KR102080488B1 - 액티브 리타더 역할을 하는 패널과 이의 제조 방법 및 이를 구비한 입체 영상 구현 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 서로 마주하는 제 1 필름 및 제 2 필름과; 상기 제 1 및 제 2 필름 사이에 개재되며, 광 배향 및 광 경화 특성을 갖는 고분자 물질로 이루어지며 상기 고분자 물질이 일 방향으로 배열된 고분자층과, 상기 고분자층 내부에 분산된 다수의 액정 방울을 포함하며, 상기 다수의 각 액정 방울은 다수의 액정 분자를 포함하며, 상기 고분자층에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 다수의 각 액정분자는 상기 고분자층의 고분자 물질이 배열된 방향과 동일하게 배열되어 빛을 투과시키고, 상기 고분자층과 상기 분산된 다수의 액정 방울은 위상 변환층을 이루며, 상기 위상 변환층의 두께와 상기 액정 분자의 굴절율 이방성 값을 변경함으로써, 상기 위상 변환층을 통과하는 빛의 위상값을 λ/4 내지 λ/2로 변경하는 패널 및 이의 제조 방법과 상기 패널을 구비한 3D 영상 구현 시스템을 제공한다.

Description

액티브 리타더 역할을 하는 패널과 이의 제조 방법 및 이를 구비한 입체 영상 구현 시스템{Panel acting as active retarder and method of fabricating the same, and 3 dimensional stereography image displayable system including the panel}
본 발명은 액티브 리타더 역할을 하는 패널에 관한 것으로, 특히 고분자 분산형 액정을 이용한 패널 및 이의 제조 방법과 액티브 리타더 역할을 하는 패널을 구비한 3D 영상 구현 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다. 액정분자는 분극성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는데, 분극성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정분자내의 전하가 액정분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자배열 방향이 변화되는 것을 말하고, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사방향이나 편광상태에 따라 출사광의 경로나 편광상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.
이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 2D 영상을 표시할 수 있다.
한편, 최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉, 3D 영상 구현이 가능한 액정표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3D 영상 표현이 가능한 액정표시장치가 개발되고 있다.
일반적으로 3D 입체영상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 입체감 있는 영상을 보여줄 수 있는 액정표시장치가 제안되었다.
조금 더 상세히 3D 영상 구현에 대해 설명하면, 액정표시장치를 바라보는 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2D 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3D 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 되는 것이며, 이 같은 현상을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.
액정표시장치 등과 같은 2D의 화상 표시를 갖는 장치에서 3D 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수 안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.
그리고 최근에는 좌우화상을 서로 전환시킬 수 있는 셔터 역할을 하는 액티브 리타더와 편광안경을 이용한 입체영상 디스플레이 장치가 제안되었다.
도 1은 종래의 입체영상 디스플레이 장치에 대한 간략한 단면도이다.
종래의 입체영상 디스플레이 장치(1)는 크게 제 1 액정층(22)과 제 1 및 제 2 편광판(25, 30)을 구비한 액정패널(10)과, 액티브 리타더 패널(85)과, 편광안경(98)으로 구성되고 있다.
이때, 상기 액티브 리타더 패널(85)의 경우 서로 마주하는 2매의 유리기판(50, 70) 내부에 각각 제 1 및 제 2 전극(53, 73)이 구비되며, 상기 제 1 및 제 2 전극(53, 73)의 내측면에 각각 고온 공정을 필요로 하는 고분자 물질로 이루어진 배향막(56, 76)이 구비되며 이들 배향막(56, 76) 사이에 제 2 액정층(80)이 구비된 구성을 이루고 있다.
따라서 이러한 구성을 갖는 액티브 리타더 패널(85)을 구비한 3D영상 디스플레이 장치(1)는 액정패널(10) 형성을 위해 2매의 유리기판(15, 20)이 사용되며, 고온의 공정을 요구하는 배향막(56, 76)을 구비한 액티브 리타더 패널(85)의 제조를 위해 또 다시 2매의 유리기판(50, 70)이 필요로 되고 있으므로 그 자체 무게 및 부피가 증가되어 경략 박형의 디스플레이 소자를 요구하는 시대적 트렌드에 반하고 있으며, 무게 및 부피 증가로 인해 대면적의 3D 영상 디스플레이 장치 구현이 어려우며, 나아가 제조 비용이 상대적으로 증가되는 문제가 발생되고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 100℃ 이하의 저온 공정이 가능하여 상대적으로 무거운 유리기판을 사용하지 않으며 제조 비용을 저감시킬 수 있는 액티브 리타더 패널 및 이를 구비한 3D 영상 구현 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 패널은, 서로 마주하는 제 1 필름 및 제 2 필름과; 상기 제 1 및 제 2 필름 사이에 개재되며, 광 배향 및 광 경화 특성을 갖는 고분자 물질로 이루어지며 상기 고분자 물질이 일 방향으로 배열된 고분자층과, 상기 고분자층 내부에 분산된 다수의 액정 방울을 포함하며, 상기 다수의 각 액정 방울은 다수의 액정 분자를 포함하며, 상기 고분자층에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 다수의 각 액정분자는 상기 고분자층의 고분자 물질이 배열된 방향과 동일하게 배열되어 빛을 투과시키고, 상기 고분자층과 상기 분산된 다수의 액정 방울은 위상 변환층을 이루며, 상기 위상 변환층의 두께와 상기 액정 분자의 굴절율 이방성 값을 변경함으로써, 상기 위상 변환층을 통과하는 빛의 위상값을 λ/4 내지 λ/2로 변경한다.
상기 제 1 필름과 제 2 필름 내측면에는 각각 상기 고분자층과 접촉하며 투명한 제 1 및 제 2 전극이 형성되거나, 또는, 상기 제 1 필름 또는 제 2 필름 중 어느 하나의 필름의 내측면에 서로 교대하는 형태로 투명한 제 1 및 제 2 전극이 형성된다.
그리고 상기 제 1 및 제 2 전극에 전압이 인가되는 경우, 상기 다수의 액정 방울 내의 액정분자는 그 배열 방향이 바뀜으로써 상기 위상 변환층을 통과하는 빛의 위상을 변경시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템은, 액정패널과, 상기 액정패널의 제 1 외측면에 형성된 제 1 편광판과, 타 외측면에 형성된 제 2 편광판 및 상기 제 1 편광판의 외측면에 구비된 백라이트 유닛으로 구성된 액정표시장치와; 상기 제 2 편광판의 외측면에 부착되는 상기 패널과; 편광필름이 부착된 편광안경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 패널의 제조 방법은, 제 1 필름 상에 광경화 및 광배향 특성을 갖는 고분자 물질과 액정이 혼합된 용액을 도포하여 고분자 액정 물질층을 형성하는 단계와; 상기 고분자 액정 물질층에 대해 선편광된 UV광을 조사함으로써 상기 고분자 액정 물질층 내부에 고분자 물질을 일 방향으로 배열되도록 하며 동시에 경화시키고, 상기 액정이 분산되어 다수의 액정 방울을 이루며 동시에, 상기 고분자 액정 물질층에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 액정 방울 내부의 다수의 액정분자는 상기 고분자 물질이 배열된 방향과 동일하게 배열되어 빛을 투과시키고, 상기 고분자 액정 물질층의 두께와 상기 액정의 굴절율 이방성 값을 변경함으로써, 상기 고분자 액정 물질층을 통과하는 빛의 위상값을 λ/4 내지 λ/2로 변경하는 위상 변환층을 형성하는 단계와; 제 2 필름을 상기 고분자층과 접촉하도록 부착하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 필름 상에 투명한 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 2 필름 내측면에 투명한 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하거나, 또는, 상기 제 1 필름 또는 제 2 필름 중 어느 하나의 필름의 내측면에 서로 교대하는 형태로 투명한 제 1 및 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 액티브 리타더 패널은 광배향 및 광경화되는 특성을 갖는 고분자와, 액정 나노 입자로 구성되는 분산형 액정 방울을 포함함으로써 200℃ 이상의 고온의 공정 단계를 포함하지 않으므로 플라스틱 재질의 필름을 이용할 수 있다.
따라서 유기기판을 이용하는 액티브 리타더 패널 대비 경량박형을 구현할 수 있으며, 나아가 제조 비용을 저감시키는 장점을 갖는다.
그리고, 이러한 구성을 갖는 액티브 리타더 패널을 구비한 3D 영상 구현 시스템 또한 그 제조 비용이 절감되고 현재 표시장치의 트렌드인 경량박형을 구현할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 종래의 입체영상 디스플레이 장치에 대한 간략한 단면도
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널의 단면도로서 각각 전압 오프상태와 전압 온 상태를 각각 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널을 구비한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 입체 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널을 구비한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널의 제조 단계별 공정 단면도.
이하, 도면을 참조하며 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널의 단면도로서 각각 전압 오프상태와 전압 온 상태를 각각 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)은 플렉서블한 특성을 갖는 제 1 및 제 2 필름(210, 250) 사이에 고분자(275)와 다수의 분산된 형태의 액정 방울(278)로 구성된 위상 변환층(280)과 상기 위상 변환층(280) 내의 액정 방울(278) 내의 액정 분자(279)의 위치를 변경할 수 있는 전압을 인가하기 위한 투명 도전성 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 전극(215, 255)을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.
이때, 상기 고분자(275)는 일방향으로 편광된 UV광 조사 시 특정 방향으로 배열되며 경화되는 특성을 갖는 광배향 고분자(275)인 것이 특징이며, 상기 액정 방울(278)은 그 크기가 나노미터 수준인 액정 나노 입자들로 구성된 것이 특징이다.
한편, 이러한 구성을 갖는 액티브 리타더 패널(200)에 있어 가장 특징적인 것은 상기 액정 방울(278) 내부에 다수의 액정 입자는 주위에 위치하는 고분자가 광배향에 의해 일 방향으로 배열되어 방향성을 가짐으로서 이에 영향을 받아 전압을 가하지 않은 상태에서도 상기 고분자가 배열된 동일한 방향으로 배향된 상태를 갖는 것이 특징이다.
이러한 구성적 특성을 갖는 액티브 리타더 패널(200)의 경우, 액정층(도 1의 80)과 배향막(도 1의 56, 76)을 포함하는 구성을 갖는 종래의 일반적인 액티브 리타더 패널(도 1의 85) 대비 경화를 위해 200℃ 이상의 고온 공정을 필요로 하는 배향막이 생략되고, 이를 대신하여 UV광 조사에 의해 경화되는 특성을 갖는 광경화성과 일반향으로 편광된 UV광 조사 시 일방향으로 방향성을 가지며 배열되는 고분자(275)가 구비됨으로써 200℃ 이상의 고온 공정을 필요로 하지 않는다.
따라서, 200℃ 내지 400℃ 정도의 고온의 환경에서 변형 발생이 적은 유리기판을 이용할 필요없이 상대적으로 값이 싸며, 플렉서블한 특성을 갖는 필름을 이용하여 제조될 수 있는 장점을 갖는다.
나아가 액정 방울(278)이 주변에 위치하는 광배향된 고분자(275)에 의해 영향을 받아 일방향으로 배열된 상태를 유지하는 특성을 가지므로 상기 제 1 및 제 2 전극(215, 255)으로 통해 인가되는 전압 크기에 따라 투과되는 빛량을 조절할 수 있는 휘도 특성까지 조절되는 특성이 부여되는 동시에 액정 방울(278) 내에 무질서하게 방향성 없이 액정 분자(279)가 배치된 것 대비 전압의 온/오프시 응답속도 또한 향상되는 장점을 갖는다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)은 상기 위상 변환층(280)의 두께와 액정 방울(278)을 이루는 액정의 굴절율 이방성값을 변경함으로써 상기 위상 변환층(280)을 통과하는 빛의 위상값을 변경시킬 수 있으므로, 이를 적절히 조절함으로써 λ/4 내지 λ/2의 위상값을 갖도록 하는 위상판으로서의 역할을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)의 구성요소인 상기 제 1 및 제 2 필름은 플렉서블(flexible) 특성을 갖는 물질 예를들면 PEN( poly(ethylene naphthalate)), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이러한 제 1 및 제 2 필름(210, 250)을 이루는 물질은 상기 제 1 및 제 2 필름(210, 250) 통과하는 빛의 위상 변화에 거의 영향을 주지 않는, 20nm 이하 더욱 정확히는 0 - 20nm 정도의 리타데이션을 갖는 물질인 것이 특징이다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)은 도면에 있어서는 제 1 필름(210)의 내측면 즉 상기 위상 변환층(280)과 접촉하는 면에 대응하여 제 1 전극(215)이 형성되고, 상기 제 2 필름(250)의 내측면에 제 2 전극(255)이 형성됨으로써 서로 마주하는 형태의 전극(215, 250) 배치에 의해 수직 전계에 의해 동작하는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 제 1 전극(215)과 제 2 전극(250)은 상기 제 1 필름(210) 또는 제 2 필름(250)의 어느 하나의 내측면에 교대하는 형태로 형성될 수도 있다. 이 경우 상기 액정 방울(278) 내의 액정 분자(279)는 횡전계에 의해 동작하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)을 구비한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 입체 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)을 구비한 3D 영상 구현 시스템에 대한 간략한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템(100)은 크게 2D 화상을 표시하는 액정표시장치(110)와, 제 1 필름(210)과 제 2 필름(250) 및 이들 두 필름(210, 250) 사이에 개재된 위상 변환층(280)을 포함하며 상기 액정표시장치(110)의 구동과 동조하는 액티브 리타더 패널(200)과, 편광안경(295)으로 구성되고 있다.
조금 더 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템(100)의 구성에 대해 설명한다.
상기 액정표시장치(110)는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(117) 외측면에 부착되며 투과축이 서로 직교하는 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)과, 상기 제 1 편광판(125)의 외측면에 구비된 백라이트 유닛(미도시)을 포함하여 구성되고 있다.
이때, 상기 액정패널(110)은 어레이 소자(미도시)가 구비된 어레이 기판(115)과, 컬러필터층(122)을 포함하는 컬러필터 기판(120)과 이들 두 기판(115, 120) 사이에 개재된 액정층(140)을 포함하여 구성되고 있다.
상기 어레이 기판(115)에는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(116, 118)과, 이들 두 배선(116, 118)과 연결되며 상기 각 화소영역(P)에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 각 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극과 연결되며 화소전극(119)이 구비되고 있다.
상기 컬러필터 기판(120)에는 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 블랙매트릭스(121)가 구비되고 있으며, 각 화소영역(P)에 대응하여 순차 반복적으로 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴으로 이루어진 컬러필터층(122)과, 상기 컬러필터층(122)을 덮으며 공통전극(미도시)이 전면에 구비되고 있다.
이러한 구성을 갖는 상기 액정패널(110)은 서로 다른 기판(115, 120)에 구비된 상기 화소전극(119)과 공통전극(미도시) 간에 발생하는 수직전계에 의해 상기 제 1 액정층(140) 내의 액정분자가 움직임으로써 컬러 화상을 표시하는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 액정패널(110)의 양 외측면에는 각각 그 투과축이 직교하는 형태로 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)이 부착되고 있으며, 상기 제 1 편광판(125)의 외측면에는 백라이트 유닛(미도시)이 구비되고 있다.
이때, 상기 제 2 편광판(130)의 투과축은 상기 액정패널(110)을 정면에서 바라볼 때 통상 지면과 나란하게 배치되는 상기 게이트 배선(116)과 45도의 각도를 이루는 것이 바람직하다.
한편, 상기 액정패널(110)은 어레이 기판(115)에는 화소전극(119)이 컬러필터 기판(120)에는 공통전극(미도시)이 형성되어 수직전계를 형성하는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 액정패널(110)은 상기 어레이 기판(115)에 서로 교대하는 바(bar) 형태로 화소전극과 공통전극이 일정간격 이격하여 형성될 수도 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 상기 액정표시장치(110)에 대응하여 상기 제 2 편광판(130)의 외측면에 본 발명에 있어서 가장 특징적인 구성요소인 액티브 리타더 패널(200)이 부착되고 있다.
이때, 상기 액티브 리타더 패널(200)의 구성에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 통해 상세히 설명하였으므로 생략한다.
한편, 이러한 액티브 리타더 패널(200)은 λ/2의 위상지연을 갖도록 상기 위상 변환층(280)이 적절히 조절되는 경우, 상기 제 2 편광판(130)을 투과하여 나온 빛에 대해 좌선편광 및 우선편광 상태로 만드는 셔터 역할을 하는 것이다.
즉, 상기 제 1 및 제 2 필름(210, 250) 사이에 개재된 위상 변환층(280)은 이의 외측에 구비된 제 1 및 제 2 전극(215, 255)에 의해 발현되는 수직전계에 의해 반응하여 수직전계가 인가되어 그 값이 적절히 조절되면 제 2 편광판(130)을 통과한 빛을 좌선편광 및 우선편광 된 상태로 만들고, 수직전계가 오프되면 단순히 2D 영상을 투과시키는 역할을 하는 것이다.
따라서 상기 액티브 리타더 패널(200)은 2D 영상과 3D 영상 시청을 온/오프 시키는 스위치의 역할을 하는 것이다.
한편, 상기 액티브 리타더 패널(200)을 온 상태가 되도록 한 경우, 상기 액티브 리타더 패널(200)을 통과한 좌선편광된 빛과 우선편광된 빛은 최종적으로 편광안경(295)에 입사되며, 이때 상기 편광안경(150)의 좌안렌즈(295a)에는 좌선편광된 빛만을 통과시키는 제 1 편광필름(290a)이 구비되며, 우안렌즈(295b)에는 우선편광된 빛만을 통과시키는 제 2 편광필름(290b)이 구비됨으로써 사용자는 상기 액정패널(110)로부터 홀수프레임에 의해 표시되는 좌안용 영상은 사용자의 좌안으로 입사되고, 짝수프레임에 의해 표시되는 우안용 영상은 사용자의 우안으로 입사됨으로써 3D 입체 영상을 시청할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 구현 시스템(100)은 액티브 리타더 패널(200)이 필름을 이용하여 형성되고 있으므로 경량박형이 가능하며, 나아가 제조 비용이 저감되는 장점을 갖는다.
한편, 전술한 구성을 갖는 액티브 리타더 패널(200)의 경우, 본연의 역할 즉 빛의 위상을 변경시키는 역할을 수용하는 3D 영상 표시 시스템(100)의 일 구성요소로 사용된 것을 일례로 보이고 있지만, 그 외측면에 서로 수직한 투과축을 갖는 편광판이 구비된다면 전압 온/오프 및 인가되는 전압조절에 의해 빛의 투과량이 조절될 수 있으므로 인가 전압 크기 조절 스위치를 구비하여 빛의 투과 정도를 사용자가 조절할 수 있는 스마트 윈도우로서 이용될 수도 있다.
이후에는 본 발명에 있어서 가장 특징적인 구성요소인 액티브 리타더 패널의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)의 제조 단계별 공정 단면도이다.
다음, 우선 도 5a에 도시한 바와같이, 플렉서블한 특성을 갖는 물질인 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 중 어느 하나로 이루진 제 1 필름(210) 상에 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하고 이를 마스크 공정을 통해 패터닝함으로써 제 1 전극(215)을 형성한다.
다음, 도 5b에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(215) 위로 광배향 및 광경화 특성을 갖는 고분자(275)와 액정이 적절히 섞인 용액을 도포하여 고분자 액정 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 선편광된 UV광을 조사함으로써 상기 고분자 액정 물질층(미도시)에 대해 고분자가 일방향으로 정렬되도록 하는 동시에 경화시킨다.
이때, UV광의 세기 및 조사 시간 등을 적절히 조절함으로써 상기 고분자(275)와 액정의 상분리가 이루어져 고분자 측 내부에 액정 방울(278)이 형성되며, 동시에 상기 고분자(275)가 일방향으로 배열됨에 의해 이에 영향을 받아 상기 액정 방울(278) 내에 액정 분자(279)가 상기 고분자(275)가 배열된 방향으로 배열된다.
이러한 과정을 통해 상기 제 1 전극(215) 위로 고분자(275) 내부에 일 방향으로 배열된 액정 분자(279)를 구비한 액정 방울(278)이 분산된 형태를 갖는 위상 변환층(280)을 형성하게 된다.
이후, 도 5c에 도시한 바와같이, 제 2 필름(250) 상에 투명 도전성 물질을 증착하여 제 2 전극(255)을 형성하고, 상기 위상 변환층(280) 위로 상기 제 제 2 전극(255)이 마주하도록 위시킨 후, 합착함으로써 본 발명의 실시예에 따른 액티브 리타더 패널(200)을 완성한다.
이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 2 전극(255)과 상기 위상 변환층(280) 사이에는 접착층(미도시)이 더욱 개재될 수 있다.
이러한 액티브 리타더 패널(200)의 제조 과정은 미리 재단된 형태를 갖는 제 1 및 제 2 필름(210, 250)을 이용하는 것 이외에 제 1 필름(210)이 감긴 롤(미도시)과 제 2 필름(250)이 감긴 롤(미도시)을 이용하여 롤-투-롤 방식으로 진행된 후, 추후 절단함으로써 완성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법에 있어서는 상기 제 1 전극(215)은 제 1 필름(210) 상에 형성되고, 상기 제 2 전극(255)은 제 2 필름(250) 내측면에 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 제 1 전극(215)과 제 2 전극(250)이 교대하는 형태로 제 1 필름(210) 또는 제 2 필름(250) 중 어느 하나에 모두 형성될 수도 있다.
전술한 바와같이 진행하여 완성되는 액티브 리타더 패널(200)은 200℃ 이상의 고온을 요구하는 공정이 없으므로 유리기판을 대신하여 플렉서블한 특성을 갖는 필름을 이용함으로써 제조 비용이 저감되어 가격 경쟁력을 갖는 장점이 있다.
나아가 유리기판을 이용하는 것 대비 경량박형을 구현할 수 있으며, 이를 구비한 3D 영상 구현 시스템 또한 그 제조 비용이 절감되고 현재 표시장치의 트렌드인 경량박형을 구현할 수 있는 장점을 갖는다.
210 : 제 1 필름
215 : 제 1 전극
250 : 제 2 필름
255 : 제 2 전극
275 : 고분자
278 : 액정 방울
279 : 액정분자
280 : 위상 변환층

Claims (6)

  1. 서로 마주하는 제 1 필름 및 제 2 필름과;
    상기 제 1 및 제 2 필름 사이에 개재되며, 광 배향 및 광 경화 특성을 갖는 고분자 물질로 이루어지며 상기 고분자 물질이 일 방향으로 배열된 고분자층과, 상기 고분자층 내부에 분산된 다수의 액정 방울을 포함하며,
    상기 다수의 각 액정 방울은 다수의 액정 분자를 포함하며,
    상기 고분자층에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 다수의 각 액정분자는 상기 고분자층의 고분자 물질이 배열된 방향과 동일하게 배열되어 빛을 투과시키고,
    상기 고분자층과 상기 분산된 다수의 액정 방울은 위상 변환층을 이루며,
    상기 위상 변환층의 두께에 따라 상기 위상 변환층을 통과하는 빛의 위상값이 대응하고, 상기 액정 분자에 전압을 인가하여 굴절율 이방성 값을 변경함으로써 상기 위상 변환층을 통과하는 빛의 위상값을 변경하며, 상기 위상 변환층을 통과하는 빛의 위상값은 λ/4 내지 λ/2인 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필름과 제 2 필름 내측면에는 각각 상기 고분자층과 접촉하며 투명한 제 1 및 제 2 전극이 형성되거나,
    또는, 상기 제 1 필름 또는 제 2 필름 중 어느 하나의 필름의 내측면에 서로 교대하는 형태로 투명한 제 1 및 제 2 전극이 형성된 것이 특징인 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극에 전압이 인가되는 경우, 상기 다수의 액정 방울 내의 액정분자는 그 배열 방향이 바뀜으로써 상기 위상 변환층을 통과하는 빛의 위상을 변경시키는 것이 특징인 패널.
  4. 액정패널과, 상기 액정패널의 제 1 외측면에 형성된 제 1 편광판과, 타 외측면에 형성된 제 2 편광판 및 상기 제 1 편광판의 외측면에 구비된 백라이트 유닛으로 구성된 액정표시장치와;
    상기 제2편광판의 외측면에 부착되는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 기재된 패널과;
    편광필름이 부착된 편광안경을 포함하는 3D 영상 구현 시스템.
  5. 제 1 필름 상에 광경화 및 광배향 특성을 갖는 고분자 물질과 액정이 혼합된 용액을 도포하여 고분자 액정 물질층을 형성하는 단계와;
    상기 고분자 액정 물질층에 대해 선편광된 UV광을 조사함으로써 상기 고분자 액정 물질층 내부에 고분자 물질을 일 방향으로 배열되도록 하며 동시에 경화시키고, 상기 액정이 분산되어 다수의 액정 방울을 이루며 동시에,
    상기 고분자 액정 물질층에 전압이 인가되지 않을 때, 상기 액정 방울 내부의 다수의 액정분자는 상기 고분자 물질이 배열된 방향과 동일하게 배열되어 빛을 투과시키고,
    상기 고분자 액정 물질층의 두께에 따라 상기 고분자 액정 물질층을 통과하는 빛의 위상값이 대응하고, 상기 액정분자에 전압을 인가하여 굴절율 이방성 값을 변경함으로써 상기 고분자 액정 물질층을 통과하는 빛의 위상값을 변경하며, 상기 고분자 액정 물질층 통과하는 빛의 위상 값은 λ/4 내지 λ/2인 위상 변환층을 형성하는 단계와;
    제 2 필름을 상기 위상 변환층과 접촉하도록 부착하는 단계를 포함하는 패널 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 필름 상에 투명한 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 2 필름 내측면에 투명한 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하거나,
    또는, 상기 제 1 필름 또는 제 2 필름 중 어느 하나의 필름의 내측면에 서로 교대하는 형태로 투명한 제 1 및 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 패널 제조 방법.
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