KR20080050767A - Lens pitch control method for liquid crystal lens - Google Patents

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Abstract

A method for controlling pitch of a liquid crystal lens is provided to control a liquid crystal lens electrically having three electrodes and freely vary the pitch of the liquid crystal lens. A liquid crystal lens(200) includes a first substrate(210) on which a first electrode(212) is formed, a second substrate(220) on which a plurality of electrode pairs each of which consists of second and third electrodes(222,226) are formed, and a liquid crystal layer(230) interposed between the first and second substrates. A method of controlling pitch of the liquid crystal lens includes a step of dividing the plurality of electrode pairs into a plurality of unit pitch lenses each of which corresponds to a predetermined number of electrode pairs continuously arranged and a step of forming a first electric field in a portion of the liquid crystal layer, which corresponds to the central electrode pair, and forming an electric field in a portion of the liquid crystal layer, which corresponds to an electrode pair at a distance from the central electrode pair, such that the electric field is smaller or greater than the first electric field.

Description

액정렌즈의 피치 제어 방법{Lens pitch control method for Liquid crystal Lens}Lens pitch control method for liquid crystal lens

도1a 및 도1b는 각각 일반적인 액정렌즈의 사시도 및 단면도1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a general liquid crystal lens, respectively

도 2는 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법이 적용되는 액정렌즈(200)를 설명하기 위한 도면2 is a view for explaining a liquid crystal lens 200 to which the pitch control method of the liquid crystal lens according to the present invention is applied.

도 3은 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법을 좀더 구체적으로 설명하기 위한 제1실시예 도면3 is a view illustrating a pitch control method of a liquid crystal lens according to an exemplary embodiment of the present invention in more detail.

도 4는 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법을 좀더 구체적으로 설명하기 위한 제2실시예 도면4 is a view of a second embodiment for explaining the pitch control method of the liquid crystal lens according to the present invention in more detail.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>

200 : 액정렌즈 210 : 제1기판200: liquid crystal lens 210: first substrate

212 : 제1전극 214 : 제1배향막212: first electrode 214: first alignment layer

220 : 제2기판 222 : 제2전극220: second substrate 222: second electrode

224 : 절연막 226 : 제3전극224 insulating film 226 third electrode

228 : 제2배향막 230 : 액정층228: second alignment film 230: liquid crystal layer

본 발명은 제어방법에 관한 것으로서, 특히 3개의 전극을 이용하여 액정층을 구동하는 액정렌즈의 피치 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a control method, and more particularly, to a pitch control method of a liquid crystal lens for driving a liquid crystal layer using three electrodes.

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.In general, a liquid crystal display device is composed of two opposite electrodes and a liquid crystal layer formed therebetween. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are driven by an electric field generated by applying a voltage to the two electrodes. Liquid crystal molecules have polarization property and optical anisotropy. Polarization property means that when liquid crystal molecules are placed in an electric field, charges in the liquid crystal molecules are concentrated on both sides of the liquid crystal molecules, and the direction of molecular arrangement changes according to the electric field. Refers to changing the path or polarization state of the emitted light differently according to the incident direction or the polarization state of the incident light due to the elongated structure of the liquid crystal molecules and the aforementioned molecular arrangement direction.

이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 영상을 표시할 수 있다. Accordingly, the liquid crystal layer may exhibit a difference in transmittance due to voltages applied to two electrodes, and may display an image by changing the difference for each pixel.

최근에 이러한 액정분자의 특성을 이용하여 액정층이 렌즈 역할을 하게 하는 액정렌즈가 제안되었다. Recently, a liquid crystal lens having a liquid crystal layer acting as a lens using the characteristics of such liquid crystal molecules has been proposed.

즉, 렌즈는 렌즈를 구성하는 물질과 공기와의 굴절률 차이를 이용하여 입사광의 경로를 위치별로 제어하는 것인데, 액정층에 위치별로 서로 다른 전압을 인가 하여 위치별로 서로 다른 전기장에 의하여 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. That is, the lens is to control the path of the incident light by position using the difference in refractive index between the material constituting the lens and the air, the liquid crystal layer is driven by a different electric field for each position by applying a different voltage to each position to the liquid crystal layer In this case, incident light incident on the liquid crystal layer may sense a different phase change for each position, and as a result, the liquid crystal layer may control the path of the incident light like an actual lens.

이러한 액정렌즈를 도면을 참조하여 설명한다. Such a liquid crystal lens will be described with reference to the drawings.

도1a 및 도1b는 각각 일반적인 액정렌즈의 사시도 및 단면도이다. 1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a general liquid crystal lens, respectively.

도1a 및 도1b에 도시한 바와 같이, 일반적인 액정렌즈(10)는 마주보는 제1 및 제2기판(20, 30)과 제1 및 제2기판(20, 30) 사이에 형성된 액정층(40)으로 구성된다. 제1기판(20)의 내면 전체에는 제1전극(22)이 형성되어 있고, 제2기판(30)의 외면에는 이격거리(d)만큼 서로 이격된 제2전극(32)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 1A and 1B, the general liquid crystal lens 10 may include a liquid crystal layer 40 formed between the first and second substrates 20 and 30 facing each other and the first and second substrates 20 and 30. It is composed of The first electrode 22 is formed on the entire inner surface of the first substrate 20, and the second electrode 32 spaced apart from each other by a distance d is formed on the outer surface of the second substrate 30.

제1 및 제2전극(22, 32)에 전압이 인가되면 두 전극 사이에는 전기장(electric field: E)이 형성되는데, 제2전극(32)이 제2기판(30)의 외면 전체에 형성되어 있지 않고 분리된 형태를 가지므로 완전한 수직 전기장이 형성되지 않고 제2전극(32)의 이격구간(32a)에서 멀리 떨어진 영역에는 제1 및 제2기판(20, 30)에 거의 수직한 전기장이 생성되는 반면, 제2전극(32)의 이격구간(32a)에 가까운 영역에는 제1 및 제2기판(20, 30)에 경사진 전기장이 생성된다. When a voltage is applied to the first and second electrodes 22 and 32, an electric field E is formed between the two electrodes, and the second electrode 32 is formed on the entire outer surface of the second substrate 30. Since the electric field is separated from each other, the electric field substantially perpendicular to the first and second substrates 20 and 30 is generated in a region far from the separation section 32a of the second electrode 32 without forming a perfect vertical electric field. On the other hand, an inclined electric field is generated in the first and second substrates 20 and 30 in the region close to the separation section 32a of the second electrode 32.

따라서 제1 및 제2전극(22, 32)에 의하여 생성된 전기장(E)은 제2전극(32)의 이격구간(32a)으로부터의 거리에 따라 세기와 방향이 변하고, 그 결과 전기장(E)에 의하여 구동되는 액정층(40)도 제1 및 제2전극(22, 32)의 이격구간(32a)으로부터의 거리에 따라 입사광의 위상을 다르게 변화시킨다. Therefore, the electric field E generated by the first and second electrodes 22 and 32 changes in intensity and direction according to the distance from the separation section 32a of the second electrode 32, and as a result, the electric field E The liquid crystal layer 40 driven by the phase changes the phase of incident light differently according to the distance from the separation section 32a of the first and second electrodes 22 and 32.

그런데, 상기와 같은 원리를 통해 렌즈 기능을 제공하는 액정렌즈는 전술한 구조와 같이 2개의 전극만으로는 선형적인 렌즈와 같은 입사광 위상 변화를 도출하기에 무리가 있다. However, the liquid crystal lens providing the lens function through the above-described principle is difficult to derive the incident light phase change like the linear lens with only two electrodes as described above.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 3개의 전극을 구비한 액정렌즈를 제안하고 또한 상기 액정렌즈를 전기적으로 제어하여 그 액정렌즈의 피치를 자유자재로 가변시킬 수 있는 액정렌즈 피치 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention to solve the above problems, the present invention proposes a liquid crystal lens having three electrodes and also the liquid crystal capable of freely varying the pitch of the liquid crystal lens by electrically controlling the liquid crystal lens An object of the present invention is to provide a lens pitch control method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, The present invention to achieve the above object,

제1전극이 형성된 제1기판과, 절연막을 사이에 두고 서로 대향하는 제2전극과 제3전극으로 이루어진 전극쌍이 다수개 형성된 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정렌즈의 제어방법으로서, A first substrate having a first electrode formed thereon, a second substrate having a plurality of electrode pairs composed of a second electrode and a third electrode facing each other with an insulating film interposed therebetween, and a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate As a control method of a liquid crystal lens comprising a,

상기 다수개의 전극쌍 중 연속하게 배치된 S 개의 전극쌍을 하나의 단위피치렌즈로 설정하여 상기 다수개의 전극쌍을 다수개의 단위피치렌즈로 구분하는 단계와; 상기 다수의 단위피치렌즈 각각은 정중앙에 위치하는 중심전극쌍에 대응되는 액정층에 제1전계를 형성하고, 상기 중심전극쌍으로부터 멀어지는 위치에 구성된 전극쌍에 대응되는 액정층일수록 상기 제1전계를 기준으로 전계의 세기가 점점 작아지거나 또는 점점 커지도록 전계를 형성하는 단계를 포함하는 액정렌즈의 피치 제어방법을 제안한다. Dividing the plurality of electrode pairs into a plurality of unit pitch lenses by setting S electrode pairs consecutively arranged among the plurality of electrode pairs as one unit pitch lens; Each of the plurality of unit pitch lenses forms a first electric field in the liquid crystal layer corresponding to the center electrode pair located at the center, and the first electric field is the more the liquid crystal layer corresponding to the electrode pair disposed at a position farther from the center electrode pair. As a reference, a pitch control method of a liquid crystal lens including forming an electric field such that an intensity of an electric field becomes smaller or larger becomes a reference.

상기 제어방법은, 상기 제1전극에 제1전압을 인가하는 단계를 더욱 포함한다. The control method further includes applying a first voltage to the first electrode.

상기 제어방법에 있어서, 상기 S 는 3 이상의 홀수인 것을 특징으로 한다. In the control method, S is an odd number of 3 or more.

상기 제어방법은, 상기 중심전극쌍으로부터 동일한 거리에 위치하는 전극쌍에 대응되는 액정층은 동일한 세기의 전계가 형성되는 것을 특징으로 한다. The control method is characterized in that the liquid crystal layer corresponding to the electrode pair located at the same distance from the center electrode pair is formed with an electric field of the same intensity.

상기 제어방법에 있어서, 상기 각각의 단위피치렌즈는 인접하는 단위피치렌즈와 하나 이상의 전극쌍을 공유하는 것을 특징으로 한다.In the above control method, each of the unit pitch lenses share one or more electrode pairs with an adjacent unit pitch lens.

상기 제어방법에 있어서, 상기 제1 내지 제3전극 중 하나 이상의 전극에는 직류전압이 인가되고 또한 하나 이상의 전극에는 교류전압이 인가되는 것을 특징으로 한다. In the control method, a DC voltage is applied to at least one of the first to third electrodes, and an AC voltage is applied to at least one electrode.

상기 제어방법에 있어서, 상기 제1전극에는 직류전압이 인가되고, 상기 제2전극 내지 제3전극에는 교류전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.In the control method, a DC voltage is applied to the first electrode, and an AC voltage is applied to the second to third electrodes.

상기 제어방법에 있어서, 상기 제2전극과 제3전극에 인가되는 교류전압은 동일한 주파수와 상이한 전압레벨의 교류전압인 것을 특징으로 한다. In the control method, the AC voltage applied to the second electrode and the third electrode is characterized in that the AC voltage of the same frequency and different voltage levels.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법이 적용되는 액정렌즈(200)를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining the liquid crystal lens 200 to which the pitch control method of the liquid crystal lens according to the present invention is applied.

본 발명에서 적용되는 액정렌즈(200)는 구성되고, 액정렌즈(200)는 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(210, 220)과 제1 및 제2기판(210, 220) 사이에 형성 된 액정층(230)으로 구성된다. 제1기판(210)의 내면에는 제1전극(212)이 전면에 형성되어 있고, 제1전극(212) 상부에는 제1배향막(214)이 형성되어 있다. The liquid crystal lens 200 applied in the present invention is configured, and the liquid crystal lens 200 is disposed between the first and second substrates 210 and 220 and the first and second substrates 210 and 220 spaced apart from each other. It is composed of the liquid crystal layer 230 formed. The first electrode 212 is formed on the entire surface of the first substrate 210, and the first alignment layer 214 is formed on the first electrode 212.

제2기판(210)의 내면에는 각각이 제1거리(d1)에 대응되는 폭의 제1개구부를 갖는 다수의 제2전극(222)이 반복적으로 형성되어 있으며, 다수의 제2전극(222) 하부에는 절연막(224)이 형성되어 있다. 절연막(224) 하부에는 각각이 제2거리(d2)에 대응되는 폭의 제2개구부를 갖는 다수의 제3전극(226)이 반복적으로 형성되어 있으며, 제3전극(226) 하부에는 제2배향막(228)이 형성되어 있다. On the inner surface of the second substrate 210, a plurality of second electrodes 222 having a first opening having a width corresponding to the first distance d1 are repeatedly formed, and the plurality of second electrodes 222 is formed. An insulating film 224 is formed below. A plurality of third electrodes 226 having a second opening having a width corresponding to the second distance d2 is repeatedly formed below the insulating layer 224, and a second alignment layer is formed below the third electrode 226. 228 is formed.

상기 다수의 제2전극 및 다수의 제3전극(232, 236)은 절연막(224)에 의하여 서로 전기적으로 절연되며, 서로 일부가 중첩되도록 배치된다. 도시하지는 않았지만, 제2전극(222)과 제3전극(226)은 도면에 수직한 방향으로 연장된 막대 형상일 수 있다. 또한 상기 제1 배향막(214)과 제2배향막(228)은 특별한 경우에는 생략할 수 있는 구성이다. The plurality of second electrodes and the plurality of third electrodes 232 and 236 are electrically insulated from each other by the insulating film 224, and are disposed to partially overlap each other. Although not shown, the second electrode 222 and the third electrode 226 may have a rod shape extending in a direction perpendicular to the drawing. In addition, the first alignment layer 214 and the second alignment layer 228 may be omitted in special cases.

이러한 액정렌즈(200)는 각 전극에 전압을 인가함으로써 하나의 렌즈 어레이로 작용하는데, 제1전극(212), 한 쌍의 제2전극(222)과 한 쌍의 제3전극(226)을 포함하여 피치(pitch)가 (L)인 하나의 단위액정렌즈(ULL)를 구성한다. The liquid crystal lens 200 acts as a lens array by applying a voltage to each electrode, and includes a first electrode 212, a pair of second electrodes 222, and a pair of third electrodes 226. Thus, one unit liquid crystal lens ULL having a pitch of (L) is formed.

상기 단위액정렌즈(ULL)는 제1전극(212), 한 쌍의 제2전극(222)과 한 쌍의 제3전극(226)을 통해 생성된 전기장에 의하여 액정층(230)의 굴절률이 위치별로 세밀하게 조절되도록 하며, 이에 따라 액정층(230)을 통과하는 입사광이 느끼는 세밀한 위상변화는 실제 렌즈에서와 동일한 광경로 변경효과를 나타낸다. The unit liquid crystal lens ULL has a refractive index of the liquid crystal layer 230 positioned by an electric field generated through the first electrode 212, the pair of second electrodes 222, and the pair of third electrodes 226. The fine phase change felt by the incident light passing through the liquid crystal layer 230 exhibits the same optical path changing effect as that of the actual lens.

상기 제1, 2, 3전극(212, 222, 226)에 각각 인가되는 제1, 2, 3전압에 의하 여 전계가 형성되고, 상기 생성된 전계에 의하여 액정층(230)이 구동된다. 이 때 생성된 전계는 상기 제1, 2, 3전압의 크기와 상기 제1, 2거리(d1, d2)에 의하여 그 크기 및 방향이 조절되어 결과적으로 액정층(230)에서의 위상변화 곡선의 형태가 조절된다. An electric field is formed by the first, second, and third voltages applied to the first, second, and third electrodes 212, 222, and 226, respectively, and the liquid crystal layer 230 is driven by the generated electric field. The generated electric field is adjusted in magnitude and direction by the magnitudes of the first, second and third voltages and the first and second distances d1 and d2. As a result, the phase change curve of the liquid crystal layer 230 is changed. The shape is controlled.

여기서, 상기 제1, 2, 3전압은 그 크기가 서로 다른 전압일 수 있으며, 직류(DC)전압 또는 교류(AC)전압일 수 있고, 제1, 2, 3전압 중 하나 이상의 전압은 직류전압이고 또한 하나 이상의 전압은 교류전압인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1전극(212)에 직류전압을 인가하고, 제2 및 제3전극(222, 226)에 동일한 주파수에 상이한 크기를 갖는 교류전압을 인가할 수 있다.The first, second, and third voltages may be voltages having different magnitudes, and may be a direct current (DC) voltage or an alternating current (AC) voltage, and at least one of the first, second, and third voltages is a direct current voltage. And at least one voltage is an alternating voltage. For example, a DC voltage may be applied to the first electrode 212, and an AC voltage having different magnitudes may be applied to the second and third electrodes 222 and 226 at the same frequency.

상기한 구성의 액정렌즈(200)는 표시패널(미도시함)에 부착하여 사용하게 되면 상기 표시패널로부터 출사된 제1 및 제2영상은 상기 액정렌즈(200)에 의해 서로 다른 시역으로 전달되고, 이때 상기 서로 다른 시역간 거리를 사람의 양안 거리로 조절하면 시청자는 좌안 및 우안에 각각 입력되는 상기 제1영상과 제2영상을 합성하여 스테레오그래픽에 의한 3차원 영상으로 인식하게 된다.When the liquid crystal lens 200 having the above configuration is attached to a display panel (not shown) and used, the first and second images emitted from the display panel are transferred to different viewing areas by the liquid crystal lens 200. In this case, when the distance between the different viewing areas is adjusted to the distance of the binocular of a person, the viewer may recognize the 3D image by the stereographic by synthesizing the first image and the second image respectively input to the left eye and the right eye.

아울러, 상기 제1, 2, 3전극(212, 222, 226)에 제1, 2, 3전압을 인가하지 않을 경우 상기 액정렌즈(200)는 표시패널의 영상을 굴절 없이 그대로 표시하는 단순 투명층 역할만을 한다. 따라서 시청자는 2차원 영상을 인식하게 된다. 이에 상기 액정렌즈(200)는 상기 각 전극에 인가되는 전압 유무에 따라 2차원 평면영상과 3차원 입체영상을 전환하여 표시할 수 있는 소자이다.In addition, when the first, second, and third voltages are not applied to the first, second, and third electrodes 212, 222, and 226, the liquid crystal lens 200 serves as a simple transparent layer to display an image of a display panel without refraction. Do it. Therefore, the viewer recognizes the 2D image. Accordingly, the liquid crystal lens 200 is a device capable of switching and displaying a 2D planar image and a 3D stereoscopic image according to the voltage applied to each electrode.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 특징의 액정렌즈(200)를 사용함에 있어서, 피치(pitch)가 고정된 글라스 소재의 렌즈와는 달리 상기 각 전극(212, 222, 226)에 인가되는 전압을 조절함으로써 렌즈의 피치(pitch)를 가변시킬 수가 있다. According to the present invention, in using the liquid crystal lens 200 having the above-described characteristics, unlike the lens of glass material having a fixed pitch, the voltage applied to each electrode 212, 222, 226 is controlled. This makes it possible to vary the pitch of the lens.

즉, 상기 제1 내지 제3전극(212, 222, 226)에 인가되는 전압에 의해 형성되는 전계에 의해 상기 액정층(230)의 액정분자의 회전을 제어할 수 있으므로, 상기 도 2에서의 피치가 (L)인 단위액정렌즈(ULL)의 개념을 확장하여 2L, 4L, 6L,...,등의 다양한 피치를 가지는 액정렌즈를 제공할 수 있다. That is, since the rotation of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 230 may be controlled by an electric field formed by voltages applied to the first to third electrodes 212, 222, and 226, the pitch in FIG. The concept of a unit liquid crystal lens ULL having a value of (L) can be extended to provide a liquid crystal lens having various pitches such as 2L, 4L, 6L, ..., and the like.

이러한 본 발명에 따른 액정렌즈 피치 제어방법은, 상기 도 2와 같이 설명한 액정렌즈(200)에서, 절연막(224)을 사이에 두고 서로 대향하는 제2전극(222)과 제3전극(226)을 전극쌍(P)으로 정의하고, 이에 상기 액정렌즈(200)에 형성된 다수개의 전극쌍(P) 중 연속하게 배치된 'S' 개의 전극쌍을 포함하여 다시 하나의 단위피치렌즈(UPLL)로 설정함으로써 상기 다수개의 전극쌍을 다수개의 단위피치렌즈(UPLL)로 구분하는 제1단계와; In the liquid crystal lens pitch control method according to the present invention, in the liquid crystal lens 200 described with reference to FIG. 2, the second electrode 222 and the third electrode 226 opposing each other with the insulating film 224 interposed therebetween. Defined as an electrode pair (P), and set again as one unit pitch lens (UPLL) including 'S' electrode pairs arranged in succession among the plurality of electrode pairs (P) formed in the liquid crystal lens (200) Thereby dividing the plurality of electrode pairs into a plurality of unit pitch lenses (UPLL);

상기 다수의 단위피치렌즈(UPLL) 각각은 정중앙에 위치하는 중심전극쌍에 대응되는 액정층에 제1전계를 형성하고, 상기 중심전극쌍으로부터 멀어지는 위치에 구성된 전극쌍에 대응되는 액정층일수록 상기 제1전계를 기준으로 전계의 세기가 점점 작아지거나 또는 점점 커지도록 상기 전극쌍의 전계를 형성하는 제2단계를 통해 실현된다. Each of the plurality of unit pitch lenses UPLL forms a first electric field in the liquid crystal layer corresponding to the center electrode pair located at the center, and the first liquid crystal layer corresponding to the electrode pair configured at a position far from the center electrode pair. This is realized through the second step of forming an electric field of the electrode pair so that the intensity of the electric field becomes smaller or larger based on one electric field.

이때 상기 액정렌즈의 피치는 'Sㅧ L'과 같이 나타난다. (S는 짝수, L은 단위액정렌즈(ULL)의 피치) At this time, the pitch of the liquid crystal lens is shown as 'S ㅧ L'. (S is even, L is pitch of unit liquid crystal lens (ULL))

도 3은 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법을 좀더 구체적으로 설명하 기 위한 제1실시예 도면으로서, '2L'의 피치를 가지도록 액정렌즈를 제어한 피치 제어방법을 설명한다. 3 is a diagram illustrating a pitch control method of a liquid crystal lens according to an exemplary embodiment of the present invention. The pitch control method of controlling the liquid crystal lens to have a pitch of '2L' will be described.

먼저, 액정렌즈(200) 상에 절연막(224)을 사이로 서로 마주보는 위치에 있는 제2전극(222)과 제3전극(226)을 하나의 전극쌍으로 정의하여 다수개의 전극쌍(P1~P6)으로 구분한다. First, a plurality of electrode pairs P1 to P6 are defined as one electrode pair by defining the second electrode 222 and the third electrode 226 on the liquid crystal lens 200 to face each other with the insulating film 224 therebetween. ).

이어 2L의 렌즈 피치를 가지는 단위 렌즈는 상기 제1 내지 제3전극쌍(P1~P3)과, 상기 제3 내지 제5전극쌍(P3~P5)의 간격으로 각각 하나의 단위피치렌즈(UPLL)를 형성하는 것과 같다. Subsequently, a unit lens having a lens pitch of 2 L includes one unit pitch lens UPLL at intervals between the first to third electrode pairs P1 to P3 and the third to fifth electrode pairs P3 to P5. Is equivalent to forming

따라서 2L의 피치를 가지는 액정렌즈를 생성하기 위해서는 2L의 피치에 포함된 3개의 전극쌍 중 정중앙에 배치된 제2 및 제4전극쌍(P2와 P4)에 대응되는 액정층(230)에 제1전계를 형성되도록 제1 내지 제3전극(212,222,226)에 전압을 인가하고, 상기 제1전계가 형성된 제2 및 제4 전극쌍(P2, P4)으로부터 멀어지는 전극쌍인 제1 및 제3전극쌍(P1,P3)과 제3 및 제5전극쌍(P3, P5)에 대응되는 액정층(230)에는 상기 제1전계보다 그 세기가 작은 제2전계를 형성하도록 제1 내지 제3전극(212,222,226)에 전압을 인가한다. 이때 상기 제2전계는 상기 제1전계보다 그 세기가 큰 전계일 수도 있다. Therefore, in order to generate a liquid crystal lens having a pitch of 2L, the first liquid crystal layer 230 corresponding to the second and fourth electrode pairs P2 and P4 disposed at the center of three electrode pairs included in the pitch of 2L may be used. Voltage is applied to the first to third electrodes 212, 222, and 226 to form an electric field, and the first and third electrode pairs, which are electrode pairs away from the second and fourth electrode pairs P2 and P4 on which the first electric field is formed ( The first to third electrodes 212, 222 and 226 to form a second electric field having a smaller intensity than the first electric field in the liquid crystal layer 230 corresponding to P1 and P3 and the third and fifth electrode pairs P3 and P5. Apply voltage to In this case, the second electric field may be an electric field whose intensity is greater than that of the first electric field.

그러나 도 3에서는 제2전극쌍(P2)과 제4전극쌍(P4)에 대응되는 액정층(230)에 제1전계를 형성하고, 상기 제1 및 제3전극쌍(P1,P3)과 제3 및 제5전극쌍(P3, P5)에 대응되는 액정층(230)에는 상기 제1전계보다 세기가 작은 제2전계를 형성한 경우를 도시하였으며, 이에 상기 액정층(230)에서는 상기 제2전극쌍(P2)과 제4전극 쌍(P4) 대응 부분에서 액정분자(LC)가 가장 많이 회전되고 상기 제1 및 제3전극쌍(P1,P3)과 제3 및 제5전극쌍(P3, P5) 대응 부분으로 갈수록 액정분자(LC)의 회전각이 상대적으로 작아져 결국 제1 내지 제3전극쌍(P1~P3) 사이와 상기 제3 내지 제5전극쌍(P3~P5) 사이에서 2L의 피치를 가지는 액정렌즈를 각각 형성하게 된다. However, in FIG. 3, a first electric field is formed in the liquid crystal layer 230 corresponding to the second electrode pair P2 and the fourth electrode pair P4, and the first and third electrode pairs P1 and P3 and the first electrode are formed. A case in which a second electric field having a smaller intensity than the first electric field is formed in the liquid crystal layer 230 corresponding to the third and fifth electrode pairs P3 and P5 is illustrated in the liquid crystal layer 230. The liquid crystal molecules LC are rotated the most in the electrode pair P2 and the fourth electrode pair P4, and the first and third electrode pairs P1 and P3 and the third and fifth electrode pairs P3, P5) The rotation angle of the liquid crystal molecules LC becomes relatively small toward the corresponding portion, resulting in 2L between the first to third electrode pairs P1 to P3 and the third to fifth electrode pairs P3 to P5. Each liquid crystal lens having a pitch of is formed.

결국 상기 제2 및 제4전극쌍(P2,P4)에 대응되는 액정층(230)에는 서로 동일한 제1전계가 형성되고, 상기 제1,제3,제5전극쌍(P1,P3,P5)에 대응되는 액정층(230)에는 서로 동일한 크기의 제2전계가 형성된다. As a result, the same first electric field is formed in the liquid crystal layer 230 corresponding to the second and fourth electrode pairs P2 and P4, and the first, third and fifth electrode pairs P1, P3 and P5 are formed. The second electric fields having the same size are formed in the liquid crystal layer 230 corresponding to.

물론 상기 각 전극쌍(P1~P5)에 대응되는 액정층에서의 전계 형성은 상기 제1전극(214)과 상기 각 전극쌍이 구비한 제2전극(222) 및 제3전극(226)에 인가되는 제1,제2,제3전압의 조합 및 제어를 통해 가능하다. Of course, the electric field formation in the liquid crystal layer corresponding to each of the electrode pairs P1 to P5 is applied to the first electrode 214 and the second electrode 222 and the third electrode 226 included in each electrode pair. It is possible through the combination and control of the first, second and third voltages.

도 4는 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법을 좀더 구체적으로 설명하기 위한 제2실시예 도면으로서, '4L'의 피치를 가지도록 액정렌즈를 제어한 피치 제어방법을 설명한다. 4 is a diagram illustrating a pitch control method of a liquid crystal lens according to an exemplary embodiment of the present invention in more detail. FIG. 4 illustrates a pitch control method in which a liquid crystal lens is controlled to have a pitch of '4L'.

먼저, 액정렌즈(200) 상에 절연막(224)을 사이로 서로 마주보는 위치에 있는 제2전극(222)과 제3전극(226)을 하나의 전극쌍으로 정의하여 다수개의 전극쌍(P1~P6)으로 구분한다. First, a plurality of electrode pairs P1 to P6 are defined as one electrode pair by defining the second electrode 222 and the third electrode 226 on the liquid crystal lens 200 to face each other with the insulating film 224 therebetween. ).

이어 4L의 렌즈 피치를 가지는 단위 렌즈는 상기 제1 내지 제5전극쌍(P1~P5)의 간격으로 하나의 단위피치렌즈(UPLL)를 형성하는 것과 같다. Subsequently, a unit lens having a lens pitch of 4L is the same as forming one unit pitch lens UPLL at intervals of the first to fifth electrode pairs P1 to P5.

따라서 4L의 피치를 가지는 액정렌즈를 생성하기 위해서는 4L의 렌즈 피치에 포함된 5개의 전극쌍 중 정중앙에 배치된 제3전극쌍(P3)에 대응되는 액정층(230)에 제1전계를 형성하도록 상기 제1 내지 제3전극(212,222,226)에 전압을 인가하고, 상기 제1전계가 형성된 제3전극쌍(P3)으로부터 멀어지는 제2 및 제4전극쌍(P2, P4)에 대응되는 액정층(230)에는 상기 제1전계보다 그 세기가 작은 제2전계를 형성하도록 상기 제1 내지 제3전극(212,222,226)에 전압을 인가하고, 또한 상기 제1 및 제5전극쌍(P1,P5)에 대응되는 액정층(230)에는 상기 제2전계보다 세기가 더 작은 제3전계를 형성한다. 이때 상기 제2전계와 제3전계는 상기 제1전계보다 그 세기가 점점 더 커지도록 형성할 수도 있다. Therefore, in order to generate a liquid crystal lens having a pitch of 4L, a first electric field is formed in the liquid crystal layer 230 corresponding to the third electrode pair P3 disposed at the center of the five electrode pairs included in the 4L lens pitch. The voltage is applied to the first to third electrodes 212, 222, and 226, and the liquid crystal layer 230 corresponding to the second and fourth electrode pairs P2 and P4 away from the third electrode pair P3 on which the first electric field is formed. ) Is applied to the first to third electrodes 212, 222, 226 to form a second electric field whose intensity is smaller than that of the first electric field, and also corresponds to the first and fifth electrode pairs P1 and P5. A third electric field having a smaller intensity than the second electric field is formed in the liquid crystal layer 230. In this case, the second electric field and the third electric field may be formed such that their intensity becomes larger than that of the first electric field.

그러나 도 4에서는 제3전극쌍(P3)에 대응되는 액정층(230)에 제1전계를 형성하고, 상기 제2 및 제4전극쌍(P2, P4)에 대응되는 액정층(230)에는 상기 제1전계보다 그 세기가 작은 제2전계를 형성하고, 또한 상기 제1 및 제5전극쌍(P1,P5)에 대응되는 액정층(230)에는 상기 제2 및 제4전극쌍(P2, P4)에 형성된 전계보다 세기가 더 작은 제3전계를 형성한 경우를 도시하였으며, 이에 상기 액정층(230)에서는 상기 제3전극쌍(P3)에 대응되는 부분에서 액정분자(LC)가 가장 많이 회전되고 상기 제2 및 제4전극쌍(P2,P4) 대응 부분에서는 액정분자(LC)가 조금 회전되며, 상기 제1 및 제5전극쌍(P1, P5) 대응 부분에는 액정분자(LC)의 회전이 거의 없어 결국 제1 내지 제5전극쌍(P1~P5) 사이에서 4L의 피치를 가지는 액정렌즈를 형성하게 된다. However, in FIG. 4, a first electric field is formed in the liquid crystal layer 230 corresponding to the third electrode pair P3, and the liquid crystal layer 230 corresponding to the second and fourth electrode pairs P2 and P4 is formed as described above. The second and fourth electrode pairs P2 and P4 are formed on the liquid crystal layer 230 corresponding to the first and fifth electrode pairs P1 and P5. FIG. 3 illustrates a case in which a third electric field having a smaller intensity than the electric field formed in FIG. 2 is formed. In this case, the liquid crystal molecules LC rotate the most in a portion corresponding to the third electrode pair P3 in the liquid crystal layer 230. The liquid crystal molecules LC rotate slightly in the corresponding portions of the second and fourth electrode pairs P2 and P4, and the liquid crystal molecules LC rotate in the corresponding portions of the first and fifth electrode pairs P1 and P5. As a result, the liquid crystal lens having a pitch of 4L is formed between the first to fifth electrode pairs P1 to P5.

결국 상기 제3전극쌍(P3)에 대응되는 액정층(230)에는 제1전계가 형성되고, 상기 제2 및 제4전극쌍(P2,P4)에 대응되는 액정층(230)에는 서로 동일한 제2전계가 형성되고, 상기 제1 및 제5전극쌍(P1,P5)에 대응되는 액정층에는 서로 동일한 세기의 제3전계가 형성된다. As a result, a first electric field is formed in the liquid crystal layer 230 corresponding to the third electrode pair P3, and a liquid crystal layer 230 corresponding to the second and fourth electrode pairs P2 and P4 is the same. Two electric fields are formed, and a third electric field having the same intensity is formed in the liquid crystal layer corresponding to the first and fifth electrode pairs P1 and P5.

물론 상기 관계와 같이 나타나는 각 전극쌍의 전계 형성은 상기 제1전극(212)과 상기 각 전극쌍이 구비한 제2전극(222) 및 제3전극(226)에 인가되는 제1,제2,제3전압의 조합 및 제어를 통해 가능하다. Of course, the electric field formation of each electrode pair shown as the relationship is applied to the first electrode 212 and the second electrode 222 and the third electrode 226 included in each electrode pair. It is possible through the combination and control of three voltages.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법은 제1 및 제2실시예에 한정되는 것은 아니며, 상기 제시한 방법을 통해 6L, 8L, 10L 및 그 이상의 피치 제어도 가능할 것임은 당연하다. The pitch control method of the liquid crystal lens according to the present invention as described above is not limited to the first and second embodiments, and it is natural that the pitch control of 6L, 8L, 10L and more may be possible through the above-described method. .

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 액정렌즈의 피치 제어방법은, 액정렌즈 어레이를 통해 다양한 피치로 변경 가능한 액정렌즈를 제공할 수 있어 3 차원 영상 표시에 적용할 경우 표시패널의 특성에 맞추어 그 피치를 조절할 수 있음은 물론이고 단품의 액정렌즈 어레이를 모든 표시패널에 범용으로 사용가능하며, 또한 렌즈의 피치 조절에 따라 초점거리가 변경되므로 시청자에게 인식되는 영상의 시역을 조절할 수 있기 때문에 다양한 3 차원 영상 조합이 가능하다. The pitch control method of the liquid crystal lens according to the present invention as described above can provide a liquid crystal lens that can be changed to various pitches through the liquid crystal lens array, when applied to the three-dimensional image display the pitch according to the characteristics of the display panel Not only can you adjust it, but you can also use a single-lens LCD array for all display panels. Also, since the focal length is changed by adjusting the pitch of the lens, you can adjust the viewing area of the image perceived by the viewer. Combination is possible.

Claims (8)

제1전극이 형성된 제1기판과, 절연막을 사이에 두고 서로 대향하는 제2전극과 제3전극으로 이루어진 전극쌍이 다수개 형성된 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정렌즈의 피치 제어방법으로서, A first substrate having a first electrode formed thereon, a second substrate having a plurality of electrode pairs composed of a second electrode and a third electrode facing each other with an insulating film interposed therebetween, and a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate As a pitch control method of a liquid crystal lens comprising a, 상기 다수개의 전극쌍 중 연속하게 배치된 S 개의 전극쌍을 하나의 단위피치렌즈로 설정하여 상기 다수개의 전극쌍을 다수개의 단위피치렌즈로 구분하는 단계와; Dividing the plurality of electrode pairs into a plurality of unit pitch lenses by setting S electrode pairs consecutively arranged among the plurality of electrode pairs as one unit pitch lens; 상기 다수의 단위피치렌즈 각각은 정중앙에 위치하는 중심전극쌍에 대응되는 액정층에 제1전계를 형성하고, 상기 중심전극쌍으로부터 멀어지는 위치에 구성된 전극쌍에 대응되는 액정층일수록 상기 제1전계를 기준으로 전계의 세기가 점점 작아지거나 또는 점점 커지도록 전계를 형성하는 단계Each of the plurality of unit pitch lenses forms a first electric field in the liquid crystal layer corresponding to the center electrode pair located at the center, and the first electric field is the more the liquid crystal layer corresponding to the electrode pair disposed at a position farther from the center electrode pair. Forming an electric field so that the intensity of the electric field becomes smaller or larger as a reference 를 포함하는 액정렌즈의 피치 제어방법Pitch control method of the liquid crystal lens comprising a 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1전극에 제1전압을 인가하는 단계Applying a first voltage to the first electrode 를 더욱 포함하는 액정렌즈의 피치 제어방법Pitch control method of the liquid crystal lens further comprising 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 S 는 3 이상의 홀수인 것을 특징으로 하는 액정렌즈의 피치 제어방법The pitch control method of the liquid crystal lens, characterized in that S is an odd number of 3 or more 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 중심전극쌍으로부터 동일한 거리에 위치하는 전극쌍에 대응되는 액정층은 동일한 세기의 전계가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정렌즈의 피치 제어방법Pitch control method of the liquid crystal lens, characterized in that the electric field of the same intensity is formed in the liquid crystal layer corresponding to the electrode pair located at the same distance from the center electrode pair 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 각각의 단위피치렌즈는 인접하는 단위피치렌즈와 하나 이상의 전극쌍을 공유하는 것을 특징으로 하는 액정렌즈의 피치 제어방법Wherein each unit pitch lens shares one or more electrode pairs with an adjacent unit pitch lens. 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 내지 제3전극 중 하나 이상의 전극에는 직류전압이 인가되고 또한 하나 이상의 전극에는 교류전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정렌즈의 피치 제어방법DC voltage is applied to at least one of the first to third electrodes and AC voltage is applied to at least one electrode 청구항 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1전극에는 직류전압이 인가되고, 상기 제2전극 내지 제3전극에는 교류전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정렌즈의 피치 제어방법A direct current voltage is applied to the first electrode, and an AC voltage is applied to the second to third electrodes. 청구항 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2전극과 제3전극에 인가되는 교류전압은 동일한 주파수와 상이한 전압레벨의 교류전압인 것을 특징으로 하는 액정렌즈의 피치 제어방법AC voltage applied to the second electrode and the third electrode is a pitch control method of the liquid crystal lens, characterized in that the AC voltage of the same frequency and different voltage levels
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