KR101661234B1

KR101661234B1 - Liquid crsytal display

Info

Publication number: KR101661234B1
Application number: KR1020090117738A
Authority: KR
Inventors: 유창재; 이유진
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2016-09-29
Also published as: KR20110061176A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판의 제1 면 위에 배치되어 있는 제1 고분자층, 상기 제1 고분자층 위에 배치되어 있는 제1 광중합 액정층, 상기 제2 기판의 제1 면 위에 배치되어 있는 제2 고분자층, 상기 제2 고분자층 위에 배치되어 있는 제2 광중합 액정층, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있는 액정층을 포함한다. 상기 제1 고분자층의 표면에는 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성될 수 있고, 상기 제2 고분자층의 표면에는 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성될 수 있다.A liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate facing each other, a first polymer layer disposed on a first surface of the first substrate, a first polymer layer disposed on the first polymer layer, A second polymer layer disposed on the first surface of the second substrate, a second photopolymerizable liquid crystal layer disposed on the second polymer layer, and a second photopolymerizable liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate. And a liquid crystal layer. A plurality of lens-shaped concave portions may be formed on the surface of the first polymer layer, and a plurality of lens-shaped concave portions may be formed on the surface of the second polymer layer.

고분자층, 액정, 렌즈, 배향 Polymer layer, liquid crystal, lens, orientation

Description

[0001] LIQUID CRYSTAL DISPLAY [0002]

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is one of the most widely used flat panel display devices and is composed of two display panels in which electric field generating electrodes such as a pixel electrode and a common electrode are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween, To generate an electric field in the liquid crystal layer, thereby determining the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer and controlling the polarization of the incident light to display an image.

일반적으로, 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판 외부 면에는 각기 편광판이 부착되어 입사광의 편광을 조절하게 되는데, 이러한 편광판의 제조 비용이 높아, 액정 표시 장치의 원가가 상승하고, 편광판에 의해 액정 표시 장치에 빛을 공급하는 광원 중 극히 일부만 영상 표시에 이용되어, 액정 표시 장치의 광원의 광 효율이 저하된다.Generally, polarizers are attached to the two outer surfaces of the display panel where the electric field generating electrodes are formed to control the polarization of the incident light. The manufacturing cost of such a polarizer is high, the cost of the liquid crystal display device increases, Only a small part of the light sources supplying light to the display device are used for image display, resulting in a reduction in the light efficiency of the light source of the liquid crystal display device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 제조 비용을 낮추 고 액정 표시 장치에 빛을 공급하는 광원의 광 효율을 높일 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal display device capable of lowering the manufacturing cost of a liquid crystal display device and increasing the light efficiency of a light source that supplies light to the liquid crystal display device.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판의 제1 면 위에 배치되어 있는 제1 고분자층, 상기 제1 고분자층 위에 배치되어 있는 제1 광중합 액정층, 상기 제2 기판의 제1 면 위에 배치되어 있는 제2 고분자층, 상기 제2 고분자층 위에 배치되어 있는 제2 광중합 액정층, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있는 액정층을 포함한다.A liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate facing each other, a first polymer layer disposed on a first surface of the first substrate, a first polymer layer disposed on the first polymer layer, A second polymer layer disposed on the first surface of the second substrate, a second photopolymerizable liquid crystal layer disposed on the second polymer layer, and a second photopolymerizable liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate. And a liquid crystal layer.

상기 제1 고분자층의 표면에는 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성될 수 있다.A plurality of lens-shaped concave portions may be formed on the surface of the first polymer layer.

상기 제2 고분자층의 표면에는 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성될 수 있다.A plurality of lens-shaped concave portions may be formed on the surface of the second polymer layer.

상기 제1 고분자층에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부의 곡률 반경은 상기 제2 고분자층에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부의 곡률 반경과 같을 수 있다.The radius of curvature of the concave portion of the lens shape formed in the first polymer layer may be equal to the radius of curvature of the concave portion of the lens shape formed in the second polymer layer.

상기 제1 고분자층에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부와 상기 제2 고분자층에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 가상의 중앙 수평선을 기준으로 서로 거울상 대칭일 수 있다.The lens-shaped concave portion formed in the first polymer layer and the lens-shaped concave portion formed in the second polymer layer are mirror-symmetric with respect to a virtual center horizontal line between the first substrate and the second substrate, Lt; / RTI >

상기 제1 광중합 액정층은 방향자가 제1 방향으로 배열되어 광중합 되어있는 복수의 액정 분자를 포함할 수 있다.The first photopolymerizable liquid crystal layer may include a plurality of liquid crystal molecules in which the directors are aligned in the first direction and photopolymerized.

상기 제2 광중합 액정층은 방향자가 제2 방향으로 배열되어 광중합된 복수의 액정 분자를 포함할 수 있다.The second photopolymerizable liquid crystal layer may include a plurality of photopolymerized liquid crystal molecules arranged in a second direction.

상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직일 수 있다.The first direction and the second direction may be perpendicular to each other.

상기 제2 고분자층의 굴절률과 상기 제2 광중합 액정층 내의 액정 분자의 장축 굴절률은 서로 다를 수 있다.The refractive index of the second polymer layer and the long axis refractive index of the liquid crystal molecules in the second photopolymerizable liquid crystal layer may be different from each other.

상기 제2 고분자층의 굴절률은 상기 제2 광중합 액정층 내의 액정 분자의 장축 굴절률보다 작을 수 있다.The refractive index of the second polymer layer may be smaller than the long axis refractive index of the liquid crystal molecules in the second photopolymerizable liquid crystal layer.

상기 제2 고분자층의 굴절률은 상기 제2 광중합 액정층 내의 액정 분자의 단축 굴절률과 같거나 클 수 있다.The refractive index of the second polymer layer may be equal to or greater than the single axis refractive index of the liquid crystal molecules in the second photopolymerizable liquid crystal layer.

상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판의 상기 제1 면과 반대인 제2 면 위에 배치되어 있는 제1 광차단층을 더 포함할 수 있다.The liquid crystal display may further include a first light blocking layer disposed on a second surface of the first substrate opposite to the first surface.

상기 액정 표시 장치는 상기 제1 광차단층 위에 배치되어 있는 제2 광차단층을 더 포함할 수 있다.The liquid crystal display may further include a second light blocking layer disposed on the first light blocking layer.

상기 제1 광차단층은 제1 광차단부와 제1 광투과부를 가지고, 상기 제2 광차단층은 제2 광차단부와 제2 광투과부를 가지고, 상기 제2 광투과부는 상기 제1 광차단부와 대응하는 위치에 배치되고, 상기 제2 광차단부는 상기 제1 광투과부와 대응하는 위치에 배치될 수 있다.Wherein the first light blocking layer has a first light blocking portion and a first light transmitting portion, the second light blocking layer has a second light blocking portion and a second light transmitting portion, And the second light blocking portion may be disposed at a position corresponding to the first light transmitting portion.

상기 제1 광차단부의 폭은 상기 제2 광투과부의 폭보다 넓을 수 있다.The width of the first light blocking portion may be wider than the width of the second light transmitting portion.

상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판의 제1 면 위에 배치되어 있으며, 상기 제1 고분자층 아래에 배치되어 있는 제1 전극, 그리고 상기 제2 기판의 제1 면 위 에 배치되어 있으며, 상기 제2 고분자층 아래에 배치되어 있는 제2 전극을 더 포함할 수 있다.The liquid crystal display may further include a first electrode disposed on the first surface of the first substrate and disposed under the first polymer layer and a second electrode disposed on the first surface of the second substrate, And a second electrode disposed under the polymer layer.

상기 액정층은 상기 제1 기판의 제1 면과 상기 제2 기판의 제1 면 사이에 배치될 수 있다.The liquid crystal layer may be disposed between the first surface of the first substrate and the first surface of the second substrate.

상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판의 제2 면 위에 배치되어 있는 제1 전극, 그리고 상기 제2 기판의 제2 면 위에 배치되어 있는 제2 전극을 더 포함할 수 있다.The liquid crystal display may further include a first electrode disposed on a second surface of the first substrate, and a second electrode disposed on a second surface of the second substrate.

상기 액정층은 상기 제1 기판의 제2 면과 상기 제2 기판의 제2 면 사이에 배치될 수 있다.The liquid crystal layer may be disposed between a second surface of the first substrate and a second surface of the second substrate.

본 발명의 실시예에 따르면 편광판을 이용하지 않고도 액정 표시 장치의 영상을 표시할 수 있어, 액정 표시 장치의 제조 비용을 낮추고 액정 표시 장치에 빛을 공급하는 광원의 광 효율을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an image of a liquid crystal display device can be displayed without using a polarizing plate, thereby lowering the manufacturing cost of the liquid crystal display device and enhancing the light efficiency of a light source that supplies light to the liquid crystal display device.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. It will be understood that when an element such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the element directly over another element, Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.

이제 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고하여 간략하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.Now, a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200), 두 표시판(100, 200) 사이에 배치되어 있는 액정층(3), 그리고 제1 광차단층(410) 및 제2 광차단층(420)을 포함한다. 도시하지는 않았지만, 액정 표시 장치에 빛을 공급하는 광원부를 더 포함할 수 있고, 광원부는 두 표시판(100, 200)을 기준으로 제1 광차단층(410) 및 제2 광차단층(420)이 배치되어 있는 위치와 반대되는 위치에 배치될 수 있다.1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first display panel 100 and a second display panel 200 facing each other, a liquid crystal layer (not shown) disposed between the two display panels 100 and 200, 3), and a first light blocking layer 410 and a second light blocking layer 420. The light source unit may further include a first light blocking layer 410 and a second light blocking layer 420 on the basis of the two display panels 100 and 200, And may be disposed at a position opposite to the position in which it is located.

제1 표시판(100)은 투명한 제1 절연 기판(110), 제1 절연 기판(110) 위에 배치되어 있는 제1 전극(120), 제1 전극(120) 위에 배치되어 있는 제1 고분자층(130), 그리고 제1 고분자층(130) 위에 배치되어 있는 제1 광중합 액정층(140)을 포함한다.The first display panel 100 includes a first transparent insulating substrate 110, a first electrode 120 disposed on the first insulating substrate 110, a first polymer layer 130 disposed on the first electrode 120, And a first photopolymerizable liquid crystal layer 140 disposed on the first polymer layer 130.

제1 전극(120)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전층으로 이루어질 수 있다. 제1 고분자층(130)은 광경화성, 예를 들어 자외선(UV) 경화성 물질을 포함할 수 있고, 제1 고분자층(130)의 표면에는 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성되어 있다. 제1 광중합 액정층(140)은 복수의 제1 액정 분자(141)을 가지고, 제1 액정 분자(141)는 그 방향자가 제1 방향을 향하도록 배향되어 있다. 이때, 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 장축 굴절률(ne)보다 작은 것이 바람직하고, 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no)과 같은 것이 바람직하다. 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)과 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no)이 같지 않은 경우, 제1 고분자층(130제1 전극(120)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전층으로 이루어질 수 있다. 제1 고분자층(130)은 광경화성, 예를 들어 자외선(UV) 경화성 물질을 포함할 수 있고, 제1 고분자층(130)의 표면에는 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성되어 있다. 제1 광중합 액정층(140)은 복수의 제1 액정 분자(141)을 가지고, 제1 액정 분자(141)는 그 방향자가 제1 방향을 향하도록 배향되어 있다. 이때, 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 장축 굴절률(ne)보다 작은 것이 바람직하고, 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no)과 같은 것이 바람직하다. 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)과 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no)이 같지 않은 경우, 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)이 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no) 보다 큰 것이 바람직하다.)의 굴절률(np)이 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no) 보다 큰 것이 바람직하다.The first electrode 120 may be formed of a transparent conductive layer such as ITO or IZO. The first polymer layer 130 may include a photo-curable material such as an ultraviolet (UV) curable material, and a plurality of lens-shaped concave portions are formed on the surface of the first polymer layer 130. The first photopolymerizable liquid crystal layer 140 has a plurality of first liquid crystal molecules 141, and the first liquid crystal molecules 141 are oriented such that their directors are oriented in the first direction. The refractive index np of the first polymer layer 130 is preferably smaller than the long refractive index ne of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140. The refractive index np of the first polymer layer 130 Is preferably equal to the uniaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140. [ When the refractive index np of the first polymer layer 130 and the single refractive index no of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 are not equal to each other, The first polymer layer 130 may include a photo-curable material such as an ultraviolet (UV) curable material, and the first polymer layer 130 may be formed of a transparent conductive layer such as ITO or IZO. The first photopolymerizable liquid crystal layer 140 has a plurality of first liquid crystal molecules 141 and the first liquid crystal molecules 141 are arranged such that the direction of the first liquid crystal molecules 141 is parallel to the first direction The refractive index np of the first polymer layer 130 is preferably smaller than the long axis refractive index ne of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140, The refractive index np of the first polymer layer 130 is equal to the single refractive index no of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 The refractive index np of the first polymer layer 130 and the single refractive index no of the liquid crystal molecules 141 contained in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 are not equal to each other, The refractive index np of the first photopolymerizable liquid crystal layer 130 is preferably larger than the uniaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140) (No) of the liquid crystal molecules 141 included in the liquid crystal molecules 140. [

제2 표시판(200)은 투명한 제2 절연 기판(210), 제2 절연 기판(210) 위에 배치되어 있는 제2 전극(220), 제2 전극(220) 위에 배치되어 있는 제2 고분자층(230), 그리고 제2 고분자층(230) 위에 배치되어 있는 제2 광중합 액정층(240)을 포함한다.The second display panel 200 includes a transparent second insulating substrate 210, a second electrode 220 disposed on the second insulating substrate 210, a second polymer layer 230 disposed on the second electrode 220, And a second photopolymerizable liquid crystal layer 240 disposed on the second polymer layer 230.

제2 전극(220)은 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전층으로 이루어질 수 있다. 제2 고분자층(230)은 광경화성, 예를 들어 자외선(UV) 경화성 물질을 포함할 수 있고, 제2 고분자층(230)의 표면에는 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성되어 있다. 제2 고분자층(230)의 표면에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부의 곡률 반경은 제1 표시판(100)의 제1 고분자층(130)의 표면에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부의 곡률 반경과 같은 것이 바람직하다. 제2 광중합 액정층(240)은 복수의 제2 액정 분자(241)을 가지고, 제2 액정 분자(241)는 그 방향자가 제2 방향을 향하도록 배향되어 있다. 이때, 제2 액정 분자(241)의 방향자가 향하고 있는 제2 방향은 제1 표시판(100)의 제1 광중합 액정층(140)의 제1 액정 분자(141)의 방향자가 향하고 있는 제1 방향과 수직을 이루는 것이 바람직하다. 또한, 제2 고분자층(230)의 굴절률(np)은 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 장축 굴절률(ne)보다 작은 것이 바람직하고, 제2 고분자층(230)의 굴절률(np)은 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 단축 굴절률(no)과 같은 것이 바람직하다. 제2 고분자층(230)의 굴절률(np)과 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 단축 굴절률(no)이 같지 않은 경우, 제2 고분자층(230)의 굴절률(np)이 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 단축 굴절률(no) 보다 큰 것이 바람직하다.The second electrode 220 may be formed of a transparent conductive layer such as ITO or IZO. The second polymer layer 230 may include a photo-curable material, for example, an ultraviolet (UV) curable material, and a plurality of lens-shaped concave portions may be formed on the surface of the second polymer layer 230. The radius of curvature of the lens-shaped concave portion formed on the surface of the second polymer layer 230 is equal to the radius of curvature of the concave portion of the lens shape formed on the surface of the first polymer layer 130 of the first display panel 100 . The second photopolymerizable liquid crystal layer 240 has a plurality of second liquid crystal molecules 241 and the second liquid crystal molecules 241 are oriented so that their directors are oriented in the second direction. The second direction in which the second liquid crystal molecules 241 are oriented in the first direction is a direction in which the first liquid crystal molecules 141 of the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 of the first display panel 100 are oriented, It is preferable to form a vertical direction. The refractive index np of the second polymer layer 230 is preferably smaller than the long axis refractive index ne of the liquid crystal molecules 241 included in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240. The refractive index np of the second polymer layer 230 Is preferably equal to the uniaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 241 contained in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240. [ When the refractive index np of the second polymer layer 230 and the single refractive index no of the liquid crystal molecules 241 contained in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240 are not equal to each other, (np) of the second photopolymerizable liquid crystal layer 240 is larger than the uniaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 241 contained in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 고분자층(130)에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부와 상기 제2 고분자층(230)에 형성되어 있는 렌즈 형태의 오목부는 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 가상의 중앙 수평선을 기준으로 서로 거울상 대칭일 수 있다.1, a lens-shaped concave portion formed on the first polymer layer 130 and a lens-shaped concave portion formed on the second polymer layer 230 are formed on the first substrate 110, The first substrate 210 and the second substrate 210 may be mirror-symmetrical with respect to the imaginary central horizontal line.

액정층(3)은 복수의 액정 분자(31)를 포함하고, TN(Twisted Nematic) 모드나 VA(Vertical alignment) 모드의 액정 또는 강유전성 액정(FLC: Ferro-electric liquid crystal)을 포함할 수 있다. 이외에 액정층(3)에 전기장이 가해지지 않은 상태에서 한 방향으로 배열되어 있던 액정 분자(31)가 액정층(3)에 전기장이 가해진 경우 초기 배열 방향에 수직인 방향으로 재배열될 수 있는 모든 종류의 액정 물질을 포함할 수 있다. 이하에서는 액정층(3)은 비틀린 네마틱(TN) 액정층인 경우 를 예를 들어 설명한다.The liquid crystal layer 3 includes a plurality of liquid crystal molecules 31 and may include liquid crystal or Ferro-electric liquid crystal (FLC) in a TN (Twisted Nematic) mode or a VA (Vertical Alignment) mode. The liquid crystal molecules 31 arranged in one direction in the state in which no electric field is applied to the liquid crystal layer 3 are all arranged in a direction perpendicular to the initial alignment direction when an electric field is applied to the liquid crystal layer 3 Type liquid crystal material. Hereinafter, the case where the liquid crystal layer 3 is a twisted nematic (TN) liquid crystal layer will be described as an example.

제1 광차단층(410)은 제1 광차단부(411)와 제1 광투과부(412)를 가지고, 제2 광차단층(420)은 제2 광차단부(421)와 제2 광투과부(422)를 가진다.The first light blocking layer 410 has a first light blocking portion 411 and a first light transmitting portion 412 and the second light blocking layer 420 has a second light blocking portion 421 and a second light transmitting portion 422 ).

그러면, 도 2a 및 도 2b를 참고하여, 제1 광차단층(410)과 제2 광차단층(420)의 평면 형태에 대하여 설명한다. 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 광차단층의 평면도이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제2 광차단층의 평면도이다.The planar shape of the first light blocking layer 410 and the second light blocking layer 420 will now be described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A is a plan view of a first light blocking layer of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a plan view of a second light blocking layer of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b를 참고하면, 제1 광차단층(410)의 제1 광차단부(411)는 일정한 간격으로 배치되어 있으며, 원형의 평면 형태를 가질 수 있고, 제2 광차단층(420)의 광투과부(422)는 제1 광차단부(411)에 대응하는 위치에 배치되고, 일정한 간격으로 배치되어 있으며, 원형의 평면 형태를 가질 수 있다. 도시한 바와 같이, 제1 광차단층(410)의 제1 광차단부(411)와 제2 광차단층(420)의 제2 광투과부(422)의 배치가 서로 대응하고, 제1 광차단층(410)의 제1 광투과부(412)와 제2 광차단층(420)의 제2 광차단부(421)의 배치가 서로 대응한다. 또한, 제1 광차단층(410)의 제1 광차단부(411)의 폭, 반경은 제2 광차단층(420)의 제2 광투과부(422)의 반경보다 클 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B, the first light blocking portions 411 of the first light blocking layer 410 are arranged at regular intervals and may have a circular planar shape, The light transmitting portions 422 are disposed at positions corresponding to the first light blocking portions 411, are arranged at regular intervals, and may have a circular planar shape. The first light blocking portion 411 of the first light blocking layer 410 and the second light transmitting portion 422 of the second light blocking layer 420 correspond to each other and the first light blocking layer 410 The arrangement of the first light transmitting portion 412 of the first light blocking layer 421 and the arrangement of the second light blocking portion 421 of the second light blocking layer 420 correspond to each other. The width and radius of the first light blocking portion 411 of the first light blocking layer 410 may be greater than the radius of the second light transmitting portion 422 of the second light blocking layer 420.

다시, 도 1을 참고하면, 제1 고분자층(130)의 상부 표면과 제1 광차단층(410)의 상부 표면 사이의 간격(d1)은 제1 광차단층(410)과 제2 광차단층(420) 사이의 간격(d2)과 거의 동일할 수 있다.1, the distance d1 between the upper surface of the first polymer layer 130 and the upper surface of the first light blocking layer 410 is greater than the distance d1 between the first light blocking layer 410 and the second light blocking layer 420 (D2) between the first and second electrodes.

또한, 제1 고분자층(130)의 표면에 형성되어 있는 오목부의 각 렌즈의 곡률 반경을 R이라고 할 때, 각 렌즈의 초점 거리(f)는 아래의 관계식을 만족할 수 있다.When the radius of curvature of each lens of the concave portion formed on the surface of the first polymer layer 130 is R, the focal length f of each lens can satisfy the following relational expression.

f=R/(ne-np)f = R / (ne-np)

여기서, np는 제1 고분자층(130)의 굴절률이고, ne는 제1 광중합 액정층(140)의 굴절률이다.Herein, np is the refractive index of the first polymer layer 130, and ne is the refractive index of the first photopolymerizable liquid crystal layer 140.

또한, 제1 고분자층(130)의 상부 표면과 제1 광차단층(410)의 상부 표면 사이의 간격(d1)은 제1 고분자층(130)의 표면에 형성되어 있는 오목부의 각 렌즈의 초점 거리(f)의 약 1/2일 수 있다.The distance d1 between the upper surface of the first polymer layer 130 and the upper surface of the first light blocking layer 410 is smaller than the distance d1 between the upper surface of the first polymer layer 130 and the upper surface of the first light blocking layer 410, (f). < / RTI >

또한, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 두 표시판(100, 200) 외부에 편광판이 부착되어 있지 않다.In the liquid crystal display device according to the present embodiment, the polarizer is not attached to the outside of the two display panels 100 and 200.

그러면, 도 3a 내지 도 3c를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 도 3a 내지 도 3c에서, 제1 경로(L1)는 제1 표시판(100)의 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)가 배향되어, 그 방향자가 향하고 있는 제1 방향을 축으로 편광된 빛의 경로를 나타내고, 제2 경로(L2)는 제2 표시판(200)의 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)가 배향되어, 그 방향자가 향하고 있는 제2 방향을 축으로 편광된 빛의 경로를 나타낸다.The operation of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 3A to 3C. FIG. 3A to 3C are sectional views for explaining the operation of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention. 3A to 3C, in the first path L1, the liquid crystal molecules 141 contained in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 of the first display panel 100 are aligned, and the liquid crystal molecules 141 in the first direction The liquid crystal molecules 241 included in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240 of the second display panel 200 are aligned in the second path L2 and the direction of the liquid crystal molecules 241 is oriented Represents the path of light polarized in the second direction.

먼저, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)에 배치되어 있는 제1 전극(120)과 제2 전극(220)에 전압을 인가하지 않은 경우를 설명한다.First, a case where no voltage is applied to the first electrode 120 and the second electrode 220 disposed on the first display panel 100 and the second display panel 200 will be described.

도 3a에서 제1 경로(L1)를 참고하면, 제2 표시판(200) 쪽으로부터 제1 방향, 구체적으로 제2 표시판(200)의 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)가 배향되어, 그 방향자가 향하고 있는 제2 방향과 수직인 방향을 축으로 편광된 빛이 입사될 경우, 편광축은 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 단축 방향과 일치하게 된다. 3A, the liquid crystal molecules 241 included in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240 of the second display panel 200 in the first direction from the second display panel 200 side, specifically, ) Of the liquid crystal molecules is oriented such that the polarized light is incident on the short axis direction of the liquid crystal molecules 241 included in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240 when the polarized light is incident on the direction perpendicular to the second direction .

제2 고분자층(230)의 굴절률(np)은 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 단축 굴절률(no)과 같기 때문에, 제2 표시판(200) 쪽으로부터 제1 방향으로 편광되어 입사한 빛은 직진하게 된다. 직진한 빛은 액정층(3)을 지나면서 편광축이 90도(°) 정도 회전하게 되어, 제2 방향으로 편광된다.Since the refractive index np of the second polymer layer 230 is equal to the uniaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 241 contained in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240, Direction, and the light incident thereon is linearly polarized. The light advancing straightly passes through the liquid crystal layer 3, and the polarization axis is rotated by about 90 degrees (degrees), and is polarized in the second direction.

이렇게 제2 방향으로 편광된 빛이 제1 표시판(100)으로 입사하게 되면, 편광 축은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 방향과 일치하게 된다. 또한, 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no)과 같기 때문에, 빛은 계속하여 직진하게 된다. 이렇게 제1 표시판(100)을 통과한 빛은 제2 광차단층(420)의 광차단부(421)에 의해 차단된다.When the polarized light in the second direction is incident on the first display panel 100, the polarization axis coincides with the minor axis direction of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140. Since the refractive index np of the first polymer layer 130 is equal to the uniaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 141 contained in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140, the light continues to go straight. The light having passed through the first display panel 100 is blocked by the light shielding part 421 of the second light blocking layer 420.

유사하게, 도 3a에서 제2 경로(L2)를 참고하면, 제2 표시판(200) 쪽으로부터 제2 방향을 축으로 편광된 빛이 입사될 경우, 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 장축 굴절률(ne)은 제2 고분자층(230)의 굴절률(np) 보다 크기 때문에, 제2 고분자층(230)과 제2 광중합 액정층(240)을 지나면서, 굴절하여 제1 초점을 형성하는 방향으로 향하게 된다. 이렇게 굴절된 빛은 액정층(3)을 지나면서 편광축이 90도(°) 정도 회전하게 되어, 제1 방향으로 편광된다. 제1 방향은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 장축 방향과 일치하고, 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 장축 굴절률(ne)은 제1 고분자층(130)의 굴절률(np) 보다 크기 때문에, 빛은 다시 굴절하게 되고, 제1 초점 거리의 1/2이 되는 위치에 제2 초점을 형성하는 방향으로 향하게 된다. 이렇게 2회 굴절된 빛은 제1 고분자층(130)으로부터, 제1 고분자층(130)과 제2 고분자층(230)의 오목부의 렌즈의 초점 거리의 1/2 정도 이격되어 배치되어 있는 제1 광차단층(410)의 광차단부(411)에 의해 차단되게 된다.Similarly, referring to the second path L2 in FIG. 3A, when light polarized in the second direction from the second display panel 200 side is incident, the second path L2 included in the second photopolymerization liquid crystal layer 240 Since the long axis refractive index ne of the liquid crystal molecules 241 is larger than the refractive index np of the second polymer layer 230, the liquid crystal molecule 241 is refracted while passing through the second polymer layer 230 and the second photopolymerization liquid crystal layer 240 And is directed in the direction of forming the first focus. The refracted light passes through the liquid crystal layer 3 to rotate the polarization axis by about 90 degrees and is polarized in the first direction. The first direction coincides with the major axis direction of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 and the long axis refractive index ne of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 Is greater than the refractive index np of the first polymer layer 130, the light is refracted again, and is directed in the direction of forming the second focal point at a position that is 1/2 of the first focal length. The two-fold refracted light is transmitted from the first polymer layer 130 to the first polymer layer 130 and the second polymer layer 230 by a distance of about 1/2 of the focal length of the lens of the concave portion of the first polymer layer 130 and the second polymer layer 230 And is blocked by the light shielding part 411 of the light blocking layer 410.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 두 표시판(100, 200)의 외부에 서로 직교하는 편광축을 가지는 편광판을 포함하지 않고도, 제1 고분자층(130) 및 제2 고분자층(230), 그리고 제1 광중합 액정층(140) 및 제2 광중합 액정층(240)의 굴절률을 이용하여, 액정 표시 장치에 전압이 인가되지 않은 경우, 완전한 블랙 상태를 나타낼 수 있다.As described above, in the case of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, the first polymer layer 130 and the second polymer layer (not shown) can be formed without including a polarizer having a polarization axis orthogonal to the outside of the two display panels 100 and 200 230, and the refractive indexes of the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 and the second photopolymerizable liquid crystal layer 240 are used, a complete black state can be exhibited when no voltage is applied to the liquid crystal display device.

이 때, 제1 광차단층(410)의 광차단부(411)의 폭과 제2 광차단층(420)의 광 투과부(422)의 폭은 제1 고분자층(130) 및 제2 고분자층(230), 그리고 제1 광중합 액정층(140) 및 제2 광중합 액정층(240)을 통과한 빛의 초점 특성에 따라 조절가능하다. 앞서 설명하였듯이, 제1 광차단층(410)의 제1 광차단부(411)의 폭, 반경은 제2 광차단층(420)의 제2 광투과부(422)의 폭, 반경보다 클 수 있는데, 이에 의해, 제1 광차단층(410)의 제1 광차단부(411)의 주변에서 산란된 빛을 제2 광차단층(420)의 광차단부(421)에서 차단할 수 있다.The width of the light blocking portion 411 of the first light blocking layer 410 and the width of the light transmitting portion 422 of the second light blocking layer 420 may be different from each other between the first polymer layer 130 and the second polymer layer 230 ), And the focus characteristics of light passing through the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 and the second photopolymerizable liquid crystal layer 240. The width and radius of the first light blocking portion 411 of the first light blocking layer 410 may be greater than the width and radius of the second light transmitting portion 422 of the second light blocking layer 420, Light scattered around the first light blocking portion 411 of the first light blocking layer 410 may be blocked by the light blocking portion 421 of the second light blocking layer 420. [

다음으로, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)에 배치되어 있는 제1 전극(120)과 제2 전극(220)에 최대 전압을 인가한 경우를 설명한다.Next, a case where a maximum voltage is applied to the first electrode 120 and the second electrode 220 disposed on the first display panel 100 and the second display panel 200 will be described.

도 3b에서 제1 경로(L1)를 참고하면, 제2 표시판(200) 쪽으로부터 제1 방향을 축으로 편광된 빛이 입사될 경우, 편광축은 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 단축 방향과 일치하게 된다.Referring to the first path L1 in FIG. 3B, when light polarized in the first direction is incident on the second display panel 200, the polarization axis is shifted in the direction of the liquid crystal layer 240 included in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240, And coincides with the minor axis direction of the molecule 241.

제2 고분자층(230)의 굴절률(np)은 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 단축 굴절률(no)과 같기 때문에, 제2 표시판(200) 쪽으로부터 제1 방향으로 편광되어 입사한 빛은 직진하게 된다.Since the refractive index np of the second polymer layer 230 is equal to the uniaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 241 contained in the second photopolymerizable liquid crystal layer 240, Direction, and the light incident thereon is linearly polarized.

액정층(3)에 최대 전압이 인가된 상태이기 때문에, 액정층(3)의 액정 분자(31)는 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직방향으로 배열되고, 이에 의해 직진한 빛은 액정층(3)을 직진하여 통과하게 된다.The liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 3 are arranged in the vertical direction with respect to the surfaces of the two display panels 100 and 200 because the maximum voltage is applied to the liquid crystal layer 3, And passes straight through the liquid crystal layer 3.

이렇게 직진한 빛이 제1 표시판(100)으로 입사하게 되면, 편광 축은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 장축 방향인 제1 방향과 일치하고, 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 장축 굴절률(ne)은 제1 고분자층(130)의 굴절률(np)보다 크기 때문에, 빛은 굴절하게 되어, 도 3a에 도시한 경우의 제1 초점 거리보다 더 긴 위치에 초점을 형성하는 방향으로 나아가게 된다. 따라서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 빛은 제1 광차단층(410)의 광투과부(412)를 지나 제2 광차단층(420)의 광투과부(422)를 통과하게 된다.When the linearly polarized light is incident on the first display panel 100, the polarization axis coincides with the first direction which is the long axis direction of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140, The long refractive index ne of the liquid crystal molecules 141 included in the layer 140 is larger than the refractive index np of the first polymer layer 130 so that the light refracts. And moves in a direction to form a focus at a position longer than one focal length. 3B, the light passes through the light transmitting portion 412 of the first light blocking layer 410 and the light transmitting portion 422 of the second light blocking layer 420, as shown in FIG. 3B.

유사하게, 도 3b에서 제2 경로(L2)를 참고하면, 제2 표시판(200) 쪽으로부터 제2 방향을 축으로 편광된 빛이 입사될 경우, 제2 광중합 액정층(240)에 포함되어 있는 액정 분자(241)의 장축 굴절률(ne)은 제2 고분자층(230)의 굴절률(np) 보다 크기 때문에, 제2 고분자층(230)과 제2 광중합 액정층(240)을 지나면서, 굴절한 뒤, 액정층(3)을 직진하여 통과하게 된다. 이 빛은 제1 광중합 액정층(140)에 포함되어 있는 액정 분자(141)의 단축 굴절률(no)은 제1 고분자층(130)의 굴절률(np) 보다 작기 때문에, 빛은 굴절하지 않고 통과하기 때문에, 이 빛이 형성하는 초점 거리는 도 3a에 도시한 경우의 제1 초점 거리보다 더 길기 때문에, 도 3b에 도시한 바와 같이, 빛은 제1 광차단층(410)의 광투과부(412)를 지나 제2 광차단층(420)의 광투과부(422)를 통과하게 된다.Similarly, referring to the second path L2 in FIG. 3B, when light polarized in the second direction from the second display panel 200 side is incident, the light emitted from the second path L2 included in the second photopolymerization liquid crystal layer 240 Since the long axis refractive index ne of the liquid crystal molecules 241 is larger than the refractive index np of the second polymer layer 230, And then passes straight through the liquid crystal layer 3 to pass. Since the monoaxial refractive index no of the liquid crystal molecules 141 included in the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 is smaller than the refractive index np of the first polymer layer 130, 3A, the light travels through the light transmitting portion 412 of the first light blocking layer 410, as shown in FIG. 3B, And passes through the light transmitting portion 422 of the second light blocking layer 420.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 두 표시판(100, 200)의 외부에 서로 직교하는 편광축을 가지는 편광판을 포함하지 않고도, 제1 고분자층(130) 및 제2 고분자층(230), 그리고 제1 광중합 액정층(140) 및 제2 광중합 액정층(240)의 굴절률을 이용하여, 액정 표시 장치에 최대 전압이 인가된 경우, 완전한 화이트 상태를 나타낼 수 있다.As described above, in the case of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, the first polymer layer 130 and the second polymer layer (not shown) can be formed without including a polarizer having a polarization axis orthogonal to the outside of the two display panels 100 and 200 230, and the refractive indexes of the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 and the second photopolymerizable liquid crystal layer 240, when a maximum voltage is applied to the liquid crystal display device, a complete white state can be exhibited.

다음으로, 도 3c를 참고하면, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)에 배치되어 있는 제1 전극(120)과 제2 전극(220)에 중간 값의 전압을 인가한 경우, 제1 경로(L1)의 빛은 제2 광차단층(420)의 광차단부(421)에 의해 차단되고, 제2 경로(L2)의 빛은 제1 광차단층(410)의 광투과부(412)를 지나 제2 광차단층(420)의 광투과부(422)를 통과하게 된다. 이처럼, 빛의 일부는 차단되고, 빛의 일부는 투과하게 되어, 중간 계조의 빛을 구현할 수 있다.3C, when a medium voltage is applied to the first electrode 120 and the second electrode 220 disposed on the first display panel 100 and the second display panel 200, The light of the first path L1 is blocked by the light blocking portion 421 of the second light blocking layer 420 and the light of the second path L2 is blocked by the light transmitting portion 412 of the first light blocking layer 410 Through the light transmitting portion 422 of the second light blocking layer 420. Thus, a part of the light is blocked and a part of the light is transmitted, so that the light of the intermediate gray level can be realized.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 편광판을 포함하지 않고 도, 제1 고분자층(130) 및 제2 고분자층(230), 그리고 제1 광중합 액정층(140) 및 제2 광중합 액정층(240)의 굴절률을 이용하여, 편광판을 포함하는 것과 유사한 효과를 나타낼 수 있다. 따라서, 편광판에 의한 비용을 줄일 수 있어, 액정 표시 장치의 제조 비용을 낮출 수 있고, 편광판에 의한 빛의 손실을 줄여 액정 표시 장치에 빛을 공급하는 광원의 광 효율을 높일 수 있다.As such, the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention may include the first polymer layer 130 and the second polymer layer 230, and the first photopolymerizable liquid crystal layer 140 and the second photopolymerizable liquid crystal layer 140 without the polarizer, By using the refractive index of the layer 240, an effect similar to that including a polarizing plate can be exhibited. Accordingly, the cost of the polarizing plate can be reduced, the manufacturing cost of the liquid crystal display device can be reduced, and the light efficiency of the light source that supplies light to the liquid crystal display can be increased by reducing the loss of light by the polarizing plate.

도 3a 내지 도 3b에 도시한 실시예에서는 TN 모드의 액정을 예를 들어 설명하였으나, 앞서 설명하였듯이 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 다른 모드의 액정을 포함할 수 있고, 이 경우에도 편광판 없이 편광판의 효과를 나타낼 수 있음은 분명하다.3A and 3B, the TN mode liquid crystal has been described as an example. However, as described above, the liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention may include a liquid crystal of another mode, It is clear that the effect of the polarizer can be shown without the polarizer.

그러면 도 4를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.A liquid crystal display according to another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. 4 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이 서로 마주보는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200), 두 표시판(100, 200) 사이에 배치되어 있으며, 액정 분자(31)를 포함하는 액정층(3), 그리고 제1 광차단층(410) 및 제2 광차단층(420)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the liquid crystal display according to the present embodiment includes a first display panel 100 and a second display panel 200 facing each other like the liquid crystal display device according to the embodiment shown in FIG. 1, two display panels 100 And 200 includes a liquid crystal layer 3 including liquid crystal molecules 31 and a first light blocking layer 410 and a second light blocking layer 420.

그러나, 도 1에 도시한 실시예와는 달리, 제1 기판(110)의 제1 면에는 제1 전극(120)이 배치되어 있고, 제1 기판(110)의 제2 면에는 제1 고분자층(130) 및 제1 광중합 액정층(140)이 차례로 배치되어 있다.1, a first electrode 120 is disposed on a first surface of a first substrate 110, and a first electrode 120 is disposed on a second surface of a first substrate 110. In this case, A first photopolymerizable liquid crystal layer 130 and a first photopolymerizable liquid crystal layer 140 are sequentially disposed.

또한, 제2 기판(210)의 제1 면에는 제2 전극(220)이 배치되어 있고, 제2 기 판(210)의 제2 면에는 제2 고분자층(230) 및 제2 광중합 액정층(240)이 차례로 배치되어 있다.A second electrode 220 is disposed on a first surface of the second substrate 210 and a second polymer layer 230 and a second photopolymerizable liquid crystal layer 240 are arranged in this order.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극인 제1 전극(120)과 제2 전극(220) 사이의 거리가 짧아져서, 낮은 구동 전압을 이용하여 액정층(3)에 전기장을 형성할 수 있다.The distance between the first electrode 120 and the second electrode 220 which are the electric field generating electrodes is shortened so that the electric field can be formed in the liquid crystal layer 3 by using the low driving voltage have.

도 1과 도 2a 및 도 2b에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 많은 특징들은 도 4에 도시한 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에 모두 적용 가능하다.Many features of the liquid crystal display according to the embodiment shown in Figs. 1, 2A and 2B are applicable to the liquid crystal display according to the embodiment shown in Fig.

그러면, 도 5 내지 도 13을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 5 내지 도 13은 본 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 13. FIG. 5 to 13 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present embodiment.

먼저 도 5에 도시한 바와 같이, 투명 전극층(501)을 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 투명 전극층(501) 위에 광 경화성 고분자층(502)을 적층한다.5, after the transparent electrode layer 501 is formed, the photo-curable polymer layer 502 is laminated on the transparent electrode layer 501 as shown in FIG.

도 7에 도시한 바와 같이, 마스크(10)를 이용하여, 광 경화성 고분자층(502)에 자외선(Ultra Violet) 등의 빛을 조사하여, 광 경화성 고분자층(502)의 표면에 복수의 렌즈 형태의 오목부를 형성함과 동시에 고분자층(502)을 경화하여, 복수의 렌즈 형태의 오목부가 형성되어 있는 표면을 가지는 고분자층(503)을 완성한다.7, light such as ultraviolet light is irradiated to the photo-curable polymer layer 502 using the mask 10 to form a plurality of lens shapes And the polymer layer 502 is cured to complete the polymer layer 503 having a surface on which a plurality of lens-shaped concave portions are formed.

그 후, 도 8에 도시한 바와 같이, 고분자층(503)에 배향막 물질층을 적층한 후, 롤러(20)를 이용하여 일정 방향, 예를 들어 제1 방향으로 배향된 배향막(505)을 형성한다.8, an alignment film material layer is laminated on the polymer layer 503, and then an alignment film 505 oriented in a predetermined direction, for example, in the first direction, is formed using the roller 20 do.

다음으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 방향으로 배향된 배향막(505) 위에 액정 고분자 물질층(506)을 적층한다. 이에 의해 액정 고분자 물질층(506) 내의 액정 고분자(510)는 제1 방향으로 배향된다.Next, as shown in Fig. 9, a liquid crystal polymer material layer 506 is laminated on the alignment film 505 oriented in the first direction. Thereby, the liquid crystal polymer 510 in the liquid crystal polymer material layer 506 is oriented in the first direction.

그 후, 도 10에 도시한 바와 같이, 액정 고분자 물질층(506)에 자외선 등의 빛을 조사하여 광중합 액정층(507)을 완성한다.10, light such as ultraviolet light is irradiated to the liquid crystal polymer material layer 506 to complete the photopolymerizable liquid crystal layer 507. [

위에 설명한 과정에 의해 두 표시판(100, 200) 중 어느 하나를 형성할 수 있다.Any one of the two display panels 100 and 200 can be formed by the process described above.

다음으로, 도 11를 참고하면, 투명 전극(601) 위에 렌즈 형태의 오목부가 형성되어 있는 표면을 가지는 고분자층(603)을 형성하고, 고분자층(603)에 배향막 물질층을 적층한 후, 롤러(30)를 이용하여 일정 방향, 예를 들어 제2 방향으로 배향된 배향막(605)을 형성한다. 이 때, 제2 방향은 제1 방향과 수직인 방향일 수 있다.Next, referring to FIG. 11, a polymer layer 603 having a surface on which a lens-shaped concave portion is formed is formed on the transparent electrode 601, an orientation film material layer is laminated on the polymer layer 603, The alignment layer 605 is oriented in a predetermined direction, for example, the second direction, using the alignment layer 30. In this case, the second direction may be a direction perpendicular to the first direction.

그 후, 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 방향으로 배향된 배향막(605) 위에 액정 고분자 물질층(606)을 적층한다. 이에 의해 액정 고분자 물질층(606) 내의 액정 고분자(610)는 제2 방향으로 배향된다. 다음으로, 도 13에 도시한 바와 같이, 액정 고분자 물질층(606)에 자외선 등의 빛을 조사하여 광중합 액정층(607)을 완성하여, 두 표시판(100, 200) 중 나머지 하나를 완성한다.Thereafter, as shown in Fig. 12, the liquid crystal polymer material layer 606 is laminated on the alignment film 605 oriented in the second direction. Thereby, the liquid crystal polymer 610 in the liquid crystal polymer material layer 606 is oriented in the second direction. Next, as shown in FIG. 13, the light-cured liquid crystal layer 607 is completed by irradiating the liquid crystal polymer material layer 606 with light such as ultraviolet light to complete the other of the two display panels 100 and 200.

이렇게 형성된 두 표시판(100, 200)을 서로 마주보도록 정렬한 후, 그 사이에 액정층을 주입하여 액정 표시 장치를 완성한다.The two display panels 100 and 200 thus formed are aligned to face each other, and a liquid crystal layer is injected therebetween to complete the liquid crystal display device.

그러면, 한 실험예를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 효과에 대하여 설명한다.An effect of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to an experimental example.

한 실험예에서는 굴절률이 약 1.56인 고분자 물질을 이용하여 두 표시판의 고분자층을 형성하였으며, 고분자층의 표면에는 곡률 반경이 약 100㎛인 복수의 렌즈 형태의 오목부를 형성하였고, 각 렌즈는 약 200㎛ 피치로 형성하였으며, 고분자층의 표면으로부터 오목부의 깊이는 약 11㎛로 형성하였다. 고분자층 위에는 약 1.68의 굴절률을 가지는 광중합 액정층을 형성하였으며, 두 표시판 사이의 간격은 약 3㎛이었고, 제1 광차단층의 광차단부의 폭은 약 10㎛, 제2 광차단부의 광투과부의 폭은 약 6㎛로 형성한 후, 빛의 투과율을 측정하였는데, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 기존의 액정 표시 장치에 비하여 적어도 1.5배 정도 높은 광 투과율을 나타냄을 알 수 있었다.In one experiment, a polymer layer having a refractive index of about 1.56 was used to form a polymer layer of two display panels, and a plurality of lens-shaped concave portions having a radius of curvature of about 100 μm were formed on the surface of the polymer layer. Mu] m pitch, and the depth of the concave portion from the surface of the polymer layer was about 11 [mu] m. On the polymer layer, a photopolymerizable liquid crystal layer having a refractive index of about 1.68 was formed. The interval between the two display panels was about 3 m, the width of the light blocking portion of the first light blocking layer was about 10 m, the width of the light transmitting portion of the second light blocking portion The light transmittance of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention is at least 1.5 times higher than that of the conventional liquid crystal display device.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제1 광차단층의 평면도이다.2A is a plan view of a first light blocking layer of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제2 광차단층의 평면도이다.2B is a plan view of a second light blocking layer of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.3A to 3C are sectional views for explaining the operation of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 13은 본 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.5 to 13 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present embodiment.

Claims

A first substrate and a second substrate facing each other,

A first polymer layer disposed on a first surface of the first substrate,

A first photopolymerizable liquid crystal layer disposed on the first polymer layer,

A second polymer layer disposed on the first surface of the second substrate,

A second photopolymerizable liquid crystal layer disposed on the second polymer layer, and

And a liquid crystal layer disposed between the first substrate and the second substrate,

Wherein the first photopolymerizable liquid crystal layer comprises a plurality of liquid crystal molecules arranged in a first direction and photopolymerized, and the second photopolymerizable liquid crystal layer has a plurality of photopolymerized light sources arranged in a second direction perpendicular to the first direction Of liquid crystal molecules.

The method of claim 1,

Wherein a plurality of lens-shaped concave portions are formed on a surface of the first polymer layer.

3. The method of claim 2,

And a plurality of lens-shaped concave portions are formed on a surface of the second polymer layer.

4. The method of claim 3,

Wherein the radius of curvature of the concave portion of the lens shape formed in the first polymer layer is equal to the radius of curvature of the concave portion of the lens shape formed in the second polymer layer.

4. The method of claim 3,

The lens-shaped concave portion formed in the first polymer layer and the lens-shaped concave portion formed in the second polymer layer are mirror-symmetric with respect to a virtual central horizontal line between the first substrate and the second substrate, .

delete

4. The method of claim 3,

Wherein the refractive index of the second polymer layer is different from the refractive index of the liquid crystal molecules in the second photopolymerizable liquid crystal layer.

The method of claim 9,

And the refractive index of the second polymer layer is smaller than that of the liquid crystal molecules in the second photopolymerizable liquid crystal layer.

4. The method of claim 3,

And the refractive index of the second polymer layer is equal to or greater than the uniaxial refractive index of the liquid crystal molecules in the second photopolymerizable liquid crystal layer.

4. The method of claim 3,

Wherein the refractive index of the first polymer layer is different from the refractive index of the liquid crystal molecules in the first photopolymerizable liquid crystal layer.

The method of claim 12,

Wherein the refractive index of the first polymer layer is smaller than that of the liquid crystal molecules in the first photopolymerizable liquid crystal layer.

4. The method of claim 3,

Wherein the refractive index of the first polymer layer is equal to or greater than the monoaxial refractive index of the liquid crystal molecules in the first photopolymerizable liquid crystal layer.

3. The method of claim 2,

And a first light blocking layer disposed on a second surface of the first substrate opposite to the first surface.

16. The method of claim 15,

And a second light blocking layer disposed on the first light blocking layer.

17. The method of claim 16,

Wherein the first light blocking layer has a first light blocking portion and a first light transmitting portion,

Wherein the second light blocking layer has a second light blocking portion and a second light transmitting portion,

The second light transmitting portion is disposed at a position corresponding to the first light blocking portion,

And the second light blocking portion is disposed at a position corresponding to the first light transmitting portion.

The method of claim 17,

Wherein a width of the first light blocking portion is larger than a width of the second light transmitting portion.

The method of claim 1,

A first electrode disposed on the first surface of the first substrate and disposed under the first polymer layer,

And a second electrode disposed on the first surface of the second substrate and disposed under the second polymer layer.

20. The method of claim 19,

Wherein the liquid crystal layer is disposed between a first surface of the first substrate and a first surface of the second substrate.

The method of claim 1,

A first electrode disposed on a second surface of the first substrate opposite to the first surface, and

And a second electrode disposed on a second surface opposite to the first surface of the second substrate.

22. The method of claim 21,

And the liquid crystal layer is disposed between a second surface of the first substrate and a second surface of the second substrate.