KR20120011423A - 입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법이 개시된다.
입체영상 디스플레이 장치는 영상 디스플레이부, 영상 디스플레이부의 상부에 위치하고, 제1 투명전극층과 제2 투명전극층 사이에 렌즈 어레이가 위치하도록 형성된 터치 감지부를 포함한다. 입체영상 디스플레이 장치의 제조 방법은 렌즈 어레이의 양면에 투명도전물질을 증착하는 단계, 렌즈 어레이의 양면에 증착된 투명도전물질을 에칭하여 제1, 제2 투명전극층을 형성함으로써 터치 감지부를 생성하는 단계, 영상 디스플레이부의 상부 표면에 터치 감지부를 접합하는 단계를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 영상필터 기능을 수행하는 부분과 터치 기능을 구현하는 부분을 일체화함으로써 전체 두께를 줄여 슬림화할 수 있고, 복잡한 층 구조에 따른 화질 저하를 개선할 수 있다.

Description

입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법{STEREOGRAPHIC IMAGE DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 입체영상 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 기능을 갖는 입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
무안경식 입체영상 기술은 인체가 느끼는 두 눈의 시차 현상을 이용하여 구현될 수 있다. 두 눈의 시차를 이용하기 위해서는, 좌안용 픽셀과 우안용 픽셀이 구분된 디스플레이 소자와 좌안영상과 우안영상을 독립적으로 디스플레이하기 위한 영상필터가 요구된다. 대표적으로, 무안경식 입체영상을 위한 영상필터로는 패러럭스 배리어(Parallax Barrier), 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens) 등이 사용된다.
렌티큘러 렌즈를 이용한 입체영상 방식의 경우, 일정 방향으로 좌안용 픽셀 라인과 우안용 픽셀 라인이 교대로 배치된 디스플레이 소자의 상단에 렌티큘러 렌즈를 부착하게 된다. 렌티큘러 렌즈는 빛의 굴절현상을 이용하여 좌안영상과 우안영상을 분리하여 디스플레이하는 방식으로서, 상대적으로 높은 입체 효과를 느낄 수 있다.
도 1의 (a)는 렌티큘러 렌즈를 이용한 입체영상 방식을 나타낸 도면으로서, 디스플레이 소자(11)와 렌티큘러 렌즈(12)를 광학용 접착제(OCA: Optically Clear Adhesive)(13)를 이용하여 접합한 형태이다.
도 1의 (b)는 정전용량 방식 터치스크린의 개략적인 단면 구조를 나타낸 도면이다. 터치스크린의 경우, 크게 투명전극층(31, 32)이 증착된 투명필름 2장(21, 22)과, 보호필름(51)을 구비한다. 각 필름은 광학용 접착제(41, 42)를 통해 접합하게 된다.
무안경식 입체영상과 터치를 동시에 구현하고자 하는 경우에는, (a)의 입체영상 부분과 (b)의 터치 부분을 함께 탑재하여야 한다. 무안경식 입체영상 디스플레이는 좌안과 우안으로 구분되어 영상을 디스플레이하기 때문에, 같은 크기의 2차원 디스플레이 소자에 비해 수평해상도가 절반으로 저하되어 화질의 저하가 발생한다. 이와 같이 근본적인 화질의 저하 현상이 필연적으로 발생하게 되는 무안경식 입체영상 디스플레이에 터치스크린을 부착하게 되면, 화질이 추가로 저하됨은 물론, 디스플레이 장치의 전체 두께가 증가하고, 재료비 및 정밀한 조립에 따른 제조원가가 증가되는 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 입체영상을 구현하기 위한 부분과 터치 기능을 구현하는 부분을 일체화함으로써 전체 두께를 줄여 슬림화할 수 있는 입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 터치 기능 탑재에 따라 예상되는 화질 저하를 방지하고, 재료비 및 제조원가를 줄일 수 있는 입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치는 매트릭스 형태의 픽셀들을 포함하며, 각 픽셀에는 좌안용 픽셀 및 우안용 픽셀이 교대로 배열되어 있는 영상 디스플레이부; 및 상기 영상 디스플레이부의 상부에 위치하고, 서로 떨어져 있는 제1 투명전극층과 제2 투명전극층 사이에 렌즈 어레이가 위치하도록 형성되며, 교차 배열된 상기 제1 투명전극층과 상기 제2 투명전극층을 통해 터치 위치를 감지하고, 상기 렌즈 어레이를 통해 상기 영상 디스플레이부로부터 출력되는 영상을 빛의 굴절률을 이용해 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 터치 감지부를 포함한다.
상기 영상 디스플레이부에 상기 터치 감지부 하단의 상기 제1 투명전극층이 직접 접착되고, 상기 터치 감지부 상단의 상기 제2 투명전극층에 보호층이 직접 접착될 수 있다.
입체영상 디스플레이 장치는 상기 터치 감지부의 상부를 덮는 보호층; 상기 영상 디스플레이부와 상기 터치 감지부 하단의 상기 제1 투명전극층을 접착하는 제1 광학용 접착층; 및 상기 터치 감지부 상단의 상기 제2 투명전극층과 상기 보호층을 접착하는 제2 광학용 접착층을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 제조 방법은 렌즈 어레이의 양면에 투명도전물질을 증착하는 단계; 상기 렌즈 어레이의 양면에 증착된 투명도전물질을 에칭하여 제1 투명전극층과 제2 투명전극층을 형성함으로써, 상기 제1 투명전극층, 상기 렌즈 어레이, 상기 제2 투명전극층이 순차적으로 위치한 터치 감지부를 생성하는 단계; 및 영상 디스플레이부의 상부 표면에 상기 터치 감지부를 접합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 따르면, 입체영상을 구현하기 위한 부분과 터치 기능을 구현하는 부분을 일체화함으로써 전체 두께를 줄여 슬림화할 수 있으며, 터치 기능 탑재에 따라 예상되는 화질 저하를 방지하고, 재료비 및 제조원가를 줄여 생산효율을 높일 수 있다.
도 1은 종래의 입체영상 디스플레이 및 터치스크린의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ′ 면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 개략적인 단면 구조이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ′ 면을 나타낸 단면도이다. 도 2 및 도 3은 입체영상을 위한 디스플레이 소자와 터치스크린 기능이 일체화된 구조를 예시하고 있다.
일 실시예의 입체영상 디스플레이 장치는 영상을 출력하는 영상 디스플레이부(110), 영상 디스플레이부(110)에서 출력된 영상을 좌안 방향과 우안 방향으로 분리하기 위한 렌즈 어레이(122), 터치스크린 기능을 구현하기 위하여 렌즈 어레이(122)의 양면에 증착된 제1, 제2 투명전극층(121, 123), 보호층(130)을 포함한다.
일 실시예는 영상 디스플레이부(110)와, 제1, 제2 투명전극층(121, 123)이 증착된 렌즈 어레이(122), 보호층(130)이 별도의 접착제를 사용하지 않고, 열, 압력 등을 이용해 직접 접합한 형태를 도시하고 있다. 일 실시예에서, 영상 디스플레이부(110)에 터치 감지부(120) 하단의 제1 투명전극층(121)이 직접 접착되고, 터치 감지부(120) 상단의 제2 투명전극층(123)에 보호층(130)이 직접 접착된다. 이와 같이, 광학용 접착제의 사용을 최소화하여 해당 층을 제거하면, 전체 두께를 감소시키고, 재료비를 절감할 수 있으며, 광학용 접착제에 의한 화질 저하를 개선할 수 있다.
영상 디스플레이부(110)는 LCD(Liquid Crystal Display) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널 등의 디스플레이 소자로서, 매트릭스 형태의 픽셀들을 포함할 수 있다. 영상 디스플레이부(110)에는 일정 방향으로 좌안용 픽셀 라인과 우안용 픽셀 라인이 교차로 위치하고, 각각의 픽셀에는 교대로 배열된 좌안용 픽셀 및 우안용 픽셀이 포함된다. 영상 디스플레이부(110)는 좌안용 픽셀과 우안용 픽셀을 통해 각기 다른 분리된 영상을 출력함으로써, 인체의 두 눈이 서로 다른 영상을 볼 수 있도록 하고, 사용자가 두 눈에서 느끼는 별도의 영상으로 입체영상을 인식할 수 있도록 한다.
영상 디스플레이부(110)의 상단에는 렌즈 어레이(122)가 위치한다. 예컨대, 무안경식 입체영상을 구현하기 위한 렌즈 어레이(122)로서 볼록렌즈 타입 또는 오목렌즈 타입의 렌티큘러 렌즈를 사용할 수 있다.
렌즈 어레이(122)는 빛의 굴절 현상을 이용한 광학적 구조의 영상필터이며, 빛의 굴절률을 이용해 영상 디스플레이부(110)를 통해 렌즈 어레이(122)로 입력되는 영상을 좌측과 우측으로 분리하여 좌안영상과 우안영상이 표시될 수 있도록 한다. 렌즈 어레이(122)는 빛의 굴절을 이용하기 때문에, 영상 디스플레이부(110)의 좌안용 픽셀과 우안용 픽셀, 렌즈의 크기, 형상, 거리 등 복합적인 요소를 고려하여 설계된다.
렌즈 어레이(122)를 이루는 각 렌즈의 원형 반구는 하부에 위치한 영상 디스플레이부(110)의 좌안용 픽셀 및 우안용 픽셀과 일치하도록 배열함으로써 좌안영상과 우안영상이 각 렌즈를 통하여 정확하게 입체영상으로 분리될 수 있도록 한다. 고정된 반구 형태의 렌즈에 의하여 빛의 투과율이 변화하여 한정된 시점에서 입체영상을 감상할 수 있는 초점영역이 형성된다. 이를 위하여 영상 디스플레이부(110)는 좌안용 픽셀과 우안용 픽셀을 별개로 작동하는 방식을 채용하며, 영상 콘텐츠 역시 입체영상을 위한 별도의 제작이 필요하다. 문자와 같이 입체영상이 필요하지 않은 2차원 영상 표시의 경우에는, 좌안용 픽셀과 우안용 픽셀에 동일한 영상을 표시한다.
렌즈 어레이(122), 제1 투명전극층(121) 및 제2 투명전극층(123)은 영상 디스플레이부(110)의 상부에 위치하여 터치 감지부(120)를 이룬다. 이러한 터치 감지부(120)는 빛의 굴절률을 이용해 영상 디스플레이부(110)로부터 출력되는 영상을 좌안용과 우안용으로 분리하기 위한 영상필터 기능과, 터치 입력을 위한 터치스크린 기능을 모두 구현한다.
터치 감지부(120)는 제1 투명전극층(121)과 제2 투명전극층(123) 사이에 렌즈 어레이(122)가 위치하도록 일체화된 구조로 형성된다. 영상 디스플레이부(110)로부터 출력되는 영상은 렌즈 어레이(122)를 통과하면서 빛의 굴절률을 이용해 좌안방향과 우안방향으로 분리되어 입체효과를 생성하게 된다.
한편, 터치 감지부(120)는 투광성의 렌즈 어레이(122)의 양면에 증착된 제1, 제2 투명전극층(121, 123)을 통해 정전용량식 터치스크린 기능을 제공할 수 있다. 이러한 경우, 터치 감지부(120)는 사용자 접촉 시 일정한 간격을 두고 서로 떨어져 있는 제1 투명전극층(121)과 제2 투명전극층(123) 사이의 정전기, 전류 변화를 감지하여 터치 위치를 감지한다. 제1 투명전극층(121)과 제2 투명전극층(123)의 패턴은 사용자 입력 시 터치 위치를 결정할 수 있도록 매트릭스 패턴으로 형성할 수 있다. 예컨대, 제1 투명전극층(121)의 패턴은 세로 방향으로, 제2 투명전극층(123)의 패턴은 가로 방향으로 상호 교차되도록 형성된다.
보호층(130)은 보호필름이나 보호유리의 형태로 터치 감지부(120)의 상부를 덮도록 형성되며, 터치 입력 시 가해지는 압력에 의하여 렌즈 어레이(122) 상의 렌즈 반구 외형이 가압되어 변형 또는 파손되지 않도록 일정한 높이로 형성한다.
실시형태에 따라, 영상필터 및 정전용량식 터치스크린 기능을 일체화한 터치 감지부(120)는 사용자의 요구에 맞추어 장/탈착이 가능한 구조로 변형할 수도 있다.
터치 감지부(120)는 렌즈 어레이(122)의 상단과 하단에 투명도전물질을 증착하여 일체화된 구조를 구현한 것이다. 이러한 구조에 따르면, 터치스크린 상의 투명도전물질의 지지체로 작용하던 투명필름의 사용을 생략할 수 있으므로, 투명필름, 투명필름을 부착하기 위한 광학용 접착제의 사용을 배제 또는 축소할 수 있다. 그리고, 투명필름 및 그 부착을 위한 광학용 접착제를 생략하게 되므로, 전체 두께를 줄이고, 재료비를 절감하며, 투과율을 향상시켜 고화질 영상을 제공할 수 있다. 또한, 제조 공정이 단순화되므로, 불량률을 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 개략적인 단면 구조이다.
도 4의 구조는 도 2 및 도 3의 일 실시예와 동일한 구조에서 광학용 접착제로 이루어진 제1, 제2 광학용 접착층(141, 142)을 통해 영상 디스플레이부(110)와 렌즈 어레이(122)가 탑재된 터치 감지부(120)를 접합한 형태를 예시하고 있다. 영상 디스플레이부(110)와 터치 감지부(120) 하단의 제1 투명전극층(121)은 제1 광학용 접착층(141)을 통해 접착되고, 터치 감지부(120) 상단의 제2 투명전극층(123)과 보호층(130)은 제2 광학용 접착층(142)을 통해 접착된다.
도 2 내지 도 4의 실시예들에서, 좌안 및 우안영상을 분리하기 위한 영상필터 부분과 터치스크린 기능을 구현하는 부분이 일체화되므로, 필요한 층 수가 감소하고, 전체적인 층 구조가 간단해진다. 또한, 일체화된 구조를 통해 투명도전물질의 지지체로 사용되는 투명필름의 사용을 배제함으로써, 전체 두께의 감소, 재료비 절감, 투명필름의 사용으로 인한 화질저하 개선 등의 효과를 이룰 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 도 5a에 도시된 것처럼, 렌즈 어레이(122)의 양면에 ITO(Indium-Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명도전물질(124, 125)을 진공 증착하여 박막을 형성한다.
이후, 도 5b에 도시된 것처럼, 렌즈 어레이(122)의 양면에 도 5a의 공정을 통해 증착된 투명도전물질(124, 125)을 에칭하여 제1, 제2 투명전극층(121, 123)을 형성함으로써, 제1 투명전극층(121), 렌즈 어레이(122), 제2 투명전극층(123)을 순차적으로 위치시키고, 이를 통해 입체영상을 위한 영상필터 기능과 정전용량식 터치스크린 기능이 일체화된 구조의 터치 감지부(120)를 생성할 수 있다. 제1 투명전극층(121)과 제2 투명전극층(123)의 패턴은 사용자 입력 시 터치 위치를 결정할 수 있도록 매트릭스 패턴으로 형성할 수 있다. 예컨대, 제1 투명전극층(121)의 패턴은 세로 방향으로, 제2 투명전극층(123)의 패턴은 가로 방향으로 상호 교차되도록 형성된다.
이후, 도 5c에 도시된 것처럼 영상 디스플레이부(110)의 상부 표면에 터치 감지부(120)를 접합한 후, 도 5d에 도시된 것처럼 터치 감지부(120)를 덮어 보호하는 보호층(130)을 추가로 형성한다. 실시형태에 따라, 보호층(130)은 제거되거나 다른 소재로 대체될 수 있다.
영상 디스플레이부(110)와 터치 감지부(120), 보호층(130)은 광학용 접착제를 사용하지 않고 열, 압력 등을 이용해 직접 접합하거나, 광학용 접착제를 사용하여 접합할 수 있다. 층간 접착을 위한 소재로서 광학용 접착제를 사용하는 경우, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 광학용 접착층(141)을 이용해 영상 디스플레이부(110)의 상부 표면과 터치 감지부(120)를 접착하고, 제2 광학용 접착층(142)을 이용해 터치 감지부(120)의 상부 표면을 보호층(130)에 접착한다. 광학용 접착제를 사용하지 않고 직접 접합하는 경우에는, 층 구조가 간단해지고, 포함되는 층 수가 줄게 되므로, 두께, 비용, 공정 복잡성, 투과율 개선 등에서 더욱 향상된 효과를 가질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
110: 영상 디스플레이부 120: 터치 감지부
121: 제1 투명전극층 122: 렌즈 어레이
123: 제2 투명전극층 130: 보호층
141: 제1 광학용 접착층 142: 제2 광학용 접착층

Claims (8)

  1. 매트릭스 형태의 픽셀들을 포함하며, 각 픽셀에는 좌안용 픽셀 및 우안용 픽셀이 교대로 배열되어 있는 영상 디스플레이부; 및
    상기 영상 디스플레이부의 상부에 위치하고, 서로 떨어져 있는 제1 투명전극층과 제2 투명전극층 사이에 렌즈 어레이가 위치하도록 형성되며, 교차 배열된 상기 제1 투명전극층과 상기 제2 투명전극층을 통해 터치 위치를 감지하고, 상기 렌즈 어레이를 통해 상기 영상 디스플레이부로부터 출력되는 영상을 빛의 굴절률을 이용해 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 터치 감지부를 포함하는 입체영상 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 디스플레이부에 상기 터치 감지부 하단의 상기 제1 투명전극층이 직접 접착되고, 상기 터치 감지부 상단의 상기 제2 투명전극층에 보호층이 직접 접착되는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감지부의 상부를 덮는 보호층;
    상기 영상 디스플레이부와 상기 터치 감지부 하단의 상기 제1 투명전극층을 접착하는 제1 광학용 접착층; 및
    상기 터치 감지부 상단의 상기 제2 투명전극층과 상기 보호층을 접착하는 제2 광학용 접착층을 더 포함하는 입체영상 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는,
    복수의 렌티큘러 렌즈인 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치.
  5. 렌즈 어레이의 양면에 투명도전물질을 증착하는 단계;
    상기 렌즈 어레이의 양면에 증착된 투명도전물질을 에칭하여 제1 투명전극층과 제2 투명전극층을 형성함으로써, 상기 제1 투명전극층, 상기 렌즈 어레이, 상기 제2 투명전극층이 순차적으로 위치한 터치 감지부를 생성하는 단계; 및
    영상 디스플레이부의 상부 표면에 상기 터치 감지부를 접합하는 단계를 포함하는 입체영상 디스플레이 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈 어레이는 빛의 굴절률을 이용해 입력되는 영상을 좌안영상과 우안영상으로 분리하는 복수의 렌티큘러 렌즈인 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 영상 디스플레이부는 매트릭스 형태의 픽셀들을 포함하며, 각 픽셀에는 좌안용 픽셀 및 우안용 픽셀이 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    제1 광학용 접착층을 이용해 상기 영상 디스플레이부의 상부 표면과 상기 터치 감지부를 접착하고, 제2 광학용 접착층을 이용해 상기 터치 감지부의 상부 표면에 보호층을 접착하는 것을 특징으로 하는 입체영상 디스플레이 장치의 제조 방법.

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