KR20120029859A - 입체 화상용 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 화상용 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적색, 녹색, 및 청색의 유채색 서브 픽셀들과 백색의 서브 픽셀을 포함하여 복수개의 화소를 구현하는 액정셀과 편광자 및 패턴화 리타더를 포함하는 편광판을 구비하고, 상기 패턴화 리타더는 인접한 패턴 사이의 경계면과 백색의 서브 픽셀의 면이 대응되도록 배치되며, 백색의 서브 픽셀에 인가되는 전류량을 블랙 구현이 가능하도록 제어함으로써, 리타더 패턴간의 좁은 간격에 의해 발생되는 크로스 토크가 개선되어 입체 화상 구현이 가능한 시야각의 범위가 넓어짐에 따라 선명한 입체 화상을 관람할 수 있는 입체 화상시스템에 관한 것이다.

Description

입체 화상용 디스플레이 {DISPLAY FOR STEREOSCOPIC IMAGE}

본 발명은 리타더 패턴간의 좁은 간격에 의해 패턴 리타더를 통과하여 경사로 나오는 빛이 새어 발생되는 크로스 토크를 개선할 수 있는 입체 화상용 디스플레이에 관한 것이다.

일반적으로 사람의 두 눈은 약 65㎜ 정도 떨어져 있어 물체를 볼 때 각각의 눈은 물체의 약간 다른 면을 보게 된다. 이를 알아 볼 수 있는 방법으로 한 물체를 손바닥으로 한쪽 눈을 가린 후 보이는 물체의 형태와, 또 다른 한 쪽을 가린 후 보이는 물체는 약간의 차이가 있다.

이를 좌우 양안에 의한 차이(Disparity)라고 하는데 이 차이가 뇌에서 합성되어 입체감을 가지는 상으로 지각된다. 이 원리가 입체 화상 재현에 응용되는 기본 원리이다.

입체 화상시스템은 우안화상영역(R)과 좌안화상영역(L)을 갖는 액정패널, 상기 액정패널 전면에 배치되는 편광판, 상기 편광판 상에 배치되어 편광판을 통과한 우안화상 및 좌안화상의 전기장 회전 방향이 서로 역방향인 원형 편광으로 출사하는 패턴화 리타더를 포함하는 화상표시부를 구비한다. 또한 상기 입체영상장치에서 출사하는 우안화상과 좌안화상을 입체영상으로 감상할 수 있도록 해주는 편광 안경을 구비한다.

입체 화상은 편광안경에 입사되는 좌원편광 및 우원편광의 빛은 선편광으로 변환되어 각각 좌안과 우안에 상이 분리되어 인식된다.

편광안경의 정면으로 입사되는 빛은 상 분리가 잘되나, 경사로 입사되는 빛은 패턴화 리타더의 패턴 사이가 좁아 우측의 빛이 우안과 좌안에 모두 입사되거나 좌측의 빛이 좌안과 우안에 모두 입사되는 빛샘이 발생된다. 이러한 빛샘에 의해 좌우의 상이 제대로 분리되지 않는 크로스 토크 현상이 발생된다.

이 현상은 패턴화 리타더의 패턴 간격을 넓힘으로써 개선이 가능하나, 패턴화 리타더는 서브 픽셀로 구성된 화소의 크기 및 배열 등을 고려하여 설계되므로 리타더의 패턴 간격과 동시에 화소의 블랙 매트릭스 영역(서브 픽셀 사이의 간격)을 넓혀야 하는 단점이 있다. 이들 중 하나만 고려하면 정면에서도 상이 분리되지 않는 현상이 발생된다. 또한 블랙매트릭스 영역을 넓혀 크로스 토크를 감소시키는 경우에는 패널 휘도 및 명암비 등의 광학적 특성이 저하되어 디스플레이의 품질 저하를 가져올 수 있다.

한편, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 순으로 배열된 서브 픽셀을 포함하는 복수개의 화소가 정의된 기판을 갖는 평판 표시 장치는 제시되어 있으나(한국공개특허 제2008-58538호), 이는 백색의 색 순도를 개선하기 위하여 백색 서브 픽셀을 구비한 것에 불과하다.

본 발명은 패턴화 리타더 및 화소의 설계를 별도로 변경하지 않는 간단한 방법으로 상기 화소의 블랙 매트릭스 영역을 넓힘으로써 크로스 토크 발생을 억제할 수 있는 입체 화상용 디스플레이를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 입체 화상 구현이 가능한 시야각이 넓어 대형 공간에서 많은 인원이 동등한 품질의 입체 화상을 관람할 수 있는 입체 화상용 디스플레이를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 입체 화상용 디스플레이는 적색, 녹색 및 청색의 유채색 서브 픽셀들과 백색의 서브 픽셀을 포함하여 복수개의 화소를 구현하는 액정셀과 편광자 및 패턴화 리타더를 포함하는 편광판을 구비하고, 상기 패턴화 리타더는 인접한 패턴 사이의 경계면과 백색의 서브 픽셀 면의 중앙이 대응되도록 배치되며, 백색의 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량은 적색, 녹색, 청색 각각의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 10%이하가 되도록 한다.

또한, 상기 백색 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량은 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 0%일 수 있다.

또한, 상기 서브 픽셀은 각각 스트라이프 형태로 배열될 수 있다.

또한, 상기 서브 픽셀은 각각 동일한 면적을 갖는 것일 수 있다.

또한, 상기 서브 픽셀은 이들 사이의 간격이 동일하도록 배열된 것일 것 있다.

또한, 상기 백색 서브 픽셀은 서브 픽셀들 사이의 간격 이상의 면적을 갖는 것일 수 있다.

또한, 상기 패턴화 리타더의 인접한 패턴들 사이의 간격은 백색 서브 픽셀의 폭 및 상기 백색 서브 픽셀과 그 양 옆의 서브 픽셀과의 간격을 포함한 크기보다 좁은 것일 수 있다.

또한, 상기 백색 서브 픽셀의 면적은 각 유채색 서브 픽셀의 면적에 대하여 0.3 내지 2.5배일 수 있다.

또한, 상기 패턴화 리타더는 스트라이프 형태일 수 있다.

또한, 상기 서브 픽셀들은 유채색 서브 픽셀과 백색 서브 픽셀이 주기적으로 반복 배열되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 서브 픽셀들은 적색-녹색-청색-백색, 적색-청색-녹색-백색, 녹색-적색-청색-백색, 녹색-청색-적색-백색, 청색-적색-녹색-백색 또는 청색-녹색-적색-백색이 주기적으로 반복 배열되어 형성될 수 있다.

본 발명의 입체 화상용 디스플레이는 리타더 패턴 간의 좁은 간격으로 인한 크로스 토크를 개선할 수 있으므로 선명한 입체 화상 구현이 가능하다.

또한, 본 발명의 입체 화상용 디스플레이는 종래에 비해 입체 화상이 구현되는 시야각이 넓어 대형 공간에서 많은 인원이 동등한 품질의 입체 화상을 관람할 수 있다.

또한, 본 발명의 입체 화상용 디스플레이에 사용된 화소는 2D 디스플레이에 적용 시 백색 서브 픽셀에 전류를 인가하면 높은 색순도, 고휘도 및 고명암비 구현이 가능하다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 서브 픽셀의 블럭도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따라 배치된 서브 픽셀과 패턴화 리타더를 나타낸 것으로, (a)는 전압 인가 시, (b)는 전압 무인가 시이고,
도 3은 크로스 토크 측정장치의 일례를 나타낸 것이다.

본 발명은 리타더 패턴간의 좁은 간격에 의해 패턴 리타더를 통과하여 경사로 나오는 빛이 새어 발생되는 크로스 토크를 개선할 수 있는 입체 화상용 디스플레이에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 입체 화상 구형용 디스플레이는 적색, 녹색 및 청색의 유채색 서브 픽셀들과 백색의 서브 픽셀을 포함하여 복수개의 화소를 구현하는 액정셀과 편광자 및 패턴화 리타더를 포함하는 편광판을 구비한다.

상기 패턴화 리타더는 인접한 패턴 사이의 경계면과 백색의 서브 픽셀의 면의 중앙이 대응되도록 배치된다. 상기 백색의 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량은 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 10% 이하이다.

액정셀은 일정 공간을 갖고 합착된 제1, 제2 유리 기판 및 상기 제1, 제2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

제1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선; 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선; 및 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 데이터 배선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.

제2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층; 칼라 색상을 표현하기 위한 적색, 녹색 및 청색의 유채색 및 백색을 포함하는 칼라 필터층; 및 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.

본 발명의 화소는 적색, 녹색 및 청색의 유채색 서브 픽셀과 백색의 서브 픽셀을 포함하며, 상기 유채색 서브 픽셀과 백색 서브 픽셀이 주기적으로 반복 배열되어 형성될 수 있다. 구체적으로 서브 픽셀은 적색-녹색-청색-백색, 적색-청색-녹색-백색, 녹색-적색-청색-백색, 녹색-청색-적색-백색, 청색-적색-녹색-백색 또는 청색-녹색-적색-백색의 순서로 주기적으로 반복 배열될 수 있다.

본 발명에 따른 일 화소는 도 1a 및 도 1b와 같이, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 순으로 배열된 서브 픽셀이 배치된다. 각 서브 픽셀은 인가되는 전압값에 따라 화소에 소정의 색상을 구현한다.

상기 적색, 녹색, 청색 및 백색의 서브 픽셀은 각각 스트라이프(stripe) 형태로 배열된다. 각 서브 픽셀의 영역은 블랙 매트릭스층에 의해 구분된다.

각 서브 픽셀은 각각 동일한 면적을 가지고, 이들 사이의 간격이 동일하도록 배열하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 백색 서브 픽셀의 면적은 서브 픽셀들 사이의 간격 이상의 면적을 갖는 바람직하며, 입체화상구현 및 색상 재현률을 고려하면 각 유채색 서브 픽셀의 면적에 대하여 0.3 내지 2.5배를 유지하는 것이 보다 바람직하다.

이때 상기 서브 픽셀의 면적 및 서브 픽셀 사이의 간격 등은 당 분야의 디스플레이에 적용 가능한 크기로 한정되지는 않는다.

본 발명에서 각 서브 픽셀은 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 하나의 색상을 유지하는 영역이고, 서브 픽셀들 사이의 간격은 상기 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 하나의 색상을 유지하지 않은 영역의 폭을 의미한다. 또한, 각 패턴은 위상차값 및 축방향이 일정하게 유지되는 영역이고, 패턴들 사이의 간격은 위상차값 또는 축방향이 일정하게 유지되지 않은 영역의 폭을 의미한다.

적색, 녹색, 청색 및 백색의 서브 픽셀에 대응되는 상판 기판에는 각각 적색, 녹색, 청색 및 백색의 컬러 필터층이 형성된다. 하판 기판에는 적색, 녹색, 청색컬러 필터층에 대향되어 화소 전극이 형성되고, 상기 화소 전극의 가로, 세로 주변을 둘러싸는 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 상기 화소 전극을 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성된다.

또한, 상판 기판은 게이트 라인 및 데이터 라인에 대응되는 부위를 가리는 블랙 매트릭스층; 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러 필터층; 및 이들 층의 상부를 평탄하기 위한 오버코트층이 전면 형성된다. 오버코트층 상측의 블랙 매트릭스층에 대응되는 일부분에 칼럼 스페이서가 형성된다.

컬러 필터층은 각 색상의 컬러필터를 도포한 후 노광 및 현상 공정에 의해 선택적으로 패터닝하거나 특정 부위에만 잉크젯 프린팅 방법 등에 의해 형성할 수 있다. 칼러 스페이서는 기판 전면에 감광성 수지를 도포한 후 이를 선택적으로 노광 및 현상하여 형성한다.

본 발명은 액정셀과 편광판 접합 시, 도 2와 같이 백색의 서브 픽셀의 면과 패턴화 리타더는 인접한 패턴 사이의 경계면이 대응되도록 배치한다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따라 배치된 서브 픽셀과 패턴화 리타더를 나타낸 것으로, (a)는 전압 인가 시, (b)는 전압 무인가 시이다.

이때, 서브 픽셀과 패턴 리타더는 이들의 장변이 서로 일치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 도 2a는 서브 픽셀과 패턴 리타더의 장변이 세로인 것이고, 도 2b는 서브 픽셀과 패턴 리타더의 장변이 가로인 것이다.

서브 픽셀과 패턴 리타더는 서로 동일한 형태로 배열 되는 것이 일반적이며, 바람직하기로는 스트라이프(stripe) 형태일 수 있다.

또한, 백색의 서브 픽셀에 인가되는 전류량을 제어하여 블랙 매트릭스의 역할을 수행하도록 한다. 패턴화 리타더의 패턴은 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 픽셀을 포함하는 화소의 크기와 동일하도록 설계되는 것이 일반적이다.

백색의 서브 픽셀이 블랙 매트릭스 역할을 수행하면 리타더의 패턴들 사이의 간격이 넓어지게 되고, 경사면에서도 화상의 겹침이 발생하기 않으므로 입체 화상을 구현할 수 있는 시야각이 확대된다.

패턴화 리타더의 인접한 패턴들 사이의 간격은 백색 서브 픽셀의 폭 및 상기 백색 서브 픽셀과 그 양 옆의 서브 픽셀과의 간격을 포함한 크기보다 좁은 것이 바람직하다.

백색의 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량은 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 10% 이하, 바람직하기로는 0%인 것이 좋다.

편광판은 편광자와, 상기 편광자를 통과한 빛을 원편광으로 변환시키기 위한 패턴화 리타더를 포함한다.

편광자는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 편광기능을 수행할 수 있는 것이면 특별히 한정하지 않는다. 구체적으로 이색성 화합물을 이용한 연신 폴리비닐알콜, 와이어 그리드 및 탄소나노튜브 등이 사용될 수 있다.

이 중 특히 필름 형태로의 가공이 용이한 연신형태의 편광자는 연신된 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것이다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 제조될 수 있다.

폴리아세트산비닐계 수지의 예로는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산비닐 및 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 구체적인 예로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지는 변성된 것일 수도 있는데, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%, 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000, 바람직하게는 1,500 내지 5,000이다.

편광자는 어느 한 면 이상에 투명보호필름이 접합될 수 있다.

투명보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 및 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알콜계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계 및 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.

투명보호필름 중의 상기 열가소성 수지의 함량은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 50 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 98중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 97중량%인 것이 좋다. 그 함량이 50중량% 미만인 경우에는 열가소성 수지가 가지고 있는 본래의 고투명성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.

이러한 투명보호필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예를 들어 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료 및 착색제 등을 들 수 있다.

패턴 리타더는 2개 이상의 구분되는 영역이 서로 다른 위상 혹은 지상축 방향을 가지도록 배열된 위상차층으로 이루어진다.

본 발명은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 패턴 리타더를 구성할 수 있는 형태, 일례로 필름 형태의 패턴 리타더, 배향막이 제거된 리타더 패턴 등도 사용될 수 있으며, 이를 특별히 한정하지는 않는다.

본 발명은 일례로 기재필름, 상기 기재필름 상에 배향막, 상기 배향막 상에 액정 코팅층이 형성된 패턴 리타더를 사용한다.

기재필름의 특성 및 구체적인 종류는 상기 투명보호필름의 내용과 동일하다. 기재필름은 두께가 5 내지 100㎛, 바람직하기로는 15 내지 60㎛가 되도록 하는 것이 좋다. 두께가 5㎛미만이면 기재필름의 기계적 강도가 약하고 100㎛을 초과하는 경우에는 편광판의 박형화가 용이하지 않은 문제가 있다.

기재필름 상에 형성되는 배향막은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 유기 배향막을 사용하는 것이 바람직하다.

유기 배향막은 아크릴레이트계, 폴리이미드계 또는 폴리아믹산이 함유된 배향막 조성물을 사용하여 형성된다. 폴리아믹산은 디아민(di-amine)과 이무수물(dianhydride)을 반응시켜 얻어지는 폴리머이고 폴리이미드는 폴리아믹산을 이미드화하여 얻어지는 것으로 이들의 구조는 특별히 제한되지 않는다.

배향막 조성물은 적절한 점도를 유지하는 것이 중요하다. 점도가 지나치게 높으면 압력을 가해도 쉽게 유동하지 않아 균일한 두께의 배향막 형성이 어려우며, 점도가 지나치게 낮으면 퍼짐성은 좋으나 배향막의 두께 조절이 어렵다. 예컨대 8 내지 13cP인 것이 바람직하다.

또한, 표면 장력, 고형분의 함량 및 용제의 휘발성 등을 고려하는 것이 좋다. 특히 고형분의 함량은 점도나 표면장력에 영향을 미치므로 배향막의 두께나 경화 특성 등을 동시에 고려하여 조절하는 것이 좋다.

고형분의 함량이 지나치게 높으면 점도가 높아 배향막의 두께가 두꺼워지며, 지나치게 낮을 경우에는 용매의 비율이 높아 용액의 건조 후 얼룩이 생기는 문제점이 있다. 예컨대 고형분의 함량이 0.1 내지 10중량%인 것이 바람직하다.

배향막 조성물은 아크릴레이트계, 폴리이미드계 또는 폴리아믹산 등의 고형분이 용매에 용해된 용액상인 것이 좋다. 용매는 고형분을 용해시킬 수 있는 것으로 특별히 한정하지 않으며, 구체적으로 부틸셀로솔브, 감마-부티로락톤, N-메틸-2-피롤리돈 및 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등이 사용될 수 있다.

이러한 용매는 용해도, 점도 및 표면장력 등을 고려하여 균일한 배향막을 형성할 수 있도록 적절히 혼합하여 사용한다.

이외에 배향막 조성물은 효과적인 배향막 형성을 위하여 가교제 및 커플링제 등이 추가로 혼합될 수 있다.

배향막은 고분자 기재필름의 한 면에 배향막 조성물을 도포하여 제조된다.

도포는 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대 도포는 배향막 조성물을 유동 주조법, 및 에어 나이프(air knife), 그라비아(gravure), 리버스 롤(reverse roll), 키스 롤(kiss roll), 스프레이(spray) 또는 블레이드(blade) 등의 도포방법을 이용하여 적당한 전개방식으로 직접 도포하여 형성할 수 있다.

배향막 조성물의 도포 효율을 향상시키기 위하여 건조 공정을 추가로 수행할 수 있다.

건조는 특별히 한정하지 않으며 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있으며, 건조온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 30 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초인 것이 좋다.

이후에 형성된 배향막에 배향성을 부여한다. 배향성 부여 방법은 러빙방식, 광배향 방식 등이 있으며 특별히 한정하지는 않는다.

예를 들면 형성된 배향막에 전체 배향성을 부여한 후 포토 마스크를 이용한 노광공정으로 서로 다른 배향방향을 갖도록 패턴화된 배향막을 제조할 수 있다. 또한 형성된 배향막에 투광부 및 차광부를 갖는 제1 포토 마스크를 정렬하여 1차 노광공정을 수행한 후, 제1 포토 마스크의 투광부 및 차광부의 위치가 역전된 제2 포토 마스크를 정렬하여 2차 노광공정을 수행하여 서로 다른 광축을 갖도록 패턴화된 배향막을 제조할 수 있다.

노광에 사용되는 광은 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면 편광된 자외선 조사, 소정의 각도로 이온빔 또는 플라즈마빔 조사 및 방사선 조사 등을 사용할 수 있다. 예컨대 편광된 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.

배향된 배향막 상에 액정 코팅층을 형성한다.

액정 코팅층은 액정 코팅용 조성물을 패턴화된 배향막 상에 도포하여 패턴화 리타더를 형성한다. 액정 코팅용 조성물 및 액정 코팅층의 형성방법은 상기 수직 배행된 액정층과 동일하다.

본 발명의 편광판은 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서 하드코트(hard coat)층, 반사방지층 또는 부착방지층, 확산층, 섬광방지층 등의 표면처리층이 더 적층될 수 있다.

본 발명의 입체 화상 구형용 디스플레이는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 편광 안경을 이용하여 입체 화상을 감상할 수 있다. 일례로 편광 안경은 디스플레이를 통과한 빛을 선편광으로 변환시키기 위한 λ/4 위상차층 및 상기 λ/4 위상차층에서 출사된 빛을 통과시키기 위한 편광자를 포함한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1

게이트 배선, 데이터 배선 및 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판과 블랙 매트릭스층, 칼라 필터층 및 공통 전극이 형성된 상부기판이 일정 간격으로 두고 합착하였다. 합착된 상부 및 하부 기판 사이에 액정을 주입하여 액정셀을 제조하였다.

상부기판의 화소는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 픽셀의 화소를 복수개 구비하였다. 상기 서브 픽셀은 각각 면적 및 간격이 동일하도록 하였다. 상부 기판 상의 화소 영역을 제외한 영역, 하부 기판의 게이트 라인 데이터 라인 영역에 대응되어 블랙 매트릭스층을 형성하였다. 상기 블랙 매트릭스층으로 구분되는 각 서브 픽셀 영역에 대응되어, 차례로 적색 컬러 필터층, 녹색 컬러 필터층, 청색 컬러 필터층 및 백색 컬러 필터층을 형성하였다. 상기 각각의 컬러 필터층을 도포한 후 노광하여 선택적으로 패터닝하였다. 상기 각 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 픽셀을 포함한 상기 기판 전면에 오버코트층을 형성하였다. 상기 기판 전면에 감광성 수지를 도포한 후, 이를 선택적으로 노광하여 칼럼 스페이서를 형성하였으며, 칼럼 스페이서는 상기 블랙 매트릭스층 상부에 대응되는 오버코트층에 상에 형성하였다.

상기 액정셀에, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 보호필름, 편광자, 패턴 리타더의 순으로 접합된 편광판을 상판으로 접합하였다. 하판에는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 보호필름, PVA 편광자, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 보호필름의 순으로 적층된 편광판을 접합하였다. 패턴 리타더는 인접한 패턴의 지상축은 시인측의 우측 수평 방향을 기준으로 반시계 방향을 정(+)방향으로 할 때 45° 및 -45°로 설계되고, 인접한 패턴들 사이의 간격은 백색 서브 픽셀의 폭 및 상기 백색 서브 픽셀과 그 양 옆의 서브 픽셀과의 간격을 포함한 크기보다 좁은 것을 사용하였다. 상기 패턴화 리타더는 인접한 패턴 사이의 경계면과 백색의 서브 픽셀 면의 중앙이 대응되도록 접합하여 입체 화상 디스플레이를 제조하였다.

이후에 제조된 입체 화상 디스플레이는 백색의 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량을 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 0%로 하여 구현하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 백색의 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량을 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 10%로 하여 구현하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 적색, 녹색 및 청색의 순으로 배열된 서브 픽셀을 포함하는 복수개의 화소가 구비된 액정셀을 이용하여 입체 화상용 디스플레이를 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 백색의 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량을 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 20%로 하여 구현하였다.

실험예

도 3의 광휘도 측정장치(SR3제품, TOPCON사)를 이용하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 입체 화상 디스플레이의 크로스 토크 발생 정도를 측정하였다. 이때 정면을 기준으로 상방향으로 각각 15°, 20°, 25° 및 30°에서의 크로스 토크 발생 정도를 측정하였다.

크로스 토크 발생 정도는 수학식 1과 같이 평광안경에 의해 확인되는 입체 화상 디스플레이의 암(Black)상태의 광 차단부 빛샘과 명(White)상태의 투과부의 비로 측정된다.

구분	15°	20°	25°	30°
실시예 1	0.5	0.5	0.7	3.1
실시예 2	0.5	2.4	3.0	5.9
비교예 1	0.5	3.3	6.1	7.3
비교예 2	0.5	3.0	5.2	7.0

표 1과 같이, 실시예 1 및 2는 비교예 1 및 2에 비해 정면을 기준으로 상방향으로 20°이상에서 크로스 토크의 발생 정도가 현저히 낮음을 확인할 수 있었다.

Claims (11)

1. 적색, 녹색 및 청색의 유채색 서브 픽셀들과 백색의 서브 픽셀을 포함하여 복수개의 화소를 구현하는 액정셀과 편광자 및 패턴화 리타더를 포함하는 편광판을 구비하고,
   상기 패턴화 리타더는 인접한 패턴 사이의 경계면과 백색의 서브 픽셀 면의 중앙이 대응되도록 배치되며,
   백색의 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량은 적색, 녹색, 청색 각각의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 10%이하인 입체 화상용 디스플레이.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 백색 서브 픽셀에 인가되는 평균 전류량은 적색, 녹색, 청색의 서브 픽셀로 인가되는 평균 전류량의 0%인 입체 화상용 디스플레이.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 서브 픽셀은 각각 스트라이프 형태로 배열된 입체 화상용 디스플레이.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 서브 픽셀은 각각 동일한 면적을 갖는 것인 입체 화상용 디스플레이.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 서브 픽셀은 이들 사이의 간격이 동일하도록 배열된 것인 입체 화상용 디스플레이.
   
6. 청구항 3에 있어서, 상기 백색 서브 픽셀은 서브 픽셀들 사이의 간격 이상의 면적을 갖는 것인 입체 화상용 디스플레이.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 패턴화 리타더의 인접한 패턴들 사이의 간격은 백색 서브 픽셀의 폭 및 상기 백색 서브 픽셀과 그 양 옆의 서브 픽셀과의 간격을 포함한 크기보다 좁은 것인 입체 화상용 디스플레이.
   
8. 청구항 3에 있어서, 상기 백색 서브 픽셀의 면적은 각 유채색 서브 픽셀의 면적에 대하여 0.3 내지 2.5배인 입체 화상용 디스플레이.
   
9. 청구항 3에 있어서, 상기 패턴화 리타더는 스트라이프 형태인 입체 화상용 디스플레이.
   
10. 청구항 1에 있어서, 상기 서브 픽셀들은 유채색 서브 픽셀과 백색 서브 픽셀이 주기적으로 반복 배열되어 형성된 입체 화상용 디스플레이.
    
11. 청구항 10에 있어서, 상기 서브 픽셀들은 적색-녹색-청색-백색, 적색-청색-녹색-백색, 녹색-적색-청색-백색, 녹색-청색-적색-백색, 청색-적색-녹색-백색 또는 청색-녹색-적색-백색이 주기적으로 반복 배열되어 형성된 입체 화상용 디스플레이.
    

Images