KR20130013076A

KR20130013076A - 액정 렌즈 패널의 제조 장치 및 제조 방법

Info

Publication number: KR20130013076A
Application number: KR1020110074483A
Authority: KR
Inventors: 김성우; 이병주
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-02-06
Also published as: KR101862600B1

Abstract

본 발명은 제조 비용 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 액정 렌즈 패널의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치는 제 1 투명전극이 형성된 제 1 필름이 감겨진 제 1 피딩 롤러; 제 2 투명전극이 형성된 제 2 필름이 감겨진 제 2 피딩 롤러; 상기 제 2 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 2 필름 상에 소정 두께의 수지층을 도포하는 수지층 도포부; 상기 수지층이 형성된 제 2 필름을 사이에 두고 상하로 배치된 마스터 롤러와 지지 롤러의 회전을 이용하여 상기 수지층에 연속적으로 나란한 복수의 렌즈 패턴을 가지는 복수의 렌즈 패턴부와 상기 복수의 렌즈 패턴부 사이마다 렌즈 비패턴부를 성형하는 수지층 성형부; 상기 수지층에 성형된 상기 복수의 패턴부 각각의 렌즈 패턴에 액정을 적하하는 액정 적하부; 및 상기 제 1 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 1 필름과 상기 액정 적하부에 의해 상기 액정이 적하되어 이송되는 상기 제 2 필름을 대향 합착하는 합착부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 렌즈 패널의 제조 장치 및 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING OF LIQUID CRYSTAL LENS PANEL}

본 발명은 액정 렌즈 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 제조 비용 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 액정 렌즈 패널의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는 데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 양안시차(Binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 서로 융합하여 본래의 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 된다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(Stereography)라 하며, 이를 표시 장치에 응용한 입체 표시장치라 한다.

현재, 이와 같은 입체 표시 장치를 구현하는 방법 중 액정 분자의 특성을 이용하여 액정층이 렌즈 역할을 하는 액정 렌즈(liquid crystal lens) 패널을 이용한 3차원 영상 표시 장치가 제안되어 있다.

종래의 액정 렌즈 패널은 2장의 투명전극 사이에 형성되는 전계를 이용하여 액정 렌즈의 굴절율을 변화시킴으로써 3차원 영상의 광 진행 방향을 변화시킨다.

도 1은 종래의 액정 렌즈 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하여 종래의 액정 렌즈 패널의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 투명전극이 형성된 제 1 유리 기판(10) 상에 수지(Resin)층(20)을 형성한다.

그런 다음, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 렌즈 형상의 마스터 패턴(32)을 가지는 금형(30)을 제 1 유리 기판(10) 상에 형성된 수지층(20)에 가압한다. 이에 따라, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 수지층(20)에는 마스터 패턴(32)과 반대의 형상을 가지는 렌즈 패턴(22)이 형성된다.

그런 다음, 렌즈 패턴(22)이 형성된 수지층(20)을 소성한다.

그런 다음, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 렌즈 패턴(22)이 형성된 제 1 유리 기판(10)과 투명전극이 형성된 제 2 유기 기판(40)을 대향 합착시킨 후, 오목한 렌즈 패턴(22)과 제 2 유기 기판(40) 사이의 공간에 액정(50)을 주입함으로써 액정 렌즈 패널을 제조한다.

상술한 방법에 따른 종래의 액정 렌즈 패널은 2장의 유리 기판을 사용하므로 제조 비용이 높고, 연속 공정이 불가능하므로 생산성이 낮다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조 비용 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 액정 렌즈 패널의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치는 제 1 투명전극이 형성된 제 1 필름이 감겨진 제 1 피딩 롤러; 제 2 투명전극이 형성된 제 2 필름이 감겨진 제 2 피딩 롤러; 상기 제 2 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 2 필름 상에 소정 두께의 수지층을 도포하는 수지층 도포부; 상기 수지층이 형성된 제 2 필름을 사이에 두고 상하로 배치된 마스터 롤러와 지지 롤러의 회전을 이용하여 상기 수지층에 연속적으로 나란한 복수의 렌즈 패턴을 가지는 복수의 렌즈 패턴부와 상기 복수의 렌즈 패턴부 사이마다 렌즈 비패턴부를 성형하는 수지층 성형부; 상기 수지층에 성형된 상기 복수의 패턴부 각각의 렌즈 패턴에 액정을 적하하는 액정 적하부; 및 상기 제 1 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 1 필름과 상기 액정 적하부에 의해 상기 액정이 적하되어 이송되는 상기 제 2 필름을 대향 합착하는 합착부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 마스터 롤러는 볼록한 렌즈 형상을 가지는 복수의 마스터 패턴이 연속적으로 나란하게 형성된 복수의 마스터 패턴부; 및 상기 복수의 마스터 패턴부 사이마다 마련된 복수의 마스터 비패턴부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 마스터 패턴은 상기 마스터 롤러의 원주 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 마스터 롤러는 상기 수지층 상에 소정 시간 동안 상기 패턴부를 형성 한 후, 상기 수지층에 상기 패턴부들과 교차하는 비성형부가 마련되도록 일시적으로 승강되어 상기 수지층과 일시적으로 비접촉되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정 렌즈 패널의 제조 장치는 상기 수지층에 마련된 비성형부 및 복수의 렌즈 비패턴부 각각을 기준으로 합착된 상기 제 1 및 제 2 필름을 재단하여 상기 합착된 제 1 및 제 2 필름을 소정의 크기를 가지는 복수의 액정 렌즈 패널로 분리하는 재단부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 방법은 제 1 피딩 롤러의 구동에 따라 제 1 투명전극이 형성된 제 1 필름을 이송하는 단계; 제 2 피딩 롤러의 구동에 따라 제 2 투명전극이 형성된 제 2 필름을 이송하면서 상기 제 2 필름 상에 소정 두께의 수지층을 도포하는 단계; 상기 수지층이 형성된 제 2 필름을 사이에 두고 상하로 배치된 마스터 롤러와 지지 롤러의 회전을 이용하여 상기 수지층에 연속적으로 나란한 복수의 렌즈 패턴을 가지는 복수의 렌즈 패턴부와 상기 복수의 렌즈 패턴부 사이마다 렌즈 비패턴부를 성형하는 패턴 성형 단계; 상기 수지층에 성형된 상기 복수의 패턴부 각각의 렌즈 패턴에 액정을 적하하는 단계; 및 상기 제 1 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 1 필름과 상기 액정이 적하되어 이송되는 상기 제 2 필름을 대향 합착하는 합착 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 성형 단계는 상기 마스터 롤러를 상기 수지층에 가압시키고 상기 마스터 롤러의 회전을 통해 제 2 필름을 소정의 제 1 길이만큼 이송시켜 상기 수지층 상에 상기 제 1 길이를 가지는 복수의 렌즈 패턴부와 복수의 렌즈 비패턴부를 형성하는 제 1 단계; 상기 제 2 필름이 제 1 길이만큼 이송되면 상기 수지층으로부터 소정 높이로 이격되도록 상기 마스터 롤러를 상승시키는 제 2 단계; 상기 제 2 필름을 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이만큼 이송시켜 상기 수지층에 비성형부를 마련하는 제 3 단계; 상기 상승된 마스터 롤러를 하강시키는 제 4 단계; 상기 제 1 내지 제 4 단계를 반복적으로 수행하는 단계; 및 상기 마스터 롤러를 통과하는 상기 제 2 필름 상의 수지층을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 액정 렌즈 패널의 제조 방법은 상기 수지층에 마련된 렌즈 비패턴부와 비성형부 각각 상의 재단 라인을 기준으로 합착된 상기 제 1 및 제 2 필름을 재단하여 상기 합착된 제 1 및 제 2 필름을 소정의 크기를 가지는 복수의 액정 렌즈 패널로 분리하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치를 이용한 액정 렌즈 패널의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 마스터 롤러 등을 이용한 롤(Roll) 투(To) 롤(Rool) 방식에 따라 액정 렌즈 패널을 제조함으로써 제조 비용 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 마스터 롤러의 회전 및 승강을 이용하여 수지층에 렌즈 패턴부와 렌즈 비패턴부 및 비성형부를 형성함으로써 재단시에도 렌즈 패턴에 주입된 액정의 누설을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 액정 렌즈 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 수지층 성형부에 의해 성형된 수지층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 I-I' 선의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 마스터 롤러를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 II-II' 선의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 마스터 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 재단부에 의해 재단된 액정 렌즈 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 수지층 성형부에 의해 성형된 수지층을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-I' 선의 단면을 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치는 제 1 필름(110)이 감겨진 제 1 피딩 롤러(210), 제 1 필름(110) 상에 배향막(114)을 형성하는 배향막 형성부(220), 제 2 필름(120)이 감겨진 제 2 피딩 롤러(230), 제 2 필름(120) 상에 수지층(130)을 도포하는 수지층 도포부(240), 수지층(130)에 복수의 렌즈 패턴(LP)을 가지는 복수의 렌즈 패턴부(132)와 복수의 렌즈 패턴부(132) 사이마다 렌즈 비패턴부(134)를 성형하는 수지층 성형부(250), 복수의 렌즈 패턴(LP)에 액정(140)을 적하하는 액정 적하부(260), 제 1 필름(110)과 액정(140)이 적하된 제 2 필름(120)을 대향 합착하는 합착부(270), 및 합착된 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 복수의 액정 렌즈 패널(LLP)로 분리하는 재단부(280)를 포함하여 구성된다.

제 1 피딩 롤러(210)는 제 1 롤러 구동 장치(미도시)의 구동에 따라 회전되어 감겨진 제 1 필름(110)을 공급한다. 이때, 제 1 필름(110)은, 도 1의 확대도 "A"에 도시된 바와 같이, 전극 형성 공정에 의해 형성된 제 1 투명전극(112)을 포함하여 구성된다. 제 1 투명전극(112)은 후술될 렌즈 패턴 각각에 대응되도록 제 1 필름(110) 상에 복수로 형성되거나 제 1 필름(110)의 상면 전체에 통짜로 형성될 수 있다.

상기의 제 1 피딩 롤러(210)는 제 1 롤러 구동 장치의 구동에 따라 회전될 수도 있지만, 별도의 회전축에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이 경우, 상기의 회전축에 설치된 제 1 피딩 롤러(210)에 감겨진 제 1 필름(110)은 제 1 필름(110)을 사이에 두고 상하로 배치된 한 쌍의 제 1 필름 반송 롤러(212, 214)의 구동에 따라 이송된다.

배향막 형성부(220)는 제 1 피딩 롤러(210)로부터 공급되는 제 1 필름(110)에 형성된 제 1 투명전극(112) 상에 소정 두께의 배향막(114)을 형성한다. 이를 위해, 배향막 형성부(220)는 배향액 도포 수단(224), 및 배향액 배향 수단(226)을 포함하여 구성된다.

배향액 도포 수단(224)는 제 1 필름(110)에 형성된 제 1 투명전극(112) 상에 소정 두께의 배향액을 도포한다. 이때, 배향액은 폴리이미드(PI) 수지가 될 수 있다.

배향액 배향 수단(226)은 제 1 필름(110) 상에 도포된 배향액에 자외선(UV)을 조사하여 배향액을 특정 방향으로 배향함과 아울러 경화시킴으로써 제 1 투명전극(112) 상에 소정 두께의 배향막(114)을 형성한다.

상기의 배향막 형성부(220)는 후술되는 렌즈 패턴에 적하되는 액정 분자의 초기 배열 상태를 설정하기 위해 상기의 배향막(114)을 형성하는 것이지만, 상기 액정 분자의 초기 배열이 필요 없는 경우 생략될 수 있다. 이하의 설명에서는 제 1 필름(110) 상에 배향막(114)이 형성된 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

한편, 배향막 형성부(220)에 의해 배향막(114)이 형성된 제 1 필름(110)은 제 1 및 제 2 반송 가이드 롤러(216, 218) 각각의 가이드에 의해 일정한 장력을 가지도록 합착부(270)로 이송된다.

제 1 및 제 2 반송 가이드 롤러(216, 218) 각각은 제 1 필름(110)에 형성된 배향막(114)이 제 2 필름(120)에 대향 합착될 수 있도록 제 1 필름(110)의 이송 방향으로 변경하는 역할을 한다.

제 1 반송 가이드 롤러(216)는 배향액 배향 수단(226)에 인접하도록 설치되어 제 1 필름(110)의 이송 방향으로 수직 방향으로 변경한다.

제 2 반송 가이드 롤러(218)는 제 1 반송 가이드 롤러(216)의 하부에 설치되어 수직 방향으로 이송되는 제 1 필름(110)의 이송 방향을 수평 방향으로 변경시킴으로써 제 1 필름(110)에 형성된 배향막(114)이 하부를 향하면서 합착부(270) 쪽으로 이송되도록 한다.

제 2 피딩 롤러(230)는 제 2 롤러 구동 장치(미도시)의 구동에 따라 회전되어 감겨진 제 2 필름(120)을 공급한다. 이때, 제 2 필름(120)은 전극 형성 공정에 의해 형성된 제 2 투명전극(122)을 포함하여 구성된다. 제 2 투명전극(122)은 후술될 렌즈 패턴 각각에 대응되도록 제 2 필름(120) 상에 복수로 형성되거나 제 2 필름(120)의 상면 전체에 통짜로 형성될 수 있다.

수지층 도포부(240)는, 도 1의 확대도 "B"에 도시된 바와 같이, 제 2 피딩 롤러(230)의 구동에 의해 공급되는 제 2 필름(120) 상에 소정 두께의 수지층(130)을 도포한다. 이때, 수지층(130)은 투명한 수지 재질로 이루어진다. 예를 들어, 수지층(130)은 폴리머(Polymer)가 될 수 있다.

수지층 성형부(250)는 연속적으로 나란한 복수의 렌즈 패턴(LP)을 가지는 복수의 렌즈 패턴부(132)와 복수의 렌즈 패턴부(132) 사이마다 렌즈 비패턴부(134)를 수지층(130)에 성형한다. 이를 위해, 수지층 성형부(250)는 지지 롤러(251), 마스터 롤러(253), 롤러 지지 수단(255), 롤러 승강 수단(257), 및 수지 경화 수단(259)을 포함하여 구성된다.

지지 롤러(251)는 원통 형태로 형성되어 수지층(130)이 형성된 제 2 필름(120)의 배면을 지지한다. 이러한 지지 롤러(251)는 제 3 롤러 구동 장치(미도시)의 구동에 따라 제 2 필름(120)을 합착부(270) 쪽으로 이송시킨다. 한편, 지지 롤러(251)는 별도의 구동축에 회전 가능하게 설치되어 단순히 제 2 필름(120)을 이송 가능하게 지지할 수도 있다.

마스터 롤러(253)는 지지 롤러(251)와 마주보도록 제 2 필름(120) 상에 배치된다. 이러한 마스터 롤러(253)는 제 4 롤러 구동 장치(미도시)의 구동에 따라 회전함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 필름(120) 상에 형성된 수지층(130)에 복수의 렌즈 패턴부(132)와 렌즈 비패턴부(134)를 성형한다. 이를 위해, 마스터 롤러(253)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 마스터 패턴(310)이 연속적으로 나란하게 형성된 복수의 마스터 패턴부(320), 및 복수의 마스터 패턴부(320) 사이마다 마련된 복수의 마스터 비패턴부(330)를 포함하여 구성된다.

복수의 마스터 패턴(310) 각각은 볼록한 렌즈 형상, 예를 들어, 반원 또는 타원 형상의 단면을 가지도록 형성된다. 예를 들어, 복수의 마스터 패턴(310) 각각의 단면은, 도 7a에 도시된 바와 같이, 입체 영상 표시 패널(미도시)에 형성된 제 1 내지 제 3 서브 픽셀(R, G, B) 중 2 개의 서브 픽셀의 단변 폭(SSW)과 동일한 폭(LW)을 가지도록 형성되거나, 도 7b에 도시된 바와 같이, 2 개의 서브 픽셀의 장변 폭(SLW)과 동일한 폭(LW)을 가지도록 형성될 수 있다. 한편, 상기 복수의 마스터 패턴(310) 각각의 단면 폭(LW)은 2개의 서브 픽셀의 단변 폭(SSW) 또는 장변 폭(LSW)과 동일하게 형성되는 2 뷰(View)를 가정하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 입체 영상 표시 장치에 설정된 뷰어(Viewer) 수에 따라 설정된다.

상기의 각 마스터 패턴(310)은 마스터 롤러(253)의 원주 방향으로 형성됨과 아울러 마스터 롤러(253)의 길이 방향을 따라 이격되지 않고 연속적으로 나란하게 형성된다. 한편, 상기의 각 마스터 패턴(310)은 마스터 롤러(253)의 길이 방향을 따라 형성될 수도 있다.

복수의 마스터 패턴부(320) 각각은 연속적으로 배치된 상술한 복수의 마스터 패턴(310)를 포함하여 구성된다. 상기 복수의 마스터 패턴부(320) 각각을 구성하는 마스터 패턴(310)의 개수는 입체 영상 표시 패널의 크기에 따라 설정된다. 예를 들어, 상기 마스터 패턴(310)의 개수는 상기 복수의 마스터 패턴부(320) 각각마다 동일하게 설정되거나, 각기 다르게 설정될 수 있다. 이때, 복수의 마스터 패턴부(320) 각각의 마스터 패턴(310)의 개수가 각기 다르게 설정되는 경우에는 입체 영상 표시 패널의 다양한 크기에 대응할 수 있다.

복수의 마스터 비패턴부(330) 각각은 복수의 마스터 패턴부(320) 사이마다 재단 영역을 확보하기 위한 것으로, 복수의 마스터 패턴부(320) 사이사이에는 마스터 패턴이 형성되지 않는 평면 형상의 더미 공간이다.

상기의 마스터 비패턴부(330)를 마스터 롤러(253)에 마련하지 않을 경우에 있어서, 후술되는 재단부(280)에서 입체 영상 표시 패널의 크기에 적합하도록 액정 렌즈 패널을 재단하게 된다. 상기의 재단부(280)에서 합착된 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 재단할 경우 렌즈 패턴에 적하된 액정이 누출되기 때문에 장비 오염, 재료 낭비 등의 문제점이 발생하게 된다. 이에 따라, 상기 복수의 마스터 비패턴부(330) 각각은 입체 영상 표시 패널의 크기에 대응되도록 복수의 마스터 패턴부(320) 사이마다 형성되어 재단 영역을 확보함으로써 상기의 문제점을 방지하게 된다.

다시 도 2에서, 롤러 지지 수단(255)은 마스터 롤러(253)의 양측면을 지지하는 한 쌍의 지지 축을 통해 마스터 롤러(253)를 회전 가능하게 지지한다.

롤러 승강 수단(257)은 롤러 지지 수단(255)에 결합되어 수지층 성형부(250)의 성형 공정에 따라 롤러 지지 수단(255)을 승강시킴으로써 마스터 롤러(253)를 수지층(130)에 소정 압력을 가압함과 아울러 회전시킨다. 이에 따라, 마스터 롤러(253)는, 도 1의 확대도 "C"에 도시된 바와 같이, 수지층(130)에 가압된 상태로 회전함으로써, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수지층(130)에 상술한 복수의 마스터 패턴부(320)의 마스터 패턴(310)에 반대되는 오목한 형상의 렌즈 패턴(LP)을 가지는 복수의 렌즈 패턴부(132)를 성형함과 아울러 상술한 복수의 마스터 비패턴부(330)와 동일한 평면 형상을 가지는 복수의 렌즈 비패턴부(134)를 성형한다.

한편, 롤러 승강 수단(257)은 마스터 롤러(253)의 회전 운동에 의해 수지층(130) 상에 소정의 제 1 길이를 가지는 복수의 렌즈 패턴부(132)와 복수의 렌즈 비패턴부(134)가 성형되면, 제 2 필름(120)이 연속적으로 이송되는 중에 마스터 롤러(253)를 수지층(130)으로부터 소정 높이로 상승시킨 후 소정 시간 이후에 다시 하강시킨다. 이에 따라, 소정 시간 동안 승강되는 마스터 롤러(253)에 의해 제 2 필름(120)의 수지층(130)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 마스터 롤러(253)에 의해 성형되지 않는 제 2 길이만큼의 비성형부(136)가 형성된다.

상기 비성형부(136)는 소정 시간 동안 상승된 마스터 롤러(253)와 이송되는 제 2 필름(120)의 수지층(130)이 접촉되지 않음으로써 마스터 롤러(253)의 승강 시간 동안 이송되는 제 2 필름(120)의 이송 거리에 대응되는 제 2 길이만큼 형성된다. 이러한 비성형부(136) 역시 상술한 복수의 렌즈 비패턴부(134)와 동일한 역할을 한다. 예를 들어, 마스터 롤러(253)의 길이 방향을 X축 방향으로 정의할 경우, 복수의 렌즈 비패턴부(134) 각각은 Y축 방향의 재단을 위한 Y축 재단 영역을 확보하는 역할을 하고, 비성형부(136) 각각은 X축 재단을 위한 X축 재단 영역을 확보하는 역할을 한다.

다시 도 2에서, 수지 경화 수단(259)은 마스터 롤러(253)에 의해 성형된 수지층(130)을 경화시킨다. 이때, 수지 경화 수단(259)은 마스터 롤러(253)를 통과하는 수지층(130)에 자외선(UV)을 조사하여 수지층(130)을 경화시킬 수 있다.

다시 도 2에서, 액정 적하부(260)는 수지층 성형부(250)에 의해 수지층(130)에 오목하게 형성된 복수의 렌즈 패턴부(132) 각각의 렌즈 패턴(LP)에 액정(140)을 적하한다. 이를 위해, 액정 적하부(260)는 액정(140)이 저장된 액정 시린지(미도시) 및 액정 시린지에 저장된 액정(140)을 렌즈 패턴(LP)에 적하하는 적하 노즐(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

합착부(270)는 제 1 피딩 롤러(210)로부터 이송되는 제 1 필름(110)과 액정 적하부(260)에 의해 액정(140)이 적하되어 이송되는 제 2 필름(120)을 대향 합착한다. 이를 위해, 합착부(270)는 제 1 및 제 2 합착 롤러(272, 274)를 포함하여 구성된다.

제 1 합착 롤러(272)는 제 1 필름(110)의 상부에 배치되어 회전하면서 소정의 압력으로 제 1 필름(110)을 가압한다. 이때, 제 1 합착 롤러(272)는 가열 수단(미도시)에 의해 소정 온도로 가열될 수 있다.

제 2 합착 롤러(274)는 제 2 필름(120)의 하부에 배치되어 회전하면서 소정의 압력으로 제 2 필름(120)을 가압하거나 제 2 필름(120)을 이송 가능하게 지지한다. 이때, 제 2 합착 롤러(274)는 가열 수단(미도시)에 의해 소정 온도로 가열될 수 있다.

이와 같은, 합착부(270)는 제 1 및 제 2 합착 롤러(272, 274)의 회전 운동과 가압을 이용하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 필름(110)과 제 2 필름(120)을 대향 합착한다.

재단부(280)는 합착부(270)의 회전 운동에 의해 합착되어 공급되는 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 X축 및 Y축 방향으로 재단함으로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 합착된 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 복수의 액정 렌즈 패널(LLP)로 분리한다. 이때, 재단부(280)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 수지층(130)에 마련된 각 렌즈 비패턴부(134) 상의 Y축 재단 라인(CL_Y)을 기준으로 합착된 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 Y축 방향으로 재단함과 아울러 수지층(130)에 마련된 비성형부(136) 상의 X축 재단 라인(CL_X)을 기준으로 합착된 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 X축 방향으로 재단한다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치를 이용한 액정 렌즈 패널의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 1 피딩 롤러(210)에 감겨진 제 1 필름(110)을 이송하면서 제 1 필름(110)에 형성된 제 1 투명전극(112) 상에 배향막(114)을 형성한다.

그런 다음, 제 2 피딩 롤러(230)에 감겨진 제 2 필름(120)을 이송하면서 제 2 필름(120)에 형성된 제 2 투명전극(122) 상에 소정 두께의 수지층(130)을 도포한다.

그런 다음, 상술한 지지 롤러(251)와 마스터 롤러(253)의 회전 운동을 이용하여 수지층(130)에 연속적으로 나란한 복수의 렌즈 패턴(LP)을 가지는 복수의 렌즈 패턴부(132)와 복수의 렌즈 패턴부(132) 사이마다 렌즈 비패턴부(134)를 성형함과 아울러 마스터 롤러(253)의 일시적인 승강을 이용해 수지층(130)에 비성형부(136)를 마련한다.

그런 다음, 수지층(130)에 성형된 복수의 렌즈 패턴부(132) 각각의 렌즈 패턴(LP)에 액정(140)을 적하한다.

상술한 제 1 및 제 2 합착 롤러(272, 274)의 회전 운동을 이용하여 상기 제 1 피딩 롤러(210)로부터 이송되는 제 1 필름(110)과 액정(140)이 적하되어 이송되는 제 2 필름(120)을 대향 합착한다.

그런 다음, 수지층(130)에 마련된 렌즈 비패턴부(134)와 비성형부(136) 각각 상의 재단 라인(CL_Y, XL_X)을 기준으로 합착된 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 재단하여 합착된 제 1 및 제 2 필름(110, 120)을 소정의 크기를 가지는 복수의 액정 렌즈 패널(LLP)로 분리한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치를 이용한 액정 렌즈 패널의 제조 방법은 상술한 과정들을 반복적으로 수행함으로써 연속적으로 액정 렌즈 패널(LLP)을 제조하게 된다.

상술한 이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조 장치는 복수의 마스터 패턴부(320)와 복수의 마스터 패턴부(320) 사이마다 마련된 복수의 마스터 비패턴부(330)를 가지는 마스터 롤러(251)를 이용하여 수지층(130)에 렌즈 비패턴부(134)와 마스터 롤러(251)의 승강을 통해 수지층(130)에 비성형부(136)를 마련함으로써 재단시에도 렌즈 패턴(LP)에 주입된 액정(140)의 누설을 방지함과 아울러 마스터 롤러(251) 등을 이용한 롤(Roll) 투(To) 롤(Rool) 방식에 따라 액정 렌즈 패널(LLP)을 제조함으로써 제조 비용 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 좌안 영상과 우안 영상을 표시하기 위한 표시부(500), 및 표시부(500)의 표면 상에 배치되어 좌안 영상과 우안 영상의 광 경로를 변화시키는 액정 렌즈 패널(600)을 포함하여 구성된다.

표시부(500)는 각기 다른 제 1 내지 제 3 색의 서브 픽셀(R, G, B; 도 7a 참조)로 구성되는 단위 픽셀을 이용하여 2차원 영상 또는 3차원 영상을 표시한다. 이때, 3차원 영상은 한 화면에 표시되는 좌안 영상과 우안 영상이 될 수 있다. 이를 위해, 표시부(500)는 평판 표시 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 표시부(500)는 백 라이트 유닛으로부터 조사되는 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시하는 액정 표시 장치, 플라즈마 방전에 의해 방출되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 플라즈마 표시 장치, 또는 발광 소자의 발광을 이용하여 영상을 표시하는 발광 표시 장치 등이 될 수 있다.

액정 렌즈 패널(600)은 표시부(500)로부터 입사되는 영상의 광 경로를 제어하여 시청자에게 2차원 영상 또는 3차원 영상을 제공한다. 이를 위해, 액정 렌즈 패널(600)은 제 1 투명 전극(112)을 포함하는 제 1 필름(110), 제 2 투명 전극(122)을 포함하는 제 2 필름(120), 제 2 투명 전극(122) 상에 렌즈 형상을 가지는 복수의 렌즈 패턴(LP)을 가지는 수지층(130), 복수의 렌즈 패턴(LP)과 제 1 필름(110) 사이의 공간에 주입된 액정(140)을 포함하여 구성된다. 이러한 액정 렌즈 패널(600)은 제 1 및 제 2 투명 전극(112, 122)에 인가되는 전압에 따라 각 렌즈 패턴(LP)에 주입된 액정(140)의 분자 배열의 변화를 통해 표시부(500)로부터 입사되는 영상의 광 경로를 제어한다. 이와 같은 액정 렌즈 패널(600)은 도 2 내지 도 8을 참조하여 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 제조 장치와 이를 이용한 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 입체 영상 표시 장치는 표시부(500)에 좌안 영상과 우안 영상을 표시함과 아울러 액정 렌즈 패널(600)의 제 1 및 제 2 투명 전극(112, 122)에 전압을 인가하여 각 렌즈 패턴(LP)에 주입된 액정(140)의 분자 배열을 제어함으로써 좌안 영상과 우안 영상 각각의 광 경로를 변화(또는 분리)시켜 시청자에게 3차원 영상을 제공한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 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 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 제 1 필름 120: 제 2 필름
130: 수지층 140: 액정
210, 230: 피딩 롤러 220: 배향막 형성부
240: 수지층 도포부 250: 수지층 성형부
260: 액정 적하부 270: 합착부
280: 재단부

Claims

제 1 투명전극이 형성된 제 1 필름이 감겨진 제 1 피딩 롤러;
제 2 투명전극이 형성된 제 2 필름이 감겨진 제 2 피딩 롤러;
상기 제 2 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 2 필름 상에 소정 두께의 수지층을 도포하는 수지층 도포부;
상기 수지층이 형성된 제 2 필름을 사이에 두고 상하로 배치된 마스터 롤러와 지지 롤러의 회전을 이용하여 상기 수지층에 연속적으로 나란한 복수의 렌즈 패턴을 가지는 복수의 렌즈 패턴부와 상기 복수의 렌즈 패턴부 사이마다 렌즈 비패턴부를 성형하는 수지층 성형부;
상기 수지층에 성형된 상기 복수의 패턴부 각각의 렌즈 패턴에 액정을 적하하는 액정 적하부; 및
상기 제 1 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 1 필름과 상기 액정 적하부에 의해 상기 액정이 적하되어 이송되는 상기 제 2 필름을 대향 합착하는 합착부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 마스터 롤러는,
볼록한 렌즈 형상을 가지는 복수의 마스터 패턴이 연속적으로 나란하게 형성된 복수의 마스터 패턴부; 및
상기 복수의 마스터 패턴부 사이마다 마련된 복수의 마스터 비패턴부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 마스터 패턴은 상기 마스터 롤러의 원주 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 마스터 롤러는 상기 수지층 상에 소정 시간 동안 상기 패턴부를 형성 한 후, 상기 수지층에 상기 패턴부들과 교차하는 비성형부가 마련되도록 상기 수지층에 일시적으로 비접촉되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 수지층에 마련된 비성형부 및 복수의 렌즈 비패턴부 각각을 기준으로 합착된 상기 제 1 및 제 2 필름을 재단하여 상기 합착된 제 1 및 제 2 필름을 소정의 크기를 가지는 복수의 액정 렌즈 패널로 분리하는 재단부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 피딩 롤러의 구동에 의해 상기 제 2 필름의 수지층에 대향하도록 이송되는 상기 제 1 필름에 소정 두께의 배향막을 형성하는 배향막 형성부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 장치.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 합착부는 상기 제 1 및 제 2 필름을 사이에 두고 상하로 배치되어 회전하면서 상기 제 1 및 제 2 필름을 대향 합착시키는 제 1 및 제 2 합착 롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 장치.
제 1 피딩 롤러의 구동에 따라 제 1 투명전극이 형성된 제 1 필름을 이송하는 단계;
제 2 피딩 롤러의 구동에 따라 제 2 투명전극이 형성된 제 2 필름을 이송하면서 상기 제 2 필름 상에 소정 두께의 수지층을 도포하는 단계;
상기 수지층이 형성된 제 2 필름을 사이에 두고 상하로 배치된 마스터 롤러와 지지 롤러의 회전을 이용하여 상기 수지층에 연속적으로 나란한 복수의 렌즈 패턴을 가지는 복수의 렌즈 패턴부와 상기 복수의 렌즈 패턴부 사이마다 렌즈 비패턴부를 성형하는 패턴 성형 단계;
상기 수지층에 성형된 상기 복수의 패턴부 각각의 렌즈 패턴에 액정을 적하하는 단계; 및
상기 제 1 피딩 롤러의 구동에 의해 이송되는 상기 제 1 필름과 상기 액정이 적하되어 이송되는 상기 제 2 필름을 대향 합착하는 합착 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 패턴 성형 단계는,
상기 마스터 롤러를 상기 수지층에 가압시키고 상기 마스터 롤러의 회전을 통해 제 2 필름을 소정의 제 1 길이만큼 이송시켜 상기 수지층 상에 상기 제 1 길이를 가지는 복수의 렌즈 패턴부와 복수의 렌즈 비패턴부를 형성하는 제 1 단계;
상기 제 2 필름이 제 1 길이만큼 이송되면 상기 수지층으로부터 소정 높이로 이격되도록 상기 마스터 롤러를 상승시키는 제 2 단계;
상기 제 2 필름을 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이만큼 이송시켜 상기 수지층에 비성형부를 마련하는 제 3 단계;
상기 상승된 마스터 롤러를 하강시키는 제 4 단계;
상기 제 1 내지 제 4 단계를 반복적으로 수행하는 단계; 및
상기 마스터 롤러를 통과하는 상기 제 2 필름 상의 수지층을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 수지층에 마련된 렌즈 비패턴부와 비성형부 각각 상의 재단 라인을 기준으로 합착된 상기 제 1 및 제 2 필름을 재단하여 상기 합착된 제 1 및 제 2 필름을 소정의 크기를 가지는 복수의 액정 렌즈 패널로 분리하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 피딩 롤러의 구동에 의해 상기 제 2 필름의 수지층에 대향하도록 이송되는 상기 제 1 필름에 소정 두께의 배향막을 형성하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 방법.
제 8 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 합착 단계는 상기 제 1 및 제 2 필름을 사이에 두고 상하로 배치된 제 1 및 제 2 합착 롤러의 회전을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 필름을 대향 합착시키는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조 방법.