KR101839323B1 - 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 영상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전계 렌즈가 방향성을 갖지 않고 방사상으로 고른 렌즈 프로파일 을 갖는 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 영상 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 액정 전계 렌즈는 각각 단위셀이 매트릭스상으로 정의되며, 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제 1 기판 상의 각 단위 셀의 최중심에서 최외곽에 걸쳐 각각 중심을 공유하는 폐루프(closed-loop)의 형상으로 형성된 복수개의 제 1 전극; 상기 복수개의 제 1 전극들을 연결하는 저항체;, 상기 제 2 기판 전면에 형성된 제 2 전극; 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층; 및 상기 복수개의 제 1 전극들 중 최중심과 최외곽의 제 1 전극에 각각 접속되며, 서로 다른 전압을 인가하는 제 1, 제 2 전압 단자를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 영상 표시 장치 {Electrically-Driven Liquid Crystal Lens and Image Display Device Using the Same}
본 발명은 액정 전계 렌즈에 관한 것으로 특히, 전계 렌즈가 방향성을 갖지 않고 방사상으로 고른 렌즈 프로파일을 갖는 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 영상 표시 장치에 관한 것이다.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축될 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같이 단순히「듣고 말하는」서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는「시·공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는」초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에, 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 약간 다른 영상을 보게 된다. 이와 같이, 두 눈의 위치 차이에 의한 영상의 차이점을 양안 시차(binocular disparity)라고 한다. 그리고, 3차원 입체 표시 장치는 이러한 양안 시차를 이용하여 왼쪽 눈은 왼쪽 눈에 대한 영상만 보게 하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈 영상만을 볼 수 있게 한다.
즉, 좌/우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 하며, 이를 표시 장치로 응용한 장치를 입체 표시 장치라 한다.
한편, 입체 표시 장치는 3D(3-dimension)을 구현하는 렌즈를 이루는 구성요소에 따라 구분될 수 있으며, 일 예로, 액정층을 이용하여 렌즈를 구성하는 방식을 액정 전계 렌즈 방식이라 한다.
일반적으로 액정 표시 장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다. 액정 분자는 분극 성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는다. 여기서, 분극 성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정 분자내의 전하가 액정 분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자 배열 방향이 변환되는 것을 말하며, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사 방향이나 편광 상태에 따라 출사광의 경로나 편광 상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.
이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 영상을 표시할 수 있다.
최근에 이러한 액정분자의 특성을 이용하여 액정층이 렌즈 역할을 하게 하는 액정 전계 렌즈(liquid crystal lens electrically driven)가 제안되었다.
즉, 렌즈는 렌즈를 구성하는 물질과 공기와의 굴절율 차이를 이용하여 입사광의 경로를 위치별로 제어하는 것인데, 액정층에 전극의 위치별로 서로 다른 전압을 인가하여 전기장를 조성하여 액정층이 구동되도록 하면, 액정층에 입사하는 입사광은 위치별로 서로 다른 위상 변화를 느끼게 되고, 그 결과 액정층은 실제 렌즈와 같이 입사광의 경로를 제어할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 전계 렌즈를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 액정 전계 렌즈의 단위 렌즈 셀을 나타낸 단면도이며, 도 2는 도 1의 단위 렌즈 셀을 복수개 구성시 광경로 프로파일을 나타낸 사시도이다.
도 1과 같이, 종래의 액정 전계 렌즈는 마주보는 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20)과, 상기 제 1, 제 2 기판(10, 20) 사이에 형성된 액정층(30)으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판(10) 상에는 제 1 전극(11)이 단위 렌즈 셀별로 형성된다. 즉, 상기 제 1 전극(11)은 단위 렌즈 셀의 중심에 위치할 수도 있고, 혹은 에지에 위치할 수도 있다.
이 때, 인접한 제 1 전극(11)들간에 있어서, 일측 제 1 전극(11)의 중심으로부터 타측 제 1 전극(11)의 중심까지의 거리를 피치(pitch)라 하며, 상기 피치를 주기로 동일한 패턴(제 1 전극)이 반복되어 형성된다.
상기 제 1 기판(10)상에 대향되는 제 2 기판(20) 상에는 전면 제 2 전극(21)이 형성된다.
상기 제 1, 제 2 전극(11, 21)은 투명 금속으로 이루어진다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 전극(11, 21) 사이의 이격 공간에는 액정층(30)이 형성되며, 이러한 액정층(30)을 이루는 액정 분자는 상기 제 1 전극(11)을 교차하는 방향의 각 렌즈 영역(L)에서, 도 2와 같이, 포물선상의 전위면을 갖게 된다. 즉, 상기 액정층(30)의 액정 분자는 전기장의 세기 및 분포에 따라 반응하는 것으로, 상기 제 1 전극(11)과 제 2 전극(21)에 인가된 전압 차 및 상기 액정 분자의 유전율 이방성 등의 성질에 의해 전위면이 렌즈 형상과 같이 조성되는 것이다.
그런데, 상기 제 1 전극(11)은 일 방향으로 막대 형상으로 길게 형성되는 것으로, 막대의 길이 방향에서는 전위면이 동일하게 유지되어, 실제 광경로 프로파일은 도 2와 같이, 제 1 전극(11)을 교차하는 방향에서만 포물선상으로 형성되고, 제 1 전극(11)의 길이 방향에서는 동일한 형상이 유지되는 것이다.
따라서, 단위렌즈 셀이 매트릭스상으로 구비된 전체 액정 전계 렌즈에서 보면, 도 2와 같이, 반원기둥의 렌즈가 평행하게 반복되는 구조로 광 경로 프로파일이 형성되며, 이러한 형상에 따른 렌즈 효과를 얻는다.
상기와 같은 종래의 액정 전계 렌즈는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 액정 전계 렌즈는 일 방향으로만 렌즈가 조성되어, 시청자가 시청 위치를 바꾸는 경우에는 입체 영상 표시가 불가하다. 즉, 시청자가 얼굴을 틀어버리거나 누운 상태에서는 시청 영역이 반원기둥상의 렌즈로부터 벗어나게 되어, 액정 전계 렌즈를 구비한 입체 영상 표시 장치가 3D 영상을 출사한다 하더라도 이를 시인할 수 없게 된다. 이와 같이, 종래의 액정 전계 렌즈는 입체 영상 시청 영역이 특정 방향으로만 한정된다는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 전계 렌즈가 방향성을 갖지 않고 방사상으로 고른 렌즈 프로파일을 갖는 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 영상 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 전계 렌즈는 각각 단위셀이 매트릭스상으로 정의되며, 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제 1 기판 상의 각 단위 셀의 최중심에서 최외곽에 걸쳐 각각 중심을 공유하는 폐루프(closed-loop)의 형상으로 형성된 복수개의 제 1 전극; 상기 복수개의 제 1 전극들을 연결하는 저항체;, 상기 제 2 기판 전면에 형성된 제 2 전극; 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층; 및 상기 복수개의 제 1 전극들 중 최중심과 최외곽의 제 1 전극에 각각 접속되며, 서로 다른 전압을 인가하는 제 1, 제 2 전압 단자를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 제 2 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중 어느 하나이다.
상기 제 1 전극은, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), 구리, 몰리브덴, 알루미늄 중 어느 하나 또는, 이들중 둘 이상의 합금으로 이루어진다. 그리고, 상기 저항체는 상기 제 1 전극보다 전도율이 작은 물질이다.
상기 저항체는 상기 복수개의 제 1 전극들을 최중심에서 최외곽의 방향으로 일자로 연결하는 형상이다. 여기서, 상기 저항체는 각 단위셀에 대해 상기 최중심을 기준으로 대칭형으로 복수개 구비된다.
또한, 상기 복수개의 제 1 전극들은 중심에서 외곽으로 갈수록 그 폭이 늘어날 수 있으며, 동일할 수도 있다.
상기 복수개의 제 1 전극들은 원형 루프 또는 다각형 루프이다.
그리고, 상기 제 1 전압 단자 및 제 2 전압 단자 중 어느 하나는 1V 이상의 상전압이 인가되고, 나머지 하나는 접지된다.
상기 제 1, 제 2 전압 단자는 금속이다.
그리고, 상기 제 1 전극 및 저항체를 포함한 상기 제 1 기판 전면과, 상기 제 2 전극 상에 각각 제 1 배향막 및 제 2 배향막이 더 형성될 수 있다.
또한, 상술한 액정 전계 렌즈와, 상기 액정 전계 렌즈 하부에 위치하며, 상기 액정 전계 렌즈측으로 이차원 영상을 출사하는 표시 패널을 포함하여 영상 표시 장치를 구현할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 영상 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
액정 전계 렌즈를 형성하는 전극을 방사상으로 형성하여 액정 전계 렌즈의 전위면을 일 방향이 아닌 사방으로 균일하게 형성하여, 시청자의 자세 변화에 관계없이 입체 영상을 시인할 수 있게 된다.
또한, 전극의 형상을 구비함에 있어서 단위 셀에 구비된 전극마다 각각 서로 다른 전압을 인가함으로써, 배선 수를 늘리는 방법을 사용하지 않고, 저항체를 사용하여, 구조를 단순화하여 전계가 조성되는 유효 영역 및 개구 영역을 늘릴 수 있다.
도 1은 종래의 액정 전계 렌즈의 단위 렌즈 셀을 나타낸 단면도
도 2는 도 1의 단위 렌즈 셀을 복수개 구성시 광경로 프로파일을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도
도 4는 도 3의 I~I' 선상의 단면도
도 5는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 전계 렌즈를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 I~I' 선상의 단면도이고, 도 5는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도이다.
도 3 내지 도 5와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 전계 렌즈는 각각 단위셀이 매트릭스상으로 정의되며, 서로 대향된 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)과, 상기 제 1 기판(110) 상의 각 단위 셀의 최중심에서 최외곽에 걸쳐 각각 중심을 공유하는 폐루프(closed-loop)의 형상으로 갖는 복수개의 제 1 전극(113)과, 상기 복수개의 제 1 전극들을 연결하는 저항체(115)와, 상기 제 2 기판(120) 전면에 형성된 제 2 전극(121)과, 상기 제 1, 제 2 기판(110, 120) 사이의 액정층(150) 및 상기 복수개의 제 1 전극들(113) 중 최중심과 최외곽의 제 1 전극에 각각 접속되며, 서로 다른 전압을 인가하는 제 1, 제 2 전압 단자(111, 117)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 최중심의 제 1 전극에 연결된 제 1 전압 단자(111)와, 최외곽의 제 1 전극에 연결된 제 2 전압 단자(117)에 인가되는 전압 값은 그 값을 서로 바꿀 수도 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 최중심에 Vcc(고전압 또는 상전압), 최외곽에 GND(접지)를 인가할 수도 있고, 이를 바꿀 수도 있는 것이다.
이 때, 상기 제 1 전압 단자(111) 및 제 2 전압 단자(117) 중 어느 하나는 1V 이상의 상전압이 인가되고, 나머지 하나는 접지(GND)된다. 도 3에 따르면 각 단위 셀별로 각 최중심과 최외곽에 동일한 Vcc, GND가 인가되었지만, 경우에 따라, 단위셀별로 분리하여 제 1, 제 2 전압 단자에 서로 다른 전압 값을 인가하여 액티브 방식으로 단위셀들의 구동도 가능할 것이다. 이 경우에도 제 1, 제 2 전압 단자 중 하나는 공통적으로 접지된다.
또한, 상기 제 1 전압 단자(111) 및 제 2 전압 단자(117)는 도시된 바와 같이 동일층에 형성할 수도 있고, 혹은 서로 다른 층에 나누어 형성할 수도 있다. 마스크 수를 절약하는 관점에서는 도시된 바와 같이 동일층에 형성하는 것이 바람직할 것이다. 그리고, 상기 제 1, 제 2 전압 단자(111, 117)는 금속으로, 인가되는 전압 저하를 방지한다.
여기서, 상기 제 2 전극(121)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중 어느 하나로 투명 전극으로 형성된다.
상기 제 1 전극(113)은, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), 구리, 몰리브덴, 알루미늄 중 어느 하나 또는, 이들중 둘 이상의 합금으로 이루어진다. 그리고, 상기 저항체(115)는 상기 제 1 전극(113)보다 전도율이 작은 물질이다.
여기서, 상기 제 1 전극(113)은 되도록 ITO, IZO, ITZO 등의 투명 전극인 것이 바람직하며, 구리, 몰리브덴, 알루미늄일 경우에는 그 두께를 얇게하여 투명성을 유지하도록 한다. 본 발명의 제 1 실시예에 따르면 제 1 전극(113)들을 서로 동일 중심을 갖는 원형으로 도시한 것으로, 이들 제 1 전극들의 형상이 반드시 이에 한정된 것은 아니다.
상기 저항체(115)는 상기 복수개의 제 1 전극들(113)을 최중심에서 최외곽의 방향으로 일자로 연결하는 형상이다. 도시된 바와 같이, 십자 형상으로 형성될 수도 있고, 그 밖에도 상기 저항체(115)는 각 단위셀에 대해 상기 최중심을 기준으로 대칭형으로 복수개 구비될 수도 있다. 상기 저항체(115)는 도시된 바와 같이, 제 1 전극들(113) 사이에만 위치할 수도 있고, 혹은 제 1 전극들(113)의 표면을 지나며 형성될 수도 있다.
또한, 상기 복수개의 제 1 전극들(113)은 중심에서 외곽으로 갈수록 그 폭이 늘어날 수 있으며, 동일할 수도 있다.
여기서, 상기 제 1 전극들(113)은 폭과 이격된 간격은 형성하고자 하는 액정 전계 렌즈의 프로파일을 고려하여 조정할 수 있을 것이다.
그리고, 상기 제 1 전극(113) 및 저항체(115)를 포함한 상기 제 1 기판(110) 전면과, 상기 제 2 전극(121) 상에 각각 제 1 배향막(116) 및 제 2 배향막(123)이 더 형성된다. 이러한 제 1, 제 2 배향막(116, 123)은 상기 제 1 전극(113)들의 방향과 평행 또는 수직한 방향으로 러빙되어 초기 액정 방향을 제어할 수 있다.
여기서, 설명하지 않은 부호 114, 118은 하부의 제 1, 제 2 전압 단자(111, 117)와 상부의 제 1 전극(113)과 접속하는 제 1, 제 2 콘택홀을 의미한다. 112는 절연막으로 상기 제 1, 제 2 콘택홀(114, 118)이 형성되는 층이며, 상기 제 1, 제 2 전압 단자(111, 117)와 상부의 제 1 전극들(113) 및 저항체(115)간의 층간 절연을 위한 것이다.
또한, 122는 스페이서로 액정층(150)의 셀갭을 지지하기 위한 것이며, 그 형상은 원형, 다각 기둥 등으로 가변할 수도 있다. 도시된 스페이서(122)는 단위 셀의 개구율 저하를 방지하기 위해 단위 셀 외곽에 형성된 상태를 도시하였으나, 필요에 따라 단위 셀 내로 들어올 수도 있다.
경우에 따라, 도시되어 있지 않지만 상기 단위 셀들의 가장자리에는 씰 물질이 형성되어, 단위 셀별 액정의 구동을 구분할 수도 있을 것이다.
이하, 상술한 액정 전계 렌즈의 구동 원리를 설명한다.
동심원으로 형성된 제 1 전극들(113)들의 최중심에 Vcc, 최외곽에 GND(접지전압)가 인가되고, 상기 제 2 전극(121)에 공통 전압(Vcc 보다 낮은 전압) 또는 GND(접지전압)이 인가되면, 최중심에는 가장 강한 수직 전계가 조성되고, 최외곽에는 약하거나 거의 없는 전계가 조성되어, 평면적으로 상기 제 1 전극들의 중심부터 외곽에 걸쳐 점차 낮아지는 전위면이 형성된다. 이에 따라 전위면에 따른 방향 또는 수직한 방향으로 광경로차가 발생하며, 이로 인해 렌즈 효과가 발생되는 것이다. 여기서, 상기 전위면에 따르거나 수직한 방향에 따르거나 하는 액정의 배열은 액정이 가진 성질, 예를 들어 유전율 이방성에 의해 달라지는 것이다.
여기서, 각 동심원들의 제 1 전극들(113)은 개별 전극들에서 동일 전위면을 형성하게 되며, 저항체(115)는, 저항체가 갖는 고유의 저항 값에 의해 서로 이격된 제 1 전극들(113)간 전압 차를 주게 되어, 최중심에서부터 최외곽으로 가며, 혹은 그 반대 방향으로 가며, 전압 강하량을 조절하게 되는 것이다.
이러한 액정 전계 렌즈를 구현시, 사방으로 고른 전계 효과를 얻을 수 있기 때문에, 상술한 액정 전계 렌즈를 구비하여 렌즈를 구현시 어느 방향으로도 고른 입체 영상의 시인할 수 있는 것이다.
특히, 상술한 액정 전계 렌즈는 단위 셀들에 있어서, 3개 이상의 복수개의 전극들이 구비되더라도 최중심과 최외곽에 위치한 제 1 전극에만 전압 값을 인가하므로, 개별 전극별로 서로 다른 전압 값을 인가하는 구조 대비 배선 수를 줄일 수 있어, 유효 셀 영역을 늘리고, 차광 금속을 사용하는 배선의 사용을 줄여 개구율을 높일 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 영상 표시 장치는, 상술한 액정 전계 렌즈와, 상기 액정 전계 렌즈 하부에 위치하며, 상기 액정 전계 렌즈측으로 이차원 영상을 출사하는 표시 패널을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 액정 전계 렌즈는 상술한 바와 같이, 제 1, 제 2 전압 단자에 Vcc, GND를 인가하고, 제 2 전극에 공통 전압을 인가할 때에는 액정 전계 렌즈를 기능하며, 제 1, 제 2 전압 단자 및 제 2 전극을 플로팅하거나 모두 접지시킬 때에는 투명한 셀로 기능하는 것으로, 스위칭 셀로 기능하는 것이다.
이에 따라, 상기 액정 전계 렌즈의 전압 인가에 따라 2D-3D 영상 전환이 가능할 수 있다. 즉, 예를 들어, 2D 영상 표시시에는, 상기 액정 전계 렌즈를 투명한 셀을 기능시키며, 하부의 영상 패널로부터 영상을 그대로 출사하게 하며, 3D 영상 표시시에는, 제 1, 제 2 전압 단자에 Vcc, GND를 인가하고, 제 2 전극에 공통 전압을 인가함에 의해 액정 전계 렌즈로 기능시킨다.
상술한 액정 전계 렌즈를 구동하는 모드는 수직 전계 구동이 가능한 TN(Twisted Nematic), ECB(electrically controlled birefringence), VA(Vertical Alignment), 플렉소 일렉트릭(flexo-electric) 등 어느 것으로도 가능할 것이다.
이하, 액정 전계 렌즈의 다양한 실시예에 대해 살펴본다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 전계 렌즈로, 제 1 실시예와 비교하여, 제 1 전극(213)들은 동일 폭으로 형성할 것을 특징으로 한 것이다. 제 1 실시예와 마찬가지로 저항체(215)는 상기 제 1 전극(213) 사이에만 형성될 수도 있고, 혹은 이들과 상부 혹은 하부 표면을 지나도록 하여 오버랩시킬 수도 있다. 어느 경우나 상기 제 1 전극(213)들과 저항체(215)들은 측부나 상부에서 접속된다.
여기서, 설명하지 않은 부분은 상술한 제 1 실시예와 동일하다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도이다.
도 7과 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 전계 렌즈는, 제 1 전극(313)들의 형상을 삼각형의 형상으로 한 점 외에는 상술한 제 2 실시예와 차이가 없다.
이 경우, 단위 셀들은 최외곽에 위치한 제 1 전극(313)이 갖는 삼각형의 형상을 따르게 되며, 전체 제 1, 제 2 기판 상에서 이들 단위 셀의 배치는 삼각형과, 이를 반전한 역삼각형이 반복되는 방식으로 매트릭스를 이루어 단위셀의 유효 면적을 늘릴 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 전계 렌즈를 나타낸 평면도이다.
도 8과 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 전계 렌즈는, 제 1 전극(413)의 형상을 사각형으로 한 점을 제외하고는 상술한 제 2 실시예와 동일한 구조를 따른다.
한편, 본 발명의 액정 전계 렌즈의 제 1 전극들은 방사상의 전계 형상을 위해 상술한 원형, 삼각형, 사각형 등에 구조에 한정되는 것이 아니라 이들을 포함한 다각형 루프의 여러 가지 변형 형상에도 동일 또는 유사하게 적용 가능할 것이다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
110: 제 1 기판 111: 제 1 전압 단자
112: 절연막 113: 제 1 전극
114: 제 1 콘택홀 115: 저항체
116: 제 1 배향막 117: 제 2 전압 단자
118: 제 2 콘택홀 120: 제 2 기판
121: 공통 전극 122: 스페이서
123: 제 2 배향막 150: 액정층

Claims (12)

  1. 각각 단위셀이 매트릭스상으로 정의되며, 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판;
    상기 제 1 기판 상의 각 단위 셀의 최중심에서 최외곽에 걸쳐 각각 중심을 공유하는 폐루프(closed-loop)의 형상으로 형성된 복수개의 제 1 전극;
    상기 복수개의 제 1 전극들을 연결하는 저항체;
    상기 제 2 기판 전면에 형성된 제 2 전극;
    상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층;
    상기 액정층 내에, 상기 단위셀들 외부의 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 위치하는 스페이서; 및
    상기 단위셀들의 복수개의 제 1 전극들 중 최중심의 제 1 전극들에 공유되어 접속된 제 1 전압 단자와, 상기 제 1 전압 단자와는 다른 전압을 인가하며, 상기 단위셀들의 최외곽의 제 1 전극에 접속된 제 2 전압 단자를 포함하여 이루어지며,
    상기 제 1 전압 단자 및 제 2 전압 단자 중 어느 하나는 1V 이상의 상전압이 인가되고, 나머지 하나는 접지된 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전극은, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), 구리, 몰리브덴, 알루미늄 중 어느 하나 또는, 이들중 둘 이상의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저항체는 상기 제 1 전극보다 전도율이 작은 물질인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저항체는 상기 복수개의 제 1 전극들을 최중심에서 최외곽의 방향으로 일자로 연결하는 형상인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 저항체는 각 단위셀에 대해 상기 최중심을 기준으로 대칭형으로 복수개 구비된 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 제 1 전극들은 중심에서 외곽으로 갈수록 그 폭이 늘어나는 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 제 1 전극들은 원형 루프 또는 다각형 루프인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 전압 단자는 금속인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 저항체를 포함한 상기 제 1 기판 전면과, 상기 제 2 전극 상에 각각 제 1 배향막 및 제 2 배향막이 더 형성된 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  12. 제 1항 내지 제 8항 및 제 10항, 제 11항 중 어느 하나의 액정 전계 렌즈와, 상기 액정 전계 렌즈 하부에 위치하며, 상기 액정 전계 렌즈측으로 이차원 영상을 출사하는 표시 패널을 포함하여 이루어진 영상 표시 장치.
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