KR20140085132A - 광 제어 셀과 이를 포함하는 영상표시장치 - Google Patents

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Abstract

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 일단에 제 1 요부를 갖는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상기 제 1 요부와 겹치지 않는 위치에 제 2 요부를 갖는 제 2 기판과; 상기 제 1 기판에 위치하고, 상기 제 2 요부를 통해 노출되는 제 1 전극과; 상기 제 2 기판에 위치하고, 상기 제 1 요부를 통해 노출되는 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판에 위치하는 액정층을 포함하는 광 제어 셀을 제공한다.

Description

광 제어 셀과 이를 포함하는 영상표시장치{Light Control Cell And Image Display Device Including The Same}
본 발명은 편광 제어 셀과 이를 포함하는 영상표시장치에 대한 것으로, 셀 내의 전극과 이에 신호를 인가하기 위한 회로의 연결이 용이한 광 제어 셀과 이를 포함하는 영상표시장치에 관한 것이다.
광 제어 셀은 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 액정을 충진하고, 상기 제 1 기판과 제 2 기판에 전압을 인가할 시 나타나는 액정의 회전 원리를 사용하는 장치이다. 특히, 이러한 구조로 형성된 광 제어 셀에 의해 편광 방향이 조절된다. 이러한 특성이 있는 광 제어 셀은 빛의 방향에 따라 달라지는 굴절률을 나타내는 액정 렌즈를 이용하여 스위칭 패널로 사용할 수 있다.
이러한 용도로 사용되는 광 제어 셀을 제조하는 종래의 공정에는 전극부를 생성하기 어렵다는 문제점이 있다. 종래의 공정과 그에 대한 문제점은 이하 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 종래 광 제어 셀의 전극부 생성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 광 제어 셀의 제조 공정의 경우 전극부(5) 생성을 위한 절단면을 제외한 제 1 기판(1)과, 상기 제 1 기판(1)에 전압을 인가할 전도성 물질(4)과, 이를 통해 제 1 기판(1)에 전압을 인가할 전극을 포함한 제 2 기판(2)을 포개어 제 1 기판(1)의 두께보다 짧은 커팅 장치(3)로 제 1 기판(1)을 절단함으로써 전극부(5)가 형성된 제 2 기판(2)을 노출하였다.
이 경우, 제 1 기판(1)의 전극부를 제 2 기판(2)에 생성할 뿐 아니라 제 2 기판(2)의 전극부까지 생성하므로 제 2 기판(2)과 제 1 기판(1)을 연결해주는 전도성 물질(4)을 배치하고, 배치된 전도성 물질(4)을 제 2 기판(2)의 전극과 접하지 않도록 하는 회로의 설계 또한 요구되므로 전극부의 생성 공정이 복잡해지는 점이 있다.
종래의 공정에 사용된 기판의 재질은 주로 유리를 사용한 것으로, 유리의 무게와 부피를 줄이기 위해 제안된 필름 기판의 생산의 경우에도 문제가 생긴다. 종래의 공정은 경도가 높은 유리 기판의 일부에 홈을 만들고, 이에 압력 등 물리적인 힘을 가하여 전극부를 노출했으나 필름의 경우 특유의 연성에 의하여 전극부를 쉽게 노출할 수 없으며, 절단 공정에서 제 1 필름 기판뿐만 아니라 전극부, 더 나아가서는 제 2 필름 기판까지 잘릴 수 있으므로 제조 공정에 있어서 불량률이 증가하게 된다.
본 발명은 제 1 기판과 제 2 기판에 위치하는 전극부의 생성에 대한 어려움 및 공간활용의 비효율성과, 필름을 사용한 광 제어 셀의 전극부 생성 중 절단 공정에서 발생하는 불량에 대한 문제점을 해결하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 일단에 제 1 요부를 갖는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상기 제 1 요부와 이격된 위치에 제 2 요부를 갖는 제 2 기판과; 상기 제 1 기판에 위치하고, 상기 제 2 요부를 통해 노출되는 제 1 전극과; 상기 제 2 기판에 위치하고, 상기 제 1 요부를 통해 노출되는 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판에 위치하는 액정층을 포함하는 광 제어 셀을 제공한다.
그리고, 상기 제 2 요부를 통해 상기 제 1 전극에 연결되는 제 1 전압선과; 상기 제 1 요부를 통해 상기 제 2 전극에 연결되는 제 2 전압선을 포함한다.
그리고, 제 1 요부의 주변에 형성되는 제 1 절연부와, 상기 제 2 요부의 주변에 형성되는 제 2 절연부를 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 요부 각각이 복수로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 기판에는 상기 제 1 요부의 반대 측면에 제 3 요부가 형성되고, 상기 제 2 기판에는 상기 제 2 요부의 반대 측면에 제 4 요부가 형성된다.
한편, 본 발명은, 일단에 제 1 철부를 갖는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상기 제 1 철부와 이격된 위치에 제 2 철부를 갖는 제 2 기판과; 상기 제 1 기판에 위치하고 상기 제 1 철부로 연장되는 제 1 전극과; 상기 제 2 기판에 위치하고 상기 제 2 철부로 연장되는 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판에 위치하는 액정층을 포함하는 광 제어 셀을 제공한다.
그리고, 상기 제 1 철부에 형성된 상기 제 1 전극에 연결되는 제 1 전압선과; 상기 제 2 철부에 형성된 상기 제 2 전극에 연결되는 제 2 전압선을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 철부의 주변에 형성되는 제 1 절연부와, 상기 제 2 철부의 주변에 형성되는 제 2 절연부를 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 철부 각각이 복수로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 기판에는 상기 제 1 철부의 반대 측면에 제 3 철부가 형성되고, 상기 제 2 기판에는 상기 제 2 철부의 반대 측면에 제 4 철부가 형성된다.
한편, 본 발명은, 액정 패널과; 렌티큘러 렌즈와; 제 1 항 내지 제 10항 중 어느 하나의 광 제어 셀을 포함하는 영상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 광 제어 셀과 이를 포함하는 영상표시장치는 제 1 기판과 제 2 기판의 접착 공정 전에 절단 공정을 실시하여 기판과 전극부의 손상을 막고, 각각의 기판을 절단시 서로 겹쳐지지 않도록 절단하여 전압선의 연결을 더욱 용이하게 하며, 광 제어 셀의 전극부가 한 면으로 돌출되지 않도록 할 수 있어 영상표시장치의 공간 효율성이 증가하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 광 제어 셀의 전극부 생성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 셀이 적용된 영상표시장치에 대한 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 이하 도면을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)은 각각 한 측면에 요부를 갖는다. 이때, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에 형성된 요부는 서로 겹쳐지지 않아야 한다.
이와 같이 한 측면에 요부를 형성한 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)을 겹쳐놓으면 제 1 기판(101)에 형성된 요부를 통해 제 2 기판(103)의 일면이 노출되고, 제 2 기판(103)에 형성된 요부를 통해 제 1 기판(101)의 일면이 노출된다. 각각의 기판(101, 103)에 노출된 면은 액정 배열을 변경하기 위한 전압을 인가받는 전극으로써, 제 2 기판(103)에 형성된 요부에서 노출되는 제 1 기판(101)에는 제 1 전극(131)이 형성되고, 제 1 기판(101)에 형성된 요부에서 노출되는 제 2 기판(103)에는 제 2 전극(132)이 형성된다.
상기한 제 1 전극(131)과 제 2 전극(132)은 전압의 인가를 위한 것으로서, 제 1 전극(131)에는 제 1 전압선(111)이 연결되고, 제 2 전극(132)에는 제 2 전압선(112)이 연결된다. 또한, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에 형성된 요부의 주변에는 전압선 연결 불량 시 발생할 수 있는 쇼트를 방지하기 위하여 절연체로 이루어진 절연부(120)를 형성한다. 상기 절연부(120)는 상기 제 1 및 제 2 기판(101, 103) 각각의 내측면에 형성된다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)은 각각 한 측면에서 복수의 요부를 갖는다. 이때, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에 형성된 요부는 서로 겹쳐지지 않도록 한다.
한 측면에 복수의 요부를 형성한 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)을 겹쳐놓으면 제 1 기판(101)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 2 기판(103)이 노출되고, 제 2 기판(103)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 1 기판(101)이 노출된다.
각각의 기판(101, 103)에 노출된 복수의 면은 액정 배열을 변경하기 위한 전압을 인가받는 전극부로써, 제 2 기판(103)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 1 기판(101)에 형성된 제 1 전극(131)이 노출되고, 제 1 기판(101)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 2 기판(103)에 형성된 제 2 전극(132)이 노출된다.
즉, 도 3에서는 각 기판(101, 103)에 하나의 요부를 형성함으로써 제 1, 2 전극(131, 132)에 대하여 각각 하나의 전극부를 구성하였으나, 도 4에서는 각 기판(101, 103)에 다수의 요부를 형성함으로써 제 1, 2 전극(131, 132)에 대하여 복수의 전극을 형성하였다.
상기한 제 1 전극(131)과 제 2 전극(132)은 전압의 인가를 위한 것으로서, 제 1 전극(131)에는 복수의 제 1 전압선(111)이 연결되고, 제 2 전극(132)에는 복수의 제 2 전압선(112)이 연결된다. 또한, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에 형성된 요부의 주변에는 전압선 연결 불량 시 발생할 수 있는 쇼트를 방지하기 위하여 절연체로 이루어진 절연부(120)를 형성한다. 상기 절연부(120)는 상기 제 1 및 제 2 기판(101, 103) 각각의 내측면에 형성된다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
대형 광 제어 셀의 경우에 있어서, 상기 제 1 실시예 또는 제 2 실시예와 같이 한 측면에서만 전압을 인가하는 경우 전압 강하(Voltage Drop)가 발생하여 광 제어 셀 구조에 따른 편광 제어에 지연이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 도 4를 참조하여, 전술한 문제를 해결할 수 있는 광 제어 셀 구조에 대한 제 3 실시예를 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에는 복수의 요부가 형성된다. 이때, 각각의 기판에 하나 이상의 요부가 제 1 일단(301)에 형성된 경우, 제 2 일단(302)의 또 다른 위치에 하나 이상의 요부를 형성할 수 있다.
이때, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에 형성된 요부는 서로 겹쳐지지 않도록 한다. 이와 같이 양 측면에 복수의 요부를 형성한 두 기판을 겹쳐놓으면 제 1 기판(101)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 2 기판(103)에 형성된 제 2 전극(132)이 노출되고, 제 2 기판(103)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 1 기판(101)에 형성된 제 1 전극(131)이 노출된다.
각각의 기판에 노출된 복수의 면은 액정 배열을 변경하기 위한 전압을 인가받는 전극부로써, 제 2 기판(103)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 1 기판(101)에 형성된 제 1 전극(131)이 노출되고, 제 1 기판(101)에 형성된 복수의 요부를 통해 제 2 기판(103)에 형성된 제 2 전극(132)이 노출된다.
제 2 기판(103)의 요부를 통해 노출된 제 1 전극(131)에는 제 1 전압선(111)이 연결되고, 제 1 기판(101)의 요부를 통해 노출된 제 2 전극(132)에는 제 2 전압선(112)이 연결된다. 또한, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에 형성된 요부의 주변에는 전압선 연결 불량 시 발생할 수 있는 쇼트를 방지하기 위하여 각각의 기판마다 절연체로 이루어진 절연부(120)를 형성한다. 상기 절연부(120)는 상기 제 1 및 제 2 기판(101, 103) 각각의 내측면에 형성된다.
이와 같이 제작된 광 제어 셀의 기판 크기와 요부의 생성 위치는 다를 수 있다. 하지만 두 기판을 겹쳤을 경우, 한 기판에 생성된 요부가 다른 기판에 생성된 요부와 겹치지 않는 것에는 변함이 없다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광 제어 셀의 개략적인 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(103)에는 각각 하나 이상의 철부가 서로 겹쳐지지 않는 범위 안에서 형성된다.
상기 제 1 기판(101)과 상기 제 2 기판(103) 각각에는 제 1 전극(131)과 제 2 전극(132)이 각각 형성된다. 이때, 상기 제 1 전극(131)은 상기 제 1 기판(101)의 일측에 형성된 철부로 연장되어 형성되고, 상기 제 2 전극(132)은 상기 제 2 기판(102)에 형성된 철부로 연장되어 형성된다.
상기 철부에 형성된 제 1 및 제 2 전극(131, 132)은 외부 전압이 인가되는 전극부의 역할을 한다.
즉, 상기 제 1 기판(101)의 철부에 형성된 제 1 전극(131)에는 제 1 전압선(111)이 연결되고, 상기 제 2 기판(103)의 철부에 형성된 제 2 전극(132)에는 제 2 전압선(112)이 연결된다. 또한, 제 1 전극(131)과 경계한 제 2 기판(103)과, 제 2 전극(132)과 경계한 제 1 기판(101)의 주변에는 전압선 연결 불량 시 발생할 수 있는 쇼트를 방지하기 위하여 각각의 기판마다 절연체로 이루어진 절연부(120)를 형성한다.
여기서, 상기 제 1 기판(101)과 상기 제 2 기판(103)에 형성되는 철부가 각각 하나인 경우, 상기 철부는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제 1 기판(101)과 상기 제 2 기판(103)의 같은 측면에 위치한다. 한편, 이와 달리 상기 철부는 상기 제 1 기판(101)의 일측과 상기 제 2 기판(103)의 타측에, 즉 서로 반대 방향에 위치할 수도 있다.
또한, 도 3에서와 같이 철부는 제 1 및 제 2 기판(101, 103) 각각에 다수개 형성될 수도 있다. 또한, 도 4에서와 같이 복수개의 철부가 서로 반대 방향에 형성될 수도 있다.
상기 제 4 실시예에 따라 제작된 광 제어 셀의 경우, 영상표시장치 제조시 형성된 제 1 전극(131)과 제 2 전극(132)이 노출되지 않는 것이 바람직하며, 이와 같이 제작된 광 제어 셀의 기판 크기와 철부의 생성 위치는 다를 수 있다. 하지만 두 기판을 겹쳤을 경우, 한 기판에 생성된 철부가 다른 기판에 생성된 철부와 겹치지 않는 것에는 변함이 없다.
도 6은 본 발명에 따른 광 제어 셀이 적용된 영상표시장치에 대한 단면도이다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 광 제어 셀(100)이 적용된 영상표시장치는 렌티큘라 렌즈부(310)와, 광 제어 셀(100)과, 액정 패널(200)로 이루어져 있다. 이 장치를 구동하여 화상을 표시할 경우, 액정 패널(200)에서 표시된 화상은 상기 액정 패널(200) 상부 외측에 위치한 편광판(미도시)을 거치면서 선편광 특성이 있다. 편광을 띄는 빛은 광 제어 셀(100)을 지나게 되고, 광 제어 셀(100)은 입사되는 빛이 조사되는 방향을 제어하는 액정(125)의 배열 변경을 위해 제 1 기판(101)의 제 1 전극(131)과 제 2 기판(103)의 제 2 전극(132)에 전압을 인가하여 빛의 진행 방향을 결정한다. 여기서 광 제어 셀(100)은 편광이 렌티큘라 렌즈부(310)를 지난 후의 굴절률이 달라지도록 빛을 조사할 수 있는데, 이 굴절률은 렌티큘라 렌즈(320)에 형성된 패턴에 의하여 달라진다. 따라서, 상기 광 제어 셀(100)의 동작에 따라 영상표시장치는 평면 영상 또는 입체 영상을 구현할 수 있다.
본 발명에서, 광 제어 셀(100)의 제 1 및 제 2 기판(101, 103)은 실질적으로 동일한 크기를 갖고, 이에 따라 액정 패널(200)에 전압 인가선을 연결하고 광 제어 셀을 장치에 고정하는 과정에서 공간적인 문제가 발생하지 않는다.
예를 들어, 상기 광 제어 셀(100)의 제 1 기판(101)이 상기 액정 패널(200)의 하부 기판과 유사하게 일측으로 돌출되는 경우, 상기 액정 패널(200) 상에 상기 광 제어 셀(100)을 적층한 후 액정패널(200)에 FPC를 부착하는 경우 공간적 제약이 발생한다. 그러나, 본 발명에서는 상기 광 제어 셀(100)의 제 1 및 제 2 기판(101, 103)이 실질적으로 동일한 크기를 갖기 때문에, 이러한 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 광 제어 셀(100)의 제 1 기판(101)이 상기 액정 패널(200)의 하부 기판과 유사하게 일측으로 돌출되는 경우, 상기 광 제어 셀(100)을 물리적으로 고정시켰을 때 외압에 의한 충격이 전극부를 생성하는 기판의 일부에 누적될 수 있다. 또한, 필름 기판을 사용한 광 제어 셀의 경우, 전압 인가선과 고정 장치 간의 유격에 의해 지속적으로 흔들림으로 인한 장력이 가해져 전극부 자체가 휘어질 수 있다.
충격과 휘어짐이 원인이 되는 스트레스를 지속적으로 받는 전극부는 점차 구조적 약화가 일어나고, 스트레스의 한계의 누적치가 전극부의 한계치를 넘을 때, 광 제어 셀의 전극 또는 전극부는 스트레스를 견디지 못하여 떨어져 나갈 수 있다.
본 발명은 상기 내용과 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 실시할 수 있다.
100 : 광 제어 셀 101 : 제 1 기판
103 : 제 2 기판 111 : 제 1 전압선
112 : 제 2 전압선 120 : 절연부
125 : 액정 131 : 제 1 전극
132 : 제 2 전극 200 : 액정 패널
301 : 제 1 일단 302 : 제 2 일단
310 : 렌티큘라 렌즈부 320 : 렌티큘라 렌즈

Claims (11)

  1. 일단에 제 1 요부를 갖는 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판의 상기 제 1 요부와 이격된 위치에 제 2 요부를 갖는 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판에 위치하고, 상기 제 2 요부를 통해 노출되는 제 1 전극과;
    상기 제 2 기판에 위치하고, 상기 제 1 요부를 통해 노출되는 제 2 전극과;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판에 위치하는 액정층을 포함하는 광 제어 셀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 요부를 통해 상기 제 1 전극에 연결되는 제 1 전압선과;
    상기 제 1 요부를 통해 상기 제 2 전극에 연결되는 제 2 전압선을 포함하는 광 제어 셀.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 요부의 주변에 형성되는 제 1 절연부와, 상기 제 2 요부의 주변에 형성되는 제 2 절연부를 포함하는 광 제어 셀.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 요부 각각이 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 제어 셀.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 기판에는 상기 제 1 요부의 반대 측면에 제 3 요부가 형성되고, 상기 제 2 기판에는 상기 제 2 요부의 반대 측면에 제 4 요부가 형성되는 광 제어 셀.
  6. 일단에 제 1 철부를 갖는 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판의 상기 제 1 철부와 이격된 위치에 제 2 철부를 갖는 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판에 위치하고 상기 제 1 철부로 연장되는 제 1 전극과;
    상기 제 2 기판에 위치하고 상기 제 2 철부로 연장되는 제 2 전극과;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판에 위치하는 액정층을 포함하는 광 제어 셀.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 철부에 형성된 상기 제 1 전극에 연결되는 제 1 전압선과;
    상기 제 2 철부에 형성된 상기 제 2 전극에 연결되는 제 2 전압선을 포함하는 광 제어 셀.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 철부의 주변에 형성되는 제 1 절연부와, 상기 제 2 철부의 주변에 형성되는 제 2 절연부를 포함하는 광 제어 셀.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 철부 각각이 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 제어 셀.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 기판에는 상기 제 1 철부의 반대 측면에 제 3 철부가 형성되고, 상기 제 2 기판에는 상기 제 2 철부의 반대 측면에 제 4 철부가 형성되는 광 제어 셀.
  11. 액정 패널과;
    렌티큘러 렌즈와;
    제 1 항 내지 제 10항 중 어느 하나의 광 제어 셀을 포함하는 영상표시장치.
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