KR101921172B1

KR101921172B1 - 표시장치 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR101921172B1
Application number: KR1020120001663A
Authority: KR
Inventors: 정경호; 이신두; 나준희; 김진환
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사; 서울대학교산학협력단
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2018-11-23
Also published as: KR20120130122A; US20120293735A1; US8836873B2

Abstract

영상표시장치 및 이의 제조 방법에서, 영상표시장치는 제1 기판, 중간층, 제1 액정층, 제2 기판, 화소부 및 제2 액정층을 포함한다. 제1 기판에는 제1 공통 전극이 구비되고, 중간층은 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 어레이 상에 구비되어 제1 공통 전극과 마주하는 제어 전극을 포함한다. 제1 액정층은 중간층과 제1 기판 사이에 개재되고, 중간층의 배면에는 제2 공통 전극이 구비된다. 화소부는 제2 기판 상에 구비되고, 제2 공통 전극과 마주하는 다수의 화소 전극을 포함한다. 제2 액정층은 제2 공통 전극과 화소부 사이에 개재된다. 따라서, 영상표시장치는 2D 구동 모드와 3D 구동 모드로 전환 가능한 구조를 가지면서, 전체적인 두께가 증가되는 것을 방지할 수 있다.

Description

표시장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MASUFACTURING THE SAME}

본 발명은 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차원 영상과 3차원 영상을 표시할 수 있는 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

입체영상 표시장치는 양안 시차(Binocular disparity)를 가지는 좌안 영상과 우안 영상을 관찰자의 좌안과 우안 각각에 분리하여 보여주는 장치이다. 관찰자는 양안을 통해 좌안 영상과 우안 영상을 보게 되고, 좌안 및 우안 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.

양안 시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경 방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식 입체영상 표시장치에서 좌안 영상과 우안 영상을 교대로 표시하고 편광 안경에 입사되는 편광특성을 절환하여 입체 영상을 구현할 수 있다.

무안경 방식은 이차원 영상 패널에 일정한 거리를 두고 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)나 패럴랙스 배리어(Parallax Barrier)를 설치하여, 관측자의 좌우 양안에 각기 다른 영상정보가 인식되도록 하는 방법이다.

특히, 렌티큘러 렌즈를 이용한 입체영상 표시장치는 반원통형의 모양을 한 렌티큘러 렌즈의 초점면에 좌우 영상을 줄무늬 형태로 배치하고, 이 렌즈를 통해 좌우 영상이 분리돼 안경 없이 입체영상을 볼 수 있다.

본 발명의 목적은 2차원 영상을 표시하는 2D 구동 모드와 3차원 영상을 표시하는 3D 구동 모드로 전환 가능한 구조를 가지며, 전체적인 두께를 감소시킬 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 표시장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 표시장치는 제1 공통 전극이 구비된 제1 기판; 렌티큘러 어레이 및 상기 렌티큘러 어레이 상에 구비되어 상기 제1 공통 전극과 마주하는 제어 전극을 포함하는 중간층; 상기 중간층과 상기 제1 기판 사이에 개재된 제1 액정층; 상기 중간층의 배면에 형성된 제2 공통 전극; 상기 제1 기판과 나란한 제2 기판; 상기 제2 기판 상에 구비되고, 상기 제2 공통 전극과 마주하는 다수의 화소 전극을 포함하는 화소부; 및 상기 제2 공통 전극과 상기 화소부 사이에 개재된 제2 액정층을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 표시장치의 제조 방법은 제1 기판 상에 제1 공통 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 공통 전극 상에 제1 액정층을 형성하는 단계; 상기 렌티큘러 어레이 및 상기 렌티큘러 어레이 상에 구비되어 상기 제1 공통 전극과 마주하는 제어 전극을 포함하는 중간층을 형성하는 단계; 상기 중간층의 배면에 제2 공통 전극을 형성하는 단계; 상기 중간층을 상기 제1 기판과 결합시키는 단계; 제2 기판 상에 다수의 화소 전극을 포함하는 화소부를 형성하는 단계; 상기 화소부 상에 제2 액정층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 공통 전극과 상기 다수의 화소 전극이 마주하도록 상기 중간층과 상기 제2 기판을 결합시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 제1 및 제2 기판 사이에 렌티큘러 어레이 및 제어 전극이 형성된 중간층이 개재되고, 중간층의 하측은 영상 표시부로 정의되고, 중간층 상측은 2D/3D 변환부로 정의된다. 따라서, 2개의 기판 내에 영상 표시부와 2D/3D 변환부가 모두 존재하기 때문에, 렌티큘러 방식을 이용하는 표시장치에서 기판이 추가되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 전체적인 두께가 감소될 수 있다.

또한, 기판의 개수가 감소하여, 영상 표시부와 2D/3D 변환부의 미스-얼라인 문제를 해소할 수 있다.

또한, 중간층에 평탄화막을 추가하여, 제1 액정층의 두께를 균일하게 함으로써, 그 결과 2D 동작 모드에서 2D 영상의 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 적층 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시장치의 2D 동작 모드를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시장치의 3D 동작 모드를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 2D/3D 변환부의 투과율 및 전계 크기를 나타낸 도면이다.
도 5는 3D 동작 모드에서 사용자가 3D 영상을 인지하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6g는 도 3에 도시된 중간층을 제조하는 과정을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 제어 전극에 인가되는 전압의 크기에 따른 초점의 변화를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제어 전극으로 인가되는 전압의 크기에 따른 제1 액정층의 광 투과도를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 적층 구조를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시장치의 2D 동작 모드를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 제1 기판(110), 제1 액정층(120), 중간층(130), 제2 액정층(140), 화소부(150) 및 제2 기판(160)을 포함한다.

상기 제1 액정층(120)은 상기 제1 기판(110)과 상기 중간층(130) 사이에 개재되고, 상기 제2 액정층(140)은 상기 중간층(130)과 상기 제2 기판(160) 사이에 개재된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 중간층(130)은 렌티큘러 어레이(131), 및 상기 렌티큘러 어레이(131) 상에 구비되어 구동 전압을 수신하는 제어 전극(132)을 포함한다. 상기 렌티큘러 어레이(131)는 다수의 볼록 렌즈(131a)를 포함한다. 상기 제어 전극(132)은 상기 다수의 볼록 렌즈(131a)의 표면을 따라서 형성된다.

상기 제어 전극(132)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 렌티큘러 어레이(131) 상에 통 전극 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 제어 전극(132)의 형상은 여기에 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 제어 전극(132)은 상기 볼록 렌즈(131a)들 각각에 대응하도록 패터닝될 수 있으며, 상기 볼록 렌즈(131a) 단위로 패터닝된 제어 전극 패턴들은 라인 또는 소정의 그룹 단위로 서로 연결될 수 있다. 동일 라인 또는 동일 그룹에 포함된 제어 전극 패턴들은 동일한 크기의 구동 전압을 수신하며, 서로 다른 라인 또는 서로 다른 그룹에 포함된 제어 전극 패턴들은 서로 다른 크기의 구동 전압을 수신할 수 있다. 하나의 볼록 렌즈마다 하나의 제어 전극 패턴이 형성되는 단일 전극 형태에서는 상기 볼록 렌즈 단위로 구동 전압이 인가될 수 있다.

상기 중간층(130)은 상기 제어 전극(132) 상에 형성되고, 상기 중간층(130)의 상부 표면을 평탄화시키는 평탄화막(133)을 더 포함한다. 상기 렌티큘러 어레이(131)와 상기 평탄화막(133)은 동일한 물질로 이루어지며, 본 발명의 일 예로, 아크릴 수지(Acrylate resin)와 같은 광 경화성 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 제어 전극(132)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.

상기 표시장치(100)는 상기 제1 기판(110)에 구비되고, 상기 제1 액정층(120)을 사이에 두고 상기 제어 전극(132)과 마주하는 제1 공통전극(170)을 더 포함한다. 상기 제1 액정층(120)은 다수의 액정 분자들을 포함하고, 상기 액정 분자들의 배열 방향은 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통전극(170) 사이에 형성된 수직 전계에 의해서 제어된다.

상기 표시장치(100)는 상기 중간층(130)의 배면에 구비된 제2 공통 전극(180)을 더 포함한다. 상기 화소부(150)는 상기 제2 기판(160) 상에 구비되고, 상기 제2 공통 전극(180)과 마주하는 다수의 화소 전극(151)을 포함한다. 상기 다수의 화소 전극(151)은 매트릭스 형태로 구비될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 화소부(150)는 상기 제2 기판(160) 상에서 행 방향으로 연장된 게이트 라인들, 열 방향으로 연장된 데이터 라인들 및 상기 다수의 화소 전극(151)에 일대일 대응하여 연결된 박막 트랜지스터가 더 구비될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 화소부(150)는 레드, 그린 및 블루 색화소(R,G,B)로 이루어진 컬러필터층(152)을 더 포함한다. 상기 다수의 화소 전극(151)은 상기 컬러필터층(152) 상에 구비되고, 특히, 상기 색화소들(R,G,B) 상에 일대일 대응하여 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 컬러필터층(152)은 상기 제2 기판(160)의 상면에 구비되지만, 여기에 한정되지 않는다. 즉, 상기 컬러필터층(152)은 상기 중간층(130)의 하면 및 상기 제1 기판(110)의 하면에 구비될 수도 있다.

상기 제2 액정층(140)은 다수의 액정 분자들을 포함하고, 상기 액정 분자들의 배열 방향은 상기 제2 공통 전극(180)과 상기 다수의 화소 전극(151) 사이에 형성된 수직 전계에 의해서 제어된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제2 기판(160)의 후면에는 광을 발생하는 백라이트 유닛이 구비될 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 상기 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고, 수신된 광을 상기 제2 기판(160) 측으로 가이드하는 도광판을 포함한다. 본 발명의 일 예로, 상기 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)로 이루어질 수 있으며, 상기 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 표시장치(100)에서 상기 중간층(130)을 기준으로 하측은 영상 표시부(101)로 정의되고, 상측은 2D/3D 변환부로 정의될 수 있다. 상기 영상 표시부(101)는 영상 정보에 따라서 상기 제2 액정층(140)의 광 투과도를 제어하여 원하는 영상을 표시할 수 있다. 상기 2D/3D 변환부(102)는 턴-온 또는 턴-오프되어 상기 영상 표시부(101)로부터 출력되는 영상을 2차원(two-dimensional) 영상 또는 3차원(three-dimensional) 영상으로 변환해주는 역할을 수행한다.

여기서, 상기 2D/3D 변환부(102)로부터 2차원 영상이 출력되는 동작 모드를 2D 동작 모드로 정의하고, 상기 2D/3D 변환부(102)로부터 3차원 영상이 출력되는 동작 모드를 3D 동작 모드로 정의한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 액정층(120)은 트위스트 네마틱 액정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 액정은 노멀리 화이트 액정일 수 있다. 상기 2D 동작모드에서 상기 2D/3D 변환부(102)는 턴-오프되면, 상기 제1 액정층(120)은 투과층으로 작용하여 상기 영상 표시부(101)로부터 출력된 영상을 그대로 투과시킨다. 상기 2D/3D 변환부(102)의 턴-오프 상태는 상기 제어 전극(132) 및 상기 제1 공통 전극(170)에는 전압이 인가되지 않거나, 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통 전극(170)에 동일한 전압이 인가됨으로 인해서 구현될 수 있다.

이처럼, 상기 2D 동작모드에서 상기 2D/3D 변환부(102)는 상기 영상 표시부(101)로부터 출력된 영상을 그대로 투과시켜 상기 2D 영상을 표시할 수 있다.

특히, 상기 중간층(130)에 구비된 상기 평탄화막(133)에 의해서 상기 2D/3D 변환부(102) 내에서 상기 제1 액정층(120)은 균일한 두께를 가질 수 있다. 상기 제1 액정층은 두께에 따라서 다른 광 투과도를 가지므로, 이처럼 상기 제1 액정층의 두께를 균일하게 함으로 인해서 상기 2D 영상의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 2에 도시하지는 않았지만, 상기 표시장치(100)는 상기 제1 기판(110)과 상기 중간층(130) 사이에 개재되어 상기 제1 기판(110)과 상기 중간층(130) 사이의 간격을 이격시키기 위한 제1 스페이서, 및 상기 제2 기판과 상기 중간층 사이에 개재되어 상기 제2 기판(160)과 상기 중간층(130) 사이의 간격을 이격시키기 위한 제2 스페이서를 더 포함할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 표시장치의 3D 동작 모드를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 2D/3D 변환부의 투과율 및 전계 크기를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 3D 동작모드에서 상기 표시장치(100)의 상기 2D/3D 변환부(102)가 턴-온되면, 상기 제1 액정층(120)은 볼록 렌즈 역할을 수행한다. 따라서, 상기 영상 표시부(101)로부터 출력된 영상은 상기 제1 액정층(20)을 통과하여 3D 영상으로 변환될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 공통 전극(170)에는 기준 전압이 인가되고, 상기 제어 전극(132)에는 구동 전압이 인가되어, 상기 제1 공통 전극(170)과 상기 제어 전극(132) 상에는 수직 전계가 형성된다. 본 발명의 일 예로, 상기 기준 전압은 0V의 전압 크기를 가질 수 있고, 상기 구동 전압은 7.5V로부터 30V의 전압 크기를 가질 수 있다.

앞서 기술한 바와 같이, 상기 제어 전극(132)은 상기 렌티큘러 어레이(131)에 형성된 상기 다수의 볼록 렌즈(131a)의 표면을 따라 형성된다. 따라서, 상기 제어 전극(132)의 형상도 상기 다수의 볼록 렌즈(131a)와 동일하게 굴곡진 형상을 갖는다. 상기 제어 전극(132)의 굴곡진 형상에 의해서 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통 전극(170) 사이의 거리는 위치에 따라서 달라진다. 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통 전극(170) 사이의 거리는 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통 전극(170) 사이에 형성되는 전계의 크기에 영향을 미친다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통 전극(170) 사이의 거리가 가장 짧은 제1 지점(P1)에서는 상기 전계의 크기가 가장 크게 나타나며, 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통 전극(170) 사이의 거리가 가장 긴 제2 지점(P2)에서는 상기 전계의 크기가 가장 작게 나타난다.

상기 전계의 크기가 위치에 따라 달라짐에 의해서 상기 제1 액정층(120)의 액정 분자들의 배향 정도도 위치에 따라 변화된다. 결국, 상기 전계의 크기가 큰 지점(예를 들어, 상기 제1 지점(P1))에서는 상기 액정 분자들이 상기 중간층(130)의 상면에 대해서 수직한 방향으로 배향되는 반면, 상기 전계의 크기가 작은 지점에서는 상기 중간층(130)의 상면에 대해서 수평한 방향으로 배향된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 3D 동작모드에서 상기 제1 액정층(120)의 광 투과율은 상기 제1 지점(P1)에서 가장 낮게 나타났고, 상기 제2 지점(P2)에서 가장 높게 나타났다.

이처럼, 상기 전계의 크기가 위치에 따라 다르면, 상기 제1 액정층(120)은 볼록 렌즈 형태로 배향될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 상기 화소부(150)는 좌안 영상 정보를 수신하는 다수의 좌안 화소(P_L) 및 우안 영상 정보를 수신하는 다수의 우안 화소(P_R)를 포함할 수 있다. 각 좌안 화소(P_L)는 레드, 그린 및 블루 색화소(R, G, B)에 각각 대응하는 세 개의 서브 화소를 포함하고, 각 우안 화소(P_R)는 레드, 그린 및 블루 색화소(R, G, B)에 각각 대응하는 세 개의 서브 화소를 포함한다. 상기 좌안 화소들(P_L)과 상기 우안 화소들(P_R)은 상기 볼록 렌즈들(131a)의 배열 방향으로 서로 교번적으로 배치될 수 있다.

또한, 각 볼록 렌즈(131a)에는 적어도 하나의 좌안 화소(P_L)와 적어도 하나의 우안 화소(P_R)가 대응하여 구비될 수 있다.

상기 각 볼록 렌즈의 사이즈(S1)는 아래 수학식 1을 만족한다.

<수학식 1>

여기서, W1은 상기 좌안 및 우안 화소(P_L, P_R) 각각의 폭이며, n은 1보다 큰 정수이다. 상기 각 볼록 렌즈(131a)의 사이즈(p1)가 증가하면, 상기 각 볼록 렌즈(131a)에 포함되는 상기 좌안 화소(P_L) 및 상기 우안 화소(P_R)의 개수도 증가될 수 있다.

도 5는 3D 동작 모드에서 사용자가 3D 영상을 인지하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 3D 동작모드에서 상기 좌안 화소(P_L)는 상기 좌안 영상 정보를 수신하여 좌안용 영상을 표시하고, 상기 우안 화소(P_R)는 상기 우안 영상 정보를 수신하여 우안용 영상을 표시한다.

또한, 상기 제어 전극(132)과 상기 제1 공통 전극(170) 사이에 형성된 전계에 의해서, 상기 제1 액정층(120)은 상기 좌안 화소(P_L)로부터 출력된 상기 좌안용 영상을 사용자의 좌안 측으로 제공하고, 상기 우안 화소(P_R)로부터 출력된 상기 우안용 영상을 상기 사용자의 우안 측으로 제공한다. 따라서, 사용자는 좌안 및 우안을 통해 각각 서로 다른 영상을 수신함으로써, 우안과 좌안의 시차를 이용하여 상기 영상 표시부(101)로부터 출력된 영상을 입체적으로 인식할 수 있다.

도 6a 내지 도 6g는 도 3에 도시된 중간층을 제조하는 과정을 나타낸 단면도들이다.

도 6a를 참조하면, 사각 틀(10) 안에 유리 기판(20)을 배치시키고, 상기 유리 기판(20) 상에 제1 광 경화성 폴리머층(30)을 형성한다. 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30) 위에 다수의 볼록 렌즈 형태로 패터닝된 패턴 전사 시트(40)를 배치시킨다. 상기 패턴 전사 시트(40)는 폴리디메틸실록산(Polydimethysiloxane: PDMS)과 같은 탄성체(elastomer)로 이루어질 수 있다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30) 상에 상기 패턴 전사 시트(40)를 배치시킨 후 상기 패턴 전사 시트(40)를 가압하면, 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)에 상기 다수의 볼록 렌즈 형태의 패턴이 전사된다. 이후, 광을 조사하여 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)을 경화시킨다. 여기서, 상기 광은 자외선일 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 경화 공정에서 상기 자외선은 365nm의 파장대를 갖고, 50㎻/㎠의 세기로 300초 동안 조사될 수 있다.

도 6c를 참조하면, 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)을 상기 패턴 전사 시트(40)로부터 분리하면, 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)에는 오목 렌즈 형태의 구조물이 형성된다. 이후, 도 6d를 참조하면, 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)은 열처리 과정을 통해 단단한 구조물로 완성될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 열처리 과정은 100?의 온도에서 대략 1시간 이상 실시될 수 있다.

도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)의 오목 렌즈 형상을 갖는 표면에는 인듐 틴 옥사이드로 이루어진 투명 전극층(50)이 상온 증착 방법을 통해 형성된다. 상기 투명 전극층(50)은 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30) 상에 균일한 두께로 형성되고, 대략 150nm의 두께를 가질 수 있다.

도 6f를 참조하면, 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)과 상기 투명 전극층(50)이 형성된 상기 유리 기판(20)을 상기 사각 틀(10) 안에 배치하고, 상기 투명 전극층(50) 위로 제2 광 경화성 폴리머층(60)을 형성한다. 이후, 상기 제2 광 경화성 폴리머층(60) 상에 평탄한 플레이트(70)를 배치시킨 후, 상기 제2 광 경화성 폴리머층(60) 측으로 가압하여, 상기 제2 광 경화성 폴리머층(60)의 표면을 평탄화시키는 공정을 실시한다.

다음, 도 6g를 참조하면, 상기 유리 기판(20)으로부터 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30), 투명 전극층(50) 및 상기 제2 광 경화성 폴리머층(60)을 분리하면, 3층 구조를 갖는 상기 중간층(130)이 형성된다. 즉, 상기 중간층(130)의 상기 렌티큘러 어레이(131)는 상기 제2 광 경화성 폴리머층(60)으로 형성되고, 상기 제어 전극(132)은 상기 투명 전극층(50)으로 형성되며, 상기 평탄화막(133)은 상기 제1 광 경화성 폴리머층(30)으로 형성된다.

도 7은 제어 전극에 인가되는 전압의 크기에 따른 초점의 변화를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 제어 전극으로 인가되는 전압의 크기에 따른 제1 액정층의 광 투과도를 나타낸 도면이다. 도 8은 상기 제어 전극에 인가되는 구동 전압의 크기를 증가시키면서, 상기 2D/3D 변환부의 출력을 CCD 카메라를 통해 촬영한 이미지이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 제1 액정층(120)은 노멀리 화이트 액정 분자를 포함하므로, 상기 제어 전극(132)에 0V의 구동 전압이 인가되면, 상기 2D/3D 변환부의 출력 영상은 화이트 상태로 나타난다. 본 실시예에서, 상기 제1 공통 전극(170)에는 0V의 기준 전압이 인가된다.

본 실험은 상기 제1 공통 전극(170)에 0V의 기준 전압을 인가한 상태에서, 상기 제어 전극(132)으로 인가되는 구동 전압의 크기를 2.5V, 5V, 7V, 10V, 15V, 30V 및 50V로 증가시켜가면서, 상기 2D/3D 변환부(102)의 출력을 촬영하였다.

상기 제어 전극(132)에 2.5V의 구동 전압이 인가될 때 상기 제1 액정층(120)의 액정분자들은 크게 반응하지 않았다. 그러나, 5V 이상의 구동 전압이 인가되자, 상기 2D/3D 변환부(102)의 출력 영상에는 화이트 부분과 블랙 부분이 번갈아 나타났다. 상기 구동 전압이 7.5V, 10V, 및 15V까지 증가되자 볼록 렌즈 형태로 배열되는 상기 제1 액정층(120)의 초점 거리도 변화되는 것으로 나타났다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제어 전극(132)에 7.5V의 전압이 인가될 때 상기 제1 액정층(120)의 초점 거리가 f1으로 나타났다면, 상기 제어 전극(132)에 인가되는 구동 전압이 10V 및 15V로 증가되면, 상기 제1 액정층(120)의 초점 거리는 f1보다 증가된 f2 및 f3로 각각 나타났다. 결국, 상기 제어 전극(132)으로 인가되는 구동 전압의 크기에 따라서, 상기 제1 액정층(120)의 초점 거리를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어 전극(132)에 15V의 구동 전압이 인가될 때, 상기 화이트 부분과 블랙 부분이 가장 선명하게 구별되는 것으로 나타났다. 그러나, 상기 제어 전극(132)에 50V 이상의 구동 전압이 인가되면, 액정 분자들이 전체적으로 수직 배향되어 상기 2D/3D 변환부(102)의 출력 영상에 다시 화이트 부분과 블랙 부분이 나타나지 않고, 전체적으로 화이트 상태로 나타났다.

따라서, 대략 7.5 내지 15V의 구동 전압을 상기 제어 전극으로 인가할 때, 상기 제1 액정층은 볼록 렌즈 역할을 수행할 수 있고, 그 결과 상기 2D/3D 변환부(102)는 상기 영상 표시부로부터 출력된 영상을 3D 영상으로 변환시킬 수 있다.

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.

Claims

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제1 기판 상에 제1 공통 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 공통 전극 상에 제1 액정층을 형성하는 단계;
렌티큘러 어레이, 상기 렌티큘러 어레이 상에 구비되어 상기 제1 공통 전극과 마주하는 제어 전극, 및 상기 제어 전극을 커버하는 평탄화막을 포함하는 중간층을 형성하는 단계;
상기 중간층의 배면에 제2 공통 전극을 형성하는 단계;
상기 중간층을 상기 제1 기판과 결합시키는 단계;
제2 기판 상에 다수의 화소 전극을 포함하는 화소부를 형성하는 단계;
상기 화소부 상에 제2 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 공통 전극과 상기 다수의 화소 전극이 마주하도록 상기 중간층과 상기 제2 기판을 결합시키는 단계를 포함하고,
상기 중간층을 형성하는 단계는,
준비된 틀에 제1 광 경화성 폴리머층을 형성하는 단계;
다수의 볼록 렌즈가 배열된 형상의 패턴 전사 시트를 상기 제1 광 경화성 폴리머층 상에 위치시킨 후 상기 패턴 전사 시트를 가압하는 단계;
광을 조사하여 상기 제1 광 경화성 폴리머층을 경화시키는 단계;
상기 패턴 전사 시트를 상기 제1 광 경화성 폴리머층으로부터 분리시키는 단계;
상기 제1 광 경화성 폴리머층 상에 투명성 도전 물질을 도포하여 투명 전극층을 형성하는 단계;
상기 제어 전극 상에 제2 광 경화성 폴리머층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 광 경화성 폴리머층의 상면을 평판 플레이트를 이용하여 평탄화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 평탄화막은 상기 중간층의 표면을 평판화시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 제조 방법.
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제10항에 있어서, 상기 패턴 전사 시트는 탄성체 (elastomer)로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 렌티큘러 어레이는 제1 방향으로 연장된 다수의 볼록 렌즈를 포함하고, 상기 다수의 볼록 렌즈는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 화소부는 좌안 정보를 수신하여 좌안 영상을 표시하는 좌안 화소들 및 우안 정보를 수신하여 우안 영상을 표시하는 우안 화소들을 포함하고, 상기 좌안 및 우안 화소들은 상기 제2 방향으로 교번적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 제조 방법.
제15항에 있어서, 각 볼록 렌즈에는 적어도 하나의 좌안 화소 및 적어도 하나의 우안 화소가 대응하여 구비되고,
상기 각 볼록 렌즈의 사이즈(S1)는

위의 조건을 만족하며, 여기서 W1은 상기 좌안 및 우안 화소 각각의 폭이며, n은 1보다 큰 정수인 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 좌안 및 우안 화소 각각은 독립적으로 구동되는 적어도 3개의 서브 화소를 포함하고,
상기 화소부는 상기 3개의 서브 화소에 일대일 대응하는 레드, 그린 및 블루 색화소를 포함하는 컬러필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치의 제조 방법.