KR101341006B1 - 3차원 영상 패널의 제조방법 - Google Patents

3차원 영상 패널의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 영상 패널의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 투명 재질의 기판을 준비하는 제 1 단계와, 상기 기판 상에 투명 전도성 물질을 증착시켜 투명전극 층을 형성하는 제 2 단계와, 상기 투명전극 층 상에 감광성 물질을 도포하여 포토레지스트 층을 형성하는 제 3 단계와, 상기 포토레지스트 층 상에 복수의 전극 패턴이 형성된 마스크를 수단으로 하는 포토레지스트 공정을 실시하여 복수의 화소전극 및 공통전극을 형성하는 제 4 단계와, 상기 복수의 화소전극 및 공통전극을 덮도록 상기 기판 상에 절연층을 형성하여 상기 기판을 평탄화시키는 제 5 단계와, 상기 절연층 상에 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물을 도포하는 제 6 단계와, 자외선 투과율이 선형적으로 변화(증감)되도록 형성된 마스크를 수단으로 상기 상기 혼합물에 자외선을 조사하여 혼합된 상기 액정과 폴리머를 분리시키는 제 7 단계와, 서로 분리된 상기 액정과 폴리머를 경화시켜 복수의 액정 렌즈와 폴리머 층을 형성하는 제 8 단계를 포함하며, 상기 제 7 단계에서 상기 마스크의 자외선 투과량에 따라 상기 액정의 분포가 변화된다.
2차원 영상, 3차원 영상, 렌즈, 액정, 자외선

Description

3차원 영상 패널의 제조방법{three-dimensional image optical panel of manufacturing method}
도 1은 종래의 3차원 영상 패널을 적용한 일반적인 3차원 영상 표시장치를 나타내는 도면.
도 2는 양안시차에 의해 3차원 영상이 표현되는 것을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 적용한 영상 표시장치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 나타내는 평면도.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법을 나타내는 공정 단면도.
도 7은 도 6g에 도시된 마스크의 자외선(UV) 투과율을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 적용한 영상 표시장치를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 나타내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
1, 100 : 영상 표시장치 10, 110 : 표시패널
20, 120 : 백라이트 유니트 30, 130, 230 : 3차원 영상 패널
40 : 상부 유리기판 50 : 하부 유리기판
60, 160 : 액정 렌즈 62 : 액정
64 : 배향막 70, 170, 270 : 폴리머 층
82 : 상부 투명전극 84 : 하부 투명전극
90a, 90b : 양안 140, 240 : 유리기판
150 : 혼합물(액정+폴리머) 180 : 투명전극 층
182, 282 : 화소전극 183, 283 : 전계
184, 284 : 공통전극 186 : 포토레지스트 층
188, 192 : 마스크 188a, 188b : 패턴
190 : 절연층 194 : 자외선 조사 장치
196 : 자외선(UV) 198 : 가이드
본 발명은 3차원 영상 패널의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 제조 시간을 줄임과 아울러, 제조 비용을 절감할 수 있는 3차원 영상 패널의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 3차원 영상 표시장치는 인간의 양안(兩眼)시차(Binocular Display)를 이용하여 3차원 영상을 표현하는 것으로, 입체용 특수안경을 이용하는 방식, 홀로그래픽 방식 및 입체용 특수안경을 사용하지 않는 스테레오스코픽(Stereoscopic) 방식 등으로 구분될 수 있다.
최근, 곡선형 액정 렌즈를 포함하는 3차원 영상 패널을 이용한 3차원 영상 표시장치가 개발된 바 있다.
도 1은 종래의 3차원 영상 패널을 적용한 일반적인 3차원 영상 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 3차원 영상 패널(30)을 적용한 일반적인 3차원 영상 표시장치(1)는 2차원의 영상을 표시하는 표시패널(10)과, 표시패널(10)에 광을 공급하는 백라이트 유니트(20)와, 표시패널(10) 상에 배치되어 2차원의 영상을 3차원의 영상으로 변환시키는 3차원 영상 패널(30)을 구비한다.
도 1에 도시된, 3차원 영상 패널(30)은 표시패널(10)에서 출사되는 2차원 영상을 광의 진행방향을 변화시켜 시청자에게 3차원 영상을 공급하는 것으로, 투명 재질의 상부 및 하부 유리기판(40, 50)과, 상부 및 하부 유리기판(40, 50) 사이에 형성되는 액정 랜즈(60)와, 액정 렌즈(60) 상에 형성되는 폴리머 층(70)과, 폴리머 층(70) 상부와 액정 렌즈(60) 하부에 각각 배치되는 상부 및 하부 투명전극(82, 84)을 구비한다. 여기서, 액정 렌즈(60)의 상부 및 하부에는 액정(62)을 일정 방향으로 배열시키기 위해 배향막(64)이 형성된다.
이러한 구성을 가지는 3차원 영상 패널(30)은 제 1 및 제 2 투명전극(82, 84) 사이에 형성되는 전계를 이용하여 액정 렌즈(60)의 굴절율을 변화시킨다. 액정 렌즈(60)의 굴절율과 폴리머 층(70)의 굴절율의 차이를 통해, 영상 광의 진행 방향 을 변화시킨다.
표시패널(10)에서 출사되는 영상 광이 3차원 영상 패널(30)을 경유하면서 영상 광의 진행 방향이 변화되어 도 2에 도시된 바와 같이, 시청자의 양안(兩眼)(90a, 90b)에 시차가 발생됨으로 인해 시청자에게 3차원 영상을 제공할 수 있다.
이러한 종래의 3차원 영상 패널(30)은 다음과 같은 방법을 통해 제조된다.
먼저, 상부 및 하부 유리기판(40, 50)에 투명전극(82, 84)을 형성시킨다. 이후, 투명전극(82)이 형성된 상부 유리기판(40) 상에 폴리머(polymer)를 도포한다.
이후, 렌즈 형상을 가지는 금속의 패턴 틀을 이용하여 상부 유리기판(40) 상에 형성된 폴리머에 압력을 가한다. 이러한 압력에 의해 상부 유리기판(40)에 도포된 폴리머가 렌즈 형상과 반대의 형상을 가지도록 패터닝 된다.. 이후, 역(逆, inverse) 렌즈 형상의 폴리머 패턴을 소성시켜 폴리머 층(70)을 형성한다.
이후, 역(逆, inverse) 렌즈 형상의 폴리머 층(70)이 형성된 상부 유리기판(40)과 하부 유리기판(50)을 합착시키고, 미리 준비된 주입구를 통해, 상부 유리기판(40) 상에 형성된 폴리머 층(70)과 하부 유리기판(50) 사이의 공간에 액정(62)을 주입하고, 액정 주입구를 봉지하여 3차원 영상 패널(30)을 완성한다.
이러한 방법에 의해 제조되는 종래의 3차원 영상 패널(30)은 두 장의 유리기판을 사용해야함으로 인해 제조비용이 높은 단점이 있다. 또한, 제조에 많은 공정을 거치게 되어 제조 효율이 떨어지는 단점이 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 제조비용을 절감 시킴과 아울러, 제조 효율을 높일 수 있는 3차원 영상 패널을 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 투명 재질의 기판을 준비하는 제 1 단계와, 상기 기판 상에 투명 전도성 물질을 증착시켜 투명전극 층을 형성하는 제 2 단계와, 상기 투명전극 층 상에 감광성 물질을 도포하여 포토레지스트 층을 형성하는 제 3 단계와, 상기 포토레지스트 층 상에 복수의 전극 패턴이 형성된 마스크를 수단으로 하는 포토레지스트 공정을 실시하여 복수의 화소전극 및 공통전극을 형성하는 제 4 단계와, 상기 복수의 화소전극 및 공통전극을 덮도록 상기 기판 상에 절연층을 형성하여 상기 기판을 평탄화시키는 제 5 단계와, 상기 절연층 상에 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물을 도포하는 제 6 단계와, 자외선 투과율이 선형적으로 변화(증감)되도록 형성된 마스크를 수단으로 상기 상기 혼합물에 자외선을 조사하여 혼합된 상기 액정과 폴리머를 분리시키는 제 7 단계와, 서로 분리된 상기 액정과 폴리머를 경화시켜 복수의 액정 렌즈와 폴리머 층을 형성하는 제 8 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 상기 마스크의 자외선 투과량에 따라 상기 액정의 분포가 변화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 상기 액정이 폴리머와 분리됨과 아울러, 상기 액정의 단면이 반구형의 렌즈형성을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 상기 자외선 조사는 300W 내지 500W 출력의 수은 증기 램프로 40분 내지 120분 동안 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 조사되는 자외선의 강도 및 자외선의 조사 시간이 액정과 혼합되는 폴리머(중합체)의 물질에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 상기 복수의 화소전극 및 복수의 공통전극은 상기 액정 렌즈 사이드 부분에 교번적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 상기 복수의 화소전극은 상기 액정 렌즈의 사이드 부분에 형성되고, 상기 복수의 공통전극은 상기 복수의 화소전극 사이 및 상기 액정 렌즈의 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 적용한 영상 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(130)을 적용한 영상 표시장치(100)는 외부로부터 영상 신호를 입력받아 2차원의 영상을 표시하는 표시패널(110)과, 표시패널(110)에 광을 공급하는 백라이트 유니트(120)와, 표시패널(110) 상에 배치되어 표시패널(110)로부터의 2차원의 영상을 3차원의 영상으로 변환시키는 3차원 영상 패널(130)을 구비한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널(130)은 표시패널(110) 상에 배치되어, 표시패널(110)에서 표시되는 영상 광의 경로를 제어하여 2차원 및 3차원 영상을 시청자에게 제공할 수 있다.
표시패널(110)은 서로 다른 3색의 서브 픽셀(R, G, B)로 구성된 단위 픽셀을 이용하여 2차원 영상을 표시한다.
이러한, 표시패널(110)은 평판 표시장치 또는 음극선관을 이용한 표시장치가 될 수 있다. 여기서, 표시패널(110)은 백라이트 유니트(120)로부터 조사되는 광을 단위 픽셀의 광 투과율을 조절하여 2차원 영상을 표시하는 액정 표시장치, 플라즈마 방전에 의해 단위 픽셀에서 방출되는 광을 이용하여 2차원 영상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 발광 소자에 의해 단위 픽셀에서 방출되는 광을 이용하여 2차원 영상을 표시하는 발광 표시장치 등을 포함한다.
도 4에 도시된, 본 발명의 제 1 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(130)은 표시패널(110)에서 출사되는 2차원 영상 광의 진행방향을 변화시켜 시청자에게 3차원 영상을 공급하는 것으로, 투명 재질의 유리기판(140)과, 유리기판(140) 상에 형성되어 액정의 굴절율을 변화시키는 복수의 화소전극(182) 및 공통전극(184)과, 화소전극(182) 및 공통전극(184) 덮도록 형성되어 유리기판(140)을 평탄화시키는 절연층(190)과, 절연층(190) 상에 형성되어 전계(183)에 의하여 굴절 율을 제어할 수 있는 액정 렌즈(160)와, 액정 렌즈(160)를 덮도록 유리기판(140) 상에 형성되는 폴리머 층(170)을 포함하여 구성된다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 1 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(130)은 액정 렌즈(160)의 사이드에 형성되는 화소전극(182)과 공통전극(184) 사이에 형성되는 전계(183)를 이용하여 액정 렌즈(160)의 굴절율을 변화시킨다.
액정 렌즈(160)의 굴절율과 폴리머 층(170)의 굴율의 차이를 통해, 영상 표시패널(110)에서 입사되는 영상 광의 진행 방향을 변화시켜 2차원 영상 또는 3차원 영상을 시청자에게 제공한다. 즉, 표시패널(110)에서 출사되는 영상 광이 3차원 영상 패널(130)을 경유하면서 영상 광의 진행 방향이 변화된다. 영상 광의 진행 방향이 변화되면 도 2에 도시된 바와 같이, 시청자의 양안(兩眼)(90a, 90b)에 시차발되어 시청자가 3차원 영상을 시청하게 된다.
액정 렌즈(160)는 액정(liquid)으로 형성되며, 그 단면이 반구형의 렌즈 형상을 가진다. 이러한 액정 렌즈(160)는 스트라이프 형태로 형성되며, 표시패널(110)의 표시영역에 대응되도록 유리기판(140) 전면에 균일하게 형성된다.
화소전극(182) 및 공통전극(184)은 ITO(Induim-Tin-Oxide, 인듐 주석 산화물)과 같은 투명 재질의 도전성 물질로 도 5에 도시된 바와 같이, 유리기판(140) 전면에 균일하게 형성된다. 이러한, 화소전극(182) 및 공통전극(184) 상에는 유리기판(140)을 평탄화 시키기 위해 절연층(190)이 형성된다.
이러한 화소전극(182) 및 공통전극(184)에 전압이 인가되면 두 전극(182, 184) 사이에 형성되는 전계(183)에 의해 액정 렌즈(160)를 구성하는 액정의 배열이 변화되어, 액정 렌즈(160)의 굴절율이 변화된다.
액정 렌즈(160)는 전계가 가해지지 않는 초기 상태에 액정의 평균 굴절율(NLC)을 가진다. 액정의 평균 굴절율 NLC는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112007039187144-pat00001
여기서, NLC는 액정의 평균 굴절율을 의미하고, Ne는 액정 장축의 굴절율을 의한다. 또한, N0는 액정 단축의 굴절율을 의미한다.
액정 렌즈(160)에 전계가 가해지지 않아, 액정 렌즈(160)의 굴절율(N1)이 액정의 평균 굴절율 NLC을 가질 때에는 액정 렌즈(160)의 굴절율(N1)과 폴리머 층(170)의 굴절율(N2)이 같게 된다.
액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)의 굴절율(N1, N2)이 같으면(N1=N2), 표시패널(110)에서 출사되어 3차원 영상 패널(130) 입사되는 광이 액정 렌즈(160)에서만 굴절되어 진행하게 된다.
3차원 영상 패널(130)에 입사되는 광이 액정 렌즈(160)에서만 광이 굴절되면 광이 한 곳으로 모이게 된다. 광이 한 곳으로 모이면 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우 양안(90a, 90b)에 시차가 발생되어 시청자는 3차원의 영상을 시청하게 된다.
한편, 액정 렌즈(160)에 전계가 가해져 액정 렌즈(160)의 액정이 수평하게 배열되면, 액정 렌즈(160)는 액정의 단축의 굴절율(No)을 갖게 된다.
액정 렌즈(160)가 액정의 단축의 굴절율(No)을 가지면, 액정 렌즈(160)의 굴절율(N1)과 액정 렌즈(160) 상에 형성된 폴리머 층(170)의 굴절율(N2)이 서로 다른 굴절율(N1≠N2)을 가지게 된다.
액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)의 굴절율(N1, N2)이 서로 다르면(N1≠N2), 표시패널(110)에서 출사되어 3차원 영상 패널(130)에 입사되는 영상 광이 액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)에서 모두 굴절된다. 액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)에서 광이 모두 굴절되면, 입사된 광은 한 곳으로 모이지 않고 퍼지게 되어 시청자는 2차원의 영상을 시청하게 된다.
이러한 구성 및 원리를 통해 본 발명의 3차원 영상 패널(130)을 적용한 영상 표시장치(100)는 표시패널(110)에서 표현되는 영상을 화질의 저하 없이 2차원 영상과 3차원 영상으로 모두 표현시킬 수 있다.
여기서, 표시패널(110)은 일반적으로 사용되는 디스플레이 패널을 사용하며, 영상을 표시하는 모니터(monitor), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이(plasma display panel : PDP), EL(electric luminescence display) 등의 영상을 표시하는 매체가 사용된다. 여기서, 표시패널(110)이 모니터, 플라즈마 디스플레이, EL 등과 같이 자발광을 이용하는 표시패 널이 사용될 경우에는 백라이트 유니트(120)는 삭제된다.
이러한 3차원 영상 패널(130)은 다음과 같은 방법을 통해 제조된다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 6a 내지 도 6h를 참조하면, 먼저 도 6a 에 도시된 바와 같이, 투명 재질의 유리기판(140)을 준비한다. 이후, 준비된 유리기판(140) 상에 투명 전도성 물질을 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 증착시켜 도 6b에 도시된 바와 같이, 투명전극 층(180)을 형성한다.
여기서, 투명전극 층(180)의 물질로는 ITO(Induim-Tin-Oxide, 인듐 주석 산화물)과 같은 투명 재질의 도전성 물질을 이용한다.
이후, 투명전극 층(180)이 형성된 유리기판(140) 상에 도 6c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(감광성 재료) 물질을 도포하여 포토레지스트 층(photoresist layer)(186)을 형성한다.
이후, 포토레지스트 층(186) 상에 화소전극 및 공통전극 형성을 위한 패턴(188a, 188b)이 형성된 마스크(188)를 이용하여 포토리소그래피 공정(Photolithography Process)을 실시한 후, 유리기판(140) 상에 잔존하는 포토레지스트 및 투명전극 물질을 제거하여 도 6d에 도시된 바와 같이, 유리기판(140) 상에 화소전극(182) 및 공통전극(184)을 형성한다.
이후, 화소전극(182) 및 공통전극(184)이 형성된 유리기판(140) 상에 절연물질을 도포하여, 도 6e에 도시된 바와 같이, 화소전극(182) 및 공통전극(184)을 덮 도록 절연층(190)을 형성한다. 이러한 절연층(190)을 통해 유리기판(140)을 평탄화시킨다.
이후, 도 6f에 도시된 바와 같이, 유리기판(140) 둘레에 가이드(198)를 배치시키고, 유리기판(140) 상에 액정(liquid)과 폴리머(polymer)가 혼합된 혼합물(150)을 도포시킨다.
이후, 도 6g에 도시된 바와 같이, 혼합체(150)가 도포된 유리기판(140) 상에 자외선 투과율이 도 7에 도시된 바와 같이, 형성된 마스크(192)를 배치시키고 자외선 조사 장치(194)를 이용하여 자외선(196)을 조사한다.
액정과 폴리머가 혼합된 혼합물(150)에 자외선이 조사되면, 액정과 폴리머가 분리된다. 이때, 액정은 도 6h에 도시된 바와 같이, 단면이 반구형의 렌즈 형상으로 형성된다. 이러한, 렌즈 모양의 액정과 폴리머를 소성시켜 액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)을 형성한다.
여기서, 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물(150)에 300W 내지 500W 출력의 수은 증기 램프(mercury vapor lamp)로 40분 내지 120분 동안 동안 자외선(UV)를 조사하여 액정과 폴리머를 분리시켜 층을 형성한 후, 자외선을 조사를 진행하여 경화시킨다. 여기서, 램프의 출력과 자외선의 조사 시간은 액정과 혼합되는 폴리머(중합체)의 물질 및 혼합비에 따라 달라질 수 있다.
이를 보다 자세히 설명하면, 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물(150)에 자외선을 조사하면, 액정과 폴리머가 자외선을 흡수하면서 두 물질이 분리된다. 이때, 자외선의 투과율이 도 7에 도시된 바와 같이, 선형적으로 변화(증감)되도록 형성된 마스크(192)를 이용하여 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물(150)에 자외선을 조사하면 자외선의 투과량에 따라 폴리머의 분포가 달라지고, 폴리머의 분포에 의해 형성되는 형상에 따라 나머지 공간에 액정이 분포된다.
액정의 분포가 달라지는 것은 자외선의 조사량에 따라서 폴리머의 분포가 달라지고, 이러한 폴리머 분포에 의해 형성되는 형상에 따라서 액정이 분포되기 때문이다.
자외선의 투과량과 비례하여 액정의 분포가 달라짐으로 자외선의 투과량이 높은 부분에는 액정이 많이 분포되고, 자외선의 투과량이 낮은 부분에는 액정의 분포가 낮아지게 된다. 자외선의 투과량을 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈의 형상과 같이 조절하면 액정이 도 6h에 도시된 바와 같이, 반구형의 렌즈 형상을 가지면서 폴리머와 분리된다. 액정과 폴리머가 분리된 후, 계속해서 자외선을 조사하면 두 물질이 경화되어 액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)이 형성된다.
앞선 설명에서는 자외선의 투과량이 높을 수록 액정의 분포가 높아지는 것으로 설명하였으나, 액정과 혼합되는 폴리머(중합체) 물질의 종류 및 혼합비에 따라서 액정의 분포도가 변화될 수 있다. 즉, 자외선의 조사량에 따라서 폴리머 물질의 분포가 변화되어 폴리머 층의 형상이 변화될 수 있다.
또한, 액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)을 형성하는 물질의 종류는 렌즈 역할을 하는 각 층의 굴절율의 설계에 따라서 달라질 수 있다.
앞에서 설명한 제조방법을 통해 투명 재질의 유리기판(140)과, 유리기판(140) 상에 형성되어 액정의 굴절율을 변화시키는 화소전극(182) 및 공통전 극(184)과, 화소전극(182) 및 공통전극(184) 덮도록 형성되어 유리기판(140)을 평탄화시키는 절연층(190)과, 절연층(190) 상에 형성되어 전계에 의하여 굴절율을 제어할 수 있는 액정 렌즈(160)와, 액정 렌즈(160)를 덮도록 유리기판(140) 상에 형성되는 폴리머 층(170)을 포함하는 3차원 영상 렌즈(130)를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널(130)의 제조방법은 한 장의 유리기판(140)을 사용하여 두 장의 유리기판을 사용하던 종래의 제조방법에 대비하여 제조비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 유리기판(140) 상에 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물(150)을 도포한 후, 자외선 조사를 통해 액정 렌즈(160)와 폴리머 층(170)을 동시에 형성하여 많은 공정을 실시하던 종래의 제조방법에 대비하여 3차원 영상 패널(130)의 제조효율을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 적용한 영상 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 3차원 영상 패널을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시 예의 제조방법 따른 3차원 영상 패널(230)은 투명 재질의 투명전극(282, 284)를 제외하고는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 3차원 영상 패널(130)의 구성과 그의 제조방법이 동일하므로, 그 밖의 설명은 생략하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(230)을 적용한 영상 표시장치(200)는 외부로부터 영상 신호를 입력받아 2차원의 영상을 표시하는 표시패널(210)과, 표시패널(210)에 광을 공급하는 백라이트 유니트(220)와, 표시패널(210) 상에 배치되어 표시패널(210)로부터의 2차원의 영상을 3차원의 영상으로 변환시키는 3차원 영상 패널(230)을 구비한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널(230)은 표시패널(210) 상에 배치되어, 표시패널(210)에서 표시되는 영상 광의 경로를 제어하여 2차원 및 3차원 영상을 시청자에게 제공할 수 있다.
도 9에 도시된, 본 발명의 제 2 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(230)은 표시패널(210)에서 출사되는 2차원 영상 광의 진행방향을 변화시켜 시청자에게 3차원 영상을 공급하는 것으로, 투명 재질의 유리기판(240)과, 유리기판(240) 상에 형성되어 액정의 굴절율을 변화시키는 복수의 화소전극(282) 및 공통전극(284)과, 화소전극(282) 및 공통전극(284) 덮도록 형성되어 유리기판(240)을 평탄화시키는 절연층(290)과, 절연층(290) 상에 형성되어 전계(283)에 의하여 굴절율을 제어할 수 있는 액정 렌즈(260)와, 액정 렌즈(260)를 덮도록 유리기판(240) 상에 형성되는 폴리머 층(270)을 포함하여 구성된다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 1 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(230)은 액정 렌즈(260)의 사이드에 형성되는 복수의 화소전극(182)과 복수의 화소전극(182) 사이에 각각 형성되는 복수의 공통전극(284) 간에 형성되는 전계(283)를 이용하여 액정 렌즈(260)의 굴절율을 변화시킨다.
액정 렌즈(260)의 굴절율과 폴리머 층(270)의 굴율의 차이를 통해, 영상 표시패널(210)에서 입사되는 영상 광의 진행 방향을 변화시켜 2차원 영상 또는 3차원 영상을 시청자에게 제공한다.
즉, 표시패널(210)에서 출사되는 영상 광이 3차원 영상 패널(230)을 경유하면서 영상 광의 진행 방향이 변화된다. 영상 광의 진행 방향이 변화되면 도 2에 도시된 바와 같이, 시청자의 양안(兩眼)(90a, 90b)에 시차발되어 시청자가 3차원 영상을 시청하게 된다.
액정 렌즈(260)는 액정(liquid)으로 형성되며, 그 단면이 반구형의 렌즈 형상을 가진다. 이러한 액정 렌즈(260)는 스트라이프 형태로 형성되며, 표시패널(110)의 표시영역에 대응되도록 유리기판(240) 전면에 균일하게 형성된다.
화소전극(282) 및 공통전극(284)은 ITO(Induim-Tin-Oxide, 인듐 주석 산화물)과 같은 투명 재질의 도전성 물질로 유리기판(240) 전면에 균일하게 형성된다.
여기서, 화소전극(282)는 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 액정 렌즈(260)의 양 사이드 부분에 형성되고, 복수의 공통전극(284) 각각은 화소전극(282) 사이 즉, 액정 렌즈(260)의 중앙 부분에 형성된다. 이러한, 화소전극(282) 및 공통전극(284) 상에는 유리기판(240)을 평탄화 시키기 위해 절연층(290)이 형성된다.
본 발명의 제 2 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(230)은 하나의 액정 렌즈(260)를 기준으로 한 쌍의 화소전극(282)과, 한 쌍의 화소전극(282) 사이에 하나의 공통전극(284)이 형성된다. 화소전극(282) 및 공통전극(284)을 이러한 구조로 형성하면, 하나의 액정 렌즈(260) 내에 공통전극(284)을 기준으로 화소전극(282)과 공통전극(284)에 한 쌍의 전계가 형성된다.
이러한 화소전극(282) 및 공통전극(284)에 전압이 인가되면 두 전극(282, 284) 사이에 형성되는 전계(283)에 의해 액정 렌즈(260)를 구성하는 액정의 배열이 변화되어, 액정 렌즈(260)의 굴절율이 변화된다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 2 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(230)을 적용한 영상 표시장치(200)는 표시패널(210)에서 표현되는 영상을 화질의 저하 없이 2차원 영상과 3차원 영상으로 모두 표현시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(230)은 다음과 같은 방법을 통해 제조된다.
본 발명의 제 2 실시 예의 제조방법에 따른 3차원 영상 패널(230)은 화소전극(282)과 공통전극(284)를 형성하는 공정을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시 예의 제조방법과 동일함으로, 그 밖의 설명은 생략한다.
먼저, 투명 재질의 유리기판(240)을 준비한다. 이후, 준비된 유리기판(240) 상에 투명 전도성 물질을 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 증착시켜 투명전극 층을 형성한다. 여기서, 투명전극 층의 물질로는 ITO(Induim-Tin-Oxide, 인듐 주석 산화물)과 같은 투명 재질의 도전성 물질을 이용한다.
이후, 투명전극 층이 형성된 유리기판(240) 포토레지스트(감광성 재료) 물질을 도포하여 포토레지스트 층(photoresist layer)을 형성한다.
이후, 포토레지스트 층 상에 화소전극(282) 및 공통전극(284) 형성을 위한 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 포토리소그래피 공정(Photolithography Process)을 실시한 후, 유리기판(240) 상에 잔존하는 포토레지스트 및 투명전극 물질을 제거하여 유리기판(240) 상에 화소전극(282) 및 공통전극(284)을 형성한다.
여기서, 화소전극(282)은 액정 렌즈(260)의 양 사이드 부분에 대응 하도록 형성되고, 공통전극(284)는 화소전극(282)의 사이 즉, 액정 렌즈(260)의 중앙 부분에 형성된다.
이러한 제조방법을 통해 하나의 액정 렌즈(260)를 기준으로 한 쌍의 화소전극(282)과 한 쌍의 화소전극(282) 사이에 하나의 공통전극(284)이 형성된다. 화소전극(282) 및 공통전극(284)을 이러한 구조로 형성하면, 하나의 액정 렌즈(260) 내에 공통전극(284)을 기준으로 화소전극(282)과 공통전극(284)에 한 쌍의 전계가 형성된다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 3차원 영상 패널(130)의 제조방법은 한 장의 유리기판(240)을 사용하여 두 장의 유리기판을 사용하던 종래의 제조방법에 대비하여 제조비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 유리기판(240) 상에 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물을 도포한 후, 자외선 조사를 통해 액정 렌즈(260)와 폴리머 층(270)을 동시에 형성하여 많은 공정을 실시하던 종래의 제조방법에 대비하여 3차원 영상 패널(230)의 제조효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 영상 패널의 제조방법은 한 장의 유리기판을 사용하여 두 장의 유리기판을 사용하던 종래의 제조방법에 대비하여 제조비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 유리기판 상에 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물을 도포한 후, 자외선 조사를 통해 액정 렌즈와 폴리머 층을 동시에 형성하여 많은 공정을 실시하던 종래의 제조방법에 대비하여 3차원 영상 패널의 제조효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 투명 재질의 기판을 준비하는 제 1 단계와,
    상기 기판 상에 투명 전도성 물질을 증착시켜 투명전극 층을 형성하는 제 2 단계와,
    상기 투명전극 층 상에 감광성 물질을 도포하여 포토레지스트 층을 형성하는 제 3 단계와,
    상기 포토레지스트 층 상에 복수의 전극 패턴이 형성된 마스크를 수단으로 하는 포토레지스트 공정을 실시하여 복수의 화소전극 및 공통전극을 형성하는 제 4 단계와,
    상기 복수의 화소전극 및 공통전극을 덮도록 상기 기판 상에 절연층을 형성하여 상기 기판을 평탄화시키는 제 5 단계와,
    상기 절연층 상에 액정과 폴리머가 혼합된 혼합물을 도포하는 제 6 단계와,
    자외선 투과율이 선형적으로 변화(증감)되도록 형성된 마스크를 수단으로 상기 상기 혼합물에 자외선을 조사하여 혼합된 상기 액정과 폴리머를 분리시키는 제 7 단계와,
    서로 분리된 상기 액정과 폴리머를 경화시켜 복수의 액정 렌즈와 폴리머 층을 형성하는 제 8 단계를 포함하며,
    상기 제 7 단계에서 상기 마스크의 자외선 투과량에 따라 상기 액정의 분포가 변화되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 패널의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에 있어서,
    상기 투명전극 층은 상기 기판 상에 스퍼터링 방법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 패널의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명전극 층은 ITO(Induim-Tin-Oxide, 인듐 주석 산화물)의 물질인 것을 특징으로 하는 3차원 영상 패널의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 7 단계에 있어서,
    상기 액정이 폴리머와 분리됨과 아울러, 상기 액정의 단면이 반구형의 렌즈형성을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 패널의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 7 단계에 있어서,
    상기 자외선 조사는 300W 내지 500W 출력의 수은 증기 램프로 40분 내지 120분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 패널의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소전극 및 복수의 공통전극은 상기 액정 렌즈 사이드 부분에 교번적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 패널의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소전극은 상기 액정 렌즈의 사이드 부분에 형성되고,
    상기 복수의 공통전극은 상기 복수의 화소전극 사이 및 상기 액정 렌즈의 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 패널의 제조방법.
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KR20040051044A (ko) * 2002-12-11 2004-06-18 엘지.필립스 엘시디 주식회사 횡전계모드 액정표시소자
KR20060002398A (ko) * 2004-07-02 2006-01-09 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR20060058406A (ko) * 2004-11-25 2006-05-30 삼성전자주식회사 3차원 표시 장치

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