KR20150026427A

KR20150026427A - 액정 렌즈 및 이를 포함하는 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20150026427A
Application number: KR20130105256A
Authority: KR
Inventors: 강수
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-03-11
Also published as: US20150062498A1

Abstract

액정 렌즈는 제1 기판, 제2 기판, 액정층, 배향막 및 메조겐을 포함한다. 상기 제1 기판은 복수의 전극들을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되며, 액정 분자들을 포함한다. 상기 배향막은 상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 또는 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치된다. 상기 메조겐은 상기 배향막과 결합되며, 상기 액정층과 접촉하여 상기 액정 분자들의 유동을 감소시키는 아크릴레이트 작용기를 포함한다.
이와 같은 액정 렌즈 및 이의 제조 방법에 따르면, 3차원 입체 영상 표시 장치에 사용되는 액정 렌즈가 액정층에 메조겐을 포함하여 배향 규제력(anchoring energy)을 향상 시킬 수 있다. 이에 따라, 액정 렌즈의 응답 속도를 향상시킬 수 있다.

Description

액정 렌즈 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL LENS AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 액정 렌즈 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 특히, 배향 규제력이 향상된 액정 렌즈 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2 색성 및 광 산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

특히, 액정 분자는 분극성 및 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는다. 이에 따라, 액정층은 복수의 전극들에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내고 그 차이를 화소 별로 달리하여 영상을 표시할 수 있다.

따라서, 이러한 성질을 이용하여 액정 분자들이 특정 배열을 하여 렌즈 역할을 하는 액정 렌즈에 관하여 연구가 진행 중이다.

최근 들어 액정 렌즈의 초고굴절 액정이 요구된다. 하지만, 미세 패턴들 사이에서의 전계의 영향으로 액정 분자들이 시간이 흐름에 따라 방향이 회전되어 응답 속도가 매우 느려지는 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 액정 분자들의 배향 규제력이 향상된 액정 렌즈를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 액정 렌즈를 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액정 렌즈는 제1 기판, 제2 기판, 액정층, 배향막 및 메조겐을 포함한다.

상기 제1 기판은 복수의 전극들을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되며, 액정 분자들을 포함한다. 상기 배향막은 상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 또는 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치된다. 상기 메조겐은 상기 배향막과 결합되며, 상기 액정층과 접촉하여 상기 액정 분자들의 유동을 감소시키는 아크릴레이트 작용기를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배향막은 상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 및 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배향막은 폴리이미드를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극들 상에 배치된 절연층을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 인접하는 전극들은 서로 다른 크기의 전압이 인가된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 인접하는 전극들은 0V 내지 10V의 범위의 전압이 인가된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극들은 스트라이프형으로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메조겐에 인접한 상기 액정 분자들은 10ㅀ이하의 프리틸트 각(pretilt angle)을 가진다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판의 하부에 배치되는 제1 편광판 및 상기 제2 기판의 상부에 배치되는 제2 편광판을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 끝단에 배치되어 상기 액정층을 봉지하는 실런트를 더 포함한다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 렌즈 및 표시 패널을 포함한다.

상기 액정 렌즈는 제1 기판, 제2 기판, 액정층, 배향막 및 메조겐을 포함한다. 상기 제1 기판은 복수의 전극들을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 대향한다. 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되며, 액정 분자들을 포함한다. 상기 배향막은 상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 또는 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치된다. 상기 메조겐은 상기 배향막과 결합되며, 상기 액정층과 접촉하여 상기 액정 분자들의 유동을 감소시키는 아크릴레이트 작용기를 포함한다.

상기 표시 패널은 상기 액정 렌즈의 하부에 배치된다.

이와 같은 액정 렌즈 및 액정 표시 장치에 따르면, 3차원 입체 영상 표시 장치에 사용되는 액정 렌즈가 액정층에 메조겐을 포함하여 배향 규제력(anchoring energy)을 향상 시킬 수 있다. 이에 따라, 액정 렌즈의 응답 속도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 액정 렌즈의 단면도이다.
도 3은 전압을 인가한 도 2에 따른 액정 렌즈의 단면도이다.
도 4는 도 3에 따른 액정 렌즈의 위상 변화 분포도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 액정렌즈에 대하여 설명하고, 상기 액정 렌즈를 포함하는 액정 표시 장치 및 상기 액정 렌즈의 제조 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 따른 액정 렌즈의 단면도이다. 도 3은 전압을 인가한 도 2에 따른 액정 렌즈의 단면도이다. 도 4는 도 3에 따른 액정 렌즈의 위상 변화 분포도이다.

도 1에서 액정층(300)은, 메조겐(mesogen)(320)이 경화되기 전 액정 분자들(310) 및 메조겐(320)을 나타낸다. 도 2에서 액정층(300)은, 복수의 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압이 인가되지 않은 무전계 상태의 액정 분자들(310) 및 경화된 메조겐(320)을 나타낸다. 도 3에서 액정층(300)은, 복수의 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압이 인가된 상태의 액정 분자들(310) 및 경화된 메조겐(320)을 나타낸다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 액정 렌즈 및 표시 패널을 포함한다.

상기 액정 렌즈는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 액정층(300) 및 표시 패널(600)을 포함한다.

상기 제1 기판(100)은 복수의 전극들(EL1, EL2, EL3)을 포함한다. 상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)에 대향한다.

본 실시예에서, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)은 플라스틱 기판일 수 있으며, 구체적으로, 캡톤(kapton), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic: FRP) 등을 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)은 예를 들어, 유리 기판일 수 있다.

상기 전극들(EL1, EL2, EL3) 상에 절연층(110)이 배치된다. 상기 절연층(110)은 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)을 절연한다.

예를 들어, 상기 절연층(110)은 유기 물질 또는 무기 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 벤조사이클로부텐계 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐(polyvinyl)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 실리콘(silicon)계 수지 등을 포함할 수 있다.

상기표시 패널(600)은 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display LCD)이다. 이와 달리, 상기 표시 패널(600)은 무기 EL(Electro Luminescent display), FED(Field Emission Display), SED(surface-conduction electron-emitter display), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), 또는 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display, EPD)일 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 액정 렌즈는 렌즈 영역(LA) 및 비렌즈 영역(NLA)을포함할 수 있다. 상기 렌즈 영역(LA)에는 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)이 이격하여 형성된다. 이에 따라, 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 의하여 구동되는 상기 액정층(300)에 의하여, 상기 렌즈 영역(LA)은 렌즈로서 작용하게 된다. 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 상기 렌즈 영역(LA)에는 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압을 인가하기 위하여, 복수의 배선들(미도시)이 이격하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 배선들(미도시)은 상기 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.

또한, 상기 비렌즈 영역(NLA)에는 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압을 인가하기 위한 패드부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 배선들(미도시)의 일끝단은 상기 패드부로 연장되어 배선 패드 전극(미도시)을 형성할 수 있다.

인접하는 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 서로 다른 크기의 전압이 인가될 수 있다. 인접하는 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 0V 내지 10V의 범위의 전압이 인가될 수 있다.

예를 들어, 전압이 가장 강하게 인가되는 전극에 인접한 액정 분자들(310)은 상기 액정 분자들(310)의 장축이 상기 제1 기판(100)을 향하여 수직하도록 배치될 수 있다. 이와 달리, 전압이 인가되지 않거나 가장 약하게 인가되는 전극에 인접한 액정 분자들(310)은 액정 분자들(310)의 초기 배열을 유지할 수 있다.

다시 말해, 전압이 강하게 인가되는 전극에 인접한 상기 액정 분자들(310)은 수직 배열하며, 전압이 약하게 인가되는 전극에 인접한 상기 액정 분자들(310)은 수평 배열할 수 있다.

상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 스트라이프(stripe)형으로 형성될 수 있다. 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)와 같은 투명 도전체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.

상기 비렌즈 영역(NLA)에는 상기 액정층(300)을 봉지하는 실런트(350)가 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 실런트(350)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)의 끝단에 배치될 수 있다.

상기 액정 렌즈는 상기 제1 기판(100) 상에 형성된 제1 배향막(120)을 포함할 수 있다. 상기 액정 렌즈는 상기 제2 기판(200)의 하부에 형성되는 제2 배향막(210)을 포함할 수 있다. 상기 배향막들(120, 210)은 상기 액정층(300)의 액정 분자들을 프리틸트(pretilt) 시키기 위한 것이다.

예를 들어, 상기 제1 배향막(120) 및 상기 제2 배향막(210)은 배향액(alignment liquid)을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 배향액은 폴리이미드(polyimide; PI)일 수 있다. 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 상에 상기 배향액을 도포한 후, 건조시켜 상기 제1 배향막(120) 및 상기 제2 배향막(210)을 형성할 수 있다.

상기 제1 배향막(120) 및 상기 제2 배향막(210)을 형성한 뒤, 상기 제1 배향막(120) 및 상기 제2 배향막(210)을 배향포 또는 롤러를 이용하여 러빙(rubbing)할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 배향막(120)의 러빙 방향은 상기 제1 방향(D1)일 수 있다. 상기 제2 배향막(210)의 러빙 방향은 상기 제1 방향(D1)에서 시계방향(clockwise)으로 약 5ㅀ 내지 10ㅀ가량 회전된 방향일 수 있다.

그러나 상기 배향막들(120, 210)은 상기 액정층(300)의 종류에 따라, 또는 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)의 구조에 따라 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)이 마이크로 슬릿을 가지고 있어 별도의 배향막 없이 상기 액정의 초기 배향이 가능한 경우에, 상기 배향막들(120, 210)이 생략될 수 있다. 또는, 상기 액정층(300)의 초기 배향용 메조겐 층이 별도로 형성되는 경우에도 상기 배향막들(120, 210)이 생략될 수 있다.

상기 액정 렌즈는 상기 제1 기판(100)의 하부에 배치되는 제1 편광판(400) 및 상기 제2 기판(200)의 상부에 배치되는 제2 편광판(500)을 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 편광판(400)의 편광축(polarization axis)은 상기 제1 배향막(120)의 러빙 방향과 수직일 수 있다. 상기 제2 편광판(500)의 편광축은 상기 제2 배향막(210)의 러빙 방향에서 시계방향(clockwise)으로 약 80ㅀ 내지 90ㅀ 가량 회전된 방향일 수 있다. 이에 따라, 상기 액정 렌즈가 복굴절 모드(electrically controlled birefringence mode; ECB)의 액정 렌즈로 적용될 수 있다.

상기 액정층(300)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 형성된다. 상기 액정층(300)은 액정 분자들(liquid crystal molecules)(310) 및 메조겐(mesogen)(320)을 포함한다.

상기 액정층(300)은 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 인가되는 전계에 의하여 액정 분자들(310)의 배열이 조절된다. 이에 따라, 상기 액정 분자들(310)을 원하는 렌즈 형태로 배치할 수 있다. 예를 들어, 상기 액정층(300)은 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 서로 다른 크기의 전압이 인가되어, 반 원통형의 볼록부를 포함하는 렌티큘라 렌즈(renticular lens)로 역할을 할 수 있다.

상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 상기 액정 분자들(310)은, 상기 액정 분자들(310)의 장축이 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)의 표면을 기준으로 수평으로 배열된다. 이때 상기 액정 분자들(310)은 소정 각도 프리틸트(pretilt) 된 상태로 배열될수 있다.

예를 들어, 상기 제1 기판(100)에 인접한 상기 액정 분자들(310)은 상기 제1 배향막(120)의 러빙 방향에 대응하여 배열(align) 될 수 있다. 즉, 상기 제1 방향(D1)으로 배열 될 수 있다.

상기 제2 기판(200)에 인접한 상기 액정 분자들(310)은 상기 제2 배향막(210)의 러빙 방향에 대응하여 배열(align)될 수 있다. 즉, 상기 제1 방향(D1)에서 시계방향(clockwise)으로 약 10ㅀ이하로 회전된 방향으로 프리틸트(pretilt) 될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 기판(200)에 인접한 액정 분자들(310)은 약 10ㅀ 이하의 프리틸트 각(pretilt angle)을 가질 수 있다.

상기 제2 기판(200)으로부터 멀어질수록, 즉, 상기 제1 기판(100)으로 갈수록, 상기 액정 분자들(310)은, 상기 액정 분자들(310)의 장축이 상기 제1 기판(100)의 표면을 기준으로 수평하며, 상기 제1 방향(D1)으로 배열될 수 있다.

상기 메조겐(320)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 인접한 상기 액정 분자들(310)의 유동을 감소시킨다.

상기 메조겐(320)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 인접하여 배치될 수 있다. 상기 메조겐(320)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 인접한 상기 액정 분자들(310) 사이에 배치될 수 있다.

상기 메조겐(320)은 광경화될 수 있다. 상기 메조겐(320)은 초기에 모노머(monomer) 상태로 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 주입된다. 그 후에 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압을 인가하면서 동시에 광을 조사하여 광 경화를 일으킨다. 상기 광은 자외선(ultraviolet; UV)일 수 있다. 이때에 메조겐 모노머(monomer)들 사이에 반응이 일어나 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 인접하여 형성될 수 있다.

상기 메조겐(320)은 상기 액정 분자들(310)의 배열을 보조할 수 있다. 상기 메조겐(320)은 상기 액정 분자들(310)과 유사한 구조를 가진다.

상기메조겐(320)은 지환성 고리(aliphatic ring), 방향족 고리(aromatic ring) 등이 포함되어 있으며, 말단에 작용기를 갖는다. 상기 작용기로서 광반응기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광반응기는 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate) 등을 들 수 있다.

상기 메조겐(320)은 자외선 등의 빛에 노출되면, 여러 개의 메조겐(320)은 개시제(initiator) 등과 함께 반응하여 올리고머(oligomer), 폴리머(polymer) 또는 이들의 혼합물이 형성될 수 있다

따라서, 상기 메조겐(320)이 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 인접하여 상기 액정 분자들(310)의 유동을 제어한다. 특히, 상기 제1 배향막(120) 및 상기 제2 배향막(210) 각각의 러빙 방향과 다른 방향으로 회전된 상기 액정 분자들(310)이 상기 러빙 방향으로 회전하려는 것을 방지할 수 있다.

상기 메조겐(320)은 상기 액정 조성물 전체 중량%에 대하여 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 범위일 수 있다.

상기 메조겐(320)이 상기 액정 조성물 전체 중량%에 대하여 0.1 중량% 미만인 경우에는 고굴절 액정의 배향의 규제가 어렵다. 상기 메조겐(320)이 상기 액정 조성물 전체 중량%에 대하여 1.0 중량% 초과인 경우에는 액정의 복원 속도가 매우 저하되어 액정의 응답 속도가 느려지는 문제점이 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에 따른 전압이 인가된 액정 렌즈의 액정 분자들의 위상 변화를 나타낸다.

복수의 전극들(EL1, EL2, EL3)에서 제1 전극(EL1)은 전압이 가장 약한 제1 전압(V1)이 인가되며, 제2 전극(EL2)은 상기 제1 전극(EL1)보다 강한 전압(V2)이 인가된다. 제3 전극(EL3)은 상기 제2 전극(EL2)보다 강한 전압(V3)이 인가된다. 즉, 제3 전극(EL3)에는 가장 강한 전압(V3)이 인가되며, 렌즈의 볼록한 부분인 상기 제1 전극(EL1)에는 가장 약한 전압(V1)이 인가된다.

전압이 강하게 인가된 전극에 인접한 상기 액정 분자들(310)은 상기 액정 분자들(310)의 장축이 상기 제1 기판(100)의 표면을 기준으로 수직한 방향으로 재배열된다. 이와 달리, 전압이 약하게 인가된 전극에 인접한 상기 액정 분자들(310)은 상기 액정 분자들(310)의 장축이 상기 제1 기판(100)의 표면을 기준으로 수평한 방향으로 배열된다.

즉, 상기 액정층(300)은 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 인가되는 전압들(V1, V2, V3)에 따른 전계에 의하여 액정 분자들(310)의 배열이 조절된다. 이에 따라, 상기 액정 분자들(310)을 원하는 렌즈 형태로 배치할 수 있다. 예를 들어, 상기 액정층(300)은 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 서로 다른 크기의 전압이 인가되어, 반 원통형의 볼록부를 포함하는 렌티큘라 렌즈(renticular lens)로 역할을 할 수 있다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 5a 내지 도 5f를 참조하여, 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 렌즈의 제조 방법을 설명한다.

도 5a를 참조하면, 제1 기판(100) 및 상기 제1 기판(100)에 대향하는 제2 기판을 제공한다. 제1 기판(100) 상에 복수의 전극들(EL1, EL2, EL3)을 형성한다.

상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 스트라이프(stripe)형으로 형성될 수 있다. 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)와 같은 투명 도전체를 포함하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)은 슬릿 패턴으로 형성될 수 있다.

상기 제1 기판(100) 및 상기 전극들(EL1, EL2, EL3) 상에 절연층(110)을 형성한다.

도 5b를 참조하면, 상기 액정층(300)의 액정 분자들을 프리틸트(pretilt) 시키기 위하여 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 상에 제1 배향막(120) 및 제2 배향막(210)을 형성한다.

예를 들어, 상기 제1 배향막(120) 및 상기 제2 배향막(210)은 배향액(alignment liquid)을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 상에 상기 배향액을 도포한 후, 건조시켜 상기 제1 배향막(120) 및 상기 제2 배향막(210)을 형성할 수 있다.

도 2 및 도 5c를 참조하면, 액정층(300)을 봉지하기 위한 실런트(350)를 형성한다.

상기 실런트(350)는 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)의 끝단에 배치될 수 있다.

상기 액정 렌즈는 렌즈 영역(LA) 및 비렌즈 영역(NLA)을 포함할 수 있다. 상기 비렌즈 영역(NLA)에는 상기 액정층(300)을 봉지하는 실런트(350)가 배치될 수 있다.

도 5d를 참조하면, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 액정 조성물을 주입하여 액정층(300)을 형성한다.

상기 액정 조성물은 액정 분자들(liquid crystal molecules)(310) 및 메조겐(320)을 포함한다. 상기 메조겐(320)은 상기 액정 분자들의 유동을 감소시킨다.

도 5e 및 도 5f를 참조하면, 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압을 인가한 상태에서, 상기 액정층(300)에 광을 조사한다.

상기 메조겐(320)은 광경화될 수 있다. 상기 메조겐(320)은 초기에 모노머(monomer) 상태로 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 주입된다. 그 후에 상기 전극들(EL1, EL2, EL3)에 전압을 인가한 상태에서, 동시에 광을 조사하여 광 경화를 일으킨다. 상기 광은 자외선(ultraviolet; UV)일 수 있다. 이때에 상기 광은 10 내지 30초 가량 조사한다.

이때에 메조겐 모노머(monomer)들 사이에 반응이 일어나 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 인접하여 형성될 수 있다. 상기 메조겐(320)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 인접한 상기 액정 분자들(310) 사이에 배치될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 렌즈는 메조겐(320)을 포함하는 액정 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 따라서, 배향 규제력(anchoring energy)을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 액정 렌즈의 응답 속도를 향상시킬 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 3차원 영상을 표시하는 TV, 컴퓨터, 모바일 장치 등의 전자 기기에 적용될 수 있다.

100: 제1 기판 110: 절연층
120: 제1 배향막 200: 제2 기판
210: 제2 배향막 300: 액정층
310: 액정 분자 320: 메조겐
350: 실런트 400, 500: 제1 편광판, 제2 편광판
600: 표시 패널 D1: 제1 방향
D2: 제2 방향 EL1, EL2, EL3: 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극

Claims

복수의전극들을 포함하는 제1 기판
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되며, 액정 분자들을 포함하는 액정층
상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 또는 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 배향막 및
상기 배향막과 결합되며, 상기 액정층과 접촉하여 상기 액정 분자들의 유동을 감소시키는 아크릴레이트 작용기를 포함하는 메조겐을 포함하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 배향막은 상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 및 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 배향막은 폴리이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 전극들 상에 배치된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 인접하는 전극들은 서로 다른 크기의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제5항에 있어서, 인접하는 전극들은 0V 내지 10V의 범위의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 전극들은 스트라이프형으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 메조겐에 인접한 상기 액정 분자들은 10ㅀ이하의 프리틸트 각(pretilt angle)을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 기판의 하부에 배치되는 제1 편광판 및 상기 제2 기판의 상부에 배치되는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 끝단에 배치되어 상기 액정층을 봉지하는 실런트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈.
복수의전극들을 포함하는 제1 기판
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되며, 액정 분자들을 포함하는 액정층
상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 또는 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 배향막 및
상기 배향막과 결합되며, 상기 액정층과 접촉하여 상기 액정 분자들의 유동을 감소시키는 아크릴레이트 작용기를 포함하는 메조겐을 포함하는 액정 렌즈 및
상기 액정 렌즈의 하부에 배치되는 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 배향막은 상기 액정층과 상기 제1 기판 사이 및 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 배향막은 폴리이미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 전극들 상에 배치된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 인접하는 전극들은 서로 다른 크기의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제15항에 있어서, 인접하는 전극들은 0V 내지 10V의 범위의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 전극들은 스트라이프형으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 메조겐에 인접한 상기 액정 분자들은 10ㅀ이하의 프리틸트 각(pretilt angle)을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 기판의 하부에 배치되는 제1 편광판 및 상기 제2 기판의 상부에 배치되는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 끝단에 배치되어 상기 액정층을 봉지하는 실런트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.