KR20120091646A - 프레넬 렌즈 구조체 및 이를 이용한 2ｄ/3ｄ 전환 영상표시장치 - Google Patents

프레넬 렌즈 구조체 및 이를 이용한 2ｄ/3ｄ 전환 영상표시장치 Download PDF

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KR20120091646A
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fresnel lens
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planarization layer
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KR1020110011537A
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배성학
박광승
한상철
박병수
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 프레넬 렌즈 구조체에 관한 것으로, 프레넬 렌즈층; 및 상기 프레넬 렌즈층 상에 위치하는 평탄화층을 포함하며, 상기 프레넬 렌즈층 및 상기 평탄화층 중 어느 하나는 복굴절성 물질로 이루어지며, 나머지 하나는 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률 또는 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 프레넬 렌즈 구조체는 2D/3D 전환하는 구조가 단순하고 그 전환이 용이하며, 2D/3D 전환을 위해 복잡한 장치를 사용하지 않으므로 입체영상표시장치의 구조를 단순화할 수 있고, 프레넬 형상의 렌즈구조체를 사용함으로써 렌티큘러 렌즈에 비해 제작 비용이 절감되는 효과를 갖는다.

Description

프레넬 렌즈 구조체 및 이를 이용한 2Ｄ/3Ｄ 전환 영상표시장치{FRENEL LENS STRUCTURE AND 2D-3D SWITCHABLE AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 프레넬 렌즈 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 2D/3D 전환 영상표시장치용 프레넬 렌즈 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
3차원 입체영상표시장치에는 일반적으로 안경방식과 무안경 방식이 있으며, 안경방식의 경우, 일반적으로 편광 안경 혹은 셔터 안경을 이용하여 입체영상을 구현한다. 이러한 안경방식은 시야각이 넓고, 입체효과가 뛰어나다는 장점이 있으나, 별도의 안경을 구매해야 하며, 안경을 착용해야 하는 번거로움이 있다는 단점이 있다. 특히, 모바일 폰이나 타플렛 PC 등 포터블 기기에 안경방식에 의한 입체영상표시장치를 적용한다면, 입체영상의 시청을 위해 항상 안경을 소지해야 하는 문제가 발생한다.
한편, 무안경 방식의 입체영상표시장치에는, 패럴렉스 배리어 방식과 렌티큘러 렌즈 방식이 있다. 이 중 패럴렉스 배리어 방식의 경우, 표시 패널의 전방에 일정 거리를 두고 배리어 필터를 배치한 후, 시차를 두고 양안에 서로 다른 이미지나 영상을 관찰하게 제어함으로써 이미지나 영상이 입체로 나타나게 하는 시차에 의한 방법으로서 2D/3D 전환이 용이하나 휘도가 1/2로 줄어드는 문제가 발생한다.
렌티큘러 방식은 좌안 영상과 우안 영상의 시역을 분리하기 위해 표시 패널과 관찰자(시청자) 사이에 위치된 렌티큘러 렌즈 어레이를 사용하는 방식으로서, 3D 전환시 휘도가 줄어들지 않는 장점이 있으나 2D/3D 전환이 용이하지 않다는 단점이 있다.
따라서, 안경을 사용하지 않고, 휘도가 줄어들지 않으며, 2D/3D 전환이 용이한 영상표시장치의 개발의 필요성이 증대되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입체영상표시장치에 사용되는, 2D/3D 영상 전환을 가능하게 하는 프레넬 렌즈 구조체 및 그 제조방법, 그 프레넬 렌즈 구조체를 이용한 2D/3D 전환 영상표시장치를 제공한다.
본 발명은 일 측면에서, 프레넬 렌즈층; 및 상기 프레넬 렌즈층 상에 위치하는 평탄화층을 포함하며, 상기 프레넬 렌즈층 및 상기 평탄화층 중 어느 하나가 복굴절성 물질로 이루어지며, 나머지 하나가 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률 또는 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 구조체를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에서, (a) 프레넬 렌즈층을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 프레넬 렌즈층 상에 평탄화층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 프레넬 렌즈층 및 상기 평탄화층 중 어느 하나가 복굴절성 물질로 이루어지며, 나머지 하나가 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률 또는 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 구조체의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 또 다른 측면에서, 표시패널; 상기 표시패널로부터 관찰자 측에 위치하고 전기적 제어에 의해 출력 영상의 편광방향을 제어하는 편광 변환기; 및 상기 편광 변환기로부터 관찰자 측에 위치하고 출력 영상의 편광방향에 따라 입체영상과 평면영상을 전환하는 본 발명에 따른 프레넬 렌즈 구조체를 포함하는 2D/3D 전환 영상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 2D/3D 전환하는 구조가 단순하고 그 전환이 용이하며, 2D/3D 전환을 위해 복잡한 장치를 사용하지 않으므로 입체영상표시장치의 구조를 단순화할 수 있고, 프레넬 형상의 렌즈구조체를 사용함으로써 렌티큘러 렌즈에 비해 제작 비용이 절감되는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2은 본 발명의 다른 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3은 프레넬 렌즈 형상에서 좌안 영상과 우안 영상이 분리되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체를 이용한 2D/3D 전환 영상표시장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체를 이용한 2D/3D 전환 영상표시장치의 구성을 보여주는 도면이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 구현예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 구현예를 가질 수 있으므로 특정 구현예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 동일한 도면부호를 동일한 구성요소에 대해 사용하였다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체의 구조를 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체의 구조를 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 프레넬 렌즈 구조체(10)는 프레넬 렌즈층(11), 평탄화층(12)을 포함한다.
상기 프레넬 렌즈층(11)은 복수 개의 프레넬 렌즈가 평행하게 배치된 형태이다.
본 발명에서 프레넬 렌즈 형상은, 입체영상표시장치에서 좌안, 우안의 영상을 분리하여 입체영상을 구현하는 역할을 한다.
도 3은 프레넬 렌즈 형상에 의해 좌안 영상과 우안 영상이 분리되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하여 프레넬 렌즈 형상이 입체영상을 구현하는 과정을 살펴보면, 단위 프레넬 렌즈의 너비 내에 좌안용 화소 및 우안용 화소를 배치하면, 각각의 화소로부터 빛이 출사되어 프레넬 렌즈의 형상(빛이 출사되는 표시패널 측에서 바라보았을 때, 렌즈의 중앙에서 가장자리로 갈수록 렌즈 표면 곡률이 커지는 형상)에 의해 렌즈의 중앙을 통과하는 빛은 직진하게 되고, 렌즈의 우측 부분(우안용 화소 부분)을 통과하는 빛은 좌측으로 굴절되어 시청자의 우안으로 진행하게 되며, 렌즈의 좌측 부분(좌안용 화소 부분)을 통과하는 빛은 우측으로 굴절되어 시청자의 좌안으로 진행하게 된다. 이렇게 좌안용 화소의 영상과 우안용 화소의 영상이 각기 다른 방향으로 진행하게 되어 분리됨으로써 입체 영상이 구현되게 된다.
한편, 프레넬 렌즈 형상을 입체영상을 구현하는데 사용하면, 렌티큘러 렌즈에 비해 원재료의 사용량이 감소되므로 렌즈 구조체의 제작 비용이 절감되고 그 결과 입체영상 표시장치의 제작 비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 렌티큘러 렌즈에 비해 두께가 얇으므로 입체영상표시장치의 전체 두께가 감소되고, 광손실이 감소되어 휘도가 높아지며, 광효율성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 평탄화층(12)은, 상기 프레넬 렌즈층(11) 상에 위치하며, 상기 프레넬 렌즈 구조체(10)를 평탄한 투명 기재로 만드는 역할을 한다.
한편, 상기 프레넬 렌즈층(11) 및 상기 평탄화층(12) 중 어느 하나는 복굴절성 물질로 이루어지며, 나머지 하나는 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률 또는 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진다. 이는 2D 영상을 구현하는 직선 편광에 대해 상기 프레넬 렌즈층과 상기 평탄화층의 굴절률을 동일하게 하여 프레넬 렌즈 구조체가 평탄한 투명기재로서 작동하게 하고, 3D 영상을 구현하는 직선편광에 대해 상기 프레넬 렌즈층과 상기 평탄화층의 굴절률을 다르게 하여 프레넬 렌즈 구조체가 프레넬 렌즈 스크린으로서 작동하여 입체 영상을 구현하게 하기 위함이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체를 보다 상세히 살펴본다.
도 1을 참조하면, 상기 프레넬 렌즈층(11)은 복굴절성 물질로 이루어지며, 여기서, 복굴절성 물질이란 그 물질을 통과하는 2개의 직교한 직선 편광의 굴절률이 서로 다른 것을 말하며, 상기 2개의 굴절률 중 굴절률이 큰 것을 최고 굴절률이라 하고, 굴절률이 작은 것을 최저 굴절률이라고 할 때, 프레넬 렌즈층(11)을 통과하는 최고 굴절률(n1H)을 가지는 직선 편광과 최저 굴절률(n1L)을 가지는 직선 편광은 서로 수직이다.
여기서, 상기 프레넬 렌즈층(11)을 이루는 복굴절성 물질은 최고 굴절률(n1H)과 최저 굴절률(n1L)의 차이가 0.05 내지 0.3의 범위인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.3 범위인 것이 보다 바람직하며, 0.2 내지 0.3의 범위인 것이 가장 바람직하다. 최고 굴절률(n1H)과 최저 굴절률(n1L)의 차이가 0.05 보다 작은 복굴절성 물질은 존재하나, 그러한 물질로 프레넬 렌즈층이 이루어지면, 입체 영상을 출력하고자 하는 경우 프레넬 렌즈층(11)과 평탄화층(12)의 굴절률 차가 지나치게 작아 프레넬 렌즈 구조체(10)가 평탄한 투명 기재와 같이 작동하여 입체 영상을 제대로 구현할 수가 없고, 최고 굴절률(n1H)과 최저 굴절률(n1L)의 차이가 0.3 보다 큰 복굴절성 물질은 유기물의 경우 존재하지 않으며 무기결정의 경우 존재하나, 필름용으로 사용하기에는 적합하지 않다는 문제가 있다.
또한, 프레넬 렌즈층(11)은 복굴절 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 연신 플라스틱 또는 액정으로 이루어짐이 바람직하고, 그 중에서도 액정을 배향하여 제조함이 가장 바람직하다. 액정을 배향하여 제조된 프레넬 렌즈층(11)이란, 구체적으로 기재 위에 배향막을 입히고, 배향막 상에 액정을 부어 액정을 배향시킨 후 광을 조사하여 경화함으로써 제조된 것이다.
또한, 상기 프레넬 렌즈층(11)을 이루는 단위 프레넬 렌즈는 중심부에 볼록렌즈가 있고, 상기 볼록렌즈의 양측에 복수개의 톱니 형상의 렌즈가 대칭적으로 배치된 형상이 바람직하다.
또한, 상기 프레넬 렌즈층(11)의 단위 프레넬 렌즈의 너비는 100~800㎛인 것이 바람직하며, 입체영상표시장치가 모바일인 경우 100~200㎛ 범위인 것이 가장 바람직하고, 모니터 및 타블렛 퍼스널 컴퓨터인 경우 100~300㎛ 범위인 것이 가장 바람직하고, 텔레비전인 경우 400~800㎛ 범위인 것이 가장 바람직하다. 일반적으로 단위 프레넬 렌즈의 너비는 표시패널의 표시 픽셀의 2개의 크기에 대응되도록 결정되며, 상기 범위는 소형 디스플레이의 표시 픽셀의 크기부터 대형 디스플레이의 표시 픽셀의 크기까지 모두 만족할 수 있는 범위이다.
상기 프레넬 렌즈층(11)의 단위 프레넬 렌즈의 높이는 1~10㎛임이 바람직하다. 단위 프레넬 렌즈의 높이가 1㎛ 미만인 경우 렌즈의 효과를 내기 어려우며, 10㎛를 초과하는 경우 액정 배향이 곤란해지기 때문이다.
상기 프레넬 렌즈층(11)의 단위 프레넬 렌즈의 초점 거리는 100~6000㎛ 범위인 것이 바람직하다. 초점거리가 100㎛ 미만이면 입체영상표시장치에 사용되는 렌즈로서 설계하기가 곤란하고, 6000㎛를 초과하면 시청거리가 4m를 초과하게 되어 실생활에 적용이 어렵게 된다. 여기서, 프레넬 렌즈의 초점거리는 렌즈의 최하단으로부터 빛의 초점이 맺히는 곳까지의 거리를 말한다.
한편, 상기 평탄화층(12)은 상기 프레넬 렌즈층(11)의 최저 굴절률(n1L)과 동일한 굴절률(n2)의 등방성 물질로 이루어진다. 이는 프레넬 렌즈층(11)의 최저 굴절률(n1L)을 가지는 직선편광과 동일한 방향의 편광이 프레넬 렌즈 구조체(10)를 통과하는 경우, 렌즈 구조체가 투명한 평탄기재와 같이 작동하도록 하여 빛이 굴절되지 않도록 함으로써 2차원의 영상을 제공할 수 있게 하며, 프레넬 렌즈층(11)의 최고 굴절률(n1H)을 가지는 직선편광과 동일한 방향의 편광이 프레넬 렌즈 구조체(10)를 통과하는 경우, 평탄화층(12)보다 프레넬 렌즈층(11)의 굴절률이 커서, 일반적인 프레넬 렌즈시트와 같이 작동하여 좌안시역과 우안시역의 영상을 분리함으로써 3차원의 영상을 제공할 수 있게 하기 위함이다.
또한, 상기 평탄화층(12)은 등방성 물질이라면 특별히 제한되지 않으나, 아크릴계 UV 경화용 수지로 이루어짐이 바람직하다.
상기 평탄화층(12)의 두께는 1~100㎛인 것이 바람직하며, 1~50㎛ 범위인 것이 보다 바람직하고, 1~10㎛ 범위인 것이 가장 바람직하다. 상기 평탄화층의 두께가 1㎛ 미만이면 단위 프레넬 렌즈의 높이보다 낮게 되어 평탄화층을 형성할 수 없고, 100㎛를 초과하면 평탄화층에 의해 빛이 지나치게 흡수되어 투과도가 감소하는 문제가 발생하기 때문이다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체를 보다 상세히 살펴본다.
도 2를 참조하면, 상기 프레넬 렌즈층(11)은 광학적 특성이 등방성인(특히 굴절률이 등방성인) 프레넬 렌즈층을 의미하며, 등방성 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 아크릴계 UV 경화수지로 제조되는 것이 바람직하다.
기타 다른 조건은 본 발명의 일 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체의 프레넬 렌즈층과 동일하다.
상기 평탄화층(12)은, 복굴절성 물질로 이루어지며, 이는 프레넬 렌즈 구조체를 통과하는 빛의 편광방향에 따라 평탄화층의 굴절률을 다르게 하여 프레넬 렌즈 구조체를 통과하는 빛의 편광방향에 따라 2차원 또는 3차원의 영상을 제공할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 평탄화층(12)은 복굴절성 물질이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 액정이나 연신 플라스틱 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하며, 액정으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 평탄화층(12)은 최고 굴절률(n2H)과 최저 굴절률(n2L)의 차가 0.05 ~ 0.3의 범위인 것이 바람직하고, 0.1 ~ 0.3의 범위인 것이 보다 바람직하며, 0.2~0.3의 범위인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 평탄화층(12)은 최고 굴절률(n2H)이 상기 프레넬 렌즈층(11)의 굴절률과 동일한 복굴절 물질로 이루어진다. 따라서 상기 프레넬 렌즈 구조체(10)를 입체영상표시장치에 사용하는 경우, 평탄화층(12)의 최고 굴절률(n2H)을 가지는 직선편광과 동일한 방향의 편광이 프레넬 렌즈 구조체(10)를 통과하는 경우 렌즈 구조체는 평탄한 투명기재와 같이 작동하여 2차원의 영상을 제공할 수 있고, 최저 굴절률(n2L)을 가지는 직선편광과 동일한 방향의 편광이 프레넬 렌즈 구조체(10)를 통과하면, 렌즈 구조체는 프레넬 렌즈시트와 같이 작동하여 좌안시역과 우안시역을 분리함으로써 3차원의 영상을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 렌즈 구조체의 제조방법은 (a) 프레넬 렌즈층을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 프레넬 렌즈층 상에 평탄화층을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 (a) 단계의 프레넬 렌즈층 및 상기 (b) 단계의 평탄화층 중 어느 하나는 복굴절성 물질로 이루어지며, 나머지 하나는 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률 또는 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진다.
구체적으로, 상기 (a) 단계의 프레넬 렌즈층이 복굴절성 물질로 이루어진 경우, 상기 (b) 단계의 평탄화층은 상기 프레넬 렌즈층의 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어지며, 상기 b) 단계의 평탄화층은 복굴절성 물질로 이루어진 경우, 상기 (a) 단계의 프레넬 렌즈층은 상기 평탄화층의 최고 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진다.
또한, 상기 복굴절성 물질은 최고 굴절률과 최저 굴절률의 차가 0.05~0.3의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.1~0.3의 범위 내인 것이 보다 바람직하며, 0.2~0.3의 범위인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 복굴절성 물질은 특별한 제한은 없으나, 액정이나 연신된 플라스틱 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 상기 등방성 물질은 특별한 제한은 없으나, 아크릴계 UV 경화수지인 것이 바람직하다.
한편, 상기 (a) 단계의 프레넬 렌즈층의 단위 프레넬 렌즈의 너비는 200~800㎛인 것이 바람직하며, 상기 단위 프레넬 렌즈의 높이는 1~10㎛인 것이 바람직하고, 초점 거리는 100~6000㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (b) 단계의 평탄화층의 두께는 1~100㎛인 것이 바람직하며, 1~50㎛ 범위인 것이 보다 바람직하고, 1~10㎛ 범위인 것이 가장 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체(10)를 이용한 2D/3D 전환 영상표시장치의 구성을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 다른 구체예에 따른 프레넬 렌즈 구조체(10)를 이용한 2D/3D 전환 영상표시장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4, 5를 참조하면, 상술한 본 발명에 따른 프레넬 렌즈 구조체(10)를 이용한 2D/3D 전환 영상표시장치는 표시패널(100), 편광 변환기(200), 프레넬 렌즈 구조체(10)를 포함한다.
상기 표시패널(100)은 표시 픽셀의 행 및 열의 어레이를 갖는 공지된 표시패널로서, 특별한 제한이 없다.
상기 편광변환기(200)는 상기 표시패널(100)로부터 관찰자 측에 위치하며, 편광자(210)와 편광 회전자(220)로 이루어진다. 상기 편광 회전자(220)는 전기적 제어에 의해 편광자를 통과한 빛의 편광 방향을 변환시키는 것으로 출력 영상(즉, 프레넬 렌즈 구조체(10)를 통과하는 빛)의 편광방향을 결정하는 역할을 한다.
상기 프레넬 렌즈 구조체(10)는 상기 편광 변환기(200)로부터 관찰자 측에 위치하고 출력 영상(즉, 프레넬 렌즈 구조체(10)를 통과하는 빛)의 편광방향에 따라 입체영상과 평면영상을 전환하는 역할을 한다.
실시예
(1) 프레넬 렌즈 구조체의 제작
무위상차 TAC 필름이나 COP 필름 등의 위상차가 없는 기재 필름 위에 UV 경화용 수지(경화시 굴절률 1.54)를 이용하여 프레넬 렌즈의 역상을 형성시킨다. 형성된 형상에 시나메이트기를 포함하는 노보넨계 광반응성 중합체와 상기 광반응성 중합체와 가교 반응 가능한 다관능성 모노머, 광개시제 및 유기 용매를 포함하는 조성물을 이용하여 액정 배향막을 형성시킨다. 형성된 배향막 위에 봉상의 액정을 배향시킨다. 이때 액정의 최저굴절률은 1.54, 액정의 최고 굴절률은 1.66이다. 형성된 단위 프레넬 렌즈의 너비는 119.4㎛이고, 단위 프레넬 렌즈의 높이는 5㎛이며, 단위 프레넬 렌즈를 이루는 톱니 형상의 수가 10개, 중앙의 볼록렌즈의 높이는 4.1㎛이고, 너비는 44㎛이다.
본 발명에 따른 프레넬 렌즈 구조체를 이용한 2D/3D 전환 영상표시장치는, 렌즈 구조체를 전기적으로 제어하여 2D/3D를 전환시키지 않으므로 2D/3D 전환이 용이하며, 또한, 2D/3D 전환을 위해 광 변조기 등의 복잡한 변환장치를 사용하지 않으므로 입체영상표시장치의 구조를 단순화할 수 있고, 프레넬 형상의 렌즈구조체를 사용함으로써 제작 비용이 절감하는 효과를 갖는다.
10 프레넬 렌즈 구조체
11 프레넬 렌즈층
12 평탄화층
100 표시패널
200 편광 변환기
210 편광자
220 편광 회전자

Claims (14)

  1. 프레넬 렌즈층; 및
    상기 프레넬 렌즈층 상에 위치하는 평탄화층을 포함하며,
    상기 프레넬 렌즈층 및 상기 평탄화층 중 어느 하나는 복굴절성 물질로 이루어지며, 나머지 하나는 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률 또는 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레넬 렌즈층은 복굴절성 물질로 이루어지며,
    상기 평탄화층은 상기 프레넬 렌즈층의 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것인 프레넬 렌즈 구조체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 평탄화층은 복굴절성 물질로 이루어지며,
    상기 프레넬 렌즈층은 상기 평탄화층의 최고 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것인 프레넬 렌즈 구조체.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률과 최저 굴절률의 차가 0.05~0.3의 범위 내인 프레넬 렌즈 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 복굴절성 물질은 액정 또는 연신된 플라스틱인 것인 프레넬 렌즈 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 등방성 물질은 아크릴계 UV 경화수지인 프레넬 렌즈 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 프레넬 렌즈층의 단위 프레넬 렌즈의 너비는 100~800㎛인 것인 프레넬 렌즈 구조체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 프레넬 렌즈를 이루는 단위 프레넬 렌즈의 높이는 1~10㎛인 프레넬 렌즈 구조체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 프레넬 렌즈층의 초점 거리는 100~6000㎛인 것인 프레넬 렌즈 구조체.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 평탄화층(12)의 두께는 1~100㎛인 것인 프레넬 렌즈 구조체.
  11. (a) 프레넬 렌즈층을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 프레넬 렌즈층 상에 평탄화층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 (a) 단계의 프레넬 렌즈층 및 상기 (b) 단계의 평탄화층 중 어느 하나는 복굴절성 물질로 이루어지며, 나머지 하나는 상기 복굴절성 물질의 최고 굴절률 또는 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 구조체의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 (a) 단계의 프레넬 렌즈층은 복굴절성 물질로 이루어지며,
    상기 (b) 단계의 평탄화층은 상기 프레넬 렌즈층의 최저 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것인 프레넬 렌즈 구조체의 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 (b) 단계의 평탄화층은 복굴절성 물질로 이루어지며,
    상기 (a) 단계의 프레넬 렌즈층은 상기 평탄화층의 최고 굴절률과 동일한 굴절률의 등방성 물질로 이루어진 것인 프레넬 렌즈 구조체의 제조방법.
  14. 표시패널;
    상기 표시패널로부터 관찰자 측에 위치하고 전기적 제어에 의해 출력 영상의 편광방향을 제어하는 편광 변환기; 및
    상기 편광 변환기로부터 관찰자 측에 위치하고 출력 영상의 편광방향에 따라 입체영상과 평면영상을 전환하는 청구항 1 내지 10 중 어느 하나의 렌즈 구조체를 포함하는 2D/3D 전환 영상표시장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140045715A (ko) * 2012-10-09 2014-04-17 엘지전자 주식회사 렌즈부, 및 이를 구비하는 영상표시장치
WO2014193047A1 (ko) * 2013-05-29 2014-12-04 경북대학교 산학협력단 편광 의존형 렌즈 구조체 및 그 제조 방법
WO2014204228A1 (ko) * 2013-06-19 2014-12-24 코오롱인더스트리 주식회사 입체영상 표시장치용 2d/3d 스위칭 렌즈
WO2018131816A1 (ko) * 2017-01-13 2018-07-19 경북대학교 산학협력단 이중 초점 렌즈 및 그 제조 방법
KR20220052804A (ko) * 2020-10-21 2022-04-28 서울대학교산학협력단 얇은 광시야각 근안 디스플레이장치 및 그 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012242588A (ja) * 2011-05-19 2012-12-10 Sumitomo Electric Ind Ltd レンズ部品および画像表示装置
TWI495926B (zh) 2013-07-08 2015-08-11 Au Optronics Corp 液晶透鏡裝置及其液晶透鏡之驅動方法
CN104864295B (zh) * 2015-05-29 2017-05-10 广东浩迪光电技术有限公司 利于照度均匀的透光罩
KR101971419B1 (ko) * 2015-09-25 2019-04-23 주식회사 엘지화학 광학 소자
EP3400480B1 (en) * 2016-02-01 2023-09-20 e-Vision Smart Optics Inc. Prism-enhanced lenses and methods of using prism-enhanced lenses
CN106405820A (zh) * 2016-10-14 2017-02-15 浙江舜宇光学有限公司 目镜
KR20180043072A (ko) * 2016-10-19 2018-04-27 삼성전자주식회사 렌즈 유닛 및 이를 포함하는 투시형 디스플레이 장치
CN106842598B (zh) 2017-03-17 2019-09-06 京东方科技集团股份有限公司 显示切换装置、显示器和电子设备
CN108710208A (zh) * 2018-08-01 2018-10-26 张家港康得新光电材料有限公司 一种抬头显示系统及汽车

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706066A (en) * 1995-10-16 1998-01-06 Sharp Kabushiki Kaisha Deflecting device and projection-type display unit using same
JP2001242305A (ja) * 2000-02-29 2001-09-07 Comoc:Kk マイクロレンズアレイおよびマイクロレンズアレイを用いた表示装置
GB2398130A (en) * 2003-02-05 2004-08-11 Ocuity Ltd Switchable active lens for display apparatus
GB2403815A (en) * 2003-07-10 2005-01-12 Ocuity Ltd Birefringent lens array structure
JP4380477B2 (ja) * 2004-09-07 2009-12-09 旭硝子株式会社 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
US20060141220A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Merrill William W Uniaxially oriented article having a structured surface
WO2006115147A1 (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Asahi Glass Company, Limited 撮像レンズ
KR101241770B1 (ko) * 2006-02-17 2013-03-14 삼성디스플레이 주식회사 입체영상 변환패널 및 이를 갖는 입체영상 표시장치
GB2444081B (en) * 2006-11-24 2011-05-11 Ocuity Ltd Manufacture of a birefringent liquid crystal component
JP2009015995A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Asahi Glass Co Ltd 液晶回折レンズ素子および光ヘッド装置
JP2010204447A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Citizen Holdings Co Ltd 液晶光学素子

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140045715A (ko) * 2012-10-09 2014-04-17 엘지전자 주식회사 렌즈부, 및 이를 구비하는 영상표시장치
WO2014193047A1 (ko) * 2013-05-29 2014-12-04 경북대학교 산학협력단 편광 의존형 렌즈 구조체 및 그 제조 방법
KR101495758B1 (ko) * 2013-05-29 2015-02-26 경북대학교 산학협력단 편광 의존형 렌즈 구조체 및 그 제조 방법
US9645407B2 (en) 2013-05-29 2017-05-09 Kyungpook National University-Academic Cooperation Foundation Polarization-dependent lens structure and method of manufacturing the same
WO2014204228A1 (ko) * 2013-06-19 2014-12-24 코오롱인더스트리 주식회사 입체영상 표시장치용 2d/3d 스위칭 렌즈
WO2018131816A1 (ko) * 2017-01-13 2018-07-19 경북대학교 산학협력단 이중 초점 렌즈 및 그 제조 방법
KR20220052804A (ko) * 2020-10-21 2022-04-28 서울대학교산학협력단 얇은 광시야각 근안 디스플레이장치 및 그 방법

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