KR20090073895A - 다중시각 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시차변환부를 표시패널의 후면에 배치하고 시차장벽층의 하면은 광을 반사하고 상면을 광을 반사하지 않도록 하여 백라이트로부터 입사되는 광을 반사하고 표시패널에서 반사된 광은 반사시키지 않음으로써 휘도를 향상시키고 크로스토크가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

표시패널, 다중시각, 시차변환, 시차장벽, 반사

Description

다중시각 표시장치 및 그 제조방법{MULTI VIEW DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THEREOF}

본 발명은 다중시각 표시장치에 관한 것으로, 특히 휘도가 향상되고 크로스토크가 발생하지 않는 다중시각 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 정보 표시장치에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel)과 같은 평판표시장치는 해상도와 컬러표시 및 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.

또한, 이러한 평판표시장치는 근래 전자기기의 발달에 따라 영화 등을 방영하는 휴대용 영상기기로서 제공되고 있다. 더욱이, 초고속 통신망의 발달에 따라 TV프로그램을 실시간으로 시청할 수 있는 휴대용 영상긱기가 소개되고 있다. 특히, 이러한 영상기기는 위성항법장치(Global Positioning System)와 결합되어 영화나 TV프로그램을 표시할 뿐만 아니라 네비게이션(navigation)으로도 사용되어 사용자가 영상을 즐길 수 있게 하고 사용자에게 위치 및 도로를 안내해준다.

이러한 영상기기는 개인용 표시장치로서 원하는 취향대로 원하는 영화나 영상프로그램을 볼 수 있다는 장점이 있을 뿐만 아니라 자동차에 장착하는 경우 운행중 도로를 표시하여 목적지까지 도로를 안내하거나 운행도중 탑승자가 영화나 TV프로그램을 시청함으로써 지루함을 달랠 수 있게 된다.

이와 같이, 하나의 영상기기를 사용하는 경우 다른 욕구를 가진 사용자가 동일한 표시장치에 대하여 상이한 정보나 영상을 볼 것을 요구되는 경우가 많다. 예를 들면, 자동차에 장착된 영상기기의 경우 운전자는 네비게이션의 길안내 영상을 보고 싶어할 수 있지만 동승자는 다른 영화 등을 보고 싶어할 수 있다. 또한, 다른 예로서, 2인용 이상의 컴퓨터 게임에서의 각각의 플레이어는 그 자신만의 시각으로 게임을 보고 싶어한다.

이러한 상충되는 요구사항은 두 개의 개별적인 디스플레이를 제공함으로써 충족될 수 있지만, 이는 과도한 공간을 차지할 것이며 비용을 증대시키는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 근래 제안된 것이 다중시각 표시장치이다. 다중시각 표시장치는 하나의 표시장치를 다른 방향에서 볼 때 다른 영상을 구현되도록 하는 것으로, 도 1 및 도 2에 이러한 다중시각 표시장치가 개시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 다중시각 표시장치는 3개의 다른 방향에서 각각의 이미지를 볼 수 있는데, 이를 개념적으로 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바 와 같이, 다중시각 표시장치(10)는 시야각을 제어하는 방법으로 하나의 표시패널에서 2개 또는 3개의 다른 이미지를 표시하는 기술로 가운데(A), 왼쪽(B), 그리고 오른쪽(C) 부분에서 각각 서로 다른 이미지를 표시할 수 있는 시야각 제어형 표시장치이다.

도면에는 패널을 정면에서 보는 경우(A)와 왼쪽 50도 경사에서 보는 경우(B), 그리고 오른쪽 50도 경사에서 보는 경우(C)에 있어서 서로 다른 이미지를 볼 수 있는 3중시각 표시장치(10)를 예를 들어 나타내고 있다.

상기 3중시각 표시장치(10)는 3종류의 이미지를 동시에 표시하기 때문에 각 방향의 화소 수는 전체 화소수의 1/3이 되며, 2종류의 이미지를 동시에 표시하는 2중 시각 표시장치의 경우에는 각 방향의 화소 수는 전체 화소수의 1/2이 된다.

이와 같이 상기 다중시각 표시장치는 단일 표시패널을 이용하여 시청방향에 따라 서로 다른 다중 이미지를 동시에 제공할 수 있는 표시장치로, 도 2에 도시된 바와 같이 시차장벽(20)을 이용하여 백라이트로부터 입사된 광을 중앙(C), 왼쪽(L), 오른쪽(R) 화소의 3개의 광 경로로 분리하여 3개의 서로 다른 이미지들을 동시에 표시하게 된다.

이에 따라 중앙(C)에서는 TV를 시청하고, 왼쪽(L)이나 오른쪽(R)에서는 게임이나, 인터넷서핑을 할 수 있는 응용이 가능하다.

도 3은 종래 다중시각 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 다중시각 표시장치(10)는 액정표시패널(1)과 시차 장벽(parallax barrier)(20)을 포함하는 시차변환부(2)로 이루어져 있다.

상기 액정표시패널(1)은 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(12) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(12) 사이에 형성된 액정층(미도시)으로 구성된다.

상기 컬러필터 기판(5)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 컬러필터(7)로 구성된 컬러필터와 상기 컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(6), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(미도시)으로 이루어져 있다.

컬러필터(7)는 정면 뷰를 위한 제1컬러필터(7C)와 왼쪽 뷰 및 오른 쪽 뷰를 위한 제2컬러필터(7L) 및 제3컬러필터(7R)로 이루어져 있다.

이와 같이 구성된 상기 컬러필터기판(5)과 어레이기판(12)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널(1)을 구성하며, 이때 상기 시차변환수단(2)과 어레이 기판(1)의 최외곽 면에는 각각 선형편광판(9,19)이 부착되어 있다. 상기 선형편광판(9,19)은 액정을 투과한 빛 중 특정방향으로 강하게 진동하는 빛만을 선택적으로 투과시키는 역할을 수행함으로서 액정표시패널(1)에 부여된 영상 디스플레이기능을 양호하게 수행할 수 있도록 보조하는 역할을 한다.

이때, 상기 액정표시패널(1)에는 액정표시패널(1)에 빛을 조사하기 위한 백라이트가 제공되는데, 상기 백라이트는 상기 액정표시패널(1)의 배면에 배치된 도광판(40), 상기 도광판(40)의 측면에 배치된 복수의 램프(30)와, 상기 도광판(40)의 배면에 배치된 반사판(미도시) 및 상기 도광판(40)의 상부에 위치하여 빛을 산란시켜 균일한 빛을 발산하는 다수의 광학시트(45) 등으로 이루어진다.

상기 시차변환부(2)는 기판(21)과, 상기 기판(21)에 형성되어 시차장벽층(20)으로 이루어진다.

그리고, 상기 시차장벽층(20)이 형성된 기판(21)은 소정의 점착물질(122)에 의해 컬러필터기판(5)과 합착된다. 상기 시차장벽층(20)은 주로 블랙수지로 이루어지거나 금속으로 이루어진다.

이러한 슬릿구조의 시차장벽층(20)에 의해 도면에 실선으로 도시된 화살표와 같이 상기 시차장벽층(20)으로 향한 백라이트의 광은 상기 시차장벽층(20)에 흡수되거나 상기 시차장벽(20)에 의해 반사됨에 따라 휘도가 저하되는 현상이 나타나는 문제가 있었다. 예를 들어, 블랙수지로 시차장벽(20)을 형성한 경우에 정면 휘도가 감소하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 시차변환부를 표시패널의 후면에 배치하고 시차장벽층이 백라이트로부터 입사되는 광을 반사하고 표시패널에서 반사된 광은 반사시키지 않음으로써 휘도를 향상시키고 크로스토크가 발생하는 것을 방지할 수 있는 다중시각 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다중시각 표시장치는 화상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널에 광을 공급하는 백라이트와, 상기 표시패널과 백라이트 사이에 설치되어 표시패널로 공급되는 광의 경로를 조절하여 사용자의 시청방향에 따라 다른 이미지를 구현하며, 백라이트로부터 입사된 광은 반사하고 표시패널에서 입사되는 광은 반사시키지 않는 복수의 시차장벽층을 포함하는 시차변환부로 구성된다.

상기 시차변환부는 기판과, 상기 기판에 형성되며, 금속으로 이루어진 제1시차장벽층과, 유기물질로 이루어져 상기 제1시차장벽층 위에 형성된 제2시차장벽층으로 이루어지며, 상기 제1시차장벽층은 Al, Al합금, Mo, Cr로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 이루어지고 상기 제2시차장벽층은 블랙수지 또는 CrOx나 CrNy로 이루어진다.

본 발명에 따른 다중시각 표시장치 제조방법은 액정표시패널을 제공하는 단 계와, 기판을 제공하는 단계와, 상기 기판에 금속층을 형성하는 단계와, 상기 금속층 위에 수지블랙층을 형성하는 단계와, 마스크를 이용하여 상기 수지블랙층을 현상하여 제2시차장벽층을 형성하는 단계와, 상기 제2시차장벽층으로 상기 금속층을 블로킹한 상태에서 상기 금속층을 에칭하여 상기 제2시차장벽층 하부에 제1시차장벽층을 형성하여 시차변환부를 형성하는 단계와, 상기 시차변환부를 액정표시패널에 부착하는 단계로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 다중시각 표시장치는 상기 수지블랙층 대신 저반사율의 금속층을 적층한 후 에칭하여 저반사 금속으로 이루어진 제2시차장벽층을 형성할 수도 있다.

본 발명에서는 시차변환부의 시차변환층을 반사율이 좋은 금속과 반사율이 낮은 블랙수지로 형성함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.

첫째, 본 발명에서는 시차변환부를 표시패널과 백라이트 사이에 배치하여 시차장력층에서 반사된 광을 다시 표시패널로 반사함으로써 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

둘째, 본 발명에서는 제2시차장벽층을 광이 반사되지 않는 물질로 형성함으로써 표시패널에서 반사된 광이 다시 표시패널로 반사됨으로써 발생하는 크로스토크를 방지할 수 있게 된다.

셋째, 본 발명에서는 시차변환부를 액정표시패널을 제작하는 공정과 동일한 공정에 의해 형성하므로, 추가적인 라인이 필요없어 비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티 뷰 디스플레이의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 다중시각 표시장치를 나타내는 도면이다. 이때, 도면에서는 3개의 다른 방향에서 각각의 이미지를 볼 수 있는 3중시각의 다중표시장치가 도시되어 있지만, 본 발명이 3중시각 표시장치에만 한정되는 것이 아니라 2중시각 표시장치에도 적용될 수 있을 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중식각 표시장치(100)는 실제 화상이 구현되는 액정표시패널(101)과, 상기 액정표시패널(101)의 배면에 배치되어 상기 액정표시패널(101)에 광을 공급하는 백라이트(130)와, 상기 액정표시패널(101)과 백라이트(130) 사이에 위치하여 상기 백라이트(130)로부터 액정표시패널(101)로 공급되는 광의 경로를 복수개로 형성하는 시차변환부(102)로 구성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시패널(101)은 컬러필터기판(105)과 어레이기판(110) 및 상기 컬러필터기판(105)과 어레이기판(110) 사이에 형성된 액정층(129)으로 구성된다. 상기 어레이기판(110)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)과, 각각의 화소영역에 형성되어 상기 게이트라인(116)을 따라 외부로부터 주사신호가 인가됨에 따라 구동하는 박막트랜지스터(T)와, 상기 화소영역(P)에 형성되어 박막트랜지스터(T)가 구동될 때 상기 데이터라인(117)을 통해 화상신호가 입력되어 실제 화상을 구현하는 화소전극(P)으로 이루어진다.

또한, 상기 컬러필터기판(105)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 컬러필터(107)로 구성된 컬러필터와 상기 컬러필터(107) 사이에 형성되어 액정표시패널(101)의 화상비표시영역으로 광이 투과하는 것을 차단하는 블랙매트릭스(106)와, 상기 컬러필터(107) 및 블랙매트릭스(106) 위에 형성되어 화소전극에 전압이 공급되는 경우 상기 화소전극과 함께 액정층(129)에 전계를 인가하는 공통전극(도면표시 하지 않음)으로 이루어진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터(207)는 정면시야를 위한 제1컬러필터(107C)와 왼쪽시야 및 오른쪽시야를 위한 제2컬러필터(107L) 및 제3컬러필터(107R)로 이루어져 있다.

상기와 같이 구성된 상기 어레이기판(110)과 컬러필터기판(105)는 서로 대향하는 상태로 화상표시영역의 외곽에 형성된 실런트(미도시)에 의해 합착되어 액정표시패널(101)을 구성한다. 이때, 상기 상기 컬러필터기판(105)의 최외곽 면에는 선형 편광판(109)이 부착되어 있다.

상기 액정표시패널(101)의 하부에는 시차변환부(102)가 부착되어 있다. 상기 시차변환부(102)는 광을 복수의 경로로 분리하여 액정표시패널(101)로 공급함으로써 액정표시패널(101)로부터 출력되는 화상을 복수의 경로로 분리함으로써 위치에 따라 각각 다른 화상을 동시에 표시한다. 이때, 상기 시차변환부(102)에는 복수의 시차장벽층(150)이 형성되어 상기 액정표시패널(101)로 공급되는 광을 복수의 경로로 분리한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 시차변환부(102)는 유리와 같이 투명한 물질로 이루어진 기판(120)과, 상기 기판(120) 위에 형성된 제1시차장벽층(152)과, 상기 제1시차장벽층(152) 위에 형성된 제2시차장벽층(154)으로 이루어진다. 상기 시차변환부(102)는 백라이트(130)로부터 입사되는 광의 일부는 투과시키고 일부는 차단하여 액정표시패널(101)로 공급되는 광의 경로를 복수개로 분리하기 위한 것으로, 상기 제1시차장벽층(152)은 백라이트(130)로부터 입사되는 광을 반사시키는 고반사물질로 형성되고 제2시차장벽층(154)은 액정표시패널(101)에서 반사되어 입사되는 광을 반사시키지 않는 저반사물질이 바람직하다.

이때, 상기 제1시차장벽층(152)은 Al, AlNd와 같은 Al합금, Mo과 같이 반사율이 좋은 금속으로 이루어져 하부로부터 입력되는 광을 반사시키며, 제2시차장벽층(152)은 반사율이 낮은 물질, 예를 들면 CrOx나 CrOy와 같은 반사율이 낮은 금속층이나 블랙수지와 같은 유기물질로 이루어져 상부로부터 입사되는 광을 반사시키지 않게 된다. 상기 제2시차장벽층(152)으로 블랙수지와 같은 유기물질을 사용하는 경우 상기 제2시차장벽층(152) 위에 OC, SiNx 또는 ITO층과 같은 보호층을 형성할 수도 있을 것이다.

이때, 상기 제1시차장벽층(152)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 즉, AlNd나 Mo와 같은 단일층으로 이루어질 수도 있지만 AlNd/Mo의 복수층으로 형성될 수도 있다. 또한, 제2시차장벽층(152)이 금속으로 이루어진 경우에도 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 제2시차장벽층(152)은 CrOx/CrNy의 이중층이나 CrOx/CrNy/Cr과 같은 복수의 층으로 형성되는 것이다.

상기 제1시차장벽층(152) 및 제2시차장벽층(154)에 의해 시차변환부(102)는 투과영역과 차단영역으로 분할되어 광의 일부는 투과시키고 일부는 차단함으로써 액정표시패널(101)로 공급되는 광의 경로를 복수개로 분리한다. 이때, 상기 투과영역과 차단영역의 폭, 즉 제1시차장벽층(152) 및 제2시차장벽층(154)의 폭 및 그 사이의 간격은 시차변환부(102)와 액정표시패널(101) 사이의 간격, 다중 화면을 시청하는 시청각도 및 다중시각의 숫자 등에 따라 달라질 것이다.

상기 시차변환부(102)의 배면에는 백라이트(130)가 배치되어 상기 액정표시패널(101)에 광을 공급한다. 상기 백라이트(130)는 배면에 배치되어 광을 발광하는 복수의 램프(131)와, 상기 시차변환부(102)의 배면에 배치되어 램프(131)에서 발광된 광을 액정표시패널(101)로 인도하는 도광판(140)과, 상기 시차변환부(102)와 도광판(140) 사이에 배치되어 상기 도광판(140)에 의해 인도되어 상기 액정표시패널(101)로 공급되는 광을 산란시켜 액정표시패널(101)에 균일한 광이 공급되도록 하는 복수의 광학시트(145)와, 상기 도광판(140) 하부에 구비되어 도광판(140)의 하부로 향하는 광을 액정표시패널(101)로 반사시키는 반사판(135)으로 이루어진다.

한편, 도면에서는 상기 백라이트(130)가 램프(131)가 측면에 형성되는 측면형 백라이트만이 도시되어 있지만, 램프(131)가 도광판(140) 하부에 복수개 배치된 직하형 백라이트가 사용될 수도 있다. 특히, 이러한 직하형 백라이트는 근래 대형 액정표시장치의 백라이트로서 주로 사용된다.

상기와 같이 구성된 다중시각 표시장치(100)에서는 외부의 구동소자로부터 액정표시패널(101)의 게이트라인(116)을 통해 주사신호가 입력되면, 화소영역에 형 성된 박막트랜지스터(T)가 턴온되며, 상기 박막트랜지스터(T)가 턴온됨에 따라 데이터라인(117)을 통해 외부로부터 화소전극(P)으로 화상신호가 인가되어 액정층(129)에 전계를 인가한다. 상기 액정층(129)에 전계가 인가됨에 따라 액정층(129)의 액정분자가 상기 전계를 따라 배열하여 액정층(129)을 투과하는 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다.

이때, 상기 시차변환부(102)의 시차장벽층(150)은 백라이트(130)로부터 액정표시패널(101)에 공급되는 광의 경로를 복수의 경로로 분리하여 액정표시패널(101)에 광을 공급한다. 따라서, 분리된 광이 공급된 액정표시패널(101)에서 표시되는 화상도 복수의 경로를 통해 표시되게 된다. 즉, 설정된 영역으로 복수의 화상을 동시에 표시함으로써 다수의 시청자가 동시에 다른 화상을 시청할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 시차변환부(102)의 제1시차장벽층(152)은 반사율이 좋은 금속으로 이루어져 있다. 따라서, 백라이트(130)로부터 액정표시패널(101)로 공급되는 광중에서 상기 제1시차장벽층(152)으로 입사되는 광은 상기 제1시차장벽층(152)에 의해 반사되며, 이 반사된 광이 다시 백라이트(130)의 반사판(135)에서 재반사되어 상기 시차변환부(102)의 투과영역을 통해 액정표시패널(101)로 공급된다. 이때, 상기 제1시차장벽층(152)에서 다시 반사된 광은 동일한 과정을 거쳐 다시 액정표시패널(101)로 공급된다.

종래의 다중시각 표시장치에서는 시차변환부를 액정표시패널의 전면에 배치하여 액정표시패널에서 나오는 광을 상기 시차변환부에 의해 화상의 경로를 복수의 경로로 분리하여 화상을 표시하게 된다. 따라서, 상기 시차변환부의 시차장벽층에 의해 차단된 광은 액정표시패널(101)로 공급되지 않게 되므로, 휘도가 저하된다.

그러나, 본 발명에서는 시차변환부(102)를 액정표시패널(101)과 백라이트(130) 사이에 배치하고 광이 입사되는 시차변환부(102)의 제1시차장벽층(152)을 반사율이 좋은 금속으로 형성하기 때문에, 상기 제1시차장벽층(152)에 의해 차단된 광이 다시 백라이트(130)의 반사판(135)에 의해 반사되어 액정표시패널(101)로 공급된다. 따라서, 시차변환부(102)가 액정표시패널(101)의 전면에 배치되던 종래의 표시장치에 비해 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. 이러한 배치에 의해 종래 표시장치에 비해 본 발명의 다중시각 표시장치가 약 30% 이상의 휘도향상을 기대할 수 있게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1시차장벽층(152)의 상부에 형성되는 제2시차장벽층(154)은 블랙수지와 같이 반사율이 낮은 유기물질이나 반사율이 낮은 금속으로 이루어지는데, 이와 같이 제2시차장벽층(154)을 반사율이 낮은 물질로 형성하는 것은 다음과 같은 이유 때문이다.

상기 시차변환부(102)를 통해 광이 공급되는 액정표시패널(101)에는 게이트라인(116)이나 데이터라인(117) 등과 같은 각종의 금속패턴이 형성되어 있다. 따라서, 상기 시차변환부(102)의 투과영역을 투과하여 액정표시패널(101)로 공급되는 광은 상기 금속패턴에 의해 반사되어 다시 시차변환부(102)로 입사된다. 이때, 상기 시차변환부(102)의 시차장벽층이 반사율이 좋은 금속층으로만 형성된다면, 상기 시차변환부(102)로 입사되는 광은 상기 시차장벽층에서 다시 반사되어 액정표시패 널(101)로 입사된다.

그런데, 상기 시차장벽층에서 반사되어 액정표시패널(101)로 입사되는 광은 설정된 경로를 따라 입사되는 광이 아니므로 액정표시패널(101)에서 노이즈로 작용하게 되어, 결국 액정표시패널(101)에 크로스토크(crosstalk)가 발생하는 원인이 된다.

그러나, 본 발명에서는 시차장벽층의 최상층, 제2시차장벽층(154)을 반사율이 낮는 블랙수지나 반사율이 낮은 금속 등으로 형성하기 때문에, 액정표시패널(101)에서 반사된 광을 다시 액정표시패널(101)로 반사하지 않게 되어 크로스토크가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

결국, 본 발명에서는 시차변환부의 시차장벽층을 반사율이 좋은 금속 및 반사율이 낮은 유기물질(또는 반사율이 낮은 금속)로 형성하기 때문에, 액정표시패널(101)로의 광의 공급을 원할하게 하여 액정표시패널(101)의 휘도를 향상할 수 있을 뿐만 아니라 액정표시패널(101)에서 반사되는 광이 다시 액정표시패널(101)로 반사되는 것을 방지함으로써 크로스토크가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이러한 점에서, 본 발명의 제1시차장벽층(152) 및 제2시차장벽층(154)은 입사되는 광을 반사하고 흡수하여 액정표시패널(101)로 입사되는 광의 효율을 향상시키고 불필요한 광이 입사되는 것을 방지할 수만 있다면 어떠한 물질로 형성할 수도 있을 것이다. 본 발명에서는 제1시차장벽층(152)을 반사율이 60% 이상의 물질로 형성하고 제2시차장벽층(154)을 반사율이 15% 이하의 물질로 형성함으로써 광효율을 향상시킴과 함께 크로스토크가 발생하는 것을 방지할 수 있을 것이다.

상기 제1시차장벽층(152)은 AlNd과 같은 Al합금, Mo과 같은 고반사금속으로 이루어진 단일층으로 형성할 수도 있지만 고반사금속으로 이루어진 복수의 층으로 형성할 수도 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명에서는 AlNd층이나 Mo층과 같은 단일층이나 AlNd/Mo층과 같은 이중의 층으로 형성할 수 있을 것이다. 또한, 제2시차장벽층(154)은 CrOx/CrNy과 같은 이중층이나 CrOx/CrNy/Cr의 삼중층으로 이루어질 수 있을 것이다. 이와 같이, 상기 제1시차장벽층(152)과 제2시차장벽층(154)을 복수의 층으로 형성하는 것은 시차변환부(102)를 액정표시패널(101)과 동일한 공정에 의해 형성하기 위한 것이다. 즉, 시차변환부(102)를 액정표시패널(101) 공정라인에서 형성함으로써 공정라인의 추가적인 설치를 방지함으로써 제조비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 시차변환부(102)는 점착물질로 이루어진 점착층(122)에 의해 액정표시패널(101)에 접착된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시차변환부의 제조방법을 상세히 설명한다.

도 7a∼7d는 본 발명에 따른 표시장치의 시차변환부(102)의 제조공정을 나타내는 도면으로, 이때 제2시차장벽층(154)이 블랙수지와 같은 유기물질로 이루어진 구조의 시차변환부(102)를 형성하는 공정을 나타내는 도면이다.

우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 투명한 기판(120) 상에 반사율이 좋은 금속층(152a)을 형성하고, 이어서 상기 금속층(152a) 위에 유기물질로 이루어진 유기층(154a)을 형성한다. 이때, 상기 금속은 반사율이 좋다면 어떠한 금속도 사용할 수 있다. 즉, 반사율이 좋은 Al, AlNd와 같은 Al합금, Mo 등을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 AlNd의 금속층을 형성하거나 Mo/AlNd로 이루어진 복수의 층으로 형성하는 것이 바람직하다. 통상적으로 박막트랜지스터의 게이트전극이나 소스/드레인전극은 AlNd나 Mo/AlNd로 이루어진다. 따라서, 상기 금속층(152a)을 상기 AlNd나 Mo/AlNd로 형성함으로써 박막트랜지스터의 게이트전극이나 소스/드레인전극라인에서 상기 금속층(152a)을 형성할 수 있게 된다. 이때, 상기 AlNd층은 500∼3000Å의 두께로 형성하고 Mo층은 500∼3000Å의 두께로 형성한다.

또한, 상기 유기층(154)은 액정표시패널의 블랙매트릭스로 사용되는 블랙수지를 사용한다. 따라서, 상기 유기층(154)의 액정표시패널의 블랙매트릭스 형성라인에서 형성될 수 있을 것이다. 이때, 상기 블랙수지는 약 0.5∼3.0㎛의 두께로 형성된다.

이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 금속층(152a)과 유기층(154a) 위에 투과영역과 차단영역이 형성된 마스크(158)를 위치시킨 후 광을 조사하여 상기 유기층(154a)을 노광한다. 이때, 블랙수지는 주로 음성 포토레지스트의 특성을 갖고 있으므로, 상기 마스크(158)의 투과영역은 시차장벽층이 형성될 영역에 대응하고 차단영역은 시차장벽층이 형성되지 않는 영역에 대응한다.

그 후, 광이 조사된 유기층(154a)에 현상액을 작용하면, 도 7c에 도시된 바와 같이 노광되지 않은 영역은 제거되고 노광된 영역은 그래도 남아 있게 되어 상기 금속층(152a) 위에 제2시차장벽층(154)이 형성된다.

이어서, 상기 제2시차장벽층(154)이 형성된 금속층(152a)에 에천트를 작용시 키면, 상기 제2시차장벽층(154)이 블로킹층으로 작용하여 상기 제1시차장벽층(154) 하부를 제외한 금속층(152a)이 에칭되어 상기 제2시차장벽층(154)의 하부에는 제1시차장벽층(152)이 형성된다.

이와 같이, 본 발명에서는 블랙수지를 직접 현상하여 제2시차장벽층(154)을 형성하고 상기 제2시차장벽층(154)을 이용하여 금속층을 에칭하므로, 고가의 포토레지스트를 사용할 필요가 없게 된다. 따라서, 제조비용을 대록 절감할 수 있게 되며, 포토레지스트의 현상공정이 필요없게 되어 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.

상기와 같이 제작된 시차변환부(102)는 점착층(122)에 의해 액정표시패널(101)의 배면에 접착되어 다중시각 표시장치를 제작할 수 있게 된다.

도 8a∼도 8d는 본 발명에 표시장치의 시차변환부의 제조공정을 나타내는 도면으로, 이때 제2시차장벽층이 저반사 금속으로 구조의 시차변환부를 형성하는 공정을 나타내는 도면이다.

우선, 도 8a에 도시된 바와 같이, 투명한 기판(220) 상에 반사율이 좋은 제1금속층(252a)을 형성하고, 이어서 상기 제2금속층(152a) 위에 반사율이 낮은 제2금속층(254a)을 형성한다.

이때, 상기 제1금속층(252a)은 AlNd의 단일층이나 Mo/AlNd로 이루어진 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 AlNd이나 Mo/AlNd는 박막트랜지스터의 게이트전극이나 소스/드레인전극과 동일한 공정라인에 의해 형성되는 것으로, 이때 상기 AlNd층은 500∼3000Å의 두께로 형성하고 Mo층은 500∼3000Å의 두께로 형성한다.

상기 제2금속층(254a)은 CrOx/Cr나 CrOx/CrNy/Cr의 복수의 층으로 이루어지 는데, 상기 CrOx층은 200∼1000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하고 CrNy층은 200∼1000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하며, Cr층은 500∼3000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제2금속층(254a)은 액정표시패널의 블랙매트릭스와 동일한 금속층으로서 블랙매트릭스의 형성라인에서 형성될 수 있다.

실질적으로 상기 Cr은 CrOx나 CrNy에 비해 상대적으로 반사률이 좋다. 따라서, 상기 제2금속층(254a)은 그 표면은 반사율이 가장 낮은 CrOx로 이루어지고 맨 하부의 층, 즉 제1금속층(252a)과 접촉하는 층은 Cr로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 제2금속층(254a) 위에 포토레지스트층(256a)을 형성한 후, 그 위에 투과영역 및 차단영역이 형성된 마스크(258)를 위치시킨 후, 자외선과 같은 광을 조사하여 상기 포토레지스트층(256a)을 노광한다.

이때, 상기 포토레지스트층(256a)은 주로 양성 포토레지스트층으로서, 상기 마스크(258)의 차단영역은 시차장벽층이 형성될 영역에 대응하고 투과영역은 시차장벽층이 형성되지 않는 영역에 대응한다. 그 후, 광이 조사된 포토레지스트층(254a)에 현상액을 작용하여 상기 포토레지스트층(254a)을 현상한다.

상기 현상에 의해, 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 제2금속층(254a) 위에는 포토레지스트패턴(256b)이 형성된다. 이후, 상기 포토레지스트패턴(256b)에 의해 상기 제2금속층(254a)을 블로킹한 상태에서 에천트를 작용하여 상기 제2금속층(254a)을 에칭한다.

도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 제2금속층(254a)을 에칭함에 따라 상기 제1 금속층(252a) 위에는 제2시차장벽층(254)이 형성된다. 계속하여, 상기 포토레지스트패턴(256b)을 이용하여 상기 제1금속층(252a)에 에천트를 작용시켜 상기 제1금속층(252a)을 에칭한다.

이어서, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트패턴(256b)을 제거함으로써 상기 기판(220) 위에 제1시차장벽층(252)이 형성된다.

상술한 바와 같이, 제2시차장벽층(254)이 저반사 금속층으로 이루어진 경우, 상기 제1시차장벽층(252) 및 제2시차장벽층(254)은 동일한 포토레지스트패턴(256b)에 의해 패터닝된다. 이것은 상기 제1금속층(252a) 및 제2금속층(254a)이 다른 금속으로 형성되며, 따라서 제2금속층(254a)의 에칭시 제1금속층(252a)이 에칭되지 않으므로(즉, 서로 다른 에천트를 사용해야만 한다) 하나의 포토레지스트패턴(256b)을 이용하여 상기 제1금속층(252a) 및 제2금속층(254a)를 에칭할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 제1금속층(252a)과 제2금속층(254a)는 서로 다른 에천트에 의해 에칭될 수도 있지만, 동일한 에천트에 의해 동시에 에칭될 수도 있다. 다시 말해서, 상기 제1금속층(252a) 및 제2금속층(254a)은 상기 금속층(252a,254a)의 종류 및 에천트의 종류에 따라 한번에 에칭공정에 의해 에칭될 수도 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 시차장벽층을 고반사층과 저반사층의 복수의 층으로 형성하여 백라이트에서 입사되는 광은 고반사층에 의해 반사시켜 백라이트의 반사층에 의해 재반사하여 액정표시패널로 광을 공급하고 액정표시패널로부터 반사된 광은 저반사층에 의해 반사시키지 않음으로써 액정표시패널에 크로스토크가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 상기 시차장벽층을 액정표시패널의 형성라인을 그대로 사용하기 때문에, 별도의 추가적인 공정라인이 필요하지 않게 되므로 비용이 증가하는 것을 방지할 수 있게 된다.

상세한 설명에서는 표시패널로서 액정표시패널을 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 플라즈마 표시소자나 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)와 같은 다양한 평판표시장소자도 사용될 수 있을 것이다. 또한, 액정표시패널로서 상하기판에 각각 화소전극과 공통전극이 형성된 TN(Twisted Nematic)모드 액정표시패널이 설명되어 있지만, 본 발명이 이러한 특정 모드의 액정표시패널에만 한정되는 것은 아니고 IPS(In Plane Switching)모드 액정표시패널이나 VA(Vertical Alignment)모드 액정표시패널에도 적용될 수 있을 것이다.

또한, 시차장벽층의 재질도 특정하여 설명하고 있지만, 본 발명이 이러한 특정한 물질에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명의 권리의 범위는 설명된 실시예에 의하여 결정되는 것이 아니고 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

도 1은 3개의 다른 방향에서 각각의 화상을 볼 수 있는 다중시각 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면.

도 2는 다중시각 표시장치의 개념을 개략적으로 나타내는 도면.

도 3은 종래 다중시각 표시장치의 구조를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 다중시각 표시장치의 구조를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 다중시각 표시장치에 적용되는 액정표시패널의 구조를 나타내는 분해사시도.

도 6은 본 발명에 따른 다중시각 표시장치의 시차변환부의 구조를 나타내는 도면.

도 7a∼도 7d는 본 발명에 따른 다중시각 표시장치의 시차변환부의 형성방법을 나타내는 도면.

도 8a∼도 8d는 본 발명에 따른 다중시각 표시장치의 시차변환부의 다른 형성방법을 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 다중시각 표시장치 101 : 액정표시패널

102 : 시차변환부 105 : 컬러필터 기판

107 : 서브-컬러필터 110 : 어레이 기판

120 : 기판 152,154 : 시차장벽층

Claims (31)

1. 화상을 표시하는 표시패널;

   상기 표시패널에 광을 공급하는 백라이트; 및

   상기 표시패널과 백라이트 사이에 설치되어 표시패널로 공급되는 광의 경로를 조절하여 사용자의 시청방향에 따라 다른 이미지를 구현하며, 백라이트로부터 입사된 광은 반사하고 표시패널에서 입사되는 광은 반사시키지 않는 복수의 시차장벽층을 포함하는 시차변환부로 구성된 다중시각 표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 표시패널은 액정표시패널, 플라즈마 표시소자 및 유기전계 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 액정표시패널은,

   복수의 시야를 위한 복수의 서브-컬러필터로 이루어진 컬러필터가 형성된 컬러필터기판;

   박막트랜지스터가 형성된 어레이기판; 및

   상기 컬러필터기판과 어레이기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 시차변환부는,

   기판;

   상기 기판에 형성되며, 금속으로 이루어진 제1시차장벽층; 및

   유기물질로 이루어져 상기 제1시차장벽층 위에 형성된 제2시차장벽층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1시차장벽층은 60% 이상의 반사율을 갖는 물질로 이루어지고 제2시차장벽층은 15% 이하의 반사율을 갖는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1시차장벽층은 Al, Al합금, Mo로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1시차장벽층은 AlNd층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 제1시차장벽층은 AlNd/Mo층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
9. 제7항 또는 8항에 있어서, 상기 AlNd층은 500~3000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 Mo층은 500~3000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
11. 제5항에 있어서, 상기 제2시차장벽층은 블랙수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2시차장벽층은 블랙수지 위에 형성된 보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 블랙수지는 0.5~3.0㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
14. 제5항에 있어서, 상기 제2시차장벽층은 CrOx층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
15. 제5항에 있어서, 상기 제2시차장벽층은 CrOx/CrNy층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
16. 제5항에 있어서, 상기 제2시차장벽층은 CrOx/CrNy/Cr층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
17. 제14항∼16항중 한항에 있어서, 상기 CrOx층은 200~1000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
18. 제15항 또는 16항에 있어서, 상기 CrNy층은 200~1000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
19. 제16항에 있어서, 상기 Cr층은 500~3000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 표시패널과 시차변환부를 합착시키는 점착층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 백라이트는 시차장벽층에서 반사된 광을 표시패널로 반사시키는 반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치.
22. 액정표시패널을 제공하는 단계;

    기판을 제공하는 단계;

    상기 기판에 금속층을 형성하는 단계;

    상기 금속층 위에 수지블랙층을 형성하는 단계;

    마스크를 이용하여 상기 수지블랙층을 현상하여 제2시차장벽층을 형성하는 단계;

    상기 제2시차장벽층으로 상기 금속층을 블로킹한 상태에서 상기 금속층을 에칭하여 상기 제2시차장벽층 하부에 제1시차장벽층을 형성하여 시차변환부를 형성하는 단계; 및

    상기 시차변환부를 액정표시패널에 부착하는 단계로 구성된 다중시각 표시장치 제조방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 금속층을 형성하는 단계는 AlNd층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.
24. 제22항에 있어서, 상기 금속층을 형성하는 단계는 AlNd/Mo층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.
25. 액정표시패널을 제공하는 단계;

    기판을 제공하는 단계;

    상기 기판에 제1금속층을 형성하는 단계;

    상기 제1금속층 위에 제2금속층을 형성하는 단계;

    마스크 및 포토레지스트를 이용하여 상기 제2금속층을 에칭하여 제2시차장벽 층을 형성하는 단계;

    마스크 및 포토레지스트를 이용하여 상기 제1금속층을 에칭하여 제1시차장벽층을 형성하는 단계; 및

    상기 시차변환부를 액정표시패널에 부착하는 단계로 구성된 다중시각 표시장치 제조방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 제1금속층을 형성하는 단계는 AlNd층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.
27. 제25항에 있어서, 상기 제1금속층을 형성하는 단계는 AlNd/Mo층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.
28. 제25항에 있어서, 상기 제2금속층을 형성하는 단계는 CrOx층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.
29. 제25항에 있어서, 상기 제2금속층을 형성하는 단계는 CrOx/CrNy층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.
30. 제25항에 있어서, 상기 제2금속층을 형성하는 단계는 CrOx/CrNy/Cr층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.
31. 제25항에 있어서, 상기 제1금속층 및 제2금속층은 한꺼번에 에칭되는 것을 특징으로 하는 다중시각 표시장치 제조방법.

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