KR20080027559A - 렌티큘러방식 입체영상표시장치의 제조방법. - Google Patents

렌티큘러방식 입체영상표시장치의 제조방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 렌티큘러방식 입체영상 표시장치(lenticular type 3D display device)에 관한 것으로, 표시장치와 렌티큘러렌즈 시트를 영구(永久)고정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 표시장치의 전면에 광 반응성 접착제를 코팅하고, 상기 접착제를 코팅한 면에 렌티큘러렌즈 시트를 정확히 얼라인 한 후, 빛(자외선)을 조사하는 공정을 진행하여, 상기 렌티큘러렌즈 시트를 상기 표시장치에 부착하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하면, 상기 렌티큘러렌즈 시트가 표시장치에 영구적이고 안정적으로 부착되기 때문에, 보다 안정적인 입체영상을 제공할 수 있다.
또한, 자외선에 의해 비로소 접착성을 뛰게 되기 때문에, 자외선을 조사하기 전에는 접착력이 없어 렌티큘러렌즈 시트와 표시장치 사이에 공기가 남아 있을 경우 이를 쉽게 제거할 수 있다.

Description

렌티큘러방식 입체영상표시장치의 제조방법.{A method of fabricating of a lenticular type 3D display device}
도 1은 종래의 제 1 예에 따른 렌티큘러 방식 입체영상 표시장치의 영상구현 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 종래의 제 2 예에 따른 렌티큘러 방식 입체영상 표시장치의 다중시점 영상구현 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 렌티큘러 방식 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 렌티큘러 방식 입체영상 표시장치의 렌티큘러렌즈 시트를 표시장치에 부착하는 방법을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 5는 표시장치의 한 예인 액정패널의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
LLS : 렌티큘러렌즈 시트 DP : 액정패널
PL1, PL2 : 제1,제2편광판 GL : 접착층
본 발명은 렌티큘러방식 입체영상 표시장치(lenticular type 3D display device)에 관한 것으로 특히, 렌티큘러렌즈 시트(lenticular lens sheet)를 액정패널에 부착, 고정하는 방식에 관한 것이다.
일반적으로, 평면상으로부터 3차원의 깊이감과 입체감을 느낄 수 있도록 하는 3차원 입체영상 구현기술은 디스플레이(display)등의 직접적인 관련분야를 비롯해서 가전이나 통신산업은 물론 우주항공, 예술산업, 자동차 산업분야 등에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 그 기술적 파급효과는 현재 각광받고 있는 HDTV(Hi Definition Television)이상이 될 것으로 기대되고 있다.
인간이 깊이감과 입체감을 느끼는 요인으로 가장중요하게 두 눈 사이 간격에 의한 양안 시차를 들 수 있지만, 이 외에도 심리적, 기억적 요인에게도 깊은 관계가 있고, 이에 따라 3차원 입체영상 구현기술 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 화상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 깊이 화상 방식, 3차원 화상방식, 입체화상방식으로 구분된다.
이중 깊이 화상방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이방향에 대한 원금감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터 그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 듯한 착시현상을 불러일으키는 이른바 아 이맥스 영화 등에 응용되고 있으며, 가장 완전한 입체영상 기술이라 알려져 있는 3차원 화상방식은 공간해상도를 높이기 위한 비용과 장치적 지출이 크고 대용량의 데이터를 요구하는 제약이 뒤따르는 바, 현재로서는 양안의 생리적 요인을 이용하는 입체화상방식이 가장 널리 이용되고 있다.
입체화상방식인 3차원 입체영상 구현원리는 간단히, 약 65mm정도 떨어져 존재하는 인간의 좌우안(左右眼)에 시차정보가 포함된 평면의 연관화상이 보여질 경우에 뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력 즉, 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것으로, 다르게는 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자 측의 특수 안경을 이용하는 안경방식 또는 표시면 측의 페러렉스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral)등의 렌즈어레이(시트)(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있고, 이중에서도 특수안경 등의 별도 착용물이 불필요하여 상대적으로 간편한 후자의 무안경 방식이 선호되고 있다.
이하, 도면을 참조하여 표시장치에 응용되는 렌티큘러방식 입체 영상표시장치의 화상구현원리를 설명한다.
도 1은 종래의 제 1 예에 따른 렌티큘러방식 입체영상 표시장치의 화상구현 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도시한 바와 같이, 좌우안용 이미지 정보가 담긴 평면영상을 표시하는 표시장치(10) 그리고, 상기 평면영상에 광학적 변별 지향성을 부여하는 렌티큘러 렌즈 시트(20)를 포함한다.
이때, 표시장치는(10)는 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)이나 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device : LCD)등의 평면영상을 표시하는 모든 종류의 디스플레이 장치가 가능하여, 일례로 이의 RGB 화소는 각각(RR ,RL),(GR ,GL),(BR ,BL)과 같이 좌우안 용으로 구분되고, 렌티큘러렌즈 시트(20)는 통상 반원통 형상의 랜티큘러렌즈가 평면상에 규칙적으로 배열된 형태를 나타낸다.
그 결과 메인 표시장치(10)로부터 출사된 빛은 렌티큘러렌즈 시트(20)의 작용에 의해 관찰자(2) 좌우안에 각각 도달되고, 이를 통해 관찰자(2)는 스테레오 그래픽에 의한 입체영상을 인식한다.
전술한 제 1 의 구성은 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 대한 가장 간단한 예로서 렌티큘러렌즈 시트(20)에 대해 어느 한 방향의 관찰자(2)만이 입체영상을 관찰할 수 있는 반면, 둘 이상의 서로 다른 위치에서 각각 컬러입체영상을 관찰할 수 있는 이른바, 다시점 렌티큘러방식 컬러 입체표시장치가 제안되었다.
도 2는 종래의 제 2 예에 따른 다시점 렌티큘러방식 컬러입체영상표시장치 중 일례로 세 방향에서 컬러입체영상을 관찰할 수 있는 경우에 대한 단면모식도이다.
도시한 바와 같이, 앞서 설명한 도 1의 방식과는 달리 RGB화소가 각 시점별로 구분되어 있다.
즉, 일반적인 다시점 렌티큘러방식 컬러 입체영상표시장치는 표시장치(12)상에 동일 형태의 렌티큘러렌즈 시트(22)가 규칙적으로 배열된 렌티큘러렌즈 시트를 이용하는 것은 동일하지만, 임으로 서로 다른 제 1 내지 제 3 시점(4,6,8)에서 각각 컬러입체 영상을 관찰할 수 있도록 메인표시장치의 RGB화소가 시점별로 구분 배열되며, 그 결과 제 1 시점(4)의 관찰자의 좌안에는 R1,G1,B1 화소 그리고 우안에는 R2,G2,B2화소의 화상이 보여 지고, 제 2 시점(6)의 관찰자의 우안에는 R3,G3,B3화소 그리고 좌안에는 R4,G4,B4 화소의 화상이 보여 지며, 제 3 시점(8)의 관찰자의 좌안에는 R1,G2,B1화소 그리고 우안에는 R2,G2,B2 화소의 화상이 보여 진다.
이때, R1,R2,R3,G1,G2,G3,B1,B2,B3 화소는 각각 좌.우안 용으로 또 다시 구분된다.
전술한 제 1 및 제 2 예에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치는 상기, 렌티큘러렌즈 시트와 하부의 액정패널 사이에 양안 시차를 발생시키기 위해, 상기 두 구성의 상대적인 위치가 중요하게 된다.
따라서, 렌티큘러렌즈 시트는 상기 표시장치에 부착 고정되어야 한다.
그런데, 종래에는 상기 렌티큘러렌즈 시트를 표시장치의 상부에 얼라인(align)한 후, 사각테 형상의 프레임을 통해 상기 두 구성을 테두리 하는 방식으로, 상기 렌티큘러렌즈 시트와 액정패널의 위치를 고정하였다.
그러나, 이러한 고정 방식은 영구적이지 못하고 또한 외부로 부터의 충격이 가해졌을 때, 상기 렌티큘러렌즈 시트와 표시장치의 트러짐이 발생할 수 있다.
따라서, 바람직한 입체 영상을 구현하는데 어려움이 따르는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 상기 렌티큘러렌즈 시트를 상기 액정패널에 영구 부착 고정하기 위한 방법으로, 자외선 파장대에서 접착력이 생기는 접착제를 이용하여 상기 표시장치에 상기 렌티큘러렌즈 시트를 부착하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하면, 충격이 가해져도 상기 렌티큘러렌즈 시트와 액정패널 사이의 위치가 틀어지지 않기 때문에 안정적인 입체영상을 얻을 수 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상 표시장치는 2차원 영상을 구현하는 표시장치와; 상기 표시장치에 접착제를 통해 전면 부착, 고정되고, 상기 2차원 영상을 입체영상으로 표현하는 렌티큘러렌즈 시트를 포함한다.
상기 접착제는 자외선이 조사되면 접착성을 띄면서 경화되는 재질인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 렌티큘러방식 입체영상 표시장치 제조방법은 2차원 영상을 구현하는 표시장치를 준비하는 단계와; 상기 표시장치의 접착면에 접착물질을 코팅하여 접착층을 형성하는 단계와; 상기 접착층이 형성된 표시장치의 접착면에 렌티큘러렌즈 시트를 배치하는 단계와; 상기 렌티큘러렌즈 시트의 상부로 자외선을 조사하여, 상기 접착층이 접착성을 띄면서 경화하여, 상기 렌티큘러렌즈 시트 를 상기 표시장치에 부착, 고정하는 단계를 포함한다.
상기 접착물질은 자외선 조사로 접착성을 띄면서 경화되는 물질로, 자외선 파장대에서 광반응이 일어날 수 있는 아크릴레이트(acrylate) 계열의 수지, 실리콘(silicon) 단독 또는 실리콘/아크릴레이트 계열의 수지의 혼합물, 우레탄(Urethane)단독 또는 우레탄/아크릴레이트 계열의 수지의 혼합물, 에폭시(epoxy) 단독 또는 에폭시/아크릴레이트 계열의 수지의 혼합물 중 선택된 하나로 형성할 수 있는 것을 특징으로 하고, 상기 접착물질을 코팅하는 방법은, 일 방향으로 다수의 노즐이 구성된 디스펜서를 이용하여, 이를 상기 표시장치의 일 측에서 타 측으로 이동하면서, 상기 노즐을 통해 접착물질을 분사하는 방법인 것을 특징으로 한다.
상기 표시장치는 박막트랜지스터와 어레이배선과 화소전극이 구성된 제 1기판과; 상기 제 1 기판과 마주보며 이격되어 구성되고, 컬러필터와 블랙매트릭스가 구성된 제 2 기판과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정으로 구성된 액정패널인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
- - 실시예 - -
본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상 표시장치의 구성을 살펴본다.
도 3은 본 발명에 따른 렌티큘러 방식 입체영상 표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. (표시장치는 액정패널을 예로 들어 설명한다.)
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상 표시장치(99)는, 상.하에 편광축이 직교하도록 구성된 제 1 편광판(PL1)과 제 2 편광판(PL2)이 부착되고 2차원의 영상을 구현하는 액정패널(DP)과, 상기 제 2 편광판(PL2)의 하부에 위치한 배광장치(BL)와, 상기 제 1 편광판(PL1)의 상부에 구성되고 상기 액정패널(DP)의 2 차원영상을 입체적으로 표현할 수 있도록 하는 렌티큘러렌즈 시트(LLS)를 포함한다.
이때, 상기 렌티큘러렌즈 시트(LLS)는 상기 상.하 편광판(PL1,PL2)을 포함한 액정패널(DP)에 접착제(GL)를 통해 부착되어 고정된 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 접착제(GL)는 최초 자외선이 조사되기 전 까지는 접착특성을 가지고 있지 않지만, 자외선이 조사되면 접착특성을 띄면서 경화되는 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.
이하, 공정도면을 참조하여, 접착제를 이용한 상기 렌티큘러렌즈 시트(LLS)와 액정패널의 공정방법을 설명한다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상 표시장치의 렌티큘러렌즈시트 부착공정을 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 상.하에 제 1 편광판과 제 2 편광판을 부착한 액정패널을 준비한다.
이때, 상기 액정패널(DP)의 상.하 에는 반드시 제 1 편광판(PL1)과 제 2 편광판(PL2)이 구성되는 것은 아니며 이는, 액정패널(DP)의 동작모드에 따라 달라질 수 있다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 편광판(PL1,PL2)이 부착된 액정패널(DP)의 전면에 디스펜서(DI)를 이용하여 접착물질(GLM)을 분사하는 공정을 진행한다.
이때, 상기 디스펜서(DI)는 길이방향으로 길게 구성되고 상기 액정패널(DP)과 마주보는 면에는 다수의 노즐(nozzle, 미도시)이 구성된다.
상기 디스펜서(DI)는 액정패널(DP)의 일 측에서 타 측으로 이동하게 되며, 이동하면서 상기 노즐(nozzle)을 통해 일정량의 접착물질(GLM)을 분사하여 액정패널의 전면에 일정 두께의 접착층(미도시)을 형성하게 된다.
그런데, 상기 접착물질(GLM)은 아직은 접착특성을 가지고 있지 않으며, 자외선(UV) 파장 대에 반응하면서 접착특성을 가지는 물질인 것을 특징으로 한다.
이러한 물질로는, 자외선 파장대에서 반응이 일어날 수 있는 아크릴레이트(acrylate)계열의 수지(resin), 실리콘 단독 혹은 실리콘/아크릴계열의 수지, 우레탄(Urethane)단독 혹은 우레탄/아크릴레이트(Acrylate)계열 또, 에폭시(epoxy)수지 단독 혹은 에폭시/아크릴레이트 수지 계열 등 본 발명에서는 광학특성 및 사용 용도에 따라서 다양한 종류의 접착제의 선택및 사용이 가능하다.
전술한 접착물질 분사 공정을 통해, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 액정패널(DP)의 상부에 접착층(GL)을 형성한 후, 상기 접착층(GL)이 형성된 액정패널(DP)의 상부에 렌티큘러렌즈 시트(LLS)를 배치한다.
이때, 아직 상기 접착층(GL)은 접착특성을 보이지 않으므로 상기 렌티큘러 렌즈 시트(LLS)와 액정패널(DP)의 사이에 뜬 부분의 공기를 빼내거나, 렌티큘러렌즈 시트(LLS)와 상기 액정패널(DP)간 얼라인 오차를 바로 잡는데 어려움이 없다.
다음으로, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 렌티큘러렌즈 시트(LLS)의 상부 로 자외선을 조사하는 공정을 진행한다.
이와 같이 하면, 상기 접착층(GL)은 서서히 광화학적인 변화를 일으켜, 접착력이 생긴다.
이와 같은 공정으로, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 렌티큘러렌즈 시트(LLS)는 상기 액정패널(DP)에 고정될 수 있다.
이때, 앞서 언급한 접착물질 외에도, 굳이 광학특성이 아니더라도 사용 용도에 따라 다양한 종류의 접착제의 선택 및 사용이 가능하다.
이상으로, 전술한 바와 같은 부착공정으로 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상표시장치에 렌티큘러렌즈 시트를 부착, 고정 할 수 있다.
이하, 상기 렌티큘러렌즈 시트와 부착되고 2D화상을 표시하는 액정패널의 구성 을 좀 더 상세히 설명한다.
도 5는 액정패널의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 액정패널(199)은 투명한 절연기판(300)상에 블랙매트릭스(빛 차단수단, 302)와 컬러필터(304a,304b,304c)가 구성되고, 상기 블랙매트릭스(302)와 컬러필터(304a,304b,304c)의 하부에 공통전극(306)이 형성된 컬러필터기판(B2)과, 박막트랜지스터(T)와, 화소 전극(222)과, 게이트 배선 및 데이터 배선(202, 미도시)이 구성된 어레이기판(B1)으로 구성되며, 상기 어레이기판(B1)과 컬러필터 기판(B2)사이에는 액정(LC)이 충진 되어 있다.
상기 어레이 기판(B1)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(미도시)과 데이터배선(미도시)이 형성된다.
상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(미도시)과 데이터배선(미도시)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P)상에 형성되는 화소전극(222)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 사용한다.
전술한 바와 같이 구성되는 액정패널은 상기 박막트랜지스터(T)와 박막트랜지스터에 연결된 화소전극(222)이 매트릭스 내에 존재함으로써 영상을 표시한다.
전술한 바와 같이 구성된 액정패널 외에도, 다양한 2차원 표시장치에 상기 렌티큘러렌즈 시트를 부착함으로써, 보다 안정적인 화상을 구현할 수 있는 렌티큘러방식 입체영상표시장치를 제작할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 렌티큘러방식 입체영상 표시장치는, 자외선이 조사되면 비로소 접착특성을 나타내는 접착제를 통해 렌티큘러렌즈 시트를 표시장치에 전면 부착하여 영구 고정하는 방식을 사용함으로써,
첫째, 자외선이 조사되기 전에는 접착특성을 띄지 않으므로 렌티큘러렌즈 시트와 표시장치의 정확한 얼라인이 가능하도록 하는 효과가 있다.
둘째, 얼라인시 렌티큘러렌즈 시트와 표시장치 사이에 존재할 수 있는 공기를 쉽게 빼낼 수 있는 효과가 있다.
셋째, 렌티큘러렌즈 시트와 표시장치가 영구 고정되기 때문에, 보다 안정적 인 입체영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 2차원영상을 구현하는 표시장치와;
    상기 표시장치에 접착제를 통해 전면 부착, 고정되고 상기 2차원 영상을 3차원 입체영상으로 표현하는 렌티큘러렌즈 시트
    를 포함하는 렌티큘러방식 입체영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제는 자외선이 조사되면 접착성을 띄면서 경화되는 재질인 것을 특징으로 렌티큘러방식 입체영상 표시장치.
  3. 2차원 영상을 구현하는 표시장치를 준비하는 단계와;
    상기 표시장치의 접착면에 접착물질을 코팅하여 접착층을 형성하는 단계와;
    상기 접착층이 형성된 표시장치의 접착면에 렌티큘러렌즈 시트를 배치하는 단계와;
    상기 렌티큘러렌즈 시트의 상부로 자외선을 조사하여, 상기 접착층이 접착성을 띄면서 경화하여, 상기 렌티큘러렌즈 시트를 상기 표시장치에 부착, 고정하는 단계
    를 포함하는 렌티큘러 방식 입체 영상표시장치 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 접착물질은 자외선 조사로 접착성을 띄면서 경화되는 물질로, 자외선 파장대에서 광반응이 일어날 수 있는 아크릴레이트(acrylate) 계열의 수지, 실리콘(silicon) 단독 또는 실리콘/아크릴레이트 계열의 수지의 혼합물, 우레탄(Urethane)단독 또는 우레탄/아크릴레이트 계열의 수지의 혼합물, 에폭시(epoxy) 단독 또는 에폭시/아크릴레이트 계열의 수지의 혼합물 중 선택된 하나로 형성할 수 있는 렌티큘러 방식 입체 영상 표시장치 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 접착물질을 코팅하는 방법은, 일 방향으로 다수의 노즐이 구성된 디스펜서를 이용하여, 이를 상기 표시장치의 일 측에서 타 측으로 이동하면서, 상기 노즐을 통해 접착물질을 분사하는 방법인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치 제조방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 표시장치는
    박막트랜지스터와 어레이배선과 화소전극이 구성된 제 1기판과;
    상기 제 1 기판과 마주보며 이격되어 구성되고, 컬러필터와 블랙매트릭스가 구성된 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 충진된 액정
    으로 구성된 액정패널인 것을 특징으로 하는 렌티큘러 방식 입체 영상 표시장치 제조방법.
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