KR20150053428A - 액정 렌즈 패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

액정 렌즈 패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20150053428A
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Abstract

액정 렌즈 패널은, 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들, 상기 렌즈 전극들에 전기적으로 연결되는 연결 전극, 상기 연결 전극에 중첩하는 차광 패턴 및 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 단말 전극을 포함하는 어레이 기판과, 상기 어레이 기판에 대향하는 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 렌즈 공통 전극을 포함하는 대향 기판과, 상기 어레이 기판 및 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.

Description

액정 렌즈 패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법{LIQUID CRYSATL LENS PANEL, DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 렌즈 패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시품질을 향상시킬 수 있는 액정 렌즈 패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
게임, 영화 등과 같은 분야에서 3차원 입체 영상에 대한 수요가 증가함에 따라, 3차원 입체 영상을 표시하는 입체 영상 표시 장치에 대한 개발이 가속되고 있다. 입체 영상 표시 장치는 관찰자의 양안에 서로 다른 2차원 평면 영상들을 인가함으로써 입체 영상을 표시할 수 있다. 즉, 관찰자는 양안을 통해 한 쌍의 2차원 평면 영상들을 보게 되고, 뇌에서 상기 평면 영상들을 융합하여 입체감을 시인하게 된다.
입체 영상 표시 장치는 관찰자의 특수 안경의 착용 여부에 따라 안경식(stereo-scopic) 및 무안경식(auto stereo-scopic)으로 구분된다. 상기 안경식 입체 영상 표시 장치는 편광 방식을 포함하고, 상기 무안경식 입체 영상 표시장치는 렌티큘라(lenticular) 방식을 포함한다.
상기 렌티큘라 방식은 상기 액정 표시 패널의 좌안용 및 우안용 픽셀로부터 출사되는 좌안 및 우안 영상을 복수의 시점으로 굴절시키는 렌티큘라 렌즈를 포함한다. 최근에는 이와 같은 렌티큘라 렌즈로서 상부 전극 및 하부 전극 사이에 액정층이 개재된 액정 렌즈 패널을 사용한다.
그러나, 상기 액정 렌즈 패널에 포함된 하부 전극은 외부 광을 상기 액정 렌즈 패널의 표시 영역의 테두리 부분에서 반사시킬 수 있고, 그에 따라 사용자의 3차원 화면 인식을 방해할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 상기 하부 전극으로 인한 외부 광의 반사를 차단하기 위하여, 상기 하부 전극에 대응하도록 상기 액정 렌즈 패널의 상부 기판에 차광 패턴을 형성하는 경우, 전체적으로 5개의 마스크를 필요로 하여, 제조비용이 증가하는 한계가 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 외부 광의 반사를 감소시키면서 제조비용을 절감할수 있는 액정 렌즈 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정 렌즈 패널을 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 액정 렌즈 패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액정 렌즈 패널은, 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들, 상기 렌즈 전극들에 전기적으로 연결되는 연결 전극, 상기 연결 전극에 중첩하는 차광 패턴 및 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 단말 전극을 포함하는 어레이 기판; 상기 어레이 기판에 대향하는 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 렌즈 공통 전극을 포함하는 대향 기판; 및 상기 어레이 기판 및 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극은 동일한 층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 연결 전극을 커버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되고, 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 단말 전극 및 렌즈 전극들을 커버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되고, 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 어레이 기판은 적어도 하나의 상기 렌즈 전극에 부분적으로 중첩하는 컬럼 스페이서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 연결 전극이 연장되는 제1 방향을 따라 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 단말 전극에 교차하며 상기 액정층의 셀 갭을 유지하는 씰 라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 단말 전극에 인접하는 얼라인 마크부를 포함하고, 상기 얼라인 마크부는, 상기 제1 방향에 교차하고 상기 단말 전극이 연장되는 제2 방향을 따라 상기 씰 라인의 외부 영역으로 연장되는 제1 연장부; 및 상기 제1 연장부에 연결되며 상기 제2 방향에 교차하는 방향으로 연장되는 제2 연장부를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는, 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들, 상기 렌즈 전극들에 전기적으로 연결되는 연결 전극, 상기 연결 전극에 중첩하는 차광 패턴 및 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 단말 전극을 포함하는 어레이 기판과, 상기 어레이 기판에 대향하고 렌즈 공통 전극을 포함하는 대향 기판, 및 상기 어레이 기판과 대향 기판 사이에 배치된 제1 액정층을 포함하는 액정 렌즈 패널; 화소 공통 전극과 복수의 화소 전극들에 인가되는 전압을 이용하여 상기 액정 렌즈 패널에 대하여 다시점 영상을 출사하는 액정 표시 패널; 및 상기 액정 표시 패널에 대하여 광을 출사하는 광원부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액정 렌즈 패널 및 액정 표시 패널의 사이에 배치되는 위상 지연 필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액정 렌즈 패널을 구동하는 능동 구동부를 더 포함하고, 상기 능동 구동부는 상기 렌즈 전극들 및 렌즈 공통 전극에 전압을 인가하여, 복수의 단위 액정 렌즈들을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 액정 렌즈들은 상기 다시점 영상을 복수의 시점 영역으로 굴절시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극은 투명한 도전성 재질을 포함하는 동일한 층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 어레이 기판은 제1 베이스 기판을 더 포함하고, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 연결 전극을 커버하며, 상기 렌즈 전극들 및 상기 단말 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되어 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 어레이 기판은 제1 베이스 기판을 더 포함하고, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극을 커버하며, 상기 연결 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되어 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조방법은, 베이스 기판 상에 광 반사 금속층을 형성한다. 상기 광 반사 금속층을 패터닝하여 연결 전극을 형성한다. 상기 베이스 기판 상에 상기 연결 전극을 커버하는 차광층을 형성한다. 상기 차광층을 패터닝하여 상기 연결 전극을 부분적으로 노출시키는 복수의 콘택홀들을 형성한다. 상기 콘택홀들이 형성된 베이스 기판 상에 투명 도전층을 형성한다. 상기 투명 도전층을 패터닝하여, 상기 복수의 콘택홀들 중 제1 콘택홀을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 단말 전극과, 제2 콘택홀을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되며 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈 전극들이 형성된 기판 상에 서로 이격되는 복수의 컬럼 스페이서들을 더 형성할 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조방법은, 베이스 기판 상에 투명 도전층을 형성한다. 상기 투명 도전층을 패터닝하여, 단말 전극 및 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들을 형성한다. 상기 베이스 기판 상에 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극을 커버하는 차광층을 형성한다. 상기 차광층을 패터닝하여 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극을 부분적으로 노출시키는 복수의 콘택홀들을 형성한다. 상기 콘택홀들이 형성된 베이스 기판 상에 광 반사 금속층을 형성한다. 상기 광 반사 금속층을 패터닝하여, 상기 복수의 콘택홀들 중 제1 콘택홀을 통해 상기 단말 전극에 전기적으로 연결되고, 제2 콘택홀을 통해 상기 렌즈 전극들에 전기적으로 연결되는 연결 전극을 형성한다.
본 발명의 실시예들에 따른 액정 렌즈 패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 따르면, 차광 패턴에 의해 연결 전극들을 커버함으로써, 별도의 부가적인 차광 패턴 없이도, 표시 영역의 테두리 부분에서 시인될 수 있는 외부 광의 반사를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 연결 전극들이 배치되는 어레이 기판 상에 차광 패턴을 직접 형성함으로써, 대향 기판에 차광 패턴을 형성하는데 필요한 부가적인 마스크의 사용을 방지할 수 있고, 그에 따라 제조비용을 감소시킬 수 있다.
나아가, 상기 차광 패턴이 표시 영역의 외부로 연장되는 얼라인 마크부를 더 포함함으로써, 상기 연결 전극들에 연결되는 단말 전극들에 대하여 외부 단자 전원을 용이하게 연결시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 패널 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 렌즈 패널 어셈블리에 포함된 액정 렌즈 패널을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 I-I 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6g는 도 5의 액정 렌즈 패널에 포함된 어레이 기판의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 패널 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 렌즈 패널 어셈블리에 포함된 액정 렌즈 패널을 도시한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9g는 도 8의 액정 렌즈 패널에 포함된 어레이 기판의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 렌즈 패널 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시장치는 표시 패널 어셈블리(100), 광원부(200) 및 렌즈 패널 어셈블리(500)를 포함한다.
상기 표시 패널 어셈블리(100)는 액정 표시 패널(110) 및 상기 액정 표시 패널(110)을 구동하는 영상 구동부(150)를 포함한다.
상기 액정 표시 패널(110)은 제1 기판(111), 제2 기판(112) 및 제1 액정층(113)을 포함한다.
상기 제1 기판(111)은 복수의 게이트 라인들(GL)과 복수의 데이터 라인들(DL), 복수의 스위칭 소자들(TR) 및 복수의 화소 전극들(PE)을 포함한다. 상기 게이트 라인(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 배열된다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고 상기 제1 방향(D1)으로 배열될 수 있다. 상기 스위칭 소자(TR)는 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)과 연결될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 스위칭 소자(TR)와 연결되고, 화소 영역에 배치될 수 있다.
상기 제2 기판(112)은 상기 제1 기판(111)에 대향하고, 상기 제1 기판(111)과 결합되어 상기 제1 액정층(113)을 수용한다. 상기 제2 기판(112)은 상기 화소 영역에 대응하는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 또는, 상기 컬러 필터는 상기 제1 기판(111) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 기판(112)은 상기 제1 기판(112) 상에 배치된 상기 화소 전극(PE)과 수직 전계를 형성하기 위해 화소 공통 전극을 포함할 수 있다. 또는, 상기 화소 공통 전극은 상기 화소 전극(PE)과 수평 전계를 형성하기 위해 상기 제1 기판(112) 상에 상기 화소 전극(PE)과 중첩되어 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 화소 전극(PE) 또는 상기 화소 공통 전극은 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.
상기 영상 구동부(150)는 상기 액정 표시 패널(110)에 다시점 영상을 표시한다.
상기 영상 구동부(150)는 게이트 구동부(120) 및 데이터 구동부(130)를 포함한다. 상기 게이트 구동부(120)는 상기 게이트 라인들(GL)에 게이트 신호들을 인가할 수 있다. 상기 게이트 구동부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 테이프 캐리어 패키지 형태로 상기 액정 표시 패널(110)에 실장되거나, 또는 상기 제1 기판(112)의 상기 스위칭 소자(TR)와 동일한 공정을 통해서 상기 제1 기판(112) 상에 집적될 수 있다.
상기 데이터 구동부(130)는 상기 데이터 라인들(DL)에 데이터 신호들을 출력한다.
본 실시예에 따르면, 상기 액정 표시 패널(110)은 n(n은 2이상의 자연수) 시점 영상들을 표시한다. 즉, 한 프레임 영상은 복수의 시점 영상들을 포함할 수 있다.
상기 광원부(200)는 광을 발생하고, 상기 액정 표시 패널(110)에 광을 제공한다. 상기 광원부(200)는 직하형 구조 또는 에지형 구조를 가질 수 있다. 상기 직하형 구조는 상기 액정 표시 패널(110)의 표시 영역 아래에 배치된 적어도 하나의 광원을 포함하고, 상기 에지형 구조는 상기 표시 영역 아래에 배치된 도광판 및 상기 도광판의 에지 부분에 배치된 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 패널 어셈블리(500)는 액정 렌즈 패널(400), 제1 위상 지연 필름(310), 제2 위상 지연 필름(350) 및 능동 구동부(330)를 포함할 수 있다.
상기 액정 렌즈 패널(400)은 어레이 기판(410), 대향 기판(450) 및 제2 액정층(430)을 포함한다.
상기 어레이 기판(410)은 복수의 렌즈 전극들(LE) 및 제1 배향 방향(AA1)을 갖는 제1 배향막(410a)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 전극들(LE)은 복수의 단위 액정 렌즈들에 대응하는 복수의 전극 그룹들(LU)로 그룹핑될 수 있다. 각각의 상기 전극 그룹(LU)은 소정 개의 렌즈 전극들(LE)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)은 상기 제2 방향(D2)에 대해 경사진 제3 방향(D3)으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 렌즈 전극들(LE)의 렌즈 축은 소정의 경사각(θ)을 가질 수 있다.
상기 대향 기판(450)은 상기 어레이 기판(410)과 대향하고, 렌즈 공통 전극(CE) 및 상기 제1 배향 방향(AA1)으로부터 소정의 각도로 기울어진 제2 배향 방향(AA2)을 갖는 제2 배향막(450a)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 공통 전극(CE)은 패턴이 없는 평판(flat plane) 형태로 형성될 수 있다.
상기 제2 액정층(430)은 상기 어레이 기판(410) 및 대향 기판(450)의 사이에 배치되고, 상기 어레이 기판(410)의 제1 배향막(410a)과 상기 대향 기판(450)의 제2 배향막(450a)에 의해 꼬인 형태로 배향될 수 있다.
상기 제1 위상 지연 필름(310)은 상기 액정 렌즈 패널(400)과 상기 액정 표시 패널(110)의 사이에 배치되고, 제1 광 지연 축(RA1)에 의해 상기 액정 표시 패널(110)로부터 출사된 광의 위상을 지연시킬 수 있다.
상기 제2 위상 지연 필름(350)은 상기 액정 렌즈 패널(400)의 상기 대향 기판(450)에 인접하게 배치되고, 상기 제1 광 지연 축(RA1)과 교차하는 제2 광 지연 축(RA2)에 의해, 상기 액정 렌즈 패널(400)로부터 출사된 광의 위상을 지연시킬 수 있다.
상기 능동 구동부(330)는 상기 액정 렌즈 패널(400)에 전압을 인가할 수 있다. 상기 능동 구동부(330)는 상기 렌즈 전극(LE)들에 다양한 레벨의 전압들을 인가함으로써, 액정 렌즈를 구현시킬 수 있다. 이 경우, 상기 액정 렌즈 패널(400)은 각각의 전극 그룹(LU)에 의해 구현되는 복수의 단위 액정 렌즈를 포함하는 액정 렌즈로 동작할 수 있다.
예를 들어, 상기 대향 기판(450)의 렌즈 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 인가될 수 있다. 또한, 상기 어레이 기판(410)의 렌즈 전극(LE)들에는 각각의 굴절률 분포가 프레넬 렌즈(Fresnel lens) 모양이 되도록 다양한 전압들이 인가될 수 있다. 이 경우, 상기 액정 표시 패널(110)은 한 프레임에 대해 n 개의 시점 영상들을 표시할 수 있다.
상기 액정 표시 패널(110)로부터 출사된 제1 편광 축을 갖는 n 개의 시점 영상들의 제1 편광은 상기 제1 위상 지연 필름(310)에 의해 제2 편광 축을 갖는 제2 편광으로 변경되어, 상기 액정 렌즈 패널(400)에 입사될 수 있다.
상기 액정 렌즈로 동작하는 상기 액정 렌즈 패널(400)은 상기 제2 편광 축을 갖는 제2 편광을 다수의 편광 축을 갖는 다수의 편광들로 변경하며, 그에 따라 상기 다수의 편광들로 변경된 상기 n 개의 시점 영상들이 n 개의 시점 영역들을 향하여 굴절될 수 있다. 상기 액정 렌즈 패널(400)에 의해 굴절된 n 개의 시점 영상들은 상기 제2 위상 지연 필름(350)에 의해 편광되고 상기 n 개의 시점 영역들에 각각 출사될 수 있다. 이와 같이, 상기 액정 렌즈 패널(400)에 의해 다시점 영상들이 복수의 시점 영역들로 굴절됨에 따라, 관찰자는 무안경 방식으로 3차원 영상을 시인할 수 있다.
도 3은 도 2의 렌즈 패널 어셈블리에 포함된 액정 렌즈 패널을 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 렌즈 패널(400)은, 어레이 기판(410) 및 대향 기판(450)을 포함할 수 있다. 상기 어레이 기판(410) 및 대향 기판(450)의 사이에는 씰 라인(425)에 의해 밀폐되는 제2 액정층(430)이 배치될 수 있다. 상기 씰 라인(425)의 내부 영역은 상기 다시점 영상들이 출사되는 표시 영역(DA)에 대응할 수 있다. 상기 표시 영역(DA)에는, 상기 제3 방향(D3)으로 연장되는 복수의 렌즈 전극들(LE) 및 상기 렌즈 전극들(LE)이 그룹핑된 복수의 전극 그룹들(LU1, LU2)이 배치될 수 있다. 각각의 상기 렌즈 전극(LE)은 단자부(417)에 연결되어, 외부 전원으로부터 소정의 전압을 인가받을 수 있다. 연결부(415)는 각각의 상기 렌즈 전극(LE)과 상기 단자부(417)를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 씰 라인(425)의 외부 영역은 상기 단자부(417)의 단부가 부분적으로 노출되는 주변 영역(PA)에 대응할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 연결부(415)에는 복수의 전극 그룹들이 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결부(415)에는 2개의 전극 그룹들(LU1, LU2)이 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 각각의 상기 전극 그룹(LU1, LU2)은 복수의 렌즈 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 그룹(LU1, LU2)은 5개의 렌즈 전극들(LE)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 연결부(415)에 연결되는 전극 그룹들의 개수 및 각각의 전극 그룹에 포함되는 렌즈 전극들의 개수는 예시적인 것으로서, 본 발명의 실시예들에 따른 전극 그룹들 및 렌즈 전극들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대 도시한 평면도이다. 도 5는 도 4의 I-I 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 렌즈 패널(400)은 어레이 기판(410), 대향 기판(450) 및 상기 어레이 기판(410)과 대향 기판(450)의 사이에 배치되는 제2 액정층(430)을 포함한다. 상기 제2 액정층(430)은 씰 라인(425)에 의해 밀폐될 수 있다.
상기 어레이 기판(410)은 제1 베이스 기판(411), 복수의 연결 전극(413)들, 복수의 렌즈 전극(LE)들, 복수의 단말 전극(TE)들 및 차광 패턴(420)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 어레이 기판(410)은 상기 어레이 기판(410) 및 대향 기판(450) 간의 셀 갭을 유지하기 위한 복수의 컬럼 스페이서(419)들을 더 포함할 수 있다. 또한, 도 5에 도시되지는 않았지만, 상기 어레이 기판(410)은 상기 단말 전극(TE) 및 렌즈 전극(LE)들을 커버하는 제1 배향막(410a)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(411)은 투명한 절연 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 베이스 기판(411)은 유리(glass), 석영(quartz), 플라스틱(plastic), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 수지, 폴리에틸린(polyethylene) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 연결 전극(413)들은 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 연결 전극(413)들은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다. 상기 연결 전극(413)들은 광을 반사시키는 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 전극(413)들은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 은(Ag) 등을 포함할 수 있다.
상기 차광 패턴(420)은 상기 연결 전극(413)들이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 배치되어, 상기 연결 전극(413)들을 커버한다. 상기 차광 패턴(420)은 상기 연결부(415)를 커버하도록 상기 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 상기 차광 패턴(420)은 광을 흡수하는 유기 재질 또는 무기 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차광 패턴(420)은 카본블랙(carbon black; CB), 티탄블랙(titan black; TiBK), 크롬(Cr), 크롬 산화물, 크롬 질화물 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 차광 패턴(420)이 상기 연결 전극(413)을 직접 커버함으로써, 대향 기판(450)의 외부로부터 인가되는 광이 상기 연결 전극(413)에 의해 반사됨에 따라 표시 영역(DA)의 테두리 부분에서 시인될 수 있는 반사광을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 차광 패턴(420)은 상기 단말 전극(TE)의 위치를 용이하게 확인할 수 있도록, 상기 제2 방향(D2)을 따라 적어도 부분적으로 연장되고, 상기 주변 영역(PA)에 배치되는 얼라인 마크부(421)를 포함할 수 있다. 상기 얼라인 마크부(421)는 상기 단자부(417)의 양측에 한 쌍이 배치될 수 있다. 상기 얼라인 마크부(421)는 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 한 쌍의 제1 연장부(421a)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 얼라인 마크부(421)는 상기 제1 연장부(421a)들에 연결되며, 상기 제1 방향(D1)으로 연장되는 한 쌍의 제2 연장부(421b)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 연장부(421b)들은 상기 제1 연장부(421a)들의 단부에 연결되며, 상기 단자부(417)의 외측을 향하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 연장부(421a) 및 제2 연장부(421b)는 서로 수직할 수 있다.
상기 단말 전극(TE)들은 상기 차광 패턴(420)이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 단말 전극(TE)들은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 각각의 상기 단말 전극(TE)은 제1 단부가 상기 주변 영역(PA)에 배치되고, 상기 제1 단부에 반대되는 제2 단부가 상기 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 상기 단말 전극(TE)은 상기 차광 패턴(420)에 형성된 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 연결 전극(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 전극(TE)의 제2 단부는, 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 연결 전극(413)에 접촉할 수 있다. 상기 단말 전극(TE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 전극(TE)은 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 등을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 전극(LE)들은 상기 차광 패턴(420)이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 렌즈 전극(LE)들은 상기 제3 방향(D3)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 각각의 상기 렌즈 전극(LE)은 제1 단부가 상기 차광 패턴(420)에 형성된 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 상기 연결 전극(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들의 상기 제1 방향(D1)을 따라 이격되는 간격은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 전극(LE)들은 제1 전극 그룹 및 제2 전극 그룹(LU1, LU2)에 의해 소정의 굴절률을 갖는 프레넬 렌즈가 형성되도록, 적절한 간격으로 이격될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 전극(LE)은 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 등을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들은 상기 단말 전극(TE)들과 동일한 층으로 형성될 수 있다.
상기 컬럼 스페이서(419)들은 상기 렌즈 전극(LE)이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 컬럼 스페이서(419)들은 상기 표시 영역(DA) 내에서 소정의 간격을 두고 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 상기 컬럼 스페이서(419)는, 상기 렌즈 전극(LE) 상에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 컬럼 스페이서(419)는 상기 차광 패턴(420)과 동일한 재질을 포함할 수 있다.
상기 대향 기판(450)은 제2 베이스 기판(451) 및 렌즈 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다. 도 5에 도시되지는 않았지만, 상기 대향 기판(450)은 상기 렌즈 공통 전극(CE)을 커버하는 제2 배향막(450a)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(451)은 투명한 절연 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 베이스 기판(451)은 유리(glass), 석영(quartz), 플라스틱(plastic), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 수지, 폴리에틸린(polyethylene) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 공통 전극(CE)은 상기 제2 베이스 기판(451) 상에 배치된다. 상기 렌즈 공통 전극(CE)은 패턴이 없는 평판 형태를 가질 수 있다. 상기 렌즈 공통 전극(CE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 전극(LE)은 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 등을 포함할 수 있다.
상기 어레이 기판(410) 또는 상기 대향 기판(450) 상에는 상기 씰 라인(425)이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 씰 라인(425)은 부분적으로 상기 어레이 기판(410)의 단말 전극(TE)에 교차하는 방향을 따라 연장될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 렌즈 패널 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 차광 패턴(420)에 의해 연결 전극(413)들을 커버함으로써, 별도의 부가적인 차광 패턴 없이도, 표시 영역(DA)의 테두리 부분에서 시인될 수 있는 외부 광의 반사를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴(420)이 표시 영역(DA)의 외부로 연장되는 얼라인 마크부(421)를 더 포함함으로써, 상기 연결 전극(413)들에 연결되는 단말 전극(TE)들에 대하여 외부의 단자 전원을 용이하게 연결시킬 수 있다.
도 6a 내지 도 6g는 도 5의 액정 렌즈 패널에 포함된 어레이 기판의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 제1 베이스 기판(411) 상에 연결 전극층(412)을 형성한다. 상기 제1 베이스 기판(411)은 투명한 절연 물질을 포함한다. 상기 연결 전극층(412)은 광을 반사시키는 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 전극층(412)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 은(Ag) 등을 포함할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제1 마스크를 이용하여 상기 연결 전극층(412)을 패터닝하여, 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 복수의 연결 전극(413)들을 형성한다. 상기 연결 전극(413)들은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)에 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 배열될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 상기 연결 전극(413)들이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 차광층(422)을 형성한다. 상기 차광층(422)은 상기 연결 전극(413)들을 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 차광층(422)은 광을 흡수하는 유기 재질 또는 무기 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차광층(422)은 카본블랙(carbon black; CB), 티탄블랙(titan black; TiBK), 크롬(Cr), 크롬 산화물, 크롬 질화물 등을 포함할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 제2 마스크를 이용하여 상기 차광층(422)을 패터닝하여, 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 차광 패턴(420)을 형성한다. 상기 차광 패턴(420)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 연장되고, 상기 연결 전극(413)들을 커버할 수 있다. 상기 차광 패턴(420)은 주변 영역(PA)에 배치되는 얼라인 마크부(421)를 더 포함할 수 있다. 상기 차광 패턴(420)에 의해, 상기 연결 전극(413)들이 부분적으로 노출되는 제1 콘택홀(CNT1) 및 제2 콘택홀(CNT2)이 정의될 수 있다.
도 6e를 참조하면, 상기 차광 패턴(420)이 형성된 제1 베이스 기판(411) 상에 투명 도전층(418)을 형성한다. 상기 투명 도전층(418)은 예를 들어, 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 등을 포함할 수 있다.
도 6f를 참조하면, 제3 마스크를 이용하여 상기 투명 도전층(418)을 패터닝하여, 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들을 형성한다. 각각의 상기 단말 전극(TE)은, 일 단부가 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 연결 전극(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 각각의 상기 렌즈 전극(LE)은 일 단부가 상기 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 상기 연결 전극(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 단말 전극(TE)들은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들은, 상기 제2 방향(D2)에 대하여 소정의 각도(θ)로 경사진 제3 방향(D3)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들의 이격되는 간격은 상기 제1 방향(D1)을 따라 서로 다를 수 있다.
도 6g를 참조하면, 상기 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들이 형성된 제1 베이스 기판(411) 상에 절연층을 형성하고, 제4 마스크를 이용하여 상기 절연층을 패터닝하여, 복수의 컬럼 스페이서(419)를 형성한다. 상기 컬럼 스페이서(419)들은 상기 표시 영역(DA) 상에 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 상기 컬럼 스페이서(419)는 상기 렌즈 전극(LE) 상에 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 액정 렌즈 패널의 제조방법에 따르면, 상기 연결 전극(413)들이 배치되는 어레이 기판(410) 상에 차광 패턴(420)을 직접 형성함으로써, 대향 기판(450)에 차광 패턴을 형성하는데 필요한 부가적인 마스크의 사용을 방지할 수 있고, 그에 따라 제조비용을 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 패널 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 렌즈 패널 어셈블리는, 액정 렌즈 패널(400)의 어레이 기판(410) 및 대향 기판(450)의 배치가 바뀐 것을 제외하면, 도 2에 도시된 렌즈 패널 어셈블리와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복된 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간단히 하도록 한다.
도 7을 참조하면, 상기 렌즈 패널 어셈블리는 액정 렌즈 패널(400), 제1 위상 지연 필름(310), 제2 위상 지연 필름(350) 및 능동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 액정 렌즈 패널(400)은 어레이 기판(410), 대향 기판(450) 및 액정층을 포함한다.
상기 대향 기판(450)은 렌즈 공통 전극(CE) 및 제2 배향 방향(AA2)을 갖는 제2 배향막(450a)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 공통 전극(CE)은 패턴이 없는 평판(flat plane) 형태로 형성될 수 있다.
상기 어레이 기판(410)은 상기 대향 기판(450)과 대향하고, 복수의 렌즈 전극들(LE) 및 상기 제2 배향 방향(AA2)으로부터 소정의 각도로 기울어진 제1 배향 방향(AA1)을 갖는 제1 배향막(410a)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 전극들(LE)은 복수의 단위 액정 렌즈들에 대응하는 복수의 전극 그룹들(LU)로 그룹핑될 수 있다. 각각의 상기 전극 그룹(LU)은 소정 개의 렌즈 전극들(LE)을 포함할 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)은 상기 제2 방향(D2)에 대해 경사진 제3 방향(D3)으로 연장될 수 있다. 즉, 상기 렌즈 전극들(LE)의 렌즈 축은 소정의 경사각(θ)을 가질 수 있다.
상기 액정층은 상기 어레이 기판(410) 및 대향 기판(450)의 사이에 배치되고, 상기 어레이 기판(410)의 제1 배향막(410a)과 상기 대향 기판(450)의 제2 배향막(450a)에 의해 꼬인 형태로 배향될 수 있다.
상기 제1 위상 지연 필름(310)은 상기 액정 렌즈 패널(400)과 액정 표시 패널의 사이에 배치되고, 제1 광 지연 축(RA1)에 의해 상기 액정 표시 패널로부터 출사된 광의 위상을 지연시킬 수 있다.
상기 제2 위상 지연 필름(350)은 상기 액정 렌즈 패널(400)의 상기 어레이 기판(410)에 인접하게 배치되고, 상기 제1 광 지연 축(RA1)과 교차하는 제2 광 지연 축(RA2)에 의해, 상기 액정 렌즈 패널(400)로부터 출사된 광의 위상을 지연시킬 수 있다.
상기 능동 구동부는 상기 액정 렌즈 패널(400)에 전압을 인가할 수 있다. 상기 능동 구동부는 상기 렌즈 전극(LE)들에 다양한 레벨의 전압들을 인가함으로써, 액정 렌즈를 구현시킬 수 있다. 이 경우, 상기 액정 렌즈 패널(400)은 각각의 전극 그룹(LU)에 의해 구현되는 복수의 단위 액정 렌즈를 포함하는 액정 렌즈로 동작할 수 있다.
도 8은 도 7의 렌즈 패널 어셈블리에 포함된 액정 렌즈 패널을 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 렌즈 패널은 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들의 배치와, 연결 전극(413)들의 배치가 바뀐 것을 제외하면, 도 5에 도시된 액정 렌즈 패널과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복된 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간단히 하도록 한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 렌즈 패널은 어레이 기판(410), 대향 기판(450) 및 상기 어레이 기판(410)과 대향 기판(450)의 사이에 배치되는 액정층(430)을 포함한다. 상기 액정층(430)은 씰 라인(425)에 의해 밀폐될 수 있다.
상기 어레이 기판(410)은 제1 베이스 기판(411), 복수의 연결 전극(413)들, 복수의 렌즈 전극(LE)들, 복수의 단말 전극(TE)들 및 차광 패턴(420)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 어레이 기판(410)은 상기 어레이 기판(410) 및 대향 기판(450) 간의 셀 갭을 유지하기 위한 복수의 컬럼 스페이서(419)들을 더 포함할 수 있다. 또한, 도 8에 도시되지는 않았지만, 상기 어레이 기판(410)은 상기 연결 전극(413)들을 커버하는 제1 배향막(410a)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(411)은 투명한 절연 물질을 포함한다.
상기 단말 전극(TE)들은 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 단말 전극(TE)들은 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)에 교차하는 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 각각의 상기 단말 전극(TE)은 제1 단부가 주변 영역에 배치되고, 상기 제1 단부에 반대되는 제2 단부가 표시 영역에 배치될 수 있다. 상기 단말 전극(TE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말 전극(TE)은 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 등을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 전극(LE)들은 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 렌즈 전극(LE)들은 상기 단말 전극(TE)들과 동일한 층으로 형성될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들은 상기 제2 방향(D2)에 대하여 소정의 각도(θ)로 기울어진 제3 방향(D3)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들의 상기 제1 방향(D1)을 따라 이격되는 간격은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 전극(LE)들은 제1 전극 그룹에 의해 소정의 굴절률을 갖는 프레넬 렌즈가 형성되도록, 적절한 간격으로 이격될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈 전극(LE)은 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 등을 포함할 수 있다.
상기 차광 패턴(420)은 상기 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 배치되어, 상기 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들을 커버한다. 상기 차광 패턴(420)은 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 상기 차광 패턴(420)은 광을 흡수하는 유기 재질 또는 무기 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차광 패턴(420)은 카본블랙(carbon black; CB), 티탄블랙(titan black; TiBK), 크롬(Cr), 크롬 산화물, 크롬 질화물 등을 포함할 수 있다.
한편, 상기 차광 패턴(420)은 상기 단말 전극(TE)의 위치를 용이하게 확인할 수 있도록, 상기 제2 방향(D2)을 따라 적어도 부분적으로 연장되고, 상기 주변 영역에 배치되는 얼라인 마크부를 포함할 수 있다. 상기 얼라인 마크부는 상기 단자 전극(TE)들을 포함하는 단자부의 양측에 한 쌍이 배치될 수 있다.
상기 연결 전극(413)들은 상기 차광 패턴(420)이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 연결 전극(413)들은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)을 따라 배열될 수 있다. 상기 연결 전극(413)들은 광을 반사시키는 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 전극(413)들은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 은(Ag) 등을 포함할 수 있다.
각각의 상기 연결 전극(413)은 상기 차광 패턴(420)에 형성된 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 단말 전극(TE)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 전극(413)의 제1 단부는, 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 단말 전극(TE)의 일 단부에 접촉할 수 있다.
또한, 각각의 상기 연결 전극(413)은 상기 차광 패턴(420)에 형성된 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 상기 렌즈 전극(LE)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 전극(413)은, 상기 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 상기 렌즈 전극(LE)의 일 단부에 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 어레이 기판(410)이 차광 패턴(420)을 포함하고, 상기 차광 패턴(420) 상에 상기 연결 전극(413)이 배치됨으로써, 어레이 기판(410)의 외부로부터 인가되는 광이 상기 연결 전극(413)에 의해 반사됨에 따라 표시 영역의 테두리 부분에서 시인될 수 있는 반사광을 감소시킬 수 있다.
상기 컬럼 스페이서(419)들은 상기 연결 전극(413)이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 배치된다. 상기 컬럼 스페이서(419)들은 상기 표시 영역 내에서 소정의 간격을 두고 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 상기 컬럼 스페이서(419)는, 상기 렌즈 전극(LE) 상에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 컬럼 스페이서(419)는 상기 차광 패턴(420)과 동일한 재질을 포함할 수 있다.
상기 대향 기판(450)은 제2 베이스 기판(451) 및 렌즈 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다. 도 5에 도시되지는 않았지만, 상기 대향 기판(450)은 상기 렌즈 공통 전극(CE)을 커버하는 제2 배향막(450a)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(451)은 투명한 절연 물질을 포함한다.
상기 렌즈 공통 전극(CE)은 상기 제2 베이스 기판(451) 상에 배치된다. 상기 렌즈 공통 전극(CE)은 패턴이 없는 평판 형태를 가질 수 있다. 상기 렌즈 공통 전극(CE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다.
상기 어레이 기판(410) 또는 상기 대향 기판(450) 상에는 상기 씰 라인(425)이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 씰 라인(425)은 부분적으로 상기 어레이 기판(410)의 단말 전극(TE)에 교차하는 방향을 따라 연장될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 렌즈 패널 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 어레이 기판(410)이 차광 패턴(420)을 포함하고, 상기 차광 패턴(420) 상에 연결 전극(413)들이 배치됨으로써, 별도의 부가적인 차광 패턴 없이도, 표시 영역의 테두리 부분에서 시인될 수 있는 외부 광의 반사를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 차광 패턴(420)이 표시 영역의 외부로 연장되는 얼라인 마크부(421)를 더 포함함으로써, 상기 연결 전극(413)들에 연결되는 단말 전극(TE)들에 대하여 외부의 단자 전원을 용이하게 연결시킬 수 있다.
도 9a 내지 도 9g는 도 8의 액정 렌즈 패널에 포함된 어레이 기판의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
도 9a를 참조하면, 제1 베이스 기판(411) 상에 투명 도전층(418)을 형성한다. 상기 투명 도전층(418)은 예를 들어, 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide; IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 등을 포함할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제1 마스크를 이용하여 상기 투명 도전층(418)을 패터닝하여, 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들을 형성한다. 상기 단말 전극(TE)들은 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)에 교차하는 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들은, 상기 제2 방향(D2)에 대하여 소정의 각도(θ)로 기울어진 제3 방향(D3)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 상기 렌즈 전극(LE)들의 이격되는 간격은 상기 제1 방향(D1)을 따라 서로 다를 수 있다.
도 9c를 참조하면, 상기 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들이 배치된 제1 베이스 기판(411) 상에 차광층(422)을 형성한다. 상기 차광층(422)은 상기 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들을 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 차광층(422)은 광을 흡수하는 유기 재질 또는 무기 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 차광층(422)은 카본블랙(carbon black; CB), 티탄블랙(titan black; TiBK), 크롬(Cr), 크롬 산화물, 크롬 질화물 등을 포함할 수 있다.
도 9d를 참조하면, 제2 마스크를 이용하여 상기 차광층(422)을 패터닝하여, 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 차광 패턴(420)을 형성한다. 상기 차광 패턴(420)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 연장되고, 상기 단말 전극(TE)들 및 렌즈 전극(LE)들을 커버할 수 있다. 상기 차광 패턴(420)은 주변 영역에 배치되는 얼라인 마크부(421)를 더 포함할 수 있다. 상기 차광 패턴(420)에 의해, 상기 연결 전극(413)들이 부분적으로 노출되는 제1 콘택홀(CNT1) 및 제2 콘택홀(CNT2)이 정의될 수 있다.
도 9e를 참조하면, 상기 차광 패턴(420)이 형성된 제1 베이스 기판(411) 상에 연결 전극층(412)을 형성한다. 상기 연결 전극층(412)은 광을 반사시키는 금속 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 전극층(412)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 은(Ag) 등을 포함할 수 있다.
도 9f를 참조하면, 제3 마스크를 이용하여 상기 연결 전극층(412)를 패터닝하여, 상기 제1 베이스 기판(411) 상에 복수의 연결 전극(413)들을 형성한다. 상기 연결 전극(413)들은 상기 제1 방향(D3)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)을 따라 배열될 수 있다. 각각의 상기 연결 전극(413)은 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 단말 전극(TE)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 각각의 상기 연결 전극(413)은 상기 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 상기 렌즈 전극(LE)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9g를 참조하면, 상기 연결 전극(413)들이 형성된 제1 베이스 기판(411) 상에 절연층을 형성하고, 제4 마스크를 이용하여 상기 절연층을 패터닝하여, 복수의 컬럼 스페이서(419)를 형성한다. 상기 컬럼 스페이서(419)들은 표시 영역 상에 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 상기 컬럼 스페이서(419)는 상기 렌즈 전극(LE) 상에 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 렌즈 패널, 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조방법에 따르면, 차광 패턴에 의해 연결 전극들을 커버함으로써, 별도의 부가적인 차광 패턴 없이도, 표시 영역의 테두리 부분에서 시인될 수 있는 외부 광의 반사를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 연결 전극들이 배치되는 어레이 기판 상에 차광 패턴을 직접 형성함으로써, 대향 기판에 차광 패턴을 형성하는데 필요한 부가적인 마스크의 사용을 방지할 수 있고, 그에 따라 제조비용을 감소시킬 수 있다.
나아가, 상기 차광 패턴이 표시 영역의 외부로 연장되는 얼라인 마크부를 더 포함함으로써, 상기 연결 전극들에 연결되는 단말 전극들에 대하여 외부 단자 전원을 용이하게 연결시킬 수 있다.
이상 실시예를 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.
100: 표시 패널 어셈블리 110: 액정 표시 패널
111: 제1 기판 112: 제2 기판
113: 제1 액정층 120: 게이트 구동부
130: 데이터 구동부 150: 영상 구동부
200: 광원부 310: 제1 위상 지연 필름
330: 능동 구동부 350: 제2 위상 지연 필름
400: 액정 렌즈 패널 410: 어레이 기판
411: 제1 베이스 기판 412: 연결 전극층
413: 연결 전극 415: 연결부
418: 투명 전극층 419: 컬럼 스페이서
420: 차광 패턴 421: 얼라인 마크부
422: 차광층 425: 씰 라인
430: 제2 액정층 450: 대향 기판
451: 제2 베이스 기판 500: 렌즈 패널 어셈블리

Claims (20)

  1. 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들, 상기 렌즈 전극들에 전기적으로 연결되는 연결 전극, 상기 연결 전극에 중첩하는 차광 패턴 및 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 단말 전극을 포함하는 어레이 기판;
    상기 어레이 기판에 대향하는 제2 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 상에 배치되는 렌즈 공통 전극을 포함하는 대향 기판; 및
    상기 어레이 기판 및 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 액정 렌즈 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극은 동일한 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 연결 전극을 커버하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되고, 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 단말 전극 및 렌즈 전극들을 커버하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  6. 제5항에 있어서, 상기 연결 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되고, 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 어레이 기판은 적어도 하나의 상기 렌즈 전극에 부분적으로 중첩하는 컬럼 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  8. 제1항에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 연결 전극이 연장되는 제1 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  9. 제8항에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 단말 전극에 교차하며 상기 액정층의 셀 갭을 유지하는 씰 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  10. 제9항에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 단말 전극에 인접하는 얼라인 마크부를 포함하고, 상기 얼라인 마크부는,
    상기 제1 방향에 교차하고 상기 단말 전극이 연장되는 제2 방향을 따라 상기 씰 라인의 외부 영역으로 연장되는 제1 연장부; 및
    상기 제1 연장부에 연결되며 상기 제2 방향에 교차하는 방향으로 연장되는 제2 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널.
  11. 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들, 상기 렌즈 전극들에 전기적으로 연결되는 연결 전극, 상기 연결 전극에 중첩하는 차광 패턴 및 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 단말 전극을 포함하는 어레이 기판과, 상기 어레이 기판에 대향하고 렌즈 공통 전극을 포함하는 대향 기판, 및 상기 어레이 기판과 대향 기판 사이에 배치된 제1 액정층을 포함하는 액정 렌즈 패널;
    화소 공통 전극과 복수의 화소 전극들에 인가되는 전압을 이용하여 상기 액정 렌즈 패널에 대하여 다시점 영상을 출사하는 액정 표시 패널; 및
    상기 액정 표시 패널에 대하여 광을 출사하는 광원부를 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 액정 렌즈 패널 및 액정 표시 패널의 사이에 배치되는 위상 지연 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 액정 렌즈 패널을 구동하는 능동 구동부를 더 포함하고, 상기 능동 구동부는 상기 렌즈 전극들 및 렌즈 공통 전극에 전압을 인가하여, 복수의 단위 액정 렌즈들을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 단위 액정 렌즈들은 상기 다시점 영상을 복수의 시점 영역으로 굴절시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극은 투명한 도전성 재질을 포함하는 동일한 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 어레이 기판은 제1 베이스 기판을 더 포함하고, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 연결 전극을 커버하며, 상기 렌즈 전극들 및 상기 단말 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되어 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 어레이 기판은 제1 베이스 기판을 더 포함하고, 상기 차광 패턴은 상기 제1 베이스 기판 상에 배치된 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극을 커버하며, 상기 연결 전극은 상기 차광 패턴 상에 배치되어 상기 차광 패턴에 형성된 콘택홀들을 통해 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 베이스 기판 상에 광 반사 금속층을 형성하는 단계;
    상기 광 반사 금속층을 패터닝하여 연결 전극을 형성하는 단계;
    상기 베이스 기판 상에 상기 연결 전극을 커버하는 차광층을 형성하는 단계;
    상기 차광층을 패터닝하여 상기 연결 전극을 부분적으로 노출시키는 복수의 콘택홀들을 형성하는 단계;
    상기 콘택홀들이 형성된 베이스 기판 상에 투명 도전층을 형성하는 단계; 및
    상기 투명 도전층을 패터닝하여, 상기 복수의 콘택홀들 중 제1 콘택홀을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되는 단말 전극과, 제2 콘택홀을 통해 상기 연결 전극에 전기적으로 연결되며 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들을 형성하는 단계를 포함하는 액정 렌즈 패널의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 렌즈 전극들이 형성된 기판 상에 서로 이격되는 복수의 컬럼 스페이서들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 렌즈 패널의 제조방법.
  20. 베이스 기판 상에 투명 도전층을 형성하는 단계;
    상기 투명 도전층을 패터닝하여, 단말 전극 및 서로 나란하게 연장되는 복수의 렌즈 전극들을 형성하는 단계;
    상기 베이스 기판 상에 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극을 커버하는 차광층을 형성하는 단계;
    상기 차광층을 패터닝하여 상기 렌즈 전극들 및 단말 전극을 부분적으로 노출시키는 복수의 콘택홀들을 형성하는 단계;
    상기 콘택홀들이 형성된 베이스 기판 상에 광 반사 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 광 반사 금속층을 패터닝하여, 상기 복수의 콘택홀들 중 제1 콘택홀을 통해 상기 단말 전극에 전기적으로 연결되고, 제2 콘택홀을 통해 상기 렌즈 전극들에 전기적으로 연결되는 연결 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 렌즈 패널의 제조방법.
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