KR20120069341A - Stereoscopic image display and method for manufacturing of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입체영상 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 입체영상의 상하 시야각을 향상시킬 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a stereoscopic image display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a stereoscopic image display device and a method for manufacturing the same that can improve the vertical viewing angle of the stereoscopic image.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 입체 영상을 구현한다.The stereoscopic image display device implements a stereoscopic image using a binocular parallax technique or an autostereoscopic technique.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 배리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.The binocular parallax method uses a parallax image of the left and right eyes with a large stereoscopic effect, and there are glasses and no glasses, both of which are put to practical use. The spectacle method displays a polarization direction of the left and right parallax images on a direct-view display device or a projector by changing the polarization direction or time division method, and realizes a stereoscopic image using polarized glasses or liquid crystal shutter glasses. In the autostereoscopic method, an optical plate such as a parallax barrier for separating an optical axis of a left and right parallax image is generally provided in front of or behind a display screen.
도 1은 종래 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.1 illustrates a conventional stereoscopic image display device.
도 1을 참조하면, 안경방식의 입체영상 표시장치(100)는 TFT 어레이를 포함하는 하부 기판(110), 컬러필터(130) 및 블랙 매트릭스(140)를 포함하는 상부 기판(120), 상부 기판(120)과 하부 기판(110) 사이에 개재된 액정층(150)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the stereoscopic
그리고, 상부 기판(120) 상에는 상부 편광판(160a)이 위치하고, 하부 기판(110)의 하부에는 하부 편광판(160b)이 위치하여 광을 편광한다. 상부 편광판(160a) 상에 패턴드 리타더(170)가 위치하고, 패턴드 리타더(170) 상에 표면처리된 필름(180)이 위치하여 구성된다.The
이와 같이 구성된 안경방식의 입체영상 표시장치(100)는 좌안 이미지와 우안 이미지를 교대로 표시하고 패턴 리타더(170)를 통해 편광 안경에 입사되는 편광특성을 절환한다. 이를 통해, 안경방식은 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분할하여 입체 영상을 구현할 수 있다. The stereoscopic
그러나, 입체영상 표시장치는 입체영상 구현시, 블랙 매트릭스의 크기, 컬러필터와 패턴드 리타더 사이의 거리에 의해 상하 시야각이 결정된다. 종래 입체영상 표시장치는 컬러필터와 패턴드 리타더 사이에 상부 기판과 편광판이 위치하게 되어 이들을 박형화하여도 상하 시야각이 협소한 문제점이 있다.
However, in the stereoscopic image display device, the upper and lower viewing angles are determined by the size of the black matrix and the distance between the color filter and the patterned retarder. In the conventional stereoscopic image display apparatus, the upper substrate and the polarizing plate are positioned between the color filter and the patterned retarder, so that the vertical viewing angle is narrow even when the upper substrate and the polarizer are thinned.
본 발명은 편광판 및 패턴드 리타더를 기판 내에 형성함으로써, 상하 시야각을 향상시킬 수 있는 입체영상 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a stereoscopic image display device and a method of manufacturing the same, which can improve the vertical viewing angle by forming a polarizing plate and a patterned retarder in a substrate.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 TFT 어레이를 포함하는 하부 기판, 상기 하부 기판 상에 위치하는 액정층, 상기 액정층 상에 위치하는 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 위치하는 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 위치하는 편광판, 상기 편광판 상에 위치하는 패턴드 리타더 및 상기 패턴드 리타더 상에 위치하는 상부 기판을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention is a lower substrate including a TFT array, a liquid crystal layer located on the lower substrate, an overcoat layer located on the liquid crystal layer, The color filter layer may be disposed on an overcoat layer, the polarizer may be disposed on the color filter layer, the patterned retarder may be disposed on the polarizer, and the upper substrate may be disposed on the patterned retarder.
상기 컬러필터층은 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.The color filter layer may include a black matrix.
상기 편광판은 와이어 그리드 타입 또는 게스트-호스트 타입일 수 있다.The polarizer may be a wire grid type or a guest-host type.
상기 패턴드 리타더는 반응성 액정(reactive mesogen)을 포함할 수 있다.The patterned retarder may include a reactive mesogen.
상기 패턴드 리타더는 광축이 서로 직교하는 제 1 리타더 패턴들과 제 2 리타더 패턴들을 구비하며, 상기 편광판을 투과한 좌안 이미지의 빛을 제 1 편광으로 변환하고 우안 이미지의 빛을 제 2 편광으로 변환할 수 있다.The patterned retarder includes first retarder patterns and second retarder patterns having optical axes orthogonal to each other, and converts light of a left eye image transmitted through the polarizer into first polarized light and converts light of a right eye image into a second polarizer. Can be converted to polarized light.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 TFT 어레이를 포함하는 하부 기판, 상기 하부 기판 상에 위치하는 액정층, 상기 액정층 상에 위치하는 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 위치하는 편광판, 상기 편광판 상에 위치하는 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 위치하는 패턴드 리타더 및 상기 패턴드 리타더 상에 위치하는 상부 기판을 포함할 수 있다.In addition, the stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention is a lower substrate including a TFT array, a liquid crystal layer positioned on the lower substrate, an overcoat layer located on the liquid crystal layer, the overcoat layer The polarizing plate may include a color filter layer on the polarizing plate, a patterned retarder on the color filter layer, and an upper substrate on the patterned retarder.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 TFT 어레이를 포함하는 하부 기판, 상기 하부 기판 상에 위치하는 액정층, 상기 액정층 상에 위치하는 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 위치하는 편광판, 상기 편광판 상에 위치하는 패턴드 리타더, 상기 패턴드 리타더 상에 위치하는 컬러필터층 및 상기 컬러필터층 상에 위치하는 상부 기판을 포함할 수 있다.In addition, the stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention is a lower substrate including a TFT array, a liquid crystal layer positioned on the lower substrate, an overcoat layer located on the liquid crystal layer, the overcoat layer The polarizing plate may include a patterned retarder positioned on the polarizing plate, a color filter layer positioned on the patterned retarder, and an upper substrate positioned on the color filter layer.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 제조방법은 TFT 어레이를 포함하는 하부 기판을 형성하는 단계, 상부 기판 상에 패턴드 리타더를 형성하는 단계, 상기 패턴드 리타더 상에 편광판을 형성하는 단계, 상기 편광판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계, 상기 컬러필터층 상에 오버코트층을 형성하는 단계 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 합착하여 액정층을 개재하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a lower substrate including a TFT array, forming a patterned retarder on the upper substrate, on the patterned retarder Forming a polarizing plate, forming a color filter layer on the polarizing plate, forming an overcoat layer on the color filter layer, and bonding the lower substrate and the upper substrate to interpose a liquid crystal layer. have.
상기 편광판은 와이어 그리드 타입 또는 게스트-호스트 타입으로 형성할 수 있다.The polarizing plate may be formed in a wire grid type or a guest-host type.
상기 패턴드 리타더는 반응성 액정(reactive mesogen)을 도포하고, 편광 UV를 조사하여 배향할 수 있다.
The patterned retarder may be aligned by coating a reactive mesogen and irradiating polarized UV.
본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 액정층과 상부 기판 사이에 편광판과 패턴드 리타더를 형성함으로써, 컬러필터층과 패턴드 리타더 사이의 거리를 줄일 수 있다. 이에 따라, 컬러필터층으로부터 패턴드 리타더를 투과하는 광의 각이 커질 수 있어, 입체영상 표시장치의 상하 시야각을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. In the stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention, the distance between the color filter layer and the patterned retarder may be reduced by forming a polarizer and a patterned retarder between the liquid crystal layer and the upper substrate. Accordingly, the angle of the light passing through the patterned retarder from the color filter layer may be increased, and the vertical viewing angle of the stereoscopic image display device may be improved.
또한, 컬러필터층과 패턴드 리타더 사이의 거리가 감소함으로써, 크로스 토크가 발생할 여지를 줄임으로써, 블랙 매트릭스의 폭을 매우 작게 형성할 수 있다. 이에 따라, 블랙 매트릭스의 폭이 작아짐으로써, 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
Further, by reducing the distance between the color filter layer and the patterned retarder, it is possible to form a very small width of the black matrix by reducing the possibility of cross talk. As a result, the width of the black matrix is reduced, which has the advantage of improving the aperture ratio of the display device.
도 1은 종래 입체영상 표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면.
도 4a, 도 4b 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면.
도 8은 종래 입체영상 표시장치와 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 패턴드 리타더를 나타낸 사진.
도 10은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 좌원과 우원 편광을 나타낸 사진.1 is a view showing a conventional stereoscopic image display device.
2 is a view showing a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention.
4A, 4B, and 5 are views illustrating a manufacturing method of a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention for each process.
6 illustrates a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention.
7 illustrates a stereoscopic image display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
8 is a view showing a conventional stereoscopic image display device and a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention.
9 is a photograph showing a patterned retarder of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a photograph showing a left circle and a right circle polarization of a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention; FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a stereoscopic image display device according to an exemplary embodiment.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체영상 표시장치(200)는 표시패널(210), 제 1 편광판(230), 패턴드 리타더(250) 및 편광 안경(280)을 구비한다. Referring to FIG. 2, the stereoscopic
표시패널(210)은 액정표시패널 뿐만 아니라 전계 방출 표시소자(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL) 등의 다른 평판 표시소자로 표시패널로도 구현될 수 있다. The
표시패널(210)을 액정표시패널로 구현하는 경우에, 입체영상 표시장치(200)는 표시패널(210) 하부에 배치되는 백라이트 유닛과, 표시패널(210)과 백라이트 유닛 사이에 배치되는 제 2 편광판을 더 구비한다. 패턴드 리타더(250) 및 편광 안경(280)은 입체 영상 구동소자로서 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분리하여 양안 시차를 구현한다.When the
표시패널(210)은 두 장의 유리기판들과, 이들 사이에 협지된 액정층을 갖는다. 하부 기판에는 TFT 어레이(Thin Film Transistor Array)가 형성된다. TFT 어레이는 R, G 및 B 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터 라인들, 데이터 라인들과 교차되어 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)가 공급되는 다수의 게이트 라인들(또는 스캔 라인들), 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 및 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다. The
상부 기판에는 컬러필터 어레이(Color Filter Array)가 형성된다. 컬러필터 어레이는 블랙 매트릭스, 컬러필터 등을 포함한다. 화소 전극과 대향하여 전계를 형성하는 공통 전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 상부 유리기판에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소 전극과 함께 하부 기판에 형성된다. A color filter array is formed on the upper substrate. The color filter array includes a black matrix, a color filter, and the like. The common electrode forming an electric field facing the pixel electrode is formed on the upper glass substrate in a vertical electric field driving method such as twisted nematic (TN) mode and vertical alignment (VA) mode, and is in the in plane switching (IPS) mode and the FFS (Fringe). It is formed on the lower substrate together with the pixel electrode in a horizontal electric field driving method such as a field switching mode.
상부 기판에는 제 1 편광판(230)이 부착되고 하부 기판에는 제 2 편광판이 부착된다. 유리기판들에는 액정층과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성되고, 유리기판들 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.The
이러한 표시패널(210)에는 좌안 이미지(L)와 우안 이미지(R)가 라인 바이 라인(Line by line) 형태로 교대로 표시된다.The left eye image L and the right eye image R are alternately displayed in the form of a line by line in the
상부 편광판(230)은 표시패널(210)의 상부 기판 상에 부착되는 검광자(Analyzer)로써 표시패널(210)의 액정층을 투과하여 입사되는 빛에서 특정 선편광만을 투과시킨다.The
패턴드 리타더(250)는 서로 라인 바이 라인 형태로 교대로 배치된 제 1 리타더 패턴들과 제 2 리타더 패턴들을 구비한다. 리타더 패턴들은 편광판(230)의 흡수축과 (+)45도 및 (-)45도를 이루도록 라인 바이 라인 형태로 배치됨이 바람직하다. The patterned
리타더 패턴들 각각은 복굴절 매질(birefringence medium)을 이용하여 광의 위상을 λ(파장)/4 만큼 지연시킨다. 제 1 리타더 패턴의 광축과 제 2 리타더 패턴의 광축은 서로 직교된다. Each of the retarder patterns uses a birefringence medium to delay the phase of the light by λ (wavelength) / 4. The optical axis of the first retarder pattern and the optical axis of the second retarder pattern are perpendicular to each other.
따라서, 제 1 리타더 패턴은 표시패널(210)에서 좌안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 좌안 이미지의 빛을 제 1 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 제 2 리타더 패턴은 표시패널(210)에서 우안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 우안 이미지의 빛을 제 2 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. Therefore, the first retarder pattern is disposed to face the line on which the left eye image is displayed on the
일 예로 제 1 리타더 패턴은 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 제 2 리타더 패턴은 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다. For example, the first retarder pattern may be implemented as a polarization filter that transmits left circularly polarized light, and the second retarder pattern may be implemented as a polarization filter that transmits right circularly polarized light.
편광 안경(280)의 좌안에는 제 1 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 접착되고, 편광 안경(280)의 우안에는 제 2 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 접착된다. 따라서, 편광 안경(280)을 착용한 관찰자는 좌안으로 좌안 이미지만을 보게 되고, 우안으로 우안 이미지만을 보게 되어 표시패널(210)에 표시된 영상을 입체 영상으로 느끼게 된다. A polarizing film for passing only the first polarization component is adhered to the left eye of the
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 구성요소에 대한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.3 is a diagram illustrating a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention. In the following descriptions overlapping with the description of the above-described components will be omitted.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치(300)는 TFT 어레이를 포함하는 하부 기판(310), 상기 하부 기판(310) 상에 위치하는 액정층(320), 상기 액정층(320) 상에 위치하는 오버코트층(330), 상기 오버코트층(330) 상에 위치하는 컬러필터층(340), 상기 컬러필터층(340) 상에 위치하는 상부 편광판(350a), 상기 상부 편광판(350a) 상에 위치하는 패턴드 리타더(360) 및 상기 패턴드 리타더(360) 상에 위치하는 상부 기판(380)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the stereoscopic
상기 패턴드 리타더(360)는 전술한 바와 같이, 좌안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 좌안 이미지의 빛을 제 1 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환하고, 우안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 우안 이미지의 빛을 제 2 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 일 예로 패턴드 리타더(360)는 좌원편광을 투과하는 편광필터 및 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다. As described above, the patterned
또한, 패턴드 리타더(360)는 반응성 액정(reactive mejogen)이 특정 방향으로 배향된 것으로 이루어질 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.In addition, the patterned
상기 하부 기판(310)의 하부에는 하부 편광판(350b)을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 편광판(350a) 및 하부 편광판(350b)은 배향된 이색성 물질 또는 배향된 고분자 사슬 자체의 공액 구조에 의하여 비편광 상태인 백색광의 어느 한 성분은 흡수하고, 그와 직각인 다른 성분은 투과시키는 역할을 한다. A
상부 편광판(350a) 및 하부 편광판(350b)으로는 예를 들어 요오드계 편광 필름, 염료계 편광 필름 및 폴리엔계 편광 필름등을 사용할 수 있다. 요오드계 편광 필름은 요오드 이온 사슬(polyiodide)이 연신 배향된 폴리비닐알콜(PolyVinyl Alcohol; PVA) 사슬에 의하여 배향됨으로써 편광성을 나타내며, 염료계 편광 필름도 역시 이색성 염료가 연신 배향된 PVA 사슬에 의하여 배향됨으로써 편광성을 나타내게 된다. 한편 폴리엔계 편광 필름은 PVA 필름의 탈수반응 또는 PVC 필름의 탈염산 반응에 의해 폴리엔을 형성시켜 편광성을 나타낸다. As the upper
상부 편광판(350a) 및 하부 편광판(350b)은 흡수축과 편광축을 구비하는데, 흡수축은 요오드 이온 사슬이 연신 배향된 축으로서, 임의의 방향으로 진동하는 빛의 수직한 두개의 성분 중 한쪽 성분이 상부 편광판(350a) 및 하부 편광판(350b)의 전자와 상호 작용하여 빛의 전기적 에너지가 전자의 에너지로 바뀌는 과정에서 빛의 성분을 소멸시키는 축이다. 편광축은 이러한 흡수축에 수직인 축으로서, 편광축 방향으로 진동하는 빛을 투과시킨다.The
또한, 상부 편광판(350a) 및 하부 편광판(350b)은 와이어 그리드 타입 또는 반응성 액정 타입으로 이루어질 수도 있다. 이에 대한 설명은 후술하는 제조방법에서 자세히 설명하기로 한다.In addition, the
상기 컬러필터층(340)은 백라이트 유닛에서 출사되어 액정층(320)을 투과한 광을 적색, 녹색 및 청색으로 변환하는 역할을 한다. 그리고, 컬러필터층(340)은 블랙 매트릭스(345)가 각각 위치하여, 좌안 이미지와 우안 이미지를 구분하는 역할을 한다.The
상기 오버코트층(330)은 상기 컬러필터층(340)의 단차를 줄이고 컬러필터층(340)을 보호하는 역할을 한다.The
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치(300)는 상부 기판(380)과 액정층(320) 사이에 편광판(350a) 및 패턴드 리타더(360)가 위치함으로써, 컬러필터층(340)과 패턴드 리타더(360) 사이의 거리를 줄일 수 있다.In the stereoscopic
이에 따라, 컬러필터층(340)으로부터 패턴드 리타더(360)를 투과하는 광의 각이 커질 수 있어, 입체영상 표시장치의 상하 시야각을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Accordingly, the angle of the light passing through the patterned
도 4a, 도 4b 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이다. 하기 제 1 실시 예에서는 두 가지 방법으로 패턴드 리타더를 형성할 수 있다. 4A, 4B, and 5 are diagrams illustrating a method of manufacturing a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention, by process. In the following first embodiment, the patterned retarder may be formed by two methods.
먼저, 도 4a의 (a)를 참조하면, 상부 기판(380) 상에 반응성 액정(361)을 도포한다. 반응성 액정(361)은 복굴절 특성을 가지면서 얇고 코팅이 가능한 물질로, 자외선에 반응할 수 있는 아크릴 반응기를 가진 물질이다.First, referring to FIG. 4A, a reactive
상기 반응성 액정(361)을 유기용매에 녹여 상기 상부 기판(380) 상에 코팅한다. 이어, 120도의 온도에서 3분간 건조하여 유기용매를 제거한다.The reactive
이어, 도 4a의 (b)를 참조하면, 마스크(369)를 이용하여 원하는 영역에 편광 자외선(UV)을 조사하고 이를 소성하여 제 1 패턴드 리타더(363)를 형성한다. 편광 자외선이 조사된 반응성 액정(361)은 UV 중합을 통해 이방성의 고체 상을 형성하게 되어 특정 방향으로 배향이 이루어진다. 이 때, 상기 제 1 패턴드 리타더(363)의 배향은 추후 형성되는 편광판의 흡수축과 (+)45도를 이루도록 형성한다.Next, referring to FIG. 4A (b), a polarized ultraviolet light (UV) is irradiated to a desired area using a
다음, 도 4a의 (c)를 참조하면, 마스크(369)를 이용하여 상기 제 1 패턴드 리타더(363) 이외의 영역에 편광 자외선을 조사하여 제 2 패턴드 리타더(364)를 형성한다. 이 때, 상기 제 2 패턴드 리타더(364)의 배향은 추후 형성되는 편광판의 흡수축과 (-)45도를 이루도록 형성한다.Next, referring to FIG. 4A (c), a polarized ultraviolet ray is irradiated to a region other than the first
한편, 상기 패턴드 리타더(360)는 다음과 같은 방법으로도 형성할 수 있다.On the other hand, the patterned
도 4b의 (a)를 참조하면, 상부 기판(380) 상에 배향막(362)을 형성한다. 이어, 도 4b의 (b) 및 (c)를 참조하면, 마스크(369)를 이용하여 편광 자외선(UV)을 조사하여 일 방향으로 배향된 제 1 배향막(362a)을 형성한다. 제 1 배향막(362a)의 배향은 추후 형성되는 편광판의 흡수축과 (+)45도를 이루도록 형성한다.Referring to FIG. 4B (a), an
이어, 상기 제 1 배향막(362a)이 형성된 영역을 마스크(369)로 가린 후 또 다른 편광 자외선(UV)을 조사하여 다른 방향으로 배향된 제 2 배향막(362b)을 형성한다. 제 2 배향막(362b)의 배향은 추후 형성되는 편광판의 흡수축과 (-)45도를 이루도록 형성한다.Subsequently, the region in which the
다음, 도 4b의 (d)를 참조하면, 상기 배향막(362) 상에 반응성 액정(361)을 도포한다. 반응성 액정(361)은 복굴절 특성을 가지면서 얇고 코팅이 가능한 물질로, 앞서 서술한 도 4a의 공정에서 사용된 액정과는 달리, 아크릴 반응기를 가지지 않은 일반 액정일 수 있다.Next, referring to FIG. 4B (d), a reactive
보다 자세하게는, 상기 반응성 액정(361)을 유기용매에 녹여 상기 상부 기판(380) 상에 코팅한다. 이어, 120도의 온도에서 3분간 건조하여 유기용매를 제거한다. 이때, 반응성 액정(361)은 상기 배향막(362)의 배향된 방향으로 각각 배열된다. 그리고, 상기 반응성 액정(361)에 편광되지 않은 UV를 조사하여 상기 반응성 액정(361)을 경화함으로써, 제 1 패턴드 리타더(363) 및 제 2 패턴드 리타더(364)로 이루어지는 패턴드 리타더(360)가 형성된다. In more detail, the reactive
이 때, 상기 제 1 패턴드 리타더(363)의 배향은 하부의 제 1 배향막(362a)의 배향과 동일하게 배향되고, 제 2 패턴드 리타더(364)의 배향은 하부의 제 2 배향막(362b)의 배향과 동일하게 배향된다.In this case, the first
상기와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에서는 2 가지 방법으로 패턴드 리타더(360)를 형성할 수 있다. 이하, 개시하는 후속 공정은 상기 2 가지 방법 중 어느 하나의 공정을 적용하여 패턴드 리타더(360)를 형성한 후 동일하게 수행된다. 하기에서는 도 4a의 공정을 계속 이어 설명하기로 한다.As described above, in the first embodiment of the present invention, the patterned
이어, 도 4a의 (d)를 참조하면, 상기 제 1 패턴드 리타더(363) 및 제 2 패턴드 리타더(364)를 포함하는 패턴드 리타더(360) 상에 상부 편광판(350a)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 4A, the
상부 편광판(350a)은 게스트-호스트 타입으로 형성한다. 게스트-호스트 타입의 편광판은 호스트인 반응성 액정에 게스트인 R/G/B Dye가 혼합된 혼합물로 하부의 배향막에 의해 반응성 액정이 배향됨에 따라 R/G/B Dye가 정렬되어 이방성을 유도하게 된다. 따라서, 상부 편광판(350a)의 하부에 배향막이 더 포함될 수도 있다. 이 때, 상부 편광판(350a)은 120 내지 140nm의 위상차값을 가지도록 형성한다.The
다음, 도 4a의 (e)를 참조하면, 상기 상부 편광판(350a) 상에 블랙 매트릭스(345)를 포함하는 컬러필터층(340)을 형성하고, 상기 컬러필터층(340) 상에 오버코트층(330)을 형성한다.Next, referring to FIG. 4A (e), a
여기서, 컬러필터층(340)과 패턴드 리타더(360) 사이의 거리가 감소함으로써, 크로스 토크가 발생할 여지가 없어 상기 블랙 매트릭스(345)는 폭을 매우 작게 형성할 수 있다. 이에 따라, 블랙 매트릭스(345)의 폭이 작아짐으로써, 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Here, since the distance between the
이어, 전술한 도 3을 참조하면, 하부 기판(310)의 일면에 하부 편광판(350b)을 형성하고 앞에서 제조된 상부 기판(380)과 합착하면서 액정층(320)을 개재하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 제조한다.Subsequently, referring to FIG. 3, the first
한편, 상기 도 4a 및 도 4b에서는 상부 편광판(350a)으로 게스트-호스트 타입을 예로 설명하였지만, 이와는 달리 와이어 그리드 타입으로도 형성할 수 있다.Meanwhile, although the guest-host type is described as the
도 5의 (a)를 참조하면, 전술한 도 4a의 (c)까지의 공정을 동일하게 수행하여 패턴드 리타더(360)를 형성한 후, 상기 패턴드 리타더(360) 상에 고분자 수지를 도포하고 임프린트(imprint)하여 나노 패턴(351)을 형성한다.Referring to FIG. 5A, after the same process as described above with reference to FIG. 4A (C) is performed to form the patterned
이어, 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 나노 패턴(351) 상에 금속을 증착하여 패터닝하여 와이어 그리드 타입의 상부 편광판(350a)을 형성한다. 이 때, 상기 금속으로는 알루미늄(Al)을 사용함이 바람직하다.Subsequently, referring to FIG. 5B, a metal is deposited and patterned on the
여기서, 상기 나노 패턴(351) 간의 피치(d)는 150nm 미만이고, 상기 나노 패턴(351) 간의 피치(d)/상기 금속들 사이의 피치(d1)은 0.2 내지 0.8의 값을 가질 수 있다.Here, the pitch d between the
이어, 도 5의 (c)를 참조하면, 상기 상부 편광판(350a) 상에 제 1 오버코트층(330a)을 형성하여 상부 편광판(350a)을 보호한다. 그리고, 도 5의 (d)를 참조하면, 상기 제 1 오버코트층(330a) 상에 블랙 매트릭스(345)를 포함하는 컬러필터층(340)을 형성하고, 제 2 오버코트층(330b)을 형성한다.Next, referring to FIG. 5C, a
상기와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 제조방법은 다양한 구조의 편광판 및 패턴드 리타더를 형성할 수 있다. 그리고, 액정층과 상부 기판 사이에 편광판과 패턴드 리타더를 형성함으로써, 컬러필터층과 패턴드 리타더 사이의 거리를 줄일 수 있다.As described above, the manufacturing method of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention can form a polarizing plate and a patterned retarder of various structures. In addition, by forming the polarizing plate and the patterned retarder between the liquid crystal layer and the upper substrate, the distance between the color filter layer and the patterned retarder can be reduced.
이에 따라, 컬러필터층으로부터 패턴드 리타더를 투과하는 광의 각이 커질 수 있어, 입체영상 표시장치의 상하 시야각을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Accordingly, the angle of the light passing through the patterned retarder from the color filter layer may be increased, and the vertical viewing angle of the stereoscopic image display device may be improved.
또한, 컬러필터층과 패턴드 리타더 사이의 거리가 감소함으로써, 크로스 토크가 발생할 여지가 없어 상기 블랙 매트릭스의 폭을 매우 작게 형성할 수 있다. 이에 따라, 블랙 매트릭스의 폭이 작아짐으로써, 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, since the distance between the color filter layer and the patterned retarder is reduced, there is no possibility of cross talk and thus the width of the black matrix can be formed to be very small. As a result, the width of the black matrix is reduced, which has the advantage of improving the aperture ratio of the display device.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제 1 실시 예와 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 붙여 설명함으로써 중복되는 설명을 생략하기로 한다.6 is a view showing a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention, Figure 7 is a view showing a stereoscopic image display device according to a third embodiment of the present invention. In the following description, the same components as in the above-described first embodiment will be described with the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 입체영상 표시장치(300)는 TFT 어레이를 포함하는 하부 기판(310), 상기 하부 기판(310) 상에 위치하는 액정층(320), 상기 액정층(320) 상에 위치하는 오버코트층(330), 상기 오버코트층(330) 상에 위치하는 편광판(350a), 상기 편광판(350a) 상에 위치하는 컬러필터층(340), 상기 컬러필터층(340) 상에 위치하는 패턴드 리타더(360) 및 상기 패턴드 리타더(360) 상에 위치하는 상부 기판(380)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the stereoscopic
전술한 제 2 실시 예에 따른 입체영상 표시장치(300)는 앞서 서술한 제 1 실시 예에서 컬러필터층(340)과 상부 편광판(350a)의 위치가 서로 바뀐 구조이다. 즉, 액정층(320)을 투과한 광이 상부 편광판(350a)에서 편광되고 그 다음에 패턴드 리타더(360)에서 좌원 편광 및 우원 편광되기만 하면, 컬러필터층(340)과 상부 편광판(350a)의 위치가 바뀔 수 있다.The stereoscopic
따라서, 제 2 실시 예에서는 액정층(320)에서부터 오버코트층(330), 상부 편광판(350a), 컬러필터층(340), 패턴드 리타더(360)의 순서로 위치할 수 있다.Therefore, in the second embodiment, the
이와 마찬가지로, 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 입체영상 표시장치(300)는 전술한 제 2 실시 예에서 패턴드 리타더(360)와 컬러필터층(340)의 위치가 서로 바뀐 구조로 이루어질 수도 있다.Similarly, referring to FIG. 7, in the stereoscopic
도 8은 종래 입체영상 표시장치와 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 패턴드 리타더를 나타낸 사진이고, 도 10은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치의 좌원과 우원 편광을 나타낸 사진이다.8 is a diagram illustrating a conventional stereoscopic image display device and a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 9 illustrates a patterned retarder of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention. 10 is a photograph showing a left circle and a right circle polarization of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 종래 입체영상 표시장치는 컬러필터층(340)과 패턴드 리타더(360) 사이의 거리가 상부 기판(380)의 두께 0.7mm와 상부 편광판(350a)의 두께 0.175mm의 합인 0.875mm로 나타난다.Referring to FIG. 8, as shown in FIG. 8A, the distance between the
반면, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 컬러필터층(340)과 패턴드 리타더(360) 사이의 거리가 상부 편광판(350a)의 두께인 0.002mm로 나타나는 것을 알 수 있다.On the other hand, as shown in (b) of FIG. 8, in the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention, the distance between the
이에 따라, 종래 입체영상 표시장치는 상하 시야각이 26도이지만, 본 발명의 입체영상 표시장치의 상하 시야각은 178도로 매우 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 종래 입체영상 표시장치는 크로스 토크를 방지하기 위해 블랙 매트릭스의 폭이 240㎛이지만, 본 발명의 입체영상 표시장치는 블랙 매트릭스의 폭이 52㎛로 현저하게 감소하였다. Accordingly, while the stereoscopic image display device has a vertical viewing angle of 26 degrees, the vertical viewing angle of the stereoscopic image display device of the present invention is very excellent at 178 degrees. In addition, in the conventional stereoscopic image display device, the width of the black matrix is 240 μm in order to prevent crosstalk. However, the stereoscopic image display device of the present invention significantly reduces the width of the black matrix to 52 μm.
그리고, 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 제조된 입체영상 표시장치의 좌원 편광 부분인 제 1 패턴드 리타더가 178.2㎛이고, 우원 편광 부분인 제 2 패턴드 리타더가 176.1㎛로 형성된 것을 알 수 있다. 그리고, 제 1 패턴드 리타더와 제 2 패턴드 리타더가 오버랩된 부분이 2㎛로 나타난 것을 알 수 있다.And, referring to FIG. 9, the first patterned retarder that is the left circularly polarized portion of the stereoscopic image display device manufactured according to the first embodiment of the present invention is 178.2 μm, and the second patterned retarder that is the right circularly polarized portion is It can be seen that it is formed to 176.1㎛. In addition, it can be seen that the overlapped portion of the first patterned retarder and the second patterned retarder is represented by 2 μm.
또한, 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 제조된 입체영상 표시장치의 좌원 편광과 우원 편광이 구현되는 것을 확인할 수 있었다.In addition, referring to FIG. 10, it was confirmed that left circle polarization and right circle polarization of the stereoscopic image display device manufactured according to the first embodiment of the present invention are implemented.
상기와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 입체영상 표시장치는 액정층과 상부 기판 사이에 편광판과 패턴드 리타더를 형성함으로써, 컬러필터층과 패턴드 리타더 사이의 거리를 줄일 수 있다. 이에 따라, 컬러필터층으로부터 패턴드 리타더를 투과하는 광의 각이 커질 수 있어, 입체영상 표시장치의 상하 시야각을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, in the stereoscopic image display device according to the embodiment of the present invention, the distance between the color filter layer and the patterned retarder may be reduced by forming the polarizing plate and the patterned retarder between the liquid crystal layer and the upper substrate. Accordingly, the angle of the light passing through the patterned retarder from the color filter layer may be increased, and the vertical viewing angle of the stereoscopic image display device may be improved.
또한, 컬러필터층과 패턴드 리타더 사이의 거리가 감소함으로써, 크로스 토크가 발생할 여지를 줄임으로써, 블랙 매트릭스의 폭을 매우 작게 형성할 수 있다. 이에 따라, 블랙 매트릭스의 폭이 작아짐으로써, 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Further, by reducing the distance between the color filter layer and the patterned retarder, it is possible to form a very small width of the black matrix by reducing the possibility of cross talk. As a result, the width of the black matrix is reduced, which has the advantage of improving the aperture ratio of the display device.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all aspects. In addition, the scope of the present invention is shown by the claims below, rather than the above detailed description. Also, it is to be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 하부 기판 상에 위치하는 액정층;
상기 액정층 상에 위치하는 오버코트층;
상기 오버코트층 상에 위치하는 컬러필터층;
상기 컬러필터층 상에 위치하는 편광판;
상기 편광판 상에 위치하는 패턴드 리타더; 및
상기 패턴드 리타더 상에 위치하는 상부 기판을 포함하는 입체영상 표시장치.
A lower substrate comprising a TFT array;
A liquid crystal layer positioned on the lower substrate;
An overcoat layer positioned on the liquid crystal layer;
A color filter layer on the overcoat layer;
A polarizer disposed on the color filter layer;
A patterned retarder positioned on the polarizer; And
And a top substrate positioned on the patterned retarder.
상기 컬러필터층은 블랙 매트릭스를 포함하는 입체영상 표시장치.
The method of claim 1,
And the color filter layer comprises a black matrix.
상기 편광판은 와이어 그리드 타입 또는 게스트-호스트 타입인 입체영상 표시장치.
The method of claim 1,
The polarizing plate is a wire grid type or guest-host type stereoscopic image display device.
상기 패턴드 리타더는 반응성 액정(reactive mesogen)을 포함하는 입체영상 표시장치.
The method of claim 1,
The patterned retarder may include a reactive liquid crystal (reactive mesogen).
상기 패턴드 리타더는 광축이 서로 직교하는 제 1 리타더 패턴들과 제 2 리타더 패턴들을 구비하며, 상기 편광판을 투과한 좌안 이미지의 빛을 제 1 편광으로 변환하고 우안 이미지의 빛을 제 2 편광으로 변환하는 입체영상 표시장치.
The method of claim 1,
The patterned retarder includes first retarder patterns and second retarder patterns having optical axes orthogonal to each other, and converts light of a left eye image transmitted through the polarizer into first polarized light and converts light of a right eye image into a second polarizer. Stereoscopic image display that converts to polarized light.
상기 하부 기판 상에 위치하는 액정층;
상기 액정층 상에 위치하는 오버코트층;
상기 오버코트층 상에 위치하는 편광판;
상기 편광판 상에 위치하는 컬러필터층;
상기 컬러필터층 상에 위치하는 패턴드 리타더; 및
상기 패턴드 리타더 상에 위치하는 상부 기판을 포함하는 입체영상 표시장치.
A lower substrate comprising a TFT array;
A liquid crystal layer positioned on the lower substrate;
An overcoat layer positioned on the liquid crystal layer;
A polarizer disposed on the overcoat layer;
A color filter layer on the polarizer;
A patterned retarder positioned on the color filter layer; And
And a top substrate positioned on the patterned retarder.
상기 하부 기판 상에 위치하는 액정층;
상기 액정층 상에 위치하는 오버코트층;
상기 오버코트층 상에 위치하는 편광판;
상기 편광판 상에 위치하는 패턴드 리타더;
상기 패턴드 리타더 상에 위치하는 컬러필터층; 및
상기 컬러필터층 상에 위치하는 상부 기판을 포함하는 입체영상 표시장치.
A lower substrate comprising a TFT array;
A liquid crystal layer positioned on the lower substrate;
An overcoat layer positioned on the liquid crystal layer;
A polarizer disposed on the overcoat layer;
A patterned retarder positioned on the polarizer;
A color filter layer on the patterned retarder; And
And a top substrate positioned on the color filter layer.
상부 기판 상에 패턴드 리타더를 형성하는 단계;
상기 패턴드 리타더 상에 편광판을 형성하는 단계;
상기 편광판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계;
상기 컬러필터층 상에 오버코트층을 형성하는 단계; 및
상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 합착하여 액정층을 개재하는 단계를 포함하는 입체영상 표시장치의 제조방법.
Forming a lower substrate comprising a TFT array;
Forming a patterned retarder on the upper substrate;
Forming a polarizer on the patterned retarder;
Forming a color filter layer on the polarizer;
Forming an overcoat layer on the color filter layer; And
And attaching the lower substrate and the upper substrate to interpose a liquid crystal layer.
상기 편광판은 와이어 그리드 타입 또는 게스트-호스트 타입으로 형성하는 입체영상 표시장치의 제조방법.
The method of claim 8,
The polarizing plate is a wire grid type or guest-host type manufacturing method of the stereoscopic image display device.
상기 패턴드 리타더는 반응성 액정(reactive mesogen)을 도포하고, 편광 UV를 조사하여 배향하는 입체영상 표시장치의 제조방법.The method of claim 9,
The patterned retarder is a method of manufacturing a stereoscopic image display device to apply a reactive liquid crystal (reactive mesogen), and to orient by irradiating polarized UV.
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