KR101652479B1 - ３ｄ 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 ３ｄ 디스플레이용 렌티큘러 어레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 렌티큘러 어레이에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 배향특성을 갖는 균일한 나노그루브 층 형성을 통해 균일하게 액정을 배향시킴으로써, 3D 디스플레이 효과를 향상시킬 수 있는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 투명기판 상에 투명 UV 경화수지를 코팅하는 제1 단계; 상기 투명 UV 경화수지의 표면에 렌즈 패턴을 형성하는 제2 단계; 상기 투명 UV 경화수지를 에칭하는 제3 단계; 상기 투명 UV 경화수지를 경화시켜, 초 친수성(super hydrophilic)을 나타내는 나노그루브 층(nanogroove layer)을 상기 렌즈 패턴의 표면에 형성하는 제4 단계; 제1 전극이 형성된 제1 기판과 제2 전극이 형성된 제2 기판 사이에 상기 투명기판, 경화된 상기 투명 UV 경화수지 및 상기 나노그루브 층으로 이루어진 레플리카층을 배치하는 제5 단계; 및 상기 렌즈 패턴 내에 액정을 주입하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법을 제공한다.

Description

３Ｄ 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 ３Ｄ 디스플레이용 렌티큘러 어레이{METHOD OF FABRICATING LENTICULAR ARRAY FOR THREE DIMENSION DISPLAY AND LENTICULAR ARRAY FOR THREE DIMENSION DISPLAY BY THE METHOD}
본 발명은 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 렌티큘러 어레이에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 배향특성을 갖는 균일한 나노그루브 층 형성을 통해 균일하게 액정을 배향시킴으로써, 3D 디스플레이 효과를 향상시킬 수 있는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이에 관한 것이다.
현재, 2차원 평면 영상으로부터 3차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있도록 하는 3차원 입체 영상 구현기술은 디스플레이 등의 직접적인 관련분야를 비롯해서 가전이나 통신산업은 물론 우주항공, 예술산업, 자동차 사업분야 등에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 그 기술적 파급효과는 현재 각광받고 있는 HDTV 이상이 될 것으로 기대되고 있다.
인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로 가장 중요한 요인으로는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차를 들 수 있지만, 이외에도 심리적, 기억적 요인도 깊은 관계가 있다. 이에 따라, 3차원 입체영상 구현기술 역시 어떤 원리로 관찰자에게 3차원 영상을 제공할 수 있는지를 기준으로 통상, 부피표현방식(volumetric type), 3차원 표현방식(holographic type) 및 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다.
여기서, 부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이 방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것과 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다. 그리고 가장 완전한 입체영상 구현기술이라 알려져 있는 3차원 표현방식은 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다. 또한, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하여 입체감을 느끼는 방식으로, 구체적으로 약 65㎜ 정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관화상이 보여질 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉, 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다. 이러한 입체감표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성 위치에 따라 관찰자 측의 특수안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴렉스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈 어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다.
3차원 영상표시장치를 위한 입체감표현방식 중 렌티큘러 어레이 방식은 디스플레이 패널에 렌티큘러 렌즈 등의 간단한 구성만 추가함으로써 다수의 사용자가 별도의 도구 없이 입체 영상을 볼 수 있다는 점에서 널리 연구되고 있다.
이러한 렌티큘러 어레이는 액정층을 이용하여 구성할 수 있는데, 전압 인가 여부에 따라 액정층의 렌즈 역할 여부가 결정되고 이를 이용하여 2D 모드와 3D 모드를 선택 표시할 수 있다. 이때, 액정의 배향을 위해, 종래에는 도 1에 도시한 바와 같이, 액정층과 렌즈를 형성하는 투명층인 레플리카층(10)의 표면에 배향막(20)을 형성하기 위해, 코팅(a) 및 러빙(rubbing) 공정(b)을 통해 배향막(20)을 형성하였다.
하지만, 이 경우 레플리카층(10)의 패턴 곡면으로 인해 코팅 두께 및 러빙 조건이 불균일해지는 문제가 있었고, 이로 인해, 배향막(20)이 불균일한 배향 특성을 갖게 되어, 결국, 액정 배향 또한 불균일해져 렌티큘러 어레이의 특성 저하를 초래하였다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배향특성을 갖는 균일한 나노그루브 층 형성을 통해 균일하게 액정을 배향시킴으로써, 3D 디스플레이 효과를 향상시킬 수 있는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 2차원 영상을 표시하는 2D 모드와 3차원 영상을 표시하는 3D 모드 사이의 전환이 가능한 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 투명기판 상에 투명 UV 경화수지를 코팅하는 제1 단계; 상기 투명 UV 경화수지의 표면에 렌즈 패턴을 형성하는 제2 단계; 상기 투명 UV 경화수지를 에칭하는 제3 단계; 상기 투명 UV 경화수지를 경화시켜, 초 친수성(super hydrophilic)을 나타내는 나노그루브 층(nanogroove layer)을 상기 렌즈 패턴의 표면에 형성하는 제4 단계; 제1 전극이 형성된 제1 기판과 제2 전극이 형성된 제2 기판 사이에 상기 투명기판, 경화된 상기 투명 UV 경화수지 및 상기 나노그루브 층으로 이루어진 레플리카층을 배치하는 제5 단계; 및 상기 렌즈 패턴 내에 액정을 주입하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정과 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정과 다른 굴절률을 가질 수 있다.
그리고 상기 제2 단계는 상기 렌즈 패턴 형성 후 상기 투명 UV 경화수지를 UV로 미경화시키는 과정을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 단계에서는 UV 편광자를 이용하여 선편광된 UV를 상기 투명 UV 경화수지에 조사할 수 있다.
아울러, 상기 제3 단계에서는 상기 UV 경화수지를 드라이 에칭할 수 있다.
또한, 상기 나노그루브 층은 매크로머(macromer)로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 ITO일 수 있다.
한편, 본 발명은 서로 마주보며 이격되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 서로 마주보는 일면에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되되, 렌티큘러 렌즈를 이루는 반원통 형상의 렌즈 패턴을 갖는 레플리카층; 상기 렌즈 패턴의 표면에 형성되고, 초 친수성을 나타내는 나노그루브 층; 및 상기 레플리카층과 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 한 전극 사이에 형성되고, 상기 나노그루브 층에 의해 소정의 방향으로 배향되는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이를 제공한다.
여기서, 상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정층의 액정과 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정층의 액정과 다른 굴절률을 가질 수 있다.
그리고 상기 나노그루브 층은 매크로머(macromer)로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 ITO일 수 있다.
게다가, 상기 액정층은 상기 렌즈 패턴의 홈에 충진되어 있는 액정 폴리머를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 디스플레이 패널; 및 서로 마주보며 이격되는 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 서로 마주보는 일면에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되되, 렌티큘러 렌즈를 이루는 반원통 형상의 렌즈 패턴을 갖는 레플리카층과, 상기 렌즈 패턴의 표면에 형성되고, 초 친수성을 나타내는 나노그루브 층 및 상기 레플리카층과 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 한 전극 사이에 형성되고, 상기 나노그루브 층에 의해 소정의 방향으로 배향되는 액정층을 구비하는 렌티큘러 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.
여기서, 상기 디스플레이 패널은 액정디스플레이 패널, 유기발광디스플레이 패널, 플라즈마디스플레이 패널, 전계발광디스플레이 패널 및 전기발광디스플레이 패널 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 폴리이미드로 이루어진 배향막 대신 초 친수성 특성을 갖는 매크로머(macromer)로 구성되고 배향막 역할을 하는 나노그루브 층을 선편광된 UV 조사 및 에칭 공정을 통해 균일하게 형성함으로써, 균일하게 액정을 배향시킬 수 있고, 이를 통해, 3D 디스플레이 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 배향막을 코팅 및 러빙(rubbing) 공정을 통해 형성하는 일련의 종래 공정을 생략할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 렌티큘러 어레이의 배향막 형성 공정을 나타낸 모식도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 렌티큘러 어레이 제조방법 중 나노그루브 층을 형성하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정도.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 능동 액정 렌티큘러 어레이 방식 디스플레이 장치의 3D 모드와 2D 모드의 동작을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명이 실시 예에 따른 수동 액정 폴리머 렌티큘러 어레이 방식 디스플레이 장치의 3D 모드와 2D 모드의 동작을 설명하기 위한 단면도.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법 및 이에 의해 제조되는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이에 대해 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명이 실시 예에 따른 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법은, 먼저, 투명기판(154a) 상에 투명 UV 경화수지(154b)를 코팅한다. (a)
그 다음, 투명 UV 경화수지(154b)의 표면에 미세 패턴롤 금형을 이용하여 렌티큘러 렌즈(136)의 렌즈면을 이루는 렌즈 패턴을 형성한다. (b) 이때, 렌즈 패턴을 형성한 후 렌즈 패턴이 형성된 투명 UV 경화수지(154b)를 대상으로 UV를 조사하여 미경화시킨다. 이와 같이, 투명 UV 경화수지(154b)를 미경화시키면, 매크로머(macromer)와 올리고머(oligomer)가 분산된다. 여기서, 투명 UV 경화수지(154b)에 대한 UV 조사 시 UV 편광자(30)를 이용하여 선편광된 UV를 투명 UV 경화수지(154b)에 조사할 수 있다. 이와 같이, 선편광된 UV를 조사하고 미경화시키게 되면, 선편광된 방향으로 형성된 매크로머(macromer)와 올리고머(oligomer)가 분산된다.
그 다음, 미경화된 투명 UV 경화수지(154b)의 렌즈 패턴면을 대상으로 에칭을 실시한다. (c) 이때, 에칭은 드라이 에칭(dry etching)을 하는 것이 바람직하며, 이러한 드라이 에칭을 통해 올리고머만 제거한다. 이 경우, 매크로머는 에칭 마스크 역할을 하게 된다.
그 다음, 미경화된 투명 UV 경화수지(154b)를 완전 경화시킨다. (d) 이와 같이, 투명 UV 경화수지(154b)를 완전 경화시키면, 렌즈 패턴의 표면에 매크로머로 구성되는 나노그루브 층(nanogroove layer))(156)이 형성된다. 이때, 이러한 나노그루브 층(156)은 초 친수성(super hydrophilic)을 나타내어, 종래 배향막을 대신하여 후속 공정을 통해 주입되는 액정을 수평 배향시키게 된다.
이를 보다 상세히 설명하면, 일반적으로 액정은 장축 방향으로, 곁사슬(side chain), 방향성 링(aromatic ring), 연쇄군(linkage group), 방향성 링(aromatic ring) 및 말단기(terminal group)으로 구성된다. 이때, 액정의 장축 선단 및 후단을 구성하는 곁사슬과 말단기는 소수성(hydrophobic)의 탄화수소 사슬로 구성되는 반면, 액정의 가운데 위치하는 연쇄군은 쌍극자(dipole)가 존재하는 친수성을 나타내므로, 액정은 초 친수성을 갖는 나노그루브 층(156)의 표면에서 수평 배향되는 것이다. 이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 나노그루브 층(156)은 에칭과 UV 경화를 통해 형성되므로, 렌즈 패턴 표면의 전 영역에 걸쳐 균일하게 형성된다. 그리고 이와 같이 균일하게 형성되는 나노그루브 층(156)을 통해, 균일하게 액정을 배향시킬 수 있어, 종래 배향막을 대체할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 일련의 공정을 통해, 렌티큘러 렌즈(136)의 렌즈면 및 배향막 역할을 하는 나노그루브 층(156)을 구비하는 레플리카층(154)이 제조된다. 이러한 레플리카층(154)은 능동 액정 렌티큘러 어레이로 제조될 경우, 2D, 3D 전환을 구현하기 위해, 전압이 가해진 상태의 액정과 동일한 굴절률을 갖는 물질로 이루어지게 되고, 수동 액정 폴리머 렌티큘러 어레이로 제조될 경우에는 전압이 가해진 상태의 액정과 다른 굴절률을 갖는 물질로 이루어지게 된다. 즉, 능동 액정 렌티큘러 어레이는 전압이 가해지면, 2D 모드를 구현하게 되고, 수동 액정 폴리머 렌티큘러 어레이는 전압이 가해지면, 3D 모드를 구현하게 된다.
한편, 레플리카층(154) 제조와는 별도로, 투명한 제1 기판(132)의 일면 전 영역에 제1 전극(142)을 형성하고, 투명한 제2 기판(134)의 일면 전 영역에 제2 전극(152)을 형성한다. 이때, 제1 전극(142) 및 제2 전극(152)으로는 투명 도전체인 ITO(indium tin oxide)를 사용할 수 있고, 이들 전극(142, 152)은 제1 기판(132)과 제2 기판(134)의 서로 마주보는 면에 각각 형성된다.
그 다음, 서로 마주보도록 배치된 제1 기판(132)과 제2 기판(134) 사이에 레플리카층(154)을 배치한다. 이때, 나노그루브 층(156)이 형성된 레플리카층(154)의 렌티큘러 렌즈(136)의 렌즈면과 제1 전극(142) 사이는 빈 공간을 이루게 된다. 따라서, 이 빈 공간에 액정(LC)을 주입 및 충진하여 액정층(160)을 형성하면, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이(130)가 제조된다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 이러한 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 렌티큘러 어레이(130)는 디스플레이 패널(120) 상부에 배치되어 디스플레이 장치(110)의 3D 구현을 가능케 한다. 여기서, 도 3 및 도 4에 도시한 렌티큘러 어레이는 능동 액정(active liquid crystal) 렌티큘러 어레이이다.
즉, 능동 액정 렌티큘러 어레이 방식의 디스플레이 장치(110)는 좌우안용 2차원 영상을 표시하는 디스플레이 패널(120)과 이러한 좌우안용 2차원 영상에 각각 상이한 시역(viewing zone)을 부여하는 시역생성부인 렌티큘러 어레이(130)을 포함하여 형성된다.
여기서, 디스플레이 패널(120)은 액정디스플레이 패널, 유기발광디스플레이 패널, 플라즈마디스플레이 패널, 전계발광디스플레이 패널 및 전기발광디스플레이 패널 중 어느 하나이거나 또 다른 디스플레이 패널일 수도 있는 바, 본 발명에서 디스플레이 패널(120)의 종류를 한정하는 것은 아니다.
또한, 렌티큘러 어레이(130)는 서로 대면 합착된 제1 및 제2 기판(132, 134) 및 이들 사이에 형성된 렌티큘러 렌즈(136)를 포함한다. 보다 상세하게, 렌티큘러 어레이(130)는 서로 대면된 제1 및 제2 기판(132, 134)과, 이들 기판의 서로 마주보는 일면에 각각 형성되는 제1 및 제2 투명전극(142, 152)과, 제2 투명전극(152) 하부에 형성되며 반원통 형태의 렌즈 패턴을 구비하여 셀 공간(A)을 정의하는 투명 레플리카층(replica layer)(154)과, 렌즈 패턴의 표면에 형성되는 나노그루브 층(156) 및 나노그루브 층(156)과 제1 투명전극(142) 사이에 개재되는 액정층(160)으로 구성된다. 이때, 레플리카층(154)은 전압이 가해진 상태의 액정분자와 동일한 굴절률을 갖는 물질로 이루어진다. 그리고 렌티큘러 렌즈(136)는 3D 모드로 작동 시 셀 공간(A) 내에 충진된 액정층(160)으로 정의될 수 있다.
여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치(110)가 3D 모드로 작동할 경우, 액정층(160)의 액정분자와 레플리카층(154) 사이에 굴절률 차이가 발생하게 되어, 액정층(160) 즉, 렌티큘러 렌즈(136)는 디스플레이 패널(120)의 2차원 영상이 입체 영상 즉, 3D 영상으로 표시되도록 빛이 통과하는 동안 이를 굴절시키는 렌즈의 역할을 하게 된다.
그리고 도 4에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치(110)가 2D 모드로 작동할 경우, 즉, 제1 및 제2 투명전극(142, 152) 사이에 전기장이 인가되면, 액정이 전기장 방향으로 배열되어 레플리카층(154)과 동일한 굴절률을 갖게 되어, 디스플레이 패널(120)의 2차원 영상이 빛의 굴절 없이 그대로 표시된다. 즉, 2D 모드에서 액정층(160)은 렌티큘러 렌즈(136)로서의 작용은 하지 않는다. 이와 같이, 액정은 광학적 이방성과 분극성질을 나타내며 이들에 의해 분자배열이 변화될 경우에 굴절률 차이를 수반하므로, 전압 인가에 따른 액정층(160) 및 레플리카층(154)의 굴절률 차이를 이용하여 디스플레이 장치(110)를 3D 또는 2D 모드로 동작시킬 수 있다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 이러한 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 렌티큘러 어레이(230)는 디스플레이 패널(220) 상부에 배치되어 디스플레이 장치(210)의 3D 구현을 가능케 한다. 여기서, 도 5에 도시한 렌티큘러 어레이는 수동 액정 폴리머(passive liquid crystal polymer) 렌티큘러 어레이이다.
즉, 수동 액정 폴리머 렌티큘러 어레이 방식의 디스플레이 장치(210)는 좌우안용 2차원 영상을 표시하는 디스플레이 패널(220)과 이러한 좌우안용 2차원 영상에 각각 상이한 시역(viewing zone)을 부여하는 시역생성부인 렌티큘러 어레이(230)을 포함하여 형성된다.
여기서, 디스플레이 패널(220)은 액정디스플레이 패널, 유기발광디스플레이 패널, 플라즈마디스플레이 패널, 전계발광디스플레이 패널 및 전기발광디스플레이 패널 중 어느 하나이거나 또 다른 디스플레이 패널일 수도 있는 바, 본 발명에서 디스플레이 패널(220)의 종류를 한정하는 것은 아니다.
또한, 렌티큘러 어레이(230)는 서로 대면 합착된 제1 및 제2 기판(232, 234) 및 이들 사이에 형성된 렌티큘러 렌즈(236)를 포함한다. 보다 상세하게, 렌티큘러 어레이(230)는 서로 대면된 제1 및 제2 기판(232, 234)과, 이들 기판의 서로 마주보는 일면에 각각 형성되는 제1 및 제2 투명전극(미도시)과, 제2 투명전극(미도시) 하부에 형성되며 반원통 형태의 렌즈 패턴을 구비하여 셀 공간(A)을 정의하는 투명 레플리카층(replica layer)(254)과, 렌즈 패턴의 표면에 형성되는 나노그루브 층(256) 및 나노그루브 층(256)과 제1 투명전극(미도시) 사이에 개재되는 액정층(260)으로 구성된다. 이때, 레플리카층(254)은 전압이 가해진 상태의 액정분자와 다른 굴절률을 갖는 물질로 이루어진다. 그리고 렌티큘러 렌즈(236)는 3D 모드로 작동 시 셀 공간(A) 내에 충진된 액정층(260)의 액정 폴리머(261)으로 정의될 수 있다. 즉, 도시한 바와 같이, 액정층(260)은 셀 공간(A) 내에 충진되는 액정 폴리머(261) 및 이 액정 폴리머(261)와 제1 기판(232) 사이에 배치되는 액정으로 이루어지게 된다.
여기서, 도 5의 좌측에 도시한 바와 같이, 투명 전극(미도시)을 구비하고 있는 제1 및 제2 기판(232, 234) 사이에 전기장이 인가되면, 액정이 전기장 방향으로 수직 배열되어 디스플레이 패널(220)에서 방출된 선편광된 빛이 편광상태가 유지되며 통과하게 되고, 레플리카층(254)의 굴절률과 액정 폴리머(261)의 굴절률에 차이가 존재하여 렌즈 역할을 하게 되어 좌, 우안 분리가 가능해진다. (3D 모드)
반면에, 도 5의 우측에 도시한 바와 같이, 투명 전극(미도시)을 구비하고 있는 제1 및 제2 기판(232, 234) 사이에 전기장이 인가되지 않으면, 액정층(260)의 액정은 디스플레이 패널(220)에서 방출된 선편광된 빛을 90도로 회전시키게 되고, 이렇게 되면, 액정 폴리머(261)와 레플리카층(254)의 굴절률 차이가 없어져서 렌즈 효과가 사라지게 된다. (2D 모드) 즉, 이러한 원리를 통해 수동 액정 폴리머 렌티큘러 어레이(230)는 2D/3D 변환을 구현하게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110, 210: 디스플레이 장치 120, 220: 디스플레이 패널
130, 230: 렌티큘러 어레이 132, 232: 제1 기판
134, 234: 제2 기판 136, 236: 렌티큘러 렌즈
142: 제1 전극 152: 제2 전극
154, 254: 레플리카층 154a: 투명기판
154b: 투명 UV 경화수지 156, 256: 나노그루브 층
160, 260: 액정층 261: 액정 폴리머
30: UV 편광자

Claims (16)

  1. 투명기판 상에 투명 UV 경화수지를 코팅하는 제1 단계;
    상기 투명 UV 경화수지의 표면에 렌즈 패턴을 형성하는 제2 단계;
    상기 투명 UV 경화수지를 에칭하는 제3 단계;
    상기 투명 UV 경화수지를 경화시켜, 나노그루브 층(nanogroove layer)을 상기 렌즈 패턴의 표면에 형성하는 제4 단계;
    제1 전극이 형성된 제1 기판과 제2 전극이 형성된 제2 기판 사이에 상기 투명기판, 경화된 상기 투명 UV 경화수지 및 상기 나노그루브 층으로 이루어진 레플리카층을 배치하는 제5 단계; 및
    상기 렌즈 패턴 내에 액정을 주입하는 제6 단계;
    를 포함하되,
    상기 제2 단계 후, 선편광된 방향으로 매크로머와 올리고머가 분산되도록, 상기 투명 UV 경화수지를 미경화시키기 위해, UV 편광자를 이용하여 상기 투명 UV 경화수지에 선편광된 UV를 조사하는 단계를 더 포함하고,
    드라이 에칭을 통해 상기 올리고머만 제거하는 상기 제3 단계와, 미경화된 상기 투명 UV 경화수지를 완전 경화시키는 상기 제4 단계를 통해, 상기 매크로머로 이루어진 초 친수성의 상기 나노그루브 층이 상기 렌즈 패턴의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정과 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정과 다른 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 ITO인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이 제조방법.
  9. 서로 마주보며 이격되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 서로 마주보는 일면에 각각 형성되는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되되, 렌티큘러 렌즈를 이루는 반원통 형상의 렌즈 패턴을 갖는 레플리카층;
    상기 렌즈 패턴의 표면에 형성되고, 초 친수성을 나타내는 나노그루브 층; 및
    상기 레플리카층과 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 한 전극 사이에 형성되고, 상기 나노그루브 층에 의해 소정의 방향으로 배향되는 액정층;
    을 포함하되,
    상기 레플리카층은 투명기판 및 상기 투명기판 상에 형성되는 투명 UV 경화수지를 포함하고,
    상기 나노그루브 층은 상기 투명 UV 경화수지에 선편광된 UV를 조사하여 선편광된 방향으로 매크로머와 올리고머가 분산되도록 상기 투명 UV 경화수지를 미경화시킨 후 드라이 에칭을 통해 상기 올리고머만을 제거한 다음 미경화된 상기 투명 UV 경화수지를 완전 경화시키는 공정을 통해 초 친수성을 나타내는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정층의 액정과 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 레플리카층은 전압이 가해진 상태의 상기 액정층의 액정과 다른 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 나노그루브 층은 매크로머(macromer)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 ITO인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 액정층은 상기 렌즈 패턴의 홈에 충진되어 있는 액정 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 렌티큘러 어레이.
  15. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 전방에 배치되고, 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 렌티큘러 어레이;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 액정디스플레이 패널, 유기발광디스플레이 패널, 플라즈마디스플레이 패널, 전계발광디스플레이 패널 및 전기발광디스플레이 패널 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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