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KR101419234B1 - 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치 - Google Patents

액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치 Download PDF

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KR101419234B1
KR101419234B1 KR1020070133484A KR20070133484A KR101419234B1 KR 101419234 B1 KR101419234 B1 KR 101419234B1 KR 1020070133484 A KR1020070133484 A KR 1020070133484A KR 20070133484 A KR20070133484 A KR 20070133484A KR 101419234 B1 KR101419234 B1 KR 101419234B1
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electrode
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electric field
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정성민
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 전극에 수직한 방향 또는 수평한 방향으로 러빙 방향을 정의하여, 보다 프로파일이 향상된 렌즈 효과를 갖는 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 액정 전계 렌즈는 복수개의 렌즈영역을 포함하여, 서로 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 각 렌즈 영역들에 대응되어 상기 제 1 기판 상에, 서로 이격되며 형성되고, 상기 렌즈 영역의 중심부부터 에지부까지 점차 인가받는 전압의 크기가 증가하는 복수개의 제 1 전극과, 상기 제 2 기판 상에 전면 형성된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극을 포함한 상기 제 1 기판 전면에 형성되며, 상기 제 1 전극의 방향 또는 이에 수직하는 방향의 배향방향을 갖는 제 1 배향막과, 상기 제 2 전극 상에 형성되며, 상기 제 1 배향막에 안티 패럴랠(anti-parallel)한 배향 방향을 갖는 제 2 배향막 및 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 채워진 액정층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
유전율 이방성, 액정, 러빙, 수평 배향, 수직 배향, 제 1 전극, 액정 전계 렌즈, 미세 분할 전극

Description

액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치 {Liquid Crystal Lens Electrically driven and Stereoscopy Display Device}
본 발명은 액정 전계 렌즈에 관한 것으로 특히, 전극에 수직한 방향 또는 수평한 방향으로 러빙 방향을 정의하여, 보다 프로파일이 향상된 렌즈 효과를 갖는 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치에 관한 것이다.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축될 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같이 단순히「듣고 말하는」서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는「시·공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는」초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm정도 떨어져서 존재하기 때문에, 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 약간 다른 영상을 보게 된다. 이와 같이, 두 눈의 위치 차이에 의한 영상의 차이점을 양안 시 차(binocular disparity)라고 한다. 그리고, 3차원 입체 영상 표시 장치는 이러한 양안 시차를 이용하여 왼쪽 눈은 왼쪽 눈에 대한 영상만 보게 하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈 영상만을 볼 수 있게 한다.
즉, 좌/우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.
상술한 3차원 입체 영상을 표시하는 기술은 입체표시 방식, 체적 측정 방식, 홀로그램 방식으로 나눌 수 있다. 그리고, 입체 표시 방식은 안경착용여부에 따라 3D 안경(3D glasses) 방식과 안경미착용 방식으로 나누어진다. 다시 안경미착용 방식은, 3D 방식 구현에 이용하는 구조물의 형상에 따라 패럴랙스 배리어형(parallax barrier type)과, 렌티큘러형(lenticular type)으로 나뉘며, 이하에서는 렌티큘러형의 입체 표시 방식에 대하여 설명한다.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 렌티큘러 방식의 입체 액정 표시 장치를 설명한다.
도 1은 일반적인 렌티큘러 방식의 입체 액정 표시 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 입체 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1과 같이, 일반적인 렌티큘러 방식의 입체 액정 표시 장치는, 상하부 기판(10a, 10b)과 그 사이에 액정(10c)이 충진된 액정 패널(10)과, 상기 액정 패널(10)의 후면(後面)에 위치하여 광을 조사하는 백라이트 유닛(20)과, 입체 영상의 구현을 위해 상기 액정 패널(10) 전면(前面)에 위치하는 렌티큘러 플레이트(30)를 포함하여 이루어진다.
또한, 도 2와 같이, 상기 상부 기판(10a)의 상부면과, 상기 하부 기판(10b)의 하부면에는 각각 제 1, 제 2 편광판(11, 12)이 부착되어 있다.
여기서, 상기 렌티큘러 플레이트(30)는 평평한 기판 상에, 그 상부 표면이 볼록 렌즈 형상의 물질층이 형성되어 이루어진다.
여기서, 상기 액정 패널(10)를 투과한 영상 이미지는 상기 렌티큘러 플레이트(30)를 통과하여 최종 관찰자의 각 눈으로 다른 이미지 그룹이 들어오게 하여, 삼차원의 입체 영상을 느낄 수 있게 된다.
이러한 일반적인 입체 액정 표시 장치는 상기 렌티큘러 플레이트(30)와 상기 액정 패널(10)은 기구물(미도시) 등에 의해 지지되어, 상기 렌티큘러 플레이트(30)와 상기 액정 패널(10) 상의 상기 제 1 편광판(11)의 사이가 소정 간격 이격되어 있다.
이 경우, 상기 액정 패널(10)상의 제 1 편광판(11)과 상기 렌티큘러 플레이트(30) 사이의 공간으로 상기 액정 패널(10) 또는 상기 렌티큘러 플레이트(30)가 처지거나 휘는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 휨 현상이 발생하면, 최종적으로 백라이트 유닛(20), 액정 패널(10) 및 렌티큘러 플레이트(30)를 투과하는 광경로의 이상이 발생되어, 화질을 저하시키는 문제점이 있다.
이러한 상기 액정 패널(10)과 렌티큘러 플레이트(30)간의 공간을 줄이기 위해 상기 액정 패널(10)과 렌티큘러 플레이트(30) 사이를 점착제를 채워 상기 액정 패널(10)과 렌티큘러 플레이트(30)를 서로 부착하여 형성할 수도 있으나, 이 경우, 액정 패널(10)이 대면적화할수록, 점착제가 많이 소요되고, 또한, 점착제에 기인하여 투과율을 저하시키는 또 다른 문제점을 야기하게 된다.
상기와 같은 종래의 입체 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
상기와 같은 렌티큘러 렌즈를 부착하는 경우, 접착제의 사용이나, 휨 현상에 의해 나타나는 시감 저하 문제나, 렌티큘러 렌즈를 매끄럽게 가공하는 데 있어서 어려움 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 전극에 수직한 방향 또는 수평한 방향으로 러빙 방향을 정의하여, 보다 프로파일이 향상된 렌즈 효과를 갖는 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 전계 렌즈는 복수개의 렌즈영역을 포함하여, 서로 대향 배치된 제 1, 제 2 기판과, 상기 각 렌즈 영역들에 대응되어 상기 제 1 기판 상에, 서로 이격되며 형성되고, 상기 렌즈 영역의 중심부부터 에지부까지 점차 인가받는 전압의 크기가 증가하는 복수개의 제 1 전극과, 상기 제 2 기판 상에 전면 형성된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극을 포함한 상기 제 1 기판 전면에 형성되며, 상기 제 1 전극의 방향 또는 이에 수직하는 방향의 배향방향을 갖는 제 1 배향막과, 상기 제 2 전극 상에 형성되며, 상기 제 1 배향막에 안티 패럴랠(anti-parallel)한 배향 방향을 갖는 제 2 배향막 및 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 채워진 액정층을 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
상기 제 1 배향막 및 제 2 배향막은 틸트(tilt)가 1°이하의 수평 배향막일 수 있다. 그리고, 상기 액정층을 이루는 액정은 양의 유전율 이방성을 갖는다. 이 경우, 상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 러빙될 수도 있고, 상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 수직한 방향으로 러빙될 수도 있다.
상기 제 1 배향막 및 제 2 배향막은 틸트(tilt)가 89°이상의 수직 배향막인 경우, 상기 액정층을 이루는 액정은 음의 유전율 이방성을 갖는다. 이 때, 상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 러빙되거나 상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 수직한 방향으로 러빙되는 것이 좋다.
여기서, 상기 제 1 전극들은 상기 제 1 기판 상에서 일 방향으로 길게 형성된다. 그리고, 상기 인접한 제 1 전극들간 인가되는 전압차는 1V 이하인 것이 바람직하다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 표시 장치는, 이차원의 영상 신호를 출사하는 표시 패널 및 상기 표시 패널로부터 이차원의 영상 신호를 그대로 출사하거나 이를 삼차원의 영상 신호로 변환하여 출사하는, 상술한 액정 전계 렌즈를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 표시 패널로부터 상기 액정 전계 렌즈측으로 편광된 광이 전달될 때, 상기 편광된 광의 투과축은 상기 제 1 배향막의 배향 방향과 동일하게 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치는 다 음과 같은 효과가 있다.
복수개 렌즈 영역을 구비한 서로 대향된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판측의 각 렌즈 영역에는 복수개의 제 1 전극을 구비하고, 상기 제 2 기판에는 전면 제 2 전극을 구비하고, 렌즈 영역의 상기 제 1 전극에 위치별로 다른 전압을 인가하고, 상기 제 2 전극에 접지 전압을 걸어주어 영역간 세기 차이를 갖는 수직 전계를 조성하여 상기 제 1, 제 2 기판 사이의 액정층의 구동에 의해 렌즈와 같은 광 효과를 갖는 액정 전계 렌즈를 형성한다. 이로써, 렌즈 가공에 따른 영역별 차이는 문제점을 해소할 수 있다.
또한, 상기 제 1, 제 2 기판 상에 배향막을 형성하고, 이의 배향 방향을 정의함에 있어서, 상기 제1 전극의 길이 방향 또는 이에 수직한 방향에 따르게 함으로써, 렌즈 효과 외의 의도하지 않은 영역에서의 액정의 회전을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 전극을 렌즈 영역에 복수개 구비하고 렌즈영역의 에지부에서 중앙부로 서서히 점차 전압 값을 늘려주거나 줄여주어 인가함으로써, 인접한 제 1 전극간 전압 차가 크게 발생하지 않게 한다. 이로써, 상기 제 1 전극간 측면 전계에 의해 액정의 틀어짐을 발생하고, 초기 배향 방향에 의해 액정의 배향을 컨트롤할 수 있다.
최근에 액정분자의 특성을 이용하여 액정층이 렌즈 역할을 하게 하는 액정 전계 렌즈(liquid crystal lens electrically driven)가 제안되었다.
즉, 렌즈는 렌즈를 구성하는 물질과 공기와의 굴절율 차이를 이용하여 입사 광의 경로를 위치별로 제어하는 것인데, 이러한 물리적 형상의 렌즈를 구성하지 않고, 액정층에 위치별로 서로 다른 전압을 인가하여 위치별로 서로 다른 전기장에 의하여 액정층이 구동되도록 하면, 액정층에 입사하는 입사광은 위치별로 서로 다른 위상 변화를 느끼게 되고, 그 결과 액정층은 실제 렌즈와 같이 입사광의 경로를 제어할 수 있게 된다. 이와 같이, 전계를 인가하여 액정의 구동에 의해 광의 투과가 렌즈를 투과하는 바와 같이 얻어질 때, 액정 및 이를 구동하는 전극들을 포함하는 어레이를 구조를 액정 전계 렌즈라 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3c는 3 전극 구조의 액정 전계 렌즈에 있어서, 지면을 뚫는 방향으로 러빙했을 때, 각각의 편광 방향, 전계 모양, 전압 인가 전후의 전극에 대한 액정의 배향 상태를 나타낸 도면이다.
도 3a와 같이, 3 전극 구조로 액정 전계 렌즈를 형성시 그 구성은 다음과 같다.
즉, 각각 복수개의 렌즈 영역(L)을 구비하여 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(100, 150)과, 상기 제 1 기판(100), 제 2 기판(150) 사이에 채워진 액정층(130)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150)은 각각 서로 대응되는 부위에 복수개의 렌즈 영역(L)들을 구비한다.
상기 렌즈 영역(L)은 일 피치(pitch)에 대응되는 폭을 갖도록 정의되며, 동 일한 피치를 갖는 렌즈 영역(L)이 일 방향(도 3a에서는 가로 방향)으로 주기적으로 반복된다. 이 때, 일 피치(pitch)란 렌즈 영역(L)의 가로폭을 의미하며, 상기 렌즈 영역은 도시된 볼록 렌즈와 같은 물리적인 렌즈 형상을 갖는 것이 아니라, 전계 인가에 따라 액정 배열되어 이루어지는 렌즈 기능을 갖는 영역을 표시한 것이다.
상기 제 1 기판(100) 상에는, 각기 인접한 좌우 렌즈 영역(L)의 에지부 및 그 주변부에 대응되어 제 1 폭으로 형성된 제 1 전극(101)과, 상기 제 1 전극(101)을 포함한 제 1 기판(100) 상에 형성된 제 1 절연막(102)과, 상기 제 1 폭과 작은 폭으로 상기 제 1 전극(101) 상부에 대응되어 상기 제 1 절연막(102) 상에 형성된 제 2 전극(103)과, 상기 제 2 전극(103)을 덮도록 상기 제 1 절연막(102) 전면에 형성된 제 2 절연막(104) 및 상기 제 2 절연막(104) 전면에 형성된 제 1 배향막(105)이 형성된다.
그리고, 상기 제 2 기판(150) 상에는 전면 제 3 전극(151)이 형성되고, 상기 제 3 전극(151)의 상부에는 제 2 배향막(152)이 형성된다.
이 때, 전압 무인가시 2차원 영상 표시가 가능하도록 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150)에, 초기 상태(전압 무인가시)에서 광의 투과가 가능하게 배향처리를 한다. 즉, 상기 제 1, 제 2 배향막(105, 152)은 전압이 인가되지 않은 초기 상태에서, 상기 액정층(130)이 광을 투과시키는 배향 특성을 갖도록, 상기 제 1 배향막(105) 측은 상기 제 2 전극(103)의 길이 방향으로 러빙(rubbing)하고, 상기 제 2 배향막(152)은 이에 평행하며 서로 다른 진행 방향으로, 안티 패럴랠(anti-parallel)하게 한다. 여기서, 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150)의 배면측은 편광판 이 구비되지 않는 것으로, 이에 따라 하부로부터 표시장치를 통해 상기 액정 전계 렌즈를 통과한 빛은 그대로 관측자에게 투과되어 전달된다. 즉, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드이다.
도 3a에 도시한 단면도는 좌우 인접한 렌즈 영역의 중심부 사이의 영역을 나타낸 것으로, 일 피치(pitch)에 해당하는 폭의 단면도이다. 이 경우, 상기 제 2 전극(103)과 제 1 전극(101)에 각각 고전압, 문턱 전압을 인가하고, 대향되는 제 3 전극(151)에 접지 전압을 주게 되면, 도 3b와 같이, 상기 제 2 전극(103) 상부에 가장 강한 수직 전계가 발생하고, 상기 제 2 전극(103)과 멀어질수록 약한 수직 전계가 발생한다. 이를 도 3b와 같이 전기장으로 도시하면, 상기 제 2 전극(103) 상부에서 전위면의 등고선이 높고, 상기 제 2 전극(103)에서 멀어질수록 상기 전위면이 등고선이 낮음을 알 수 있다. 그리고, 상기 액정층(130)의 액정분자는 양의 유전율 이방성을 갖는 것으로, 전계 방향(전위면에 수직한 방향)으로 배향되며, 이에 따라 상기 제 2 전극(103) 상부에서 수직하게 서있으며, 상기 제 2 전극(103)쪽으로 가면 서서히 눕기 시작하여, 상기 제 2 전극(103)과 가장 먼쪽(렌즈 영역의 중심부)에서는 완전히 눕는 것을 알 수 있다. 즉, 전계에 의한 액정의 배향의 따라 굴절률 차이가 발생하여, 이로 인해 상기 제 2 전극(103)의 중심을 기준으로 인접한 좌우 렌즈 영역(L)의 각각의 반분된 포물선면의 위상 특성을 갖는 액정 전계 렌즈가 형성된다. 이러한 동일한 구조의 패턴이 일 방향(가로 방향)으로 반복되면 포물선면의 액정 전계 렌즈가 연속하여 일 피치(pitch)를 주기로 형성된다.
이 때, 상기 제 2 전극(103)과 제 1 전극(101)간은 두 전극간이 갖는 전압 차에 의해 상기 제 2 전극(103)과 상기 제 1 전극(101)간의 수평 전계가 조성되어, 이 부위에서 상기 수평 전계에 의해 액정의 회전(rotaion)이 발생하여 결과적으로 복굴절이 발생한다.
여기서, 도 3c와 같이, 상기 제 1 기판(100) 측의 제 1 배향막(105)이 상기 제 2 전극(103) 방향으로 배향되었을 때, 액정에 전압을 인가하기 전(off) 초기 상태에서는 상기 제 2 전극(103)의 방향으로 상기 액정이 배향되고, 전압 인가 후(on) 상태에서는 상기 제 2 전극(103)과 상기 제 3 전극(151) 사이의 수직 전계뿐만 아니라 상기 제 2 전극(103)과 상기 제 1 전극(101) 사이의 전압 차에 의해 조성된 측면 전계(E)에 의해 액정이 비스듬히 틀어지는 회전이 발생되는 점을 나타내고 있다. 이러한 액정의 회전(rotaion)에 의해 상기 제 2 전극(103)의 외측 모서리 부근에 복굴절이 발생하게 된다.
이 때, 상기 액정 전계 렌즈의 하측에서 들어오는 광은 지면을 뚫는 방향, 즉, 상기 제 2 전극(103)의 길이 방향의 편광 방향을 갖고 있으며, 상기 액정 전계 렌즈를 투과하는 방향의 진행방향을 갖고 있다.
이 때, 상기 제 1 전극(101)에 인가되는 문턱 전압은 V=
Figure 112007091108336-pat00001
(Δε는 액정 유전율 이방성, K1은 Splay 탄성 계수, ε0은 자유공간 유전율)을 피크값으로 하는 교류 사각파(square wave)이며, 상기 제 2 전극(103)에 인가되는 고전압 은 2.5~10V을 피크값으로 하는 교류 사각파이다.
한편, 도시하지 않았지만, 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150)의 외곽 영역에는 씰 패턴(미도시)이 형성되어 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150) 사이를 지지한다. 또한, 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150) 사이의 액정층(130)은 충분한 위상의 액정 전계 렌즈 형성을 위해, 약 15~30㎛의 두께에 상당하도록 충분한 두께로 형성하는데, 이러한 액정층(130)의 두께를 안정하게 유지하기 위해 상기 제 1, 제 2 기판(100, 150) 사이의 셀 갭을 지지하는 볼 스페이서 또는 칼럼 스페이서가 더 형성될 수 있다. 이 경우, 포함되는 스페이서는 상기 액정 전계 렌즈의 위상을 왜곡시키지 않는 위치에 형성하는 것이 좋다.
한편, 본 발명의 액정 전계 렌즈는, 그 자체로는 삼차원 구현에 이용되는 렌즈 역할을 하는 것이고, 경우에 따라, 이차원을 구현하는 표시 장치상에 위치하여, 이차원 영상을 삼차원 영상으로 변환시켜 영상을 표시할 수 있다. 또한, 전압 무인가시 광이 투과되는 특성을 이용하여, 전압 무인가시는 이차원 표시, 전압 인가시는 삼차원 표시와 같은 스위칭 기능을 겸용할 수 있다. 이러한 액정 전계 렌즈는, 하부에 2차원 영상 표시가 가능한 표시 장치를 두어, 이용가능할 것이다. 즉, 상기 2차원 영상 표시와 3차원 영상 표시의 스위칭(switching) 기능이 가능하여, 상기 액정 전계 렌즈는 전압 인가시는 하부 표시 장치로부터 나오는 이차원 영상 신호의 입체(삼차원) 영상 표시를 가능하게 하고, 전압 무인가시에는 하부 표시 장치로부터 나오는 2차원 영상 표시를 바로 관측자에게 전달하여 2차원 영상 표시가 가능할 것이다.
도 4a 내지 도 4c는 3 전극 구조의 액정 전계 렌즈에 있어서, 지면에 수평한 방향으로 러빙했을 때, 각각의 편광방향, 전계 모양, 전압 인가 전후의 전극에 대한 액정의 배향 상태를 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이, 상기 제 2 전극(103)의 길이 방향으로 제 1 배향막(105)의 러빙이 이루어졌을 때, 상기 제 1, 제 2 전극(101, 103)간 걸리는 약한 수평 전계에 의해 전압 인가시 액정이 제 2 전극(103)의 길이 방향에서 틀어지는 현상이 발생하기 때문에, 이를 해결하기 위해서는 도 4a와 같이, 상기 제 1 배향막(105)의 러빙 방향을 상기 제 2 전극(103)의 길이 방향에 수직한 방향으로 하는 것이 좋다. 즉, 상기 제 1, 제 2 전극(101, 103)간 발생하는 수평 전계 방향으로 상기 제 1 배향막(105)의 러빙 방향을 결정한다. 이 대, 상기 액정 전계 렌즈 하측으로부터 들어오는 광은 도 4a의 지면 상의 가로 방향으로, 상기 제 1 배향막(105)의 러빙 방향과 일치한다. 그리고, 상기 제 2 배향막(152)은 상기 제 1 배향막(105)과 러빙 방향과 평행하며, 상기 제 1 배향막(10)의 러빙 방향과 서로 반대의 진행 방향으로 안티 패럴랠하게 배향한다.
이 때, 도 4c 와 같이, 전압 인가 전(off 상태)은 상기 제 1 배향막(105)의 러빙 방향으로 액정이 상기 제 2 전극(103)에 수직한 방향으로 액정이 배향되어 있다가, 도 4b 및 도 4c와 같이, 전압 온 상태(on 상태)는 상기 제 1, 제 2 전극(101, 103)간 수평 전계가 발생한다 하더라도, 이미 액정이 수평하게 배향(상기 제 2 전극(103)에 대하여는 수직)되어 있는 상태라 측면 전계에 의한 회전은 발생 하지 않고, 강하게 제 2 기판(150)측의 제 3 전극(151)과 상기 제 2 전극(103) 및 제 1 전극(101)사이에 수직 전계가 인가되어 액정이 세워지게 된다. 이 경우, 도 4b와 같이, 상기 제 2 전극(103)에서는 액정분자의 세워진 정도가 클 것이고, 이와 멀어질수록 세워지는 정도가 낮아질 것이다. 이 때, 액정분자는 전압 인가 전에서 전압 인가 후 상기 수평하게 배향된 상태에서 상하로 세워지는 정도의 변화만을 가질 것이고, 평면상에서 배향 변화를 갖지 않아 상대적으로 앞서 설명한 구조(도 3a 내지 도 3c)에 비해 왜곡 부위가 줄어 보다 매끄러운 전계 효과를 갖게 될 것이다.
그러나, 도 4a 내지 도 4c와 같이 수평 배향을 취하는 구조에 있어서도, 상기 제 1, 제 2 배향막(105, 152)이 러빙시 갖는 틸트각(tilt)에 의해, 액정 전계 렌즈의 비대칭성이 나타날 수 있다. 예를 들어, 상기 틸트각이 1°내인 경우라 하더라도, 전계 인가 후 조성되는 액정 전계 렌즈(액정층 내의 광경로차에 상당)는 렌즈 영역의 중심부를 기준으로 정확히 좌우 대칭이 아니라 일측으로 틀어지는 형상으로 관찰된다.
이에 따라 이를 해결코자 하는 노력이 제기되었다.
도 5는 본 발명의 액정 전계 렌즈를 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 5의 액정 전계 렌즈를 적용한 입체 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6과 같이, 본 발명의 액정 전계 렌즈(2000)를 포함하는 입체 표시 장치는, 전압 인가에 따라 구동되어 렌즈 기능을 갖는 액정 전계 렌즈(2000)와, 상기 액정 전계 렌즈(1000) 하측에 이차원 영상 정보를 출사하는 표시 패널(350) 과, 상기 표시 패널(350) 하측에 표시 패널(350)로 광을 전달하는 광원(700)을 포함하여 이루어진다.
경우에 따라, 상기 표시 패널(350)이 광을 직접 발광하는 장치라면, 상기 광원(700)의 생략이 가능하다.
상기 표시패널(350)에는 제 1 및 제 2 영상(IM1, IM2)을 각각 표시하는 제 1 및 제 2 영상 화소(P1, P2)가 순차적으로 반복 배열되어 있으며, 이러한 표시패널(350)로는 액정표시소자(Liquid crystlal Display Divice: LCD), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Display Device: OLED), 플라즈마 표시 소자(Plasma Display Panel: PDP), 전계발광소자(Field Emission Display Device: FED) 등의 평판 표시 장치가 사용될 수 있다. 이러한 표시 패널(350)은 상기 액정 전계 렌즈(2000) 하측에 위치하여, 상기 액정 전계 렌즈(2000)로 이차원의 영상 신호를 전달하는 역할을 한다.
본 발명의 액정 전계 렌즈(2000)는, 이차원 영상 신호를 렌즈면의 프로파일(profile)과 같이 삼차원 영상 신호를 출사하는 기능을 갖는 것으로, 상기 이차원을 구현하는 표시 패널(350) 상에 위치하며, 전압 인가 여부에 따라 선택적으로 삼차원 영상 신호의 출사 혹은 이차원 영상 신호를 그대로 출사하는 기능을 한다. 즉, 전압 무인가시 광이 투과되는 특성을 이용하여, 전압 무인가시는 이차원 표시, 전압 인가시는 삼차원 표시와 같은 스위칭 기능을 겸용할 수 있다.
이하, 상기 액정 전계 렌즈(2000)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 5와 같이, 본 발명의 액정 전계 렌즈는, 복수개의 렌즈영역(L)이 대응되어 정의되며, 서로 대향 배치된 제 1, 제 2 기판(400, 500)과, 상기 제 1 기판(400) 상의 각 렌즈 영역들에 대하여, 서로 동일 간격으로 이격된 복수개의 제 1 전극(401a, 401b)과, 상기 제 2 기판(500) 전면에 형성된 제 2 전극(501)과, 상기 제 1 전극들(401a, 401b)에 각각 서로 다른 전압을 인가하는 전압원(Vmin, V1, V2, ...,Vmax) 및 상기 제 1 기판(400) 및 제 2 기판(500) 사이에 채워진 액정층(600)을 포함하여 이루어진다.
하나의 액정 전계 렌즈(2000) 내에서 이러한 광경로차를 갖는 부분을 갖는 렌즈 영역(L)이 주기적으로 반복된다. 도면상에서는 도 6을 기준으로 이와 같은 렌즈 영역(L)이 가로 방향에서 반복되며, 지면을 관통하는 방향으로 상기 제 1 전극들(401a, 401b)이 막대 형상으로 길게 형성된다.
또한, 상기 제 1 전극(401a, 401b)들간의 간격은 도시된 바와 같이, 서로 동일 간격 이격하여 형성하거나 혹은 경우에 따라 에지부(E)에서 중앙부(O)로부터 갈수록 간격을 점차 늘리거나 혹은 간격을 점차 줄이도록 하여 형성할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 전극(401a/401b, 501)은 투명 금속으로 형성하여, 각 전극이 위치한 부위에서 투과율의 손실을 방지한다.
그리고, 상기 제 1 전극은 하나의 층상에 서로 이격하여 형성할 수도 있고, 도시된 바와 같이, 제 1 기판(400)측의 제 1 전극(401a)과 상기 절연막(402) 상의 제 1 전극(401b)과 같이 서로 다른 층에 나누어 형성할 수도 있다. 이 때, 후자의 경우 각 층의 제 1 전극(401a, 401b)의 형성시 동일층의 이격한 제 1 전극간의 거 리에 여유를 가져 상기 제 1 전극(401a, 401b)들을 미세 폭으로 형성시 인접한 제 1 전극간의 쇼트가 발생됨을 방지할 수 있다 또한, 평면상에서 상기 제 1 전극들(401a, 401b)은 상기 제 1 기판(400)의 표면을 거의 채울 정도로 촘촘히 형성할 수 있다.
이때, 상기 렌즈 영역(L)의 중심(O)에서의 제 1 전극은 대략 문턱 전압에 상당한 제 1 전압(Vmin)이 인가되며, 상기 렌즈 영역(L)들의 에지부(E)에 위치한 제 1 전극에 가장 큰 제 n 전압(Vmax)이 인가된다. 이 경우, 상기 렌즈 영역(L)의 중심(O)과 에지부(E) 사이의 위치하는 상기 제 1 전극들(401a, 401b)에 인가되는 전압은 상기 렌즈 영역의 문턱 전압(Vmin)에서 제 n 전압(Vmax) 사이에서, 상기 렌즈 영역(L)의 중심에서 멀어질수록 점점 커지는 값의 전압이 인가된다. 한편, 이와 같이, 상기 복수개의 제 1 전극(401a, 401b)에 전압이 인가되면 상기 제 2 전극(501)에는 접지 전압을 인가하여, 상기 제 1 전극들(401a, 401b)과 상기 제 2 전극(501) 사이에 수직 전계를 조성한다.
이러한 전압 인가시, 서로 인접한 상기 제 1 전극(401a, 401b)들간의 인가되는 전압 차는 1V 이하로 하여, 상기 제 1 전극들(401a, 401b)간에 조성되는 수평 전계가 크게 발생하지 않도록 한다.
이러한 복수개의 제 1 전극(401a, 401b)은 상기 렌즈 영역(L)에서, 상기 렌즈 영역의 에지부(E)를 경계로 좌우 대칭형으로 형성된다. 이러한 상기 각 제 1 전극들(401a, 401b)은 패드부(표시 패널(350)의 비표시부에 대응)에서, 해당 전압원(Vmin, V1, V2, ..., Vmax)들과 금속 배선(미도시)을 통해 연결되어, 해당 전압 이 인가된다.
여기서, 상기 렌즈 영역(L)의 중심(O)에 대응되어 형성된 제 1 전극(401a 또는 401b)에 인가되는 가장 작은 문턱 전압(Vmin)은 약 1.4~2V 를 피크값으로 하는 교류 사각파이며, 이러한 문턱 전압 Vmin)은
Figure 112007091108336-pat00002
(Δε는 액정 유전율 이방성, K1은 액정의 탄성 계수, ε0은 자유공간 유전율)로 계산된다. 또한, 상기 렌즈 영역(L)의 에지(E)에 대응되어 제 1 전극들(401a, 401b)에 인가되는 전압 중 가장 큰 고전압은 약 2.5~10V를 피크값으로 하는 인가되는 교류 사각파이다.
한편, 상기 액정 전계 렌즈(2000)에 구비된 복수개의 제 1 전극들(401a, 401b)에 상술한 문턱전압(1.4~2V를 피크값으로 하는 교류 사각파)에서 고전압(2.5~10V를 피크 값으로 하는 교류 사각파) 사이의 값으로 인가하고, 상기 제 2 전극(501)에 접지 전압을 인가할 경우, 액정 전계 렌즈(2000)는 포물선면의 광학 렌즈와 유사한 렌즈로 작용하게 되고, 상기 표시 패널(350)로부터 출사된 제 1 및 제 2 영상(IM1, IM2)은 상기 액정 전계 렌즈(2000)에 의하여 각각 제 1 및 제 2 시역(viewing zone)(V1, V2)으로 전달되고, 상기 제 1, 제 2 시역(V1, V2)간의 거리를 사람의 두 눈 사이의 거리로 설계하면 사용자는 상기 제 1 및 제 2 시역(V1, V2)으로 각각 전달되는 제 1 및 제 2 영상(IM1, IM2)을 합성하여 양안시차에 의한 3차원 영상을 인식한다.
한편, 제 1 전극(401a, 401b) 및 제 2 전극(501)에 전압을 인가하지 않을 경 우, 상기 액정 전계 렌즈(2000)는 상기 표시 패널(350)의 제 1 및 제 2 영상(IM1, IM2)의 굴절 없이 그대로 표시되는 단순 투명층 역할을 한다. 따라서, 제 1 및 제 2 영상(IM1, IM2)은 시역구분 없이 그대로 사용자에게 전달되고 사용자는 2차원 영상을 인식하게 된다.
도면에서는, 상기 액정 전계 렌즈(2000)의 일 렌즈 영역(L)은, 액정 전계 렌즈 하측(2000)에 위치하는 표시 패널(350)의 2개의 화소들(P1, P2)의 폭에 대응되어 형성된 모습을 나타내고 있으며, 경우에 따라 복수개의 화소들이 상기 일 렌즈 영역(L)에 대응되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 렌즈 영역(L)들은 화소들에 대하여 일정 각도로 기울인 방향으로 형성할 수도 있고, 경우에 따라 화소들에 대해 계단형상(렌즈 배치가 n번째 화소 수평 라인에 대해 (n+1)번째 화소 수평라인측에서 일정 폭 쉬프트되어 형성)으로 형성할 수도 있을 것이다.
상기 렌즈 영역(L)은 일 피치(pitch)에 대응되는 폭을 갖도록 정의되며, 동일한 피치를 갖는 렌즈 영역(L)이 일 방향(도 6에서는 가로 방향)으로 주기적으로 반복된다. 이 때, 일 피치(P: pitch)란 일 렌즈 영역(L)의 가로폭을 의미하며, 상기 렌즈 영역은 도시된 볼록 렌즈와 같은 물리적인 렌즈 형상을 갖는 것이 아니라, 전계 인가에 따라 액정이 배열되어 광경로 차에 의해 시감적으로 렌즈 효과를 갖는 영역을 표시한 것이다. 상술한 렌즈 영역(L)은 도시된 5에 도시된 형상이 일 피치(P)를 주기로 가로 방향으로 반복되어 형성된다.
도 5 및 도 6에서, 렌즈 영역(L)의 폭이 피치(P)라고 할 때, 상기 렌즈 영역(L)의 중심(O)에서 상기 렌즈 영역(L)의 에지부(E)까지는 P/2에 상당한 거리를 가지는 것으로, 상기 렌즈 영역(L)의 에지부(E)에서 각 렌즈 영역의 중심(O)까지 대칭형의 제 1 전극들(401a, 401b_에 대칭의 전압 값이 인가됨을 나타낸다.
그리고, 상기 제 1 전극들(401a, 401b)을 포함한 상기 제 1 기판(400)과, 상기 제 2 전극(501) 상에는 각각 제 1 배향막(403)과 제 2 배향막(502)이 형성된다. 이 때, 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)은 전압 무인가시의 초기 상태에서 상기 액정 전계 렌즈(2000)를 투과층으로 기능시키기 위해, 제 1 배향막(403)의 러빙 방향을 상기 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향과 동일하게 하거나 혹은 상기 제 1 전극(401a)의 길이 방향과 수직하게 교차하는 방향으로 할 수 있다. 이 때, 상기 제 2 배향막(502)의 러빙 방향을 이에 교차하는 방향 또는 안티 패럴랠(anti-parallel: 평행하나 진행 방향이 반대) 방향으로 한다. 이를 통해 표시 패널(350)을 통해 하부에서 전달되는 되는 상기 액정 전계 렌즈(2000)를 거쳐 그대로 관측자에게 투과 전달시킨다.
그리고, 상기 복수개의 제 1 전극(401a, 401b)은 상기 제 1 기판(400) 또는 절연막(402)의 세로 방향(상기 제 1 기판(400)의 일 변의 방향)을 따라 막대 형상으로 형성되며, 단일 제 1 전극들(401a, 401b)의 각각의 폭은 5~10㎛으로 하며, 인접한 제 1 전극(401a, 401b)간의 간격을 5~10㎛로 하여 배치한다. 예를 들어, 피치는 90 내지 1000㎛ 정도로 다양하게 가변할 수 있는데, 상술한 제 1 전극(401a, 401b)의 폭 및 이격 간격에 따라 렌즈 영역별로 10개 내외에서 100개 이상까지 형성할 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 상기 제 1, 제 2 기판(400, 500)의 외곽 영역(패드부를 포함한 비표시 영역)에는 씰 패턴(미도시)이 형성되어 상기 제 1, 제 2 기판(400, 500) 사이를 지지한다. 또한, 상기 제 1, 제 2 기판(400, 500) 사이의 액정층(600)은 충분한 위상의 액정 전계 렌즈 형성을 위해, 약 15㎛ 이상의 두께에 상당하도록 충분한 두께로 형성하는데, 이러한 액정층(600)의 두께를 안정하게 유지하기 위해 상기 제 1, 제 2 기판(400, 500) 사이의 셀 갭을 지지하는 볼 스페이서 또는 칼럼 스페이서가 더 형성될 수 있다. 이 경우, 포함되는 스페이서는 상기 액정 전계 렌즈의 위상을 왜곡시키지 않는 위치에 형성하는 것이 좋다.
이와 같이, 상기 제 1 기판(400) 상에 서로 동일 폭의 제 1 전극(401a, 401b의 배치가 이루어지고, 상기 제 1 전극들(401a, 401b)에 대하여 렌즈 영역(L)의 에지부(E)로부터 중앙(O)까지 점점 작아지는 전압 인가에 의해, 전체적으로 상기 제 1 전극들(401a, 401b)과 제 2 전극(501)간 수직 전계가 완만하게 조성되고, 인접한 제 1 전극들(401a, 401b) 사이에는 약하게 횡전계가 조성된다. 결과적으로 상기 렌즈 영역의 에지부(E)에서 강하며, 상기 렌즈 영역의 중심(O)에서 약하게 걸리는, 완만한 측면 전기장이 형성된 것으로 관측된다.
따라서, 위치별 전기장에 따라 배향되는 액정의 광경로 길이를 나타내면, 상기 렌즈 영역의 에지부(E)에서 가장 광경로가 짧으며, 렌즈 영역 중심(O)에서 가장 긴 형태의 완만한 포물렌즈 렌즈면과 유사한 형상으로 액정 전계 렌즈가 형성됨을 알 수 있다.
여기서, 상기 제 1 전극(401a, 401b)과 제 2 전극(501)에 전압 인가는 액정 전계의 거동을 유발하여, 전체적으로 빛이 느끼는 굴절율이 공간적으로 포물 함수가 되도록 유도한다.
이하, 본 발명의 액정 전계 렌즈에 있어서, 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)의 배향 방향과 액정층(600)을 이루는 액정의 성질에 따라 구현한 각 실시예별로, 전압 인가 전후의 액정의 형태에 대하여 살펴본다.
이하의 도 7a, 8a, 9a 및 도 10a에서 도시된 단면도들은 하나의 렌즈 영역을 도시한 것으로, 그 중앙이 렌즈 영역의 에지부(E)를 나타내고, 좌우 양측이 인접한 렌즈 영역의 중앙부를 나타내는 것으로, 이를 액정 전계 렌즈의 광경로차로 나타내는 렌즈 프로파일로 도시할 때, 상기 렌즈 영역의 에지부(E)를 기준으로 각각 반분된 포물 렌즈가 양측에 위치한 형상에 상당한다.
여기서, 상기 도 7a 내지 도 10a의 전계형성에 의해 구현되는 액정 전계 렌즈는 각각 렌즈 영역의 에지부(E)에서 광경로차가 가장 짧고, 중앙부에서 가장 광경로차가 큰 광학 효과가 큰 볼록 렌즈와 유사한 효과를 가지며, 동일 광학 효과를 얻기 위해 각각 도 7a 및 도 8a는 에지부(E)에서 전계 세기를 크게하여 주고, 도 9a 및 도 10a는 중앙부(O)에서 전계 세기를 크게 한다.
도 7a 는 제 1 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도이며, 도 7b 및 도 7c는 도 7a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면이다.
도 7a와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 전계 렌즈는, 상기 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)의 배향 방향을 상기 제 1 기판(400) 상의 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향(지면을 뚫는 방향)에 따른 것으로, 이 때, 상기 액정층(600)을 이루는 액정은 양의 유전율 이방성을 갖는다. 여기서, 각각 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)은 틸트(tilt)가 1°이하의 수평 배향막을 이용하고, 그 배향 방향은 러빙을 통해 정의하는 것으로, 각각 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)은 상기 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향에서 서로 안티 패럴랠하게 러빙된다.
그리고, 전압 인가 전 액정은 도 7b와 같이, 상기 제 1 배향막(403)의 러빙 방향과 같이, 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향을 따라 배향된다. 그리고, 전압 인가 후 액정은 도 7c와 같이, 상기 제 1, 제 2 전극(401a/401b, 501)간 형성되는 수직 전계에 의해 액정이 구동되며, 가장 강한 수직 전계가 걸리는 렌즈 영역의 에지부(E)에서는 액정이 완전히 서게 되고, 중앙부(O)는 상기 초기 배향 방향으로 거의 누워있게 된다. 즉, 상기 중앙부(O)에서 중앙부(E)로 갈수록 점차 수직 전계의 세기가 커져, 누워있다가 수직 전계 정도에 따라 점점 일어나는 형상의 배향을 하게 된다.
여기서, 도 7a의 화살표 크기는 수직 전계의 세기를 나타낸 것으로, 에지부(E)에서 가장 강한 수직 전계를 조성하고, 중앙부(O)로 갈수록 약한 수직 전계를 조성함을 나타낸다.
도 8a 는 제 2 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도이며, 도 8b 및 도 8c는 도 8a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면이다.
도 8a와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 전계 렌즈는, 상기 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)의 배향 방향을 상기 제 1 기판(400) 상의 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향에 수직한 방향(도면에서 가로 방향)에 따른 것으로, 이 때, 상기 액정층(600)을 이루는 액정은 양의 유전율 이방성을 갖는다. 여기서, 각각 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)은 틸트(tilt)가 1°이하의 수평 배향막을 이용하고, 그 배향 방향은 러빙을 통해 정의하는 것으로, 각각 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)은 상기 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향의 수직한 방향에서 서로 안티 패럴랠하게 러빙된다.
그리고, 전압 인가 전 액정은 도 8b와 같이, 상기 제 1 배향막(403)의 러빙 방향과 같이, 제 1 전극(401a, 401b)과 교차하는 방향(도면상의 가로 방향)을 따라 배향된다. 그리고, 전압 인가 후 액정은 도 8c와 같이, 상기 제 1, 제 2 전극(401a/401b, 501)간 형성되는 수직 전계에 의해 액정이 구동되며, 가장 강한 수직 전계가 걸리는 렌즈 영역의 에지부(E)에서는 액정이 완전히 서게 되고, 중앙부(O)는 상기 초기 배향 방향인 가로 방향으로 거의 누워있게 된다. 즉, 상기 중앙부(O)에서 중앙부(E)로 갈수록 점차 수직 전계의 세기가 커져, 누워있다가 수직 전계 정도에 따라 점점 일어나는 형상의 배향을 하게 된다.
마찬가지로, 도 8a의 화살표 크기는 수직 전계의 세기를 나타낸 것으로, 에지부(E)에서 가장 강한 수직 전계를 조성하고, 중앙부(O)로 갈수록 약한 수직 전계를 조성함을 나타낸다.
도 9a 는 제 3 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도이며, 도 9b 및 도 9c는 도 9a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면이다.
도 9a와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 전계 렌즈는, 상기 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)의 배향 방향을 상기 제 1 기판(400) 상의 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향(지면을 뚫는 방향)에 따른 것으로, 이 때, 상기 액정층(600)을 이루는 액정은 음의 유전율 이방성을 갖는다. 여기서, 각각 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)은 틸트(tilt)가 89°이상의 수직 배향막을 이용하고, 각각 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)은 상기 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향에서 서로 안티 패럴랠하게 배향된다. 이 경우, 수직 배향막은 별도의 러빙 처리없이 거의 수직에 가까운 배향각을 갖는 것으로, 약간의 틸트(1°도 내의 변화)에 의해 배향 방향을 정의하게 된다.
그리고, 전압 인가 전 액정은 도 9b와 같이, 상기 제 1 배향막(403)의 수직 배향막으로, 상기 제 1 배향막(403)의 수직한 배향각과 같이, 액정의 서있는 상태로 배향된다. 그리고, 전압 인가 후 액정은 도 9c와 같이, 상기 제 1, 제 2 전극(401a/401b, 501)간 형성되는 수직 전계에 의해 액정이 구동되며, 이 때, 액정이 유전율 이방성이 음인 것으로, 상기 수직 전계에 수직한 방향으로 액정이 구동되고, 따라서, 가장 강한 수직 전계가 걸리는 렌즈 영역의 중앙부(O)에서는 액정이 완전히 눕게 되고, 에지부(E)는 상기 초기 배향 방향으로 거의 서 있게 된다. 즉, 상기 중앙부(O)에서 에지부(E)로 갈수록 점차 수직 전계의 세기가 줄어들어, 상기 전계에 수직하게 배향되는 액정은 누워있다가 수직 전계가 줄어드는 정도에 따라 점점 일어나는 형상의 배향을 하게 된다. 여기서, 도 9a의 화살표 크기는 수직 전계의 세기를 나타낸 것으로, 중앙부(O)에서 가장 강한 수직 전계를 조성하고, 에지부(E)로 갈수록 약한 수직 전계를 조성함을 나타낸다.
여기서, 전압 인가시의 가장 강한 수직 전계가 조성되는 중앙부(O)에서 상기 액정이 누워있는 방향은 상기 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향인 것으로, 이는 이 방향으로 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)이 틸트각을 주어 전압 인가시 액정이 회전하는 방향을 정의하는 것이다.
도 10a 는 제 4 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도이며, 도 10b 및 도 10c는 도 10a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면이다.
도 10a와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 전계 렌즈는, 상기 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)의 배향 방향을 상기 제 1 기판(400) 상의 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향에 수직한 방향(도면상의 가로 방향)에 따른 것으로, 이 때, 상기 액정층(600)을 이루는 액정은 음의 유전율 이방성을 갖는다. 여기서, 각각 제 1 배향막(403) 및 제 2 배향막(502)은 틸트(tilt)가 89°이상의 수직 배향막을 이용하고, 각각 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)은 상기 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향에서 서로 안티 패럴랠하게 배향된다. 이 경우, 수직 배향막은 별도의 러빙 처리없이 거의 수직에 가까운 배향각을 갖는 것으로, 약간의 틸트(1°도 내의 변화)에 의해 배향 방향을 정의하게 된다.
그리고, 전압 인가 전 액정은 도 10b와 같이, 상기 제 1 배향막(403)의 수직 배향막으로, 상기 제 1 배향막(403)의 수직한 배향각과 같이, 액정이 서있는 상태로 배향된다. 그리고, 전압 인가 후 액정은 도 10c와 같이, 상기 제 1, 제 2 전극(401a/401b, 501)간 형성되는 수직 전계에 의해 액정이 구동되며, 이 때, 액정이 유전율 이방성이 음인 것으로, 상기 수직 전계에 수직한 방향으로 액정이 구동되고, 따라서, 가장 강한 수직 전계가 걸리는 렌즈 영역의 중앙부(O)에서는 액정이 완전히 눕게 되고, 에지부(E)는 상기 초기 배향 방향으로 거의 서 있게 된다. 즉, 상기 중앙부(O)에서 에지부(E)로 갈수록 점차 수직 전계의 세기가 줄어들어, 상기 전계에 수직하게 배향되는 액정은 누워있다가 수직 전계가 줄어드는 정도에 따라 점점 일어나는 형상의 배향을 하게 된다. 여기서, 도 10a의 화살표 크기는 수직 전계의 세기를 나타낸 것으로, 중앙부(O)에서 가장 강한 수직 전계를 조성하고, 에지부(E)로 갈수록 약한 수직 전계를 조성함을 나타낸다.
여기서, 전압 인가시의 가장 강한 수직 전계가 조성되는 중앙부(O)에서 상기 액정이 누워있는 방향은 상기 제 1 전극(401a, 401b)의 길이 방향에 수직한 방향(도면상의 가로 방향)인 것으로, 이는 이 방향으로 상기 제 1, 제 2 배향막(403, 502)이 틸트각을 주어 전압 인가시 액정이 회전하는 방향을 정의하는 것이다.
이하, 각 실시예의 구조에 전압을 인가했을 때의 시뮬레이션에 대하여 살펴본다.
도 11은 제 1 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도이며, 도 12는 제 2 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도이다.
도 11 및 도 12는 각각 렌즈 영역의 에지부(E)에 가장 강한 수직 전계가 조성되고, 중앙부(O)에 가장 약한 수직 전계가 조성될 때의 제 1 및 제 2 실시예를 나타낸 것으로, 각각 동일한 양의 유전율 이방성을 갖는 액정을 구비하고, 수평 배향막을 갖는 것으로, 차이는 배향 방향이 제 1 전극의 길이 방향에 따르는지 수직 방향에 따르는지에 있다.
각각 도 11 및 도 12는 도 7a 및 도 8a의 도면에 대응된 시뮬레이션도를 나타낸 것으로, 전압인가시 에지부(E)는 강한 수직 전계에 따라 수직하게 액정이 배향되고, 약한 수직 전계가 조성되는 먼 중앙부(E)는 초기 배향 상태에 유사한 방향을 따라 액정이 배향됨을 알 수 있다.
도 13은 제 3 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도이며, 도 14는 제 4 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도이다.
도 13 및 도 14는 각각 렌즈 영역의 에지부(E)에 가장 강한 수직 전계가 조성되고, 중앙부(O)에 가장 약한 수직 전계가 조성될 때의 제 1 및 제 2 실시예를 나타낸 것으로, 각각 동일한 음의 유전율 이방성을 따른 액정을 구비하고 수직 배향막을 갖는 것으로, 차이는 배향 방향이 제 1 전극의 길이 방향에 따르는지 수직 방향에 따르는지에 있다.
각각 도 13 및 도 14는 도 9a 및 도 10a의 도면에 대응된 시뮬레이션도를 나타낸 것으로, 도면의 중앙 부분이 전압인가시 강한 수직 전계가 조성되는 중앙부(O)이고, 도면의 좌우 양측이 약한 수직 전계가 조성되는 에지부(E)를 나타낸다. 이 경우, 가장 강한 수직 전계가 조성되는 중앙부(O)에서는 전압 인가시 액정이 눕게 되고, 약한 전계가 인가되는 에지부(E)에서는 액정이 서게 됨을 알 수 있다. 여기서, 상기 중앙부의 누워있는 방향은, 상기 배향막이 배향 방향에 따른다.
이와 같이, 본 발명의 액정 전계 렌즈에 있어서, 제 1, 제 2 배향막의 배향 방향을 제 1 전극과 관련하여, 그 길이 방향과 평행 또는 수직하게 배향하는 이유는 서있거나 누워있는 있는 배향 변화 외에 회전이 발생하여 의도하지 않은 복굴절을 일으켜 렌즈 영역을 정의하는 외의 광경로차가 발생됨을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 제 1 전극을 렌즈 영역내에 복수개로 분할하여 구비함에 의해, 인접한 제 1 전극간 인가하는 전압차를 1V 이하로 하여, 동일 기판 상에 위치한 제1 전극간의 횡전계가 심하게 발생하지 않게 함이다. 즉, 에지부에서 중앙부로 가며 위치한 제 1 전극들에 전압인가시 전압을 점차 키우거나(음의 유전율 이방성의 액 정 이용) 줄일 때(양의 유전을 이방성의 액정 이용) 제 1 전극간 발생되는 횡 전계가 문턱 전압(threshold voltage) 이하로 전계로 발생하게 되며, 따라서, 제 1 전극에 나란한 방향으로 ECB 배향을 하여도 액정 회전이 시감에 영향을 줄 정도로 크지 않게 된다.
만일 제 1 전극에 대해 비스듬히 제 1, 제 2 배향막의 배향 방향을 정의할 경우, 전압 인가시 액정의 배향 변화 눕거나 서게 되는 경우, 회전과 함께 눕거나 서는 배향 변화를 갖게 되어 원하지 않은 복굴절이 발생하고, 이에 따라 렌즈 프로파일의 왜곡이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 렌즈 프로파일 왜곡을 최소화하는 것으로, 상기 제 1 전극의 길이 방향과 수직 또는 수평으로 배향 방향을 정의함에 특징이 있다.
여기서, 본 발명의 액정 전계 렌즈에 있어서, 액정의 회전이 부분적으로 발생하는 경우, 이 부위에 블랙 매트릭스층을 대응시켜 크로스토크가 발생될 부위를 차광하여 형성하여, 입체 표시의 왜곡이 되는 영역을 차광하여 시감적으로 영향이 없게 할 수도 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 일반적인 렌티큘러 렌즈 방식의 입체 표시 장치를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 단면도
도 3a 내지 도 3c는 3 전극 구조의 액정 전계 렌즈에 있어서, 지면을 뚫는 방향으로 러빙했을 때, 각각의 편광방향, 전계 모양, 전압 인가 전후의 전극에 대한 액정의 배향 상태를 나타낸 도면
도 4a 내지 도 4c는 3 전극 구조의 액정 전계 렌즈에 있어서, 지면에 수평한 방향으로 러빙했을 때, 각각의 편광방향, 전계 모양, 전압 인가 전후의 전극에 대한 액정의 배향 상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 액정 전계 렌즈를 나타낸 단면도
도 6은 도 5의 액정 전계 렌즈를 적용한 입체 표시 장치를 나타낸 단면도
도 7a 는 제 1 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도
도 7b 및 도 7c는 도 7a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면
도 8a 는 제 2 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도
도 8b 및 도 8c는 도 8a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면
도 9a 는 제 3 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도
도 9b 및 도 9c는 도 9a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면
도 10a 는 제 4 실시예의 액정 전계 렌즈의 단면도
도 10b 및 도 10c는 도 10a의 구조의 각각 전압 인가 전후의 일 렌즈 영역에서 거리별 액정의 배향 형상을 나타낸 도면
도 11은 제 1 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도
도 12는 제 2 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도
도 13은 제 3 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도
도 14는 제 4 실시예에 따른 액정 전계 렌즈의 거리별 전기장을 나타낸 시뮬레이션도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
400 : 제 1 기판 401a, 401b, : 제 1 전극
402 : 절연막 403 : 제 1 배향막
500 : 제 2 기판 501 : 제 2 전극
502 : 제 2 배향막 600 : 액정층

Claims (13)

  1. 복수개의 렌즈영역을 포함하여, 서로 대향 배치된 제 1, 제 2 기판;
    상기 각 렌즈 영역들에 대응되어 상기 제 1 기판 상에, 서로 이격되며 일 방향으로 길게 형성되고, 상기 렌즈 영역의 중심부부터 에지부까지 점차 인가받는 전압의 크기가 증가하는 복수개의 제 1 전극;
    상기 제 2 기판 상에 전면 형성된 제 2 전극;
    상기 제 1 전극을 포함한 상기 제 1 기판 전면에 형성되며, 상기 제 1 전극의 방향 또는 이에 수직하는 방향의 배향방향을 갖는 제 1 배향막;
    상기 제 2 전극 상에 형성되며, 상기 제 1 배향막에 안티 패럴랠(anti-parallel)한 배향 방향을 갖는 제 2 배향막; 및
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 채워진 액정층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 배향막 및 제 2 배향막은 틸트(tilt)가 1°이하의 수평 배향막인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 액정층을 이루는 액정은 양의 유전율 이방성을 갖는 것을 특징으로 하 는 액정 전계 렌즈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 러빙된 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 수직한 방향으로 러빙된 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 배향막 및 제 2 배향막은 틸트(tilt)가 89°이상의 수직 배향막인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 액정층을 이루는 액정은 음의 유전율 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 러빙된 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 배향막은 상기 제 1 전극에 평행하게 수직한 방향으로 러빙된 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 인접한 제 1 전극들간 인가되는 전압차는 1V 이하인 것을 특징으로 하는 액정 전계 렌즈.
  12. 이차원의 영상 신호를 출사하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널로부터 이차원의 영상 신호를 그대로 출사하거나 이를 삼차원의 영상 신호로 변환하여 출사하는, 제 1항 내지 제 9항 및 제 11항 중 어느 한 항의 액정 전계 렌즈를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 표시 패널로부터 상기 액정 전계 렌즈측으로 편광된 광이 전달될 때, 상기 편광된 광의 투과축은 상기 제 1 배향막의 배향 방향과 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 입체 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234775A1 (en) * 2008-10-20 2011-09-29 Macnaughton Boyd DLP Link System With Multiple Projectors and Integrated Server
US9057942B2 (en) * 2009-01-29 2015-06-16 Thomson Licensing Single camera for stereoscopic 3-D capture
US8848045B2 (en) * 2009-08-07 2014-09-30 Reald Inc. Stereoscopic flat panel display with a continuously lit backlight
TWI401471B (zh) * 2009-09-24 2013-07-11 Silicon Touch Tech Inc 液晶光學透鏡及其製作方法、應用液晶光學透鏡的鏡頭裝置
KR101635209B1 (ko) * 2009-10-09 2016-07-01 엘지디스플레이 주식회사 입체영상표시장치
TWI414846B (zh) * 2009-10-30 2013-11-11 Au Optronics Corp 可切換二維顯示模式與三維顯示模式之顯示裝置及其液晶透鏡
KR101274717B1 (ko) 2009-12-24 2013-06-12 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 영상 표시 장치
KR101658147B1 (ko) * 2009-12-30 2016-09-21 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
KR101649234B1 (ko) * 2009-12-30 2016-08-19 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
KR20110078788A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
KR101622650B1 (ko) * 2009-12-31 2016-06-01 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
US8223279B2 (en) * 2010-01-20 2012-07-17 Shenzhen Super Perfect Optics Limited Three-dimensional (3D) display system and method
KR101772153B1 (ko) 2010-03-17 2017-08-29 삼성디스플레이 주식회사 회절 렌즈를 이용한 영상 표시 장치
US8760396B2 (en) 2010-06-11 2014-06-24 Lg Display Co., Ltd. Stereoscopic image display device
CN101893763B (zh) * 2010-07-01 2011-10-05 深圳超多维光电子有限公司 一种2d/3d显示切换装置及其驱动装置及方法
TWI435116B (zh) 2010-09-27 2014-04-21 Au Optronics Corp 立體顯示器及其影像顯示方法
CN102156353B (zh) 2010-10-15 2012-06-27 深圳超多维光电子有限公司 二维/三维可转换显示装置、显示方法、个人数字助理及电脑
KR101220783B1 (ko) * 2010-11-02 2013-01-09 엘지이노텍 주식회사 듀얼 뷰 디스플레이 시스템
JP5378342B2 (ja) * 2010-11-15 2013-12-25 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN102062985B (zh) * 2010-11-16 2012-02-22 深圳超多维光电子有限公司 液晶透镜及其控制方法以及3d显示装置
JP5927532B2 (ja) * 2011-03-22 2016-06-01 株式会社Ｊｏｌｅｄ 表示装置および電子機器
CN102830568B (zh) 2011-06-15 2016-08-17 三星显示有限公司 液晶透镜及包括该液晶透镜的显示装置
JP6196421B2 (ja) * 2011-06-30 2017-09-13 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 液晶レンズおよびそれを含む表示装置
KR20130046116A (ko) * 2011-10-27 2013-05-07 삼성디스플레이 주식회사 2차원/3차원 전환 가능한 디스플레이 장치
CN102654665B (zh) * 2011-12-14 2014-02-26 京东方科技集团股份有限公司 液晶透镜型调光装置及显示器
CN102591089A (zh) * 2011-12-21 2012-07-18 友达光电股份有限公司 显示装置
JP5906535B2 (ja) * 2012-02-07 2016-04-20 エルジー・ケム・リミテッド 液晶レンズパネル
KR101937865B1 (ko) 2012-02-09 2019-01-15 삼성디스플레이 주식회사 액정 렌즈 패널 및 이를 구비하는 표시 장치
CN102591088B (zh) * 2012-02-29 2014-06-11 华映视讯（吴江）有限公司 用于三维显示的液晶透镜及其制作方法
JP5599420B2 (ja) * 2012-03-22 2014-10-01 株式会社東芝 液晶フレネルレンズ素子及び画像表示装置
JP5597667B2 (ja) * 2012-03-28 2014-10-01 株式会社東芝 画像表示装置
JP6098064B2 (ja) * 2012-08-08 2017-03-22 ソニー株式会社 表示装置および照明装置
TWI462998B (zh) 2012-08-15 2014-12-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd 液晶透鏡之液晶組成與包含其之立體顯示器
CN102955322B (zh) * 2012-11-14 2015-12-16 深圳市华星光电技术有限公司 三维显示装置
JP2015084077A (ja) * 2013-09-20 2015-04-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 液晶レンズ及びこれを用いた画像表示装置
KR20150086762A (ko) 2014-01-20 2015-07-29 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
KR20160024252A (ko) 2014-08-25 2016-03-04 삼성디스플레이 주식회사 액정을 포함한 광 변조 장치, 그 구동 방법, 그리고 이를 이용한 광학 장치
CN107209403B (zh) 2014-10-21 2020-11-06 瑞尔D股份有限公司 高功率工作的偏振开关
US10082675B2 (en) 2014-10-21 2018-09-25 Reald Inc. High power handling polarization switches
KR102272421B1 (ko) 2015-02-24 2021-07-02 삼성디스플레이 주식회사 광 변조 장치 및 그 구동 방법
KR20160110667A (ko) 2015-03-10 2016-09-22 삼성디스플레이 주식회사 액정 렌즈 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101675860B1 (ko) * 2016-09-21 2016-11-14 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
KR102434032B1 (ko) * 2017-12-20 2022-08-18 엘지디스플레이 주식회사 배리어패널 및 이를 포함하는 표시장치
CN108957877A (zh) * 2018-09-29 2018-12-07 京东方科技集团股份有限公司 透镜结构及其制造方法和操作方法、电子装置
CN113272724B (zh) * 2019-10-25 2023-06-09 京东方科技集团股份有限公司 液晶透镜及其控制方法、液晶眼镜

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100601161B1 (ko) 1997-09-09 2006-10-11 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
WO2007072289A2 (en) 2005-12-20 2007-06-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Autostereoscopic display device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2406730A (en) * 2003-09-30 2005-04-06 Ocuity Ltd Directional display.
KR101201848B1 (ko) * 2006-02-20 2012-11-15 삼성디스플레이 주식회사 입체영상 변환패널 및 이를 갖는 입체영상 표시장치
US8305550B2 (en) * 2007-07-11 2012-11-06 Lg Display Co., Ltd. Electrically-driven liquid crystal lens and stereoscopic device using the same
KR101222990B1 (ko) * 2007-10-22 2013-01-18 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
KR101419233B1 (ko) * 2007-12-14 2014-07-16 엘지디스플레이 주식회사 액정 전계 렌즈 및 이를 이용한 입체 표시 장치
US8184218B2 (en) * 2008-06-21 2012-05-22 Lensvector Inc. Optically hidden electromagnetic source for generation of spatially non uniform magnetic field and tunable devices made thereof
JP5396944B2 (ja) * 2008-12-22 2014-01-22 ソニー株式会社 レンズアレイ素子および画像表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100601161B1 (ko) 1997-09-09 2006-10-11 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
WO2007072289A2 (en) 2005-12-20 2007-06-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Autostereoscopic display device

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