KR20080061822A

KR20080061822A - 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 패널제조방법

Info

Publication number: KR20080061822A
Application number: KR1020060136951A
Authority: KR
Inventors: 김혁수
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-03

Abstract

본 발명은 3차원 영상을 생성할 수 있는 소자인 영상표시장치용 렌티큘러 어레이와 렌티큘러 패널 제조방법에 관한 것으로서, 자외선에 반응하는 감광기판을 구비하는 단계와; 상기 감광기판 상부에 자외선 패턴 마스크를 배치하는 단계와; 상기 자외선 패턴 마스크를 통해 자외선을 조사하여 상기 감광기판에 다수개의 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법과 더불어, 상기 렌티큘러 어레이 제조방법에 따라 다수개의 렌즈 패턴이 형성된 렌티큘러 어레이를 제조하는 단계와; 제1전극이 형성된 제1기판과 제2전극이 형성된 제2기판을 각각 구비하는 단계와; 상기 렌티큘러 어레이를 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치하는 단계와; 상기 다수개의 렌즈 패턴에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법을 제공한다.

이에 본 발명은 기존 제조방법에 비해 저비용이면서 또한 다양한 렌즈 패턴의 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 패널을 제작할 수 있어 제조비용이 절감되는 장점을 제공한다.

Description

영상표시장치용 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 패널 제조방법{manufacture method for lenticular array and lenticular panel}

도 1은 일반적인 렌티큘러 방식을 통한 3차원 영상 생성방법을 설명하기 위한 평면도

도 2는 종래 기술에 따른 렌티큘러 패널의 구성을 설명하기 위한 단면도

도 3은 본 발명에 따른 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도

도 4a 및 4b는 각각 본 발명에 따른 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법을 설명하기 위한 공정 진행도

도 5는 본 발명에 따른 렌티큘러 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도

도 6a 내지 6c는 각각 본 발명에 따른 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법을 설명하기 위한 공정 진행도

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

110,150 : 렌티큘러 어레이 120 : 자외선 패턴 마스크

130 : 제1기판 132 : 제1전극

140 : 제2기판 142 : 제2전극

112, 152 : 렌즈패턴 122 : 슬릿

본 발명은 영상표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 3차원 영상을 생성할 수 있는 소자인 영상표시장치용 렌티큘러 어레이와 렌티큘러 패널 제조방법에 관한 것이다.

영상을 표시하는 영상표시장치는, 영상이 직접적으로 표시되는 표시패널과 이를 동작하는 구동부를 포함하고, 표시패널에는 2차원 행렬 형태의 다수의 화소가 형성되어 있다. 이러한 영상표시장치는 각 화소에서 표시되는 단위영상신호를 종합하여 하나의 화면을 표시한다.

영상표시장치에서는 표시패널의 법선으로부터의 각이 시야각으로 정의되는데, 영상표시장치의 종류에 따라 영상이 표시되는 시야각이 상하좌우 90도 이하로 제한되는 경우도 있다. 특히 액정표시장치의 경우 표시패널에 형성된 액정층을 통과한 빛을 이용하여 영상을 표시하는데, 시야각에 따라 액정층을 통과한 빛의 경로가 달라지므로 특정 시야각 이상에서는 원하는 영상과는 다른 영상이 표시되기도 한다.

이러한 시야각 제한은 일반적으로는 영상표시장치의 단점으로 작용하지만, 이를 적절히 이용하여 영상표시장치의 장점으로 활용할 수도 있다. 예를 들어 은행의 현금지급기의 화면 같은 특정용도에는, 시야각이 제한되어 사용자외의 주변인들이 화면을 보지 못하도록 하는 것이 더 좋으므로, 오히려 시야각을 더 줄여서 사용하기도 한다.

한편 표시패널과 사용자 사이에 위치별로 장벽(barrier)을 구성하여, 시야각에 따라 장벽 사이로 보이는 화소를 달리 하는 영상표시장치도 소개된 바 있다. 이러한 영상표시장치에서는, 시야각에 따라 영상을 표시하는 화소가 달라지고 시야각에 따라 서로 다른 시역(viewing zone)을 형성한다. 즉, 서로 다른 시역에 기여하는 화소는 서로 다르며, 이들 화소로 서로 다른 영상신호를 표시하도록 함으로써 서로 다른 시역에서는 서로 다른 영상이 표시되도록 할 수 있다.

이러한 장벽 방식 영상표시장치는 3차원 표시(3-Dimension Display)에 활용되기도 하는데, 일반적인 3차원 영상(또는 입체영상)은 두 눈의 스테레오(stereo) 시각원리에 의한다.

두 눈의 시차, 다시 말해 약 65㎜ 정도 떨어져 존재하는 두 눈 사이의 간격에 의한 양안시차(binocular parallax)는 입체감을 느끼게 하는 중요한 요인으로, 좌우 눈이 각각 연관된 평면영상을 볼 경우에 뇌는 이들 서로 다른 두 영상을 융합하여 3차원 영상 본래의 깊이감과 실재감을 재생할 수 있다.

이러한 3차원 표시는 크게 스테레오스코픽(stereoscopic) 방식, 부피표현(volumetric) 방식, 홀로그래픽(holographic) 방식으로 구분되고, 스테레오스코 픽 방식은 다시 안경식과 무안경식으로 구분된다.

무안경식 스테레오스코픽 방식 3차원 표시 방법 중, 좌/우안용 스테레오영상(stereo image)를 분리 표시하여 관찰자로 하여금 3차원의 입체감을 느끼게 하는 패럴랙스 베리어(parallax barrier) 방식 및 렌티큘러 방식이 각광받고 있다.

도 1은 일반적인 렌티큘러 방식을 통한 3차원 영상 생성방법을 설명하기 위한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 렌티큘러 방식 영상표시장치(15)는 좌우영상을 동시에 표시하는 표시패널(20)과 렌티큘러 어레이(50)로 이루어진다.

표시패널(20)에는 좌안용 영상을 표시하는 좌안 화소(L)와 우안용 영상을 표시하는 우안 화소(R)가 번갈아 정의되어 있고, 렌티큘러 어레이(50)는 표시패널(20)과 사용자(40) 사이에 배치된다. 렌티큘러 어레이(50)에는 좌/우안 화소(L,R)로부터 나오는 빛을 각각 선택적으로 굴절시키는 반원통 형상의 렌티큘러 렌즈(52) 다수가 사용자(40)에 대해 세로방향을 향하는 스트라이프 형태로 연속적으로 배열되어 있다.

이에 따라 표시패널(20)의 좌안 화소(L)에 표시되는 좌안 영상(IL)은 렌티큘러 어레이(50)의 렌티큘러 렌즈(52)를 거쳐 사용자(40)의 좌안에 도달되고, 표시패널(20)의 우안 화소(R)에 표시되는 우안 영상(IR)은 렌티큘러 어레이(50)의 렌티큘러 렌즈(52)를 거쳐 사용자(40)의 우안에 도달되는데, 이때 좌/우안 영상(IL,IR)에는 각각 인간이 감지 가능한 시차(視差)를 고려한 별개의 영상 정보가 담겨 있고, 사용자(40)는 이 두 가지 영상을 결합하여 3차원 입체영상을 인식하게 된다.

이 경우 좌우안의 간격(E)을 고려하여 좌/우안 화소(L,R)의 폭(P)과 렌티큘러 렌즈(52)의 폭 및 구면반경을 설계함으로써 렌티큘러 방식 영상표시장치와 3차원 영상을 구현할 수 있다.

최근에는 이러한 렌티큘러 어레이를 응용하여 2차원/3차원 영상의 전환이 가능한 렌티큘러 패널(2D/3D switchable display device)이 제안되었으며, 이를 도 2를 참조하여 간단하게 설명한다.

도 2에 기본 구성으로 도시된 렌티큘러 패널(50)은 제1전극(53)이 형성된 제1기판(51)과, 제2전극(54)이 형성된 제2기판(52) 사이에 액정(LC)과 렌티큘러 어레이(55)가 형성된다.

이때 상기 제1기판(51)과 제2기판(52)은 투명 글라스 또는 투명 플라스틱이 사용되고, 상기 제1전극(53)과 제2전극(54)은 ITO 등의 투명 전극이며, 상기 렌티큘러 어레이(55)는 소정의 굴절률 특성을 가진 렌즈 시트이다. 이때 상기 액정(LC)과 접하는 상기 제2전극(54) 상부와 상기 렌티큘러 어레이(55)의 하면에는 배향막(미도시함)을 형성할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 렌티큘러 패널(50)은 제1조건, 즉 상기 제1전극(53)과 제2전극(54) 사이에 전계를 형성하지 않은 상태에서는, 상기 액정(LC)의 분자 배열은 상기 렌티큘러 어레이(55)와 서로 다른 굴절률 특성을 가지게 되어 표시 영상의 3차원 영상 시청이 가능하게 된다. 또한 상기 렌티큘러 패널(50)은 제2조건, 즉 상기 제1전극(53)과 제2전극(54) 사이에 전계를 형성하여 상기 액정(LC)의 분자 배열을 상기 렌티큘러 어레이(55)와 동일한 굴절률 특성을 가지도록 변경 하여 상기 렌티큘러 어레이(55)가 렌즈로 작동되지 못할 경우 표시영상의 2차원 영상 시청이 가능하다.

이러한 구동원리로 2차원/3차원 영상의 전환이 수행되는 렌티큘러 패널(50)은, 상기 제1전극(53)과 제2전극(54)이 각각 형성된 제1기판(51)과 제2기판(52)을 구비하고, 상기 제1전극(53)과 제2전극(54) 사이에 상기 렌티큘러 어레이(55)를 구성한다.

이후 상기 렌티큘러 어레이(55)와 제2전극(54) 사이의 공간에 액정(LC)을 주입하는 공정으로 제작된다. 이때 상기 주입되는 액정(LC)과 만나는 상기 제2전극(54) 상부와 상기 렌티큘러 어레이(55)의 하면에는 배향막을 형성할 수도 있다.

이때 상기 렌티큘러 어레이(55)는 렌티큘러 물질과 렌티큘러 패턴 형상의 프레스용 틀을 구비하여 프레스(press) 공정을 수행하는 방법으로 제작하게 되는데, 이때 사용되는 프레스용 틀의 제작비용이 매우 고가이며, 또한 렌티큘러 패턴이 다른 렌티큘러 어레이를 제작해야 하는 경우 별도의 프레스용 틀을 다시 제작해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제조비용이 저렴하고 또한 다양한 형태의 렌티큘러 패턴 형성이 용이한 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 패널 제조방법을 제안하는데 그 주된 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자외선에 반응하는 감광기판을 구비하는 단계와; 상기 감광기판 상부에 자외선 패턴 마스크를 배치하는 단계와; 상기 자외선 패턴 마스크를 통해 자외선을 조사하여 상기 감광기판에 다수개의 렌즈 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법을 제안한다.

상기 감광기판은 포토아크릴 기판인 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈 패턴은 오목 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 오목 형상은 깊이가 20~70㎛이고 현이 500~800㎛인 것을 특징으로 한다.

상기 다수개의 렌즈 패턴이 형성된 감광기판을 현상하는 단계를 더욱 포함한다.

또한 본 발명은, 상기 렌티큘러 어레이 제조방법에 따라 다수개의 렌즈 패턴이 형성된 렌티큘러 어레이를 제조하는 단계와; 제1전극이 형성된 제1기판과 제2전극이 형성된 제2기판을 각각 구비하는 단계와; 상기 렌티큘러 어레이를 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치하는 단계와; 상기 다수개의 렌즈 패턴에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법을 제안한다.

상기 제1 및 제2전극은 ITO인 것을 특징으로 한다.

상기 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법은, 상기 렌즈 패턴이 형성된 렌티큘러 어레이면에 배향막을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.

상기 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법은, 상기 제1전극 또는 제2전극 상부에 배향막을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 패널 제조방법에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이고, 도 4a 및 4b는 각각 공정 진행도이다.

먼저 도 4a와 같이, 렌티큘러 어레이로 제조되는 감광기판(110)을 구비하는데, 상기 감광기판(110)은 자외선을 이용한 포토리소그래피(Photo-Lithography)공정이 수행되도록 자외선(UV)에 노광 반응을 수반하는 포지티브(positive) 타입의 감광기판으로서, 예를 들면 포토아크릴(Photo acryl) 기판이다.(st1)

다음으로 상기 감광기판(110)에 자외선 노광을 수행하여 다수의 렌즈 패턴을 형성하기 위한 자외선 패턴 마스크(120)가 구비되는데, 상기 자외선 패턴 마스크(120)는 스트라이프 형태의 다수의 슬릿(122)이 형성된다.(st2) 참고로 도면에 도시된 슬릿(122)의 형태는 상기 슬릿(122)의 길이 방향과 직교되는 방향의 단면이다.

이에 도 4b를 참조하면, 상기 구비된 자외선 패턴 마스크(120)를 통해 상기 감광기판(110)측으로 자외선(UV)을 조사한 후 현상하면, 상기 감광기판(110)의 상부는 상기 자외선 패턴 마스크(120)의 슬릿(122)을 통과한 자외선의 회절에 의해 렌즈 형성의 패턴이 형성된다.(st3) 이를 렌즈 패턴(112)이라 칭하면, 오목 형상으로 만들어지는 상기 렌즈 패턴(112)은 상기 슬릿(112)의 폭(d)에 따라 형성되는 모 양이 달라지는데, 이에 제조자는 필요에 따라 상기 슬릿(112)의 폭(d)을 조절함으로써 다양한 형태의 렌즈 패턴을 만들 수 있다. 상기 렌즈 패턴(112)의 일예를 들면, 현재 가장 널리 사용되는 렌즈 패턴으로는 상기 렌즈 패턴(112)의 깊이(D)와 현(S)이 각각 D=20~70㎛, S=500~800㎛인데 도면상에는 D=10㎛, S=500㎛으로 예시하였다.

다음으로 도 5의 공정흐름도와 도 6a 내지 6c의 공정 진행도를 참조하여, 본 발명에 따른 렌티큘러 패널의 제조방법을 설명한다.

먼저 도 6a와 같이, 투명한 제1기판(130)의 일면에 제1전극(132)을 전면 형성하고, 또한 투명한 제2기판(140)의 일 전면에 제2전극(142)을 형성한다.(st11) 이때 상기 제1 및 제2전극(132,142)은 투명 도전체인 ITO(indium tin oxide)로 형성되며, 상기 제1기판(130)과 제2기판(140)의 서로 마주보면 면에 각각 형성된다.

다음으로 도 6b를 보면, 상기 도 3, 4a, 4b에서 설명한 공정에 따라 제작된 렌티큘러 어레이(150)를 상기 제1전극(132)과 제2전극(142) 사이에 구성한다.(st12)

이에 상기 렌티큘러 어레이(150)의 렌즈 패턴(152)은 빈 공간으로 남아 있게 된다.

따라서 도 6에서 보는 것과 같이, 상기 렌즈 패턴(152)의 공간에 액정(LC)을 주입하여 충진함으로써 렌티큘러 패널을 완성한다.(st13)

이때 상기 액정(LC)의 주입 이전에 상기 렌티큘러 어레이(150)의 렌즈 패턴(도 6b의 152) 하면과 상기 제2전극(142)의 상부에는 각각 폴리이미드(Polyimide) 와 같은 물질로 배향막(미도시함)을 더욱 형성할 수도 있음은 당연하다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 패널 제조방법은 자외선(UV)과 자외선 패턴 마스크를 통해 저비용으로 다양한 렌즈 패턴의 렌티큘러 어레이 및 렌티큘러 패널을 제작할 수 있는 장점이 있다.

Claims

자외선에 반응하는 감광기판을 구비하는 단계와;

상기 감광기판 상부에 자외선 패턴 마스크를 배치하는 단계와;

상기 자외선 패턴 마스크를 통하여 자외선을 조사하여 상기 감광기판에 다수개의 렌즈 패턴을 형성하는 단계

를 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 감광기판은 포토아크릴 기판인 것을 특징으로 하는 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 렌즈 패턴은 오목 형상인 것을 특징으로 하는 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법
청구항 제 3 항에 있어서,

상기 오목 형상은 깊이가 20~70㎛이고 현이 500~800㎛인 것을 특징으로 하는 영상표시장치용 렌티큘러 어레이 제조방법
청구항 제 1 항에 있어서,

상기 다수개의 렌즈 패턴이 형성된 감광기판을 현상하는 단계

를 더욱 포함하는 렌티큘러 어레이 제조방법
상기 청구항 제1항에 따라 다수개의 렌즈 패턴이 형성된 렌티큘러 어레이를 제조하는 단계와;

제1전극이 형성된 제1기판과 제2전극이 형성된 제2기판을 각각 구비하는 단계와;

상기 렌티큘러 어레이를 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치하는 단계와;

상기 다수개의 렌즈 패턴에 액정을 주입하는 단계

를 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법
청구항 제 6 항에 있어서,

상기 제1 및 제2전극은 ITO인 것을 특징으로 하는 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법
청구항 제 6 항에 있어서,

상기 렌즈 패턴이 형성된 렌티큘러 어레이면에 배향막을 형성하는 단계

를 더욱 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법
청구항 제 6 항에 있어서,

상기 제1전극 또는 제2전극 상부에 배향막을 형성하는 단계

를 더욱 포함하는 영상표시장치용 렌티큘러 패널 제조방법