KR20130054110A - Beam combining panel using patterned halfwave retarder and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light bonding panel and a manufacturing method thereof are provided to modulate complex amplitude by bonding two outgoing lights which differently modulated the phase of an incident light in a spatial light modulation panel and forming a holography pattern for the stereo-scopic image by interfering the light differently phase-modulated in the adjacent two pixels by being arranged in a front surface of the spatial light modulation panel using an LCD panel. CONSTITUTION: A light bonding panel(BC) comprises a substrate corresponding to a display panel equipped with a plurality of pixels arranged in a matrix mode; a first patterned half-wave plate(PHW1) and the light boding panel arranged in an area corresponding to a first pixel on the substrate; and a second pattered half-wave plate(PHW2) arranged in the area corresponding to a second pixel positioned at one side of the first pixel on the substrate.

Description

패턴드 반파장 지연판을 이용한 광 결합 패널 및 그 제조 방법{Beam Combining Panel Using Patterned Halfwave Retarder And Method For Manufacturing The Same}Beam Combining Panel Using Patterned Halfwave Retarder And Method For Manufacturing The Same}

본 발명은 인접한 두 영역에서 출사하는 빛을 결합하는 패턴드 반파장 지연판을 이용한 광 결합 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 위상 변조를 이용한 폴로그래피 방식의 광 변조기에서 인접한 두 화소에서 출사하는 두 빛을 결합하는 광 결합 패널인 패턴드 반파장 지연판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light coupling panel using a patterned half-wave retardation plate combining light emitted from two adjacent regions and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a patterned half-wave retardation plate and a method for manufacturing the same, which are light-combining panels combining two lights emitted from two adjacent pixels in a polographic optical modulator using phase modulation.

최근 3차원 (3D: Three Dimension) 영상과 영상 재생 기술에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 3차원 영상 관련 미디어는 시각 정보의 수준을 한 차원 더 높여주는 새로운 개념의 실감 영상 미디어로서 차세대 영상장치를 주도할 것으로 예상된다. 기존의 2차원 영상 시스템은 평면 영상을 제공하지만 3차원 영상 시스템은 물체가 가지고 있는 실제 이미지 정보를 관찰자에게 보여주는 관점에서 궁극적인 영상 구현 기술이라고 할 수 있다.Recently, three dimensional (3D) image and image reproduction techniques have been actively studied. 3D image related media is expected to lead the next generation imaging device as a realistic image media with a new concept that raises the level of visual information one more level. The conventional 2D image system provides the plane image, but the 3D image system is the ultimate image realization technology in terms of showing the actual image information of the object to the observer.

3차원 입체 영상을 재생하기 위한 방법으로는 크게, 안경방식(stereoscopy), 무안경 방식(Auto-stereoscopy), 체적형 방식(Volumetric), 홀로그래피 (holography) 및 집적영상 (integral imaging) 등의 방법들이 연구 개발되고 있다. 이 중에서 홀로그래피 방식은 레이저를 이용하여 제작한 홀로그래피를 관측시 특수 안경을 장착하지 않고도 실물과 가장 유사하게 입체감을 느낄 수 있는 방식이다. 따라서, 홀로그래피 방식은 입체감이 뛰어나며 단안으로도 입체감을 느낄 수 있는 특징이 있어, 관측자가 피로감 없이 입체 영상을 느낄 수 있는 가장 이상적인 방식으로 알려져 있다.As a method for reproducing 3D stereoscopic images, methods such as stereoscopy, auto-stereoscopy, volumetric, holography, and integrated imaging are widely used. Research and development. Among these, the holography method is a method that can sense a three-dimensional feeling most similar to the real thing without attaching special glasses when observing the holography produced using a laser. Accordingly, the holography method is excellent in three-dimensionality and is characterized by being able to feel a three-dimensional effect even with a monocular, and is known as the most ideal way for an observer to feel a three-dimensional image without fatigue.

홀로그래피 방식은 물체에서 반사된 빛(물체파)과 간섭성이 있는 빛(기준파)을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용하는 것이다. 가간섭성이 높은 레이저 광을 사용하여 물체에 부딪혀 산란되는 물체파를 또 다른 방향에서 입사된 기준파와 만나게 하여 형성된 간섭 무늬를 사진 필름에 기록한다. 물체파와 기준파가 만날 때, 간섭에 의한 간섭 무늬를 형성하는데, 이 간섭 무늬에 물체의 진폭과 위상 정보가 함께 기록된다. 이렇게 기록된 간섭 무늬에 참조광을 조사하여 홀로그램에 기록된 간섭 정보를 복원해 3차원적인 입체감을 느끼게 해준다. 이러한 기록 및 복원 원리를 사용해 3차원 영상을 구현하는 일련의 과정을 홀로그래피라고 한다.The holographic method uses the principle of recording and reproducing an interference signal obtained by superimposing light (object wave) reflected from an object and light (reference wave) having coherence. An interference fringe formed by colliding an object wave scattered by an object with a reference wave incident in another direction using a highly coherent laser light is recorded on a photographic film. When an object wave and a reference wave meet, an interference fringe due to interference is formed. The amplitude and phase information of the object are also recorded in this fringe pattern. By irradiating the reference light to the recorded interference fringes, the interference information recorded on the hologram is restored to give a three-dimensional impression. A series of processes for creating three-dimensional images using these recording and reconstruction principles is called holography.

홀로그램을 저장, 전송 및 영상처리를 위해 컴퓨터에 의해 생성하는 방법으로서, 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH: Computer Generated Hologram)이 개발되었다. 이 컴퓨터 생성 홀로그램은 지금까지 다양한 방법으로 개발되고 있는데, 근래에는 디지털 산업의 발달에 의해 정지 영상의 컴퓨터 생성 홀로그램에 머무르지 않고 동영상의 컴퓨터 생성 홀로그램을 표시하기 위한 시스템이 개발되고 있다.A computer generated hologram (CGH) has been developed as a method for computer generated holograms for storage, transmission and image processing. This computer-generated hologram has been developed in various ways so far. Recently, a system for displaying a computer-generated hologram of a moving image without developing a computer-generated hologram of a still image has been developed due to the development of the digital industry.

컴퓨터 생성 홀로그램은 컴퓨터를 이용하여 직접 홀로그램에 저장되는 간섭무늬를 만드는 것으로. 간섭 무늬 이미지를 컴퓨터로 계산하여 생성한 후, 액정 - 공간 광 변조기(LC-SLM: Liquid Crystal - Spatial Light Modulator)와 같은 공간 광 변조기에 전송하고, 이 SLM에 참조광을 조사하여 입체 영상을 복원/재생한다. 도 1은 종래 기술에 의한 컴퓨터 생성 홀로그램 방식을 구현한 디지털 홀로그램 영상 재생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.A computer generated hologram is an interference pattern that is stored directly in a hologram using a computer. The interference fringe image is generated by a computer and then transmitted to a spatial light modulator such as a liquid crystal-spatial light modulator (LC-SLM), and the reference light is irradiated to the SLM to restore / Playback. 1 is a block diagram of a digital hologram image reproducing apparatus embodying a computer generated hologram method according to the related art.

도 1을 참조하면, 컴퓨터(10)에서 구현하고자 하는 입체 영상에 해당하는 간섭 무늬 이미지를 생성한다. 생성된 간섭 무늬는 SLM(20)으로 전송된다. SLM(20)은 투과형 액정표시패널로 형성하여 간섭 무늬를 표시할 수 있다. SLM(20)의 일측면에는 참조광으로 사용할 레이저 광원(30)이 위치해 있다. 레이저 광원(30)에서 조사되는 참조광(90)을 SLM(20)의 전면에 고르게 투사하기 위해서 확장기(40)와 렌즈(50)가 순차적으로 배치된다. 레이저 광원(30)에서 출사된 참조광(90)은, 확장기(40)와 렌즈(50)를 거쳐 SLM(20)의 일측면에 조사된다. SLM(20)이 투과형 액정표시 패널인 경우, SLM(20)의 타측면에는 SLM(20)에 구현된 홀로그램의 간섭 무늬에 의해 3차원 입체 영상(80)이 표시된다.Referring to FIG. 1, an interference fringe image corresponding to a stereoscopic image to be implemented in the computer 10 is generated. The generated interference fringes are transmitted to the SLM 20. The SLM 20 may be formed of a transmissive liquid crystal display panel to display an interference pattern. On one side of the SLM 20, a laser light source 30 to be used as a reference light is located. The expander 40 and the lens 50 are sequentially arranged in order to uniformly project the reference light 90 irradiated from the laser light source 30 to the front surface of the SLM 20. [ The reference light 90 emitted from the laser light source 30 is irradiated to one side of the SLM 20 through the expander 40 and the lens 50. [ When the SLM 20 is a transmissive liquid crystal display panel, a three-dimensional stereoscopic image 80 is displayed on the other side of the SLM 20 by the interference pattern of the hologram implemented in the SLM 20. [

도 1에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 참조광(90)을 발생하는 광원(30), 확장기(40) 그리고 렌즈(50)과 같이 상당한 부피를 차지하는 구성품으로 이루어진다. 이와 같은 시스템을 구축하는 경우, 부피가 상당히 크며, 무게도 많이 나가기 때문에, 최근 추세인 경박단소형의 표시장치에는 적합하지 않다. 따라서, 무안경 방식으로 궁극적인 입체 영상을 구현하는 홀로그래피 방식의 입체 영상 시스템을 박막 평판형으로 구현하는 것이 요구되고 있다.The holographic stereoscopic image display device of FIG. 1 is composed of components occupying a considerable volume, such as a light source 30 for generating a reference light 90, an expander 40, and a lens 50. In the case of constructing such a system, since the volume is quite large and the weight is large, it is not suitable for the light and thin display device of the recent trend. Therefore, it is required to implement a holographic stereoscopic imaging system that realizes an ultimate stereoscopic image in an autostereoscopic manner in a thin film flat panel type.

기존에 박막 평판형으로 구현한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치가 제안된 바 있다. 미국 특허 US 5,416,618에서는 두 개의 액정표시장치를 이용한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 개시하고 있다. 그러나, US 5,416,618에서는 위상 변조를 위한 공간 광 변조패널과 진폭 변조를 위한 공간 광 변조 패널을 사용한다. 두 개의 SLM을 조합하기 때문에 이 두 SLM을 정렬하는 데 어려움이 있고, 두 개의 액정 패널을 사용하므로 비용이 비싸고, 두 개의 패널을 구동하기 때문에 구동이 복잡하며, 두께가 두껍다는 문제가 있다.In the past, a holographic stereoscopic image display device implemented in a thin film flat panel type has been proposed. US Pat. No. 5,416,618 discloses a holographic stereoscopic image display using two liquid crystal displays. However, US Pat. No. 5,416,618 uses a spatial light modulation panel for phase modulation and a spatial light modulation panel for amplitude modulation. The combination of the two SLMs makes it difficult to align the two SLMs, the cost is expensive because the two liquid crystal panels are used, and the driving is complicated and the thickness is thick because the two panels are driven.

본 발명의 목적은 공간 광 변조패널에서 입사광의 위상을 서로 다르게 변조한 두 개의 출사광을 결합하여 복소 진폭을 변조하는 광 결합 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 액정표시 패널을 이용한 공간 광 변조 패널의 전면에 배치되어, 인접한 두 화소에서 각각 다르게 위상 변조된 빛을 서로 간섭시켜 입체 영상용 홀로그래피 패턴을 형성하는 광 결합 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a light combining panel for modulating a complex amplitude by combining two outgoing light modulated phases of incident light differently in a spatial light modulation panel and a method of manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide an optical coupling panel which is disposed on the front surface of a spatial light modulation panel using a liquid crystal display panel and forms a holographic pattern for a stereoscopic image by interfering differently phase-modulated light from two adjacent pixels with each other, and a manufacturing method thereof. To provide.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 광 결합 패널은, 매트릭스 방식으로 배열된 다수 개의 화소들을 구비한 표시 패널에 대응하는 기판; 상기 기판 위에서 제1 화소에 대응하는 영역에 배치된 제1 패턴드 반파장판; 그리고 상기 기판 위에서 상기 제1 화소의 일측에 위치한 제2 화소에 대응하는 영역에 배치된 제2 패턴드 반파장판을 포함한다.In order to achieve the object of the present invention, the light coupling panel according to the present invention, the substrate corresponding to the display panel having a plurality of pixels arranged in a matrix; A first patterned half-wave plate disposed in an area corresponding to a first pixel on the substrate; And a second patterned half-wave plate disposed in an area corresponding to a second pixel positioned on one side of the first pixel on the substrate.

상기 제1 패턴드 반파장판은, 상기 다수 개의 화소들 중에서 홀수번째 화소 열에 대응하는 영역에 배치되고; 상기 제2 패턴드 반파장판은, 상기 다수 개의 화소들 중에서 짝수번째 화소 열에 대응하는 영역에 배치되는 것을 특징으로 한다.The first patterned half-wave plate is disposed in an area corresponding to an odd pixel column among the plurality of pixels; The second patterned half-wave plate is disposed in an area corresponding to an even-numbered pixel column among the plurality of pixels.

상기 제1 패턴드 반파장판과 상기 제2 패턴드 반파장판의 광축은 서로 45도 틀어져 있는 것을 특징으로 한다.The optical axes of the first patterned half-wave plate and the second patterned half-wave plate are offset by 45 degrees from each other.

상기 제1 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수직변에 평행하게 설정되고, 상기 제2 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수평변에 대해 45도 경사진 방향으로 설정된 것을 특징으로 한다.The first patterned half-wave plate is characterized in that the optical axis is set in parallel to the vertical side of the substrate, the second patterned half-wave plate is characterized in that the optical axis is set in a direction inclined 45 degrees with respect to the horizontal side of the substrate.

상기 표시 패널은 상기 화소들에서 상기 기판의 수직변에 평행한 방향으로 선 편광 빛을 출사하는 것을 특징으로 한다.The display panel may emit linearly polarized light from the pixels in a direction parallel to a vertical side of the substrate.

상기 제1 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수평변에 대해 67.5도 경사진 방향으로 설정되고, 상기 제2 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수평변에 대해 22.5도 경사진 방향으로 설정된 것을 특징으로 한다.The first patterned half-wave plate is set in a direction in which the optical axis is inclined 67.5 degrees with respect to the horizontal side of the substrate, and the second patterned half-wave plate is set in a direction in which the optical axis is inclined 22.5 degrees with respect to the horizontal side of the substrate. It is characterized by.

상기 표시 패널은 상기 화소들에서 상기 기판의 수평변에 대해 45도 방향으로 선 편광된 빛을 출사하는 것을 특징으로 한다.The display panel may emit light linearly polarized from the pixels in a 45 degree direction with respect to a horizontal side of the substrate.

또한, 본 발명에 의한 광 결합 패널 제조 방법은, 투명 기판 위에 배향막을 도포하는 단계; 상기 배향막 전체를 제1 방향으로 배향하는 단계; 상기 배향막 위에 매트릭스 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 상기 마스크에 노출된 상기 배향막의 일부분을 상기 제1 방향과 45도 틀어진 제2 방향으로 재배향하는 단계; 상기 제1 방향으로 배향된 영역과 상기 제2 방향으로 재배향된 영역이 서로 이웃하도록 배치된 상기 배향막 위에 액정 물질을 도포하는 단계; 그리고 상기 액정 물질을 경화하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a light coupling panel according to the present invention comprises the steps of applying an alignment film on a transparent substrate; Orienting the entire alignment layer in a first direction; Reorienting a portion of the alignment layer exposed to the mask in a second direction that is shifted by 45 degrees with the first direction by using a mask having a matrix pattern on the alignment layer; Applying a liquid crystal material on the alignment layer disposed such that the region oriented in the first direction and the region oriented in the second direction are adjacent to each other; And curing the liquid crystal material.

상기 액정 물질은 Δn × d = λ/2을 (여기서, Δn는 상기 액정 물질의 굴절율 이방성, λ는 녹색광의 파장) 만족하는 d 값의 두께로 도포하는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal material is coated with a thickness of d value satisfying Δn × d = λ / 2 (where Δn is the refractive index anisotropy of the liquid crystal material and λ is the wavelength of the green light).

상기 액정 물질은, 역분산 특성을 갖는 리액티브 메소겐(Reactive Mesogen) 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal material is characterized in that it comprises a reactive mesogen (reactive mesogen) material having a reverse dispersion characteristic.

본 발명에 의한 광 결합 패널은, 패턴드 반파장 지연판을 이용하여 박막 평판형으로 형성하고, 마찬가지로 박막 평판형으로 제작된 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치용 공간 광 변조 패널의 전면에 장착된다. 또한 본 발명에 의한 광 결합 패널은, 이웃하는 두 화소에서 각각 백 라이트를 위상 변화시킨 후 이를 복소 결합하여 공간상에서 홀로그래픽 입체 이미지를 생성하는 공간 광 변조 패널에서의 광 결합율을 향상 시켜준다. 따라서, 본 발명에 의한 광 결합 패널을 위상 변조 방식의 공간 광 변조 패널과 조합함으로써 위상 변조한 빛의 결합 효율을 극대화하여, 휘도가 높고 정확한 입체 영상을 제공할 수 있다.The light coupling panel according to the present invention is formed into a thin film flat panel using a patterned half-wave retardation plate, and is mounted on the front surface of a spatial light modulation panel for a holographic stereoscopic image display device similarly manufactured into a thin film flat panel. In addition, the optical coupling panel according to the present invention improves the optical coupling ratio in the spatial light modulation panel that generates a holographic stereoscopic image in space by complexly combining the backlight after phase shifting in two neighboring pixels, respectively. Accordingly, by combining the light coupling panel according to the present invention with the spatial light modulation panel of the phase modulation method, it is possible to maximize the coupling efficiency of the phase-modulated light, thereby providing a high luminance and accurate stereoscopic image.

도 1은 종래 기술에 의한 컴퓨터 생성 홀로그램 방식을 구현한 디지털 홀로그램 영상 재생 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 의한 투과형 액정표시장치를 이용한 디지털 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치의 구조를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 공간 광 변조패널과 그 전면에 배치된 본 발명에 의한 광 결합 패널의 구조를 나타내는 단면도.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 의한 공간 광 변조기의 한 화소를 나타낸 단면도들로서, 액정층에 가해지는 전압차의 크기(V)에 따라 액정 분자들의 배열 변화 및 액정 분자를 통과하는 빛의 위상(φ) 변화를 나타낸 도면들.
도 5는 본 발명에 의한 투과형 액정표시 패널을 구비한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 광 결합 패널의 구조 및 작동을 설명하는 개략도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 광 결합 패널의 구조 및 작동을 설명하는 개략도.
도 8a 내지 8c는 본 발명에 의한 광 결합 패널을 제조하는 방법을 설명하는 단면도들.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a configuration of a digital hologram image reproducing apparatus embodying a computer generated hologram system according to the prior art; Fig.
Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of a digital holography stereoscopic image display device using a transmissive liquid crystal display device according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a structure of a spatial light modulation panel according to the present invention and a light coupling panel according to the present invention disposed on its front surface.
4A to 4C are cross-sectional views illustrating one pixel of the spatial light modulator according to the present invention, in which the arrangement of liquid crystal molecules and the phase of light passing through the liquid crystal molecules according to the magnitude (V) of the voltage difference applied to the liquid crystal layer. Figures showing change.
5 is a cross-sectional view of a holographic stereoscopic image display device having a transmissive liquid crystal display panel according to the present invention.
6 is a schematic view illustrating the structure and operation of a light coupling panel according to a first embodiment of the present invention.
7 is a schematic view illustrating the structure and operation of a light coupling panel according to a second embodiment of the present invention.
8A to 8C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the light coupling panel according to the present invention.

이하, 첨부한 도면들, 도 2 내지 8a-8c를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, Figures 2 to 8a-8c, a preferred embodiment of the present invention will be described. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description, a detailed description of known technologies or configurations related to the present invention will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured.

먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명에 의한, 투과형 액정표시장치를 공간 광 변조기로 사용한 박막 평판형 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 투과형 액정표시장치를 이용한 디지털 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치의 구조를 나타내는 개략도이다.First, referring to FIG. 2, a thin film flat panel holographic stereoscopic image display device using a transmissive liquid crystal display device as a spatial light modulator will be described. 2 is a schematic diagram showing the structure of a digital holography stereoscopic image display device using a transmissive liquid crystal display device according to the present invention.

본 발명에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 SLM(200)을 투과형 액정표시패널로 구성한다. 즉, SLM(200)은 투명한 유리 기판으로 형성한 상판(SU)과 하판(SD)이 대면하며, 그 사이에 액정층(LC)을 개재하여 결합된 투과형 액정표시패널로 형성한다. SLM(200)은 컴퓨터 혹은 비디오 처리 장치(도시하지 않음)로부터 간섭 무늬 패턴 데이터를 입력 받아 간섭 무늬를 표시한다. 상판(SU)과 하판(SD) 각각에는 액정표시패널을 구성하는 박막 트랜지스터 및 칼라필터 등이 형성될 수 있다.The holographic stereoscopic image display device according to the present invention comprises the SLM 200 as a transmissive liquid crystal display panel. That is, the SLM 200 is formed of a transmissive liquid crystal display panel in which the upper plate SU formed of a transparent glass substrate and the lower plate SD face each other, and are coupled through the liquid crystal layer LC therebetween. The SLM 200 receives interference fringe pattern data from a computer or a video processing device (not shown), and displays the interference fringe. Each of the upper plate SU and the lower plate SD may include a thin film transistor and a color filter constituting the liquid crystal display panel.

그리고, SLM(200)의 하면에는 광원(300) 및 광섬유(OF)를 포함하는 백 라이트 유닛(BLU)이 배치된다. 광원(300)은 적색 레이저 다이오드(R), 녹색 레이저 다이오드(G) 및 청색 레이저 다이오드(B)들을 포함하는 레이저 다이오드나 적색, 녹색 및 청색 콜리메이티드 LED들로 광원(300)으로 구성할 수 있다. 한편, 광원(300)은 적색, 녹색 및 청색을 구분하는 R, G, B 혹은 그외의 다른 색상들을 조합한 광원(300)일 수도 있고, 백색 레이저 다이오드나 백색 콜리메이티드 LED와 같은 단일 광원(300)일 수도 있다. 이와 같이 광원(300)은 다양할 수 있으나, 여기에서는 편의상 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드들(R, G, B)의 경우로 설명한다.The backlight unit BLU including the light source 300 and the optical fiber OF is disposed on the lower surface of the SLM 200. The light source 300 may be configured as a light source 300 using laser diodes including red laser diodes (R), green laser diodes (G), and blue laser diodes (B) or red, green, and blue collimated LEDs. have. Meanwhile, the light source 300 may be a light source 300 that combines R, G, B, or other colors that distinguish red, green, and blue, and may be a single light source such as a white laser diode or a white collimated LED. 300). As described above, the light source 300 may be various. For convenience, the light sources 300 will be described in the case of the red, green, and blue laser diodes R, G, and B.

광원(300)에서 출사된 참조광이 SLM(200) 기판의 하부 전면으로 고르게 유도하기 위해 광 섬유(OF)를 이용한다. 예를 들어, 레이저 다이오드들(R, G, B)이 백 라이트 유닛(BLU)의 일측면에 배치될 수 있다. 그리고, 광 섬유(OF)를 이용하여 레이저 다이오드(R, G, B)들에서 출사된 레이저 광을 SLM(200)의 하면에서 확대 출사되도록 유도할 수 있다. 광 섬유(OF)는 액정패널인 SLM(200)의 전체면에 대응하도록 배치될 수 있다. 특히, 광 섬유(OF)의 코어를 둘러싼 클래드의 일부를 제거하여 광 섬유(OF) 외부로 레이저 광을 출사시키는 광 출사부(OUT)를 다수 형성하여 레이저 광이 액정패널 전면에 조사되도록 구성할 수 있다. 또한, 광 섬유(OF)에 의해 확장된 참조광이 SLM(200)의 면적에 대응하는 크기를 유지하여, 평행 직진하도록 조절하는 광학시트(500)를 SLM(200)과 광 섬유(OF) 사이에 더 포함할 수 있다.The optical fiber OF is used to evenly guide the reference light emitted from the light source 300 to the lower front surface of the SLM 200 substrate. For example, laser diodes R, G, and B may be disposed on one side of the backlight unit BLU. In addition, the laser light emitted from the laser diodes R, G, and B may be extended from the lower surface of the SLM 200 by using the optical fiber OF. The optical fiber OF may be disposed to correspond to the entire surface of the SLM 200 which is a liquid crystal panel. In particular, a plurality of light output parts OUT are formed to remove a part of the clad surrounding the core of the optical fiber OF to emit laser light to the outside of the optical fiber OF so that the laser light is irradiated to the entire liquid crystal panel. Can be. In addition, between the SLM 200 and the optical fiber OF, an optical sheet 500 for adjusting the reference light extended by the optical fiber OF to maintain the size corresponding to the area of the SLM 200 and to run in parallel straight. It may further include.

본 실시 예에서 백 라이트 유닛(BLU)는 광 섬유(OF)를 이용한 개략적인 구조만을 개시한 것이다. SLM(200)을 구성하는 칼라 화소들이 한 열을 기준으로 동일한 색상 화소들이 나열되는 경우, 각 색상에 대응하는 광 섬유(OF)를 한 열에 대응하도록 배열할 수 있다. 다른 방법으로는, 각 화소에 대응하는 면 발광 레이저 다이오드를 각 칼라 화소에 대응하는 위치에 형성한 백 라이트 유닛(BLU)도 이용할 수 있다. 본 발명의 핵심 내용이 백 라이트 유닛(BLU)에 있는 것이 아니므로 상세한 예들에 대해서는 생략한다.In the present embodiment, the backlight unit BLU discloses only a schematic structure using the optical fiber OF. When the color pixels constituting the SLM 200 are arranged with the same color pixels based on one column, the optical fibers OF corresponding to each color may be arranged to correspond to one column. Alternatively, a backlight unit BLU in which a surface-emitting laser diode corresponding to each pixel is formed at a position corresponding to each color pixel can also be used. Since the essential contents of the present invention are not in the backlight unit BLU, detailed examples will be omitted.

본 발명에 의한 SLM(200)은 백 라이트 유닛(BLU)에서 출사하는 백 라이트를 위상 변조한 후, 서로 다른 위상 값을 갖는 이웃하는 두 개의 빛을 복소 결합함으로써 위상과 진폭을 조절하여 홀로그래피 영상을 구현한다. 따라서, 본 발명에 의한 SLM(200)의 전면에는 이웃하며 서로 다른 위상을 갖는 두 개의 빛을 효과적으로 결합시키는 광 결합 패널(BC)을 포함하는 것이 바람직하다.
The SLM 200 according to the present invention phase modulates a backlight emitted from a backlight unit BLU, and then complexly combines two neighboring lights having different phase values to adjust a phase and an amplitude to produce a holographic image. Implement Therefore, it is preferable that the front surface of the SLM 200 according to the present invention includes a light coupling panel BC that effectively combines two lights having neighboring and different phases.

이하, 본 발명의 핵심 구성 요소인 공간 광 변조기(200)와 광 결합 패널(BC)에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 의한 공간 광 변조패널과 그 전면에 배치된 본 발명에 의한 광 결합 패널의 구조를 나타내는 단면도이다.Hereinafter, the spatial light modulator 200 and the light coupling panel BC, which are core components of the present invention, will be described in detail. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a spatial light modulation panel according to the present invention and a light coupling panel according to the present invention disposed on its front surface.

본 발명에 의한 공간 광 변조기(200)는 입체 영상을 표시하기 위해 매트릭스 배열을 갖는 다수 개의 화소(PXL)들로 구성된다. 본 발명에 의한 공간 광 변조기는 서로 대향하고 있는 상부 기판(US)과 하부 기판(LS) 그리고 그 사이에 개재된 액정층(EC)을 포함한다. 상부 기판(US)의 내측면에는 각 화소(PXL)들에 할당된 상부 전극(UE)들이 매트릭스 배열로 형성되고, 하부 기판(LS)의 내측면에는 하부 전극(LE)들이 매트릭스 배열로 형성된다.The spatial light modulator 200 according to the present invention is composed of a plurality of pixels PXL having a matrix arrangement for displaying a stereoscopic image. The spatial light modulator according to the present invention includes an upper substrate US and a lower substrate LS facing each other and a liquid crystal layer EC interposed therebetween. On the inner surface of the upper substrate US, the upper electrodes UE assigned to each pixel PXL are formed in a matrix array, and on the inner surface of the lower substrate LS, the lower electrodes LE are formed in a matrix array. .

그리고, 액정층(EC)은 ECB(Electrically Controlled Birefingence) 모드의 액정 물질을 포함한는 것이 바람직하다. 특히, ECB 모드의 액정층(LC)은 이를 통과하는 빛에 대해서 위상 변화를 0에서 2π까지 변조할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다. 위상 변화는 액정물질의 굴절율 이방성(Δn)과 액정층의 두께(혹은 셀 갭: cell gap) d의 곱으로 결정된다.In addition, the liquid crystal layer EC preferably includes a liquid crystal material in an electrically controlled birefingence (ECB) mode. In particular, the liquid crystal layer LC of the ECB mode is preferably controlled to modulate the phase change from 0 to 2π with respect to the light passing therethrough. The phase change is determined by the product of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material and the thickness (or cell gap) d of the liquid crystal layer.

상부 전극들(UE)를 덮는 상부 절연막(UIN)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상부 절연막(UIN)은 액정층(EC)의 초기 배향 방향을 설정하는 배향막으로 사용할 수도 있다. 마찬가지로, 하부 전극들(LE)를 덮는 하부 절연막(LIN)을 더 포함할 수 있다. 이 경우에도, 하부 절연막(LIN)은 액정층(EC)의 초기 배향 방향을 설정하는 배향막으로 사용할 수도 있다.The display device may further include an upper insulating layer UIN covering the upper electrodes UE. In this case, the upper insulating film UIN may be used as an alignment film for setting the initial alignment direction of the liquid crystal layer EC. Similarly, the semiconductor device may further include a lower insulating layer LIN covering the lower electrodes LE. Also in this case, the lower insulating film LIN can be used as an alignment film for setting the initial alignment direction of the liquid crystal layer EC.

상부 전극(UE)과 하부 전극(LE)에 전압 차이를 발생시켜, 그 사이에 전계가 형성되면, 액정층(EC)을 구성하는 액정 분자들의 배향 방향이 바뀐다. 도 4a 내지 4c는 본 발명에 의한 공간 광 변조기의 한 화소를 나타낸 단면도들로서, 액정층에 가해지는 전압차의 크기(V)에 따라 액정 분자들의 배열 변화 및 액정 분자를 통과하는 빛의 위상(φ) 변화를 나타낸 도면들이다.When a voltage difference is generated between the upper electrode UE and the lower electrode LE, and an electric field is formed therebetween, the alignment direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer EC is changed. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating one pixel of the spatial light modulator according to the present invention, in which the arrangement of liquid crystal molecules and the phase of light passing through the liquid crystal molecules according to the magnitude (V) of the voltage difference applied to the liquid crystal layer. ) Is a diagram showing a change.

ECB 모드의 액정은 인가된 전압차이에 의해 액정 분자의 기울어진 각도를 제어함으로써 굴절율 이방성을 발생하는 액정 물질이다. 즉, 굴절율 이방성인 Δn은 다음 수학식 1로 나타난다.The liquid crystal of the ECB mode is a liquid crystal material that generates refractive anisotropy by controlling the inclination angle of liquid crystal molecules by an applied voltage difference. That is, Δn which is refractive anisotropy is represented by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, θ은 액정 분자가 수평 방향에 대해 기울어진 각도, no는 액정 분자의 단축 방향에서의 굴절율, ne는 액정 분자의 장축 방향에서의 굴절율, 그리고 neff는 액정 분자의 기울어진 각도에 의한 굴절율을 의미한다.Where θ is the angle at which the liquid crystal molecules are inclined with respect to the horizontal direction, n o is the refractive index in the minor axis direction of the liquid crystal molecules, n e is the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal molecules, and n eff is the inclination angle of the liquid crystal molecules. Means the refractive index.

도 4a에서는 상부 전극(UE)과 하부 전극(LE) 사이에 전계가 형성되지 않은 상태를 나타낸다. 액정층(EC)에 전계가 인가되지 않으면 (V=0), 액정 분자들은 초기 배열 상태를 유지한다. 초기 배열 상태에서는 θ=0이므로, neff는 no와 동일하다. 즉, 굴절율 차이는 Δn = no - no = 0이 된다. 즉, 굴절율 차이가 없으므로 액정 분자를 통과하는 빛의 위상에는 변화가 없다(Δφ=0).4A illustrates a state in which no electric field is formed between the upper electrode UE and the lower electrode LE. If no electric field is applied to the liquid crystal layer EC (V = 0), the liquid crystal molecules maintain the initial arrangement. N eff is equal to n o in the initial arrangement state since θ = 0. That is, the difference in refractive index is Δn = n o -n o = 0. That is, since there is no difference in refractive index, there is no change in the phase of light passing through the liquid crystal molecules (Δφ = 0).

도 4b에서는 상부 전극(UE)과 하부 전극(LE) 사이에 최소 전압(V=0)과 최대 전압(Vmax) 사이의 임의의 전압이 걸린 경우를 나타낸다. 액정층(EC)에 0과 Vmax사이의 전압 Va가 인가되면(V=Va), 액정 분자들은 기울기 각도 θa로 기울어진다(θ=θa). 따라서, Δn이 증가 또는 감소하게 되고, Δn의 값과 액정층의 두께 d의 곱에 따라서, 액정 분자를 통과하는 빛의 위상이 변하게 된다(Δφ=φa).In Figure 4b shows a case that any voltage between the upper electrode (UE) and lower electrode (LE) the minimum voltage (V = 0) and the maximum voltage (V max) between jammed. When a voltage V a between 0 and V max is applied to the liquid crystal layer EC (V = Va), the liquid crystal molecules are inclined at an inclination angle θ a (θ = θ a ). Therefore, Δn increases or decreases, and the phase of light passing through the liquid crystal molecules changes according to the product of the value of Δn and the thickness d of the liquid crystal layer (Δφ = φ a ).

도 4c에서는 상부 전극(UE)과 하부 전극(LE) 사이에 최대 전압(Vmax)이 걸린 경우를 나타낸다. 액정층(EC)에 최대 전계가 인가되면, 액정 분자들은 전계 방향에 따라 완전히 정렬된 상태를 갖는다. 즉, θ=90도가 된다. 그러면, 패널을 진행하는 빛은 액정의 장축을 통과하게 된다. 따라서, neff는 ne와 동일하다. 그러므로, Δn은 ne - no = 최대 굴절율 차이 값으로서 최대 값을 갖는다. 본 발명에서는 위상 변화 값인 KΔn × d의 최대 값을 2π가 되도록 액정 물질의 최대 Δn(ne-no)에 따라, d 값을 설정하였다. 따라서, 액정 분자를 통과하는 빛의 위상(φ) 변화는 2π가 된다(Δφ=2π).4C illustrates a case where the maximum voltage V max is applied between the upper electrode UE and the lower electrode LE. When a maximum electric field is applied to the liquid crystal layer EC, the liquid crystal molecules are completely aligned along the electric field direction. That is, θ = 90 degrees. Then, the light traveling through the panel passes through the long axis of the liquid crystal. Therefore, n eff is equal to n e . Therefore, Δn is n e -n o = Has the maximum value as the maximum refractive index difference value. In the present invention, the d value is set according to the maximum Δn (n e -n o ) of the liquid crystal material so that the maximum value of the phase change value KΔn × d is 2π. Therefore, the phase (phi) change of the light passing through the liquid crystal molecules is 2π (Δφ = 2π).

이와 같이 입력광의 위상을 0에서 2π까지 변화하도록 설계한 액정 셀을 구비하는 투과형 액정표시 패널을 이용하여 홀로그래피 입체 영상에 대응하는 회절광을 만들어 내는 공간 광 변조기에 대하여 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명에 의한 투과형 액정표시 패널을 구비한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 나타내는 단면도이다. 도 5에서는 이웃하는 두 화소를 확대한 부분도를 포함하며, 본 발명에 의한 공간 광 변조패널의 구조와 작동원리를 나타내었다.As described above, a spatial light modulator for producing diffracted light corresponding to a holographic stereoscopic image using a transmissive liquid crystal display panel having a liquid crystal cell designed to change the phase of the input light from 0 to 2π will be described in detail. 5 is a cross-sectional view of a holographic stereoscopic image display device having a transmissive liquid crystal display panel according to the present invention. 5 includes an enlarged partial view of two neighboring pixels, and shows a structure and an operation principle of the spatial light modulation panel according to the present invention.

본 발명에 의한 공간 광 변조패널은, 액정 표시 패널과 같이, 매트릭스 방식으로 배열된 화소들을 포함한다. 이웃하는 한 쌍의 화소들을 기본 단위로 하여 두 화소들을 통과하는 빛의 위상을 서로 다르게 변조하고, 위상이 서로 다르게 변조된 인접한 두 빛을 결합하여 복소 진폭 변조를 유도한다.The spatial light modulation panel according to the present invention includes pixels arranged in a matrix manner, like a liquid crystal display panel. Based on a pair of neighboring pixels as a basic unit, a phase of light passing through the two pixels is differently modulated, and a complex amplitude modulation is induced by combining two adjacent lights having differently modulated phases.

도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 평판형 백 라이트 유닛(BLU)와 본 발명에 의한 공간 광 변조 패널(200)을 포함한다. 백 라이트 유닛(BLU)에서 출사한 백 라이트(BL)가 공간 광 변조 패널(200)을 통과한 후, 위상 변조되고, 다시 결합하여 입체 영상을 홀로그래피 방식으로 재현한다.Referring to FIG. 5, the holographic stereoscopic image display device according to the present invention includes a flat panel backlight unit (BLU) and a spatial light modulation panel 200 according to the present invention. After the backlight BL emitted from the backlight unit BLU passes through the spatial light modulation panel 200, the backlight BL is phase-modulated and combined again to reproduce a stereoscopic image in a holographic manner.

여기서, 백 라이트(BL)는 선 편광된 상태에서 공간 광 변조패널(200)로 평행 직진하여 입사하는 것이 바람직하다. 이는, 공간 광 변조 패널(200)을 통과하여 위상이 변조된 두 빛을 결합하여 간섭에 의한 홀로그래픽 이미지를 정확하게 형성하기 위함이다. 따라서, 본 발명에 의한 공간 광 변조패널(200)은 액정표시장치를 응용한 것이 바람직하다. 특히, 상기 액정층(EC)의 액정 분자들은 초기 배향 방향은 입사하는 백 라이트(BL)의 선 편광 방향과 동일한 방향으로 배열하는 것이 바람직하다. 이는 액정층(EC)을 투과하는 백 라이트(BL)의 투과율을 일정하게 유지하도록 하기 위함이다.Here, the backlight BL may enter the spatial light modulating panel 200 in a linearly polarized state and enter the parallel light. This is to accurately form a holographic image due to interference by combining two phase-modulated lights passing through the spatial light modulation panel 200. Therefore, the spatial light modulation panel 200 according to the present invention is preferably applied to a liquid crystal display device. In particular, it is preferable that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer EC be arranged in the same direction as the linear polarization direction of the incident backlight BL. This is to maintain a constant transmittance of the backlight BL passing through the liquid crystal layer EC.

좀 더 상세히 설명하면, 백 라이트 유닛(BLU)에서 출사한 백 라이트(BL)은 선 편광 빛으로서 진폭 A와 위상 φ0를 갖는다. 백 라이트(BL)가 인접한 한 쌍의 화소들을 통과한다. 이 때, 좌측 화소(L)에서는 V1의 전압을 인가하여, 액정층(EC)을 통과하는 빛이 φ1의 위상을 갖도록 변조한다. 이와 동시에, 우측 화소(R)에서는 V2의 전압을 인가하여, 액정층(EC)을 통과하는 빛이 φ2의 위상을 갖도록 변조한다. 즉, 좌측 화소(L)를 통과한 백 라이트(BL)는 진폭 A와 위상 φ1을 갖는 제1 변조광(ML1)이 된다. 또한, 우측 화소(R)를 통과한 백 라이트(BL)는 진폭 A와 위상 φ2을 갖는 제2 변조광(ML2)이 된다. 제1 변조광(ML1)과 제2 변조광(ML2)는 서로 인접하여 있으므로, 간섭이 발생하여 그 사이에서 광 결합이 발생하여 결합광(CL)을 발생한다.In more detail, the backlight BL emitted from the backlight unit BLU has an amplitude A and a phase φ 0 as linearly polarized light. The backlight BL passes through a pair of adjacent pixels. At this time, the left pixel L is applied with a voltage of V1 to modulate the light passing through the liquid crystal layer EC to have a phase of? 1. At the same time, the right pixel R is applied with a voltage of V2 to modulate the light passing through the liquid crystal layer EC to have a phase of? 2. That is, the backlight BL passing through the left pixel L becomes the first modulated light ML1 having the amplitude A and the phase φ1. In addition, the backlight BL passing through the right pixel R becomes the second modulated light ML2 having an amplitude A and a phase φ2. Since the first modulated light ML1 and the second modulated light ML2 are adjacent to each other, interference occurs and light coupling is generated therebetween to generate the combined light CL.

이때, 결합광(CL)의 파동식은 다음 수학식 2를 만족한다.At this time, the wave equation of the combined light (CL) satisfies the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, A는 진폭, φ1은 제1 변조광의 위상, φ2은 제2 변조광의 위상이다.Here, A is amplitude, phi 1 is phase of first modulated light, and phi 2 is phase of second modulated light.

수학식 2에 의하면, 결합광(CL)은 2Acos[(φ12)/2]의 진폭 성분과 ei (φ1+φ2)/2의 위상 성분을 갖는다. 즉, 입력광에 대해서 위상만을 변조하고, 이 위상 변조된 두 개의 빛을 결합하여 복소 진폭 변조를 수행함으로써 진폭과 위상을 모두 변조시킬 수 있다. 이와 같이, 위상을 서로 다르게 변조한 인접한 두 화소의 빛을 공간상에서 복소 결합하여 진폭과 위상을 조절함으로써 공간 상에 홀로그래픽 이미지를 형성할 수 있다.According to equation (2), the combined light CL has an amplitude component of 2 Acos [(φ 12 ) / 2] and a phase component of e i ( φ 1 + φ 2) / 2 . That is, by modulating only the phase with respect to the input light and performing complex amplitude modulation by combining the two phase-modulated lights, both amplitude and phase can be modulated. As described above, the holographic image may be formed in the space by complex-combining light of two adjacent pixels having differently modulated phases in space to adjust amplitude and phase.

이와 같이, 본 발명에 의한 공간 광 변조 패널(200)은 이웃하는 두 화소들을 통과하는 빛의 위상을 서로 다르게 변조한 후, 이를 결합하여 복소 변조를 통한 홀로그래피 영상을 재현한다. 여기서, 인접한 두 화소에 의해서 위상이 변조된 두 빛을 공간상에서 복소 결합을 원활하게 하기 위해서 본 발명에 의한 공간 광 변조 패널(200)의 전면에는 광 결합 패널(BC)을 더 포함한다.
As described above, the spatial light modulation panel 200 according to the present invention modulates a phase of light passing through two neighboring pixels differently, and combines them to reproduce a holographic image through complex modulation. Here, a light coupling panel BC is further included on the front surface of the spatial light modulation panel 200 according to the present invention in order to facilitate complex coupling of two light phases modulated by two adjacent pixels in space.

이하, 도 6 내지 도 8a-8c를 참조하여, 본 발명의 핵심 내용인 광 결합 패널(BC)에 대한 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 광 결합 패널의 구조 및 작동을 설명하는 개략도이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the light coupling panel BC, which is the core of the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8A-8C. 6 is a schematic view illustrating the structure and operation of the light coupling panel according to the first embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제1 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)은 앞에서 설명한 본 발명에 의한 공간 광 변조 패널(200)의 전면에 위치한다. 또한, 공간 광 변조 패널(200)의 배면에는 백 라이트 유닛(BLU)이 배치된다. 제1 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)는 공간 광 변조 패널(200)을 구성하는 매트릭스 배열을 갖는 다수 개의 화소들 중에서 세로 방향의 열 단위 화소(Column Cell)들에 대응하는 패턴드 반파장 지연판(Patterned Half Wave Retarder)들을 포함한다. 예를 들어, 홀수번째열의 화소들 전면에는 제1 패턴드 반파장판(PHW1)이, 짝수번째열의 화소들 전면에는 제2 패턴드 반파장판(PHW2)이 배치된다.Referring to FIG. 6, the light coupling panel BC according to the first embodiment is located in front of the spatial light modulation panel 200 according to the present invention. In addition, a backlight unit BLU is disposed on the rear surface of the spatial light modulation panel 200. The optical coupling panel BC according to the first exemplary embodiment has a patterned half-wavelength corresponding to column columns in a vertical direction among a plurality of pixels having a matrix array constituting the spatial light modulation panel 200. Patterned Half Wave Retarders. For example, the first patterned half-wave plate PHW1 is disposed in front of the pixels in the odd-numbered column, and the second patterned half-wave plate PHW2 is disposed in front of the pixels in the even-numbered column.

백 라이트 유닛(BLU)은, 그 광원이 레이저 광이라고 하더라도, 특별한 편광성을 가지지 않은 백 라이트(BL)를 공간 광 변조 패널(200)로 제공한다. 앞에서도 설명하였듯이, 공간 광 변조 패널(200)은 액정표시 패널을 응용한 것으로서, 백 라이트(BL)를 선 편광시켜 위상을 변조한다. 따라서, 공간 광 변조 패널(200)에서 출사하는 빛은, 이웃하는 빛과 서로 다른 위상을 갖더라도, 모두 한쪽 방향으로 선편광된 빛이다. 예를 들어, 공간 광 변조 패널(200)의 수직변과 평행한 수직 방향으로 선 편광된 빛으로 출사된다.The backlight unit BLU provides the spatial light modulation panel 200 with the backlight BL having no special polarization even if the light source is laser light. As described above, the spatial light modulation panel 200 is a liquid crystal display panel and modulates phase by linearly polarizing the backlight BL. Accordingly, the light emitted from the spatial light modulation panel 200 is light linearly polarized in one direction even though the light emitted from the spatial light modulation panel 200 has a phase different from that of the neighboring light. For example, the light is emitted as linearly polarized light in a vertical direction parallel to the vertical side of the spatial light modulation panel 200.

이와 같이, 수직 방향으로 선 편광된 빛 중에서 가로 방향(수평 방향)으로 이웃하는 두 화소에서 출사하는 두 빛을 효과적으로 결합하여 간섭을 일으키기는 데 있어서, 그 효율을 높이기 위해서는, 이웃하는 두 화소에서 출사하는 두 빛의 선 편광 방향이 서로 직교하도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 첫번째 화소 열에서 출사하는 수직 선편광된 빛은 원래의 수직 선편광된 상태를 유지하고, 두번째 화소 열에서 출사하는 수직 선편광된 빛은 수평 선편광 상태로 변화 시키는 것이 바람직하다.As described above, in order to effectively cause interference by combining two lights emitted from two neighboring pixels in the horizontal direction (horizontal direction) among the light linearly polarized in the vertical direction, in order to increase the efficiency, emitted from two neighboring pixels. It is preferable to make the linear polarization directions of the two light beams perpendicular to each other. For example, it is preferable that the vertical linearly polarized light emitted from the first pixel column maintains the original vertical linearly polarized state, and the vertical linearly polarized light emitted from the second pixel column is changed to the horizontal linearly polarized state.

이를 위해서, 홀수번째 화소 열의 앞에는 광 투과축이 수직 선평광의 방향과 평행하게 설정된 제1 패턴드 반파장판(PHW1)을, 그리고 짝수번째 화소 열 앞에는 광 투과축이 수직 선편광의 방향에 대해서 45도 기울어지게 설정된 제2 패턴드 반파장판(PHW2)을 배치하는 것이 바람직하다. 도 6에서는 이와 같이 제1 패턴드 반파장판(PHW1)과 제2 패턴드 반파장판(PHW2)들이, 공간 광 변조 패널(200)의 각 화소열들에 대응하여, 교대로 배치된 광 결합 패널(BC)을 도시하였다. 도 6에서 나타낸 것처럼, 제1 패턴드 반파장판(PHW1)을 투과한 화소의 빛들은 원래의 수직 선편광 상태를 유지한다. 반면에, 제2 패턴드 반파장판(PHW2)을 투과한 화소의 빛들은 수평 선편광 상태로 변한다. 따라서, 수평 방향으로 이웃하는 두 화소에서 출사하는 위상이 변조된 두 빛들은 서로 선평광 상태가 직교함으로써, 간섭 효율이 극대화 된다. 즉, 본 발명에 의한 광 결합 패널(BC)을 구비한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 휘도가 더욱 향상되고, 정확한 입체 영상을 제공할 수 있다.To this end, the first patterned half-wave plate PHW1 with the light transmission axis set in parallel with the direction of the vertical linear flat light in front of the odd pixel columns, and the light transmission axis 45 degrees in the direction of the vertical linear polarization in front of the even pixel columns. It is preferable to arrange the second patterned half-wave plate PHW2 set to be inclined. In FIG. 6, the first patterned half-wave plate PHW1 and the second patterned half-wave plate PHW2 are alternately arranged to correspond to the pixel columns of the spatial light modulation panel 200. BC). As shown in FIG. 6, the light of the pixel passing through the first patterned half-wave plate PHW1 maintains its original vertical linearly polarized state. On the other hand, the light of the pixel passing through the second patterned half wave plate PHW2 changes to a horizontal linearly polarized state. Therefore, the two phase-modulated lights emitted from two neighboring pixels in the horizontal direction are orthogonal to each other, and thus the interference efficiency is maximized. That is, the holographic stereoscopic image display device including the light coupling panel BC according to the present invention can further improve luminance and provide accurate stereoscopic images.

제1 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)은, 반파장판을 화소 열 단위로 패턴하여 형성한 것이다. 화소 열 단위로 이웃하는 두 화소 열에서 출사하는 두 빛의 위상이 서로 직교하도록 선편광의 방향을 바꾼 것이다. 이를 위해, 한 화소 열에서 출사하는 광의 위상을 유지하여 선편광의 방향을 변화하지 않고, 이웃하는 화소 열에서 출사하는 광의 위상을 λ/2 위상 지연시켜 선편광의 방향을 바꾼 것이다. 즉, 이웃하는 두 빛의 위상이 서로 직교하도록 하기 위한 패턴드 반파장판을 제작 및 배치할 때에는 그 반파장판을 통과하는 빛의 파장인 λ를 고려하여 설계하여야 한다.The light coupling panel BC according to the first embodiment is formed by patterning a half-wave plate in pixel column units. The direction of linear polarization is changed so that the phases of two lights emitted from two neighboring pixel columns in a pixel column unit are orthogonal to each other. To this end, the direction of linearly polarized light is changed by delaying the phase of light emitted from neighboring pixel columns by lambda / 2 phase without maintaining the phase of light emitted from one pixel column and changing the direction of linearly polarized light. In other words, when fabricating and arranging a patterned half-wave plate for mutually orthogonal phases of two neighboring lights, it should be designed considering λ, which is the wavelength of light passing through the half-wave plate.

제1 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치에서, 공간 광 변조 패널(200)에서 빛을 수직 방향으로 선 편광시키고, 이를 광 결합 패널(BC)에서 수직 방향과 수평 방향으로 선 편광 성질을 조절한 것은 단색 광원을 사용하는 경우에 대하여 고려한 것이다. 특히, 532nm의 파장을 갖는 녹색광원을 사용하는 경우에 대하여 정면 방향에서 최대 휘도를 갖도록 설계한 경우이다.
In the holographic stereoscopic image display device according to the first embodiment, the light is linearly polarized in the vertical direction in the spatial light modulation panel 200, and the linear polarization property of the light coupling panel BC is vertically and horizontally The adjustment is considered for the case of using a monochromatic light source. In particular, the case where the green light source having the wavelength of 532 nm is used is designed to have the maximum luminance in the front direction.

천연색을 구현하는 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치에서는 Red(적색), Green(녹색) 그리고 Blue(청색)을 포함하는 삼원색 광원을 사용하므로, 이 경우에도 최대 휘도를 갖도록 설계하는 것이 필요하다. 특히, RGB 세 원색의 서브 화소 세개가 모여서 하나의 화소를 이루므로, RGB에 세 서브 화소에 공통으로 할당된 패턴드 반파장판을 설계하여야 한다. 이하, 도 7을 참조하여, 삼원색 광원을 사용하는 경우에 최적의 광 결합 효율을 갖는 광 결합 패널에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 광 결합 패널의 구조 및 작동을 설명하는 개략도이다.Since a holographic stereoscopic image display device that implements natural colors uses three primary light sources including red (red), green (green), and blue (blue), it is necessary to design to have the maximum luminance even in this case. In particular, since three subpixels of three primary RGB colors are gathered to form one pixel, a patterned half-wave plate commonly assigned to three subpixels in RGB should be designed. Hereinafter, referring to FIG. 7, a light coupling panel having an optimal light coupling efficiency in the case of using a three primary color light source will be described. 7 is a schematic view illustrating the structure and operation of a light coupling panel according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 공간 광 변조 패널(200)에서는 공간 광 변조 패널(200)의 수직변에 대해서 45도 기울어진 방향으로 선 편광된 빛을 출사하도록 설계한다. 그리고, 45도 방향으로 선 편광된 빛들 중에서 홀수번째 화소 열에서 출사하는 빛은 수직 방향으로 선 편광 상태를 바꾸고, 짝수번째 화소 열에서 출사하는 빛은 수평 방향으로 선 편광 상태를 바꾸도록 설계한다.The spatial light modulation panel 200 according to the second embodiment of the present invention is designed to emit light linearly polarized in a direction inclined 45 degrees with respect to the vertical side of the spatial light modulation panel 200. The light emitted from the odd pixel columns among the linearly polarized light in the 45 degree direction changes the linear polarization state in the vertical direction, and the light emitted from the even pixel columns changes the linear polarization state in the horizontal direction.

이를 위해서, 홀수번째 화소 열의 앞에는 광 투과축이 광 결합 패널(BC)의 수평변 방향에 대해 67.5도 경사진 방향으로 설정된 제3 패턴드 반파장판(PHW3)을, 그리고 짝수번째 화소 열 앞에는 광 투과축이 광 결합 패널(BC)의 수평변 방향에 대해서 22.5도 기울어지게 설정된 제4 패턴드 반파장판(PHW4)을 배치하는 것이 바람직하다. 도 8에서는 이와 같이 제3 패턴드 반파장판(PHW3)과 제4 패턴드 반파장판(PHW4)들이, 공간 광 변조 패널(200)의 각 화소열들에 대응하여, 교대로 배치된 광 결합 패널(BC)을 도시하였다.To this end, a third patterned half-wave plate PHW3 is set in a direction in which the light transmission axis is inclined 67.5 degrees with respect to the horizontal side direction of the light coupling panel BC in front of the odd pixel column, and in front of the even pixel column. It is preferable to arrange the fourth patterned half-wave plate PHW4 whose axis is inclined 22.5 degrees with respect to the horizontal side direction of the light coupling panel BC. In FIG. 8, the third patterned half-wave plate PHW3 and the fourth patterned half-wave plate PHW4 are alternately arranged to correspond to the pixel columns of the spatial light modulation panel 200. BC).

도 7에서 나타낸 것처럼, 제3 패턴드 반파장판(PHW3)을 투과한 화소 열의 빛들은 원래의 45도 방향으로 선편광 상태에서 수직 선 편광 상태로 변한다. 반면에, 제4 패턴드 반파장판(PHW4)을 투과한 화소 열의 빛들은 수평 선편광 상태로 변한다. 따라서, 수평 방향으로 이웃하는 두 화소에서 출사하는 위상이 변조된 두 빛들은 서로 선평광 상태가 직교함으로써, 간섭 효율이 극대화된다. 즉, 제2 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)을 구비한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 휘도가 더욱 향상되고, 정확한 입체 영상을 제공할 수 있다.
As shown in FIG. 7, the light in the pixel column passing through the third patterned half-wave plate PHW3 changes from the linearly polarized state to the vertical linearly polarized state in the original 45 degree direction. On the other hand, the light of the pixel column passing through the fourth patterned half-wave plate PHW4 changes to a horizontal linearly polarized state. Therefore, the two phase-modulated lights emitted from two neighboring pixels in the horizontal direction are orthogonal to each other, and thus the interference efficiency is maximized. That is, the holographic stereoscopic image display device including the light coupling panel BC according to the second exemplary embodiment may further improve luminance and provide accurate stereoscopic images.

이하, 도 8a 내지 8c를 참조하여, 본 발명에 의한 광 결합 패널을 제조하는 방법을 상세히 설명한다. 도 8a 내지 8c는 본 발명에 의한 광 결합 패널을 제조하는 방법을 설명하는 단면도들이다.Hereinafter, a method of manufacturing the light coupling panel according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 8A to 8C. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the light coupling panel according to the present invention.

도 8a에 도시한 것처럼, 투명 기판(SUB) 위에 배향막(ALG)을 도포한다. 배향막(ALG)에 제1 방향으로 선 편광된 자외선을 전면 조사하는 전면 노광법을 이용하여, 배향막(ALG) 전체를 제1 방향으로 배향시킨다. 도 8a에서 도시한 수평 방향 화살표는 배향막(ALG)에 형성된 제1 방향의 배향 패턴을 의미한다. 제1 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)의 경우, 제1 방향은 수평 방향 혹은 수직 방향으로 설정하는 것이 바람직하고, 제2 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)의 경우, 제1 방향은 수평 방향에 대해 67.5도 방향으로 설정하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 8A, an alignment film ALG is coated on the transparent substrate SUB. The whole alignment film ALG is orientated in a 1st direction using the whole surface exposure method which irradiates the alignment film ALG with the ultraviolet-ray linearly polarized in the 1st direction. The horizontal arrow illustrated in FIG. 8A refers to the alignment pattern in the first direction formed on the alignment film ALG. In the case of the light coupling panel BC according to the first embodiment, the first direction is preferably set in the horizontal direction or the vertical direction. In the case of the light coupling panel BC according to the second embodiment, the first direction is It is preferable to set in the direction of 67.5 degrees with respect to the horizontal direction.

도 8b에 도시한 것처럼, 제1 방향으로 배향된 배향막(ALG) 위에 마스크(MA)를 덮고 제2 방향으로 선 편광된 자외선을 조사하는 부분 노광법을 이용하여, 배향막(ALG)의 일부를 제2 방향으로 배향 방향을 변화시킨다. 도 8b에서 도시한 수직 방향 화살표는 배향막(ALG)에 형성된 제2 방향의 배향 패턴을 의미한다. 제1 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)의 경우, 제2 방향은 수평 방향에 대해 45도 방향으로 설정하는 것이 바람직하고, 제2 실시 예에 의한 광 결합 패널(BC)의 경우, 제2 방향은 수평 방향에 대해 22.5도 방향으로 설정하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 8B, a part of the alignment film ALG is removed by using a partial exposure method that covers the mask MA on the alignment film ALG oriented in the first direction and irradiates ultraviolet rays linearly polarized in the second direction. The orientation direction is changed in two directions. The vertical direction arrow illustrated in FIG. 8B refers to the alignment pattern in the second direction formed on the alignment film ALG. In the case of the light coupling panel BC according to the first embodiment, the second direction is preferably set to 45 degrees with respect to the horizontal direction, and in the case of the light coupling panel BC according to the second embodiment, the second direction The direction is preferably set in the 22.5 degree direction with respect to the horizontal direction.

이때, 마스크(MA)의 패턴은 공간 광 변조 패널(200)을 구성하는 화소 열의 패턴에 대응하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 홀수 화소 열에는 제1 방향의 배향 패턴이, 짝수 화소 열에는 제2 방향의 배향 패턴이 할당하도록 마스크(MA)를 설계하는 것이 바람직하다. 제1 방향의 배향 패턴과 제2 방향의 배향 패턴 사이에는 45도의 차이가 있도록 설정하는 것이 중요하다. 그 결과, 제1 패턴드 반파장판(PHW1)과 제2 패턴드 반파장판(PHW2)은, 또는 제3 패턴드 반파장판(PHW3)과 제4 패턴드 반파장판(PHW4)은, 그 광축들이 서로 45도 틀어져 배치된다.In this case, the pattern of the mask MA preferably corresponds to the pattern of the pixel column constituting the spatial light modulation panel 200. For example, the mask MA may be designed such that an odd numbered pixel column is assigned an alignment pattern in the first direction and an even pixel column is allocated an alignment pattern in the second direction. It is important to set so that there is a difference of 45 degrees between the alignment pattern in the first direction and the alignment pattern in the second direction. As a result, the first patterned half-wave plate PHW1 and the second patterned half-wave plate PHW2, or the third patterned half-wave plate PHW3 and the fourth patterned half-wave plate PHW4, have their optical axes It is arranged at a 45 degree angle.

이와 같이, 전면 노광법으로 배향막(ALG) 전체에 제1 방향의 배향 패턴을 형성한 후, 부분 노광법으로 제1 방향의 배향 패턴이 형성된 일부의 배향막(ALG)을 제2 방향의 배향 패턴을 갖도록 변화시키는 공정을 사용한다. 이를 위해서 부분 노광에서는 전면 노광보다 높은 에너지를 사용하는 것이 바람직하다.Thus, after forming the orientation pattern of a 1st direction in the whole orientation film ALG by the whole surface exposure method, the partial alignment method ALG of the some direction film in which the orientation pattern of the 1st direction was formed was made into the orientation pattern of a 2nd direction. Use the process of changing to have. For this purpose, it is preferable to use higher energy than partial exposure in partial exposure.

도 8c에 도시한 것처럼, 제1 방향의 배향 패턴과 제2 방향의 배향 패턴을 갖는 배향막(ALG) 위에 리액티브 메소겐(Reactive Mesogen) 액정층(RM)을 전면 도포한다. 리액티브 메소겐 액정층(RM)에 자외선을 조사하여 리액티브 메소겐 액정층(RM)을 경화시킨다. 그러면, 리액티브 메소겐 액정층(RM)은 배향막(ALG)의 배향 패턴과 동일한 방향의 패턴을 갖고 경화된다. 예를 들어, 홀수 화소 열에 상응하는 위치에는 제1 패턴드 반파장판(PHW1) 혹은 제3 패턴드 반파장판(PHW3)이 형성되고, 짝수 화소 열에 상응하는 위치에는 제2 패턴드 반파장판(PHW2) 혹은 제4 패턴드 반파장판(PHW4)이 형성된다.As illustrated in FIG. 8C, the reactive mesogen liquid crystal layer RM is coated on the entire surface of the alignment layer ALG having the alignment pattern in the first direction and the alignment pattern in the second direction. Ultraviolet rays are irradiated to the reactive mesogen liquid crystal layer RM to cure the reactive mesogen liquid crystal layer RM. Then, the reactive mesogenic liquid crystal layer RM is cured with a pattern in the same direction as the alignment pattern of the alignment film ALG. For example, a first patterned half-wave plate PHW1 or a third patterned half-wave plate PHW3 is formed at a position corresponding to an odd pixel column, and a second patterned half-wave plate PHW2 is positioned at a position corresponding to an even pixel column. Alternatively, the fourth patterned half wave plate PHW4 is formed.

도면으로 도시하지 않았지만, 리액티브 메소겐 액정층(RM)을 경화한 후에, 기판(SUB)의 배면에 반사방지 코팅층을 더 형성하고 보호 필름을 더 부착하여 최종 광 결합 패널을 완성한다.Although not shown in the drawings, after curing the reactive mesogen liquid crystal layer RM, an antireflective coating layer is further formed on the rear surface of the substrate SUB, and a protective film is further attached to complete the final light coupling panel.

여기서, 이때, 리액티브 메소겐 액정층(RM)의 두께는 Δn × d = λ/2 (여기서, Δn은 리액티브 메소겐 액정 물질의 굴절율 이방성 차이, 그리고 λ는 편광원의 파장을 의미한다)의 조건을 만족하는 d 값을 갖는 것이 바람직하다. 제1 실시예에서는 녹색 단색광을 사용하는 경우로서, λ는 532nm를 설정하였다. 또한, 삼원색을 사용하는 제2 실시 예에서도 마찬가지로 λ를 녹색광인 532nm를 기준으로 설정하는 것이 바람직하다. 단, 제1 실시 예에서는 최대 투과율을 갖도록 하기 위해, 녹색 단색광은 수직 방향으로 선 편광되고, 제1 방향은 수평 방향 혹은 수직 방향으로 설정하고, 제2 방향은 수평 방향에 대해 45도 방향으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 실시 예에서는 삼색 광원 모두가 최대 투과율을 갖도록 하기 위해, 삼색광은 수평 방향에 대해 45도 경사진 방향으로 선 편광되고, 제1 방향은 수평 방향에 대해 67.5도의 방향을 갖고, 제2 방향은 수평 방향에 대해 22.5도의 방향을 갖도록 설정하는 것이 바람직하다.In this case, the thickness of the reactive mesogenic liquid crystal layer RM is Δn × d = λ / 2 (where Δn is the difference in refractive index anisotropy of the reactive mesogenic liquid crystal material, and λ is the wavelength of the polarization source). It is preferable to have a d value satisfying the condition of. In the first embodiment, as the case where green monochromatic light is used,? Is set to 532 nm. In addition, in the second embodiment using the three primary colors, it is preferable to set? As the reference based on 532 nm which is green light. However, in the first embodiment, in order to have the maximum transmittance, the green monochromatic light is linearly polarized in the vertical direction, the first direction is set in the horizontal direction or the vertical direction, and the second direction is set in the 45 degree direction with respect to the horizontal direction. It is desirable to. In addition, in the second embodiment, in order for all three color light sources to have the maximum transmittance, the tricolor light is linearly polarized in a direction inclined 45 degrees with respect to the horizontal direction, and the first direction has a direction of 67.5 degrees with respect to the horizontal direction. The two directions are preferably set to have a direction of 22.5 degrees with respect to the horizontal direction.

또한, λ를 녹색광인 532nm를 기준으로 설정한 실시 예 2의 경우, 적색과 청색 파장의 빛은 정확하게 ±45도 방향으로 선평광이 출광되지 않을 수 있다. 이로 인해, 정면에서 관찰할 경우, 백색광에서 컬러 쉬프트(Color Shift) 현상 및/또는 정면 휘도가 저하하는 문제가 발생할 수 있다. 이는 RGB 각 파장별로 색분산 특성의 차이가 있기 때문이다.In addition, in Example 2 in which λ is set based on 532 nm, which is green light, linearly flat light may not be emitted in a direction of ± 45 degrees with respect to light of red and blue wavelengths. For this reason, when viewed from the front, a color shift phenomenon and / or front luminance may deteriorate in white light. This is because there is a difference in chromatic dispersion characteristics for each wavelength of RGB.

이를 해결하기 위해, 리액티브 메소겐의 물질을 선택함에 있어서, 역분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐을 이용하는 것이 바람직하다. 역분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐은 정분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐 물질보다 색분산을 줄여주는 효과를 갖고 있기 때문에, 정면 방향에서의 색분산에 의한 칼라 쉬프트와 휘도 감소 문제를 줄여준다. 아래 표1 은 125nm 파장을 갖는 백색광 및 137nm 파장을 갖는 백색광을 백 라이트로 이용할 때, 정분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐을 포함한 광 결합 패널의 정면 휘도 값에 대한 역분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐을 포함한 광 결합 패널의 정면 휘도 값의 변화를 나타낸다.In order to solve this problem, in selecting a material of the reactive mesogen, it is preferable to use a reactive mesogen having reverse dispersion properties. Since reactive mesogens having reverse dispersion properties have an effect of reducing color dispersion than reactive mesogen materials having regular dispersion properties, color shift and brightness reduction problems due to color dispersion in the front direction are reduced. Table 1 below shows reactive mesos having inverse dispersion properties with respect to the front luminance values of a light coupling panel including reactive mesogens having normal dispersion properties when using white light having a wavelength of 125 nm and white light having a wavelength of 137 nm as a backlight. The change in the front luminance value of the light coupling panel including the gen is shown.

리액티브 메소겐 물질Reactive mesogen material 정분산 물성 재료 적용Application of material properties 역분산 물성 재료 적용Application of reverse dispersion material Green 파장/4Green wavelength / 4 125nm125 nm 137nm137 nm 125nm125 nm 137nm137 nm 휘도 값Luminance value 150.0 (Ref.)150.0 (Ref.) 153.0153.0 152.6152.6 156.5156.5

상기 표1에서, 알 수 있듯이,정분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐 물질을 포함하는 광 결합 패널을 이용하여 125nm 광을 투과했을 때 정면 휘도 값인 150.0을 기준 값으로 한다. 표 1에서 보는 바와 같이, 역분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐 물질을 포함하는 광 결합 패널을 사용하면, 125nm 광의 경우에는 정면 휘도 값이 기준 값 대비 1.7% 향상되고, 137nm 광의 경우에는 기준 값 대비 4.3% 향상된 것을 알 수 있다.In Table 1, as can be seen, when the 125 nm light is transmitted using a light coupling panel including a reactive mesogen material having a dispersion property, the front luminance value is 150.0. As shown in Table 1, using a light coupling panel comprising reactive mesogen material having reverse dispersion properties, the front luminance value is improved by 1.7% compared to the reference value for 125 nm light and compared to the reference value for 137 nm light. It can be seen that the 4.3% improvement.

리액티브 메소겐의 물질을 선택함에 있어서, 정분산 물성 혹은 역분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐만을 선택하여 사용할 수도 있지만, 정분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐과 역분산 물성을 갖는 리액티브 메소겐을 혼합하여 사용할 수도 있다. 가장 바람직하게는, 역분산 특성을 갖는 리액티브 메소겐 물질의 함량은 전체 리액티브 메소겐 액정층(RM)에서 최소 25% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.In selecting a substance of reactive mesogens, only reactive mesogens having normal or reverse dispersion properties may be selected and used, but reactive mesogens having normal dispersion properties and reactive mesogens having reverse dispersion properties are used. It can also mix and use. Most preferably, the content of the reactive mesogen material having anti-dispersion properties is preferably at least 25% of the total reactive mesogen liquid crystal layer RM.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

10: 컴퓨터 20, 200: SLM(공간 광 변조기)
30, 300: 레이저 광원 40: 확장기
50: 렌즈 80: 출력 영상
90: 참조광 500: 광학 시트
SU: 상판 SD: 하판
LC: 액정층 R: 적색 레이저 다이오드
G: 녹색 레이저 다이오드 B: 청색 레이저 다이오드
OF: 광섬유 BLU: 백 라이트 유닛
OUT: 광 출사부 IN: 광 입사부
500: 광학 필름
US: 상부 기판 LS: 하부 기판
UE: 상부 전극 LE: 하부 전극
UIN: 상부 절연막 EIN: 하부 절연막
EC: ECB 모드 액정층 BL: 백 라이트
L: 좌측 화소 R: 우측 화소
ML1: 제1 변조광 ML2: 제2 변조광
CL: 결합광 BC: 광 결합 패널
SUB: 투명 기판 ALG: 배향막
RM: 리액티브 메소겐 액정층 MA: 마스크
PHW1: 제1 패턴드 반파장판 PHW2: 제2 패턴드 반파장판
PHW3: 제3 패턴드 반파장판 PHW4: 제4 패턴드 반파장판
10: computer 20, 200: spatial light modulator (SLM)
30, 300: laser light source 40: expander
50: Lens 80: Output image
90: reference light 500: optical sheet
SU: top plate SD: bottom plate
LC: liquid crystal layer R: red laser diode
G: green laser diode B: blue laser diode
OF: fiber optic BLU: backlight unit
OUT: light exit part IN: light exit part
500: Optical film
US: upper substrate LS: lower substrate
UE: upper electrode LE: lower electrode
UIN: upper insulating film EIN: lower insulating film
EC: ECB mode liquid crystal layer BL: backlight
L: left pixel R: right pixel
ML1: first modulated light ML2: second modulated light
CL: light coupling BC: light coupling panel
SUB: Transparent substrate ALG: Alignment film
RM: reactive mesogen liquid crystal layer MA: mask
PHW1: first patterned half wave plate PHW2: second patterned half wave plate
PHW3: third patterned half-wave plate PHW4: fourth patterned half-wave plate

Claims (10)

매트릭스 방식으로 배열된 다수 개의 화소들을 구비한 표시 패널에 대응하는 기판;
상기 기판 위에서 제1 화소에 대응하는 영역에 배치된 제1 패턴드 반파장판; 그리고
상기 기판 위에서 상기 제1 화소의 일측에 위치한 제2 화소에 대응하는 영역에 배치된 제2 패턴드 반파장판을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널.
A substrate corresponding to a display panel having a plurality of pixels arranged in a matrix manner;
A first patterned half-wave plate disposed in an area corresponding to a first pixel on the substrate; And
And a second patterned half-wave plate disposed in an area corresponding to a second pixel located on one side of the first pixel on the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 패턴드 반파장판은, 상기 다수 개의 화소들 중에서 홀수번째 화소 열에 대응하는 영역에 배치되고;
상기 제2 패턴드 반파장판은, 상기 다수 개의 화소들 중에서 짝수번째 화소 열에 대응하는 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널.
The method of claim 1,
The first patterned half-wave plate is disposed in an area corresponding to an odd pixel column among the plurality of pixels;
And the second patterned half-wave plate is disposed in an area corresponding to an even-numbered pixel column among the plurality of pixels.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 패턴드 반파장판과 상기 제2 패턴드 반파장판의 광축은 서로 45도 틀어져 있는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널.
The method of claim 1,
And the optical axes of the first patterned half-wave plate and the second patterned half-wave plate are offset by 45 degrees from each other.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수직변에 평행하게 설정되고,
상기 제2 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수평변에 대해 45도 경사진 방향으로 설정된 것을 특징으로 하는 광 결합 패널.
The method of claim 3, wherein
The first patterned half-wave plate has an optical axis set parallel to the vertical side of the substrate,
The second patterned half-wave plate is a light coupling panel, characterized in that the optical axis is set in the direction inclined 45 degrees with respect to the horizontal side of the substrate.
제 4 항에 있어서,
상기 표시 패널은 상기 화소들에서 상기 기판의 수직변에 평행한 방향으로 선 편광 빛을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널.
The method of claim 4, wherein
And the display panel emits linearly polarized light from the pixels in a direction parallel to a vertical side of the substrate.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수평변에 대해 67.5도 경사진 방향으로 설정되고,
상기 제2 패턴드 반파장판은 광축이 상기 기판의 수평변에 대해 22.5도 경사진 방향으로 설정된 것을 특징으로 하는 광 결합 패널.
The method of claim 3, wherein
The first patterned half-wave plate is set in a direction in which the optical axis is inclined 67.5 degrees with respect to the horizontal side of the substrate,
The second patterned half-wave plate is a light coupling panel, characterized in that the optical axis is set in a direction inclined 22.5 degrees with respect to the horizontal side of the substrate.
제 6 항에 있어서,
상기 표시 패널은 상기 화소들에서 상기 기판의 수평변에 대해 45도 방향으로 선 편광된 빛을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널.
The method according to claim 6,
And the display panel emits light linearly polarized from the pixels in a 45 degree direction with respect to a horizontal side of the substrate.
투명 기판 위에 배향막을 도포하는 단계;
상기 배향막 전체를 제1 방향으로 배향하는 단계;
상기 배향막 위에 매트릭스 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 상기 마스크에 노출된 상기 배향막의 일부분을 상기 제1 방향과 45도 틀어진 제2 방향으로 재배향하는 단계;
상기 제1 방향으로 배향된 영역과 상기 제2 방향으로 재배향된 영역이 서로 이웃하도록 배치된 상기 배향막 위에 액정 물질을 도포하는 단계; 그리고
상기 액정 물질을 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널 제조 방법.
Applying an alignment layer on the transparent substrate;
Orienting the entire alignment layer in a first direction;
Reorienting a portion of the alignment layer exposed to the mask in a second direction that is shifted by 45 degrees with the first direction by using a mask having a matrix pattern on the alignment layer;
Applying a liquid crystal material on the alignment layer disposed such that the region oriented in the first direction and the region oriented in the second direction are adjacent to each other; And
Curing the liquid crystal material.
제 8 항에 있어서,
상기 액정 물질은 Δn × d = λ/2을 (여기서, Δn는 상기 액정 물질의 굴절율 이방성, λ는 녹색광의 파장) 만족하는 d 값의 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널 제조 방법.
The method of claim 8,
And the liquid crystal material is coated with a thickness of d value satisfying Δn × d = λ / 2 (where Δn is the refractive index anisotropy of the liquid crystal material and λ is the wavelength of the green light).
제 8 항에 있어서,
상기 액정 물질은, 역분산 특성을 갖는 리액티브 메소겐 물질을 최소 25% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 광 결합 패널 제조 방법.
The method of claim 8,
Wherein said liquid crystal material comprises at least 25% of reactive mesogen material having anti-dispersion properties.
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