KR20150078196A - 2d/3d switching lens for three-dimensional image display device - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a 2D/3D switching lens including: an upper plate including a first film and a Fresnel lens part which is formed on a bottom plane of the first film, and has a number of Freshel lenses arranged in parallel in a lateral direction; a lower plate including a second film and a lower alignment film formed on an upper plane of the second film; and a liquid crystal layer between the upper plate and the lower plate. The 2D/3D switching lens can provide an autostereoscopic image.

Description

입체영상 표시 장치용 2D/3D 스위칭 렌즈{2D/3D SWITCHING LENS FOR THREE-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a 2D / 3D switching lens for a stereoscopic image display device,

본 발명은 입체영상 표시 장치용 2D/3D 스위칭 렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a 2D / 3D switching lens for a stereoscopic image display.

입체 디스플레이(stereoscopic display)는 보통 개개의 좌안 및 우안 시점(viewpoint)으로부터 시차(parallax)를 갖는 이미지를 관찰자에게 제공한다. 관찰자의 양안에 시차 이미지를 제공하는 방법으로는 다음과 같은 2가지의 방법이 존재한다.A stereoscopic display usually provides an observer with an image with a parallax from the respective left and right eye viewpoints. There are two methods of providing parallax images in both sides of the observer.

첫 번째 방법은 좌/우 이미지 디스플레이의 교번과 동기화에 의하여 광을 시청자의 눈을 향해 투과시키거나 차단시키는 한 쌍의 셔터(shutter) 또는 3D 안경을 이용하는 것이다. The first is to use a pair of shutters or 3D glasses that transmit or block light towards the viewer's eye by alternating and synchronizing the left / right image display.

두 번째 방법에서는, 상기와 유사하게 우안과 좌안의 시점이 관찰자의 각각의 눈에 교대로 디스플레이 되지만, 3D 안경은 이용하지 않는다. 이러한 두 번째 방법은 무안경 입체(autostereoscopic)로 지칭되며, 별도의 안경이 필요하지 않기 때문에 입체 3D 시청에 바람직하다.In the second method, similarly to the above, the viewpoints of the right eye and the left eye are alternately displayed in each eye of the observer, but 3D glasses are not used. This second method is referred to as autostereoscopic and is desirable for stereoscopic 3D viewing because no separate glasses are required.

상기 무안경 입체 방식에는 패럴랙스 베리어(parallax barrier) 방식과 렌티큘라 렌즈(lensticularlens) 방식이 있다.The non-eyeglass stereoscopic system includes a parallax barrier system and a lenticular lens system.

액정 디스플레이(LCD)는 디스플레이의 임의의 지점 또는 픽셀에서의 이미지가 그 픽셀이 전형적으로 1/60초 또는 그 보다 빨리 그 다음 이미지 리프레시 시간에 업데이트될 때까지 안정되어 있게 되는 샘플/홀드 디스플레이(sample and hold display) 장치이다. 그러한 샘플/홀드 시스템에서, 상이한 이미지들을 디스플레이 하는 것, 구체적으로는 무안경 입체 디스플레이를 위한 교번하는 좌 및 우 이미지들을 디스플레이 하는 것은, 예를 들어 좌안 이미지 광원이 우안에 대한 데이터의 디스플레이 동안에 켜지지 않도록 하고, 그 반대의 경우도 성립하도록 광원들의 주의 깊은 타이밍 시퀀싱(timing sequencing)을 필요로 한다.A liquid crystal display (LCD) displays a sample / hold display (sample) in which an image at any point or pixel of the display is stable until the pixel is updated at the next image refresh time, typically 1/60 second or faster and hold display devices. In such a sample-and-hold system, displaying different images, specifically displaying alternating left and right images for non-eyeglass stereoscopic display, may be useful, for example, so that the left eye image light source is not turned on during display of data for the right eye And vice versa, careful timing sequencing of the light sources is required.

좌 및 우 광원들이 이미지 디스플레이와 동기화하여 켜지거나 꺼지는 것을 보장하는 것은 고품질의 무안경 입체 이미지를 달성하는 데 중요하다. Ensuring that the left and right light sources are turned on and off synchronously with the image display is important in achieving high-quality, non-eyeglass stereoscopic images.

한편, 렌티큘라 렌즈 방식은 패럴랙스 배리어 방식 대비 디스플레이 대형화시 시야각 및 휘도면에서 유리하다. 하지만 렌티큘라 렌즈 방식은 패럴랙스 배리어 방식 대비 액정 사용량이 많으며 디스플레이의 사이즈 증가에 따라 렌즈 두께가 두꺼워져 액정 사용량 증가 및 이에 따른 액정의 배향성이 문제가 된다. 따라서 기존 렌티큘라 렌즈의 성능은 유지하되 적은 액정 사용량으로 배향도가 높은 기술이 요구된다.On the other hand, the lenticular lens system is advantageous in terms of viewing angle and luminance in enlarging the display compared to the parallax barrier system. However, the lenticular lens system uses a large amount of liquid crystal compared to the parallax barrier system, and as the size of the display increases, the thickness of the lens becomes thick, which leads to an increase in the amount of the liquid crystal used and the orientation of the liquid crystal. Therefore, it is required to keep the performance of the existing lenticular lens, but to use a technology with a high degree of alignment with a small amount of liquid crystal used.

한국 특허공개 제10-2010-0139017호Korean Patent Publication No. 10-2010-0139017

본 발명은 종래 기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무안경 입체 이미지를 제공할 수 있는 2D/3D 스위칭 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a 2D / 3D switching lens capable of providing a spectacle-free stereoscopic image.

또한, 액정층의 두께가 얇아서 사용 액정량을 줄일 수 있어서 원가가 절감 되고 액정 배향성이 향상되는 2D/3D 스위칭 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a 2D / 3D switching lens in which the thickness of the liquid crystal layer is thin, the amount of liquid crystal used can be reduced, the cost is reduced, and the liquid crystal alignment property is improved.

본 발명은, According to the present invention,

제 1 필름 및 상기 제 1 필름 하단면에 형성된, 다수개의 프레넬 렌즈가 횡방향으로 평행하게 배치된 프레넬 렌즈부를 포함하는 상판;A top film comprising a first film and a Fresnel lens portion formed on the bottom surface of the first film and having a plurality of Fresnel lenses arranged in parallel in a transverse direction;

제 2 필름 및 상기 제 2 필름 상단면에 형성된 하부 배향막을 포함하는 하판; 및A lower film comprising a second film and a lower alignment film formed on the upper surface of the second film; And

상기 상판과 하판 사이에 액정층을 포함하는 것을 특징으로 2D/3D 스위칭 렌즈를 제공한다. And a liquid crystal layer between the upper plate and the lower plate.

상기 2D/3D 스위칭 렌즈는 프레넬 렌즈부의 하부 곡면에 배향막이 형성되는 특징을 가질 수 있다. The 2D / 3D switching lens may have a feature that an orientation film is formed on the lower curved surface of the Fresnel lens portion.

상기 2D/3D 스위칭 렌즈는 제 1 필름의 하단면과 프레넬 렌즈부 상단면 사이에 제 1 투명전극이 더 구비되고; 상기 제 2 필름 상단면과 하부 배향막 사이에 제 2 투명전극이 더 구비되는 특징을 가질 수 있다. The 2D / 3D switching lens further comprises a first transparent electrode between the bottom surface of the first film and the top surface of the Fresnel lens portion; And a second transparent electrode is further provided between the upper surface of the second film and the lower alignment film.

상기 2D/3D 스위칭 렌즈는 액정층에 포함된 액정이 경화된 반응성 액정인 특징을 가질 수 있다. The 2D / 3D switching lens may have a characteristic that the liquid crystal contained in the liquid crystal layer is a cured reactive liquid crystal.

상기 2D/3D 스위칭 렌즈는 하판에는 편광 스위칭부가 결합되며, 상기 편광 스위칭부는 In the 2D / 3D switching lens, a polarizing switching unit is coupled to a lower plate,

제 3 필름, 상기 제 3 필름 하단면에 형성된 제 1 전극 및 상기 제 1 전극 하단면에 형성된 상부 배향막을 포함하는 상판;An upper plate including a third film, a first electrode formed on a lower surface of the third film, and an upper alignment film formed on a lower surface of the first electrode;

제 4 필름, 상기 제 4 필름 상단면에 형성된 제 2 전극 및 상기 제 2 전극 상단면에 형성된 하부 배향막을 포함하는 하판; 및A lower film comprising a fourth film, a second electrode formed on the upper surface of the fourth film, and a lower alignment film formed on the upper surface of the second electrode; And

상기 상판과 하판 사이에 액정층을 포함하는 특징을 가질 수 있다. And a liquid crystal layer between the upper plate and the lower plate.

본 발명의 2D/3D 스위칭 렌즈는 프레넬 렌즈부를 액정과 접촉되는 제 1 필름 하부에 구비함으로써 액정층의 두께가 얇아지므로 사용 액정량을 절감시키며, 이에 따라 원가절감 및 액정 배향성의 향상 효과를 제공한다.The 2D / 3D switching lens of the present invention is provided with a Fresnel lens portion at a lower portion of the first film that is in contact with the liquid crystal, thereby reducing the thickness of the liquid crystal layer, thereby reducing the amount of liquid crystal used, thereby reducing cost and improving liquid crystal alignment do.

도 1 내지 2는 종래의 2D/3D 스위칭 렌즈의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 2D/3D 스위칭 렌즈의 일예를 보여주는 사시도이다.
도 5은 프레넬 렌즈의 개념도(a) 및 프레넬 렌즈의 구조(b)를 도시한 것이다.1 and 2 are perspective views showing the structure of a conventional 2D / 3D switching lens.
3 to 4 are perspective views showing an example of a 2D / 3D switching lens of the present invention.
Fig. 5 shows a conceptual view (a) of the Fresnel lens and a structure (b) of the Fresnel lens.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 하기 실시예에서 개별 구성 요소와 기능은 명확히 요구되지 않는 한, 일반적으로 선택될 수 있으며, 과정의 순서는 변경될 수 있다. 몇 몇 실시예의 부분과 특징은 다른 실시예에 포함되거나 다른 실시예로 대체될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would unnecessarily obscure the gist of the present invention. Furthermore, in the following embodiments, unless individual components and functions are expressly required, they can generally be selected and the order of the processes can be changed. Portions and features of some embodiments may be included in other embodiments or may be replaced by other embodiments.

도 1및 도2는 종래의 2D/3D 스위칭 렌즈의 구조를 보여주는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 2D/3D 스위칭 렌즈는 디스플레이 패널(200)과 점착제층(300)에 의하여 합착된다. 1 and 2 are perspective views showing the structure of a conventional 2D / 3D switching lens. As shown in FIG. 1, the conventional 2D / 3D switching lens is attached to the display panel 200 by the adhesive layer 300.

본 발명의 2D/3D 스위칭 렌즈(100)는 서로 합착된 상판(110) 및 하판(120)을 포함한다. The 2D / 3D switching lens 100 of the present invention includes a top plate 110 and a bottom plate 120 which are bonded to each other.

상기 상판(110)은 제1 필름(111), 상기 제1 필름(111) 하단면에 형성된 제1 투명전극(112), 상기 제1 투명전극(112) 하단면에 형성된 수지층(113), 상기 수지층 하단면에 형성된 상부 배향막(114), 및 상기 상부 배향막(114)과 접촉되는 액정(115)을 포함한다. The upper plate 110 includes a first film 111, a first transparent electrode 112 formed on a lower surface of the first film 111, a resin layer 113 formed on a lower surface of the first transparent electrode 112, An upper alignment layer 114 formed on the lower surface of the resin layer, and a liquid crystal 115 contacting the upper alignment layer 114.

상기 수지층(113)은 다수의 렌티큘라 렌즈 패턴들을 가진다. 상기 하판(120)은 제2 필름(121), 상기 제2 필름(121) 상단면에 형성된 제2 투명전극(122), 및 상기 제2 투명전극(122) 상단면에 형성된 하부 배향막(123)을 포함한다. The resin layer 113 has a plurality of lenticular lens patterns. The lower substrate 120 includes a second film 121, a second transparent electrode 122 formed on the upper surface of the second film 121, and a lower alignment film 123 formed on the upper surface of the second transparent electrode 122. [ .

상기 상판(110)의 액정(115)과 상기 하판(120)의 하부 배향막(123)이 직접 접촉하도록, 상기 상판(110)과 하판(120)은 라미네이팅 공정을 통해 서로 합착된다. The upper plate 110 and the lower plate 120 are joined together through a laminating process so that the liquid crystal 115 of the upper plate 110 and the lower alignment film 123 of the lower plate 120 are in direct contact with each other.

또한, 종래의 2D/3D 스위칭 렌즈는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상판(110), 상기 상판(110)과 합착된 하판(120), 편광 스위칭부(130), 및 상기 하판(120)과 편광 스위칭부(130) 사이의 점착제층(140)을 포함할 수 있다. 2, the conventional 2D / 3D switching lens includes an upper plate 110, a lower plate 120 coupled with the upper plate 110, a polarization switching unit 130, and the lower plate 120, And a pressure-sensitive adhesive layer 140 between the polarization switching part 130 and the pressure-sensitive adhesive layer 140.

상기 상판(110)은 제1 필름(111), 상기 제1 필름(111) 하단면에 형성된 수지층(113), 상기 수지층 하단면에 형성된 상부 배향막(114), 및 상기 상부 배향막(114)과 접촉되는 경화된 반응성 액정(reactive mesogen)(116)을 포함한다. 상기 수지층(113)은 다수의 렌티큘라 렌즈 패턴들을 가진다. The upper substrate 110 includes a first film 111, a resin layer 113 formed on the lower surface of the first film 111, an upper alignment layer 114 formed on the lower surface of the resin layer, And a cured reactive mesogen 116 in contact with the liquid. The resin layer 113 has a plurality of lenticular lens patterns.

상기 하판(120)은 제2 필름(121), 상기 제2 필름(121) 상단면에 형성된 상부 배향막(123)을 포함한다. The lower plate 120 includes a second film 121 and an upper alignment layer 123 formed on the upper surface of the second film 121.

상기 상판(110)과 하판(120)은 라미네이팅 공정을 통해 합착되어 있으며, 상기 상판(110)의 경화된 반응성 액정(116)은 상기 하판(120)의 하부 배향막(123)과 직접 접촉되어 있다. The upper and lower substrates 110 and 120 are bonded together through a laminating process and the cured reactive liquid crystal 116 of the upper substrate 110 is in direct contact with the lower alignment film 123 of the lower substrate 120.

상기 점착제층(140)을 통해 상기 하판(120)과 합착되어 있는 상기 편광 스위칭부(130)는 제3 및 제4 필름들(131, 132), 상기 제3 및 제4 필름들(131, 132) 상에 각각 형성된 제1 및 제2 투명전극들(133, 134), 상기 제1 및 제2 투명전극들(133, 134) 상에 각각 형성된 상부 및 하부 배향막들(135, 136), 및 상기 배향막들(135, 136) 사이에 위치한 액정(137)을 포함한다. The polarization switching unit 130 attached to the lower plate 120 through the pressure sensitive adhesive layer 140 includes the third and fourth films 131 and 132 and the third and fourth films 131 and 132 First and second transparent electrodes 133 and 134 formed on the first and second transparent electrodes 133 and 134, upper and lower alignment films 135 and 136 respectively formed on the first and second transparent electrodes 133 and 134, And a liquid crystal 137 positioned between the orientation films 135 and 136.

상기 상부 및 하부 배향막들(135, 136) 사이의 액정(137)의 분자 방향은, 도 2에 예시된 바와 같이, 상부 및 하부 배향막들(135, 136)에 의해 결정된다. 제1 및 제2 투명전극들(133, 134) 사이에 전계가 인가됨에 따라 도 2에 예시된 바와 같이 상기 액정(137)의 분자 방향이 변하게 되고, 그 결과 상기 편광 스위칭부(130)를 통과한 광의 편광 방향이 변경된다. The molecular direction of the liquid crystal 137 between the upper and lower alignment films 135 and 136 is determined by the upper and lower alignment films 135 and 136 as illustrated in FIG. As the electric field is applied between the first and second transparent electrodes 133 and 134, the molecular direction of the liquid crystal 137 changes as illustrated in FIG. 2, and as a result, the polarization switching unit 130 The polarization direction of one light is changed.

그러나 상기와 같은 2D/3D 스위칭 렌즈는 디스플레이가 대형화되는 경우, 렌즈의 두께가 높아져 액정 사용량이 많아지고 액정의 배향이 어려워 높은 품질의 무안경 입체 이미지를 제공하지 못하는 단점을 갖는다.
However, such a 2D / 3D switching lens has disadvantages in that when the display is enlarged, the thickness of the lens is increased, the amount of liquid crystal used increases, and the alignment of the liquid crystal is difficult.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 프레넬 렌즈 요소를 2D/3D 스위칭 렌즈에 채용한 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that a Fresnel lens element is employed in a 2D / 3D switching lens to solve the above problems.

빛의 위상은 2π마다 주기적으로 변하므로, 기존의 볼록렌즈 형태에서 렌즈에 의한 빛의 phase delay가 2π만큼 변화되는 지점을 잘라내어 평면에 옮겨 붙인 형태로 구성해도 동일한 볼록렌즈로 기능한다. 이러한 렌즈를 프레넬 렌즈(Fresnel lens)라 하며, 도 5의 (a) 및 (b)는 이러한 프레넬 렌즈의 개념을 보여주고 있다. 프레넬 렌즈는 기존의 볼록렌즈의 두꺼운 두께를 얇은 형태로 제작할 수 있는 장점을 가진다. 이러한 프레넬 렌즈의 설계를 위해 도 6의 (b)에 나타난 구조에서 거리에 따른 프레넬 렌즈의 높이는 다음과 같이 정의된다:Since the phase of light is periodically changed every 2 ?, it functions as the same convex lens by cutting out the point where the phase delay of the light by the lens is changed by 2? In the conventional convex lens form and transferring it to the plane. Such a lens is called a Fresnel lens, and FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the concept of such a Fresnel lens. The Fresnel lens has an advantage that a thick thickness of a conventional convex lens can be formed in a thin shape. For the design of such a Fresnel lens, the height of the Fresnel lens according to the distance in the structure shown in FIG. 6 (b) is defined as follows:

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 수식에서 m은 프레넬 존의 개수를 의미하며, f는 프레넬 렌즈의 초점거리를 나타낸다. 액정 렌즈를 일반 GRIN 렌즈 타입이 아닌 프레넬 렌즈의 형태로 구현하면, 얇은 액정층을 이용하여 단초점 구현이 가능하므로, 낮은 구동전압, 빠른 응답속도, 낮은 색수차와 같은 장점을 가진다. In the above equation, m denotes the number of Fresnel zones, and f denotes the focal length of the Fresnel lens. If a liquid crystal lens is realized in the form of a Fresnel lens instead of a general GRIN lens type, it is possible to realize a short focus using a thin liquid crystal layer, which has advantages such as a low driving voltage, a fast response speed and a low chromatic aberration.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 2D/3D 스위칭 렌즈의 일예를 보여주는 사시도이다. 3 to 4 are perspective views showing an example of a 2D / 3D switching lens of the present invention.

상기 도 3에 예시된 바와 같이, 본 발명의 2D/3D 스위칭 렌즈는 점착제층(300)에 의해 디스플레이 패널(200)과 합착될 수 있다. 3, the 2D / 3D switching lens of the present invention can be attached to the display panel 200 by a pressure-sensitive adhesive layer 300.

상기 2D/3D 스위칭 렌즈(100)는 서로 합착된 상판(110) 및 하판(120)을 포함한다. The 2D / 3D switching lens 100 includes a top plate 110 and a bottom plate 120 which are bonded to each other.

상기 상판(110)은 제1 필름(111), 상기 제1 필름(111) 하단면에 형성된 제1 투명전극(112), 상기 제1 투명전극(112) 하단면에 형성된 수지층(113), 수지층의 하단면에 형성된 상부 배향막(114), 및 상기 상부 배향막(114)과 접촉되는 액정(115)을 포함한다. The upper plate 110 includes a first film 111, a first transparent electrode 112 formed on a lower surface of the first film 111, a resin layer 113 formed on a lower surface of the first transparent electrode 112, An upper alignment layer 114 formed on the lower surface of the resin layer, and a liquid crystal 115 contacting the upper alignment layer 114.

상기 수지층(113)은 다수의 프레넬 렌즈 패턴들을 가진다. 상기 하판(120)은 제2 필름(121), 상기 제2 필름(121) 상단면에 형성된 제2 투명전극(122), 및 상기 제2 투명전극(122) 상단면에 형성된 하부 배향막(123)을 포함한다. The resin layer 113 has a plurality of Fresnel lens patterns. The lower substrate 120 includes a second film 121, a second transparent electrode 122 formed on the upper surface of the second film 121, and a lower alignment film 123 formed on the upper surface of the second transparent electrode 122. [ .

상기 상판(110)의 액정(115)과 상기 하판(120)의 하부 배향막(123)이 직접 접촉하도록, 상기 상판(110)과 하판(120)은 라미네이팅 공정을 통해 서로 합착된다. 상기 상부 및 하부 배향막들(114, 123) 사이 액정(115)의 초기 분자 방향은, 도1에 예시된 바와 같이, 배향막들(114, 123)에 의해 결정된다. 제1 및 제2 투명전극들(112, 122) 사이에 전계가 인가됨에 따라, 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 액정(115)의 분자 방향이 변하게 되고, 그 결과 상기 액정(115)의 굴절율도 변하게 된다. 예를 들어, 제1 및 제2 투명전극들(112, 122) 사이에 전계를 인가함으로써 3D로의 모드 전환이 수행될 수 있다. 본 발명의 스위칭 렌즈(100)는, 2D 모드 하에서는 경로 변경 없이 입사광을 그대로 통과시키지만, 3D 모드 하에서는 좌안과 우안에 서로 다른 2차원 영상들을 제공하기 위하여 입사광의 경로를 변경시키는 렌즈로서의 기능을 수행한다.
The upper plate 110 and the lower plate 120 are joined together through a laminating process so that the liquid crystal 115 of the upper plate 110 and the lower alignment film 123 of the lower plate 120 are in direct contact with each other. The initial molecular direction of the liquid crystal 115 between the upper and lower alignment films 114 and 123 is determined by the alignment films 114 and 123 as illustrated in FIG. As the electric field is applied between the first and second transparent electrodes 112 and 122, the molecular direction of the liquid crystal 115 changes as illustrated in FIG. 2, so that the refractive index of the liquid crystal 115 . For example, mode switching to 3D can be performed by applying an electric field between the first and second transparent electrodes 112 and 122. [ The switching lens 100 according to the present invention functions as a lens for changing the path of the incident light so as to pass the incident light without changing the path in the 2D mode but to provide different two dimensional images in the left and right eyes under the 3D mode .

본 발명의 2D/3D 스위칭 렌즈는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상판(110), 상기 상판(110)과 합착된 하판(120), 편광 스위칭부(130), 및 상기 하판(120)과 편광 스위칭부(130) 사이의 점착제층(140)을 포함한다. 4, the 2D / 3D switching lens of the present invention includes an upper plate 110, a lower plate 120 coupled with the upper plate 110, a polarization switching unit 130, and the lower plate 120, And a pressure-sensitive adhesive layer 140 between the polarization switching parts 130.

상기 상판(110)은 제1 필름(111), 상기 제1 필름(111) 하단면에 형성된 수지층(113), 상기 수지층 하단면에 형성된 상부 배향막(114), 및 상기 상부 배향막(114)과 접촉되는 경화된 반응성 액정(reactive mesogen)(116)을 포함한다. 상기 수지층(113)은 다수의 프레넬 렌즈 패턴들을 가진다. The upper substrate 110 includes a first film 111, a resin layer 113 formed on the lower surface of the first film 111, an upper alignment layer 114 formed on the lower surface of the resin layer, And a cured reactive mesogen 116 in contact with the liquid. The resin layer 113 has a plurality of Fresnel lens patterns.

상기 하판(120)은 제2 필름(121), 상기 제2 필름(121) 상단면에 형성된 하부 배향막(123)을 포함한다. The lower plate 120 includes a second film 121 and a lower alignment film 123 formed on the upper surface of the second film 121.

상기 상판(110)과 하판(120)은 라미네이팅 공정을 통해 합착되어 있으며, 상기 상판(110)의 경화된 반응성 액정(116)은 상기 하판(120)의 하부 배향막(123)과 직접 접촉된다. The upper and lower substrates 110 and 120 are bonded together through a laminating process and the cured reactive liquid crystal 116 of the upper substrate 110 directly contacts the lower alignment film 123 of the lower substrate 120.

상기 점착제층(140)을 통해 상기 하판(120)과 합착되어 있는 상기 편광 스위칭부(130)는 제3 및 제4 필름들(131, 132), 상기 제3 및 제4 필름들(131, 132) 상에 각각 형성된 제1 및 제2 투명전극들(133, 134), 상기 제1 및 제2 투명전극들(133, 134) 상에 각각 형성된 상부 및 하부 배향막들(135, 136), 및 상기 배향막들(135, 136) 사이에 위치하는 액정(137)을 포함한다. The polarization switching unit 130 attached to the lower plate 120 through the pressure sensitive adhesive layer 140 includes the third and fourth films 131 and 132 and the third and fourth films 131 and 132 First and second transparent electrodes 133 and 134 formed on the first and second transparent electrodes 133 and 134, upper and lower alignment films 135 and 136 respectively formed on the first and second transparent electrodes 133 and 134, And a liquid crystal 137 positioned between the orientation films 135 and 136.

상기 상부 및 하부 배향막들(135, 136) 사이의 액정(137)의 분자 방향은, 도 2에 예시된 바와 같이, 배향막들(135, 136)에 의해 결정된다. 제1 및 제2 투명전극들(133, 134) 사이에 전계가 인가됨에 따라 도 2에 예시된 바와 같이 상기 액정(137)의 분자 방향이 변하게 되고, 그 결과 상기 편광 스위칭부(130)를 통과한 광의 편광 방향이 변경된다. The molecular direction of the liquid crystal 137 between the upper and lower orientation films 135 and 136 is determined by the orientation films 135 and 136 as illustrated in FIG. As the electric field is applied between the first and second transparent electrodes 133 and 134, the molecular direction of the liquid crystal 137 changes as illustrated in FIG. 2, and as a result, the polarization switching unit 130 The polarization direction of one light is changed.

즉, 제1 및 제2 투명전극들(133, 134) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 상기 편광 스위칭부(130)를 통과한 광의 편광 방향과 제1 및 제2 투명전극들(133, 134) 사이에 전계가 인가된 상태에서 상기 편광 스위칭부(130)를 통과한 광의 편광 방향은 상이하고, 이와 같이 서로 다른 편광 방향을 갖는 입사광에 대하여 상기 경화된 반응성 액정(116)은 다른 굴절율을 갖는다. That is, the polarizing direction of the light passing through the polarization switching unit 130 and the polarizing direction of the first and second transparent electrodes 133 and 134 (134, 134) in a state where no electric field is applied between the first and second transparent electrodes 133 and 134 The polarization direction of the light having passed through the polarization switching unit 130 is different from that of the polarized light, and the cured reactive liquid crystal 116 has a different refractive index with respect to the incident light having such different polarizing directions .

결국, 본 발명의 제2 실시예에 의한 스위칭 렌즈(100)도, 2D 모드 하에서는 경로 변경 없이 입사광을 그대로 통과시키지만, 3D 모드 하에서는 좌안과 우안에 서로 다른 2차원 영상들을 제공하기 위하여 입사광의 경로를 변경시키는 렌즈로서의 기능을 수행한다. As a result, the switching lens 100 according to the second embodiment of the present invention passes the incident light as it is without changing the path in the 2D mode. However, in order to provide different two-dimensional images in the left and right eyes under the 3D mode, And functions as a lens for changing the position of the lens.

예를 들어, 제1 및 제2 투명전극들(133, 134) 사이에 전계를 인가함으로써 3D로의 모드 전환이 수행될 수 있다.
For example, mode switching to 3D can be performed by applying an electric field between the first and second transparent electrodes 133 and 134.

본 발명에 있어서, 상기 디스플레이 패널(200)은 2D 모드 하에서는 2D 영상을 제공하고 3D 모드 하에서는 3D 영상(좌안 영상 및 우안 영상)을 제공하는 패널로서 PDP 패널, LCD 패널, 또는 OLED 패널일 수 있다. In the present invention, the display panel 200 may be a PDP panel, an LCD panel, or an OLED panel, which provides a 2D image under the 2D mode and a 3D image (a left eye image and a right eye image) under the 3D mode.

상기 스위칭 렌즈(100)와 상기 디스플레이 패널(200)의 합착을 위한 점착제층(300)을 형성하는 접착제로는 예컨대, 투명 감압 점착제가 바람직하게 사용될 수 있다. As the adhesive forming the pressure sensitive adhesive layer 300 for attaching the switching lens 100 and the display panel 200, for example, a transparent pressure sensitive adhesive may be preferably used.

본 발명에서 프레넬 렌즈는 이 분야에 공지되어 있는 것을 의미하면, 특별히 제한되지 않는다. The Fresnel lens in the present invention is not particularly limited as long as it is known in the art.

본 발명에서, 상기 수지층(113)에 포함된 각각의 프레넬 렌즈의 내표면에 형성되는 상부 배향막은 필수적인 것은 아니다. 왜냐하면, 상기 내부곡면을 러빙처리만 해도 액정의 배향이 가능할 수 있기 때문이다.In the present invention, an upper alignment film formed on the inner surface of each Fresnel lens included in the resin layer 113 is not essential. This is because the orientation of the liquid crystal can be achieved even by rubbing the inner curved surface.

상기와 같은 형태의 2D/3D 스위칭 렌즈는 액정층의 두께가 얇기 때문에, 사용되는 액정량이 작으며, 이에 따라 원가절감 및 액정 배향성 향상의 효과를 제공할 수 있다. Since the thickness of the liquid crystal layer is small, the 2D / 3D switching lens of the above-described type has a small amount of liquid crystal to be used, thereby reducing the cost and improving the liquid crystal orientation.

본 발명에서, 제 1 필름, 제 2 필름, 제3 필름, 제 4 필름, 상하부 배향막, 제 1 투명전극, 제 2 투명전극, 액정 등의 소재 및 이들을 사용하여 2D/3D 스위칭 렌즈를 구성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며 이 분야에 공지된 기술을 적용할 수 있다.
In the present invention, a material such as a first film, a second film, a third film, a fourth film, an upper and a lower orientation film, a first transparent electrode, a second transparent electrode, a liquid crystal, etc. and a method of constructing a 2D / 3D switching lens Is not particularly limited and a technique known in the art can be applied.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 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 as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.

100: 스위칭 렌즈 110: 상판
111: 제 1 필름 112: 제 1 투명전극
113: 수지층(프레넬 렌즈부) 114, 135: 상부 배향막
115, 116, 137: 액정 120: 하판
121: 제 2 필름 122: 제 2 투명전극
123, 136: 하부 배향막 130: 편광 스위칭부
131: 제 3 필름 132: 제 4 필름
133: 제 1 투명전극 134: 제 2 투명전극
140, 300: 점착제층 200: 디스플레이패널 100: switching lens 110: top plate
111: first film 112: first transparent electrode
113: resin layer (Fresnel lens section) 114, 135: upper alignment film
115, 116, 137: liquid crystal 120: lower plate
121: second film 122: second transparent electrode
123, 136: lower alignment layer 130: polarization switching part
131: third film 132: fourth film
133: first transparent electrode 134: second transparent electrode
140, 300: pressure-sensitive adhesive layer 200: display panel

Claims (5)

제 1 필름 및 상기 제 1 필름 하단면에 형성된, 다수개의 프레넬 렌즈가 횡방향으로 평행하게 배치된 프레넬 렌즈부를 포함하는 상판;
제 2 필름 및 상기 제 2 필름 상단면에 형성된 하부 배향막을 포함하는 하판; 및
상기 상판과 하판 사이에 액정층을 포함하는 것을 특징으로 2D/3D 스위칭 렌즈.A top film comprising a first film and a Fresnel lens portion formed on the bottom surface of the first film and having a plurality of Fresnel lenses arranged in parallel in a transverse direction;
A lower film comprising a second film and a lower alignment film formed on the upper surface of the second film; And
And a liquid crystal layer between the upper plate and the lower plate. 청구항 1에 있어서,
상기 프레넬 렌즈부의 하부 곡면에 배향막이 형성된 것을 특징으로 하는 2D/3D 스위칭 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the Fresnel lens portion has an orientation film formed on a lower curved surface of the 2D / 3D switching lens. 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 필름의 하단면과 프레넬 렌즈부 상단면 사이에 제 1 투명전극이 더 구비되고; 상기 제 2 필름 상단면과 하부 배향막 사이에 제 2 투명전극이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 2D/3D 스위칭 렌즈.The method according to claim 1,
A first transparent electrode is further provided between a lower end surface of the first film and a top surface of the Fresnel lens portion; And a second transparent electrode is further provided between the upper surface of the second film and the lower alignment film. 청구항 1에 있어서,
상기 액정층에 포함된 액정은 경화된 반응성 액정인 것을 특징으로 하는 2D/3D 스위칭 렌즈.The method according to claim 1,
Wherein the liquid crystal contained in the liquid crystal layer is a cured reactive liquid crystal. 청구항 4에 있어서,
하판에는 편광 스위칭부가 결합되며, 상기 편광 스위칭부는
제 3 필름, 상기 제 3 필름 하단면에 형성된 제 1 전극 및 상기 제 1 전극 하단면에 형성된 상부 배향막을 포함하는 상판;
제 4 필름, 상기 제 4 필름 상단면에 형성된 제 2 전극 및 상기 제 2 전극 상단면에 형성된 하부 배향막을 포함하는 하판; 및
상기 상판과 하판 사이에 액정층을 포함하는 것을 특징으로 2D/3D 스위칭 렌즈.The method of claim 4,
The lower plate is coupled with a polarization switching section, and the polarization switching section
An upper plate including a third film, a first electrode formed on a lower surface of the third film, and an upper alignment film formed on a lower surface of the first electrode;
A lower film comprising a fourth film, a second electrode formed on the upper surface of the fourth film, and a lower alignment film formed on the upper surface of the second electrode; And
And a liquid crystal layer between the upper plate and the lower plate.
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