KR20120136669A

KR20120136669A - 표시 패널, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치

Info

Publication number: KR20120136669A
Application number: KR1020110055732A
Authority: KR
Inventors: 신용환; 서봉성; 정민식
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-20

Abstract

표시 패널은 복수의 픽셀들 포함하고, 제1 방위각 및 상기 각 픽셀들 내에서 변하는 제1 편각들을 갖도록 배향된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판, 제2 방위각 및 제2 편각을 갖도록 배향된 제2 배향막을 포함하는 제2 기판 및 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함한다. 배향막의 편각의 크기 및 차광 패턴을 통해 상기 표시 패널의 계조 조절이 가능하다.

Description

표시 패널, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치{DISPLAY PANEL, A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND A DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 표시 패널, 상기 표시 패널의 제조 방법 및 상기 표시 패널을 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차원 및 3차원 영상을 표시 할 수 있는 표시 패널, 상기 표시 패널의 제조 방법 및 상기 표시 패널을 갖는 표시 장치에 관한 것이다.

게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체 영상을 표시하는 입체 영상 표시 장치에 대한 개발이 가속되고 있다. 입체 영상 표시 장치는 관찰자의 양안에 서로 다른 2차원 평면 영상들을 인가함으로써 입체 영상을 표시할 수 있다. 즉, 관찰자는 양안을 통해 한 쌍의 2차원 평면 영상들을 보게 되고, 뇌에서 상기 평면 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.

입체 영상 표시 장치는 관찰자의 특수 안경의 착용 여부에 따라 안경식(stereo-scopic) 및 비안경식(auto stereo-scopic)으로 구분되는데, 평판 표시장치에는 렌티큘라(lenticular) 방식 및 배리어(barrier) 방식 등과 같은 비안경식의 입체 영상 표시 장치가 주로 이용된다.

상기 렌티큘라 방식은 렌즈를 이용하여 좌측 픽셀 및 우측 픽셀을 통과하는 광을 굴절시킴으로써 입체 영상을 표시하는 것으로, 볼록 렌즈 및 프레넬 렌즈가 사용될 수 있다.

상기 배리어 방식은 좌안 영상 픽셀과 우안 영상 픽셀을 교대로 배치하고 관찰자 앞에 배리어를 둔다. 특정한 시점에서 영상을 보았을 때, 좌안 영상과 우안 영상을 분리해서 인식함으로써 입체감을 시인하게 된다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 액정의 굴절률을 변화를 통해 표시 패널의 계조를 조절하는 표시 패널에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 표시 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 표시 패널을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 복수의 픽셀들 포함하고, 제1 방위각 및 상기 각 픽셀들 내에서 변하는 제1 편각들을 갖도록 배향된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판, 제2 방위각 및 제2 편각을 갖도록 배향된 제2 배향막을 포함하는 제2 기판 및 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 픽셀들은 교번적으로 배열된 좌안 픽셀과 우안 픽셀을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 편각들은 상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들 및 상기 우안 픽셀의 제2 하부 편각들을 포함하고, 상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들과 상기 좌안 픽셀에 인접한 우안 픽셀의 제2 하부 편각들은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부를 기준으로 대칭으로 변할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 하부 편각들 및 상기 제2 하부 편각들은 연속적으로 변할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들과 상기 좌안 픽셀에 인접한 우안 픽셀의 제2 하부 편각들은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부에서 멀어질수록 감소하거나 증가할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각은 서로 다를 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각의 차는90°일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 편각은 균일할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 기판은 게이트 라인 및 데이터 라인을 더 포함하며, 상기 제2 기판은 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 상부에 형성된 차광 패턴을 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법은 제1 베이스 기판 상에 복수의 픽셀들을 형성하는 단계, 상기 픽셀들이 형성된 제1 베이스 기판 상에 제1 광반응성 고분자막을 형성하는 단계, 상기 제1 광반응성 고분자막 상에 광을 조사하여 제1 방위각 및 상기 각픽셀들 내에서 변하는 제1 편각들로 배향된 제1 배향막을 형성하는 단계, 제2 베이스 기판 상에 제2 광반응성 고분자 막을 형성하는 단계, 상기 제2 광반응성 고분자막 상에 광을 조사하여 제2 방위각 및 제2 편각으로 배향된 제2 배향막을 형성하는 단계 및 상기 제1 베이스 기판과 상기 제2 베이스 기판 사이에 액정층을 주입하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 픽셀들은 교번적으로 배열되는 좌안 픽셀과 우안 픽셀을 포함하고, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서, 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀에 대응하는 개구부를 포함하는 복수의 단위 노광 영역들을 가진 마스크를 이용하여 광을 조사할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서, 상기 광 조사량은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부를 기준으로 대칭일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서, 상기 단위 노광 영역내에서, 상기 개구부의 면적은 상기 단위 노광 영역 내에서 연속적으로 변할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서, 상기 단위 노광 영역내에서, 상기 개구부의 면적은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부에서 멀어질수록 감소하거나 증가할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 배향막을 형성하는 단계에서, 상기 제2 광반응성 고분자막 상에 균일한 양의 광을 조사할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 광반응성 고분자막의 광 조사 방향 및 상기 제2 광반응성 고분자막의 광 조사 방향이 서로 다를 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 광반응성 고분자막의 광 조사 방향 및 상기 제2 광반응성 고분자막의 광 조사 방향이 서로 직교할 수 있다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 픽셀들을 포함하고, 제1 방위각 및 상기 각 픽셀들 내에서 변하는 제1 편각들을 갖도록 배향된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판, 제2 방위각 및 제2 편각을 갖도록 배향된 제2 배향막을 포함하는 제2 기판 및 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 패널의 하부에 배치되어, 상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원 모듈을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 평면 영상을 표시하는 경우에는 상기 표시 패널의 n번째 좌안 픽셀과 n번째 우안 픽셀에 동일한 신호를 인가하고, 입체 영상을 표시하는 경우에는 상기 표시 패널의 n번째 좌안 픽셀과 n번째 우안 픽셀에 서로 다른 신호를 인가하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 배향막이 복수의 편각을 갖도록 배향한다. 따라서, 배향막의 편각의 크기 및 차광 패턴을 통해 상기 표시 패널의 계조 조절이 가능하며, 별도의 상부 편광판을 형성하지 않아도 된다.

그러므로, 시야각 의존성이 감소하며, 투과율이 향상된다. 또한, 제1 기판 및 제2 기판을 각각 한번씩 광배향 하면 되므로, 제조가 용이하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널의 A 부분의 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I`라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3의 배향막을 기준 평면으로 광배향 방향을 정의하는 좌표계를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 3의 제1 및 제2 배향막들의 배향 방향을 나타낸 개념도이다.
도 6은 도 3의 액정층의 위상차 및 유효 방위각을 나타낸 그래프이다.
도 7은 제1 배향막의 편각에 따른 액정층의 유효 방위각의 크기 및 위상차(retardation)을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 3의 표시 패널의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9a는 도 3의 제1 배향막의 배향 방법을 나타내는 평면도이다.
도 9b는 도 9a의 배향 방법에 따른 광 조사량을 나타내는 개념도이다.
도 10은 광 조사량에 따른 제1 및 제2 배향막들의 편각을 측정한 그래프이다.
도 11는 도 3의 제2 배향막의 배향 방법을 나타내는 평면도이다,
도 12는 도 1에 도시된 표시 장치에 의해 영상이 표시되는 것을 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치(1000)는 제어부(100), 표시 패널(300) 및 광원 모듈(400)을 포함한다.

상기 제어부(100)는 외부 장치로부터 입력되는 평면 영상(2D) 또는 입체 영상(3D)을 수신하고, 상기 표시 장치(1000)가 상기 평면 영상(2D) 또는 상기 입체 영상(3D)을 표시하도록 제어한다. 구체적으로, 상기 제어부(100)는 상기 표시 패널(300)이 입체 영상을 표시 할지 여부를 결정한다. 또한, 상기 제어부(100)는 상기 표시 장치(1000)가 표시 하는 영상을 바탕으로 상기 표시 패널(300)의 계조를 조절한다. 예를 들어, 상기 표시 패널(300)이 블랙 계조의 영상을 표시하는 경우, 상기 제어부(100)는 상기 표시 패널(300)에 상대적으로 낮은 전압을 인가하고, 상기 표시 패널이 화이트 계조의 영상을 표시하는 경우, 상기 제어부(100)는 상기 표시 패널(300)에 상대적으로 높은 전압을 인가한다.

또한, 상기 광원 모듈(400)의 광원의 휘도를 제어한다. 예를 들어, 상기 표시 장치가 상기 평면 영상 모드인 경우, 상기 제어부(100)는 상기 광원 모듈(400)이 제1 휘도의 광을 제공하도록 제어하고, 상기 표시 장치가 상기 입체 영상 모드인 경우, 상기 제어부(100)는 상기 광원 모듈(400)이 상기 제1 휘도보다 큰 제2 휘도의 광을 제공하도록 제어할 수 있다.

상기 표시 장치(1000)는 데이터 회로부(350), 소스 인쇄회로기판(360) 및 게이트 회로부(370)를 포함한다. 상기 데이터 회로부(350)는 상기 화소에 데이터 전압을 인가하고, 상기 소스 인쇄회로기판(360)과 전기적으로 연결된다. 상기 게이트 회로부(370)는 상기 화소에 상기 데이터 전압이 충전되는 타이밍을 제어하는 게이트 신호를 제공한다. 상기 게이트 회로부(370)는 상기 표시 패널(300) 상에 칩 형태로 실장되거나, 상기 표시 패널(300)에 포함된 박막 트랜지스터를 제조하는 공정을 통해 상기 표시 패널(300) 상에 동시에 집적될 수 있다.

상기 표시 패널(300)에 전압이 인가되면, 상기 표시 패널(300)의 액정층은 그린(GRIN) 렌즈를 형성하게 된다. 상기 그린 렌즈는 굴절률이 렌즈의 중심축에서의 거리에 따라 점진적으로 변하는 렌즈로, 상기 표시 패널(300)에 인가되는 전압의 크기에 따라 렌즈 중심축에서의 굴절률이 변하게 된다. 따라서, 상기표시 패널(300)은 상기 광원 모듈(400)을 통과한 빛의 광 경로를 변화 시킨다. 이 때, 광 경로가 변화된 빛은 후술할 상기 표시 패널(300)의 차광 패턴에 의해 차단되거나, 또는 상기 표시 패널(300)을 통과해서 관찰자에게 인식된다.

상기 광원 모듈(400)는 상기 표시 패널(300)에 광을 제공한다. 상기 광원 모듈(400)은 광을 발생하는 광원(미도시)을 포함한다. 상기 광원은 형광 램프 또는 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(400)는 상기 광원이 배치되는 위치에 따라서 직하형 또는 에지형일 수 있다. 상기 광원 모듈(400)가 에지형인 경우 상기 광원 모듈(400)는 도광판을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 광원 모듈(400)는 상기 표시 패널(300)에 동기되도록 제어된다.

상기 표시 장치(1000)는 상기 제어부(100)와 상기 표시 패널(300)을 전기적으로 연결하는 제1 연결부(510) 및 상기 제어부(100)와 상기 광원 모듈(400)를 전기적으로 연결하는 제 2 연결부(520)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 연결부(510) 및 상기 제 2 연결부(520)는 각각 연성 인쇄 회로 기판(a flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다.

도 2는 도 1의 표시 패널의 A 부분의 확대 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I`라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 표시 패널(300)은 제1 기판(310), 상기 제1 기판(310)과 대향하는 제2 기판(320) 및 상기 제1 기판(310) 및 상기 제2 기판(320) 사이에 게재된 액정층(330)을 포함한다. 본 실시예에서는, 음의 유전율은 갖으며, 전계가 형성되지 않을 시에는 수직 배향되는 액정 물질을 예로 설명한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 액정 물질을 사용할 수 있다.

상기 제1 기판(310)은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 복수의 픽셀들(P)을 포함한다. 상기 게이트 라인들(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)은 서로 수직일 수 있다. 상기 각 화소(P)들은 화소 전극(318)을 포함하며, 상기 데이터 라인들(DL) 및 상기 게이트 라인들(GL)이 교차하고 상기 화소 전극(318)이 형성되는 영역에 의해 정의된다. 상기 각 화소(P)들은 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자들은 게이트 전극(312), 반도체층(314), 소스 전극(315), 및 드레인 전극(316)을 포함한다.

상기 화소들(P)은 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)을 포함한다. 상기 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 교번적으로 배열된다. 상기 인접한 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)은 하나의 단위 렌즈를 형성한다. 상기 단위 렌즈는 상기 표시 패널(300)에 전압이 인가되면, 상기 그린 렌즈를 형성하게 된다. 상기 표시 패널(300)에 전압을 인가하게 되면, 상기 단위 렌즈는 상기 그린 렌즈와 같이 동작하게 되고, 상기 광원 모듈(400)을 통과한 빛의 광 경로를 변화 시킨다. 광 경로가 변화된 빛은 후술할 상기 제2 기판(320)의 차광 패턴(322)에 의해 차단되거나, 또는 상기 제2 기판(320)을 통과해서 관찰자에게 인식된다. 상기 표시 패널(300)은 상기 차광 패턴(322)에 의해 차단 되는 빛의 양에 따라 계조를 조정하게 된다.

2D 영상을 표시하는 경우, 상기 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)에 동일한 신호를 인가하여 상기 표시 패널(300)을 구동한다. 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제어부(100)에서 영상을 변환하여, 상기 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)에 각각 서로 다른 영상을 인가하여 상기 표시 패널 (300)을 구동한다. 상기 제1 기판(310)은 제1 베이스 기판(311)을 포함한다. 상기 제1 베이스 기판(311) 상에 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(312)이 형성된다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 연장된다. 상기 게이트 전극(312)은 상기 게이트 라인(GL)으로부터 연장되어 상기 화소(P) 상에 형성된다.

상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(312)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(311) 상에는 게이트 절연막(313)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(313)은 광을 투과시키는 절연물질을 포함하며, 예를 들어, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물 등일 수 있다.

상기 게이트 절연막(313) 상에는 상기 반도체 패턴(314)이 형성된다. 상기 반도체 패턴(314)은 연속적으로 적층된 아몰퍼스 실리콘 패턴(314a) 및 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(314b)을 포함하며, 상기 게이트 전극(312)과 중첩되도록 형성된다.

상기 게이트 절연막(313) 상에는 상기 데이터 라인들(DL), 상기 소스 전극(315) 및 상기 드레인 전극(316)이 형성된다. 상기 데이터 라인들(DL)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 소스 및 드레인 전극들(315, 316)은 각각 상기 반도체 패턴(314)과 일부 중첩되며, 서로 이격된다. 상기 소스 전극(315)은 상기 데이터 라인(DL)로부터 연장되어 형성된다.

상기 소스 및 드레인 전극들(315, 316) 및 데이터 라인(DL)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(311) 상에는 유기막(317)이 형성된다. 상기 유기막(317)은 상기 소스 전극(315), 상기 드레인 전극(316), 상기 데이터 라인(315) 및 상기 반도체 패턴(314)을 커버한다. 상기 유기막(317)은 상기 드레인 전극(316)을 노출시키는 콘택홀(CT)을 포함한다. 상기 유기막(317)은 광을 투과 시키는 절연물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 등일 수 있다.

상기 유기막(317)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(311) 상에는 상기 화소 전극(318)이 형성된다. 상기 화소 전극(318)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 산화인듐주석(indium tin oxide; ITO) 또는 산화인듐아연(indium zinc oxide; IZO) 등일 수 있다. 상기 화소 전극(318)은 상기 콘택홀(CT)을 통해 상기 드레인 전극(316)과 접촉한다.

상기 화소 전극(318)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(311) 상에는 제1 배향막(319)이 형성된다. 상기 제1 배향막(319)은 광반응성 고분자막으로부터 형성될 수 있다. 상기 광반응성 고분자 막은 시나메이트(cinnamate) 계열의 광반응성 고분자(photo-reactive polymer) 및 폴리이미드(polyimide) 계열의 고분자의 블렌드(blend)를 상기 제1 베이스 기판(311) 상에 도포하고, 경화시켜 형성될 수 있다. 이후, 상기 광반응성 고분자막에 자외선(UV)을 조사하여 상기 광반응성 고분자막을 광배향하여 상기 제1 배향막(319)을 형성할 수 있다. 상기 제1 배향막(319)은 상기 픽셀(P) 단위로 배향된다. 상기 각 픽셀(P)내에서, 상기 제1 배향막(319)의 편각은 인접한 픽셀(P)과 대칭되도록 배향되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 인접한 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)의 편각들은 상기 인접한 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)의 경계부를 기준으로 대칭으로 변하는 것이 바람직하다.

제2 베이스 기판(321) 상에는 차광 패턴(322)이 형성된다. 상기 차광 패턴(322)은 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)과 대응되는 영역에 형성된다. 따라서, 상기 차광 패턴(322)은 상기 광원 모듈(400) 및 상기 액정층(330)을 통과한 빛의 일부 또는 전부를 차단 시켜 상기 표시 패널(300)의 계조를 조절한다.

상기 차광 패턴(322)가 형성된 상기 제2 베이스 기판(321) 상에는 컬러 필터(323)이 형성된다. 상기 컬러 필터(323)는 레드, 그린 및 블루 색상의 컬러 필터일 수 있다. 본 실시예에 따른 컬러 필터는 상기 제1 방향(D1)을 따라 동일한 색상의 컬러 필터가 배열되고, 상기 제2 방향(D2)를 따라 레드, 그린 및 블루 색상 순서로 반복하여 배열 될 수 있다.

또는, 상기 컬러 필터는 상기 제1 방향(D1)을 따라, 좌안 레드, 그린 및 블루 색상 순서로 반복하여 배열되고, 상기 제2 방향(D2)를 동일 한 색상의 컬러 필터가 배열될 수 있다.

상기 컬러 필터(323)가 형성된 상기 제2 베이스 기판(321) 상에는 공통 전극(324)가 형성된다. 상기 공통 전극(324)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 산화인듐주석(indium tin oxide; ITO) 또는 산화인듐아연(indium zinc oxide; IZO) 등일 수 있다. 상기 표시 패널(300)에 전압이 인가되면, 상기 공통 전극(324)은 상기 화소 전극(318)과 함께 전계를 형성하여 상기 액정층(330)의 액정 분자들을 배열한다.

상기 공통 전극(324)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(321) 상에는 제2 배향막(325)이 형성된다. 상기 제2 배향막(325)은 광반응성 고분자막으로부터 형성될 수 있다. 상기 광반응성 고분자 막은 시나메이트(cinnamate) 계열의 광반응성 고분자(photo-reactive polymer) 및 폴리이미드(polyimide) 계열의 고분자의 블렌드(blend)를 상기 제2 베이스 기판(321) 상에 도포하고, 경화시켜 형성될 수 있다. 이후, 상기 광반응성 고분자막에 자외선(UV)을 조사하여 상기 광반응성 고분자막을 광배향하여 상기 제2 배향막(325)을 형성할 수 있다.

상기 제2 배향막(325)은 상기 제2 베이스 기판(321) 상에서 전체적으로 균일하게 배향되는 것이 바람직하다.

도 4는 배향막을 기준 평면으로 광배향 방향을 정의하는 좌표계를 도시하는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 배향막이 형성되는 평면을 기준으로 법선(n) 방향과 배향 방향(X)이 이루는 각이 편각(polar angle;α)으로 정의된다. 따라서, 상기 배향 방향과 배향막이 이루는 각도는 (90-α)가 된다. 또한, 반시계 방향을 따라 제1 방향(D1)의 양의 행방향과 상기 배향 방향(X)의 배향막까지의 투영선의 각도를 방위각(azimuth angle; β)으로 정의한다.

이러한 정의에 따라, 도2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 배향막(213)의 방위각은 상기 제2 방향과 평행하게 (-90)°의 각을 갖고, 서로 다른 복수의 편각들을 갖도록 배향되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 제1 배향막(319)은 상기 픽셀(P) 단위로 배향된다. 상기 각 픽셀(P)내에서, 상기 제1 배향막(319)의 편각은 인접한 픽셀(P)과 대칭되도록 배향되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 n 번째 좌안 픽셀(PLn)의 스위칭 소자에서 멀어질수록 상기 n 번째 좌안 픽셀(PLn)의 편각들이 증가하도록 배향된다면, 상기 n번째 우안 픽셀(PRn)의 편각들은 상기 n번째 우안 픽셀(PRn)의 스위치 소자에서 멀어질수록 감소하도록 배향된다. 이와 같이 배향된 상기 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)이 상기 표시 패널(300) 상에 교번적으로 배열된다.

상기 제1 배향막(319)이 복수의 편각을 갖도록 배향됨에 따라, 상기 제1 배향막(319)에 인접한 액정분자들은 서로 다른 복수의 선경사각을 갖도록 초기 배향된다.

상기 제2 배향막(325)의 방위각은 상기 제1 배향막(319)의 방위각과 직교하도록 0°의 각을 갖고, 편각은 상기 제2 배향막(325) 전체에서 동일한 값을 갖도록 배향되는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 배향막들(319, 325)에 의해서 상기 액정층(330)의 액정 분자들이 초기 배향된다. 상기 표시 패널(300)의 상기 화소 전극(318) 및 상기 공통 전극(324)에 전압이 인가되면 상기 액정층(330)에 전계가 형성된다. 이때, 상기 제1 기판(310)상의 서로 다른 선경사각으로 초기 배향된 액정 분자들에 의해 상기 액정층(330)의 액정 분자들은 상기 제1 및 제2 기판들(310, 320) 사이에서 서로 다른 유효 방위각(effective azimuth angle)으로 배향된다. 상기 각 픽셀(P)의 화소 전압에 따라 각 픽셀의 유효 방위각(effective azimuth angle)이 서로 다를 수 있다. 따라서, 각 픽셀(P)들의 광 경로 분포들은 서로 다를 수 있다.

도 5는 도 3의 제1 및 제2 배향막들의 배향 방향을 나타낸 개념도이다. 도 5의 벡터의 크기는 배향 방향의 편각의 크기를 개념적으로 나타낸다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 배향막(319)의 방위각은 상기 제2 방향과 평행하게 (-90)°의 각을 갖는다. 또한, 상기 각 픽셀(P)들내에서, 상기 제1 배향막(319)의 편각은 인접한 픽셀(P)과 대칭되도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 배향막(319) 편각들은 약 0°이상 약 2°이하로 변할 수 있으며, 상기 n 번째 좌안 픽셀(PLn)내에서, 상기 스위칭 소자 상의 편각이 약 0° 이면, 상기 n번째 우안 픽셀(PRn)에 인접한 영역의 상기 n 번째 좌안 픽셀(PLn)의 편각은 약 2°일 수 있다. 또한, 상기 n 번째 우안 픽셀(PRn)내에서, 상기 스위칭 소자 상의 편각이 약 2° 이면, 상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)에 인접한 영역의 상기 n 번째 우안 픽셀(PRn)의 편각은 약 0°일 수 있다. 이와 같이 배향된 상기 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)이 상기 표시 패널(300) 상에 교번적으로 배열된다.

상기 액정층(330)의 액정 분자들은 상기 표시 패널(300)에 전계가 형성되지 않는 경우, 상기 제1 기판(310) 및 상기 제2 기판(320)에 대해 수직으로 배향 된다.

도 6은 도 2의 액정층의 위상차 및 유효 방위각을 나타낸 그래프이다. 도 7은 제1 배향막의 편각에 따른 액정층의 유효 방위각의 크기 및 위상차(retardation)을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 7은 제2 배향막의 배향 방향의 방위각은 약 2°로 설정하며, 상기 표시 패널의 각 픽셀에는 공통적으로 제1 전압이 인가되었다고 가정하고 측정하였다.

도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 표시 패널(300)에 전압이 인가되면, 상기 액정 분자들은 상기 제1 및 제2 배향막들(319, 325)의 배향 방향들을 벡터적으로 합성한 방향으로 배향되며, 상기 액정층(330) 내에서 서로 다른 광 경로 분포를 가지는 영역들이 생성된다.

제1 벡터(v1)는 약 0.2°의 편각으로 배향된 상기 제1 배향막(319)을 나타내고, 제2 벡터(v2)는 약 0.5°의 편각으로 배향된 상기 제1 배향막(319)을 나타내고, 제3 벡터(v3)는 약 1°의 편각으로 배향된 상기 제1 배향막(319)을 나타내고, 제4 벡터(v4)는 약 2°의 편각으로 배향된 상기 제1 배향막(319)을 나타내고, 제5 벡터(v5)는 약 2°의 편각으로 배향된 상기 제2 배향막(325)을 나타낸다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 전압이 인가되었을 때, 상기 제1 및 제5 벡터들(v1, v5) 사이에 배치되는 상기 액정 분자들은 상기 제1 및 제5 벡터들(v1, v5)의 합성 방향으로 배향된다. 따라서, 상기 제1 배향막(319)과 상기 제2 배향막(325) 사이에 위치하는 액정 분자들의 유효 방위각은 약 0°가 된다. 이 때, 위상차도 약 0nm이다.

전압이 인가되었을 때, 상기 제3 및 제5 벡터들(v3, v5) 사이에 배치되는 상기 액정 분자들은 상기 제3 및 제5 벡터들(v2, v5)의 합성 방향으로 배향된다. 따라서, 상기 제1 배향막(319)과 상기 제2 배향막(325) 사이에 위치하는 액정 분자들의 유효 방위각은 약 20°가 된다. 이 때, 위상차도 약 95nm이다.

또한, 전압이 인가되었을 때, 상기 제4 및 제5 벡터들(v4, v5) 사이에 배치되는 상기 액정 분자들은 상기 제4 및 제5 벡터들(v4, v5)의 합성 방향으로 배향된다. 따라서, 상기 제1 배향막(319)과 상기 제2 배향막(325) 사이에 위치하는 액정 분자들의 유효 방위각은 약 45°가 된다. 이 때, 위상차도 약 270nm이다.

결과적으로, 상기 제2 배향막(325)의 편각이 동일할 때, 상기 제1 배향막(319)의 편각이 증가할수록 액정 분자들의 유효 방위각이 증가하며 이에 따라 위상차도 증가하게 된다. 따라서, 상기 표시 패널(300)에 전압이 인가되면, 상기 제1 배향막(319)의 편각이 증가할수록 위상차가 증가하게 되고, 상기 표시 패널(300)의 광 경로 분포는 변화된다.

상기 표시 패널(300)의 상기 제1 기판(310)의 하부에는 편광판(340)이 형성된다. 상기 편광판(340)은 상기 광원 모듈(400)로부터 제공받은 입사광을 편광시켜 상기 표시 패널(300)에 제공한다.

상기 표시 패널(200)은 상기 제2 기판(320)의 상부에 형성되는 광확산 필름(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 광확산 필름은 상기 제2 기판(320)의 상기 제2 배향막(325)이 형성된 면의 이면에 형성될 수 있다. 상기 액정층(330)을 통과한 빛은 상기 단위 렌즈가 상기 그린 렌즈로 동작함에 따라 포커싱(focusing)되어 광 경로가 변환된다. 상기 광원 모듈(400)에서 생성된 빛이 상기 액정층(330)을 통과하여 포커싱되므로, 상기 표시 패널(300)의 좌우 방향으로의 시야각이 협소해질 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 제2 기판(320)의 상부에 광확산 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 광확산 필름은 상기 제2 기판(320)상에 필름 형태로 부착하거나, 광확산 물질은 상기 제2 기판(320) 상에 도포하여 형성할 수 있다. 또는 상기 광확산 물질을 상기 제2 기판(320)의 상부에 주입하거나, 상기 컬러 필터(323)에 광확산 물질을 혼합하여 형성할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1 배향막이 복수의 편각을 갖도록 배향한다. 따라서, 배향막의 편각의 크기 및 차광 패턴을 통해 상기 표시 패널의 계조 조절이 가능하며, 별도의 상부 편광판을 형성하지 않아도 된다.

3D 영상을 표시하는 경우에는, 상기 표시 패널을 렌즈로 이용하여 영상을 굴절 시키고, 차광 패턴을 이용하여 시점을 조절할 수 있으므로, 렌리큘라 방식과 배리어 방식을 모두 이용하여 영상을 표시할 수 있다.

도 8은 도 3의 렌즈 패널의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 9a는 도 3의 제1 배향막의 배향 방법을 나타내는 평면도이다. 도 9b는 도 9a의 배향 방법에 따른 광 조사량을 나타내는 개념도이다. 도 10은 광 조사량에 따른 배향막의 편각을 측정한 그래프이다. 도 11는 도 3의 제2 배향막의 배향 방법을 나타내는 평면도이다. 도 10에서는 광 조사량에 따른 편각의 크기를 측정하여 연결한 선과, 이를 근사하여 증가하는 추세를 나타내는 선을 함께 도시하였다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(311) 상에 상기 픽셀들(P)을 형성한다(단계 S110). 상기 각 픽셀들(P)은 상기 스위칭 소자 및 화소 전극(318)을 포함하고, 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 게이트 라인(GL)에 의해 정의될 수 있다. 또한, 상기 제1 베이스 기판(311) 상에는 상기 게이트 절연막(313) 및 상기 유기막(317)이 형성된다. 상기 픽셀들(P)을 형성하는 방법은 종래의 픽셀 형성 방법을 이용할 수 있다.

상기 제1 베이스 기판(311) 상에 제1 광반응성 고분자막을 형성한다(단계 S120). 상기 광반응성 고분자막은 시나메이트(cinnamate) 계열의 광반응성 고분자(photo-reactive polymer) 및 폴리이미드(polyimide) 계열의 고분자의 블렌드(blend)를 상기 제1 베이스 기판(311) 상에 도포하고, 경화시켜 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 시나메이트 계열의 광반응성 고분자 및 폴리이미드 계열의 고분자를 1: 9 내지 9: 1 의 비율로 블렌드하여 유기 용매에 용해시키고, 상기 유기 용매에 용해된 상기 고분자를 상기 기판 위에 스핀코팅법을 통해 도포할 수 있다. 이후, 상기 기판 위에 코팅된 고분자를 가열하한 후 이를 경화시켜서 상기 제1 광반응성 고분자막을 형성할 수 있다.

도 8 및 도 9a를 참조하면, 이후, 상기 제1 광반응성 고분자막(319a)에 자외선(UV)을 조사하여 복수의 편각들을 갖도록 광배향 하여 상기 제1 배향막(319)을 형성한다(단계 S130). 예를 들어, 외부의 노광 설비를 이용하여, 상기 제1 광반응성 고분자막(319a)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(311)을 제1 마스크(MS1)의 하부에 배치하여, 상기 제1 베이스 기판(311)이 상기 제1 마스크(MS1)의 노광 영역을 통과하도록 상기 제1 마스크(MS1)를 상기 제2 방향(D2)을 따라 이동시킬 수 있다.

상기 제1 마스크(MS1)는 복수의 개구부(OP1)들을 포함한다. 상기 각 개구부(OP1)는 인접한 한 쌍의 상기 좌안 픽셀(PL)과 우안 픽셀(PR)에 대응하도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 개구부(OP1)는 중심축을 기준으로 대칭되는 반원 모양을 가질 수 있다. 따라서, 액정 분자의 위상차가 크게 형성되는 배향막 상에 배치되는 마스크의 개구부(OP1)가 액정 분자의 위상차가 작게 형성되는 배향막 상에 배치되는 마스크의 개구부(OP1) 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 좌안 픽셀(PL) 내에서 상기 좌안 픽셀(PL)의 편각들이 상기 좌안 픽셀(PLn)의 스위칭 소자에서 멀어질수록 증가하도록 배향된다면, 상기 좌안 픽셀 상에 배치되는 개구부(OP1)는 상기 좌안 픽셀(PL)의 스위칭 소자에서 멀어질수록 면적이 증가한다. 또한, 상기 우안 픽셀(PR)내에서 우안 픽셀(PR) 편각들이 상기 우안 픽셀(PR)의 스위칭 소자에서 멀어질수록 감소하도록 배향된다면, 상기 우안 픽셀(PR) 상에 배치되는 개구부(OP1)는 상기 우안 픽셀(PR)의 스위칭 소자에서 멀어질수록 면적이 감소한다.

상기 제1 배향막(319)은 상기 복수의 편각들을 갖도록 배향되는데, 상기 제1 배향막(319)의 편각은 상기 제1 광반응성 고분자막(319a)에 입사되는 자외선의 양으로 제어할 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 자외선 조사량이 0mJ일 경우에는, 배향막의 편각이 0°이지만, 상기 자외선 조사량이 약 5mJ일 경우에는, 배향막의 편각이 약 1.2°이고, 상기 자외선 조사량이 약 10mJ일 경우에는, 배향막의 편각이 약 1.7°이다. 따라서, 상기 자외선 조사량이 증가하는 경우 배향막의 편각이 증가함을 알 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 자외선 램프의 조사 에너지 및 마스크의 이동 속도는 고정 시킨 상태에서 상기 제1 마스크(MS1)의 개구부의 비율을 변화시켜 상기 자외선 조사량을 조정할 수 있다.

도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(311)의 상부에 위치한 상기 제1 마스크(MS1)가 상기 제2 방향(D2)과 평행하게 이동하면 상기 제1 마스크(MS1)의 개구부의 비율이 전체적으로 동일하지 않으므로, 상기 제1 광반응성 고분자막(319a)에 조사되는 상기 자외선량이 불균일하게 된다.

구체적으로, 상기 제1 베이스 기판(311)의 상부에 위치한 상기 제1 마스크(MS1)가 상기 제2 방향(D2)을 따라 이동함에 따라, 상기 제1 광반응성 고분자막(319a) 부분(P)에 입사되는 자외선 조사량이 다른 영역에 비해 상대적으로 많고, 상기 제1 광반응성 고분자막(319a) 부분(Q)에 입사되는 자외선 조사량이 다른 영역에 비해 상대적으로 작다. 따라서, 상기 제1 광반응성 고분자막(319a) 부분(P)의 편각은 상기 제1 광반응성 고분자막(319a) 부분(Q)의 편각 보다 작게 된다.

본 실시예에서, 배향막의 최대 편각의 크기는 약 2°이며, 약 20mJ의 상기 자외선 조사량을 이용하여 제작 할 수 있다. 이는 종래의 배향막 제조 공정의 편각의 크기 범위 내에 있다. 따라서, 기존의 제조 설비를 이용하여 상기 제1 배향막(319)을 형성할 수 있다.

상기 편각들이 증가와 감소를 반복하고, 상기 n 번째 좌안 픽셀(PLn)의 편각들이 상기 n 번째 좌안 픽셀(PLn)의 스위칭 소자에서 멀어질수록 증가하도록 배향된다면, 상기 n번째 우안 픽셀(PRn)의 편각들은 상기 n번째 우안 픽셀(PRn)의 스위치 소자에서 멀어질수록 감소하도록 배향되는 상기 제1 배향막(319)이 형성된다.

상기 제2 베이스 기판(321) 상에 형성되는 제2 광반응성 고분자막(325a)도 상기 제1 광반응성 고분자막(319a)과 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다(단계 S140).

도 8 및 도 11을 참조하면, 상기 제2 광반응성 고분자막(325a)에 자외선(UV)을 조사하여 전체적으로 동일한 편각을 갖는 방향으로 광배향 하여 상기 제2 배향막(325)을 형성한다(단계 S150). 예를 들어, 외부의 노광 설비를 이용하여, 상기 제2 광반응성 고분자막(325a)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(321)을 제2 마스크(MS2)의 하부에 배치하여, 상기 제2 베이스 기판(321)이 상기 제2 마스크(MS2)의 노광 영역을 통과하도록 상기 제2 마스크(MS2)를 상기 제1 방향(D1)을 따라 이동시킬 수 있다.

상기 제2 마스크(MS2)는 직사각형 모양의 개구부를 가질 수 있다. 상기 제2 배향막(325)은 전체적으로 동일한 편각을 갖도록 배향되는데, 상기 제2 배향막(325)의 편각은 상기 제2 광반응성 고분자막(325a)에 입사되는 자외선의 양을 균일하게 조정함으로써 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 자외선 램프의 조사 에너지 및 상기 제2 마스크(MS2)의 이동 속도는 고정 시킨 상태에서, 상기 제2 베이스 기판(321)을 상기 제2 마스크(MS2)의 하부를 통과하게 하여 상기 제2 광반응성 고분자막(325a)에 입사되는 자외선의 양을 균일하게 조정할 수 있다.

또는, 상기 자외선 램프의 조사 에너지를 고정시킨 상태에서, 상기 제2 마스크(MS2)의 개구부 하부에 위치하는 상기 제2 광반응성 고분자막(325a)을 충분히 노광한 후, 상기 제2 마스크(MS2)를 노광되지 않은 다음 영역으로 이동시키며 상기 제2 광반응성 고분자막(325a)에 입사되는 자외선의 양을 균일하게 조정할 수 있다.

상기 제2 광반응성 고분자막(325a)에 입사되는 자외선은 상기 제1 광반응성 고분자막(319a)에 입사되는 자외선과 직교하게 상기 제1 방향(D1)으로 입사된다. 또한, 상기 제2 베이스 기판(321)은 상기 제1 방향(D1)과 평행하게 진행한다.

따라서, 상기 제2 광반응성 고분자막(325a)에는 전체적으로 균일한 광량의 자외선이 조사되어, 전체적으로 편각이 균일한 상기 제2 배향막(325)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 약 20mJ의 자외선이 조사되는 경우, 상기 제2 배향막(325)이 약 2°의 편각을 갖도록 배향할 수 있다.

이후, 상기 제1 배향막(319)이 형성된 제1 기판(310) 및 상기 제2 배향막(325)이 형성된 제2 기판(320) 사이에 액정 물질을 주입하여 상기 액정층(330)을 형성하여 상기 표시 패널(300)을 형성한다(단계 S160).

본 실시예에 따르면, 상기 제1 배향막이 복수의 편각을 갖도록 배향된다. 따라서, 배향막의 편각의 크기 및 차광 패턴을 통해 상기 표시 패널의 계조 조절이 가능하며, 별도의 상부 편광판을 형성하지 않아도 된다.

또한, 배향막 형성 시 마스크의 개구부의 비율을 변화시켜 광 조사량을 제어하므로 배향막 형성이 용이하다.

본 실시예에서는 스캔 속도 및 자외선 램프의 발광량을 일정하고, 개구부의 비율을 변화시켜 자외선 조사량을 제어하는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 자외선 조사량은 자외선 램프의 발광량 및 마스크의 이동 속도를 변화시켜 제어할 수 있으며, 마스크의 개구부의 형상도 적절하게 변형할 수 있다.

도 12은 도 11에 도시된 표시 장치에 의해 영상이 표시되는 것을 설명하기 위한 개념도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 광원 모듈(400)은 광을 발생한다.

상기 광원 모듈(400)로부터 발생된 광은 상기 표시 패널(300)에 제공된다. 이 때, 상기 표시 패널(300)은 영상을 표시한다. 이때, 상기 표시 패널(300)에는 전압이 인가된다. 상기 인가되는 전압의 크기에 따라 상기 액정층(330)이 배열된다.

예를 들어, 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)은 블랙 계조를 표시하고, 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)은 중간 계조를 표시하며, 상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)과 n+1번째 우안 픽셀(PRn+1)은 화이트 계조를 표시한다고 가정하자.

상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)의 상기 화소 전극들(318)에는 상기 제1 전압이 인가된다. 상기 액정층(330)의 유효 방위각은 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)의 중심에서 최대 값을 갖게 되며, 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)의 중심에서 멀어질수록 상기 유효 방위각은 작아지게 된다. 예를 들어, 상기 액정층의 유효 방위각은 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)의 중심에서 약 45°이고, 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)의 양 단에서 약 0° 일 수 있다. 따라서, 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)들의 상기 액정층(330)을 통과한 빛의 광 경로 차이가 최대가 되고, 상기 액정층(330)을 통과한 빛은 굴절되어 상기 차광 패턴(322)으로 포커싱되게 된다. 그러므로, 상기 광원 모듈(400)에서 생성된 빛은 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)을 거의 통과하지 못하게 되어, 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)은 블랙 계조의 영상을 표시 한다.

상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)의 상기 화소 전극들(318)에는 제2 전압이 인가된다. 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 크다. 상기 액정층(330)의 유효 방위각은 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)의 중심에서 최대 값을 갖게 되며, 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)의 중심에서 멀어질수록 상기 유효 방위각은 작아지게 된다. 그러나, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 크므로, 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)의 양 단의 유효 방위각은 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)의 양 단의 유효 방위각 보다 크다. 따라서, 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)의 광경로 차이는 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)의 광경로 차이보다 작다. 그러므로, 상기 상기 n-1번째 좌안 픽셀(PLn-1)과 n-1번째 우안 픽셀(PRn-1)을 통과한 빛은 굴절되어 일부는 상기 차광 패턴(322)으로 포커싱되고, 일부는 상기 제2 기판(320)을 통과한다. 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)은 상기 블랙 계조 보다 밝은 중간 계조의 영상을 표시 한다.

상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)과 n+1번째 우안 픽셀(PRn+1)의 상기 화소 전극들(318)에는 제3 전압이 인가된다. 상기 제3 전압은 상기 제2 전압보다 크다. 상기 액정층의 유효 방위각은 상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)과 n+1번째 우안 픽셀(PRn+1)의 중심에서 최대 값을 갖게 되며, 상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)과 n+1번째 우안 픽셀(PRn+1)의 중심에서 멀어질수록 상기 유효 방위각은 작아지게 된다. 그러나, 상기 제3 전압은 상기 제2 전압보다 크므로, 상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)과 n+1번째 우안 픽셀(PRn+1)의 양 단의 유효 방위각은 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn)의 양 단의 유효 방위각 보다 크다. 따라서, 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 n번째 우안 픽셀(PRn) 내에서 각각 광 경로는 거의 균일하게 된다. 그러므로, 상기 광원 모듈(400)에서 생성된 빛은 상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)과 n+1번째 우안 픽셀(PRn+1)을 거의 통과하여 상기 n+1번째 좌안 픽셀(PLn+1)과 n+1번째 우안 픽셀(PRn+1)은 화이트 계조의 영상을 표시 한다.

이 때, 상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 상기 n번째 우안 픽셀(PRn)이 동일한 영상을 표시 하게 되면, 상기 표시 패널(300)은 2차원 평면 영상을 표시한다.

상기 n번째 좌안 픽셀(PLn)과 상기 n번째 우안 픽셀(PRn)이 각각 서로 다른 영상을 표시 하게 되면 상기 표시 패널(300)은 3차원 평면 영상을 표시한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는 상기 제1 배향막이 복수의 편각을 갖도록 배향한다. 따라서, 배향막의 편각의 크기 및 차광 패턴을 통해 상기 표시 패널의 계조 조절이 가능하며, 별도의 상부 편광판을 형성하지 않아도 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 제어부 300: 표시 패널
400: 광원 모듈 319, 325: 배향막
330: 액정층

Claims

복수의 픽셀들 포함하고, 제1 방위각 및 상기 각 픽셀들 내에서 변하는 제1 편각들을 갖도록 배향된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판;
제2 방위각 및 제2 편각을 갖도록 배향된 제2 배향막을 포함하는 제2 기판; 및
상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 픽셀들은 교번적으로 배열된 좌안 픽셀과 우안 픽셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제2항에 있어서, 상기 제1 편각들은 상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들 및 상기 우안 픽셀의 제2 하부 편각들을 포함하고,
상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들과 상기 좌안 픽셀에 인접한 우안 픽셀의 제2 하부 편각들은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부를 기준으로 대칭으로 변하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제3항에 있어서, 상기 제1 하부 편각들 및 상기 제2 하부 편각들은 연속적으로 변하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제3항에 있어서, 상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들과 상기 좌안 픽셀에 인접한 우안 픽셀의 제2 하부 편각들은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부에서 멀어질수록 감소하거나 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 패널,
제1항에 있어서, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각은 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제6항에 있어서, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각의 차는 90°인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 제2 편각은 균일한 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제1항에 있어서, 상기 제1 기판은 게이트 라인 및 데이터 라인을 더 포함하며, 상기 제2 기판은 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 상부에 형성된 차광 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제1 베이스 기판 상에 복수의 픽셀들을 형성하는 단계;
상기 픽셀들이 형성된 제1 베이스 기판 상에 제1 광반응성 고분자막을 형성하는 단계;
상기 제1 광반응성 고분자막 상에 광을 조사하여 제1 방위각 및 상기 각픽셀들 내에서 변하는 제1 편각들로 배향된 제1 배향막을 형성하는 단계;
제2 베이스 기판 상에 제2 광반응성 고분자 막을 형성하는 단계;
상기 제2 광반응성 고분자막 상에 광을 조사하여 제2 방위각 및 제2 편각으로 배향된 제2 배향막을 형성하는 단계; 및
상기 제1 베이스 기판과 상기 제2 베이스 기판 사이에 액정층을 주입하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 픽셀들은 교번적으로 배열되는 좌안 픽셀과 우안 픽셀을 포함하고,
상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서,
인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀에 대응하는 개구부를 포함하는 복수의 단위 노광 영역들을 가진 마스크를 이용하여 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서,
상기 광 조사량은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부를 기준으로 대칭인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서,
상기 단위 노광 영역내에서, 상기 개구부의 면적은 상기 단위 노광 영역 내에서 연속적으로 변하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 배향막을 형성하는 단계에서,
상기 단위 노광 영역내에서, 상기 개구부의 면적은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부에서 멀어질수록 감소하거나 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 제2 배향막을 형성하는 단계에서,
상기 제2 광반응성 고분자막 상에 균일한 양의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 렌즈 패널의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 제1 광반응성 고분자막의 광 조사 방향 및 상기 제2 광반응성 고분자막의 광 조사 방향이 서로 다른 것을 특징으로 렌즈 패널의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 제1 광반응성 고분자막의 광 조사 방향 및 상기 제2 광반응성 고분자막의 광 조사 방향이 서로 직교하는 것을 특징으로 렌즈 패널의 제조 방법.
복수의 픽셀들을 포함하고, 제1 방위각 및 상기 각 픽셀들 내에서 변하는 제1 편각들을 갖도록 배향된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판, 제2 방위각 및 제2 편각을 갖도록 배향된 제2 배향막을 포함하는 제2 기판 및 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 하부에 배치되어, 상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원 모듈을 포함하는 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 제1 편각들은 상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들 및 상기 우안 픽셀의 제2 하부 편각들을 포함하고,
상기 좌안 픽셀의 제1 하부 편각들과 상기 좌안 픽셀에 인접한 우안 픽셀의 제2 하부 편각들은 상기 인접한 좌안 픽셀과 우안 픽셀의 경계부를 기준으로 대칭으로 변하는 것을 특징으로 하는 상기 표시 장치.
제19항에 있어서, 평면 영상을 표시하는 경우에는 상기 표시 패널의 n번째 좌안 픽셀과 n번째 우안 픽셀에 동일한 신호를 인가하고, 입체 영상을 표시하는 경우에는 상기 표시 패널의 n번째 좌안 픽셀과 n번째 우안 픽셀에 서로 다른 신호를 인가하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.