 액정층(160)을 형성한다.
제2 액정층(160)은 수직 배향 액정(152)만을 포함하는 액정층으로서, 수직 배향된 제2 배향막(140)에 의해 수직 배향될 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서와 같이 전계를 형성하여 액정 분자를 수직 배향할 수도 있을 것이다.
그리고, 제2 액정층에 하드코트층(181)과 저굴절율층(182)을 형성하여 도 3의 광학필름(100)을 완성한다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 입체표시장치에 관하여 상세히 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체표시장치의 영상표시 과정을 설명하기 위한 도면이다.
입체표시장치(1)는 크게 입체 영상을 표시하는 표시패널(10)과, 표시패널(10)에서 표시하는 입체 영상을 좌안용 영상과 우안용 영상으로 분리하는 입체안경(20)을 포함한다.
표시패널(10)은 관찰자가 입체감을 느낄 수 있도록 좌안용 영상과 우안용 영상을 생성하여 표시하는 장치이며, 백라이트(11), 제1 편광판(12), 표시소자(13), 제2 편광판(14) 및 광학필터(15)를 포함한다.
표시패널(10)은 액정분자의 동작에 의해 영상을 표시하는 액정표시소자를 표시소자(13)로 사용할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 액정표시소자는 수동발광소자이므로 표시소자(13)에 빛을 제공하는 백라이트(11)가 후방에 배치되며, 전방에는 좌안용 픽셀(L)과 우안용 픽셀(R)로 구분되어 있는 표시소자(13)가 배치되어 있다.
표시소자(13)의 양면에는 제1 편광판(12)과 제2 편광판(14)이 각각 배치되어 있으며, 제1 편광판(12)과 제2 편광판(14)은 흡수축이 서로 수직을 이루도록 배치된다. 즉, 제1 편광판(12)이 흡수축이 수평 방향일 경우, 제2 편광판(14)의 흡수축은 수직 방향이 되도록 배치한다.
한편, 제2 편광판(14)의 전면에는 광학필터(15)가 배치되어 있다. 광학필터(15)는 표시소자(13)에서 출사되는 좌안용 영상과 우안용 영상에 각각 다른 방향으로 편광시키는 역할을 한다. 즉, 광학필터(15)는 표시소자(13)의 좌안용 픽셀(L)과 우안용 픽셀(R)에 각각 중첩되는 영역이 서로 다른 편광 특성을 갖도록 패턴화되어 있다. 따라서, 좌안용 픽셀(L)을 통해 출사되는 좌안용 영상은 예를 들어, 반시계 방향으로 원편광시키고, 우안용 픽셀(R)을 통해 출사되는 우안용 영상은 예를 들어, 시계 방향으로 원편광시킬 수 있다.
표시패널(10)에서 출사하는 좌안용 영상과 우안용 영상은 각각 서로 다른 방향으로 원편광된 광으로 출사될 수 있다.
한편, 관찰자는 입체안경(20)을 통하여 표시패널(10)에서 출사하는 좌안용 영상과 우안용 영상을 관찰하게 된다. 입체안경(20)은 전술한 바와 같이, 편광필름(120)과 하이브리드 액정층(150)을 포함하는 광학필름(100)을 포함한다.
입체안경(20)은 좌안 렌즈와 우안 렌즈를 각각 포함하고, 좌안 렌즈와 우안 렌즈에 포함된 광학필름은 하이브리드 액정층(150)의 위상차가 λ/2가 되도록 한다. 즉, 좌안 렌즈의 하이브리드 액정층(150)의 위상차값이 λ/4이면, 우안 렌즈의 하이브리드 액정층(150)의 위상차값이 3λ/4일 수 있다.
또한, 좌안 렌즈와 우안 렌즈의 하이브리드 액정층(150)은 배향 방향이 서로 90°만큼 차이가 난다. 예를 들어, 좌안 렌즈의 하이브리드 액정층(150)의 배향 방향이 135°이면, 우안 렌즈의 하이브리드 액정층(150)의 배향 방향이 45°일 수 있다. 입체안경(20)에 포함된 편광필름(120)은 투과축이 동일하게 수평 방향일 수 있다.
입체표시장치(1)의 작동 과정을 설명한다.
표시패널(10)은 각각 서로 다른 방향으로 원편광된 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 출사한다. 이때, 좌안용 영상과 우안용 영상은 입체안경(20)의 좌안 렌즈와 우안 렌즈를 통해 입사된다. 좌안 렌즈를 통해 입사된 좌안용 영상과 우안용 영상은 좌안 렌즈의 하이브리드 액정층(150)에 의해 선편광 영상으로 변환된다. 이때, 좌안용 영상은 편광필름(120)의 투과축과 방향이 일치하는 선편광으로 변환되고, 우안용 영상은 편광필름(120)의 투과축과 직각 방향의 선편광으로 변환된다. 따라서, 좌안 렌즈를 통해 입사된 영상 중 좌안 영상만이 편광필름(120)을 통과하게 된다.
반면에, 우안 렌즈를 통해 입사된 좌안용 영상과 우안용 영상은 우안 렌즈의 하이브리드 액정층(150)에 의해 선편광 연상으로 변환된다. 이때, 좌안용 영상은 편광필름(120)의 투과축과 직각 방향의 선편광으로 변환되고, 우안용 영상은 편광필름(120)의 투과축과 일치하는 선편광으로 변환된다. 따라서, 우안 렌즈를 통해 입사된 영상 중 우안 영상만이 편광필름(120)을 통과하게 된다.
이와 같은 과정을 통하여 관찰자는 좌안과 우안을 통하여 각각 좌안용 영상과 우안용 영상을 보게 되어 입체감을 느끼게 된다.
1: 입체표시장치 10: 표시패널
11: 백라이트 12: 제1 편광판
13: 표시소자 14: 제2 편광판
15: 광학필터 20: 입체안경
100: 광학필름 110: 제1 기재
120: 편광필름 130: 제2 기재
140: 배향막 150: 하이브리드 액정층
160: 제2 액정층 170: 보호필름

Claims (17)

  1. 제1 기재;
    상기 제1 기재 상에 적층된 편광 필름;
    상기 편광 필름 상에 적층된 제2 기재; 및
    상기 제2 기재 상에 형성된 하이브리드 액정층을 포함하되,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 제2 기재 상에 형성되고, 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도를 이루며 상기 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙된 배향막과, 상기 배향막 상에 러빙된 방향과 수평방향으로 배향된 수평 배향 액정과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정을 포함하고,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 수평 배향 액정을 포함하는 제1 액정층과, 상기 제1 액정층과 중첩되며 상기 수직 배향 액정을 포함하는 제2 액정층을 포함하는 광학 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배향막은 상기 제2 기재의 표면을 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도로 직접 러빙하여 형성한 것인 광학필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 수평 배향 액정이 85 ~ 95%이고, 상기 수직 배향 액정이 5 ~ 15%인 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 수평 배향 액정만이 존재하는 제1 영역과, 상기 수평 배향 액정과 상기 수직 배향 액정이 혼재되어 있는 제2 영역을 포함하는 광학 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 동심원을 이루되 상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 외측에 위치하는 광학 필름.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 스트라이프 형상으로 배치된 광학 필름.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 수평 배향 액정을 포함하는 제1 액정층과, 상기 제1 액정층과 중첩되며 상기 수평 배향 액정만이 존재하는 제1 영역과 상기 수직 배향 액정만이 존재하는 제2 영역을 포함하는 제2 액정층을 포함하는 광학 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 액정층은 0.1 내지 20㎛의 두께로 형성되고 상기 제2 액정층은 2㎛ 이하의 두께로 형성되는 광학 필름.
  10. 삭제
  11. 편광필름을 연신한 후, 그 양면에 제1 기재와 제2 기재를 부착하는 단계;
    상기 제2 기재 상에 배향막 조성물을 도포하고 러빙하거나 상기 제2 기재 상에 직접 러빙하되, 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도로 상기 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙하여 제1 배향막을 형성하는 단계;
    상기 제1 배향막 상에 액정 조성물을 코팅하는 단계;
    상기 액정 조성물에 자외선을 조사하여 1차 경화하는 단계;
    상기 액정 조성물의 상부와 하부에 전계를 형성하여 상기 액정 조성물에 포함된 액정 분자 중 일부를 수직 배향하는 단계; 및
    상기 액정 분자가 수직 배향된 상태에서 2차 경화하여 하이브리드 액정층을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 하이브리드 액정층은 수평 배향 액정만이 존재하는 제1 액정층과, 상기 제1 액정층에 중첩되며 수직 배향 액정을 포함하는 제2 액정층을 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하이브리드 액정층은 수평 배향 액정만이 존재하는 제1 영역과, 수직 배향 액정이 포함된 제2 영역을 포함하고,
    상기 액정 분자 중 일부를 수직 배향하는 단계는 상기 제2 영역에만 전계를 형성하는 광학 필름의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 우안 렌즈와 좌안 렌즈를 포함하되,
    상기 우안 렌즈와 상기 좌안 렌즈는,
    제1 기재;
    상기 제1 기재 상에 적층된 편광 필름;
    상기 편광 필름 상에 적층된 제2 기재; 및
    상기 제2 기재 상에 형성된 하이브리드 액정층을 포함하며,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 제2 기재 상에 형성되고 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도를 이루며 상기 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙된 배향막, 상기 배향막 상에 러빙된 방향과 수평방향으로 배향된 수평 배향 액정과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정을 포함하는 광학 필름을 각각 포함하고,
    상기 우안 렌즈의 하이브리드 액정층과 상기 좌안 렌즈의 하이브리드 액정층의 위상차가 λ/2이고,
    상기 하이브리드 액정층은 수평 배향 액정만이 존재하는 제1 액정층과, 상기 제1 액정층에 중첩되며 수직 배향 액정을 포함하는 제2 액정층을 포함하는 입체 안경.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 수평 배향 액정이 85~95%이고, 상기 수직 배향 액정이 5~15%인 입체안경.
  16. 삭제
  17. 우안용 영상과 좌안용 영상을 각각 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널과 중첩되며 상기 우안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제1 편광 영역과, 상기 좌안용 영상의 편광 상태를 조절하는 제2 편광 영역을 각각 포함하는 광학 필터;
    상기 우안용 영상을 투과시키는 우안 렌즈와 상기 좌안용 영상을 투과시키는 좌안 렌즈를 포함하는 입체 안경을 포함하되,
    상기 우안 렌즈와 상기 좌안 렌즈는,
    제1 기재;
    상기 제1 기재 상에 적층된 편광 필름;
    상기 편광 필름 상에 적층된 제2 기재; 및
    상기 제2 기재 상에 형성된 하이브리드 액정층을 포함하며,
    상기 하이브리드 액정층은 상기 제2 기재 상에 형성되고 상기 편광필름의 연신방향과 45°또는 -45°의 각도를 이루며 상기 제2 기재의 표면과 수평 방향으로 러빙된 배향막, 상기 배향막 상에 러빙된 방향과 수평방향으로 배향된 수평 배향 액정과 수직 방향으로 배향된 수직 배향 액정을 포함하는 광학 필름을 각각 포함하고,
    상기 우안 렌즈의 하이브리드 액정층과 상기 좌안 렌즈의 하이브리드 액정층의 위상차가 λ/2고,
    상기 하이브리드 액정층은 수평 배향 액정만이 존재하는 제1 액정층과, 상기 제1 액정층에 중첩되며 수직 배향 액정을 포함하는 제2 액정층을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
KR1020110072172A 2011-07-20 2011-07-20 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치 KR101328109B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110072172A KR101328109B1 (ko) 2011-07-20 2011-07-20 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치
PCT/KR2012/005755 WO2013012259A2 (en) 2011-07-20 2012-07-19 Optical film, method of producing the same, stereoscopic glasses and stereoscopic display having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110072172A KR101328109B1 (ko) 2011-07-20 2011-07-20 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130011195A KR20130011195A (ko) 2013-01-30
KR101328109B1 true KR101328109B1 (ko) 2013-11-13

Family

ID=47558617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110072172A KR101328109B1 (ko) 2011-07-20 2011-07-20 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101328109B1 (ko)
WO (1) WO2013012259A2 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190056627A1 (en) * 2016-08-31 2019-02-21 Lg Chem, Ltd. Method for manufacturing of multi-layer liquid crystal film
KR20190090580A (ko) * 2018-01-25 2019-08-02 주식회사 엘지화학 다층 액정 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법
US11347109B2 (en) * 2018-01-25 2022-05-31 Lg Chem, Ltd. Multilayer liquid crystal film, polarizing plate and method for preparing polarizing plate

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10409079B2 (en) 2014-01-06 2019-09-10 Avegant Corp. Apparatus, system, and method for displaying an image using a plate
US10303242B2 (en) 2014-01-06 2019-05-28 Avegant Corp. Media chair apparatus, system, and method
US9823474B2 (en) 2015-04-02 2017-11-21 Avegant Corp. System, apparatus, and method for displaying an image with a wider field of view
US9995857B2 (en) 2015-04-03 2018-06-12 Avegant Corp. System, apparatus, and method for displaying an image using focal modulation
KR102466770B1 (ko) * 2019-07-23 2022-11-14 주식회사 엘지화학 광학 적층체

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100484417B1 (ko) 2004-04-02 2005-04-22 (주)애드뷰 광위상변조판의 구조 및 제조 방법
KR20100096216A (ko) * 2008-03-31 2010-09-01 도판 인사츠 가부시키가이샤 위상차판, 그의 제조 방법 및 액정 표시 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101373425B1 (ko) * 2005-08-30 2014-03-13 엘지디스플레이 주식회사 위상차 보상 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 액정표시 장치
KR101360715B1 (ko) * 2006-03-29 2014-02-07 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 필름 및 필름의 제조 방법, 그리고 그 이용

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100484417B1 (ko) 2004-04-02 2005-04-22 (주)애드뷰 광위상변조판의 구조 및 제조 방법
KR20100096216A (ko) * 2008-03-31 2010-09-01 도판 인사츠 가부시키가이샤 위상차판, 그의 제조 방법 및 액정 표시 장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190056627A1 (en) * 2016-08-31 2019-02-21 Lg Chem, Ltd. Method for manufacturing of multi-layer liquid crystal film
US11169417B2 (en) * 2016-08-31 2021-11-09 Lg Chem, Ltd. Method for manufacturing of multi-layer liquid crystal film
KR20190090580A (ko) * 2018-01-25 2019-08-02 주식회사 엘지화학 다층 액정 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법
KR102280864B1 (ko) 2018-01-25 2021-07-22 주식회사 엘지화학 다층 액정 필름, 편광판 및 편광판의 제조방법
US11347109B2 (en) * 2018-01-25 2022-05-31 Lg Chem, Ltd. Multilayer liquid crystal film, polarizing plate and method for preparing polarizing plate
US11372288B2 (en) * 2018-01-25 2022-06-28 Lg Chem, Ltd. Multilayer liquid crystal film, polarizing plate and method for preparing polarizing plate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130011195A (ko) 2013-01-30
WO2013012259A2 (en) 2013-01-24
WO2013012259A3 (en) 2013-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101328109B1 (ko) 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치
TWI465773B (zh) 光學元件
JPWO2018003963A1 (ja) 光学積層体及び表示装置
KR20110043459A (ko) 패터닝된 위상차 필름 및 그 제조 방법
KR101323072B1 (ko) 패턴드 리타더가 일체화된 편광판 어셈블리 및 그 제조방법과 이를 이용한 영상표시장치
JP5793746B2 (ja) マイクロリターダフィルム
US20120026305A1 (en) Optical filter
KR101454073B1 (ko) 광학 필터
KR101298874B1 (ko) 편광 안경
CN103080789B (zh) 配向膜及其制造方法、延迟膜及其制造方法以及显示器
KR101324403B1 (ko) 입체영상 표시장치 및 그 제조방법
KR20110124717A (ko) 편광판과 패턴화된 위상차층이 일체화된 복합 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20130140960A (ko) 액티브 리타더 역할을 하는 패널과 이의 제조 방법 및 이를 구비한 입체 영상 구현 시스템
WO2015008850A1 (ja) 光学フィルム、円偏光フィルム、３ｄ画像表示装置
KR101290288B1 (ko) 광학필름, 그의 제조방법, 그를 포함하는 입체안경 및 입체표시장치
KR102080488B1 (ko) 액티브 리타더 역할을 하는 패널과 이의 제조 방법 및 이를 구비한 입체 영상 구현 시스템
US20140055854A1 (en) Optical sheet and display device
KR101900084B1 (ko) 투과형 다층 입체 이미지 디스플레이 장치
JP6047993B2 (ja) 光学シートおよび表示装置
KR101177865B1 (ko) 3ｄ 광학필름을 채용한 편광필름 및 이를 이용한 3ｄ 디스플레이
KR20120066516A (ko) 입체영상표시장치용 패턴 리타더의 제조장치 및 제조방법
KR101706579B1 (ko) 영상 표시장치용 리타더 제조 방법
JP5994544B2 (ja) 光学シート、表示装置および光学シートの製造方法
KR20110107531A (ko) 입체화상시스템
KR101900085B1 (ko) 다층 입체 이미지 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160902

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170927

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181105

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191029

Year of fee payment: 7