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KR102002820B1 - Beam deflection panel and display using the same - Google Patents

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KR102002820B1
KR102002820B1 KR1020130006499A KR20130006499A KR102002820B1 KR 102002820 B1 KR102002820 B1 KR 102002820B1 KR 1020130006499 A KR1020130006499 A KR 1020130006499A KR 20130006499 A KR20130006499 A KR 20130006499A KR 102002820 B1 KR102002820 B1 KR 102002820B1
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South Korea
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liquid crystal
tilt angle
optical deflection
refractive index
panel
Prior art date
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KR1020130006499A
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Inventor
김욱성
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엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 표시패널의 표시면 상에 위치하며, 액정의 틸트각 분포를 조절하여 굴절률 구배를 변경하는 광편향패널을 포함하는 표시장치를 제공한다.The present invention provides a display device comprising: a display panel for displaying an image; And an optical deflection panel located on a display surface of the display panel and adjusting a tilt angle distribution of the liquid crystal to change a refractive index gradient.

Description

광편향패널과 이를 사용한 표시장치{Beam deflection panel and display using the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical deflection panel,

본 발명은 광편향패널에 대한 것으로서, 광편향패널 및 이를 사용한 표시장치에 대한 것이다.
The present invention relates to an optical deflection panel, and a display device using the same.

최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있다. 특히, 광의 진행방향을 변경하는 광편향패널을 사용하여 표시패널에서 출사된 빛을 편향시킴으로써, 3D 영상을 표시할 수 있는 표시장치에 대한 연구가 진행되고 있다.As the information society develops, the demand for the display field is increasing in various forms. In particular, research has been conducted on a display device capable of displaying a 3D image by deflecting light emitted from a display panel using an optical deflection panel that changes the traveling direction of light.

광편향패널로서, 두 기판에 각각 전극이 구성되고 두 기판 사이에 액정이 배치된 액정 기반 광편향패널 사용되는데, 액정 기반 광편향패널은 전압이 인가되지 않는 경우에는 광편향 기능이 오프(off)되어 등방성플레이트(plate)로서 기능하게 된다. 이와 같은 경우에, 표시패널에서 출사된 영상은 광편향패널을 그대로 통과하여 시청자에게 전달된다.A liquid crystal based optical deflection panel in which electrodes are formed on two substrates and liquid crystal is arranged between two substrates is used as the optical deflection panel. In the liquid crystal based optical deflection panel, when the voltage is not applied, the optical deflection function is turned off, Thereby functioning as an isotropic plate. In such a case, the image emitted from the display panel passes through the optical deflection panel and is transmitted to the viewer.

한편, 인가된 전압에 따라 액정의 방향자는 유전율 이방성이 양수인 경우 전계 방향으로, 그리고 그리고 음의 유전율 이방성을 가질 경우 전계 방향에 수직하게 배열되므로, 전극에 인가되는 전압 분포에 따라 액정 방향자의 분포가 유발될 수 있게 되며, 그 결과 액정의 굴절률 이방성으로 인한 굴절률 구배(index gradient)를 유발하게 된다.On the other hand, according to the applied voltage, the liquid crystal director is arranged perpendicular to the electric field direction when the dielectric anisotropy is positive and to the electric field direction when the dielectric anisotropy is negative, so that the distribution of the liquid crystal director depends on the voltage distribution applied to the electrode And as a result, an index gradient due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal is caused.

이와 같은 굴절률 구배를 이용하게 되면, 광편향패널은 렌티큘러렌즈와 같이 광편향 기능을 갖도록 동작되어, 무안경 방식의 3D 영상이 구현될 수 있게 된다.When such a refractive index gradient is used, the optical deflection panel is operated to have an optical deflection function like a lenticular lens, so that a 3D image of a non-eyeglass type can be realized.

이처럼, 액정 기반 광편향패널을 사용하게 되면, 액정 배열 변환을 통해 광편향 기능을 온/오프 스위칭할 수 있게 되어, 2D 영상이나 3D 영상을 표시할 수 있게 된다.As described above, when the liquid crystal based optical deflection panel is used, the optical deflection function can be switched on / off through the liquid crystal array conversion, so that a 2D image or a 3D image can be displayed.

그런데, 종래에는 광편향패널이 렌즈 기능만을 갖도록 액정의 굴절률 구배가 실현된다. 즉, 광학적으로 렌즈 구조를 구현하여 입사된 광이 특정 위치에 집광될 수 있도록 액정의 굴절률 구배를 형성하게 된다. However, conventionally, a refractive index gradient of the liquid crystal is realized so that the optical deflection panel has only a lens function. That is, a refractive index gradient of the liquid crystal is formed so that the incident light can be condensed at a specific position by optically implementing the lens structure.

이에 따라, 광학적으로 볼 때, 편향 구동시의 광편향패널은 평면파 입사광을 곡면파 출력광으로 변환하는 장치로 작용하게 된다.Thus, optically, the optical deflection panel at deflection driving acts as a device for converting the plane wave incident light into the curved wave output light.

이처럼, 종래의 광편향패널은 평면파를 곡면파로 변형하게 되는바, 입사광의 파면(wavefront)에 대한 변형없이 다른 방향으로 진행하게 만드는 장치로서의 사용에 한계가 있다.As described above, the conventional optical deflecting panel is deformed into a curved surface wave, and there is a limitation in its use as a device for advancing in a different direction without deforming the wavefront of the incident light.

따라서, 종래의 광편향패널은 3D 표시를 위한 용도 이외의 용도로 사용될 수 없는 문제점을 갖게 된다.
Therefore, the conventional optical deflection panel has a problem that it can not be used for purposes other than the use for 3D display.

본 발명은 광편향패널이 입사광의 파면을 변화시키지 않는 기능 또한 갖도록 하여 다양한 용도로 사용될 수 있는 방안을 제공하는 데 과제가 있다.
It is an object of the present invention to provide a method that can be used for various purposes by allowing the optical deflection panel to have a function of not changing the wavefront of the incident light.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 표시패널의 표시면 상에 위치하며, 액정의 틸트각 분포를 조절하여 굴절률 구배를 변경하는 광편향패널을 포함하는 표시장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a display device comprising: a display panel for displaying an image; And an optical deflection panel located on a display surface of the display panel and adjusting a tilt angle distribution of the liquid crystal to change a refractive index gradient.

여기서, 상기 광편향패널은, 서로 마주보는 제1 및 2기판과; 상기 제1 및 2기판 내면 상에 각각 형성되며, 서로 대응하는 다수의 제1 및 2전극과; 상기 제1 및 2전극 사이의 액정층을 포함하고, 상기 제1 및 2전극에 전압을 인가하여, 상기 액정의 틸트각 분포를 조절할 수 있다.Here, the optical deflection panel includes first and second substrates facing each other; A plurality of first and second electrodes respectively formed on inner surfaces of the first and second substrates and corresponding to each other; And a liquid crystal layer between the first and second electrodes, wherein a voltage is applied to the first and second electrodes to adjust a tilt angle distribution of the liquid crystal.

상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 비선형 함수에 의해 분포되면, 평면파 입사광은 파면 형상의 변형을 최소화한 상태로 진행 방향이 변경되어 출력될 수 있다.If the tilt angle of the liquid crystal is distributed by the nonlinear function according to the position, the plane wave incident light can be outputted in a state in which the traveling direction is changed while minimizing the deformation of the wavefront shape.

상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 선형 함수에 의해 분포되면, 평면파 입사광은 곡면파로 변형되고 진행 방향이 변경되어 출력될 수 있다.When the tilt angle of the liquid crystal is distributed by a linear function according to the position, the plane wave incident light is transformed into a curved surface wave and the traveling direction can be changed and output.

상기 비선형 함수는 위치에 따라 (n/2)제곱에 비례하는 함수이며, n은 2를 제외한 자연수일 수 있다.The nonlinear function is a function proportional to the square of (n / 2) according to the position, and n may be a natural number excluding 2.

다른 측면에서, 본 발명은 표시장치용 광편향패널에 있어서, 표시패널의 표시면 상에 위치하며, 액정의 틸트각 분포를 조절하여 굴절률 구배를 변경하는 광편향패널을 제공한다.In another aspect, the present invention provides an optical deflection panel for a display device, the optical deflection panel being positioned on a display surface of a display panel and adjusting a tilt angle distribution of a liquid crystal to change a refractive index gradient.

여기서, 서로 마주보는 제1 및 2기판과; 상기 제1 및 2기판 내면 상에 각각 형성되며, 서로 대응하는 다수의 제1 및 2전극과; 상기 제1 및 2전극 사이의 액정층을 포함하고, 상기 제1 및 2전극에 전압을 인가하여, 상기 액정의 틸트각 분포를 조절할 수 있다.Here, first and second substrates facing each other; A plurality of first and second electrodes respectively formed on inner surfaces of the first and second substrates and corresponding to each other; And a liquid crystal layer between the first and second electrodes, wherein a voltage is applied to the first and second electrodes to adjust a tilt angle distribution of the liquid crystal.

상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 비선형 함수에 의해 분포되면, 평면파 입사광은 파면 형상의 변형을 최소화한 상태로 진행 방향이 변경되어 출력될 수 있다.If the tilt angle of the liquid crystal is distributed by the nonlinear function according to the position, the plane wave incident light can be outputted in a state in which the traveling direction is changed while minimizing the deformation of the wavefront shape.

상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 선형 함수에 의해 분포되면, 평면파 입사광은 곡면파로 변형되고 진행 방향이 변경되어 출력될 수 있다.When the tilt angle of the liquid crystal is distributed by a linear function according to the position, the plane wave incident light is transformed into a curved surface wave and the traveling direction can be changed and output.

상기 비선형 함수는 위치에 따라 (n/2)제곱에 비례하는 함수이며, n은 2를 제외한 자연수일 수 있다.
The nonlinear function is a function proportional to the square of (n / 2) according to the position, and n may be a natural number excluding 2.

본 발명에서는, 액정 기반 광편향패널을 편향 구동함에 있어, 액정의 틸트각이 비선형 함수에 비례하도록 분포시킴으로써, 입사광의 평면 파면이 액정층에서 최대한 유지되어 출사될 수 있게 된다. 그리고, 액정의 틸트각이 선형 함수에 비례하도록 분포시킬 수 있으며, 이와 같은 경우에는 평면 파면이 구면 파면으로 변형되어 출사될 수 있게 된다. In the present invention, in the deflection driving of the liquid crystal based optical deflection panel, the tilt angle of the liquid crystal is distributed so as to be proportional to the nonlinear function, so that the plane wavefront of the incident light can be maximally maintained and emitted in the liquid crystal layer. Then, the tilt angle of the liquid crystal can be distributed so as to be proportional to the linear function, and in such a case, the plane wavefront can be transformed into a spherical wavefront and emitted.

이와 같은 특성을 활용하게 되면, 종래에 비해 다양한 형태의 광편향 기능이 구현될 수 있게 된다. 또한, 이와 같은 다양한 광편향 기능 활용을 통해, 다양한 영상 표시 기능을 실현할 수 있게 된다.
When such characteristics are utilized, various types of optical deflection functions can be realized as compared with the conventional one. In addition, various image display functions can be realized through utilization of various optical deflection functions.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광편향패널과 이를 포함한 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광편향패널을 개략적으로 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 광편향패널에 전압이 인가되지 않은 경우를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 액정 방향자 분포 및 광 진행 방향을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우에 틸트각 및 굴절률을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우에 굴절률 및 위상을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우에 굴절률 및 파면을 도시한 도면.
도 8 및 9는 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우들에서의 파면의 변화를 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 액정의 틸트각이 선형 함수과 비선형 함수에 각각 비례하는 경우에서의 틸트각 분포를 도시한 도면.
도 11은 도 10의 틸트각 분포에 따른 파면 형태를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우에 예상되는 광출력을 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 틸트각이 비선형 함수를 따르는 경우에 예상되는 광출력을 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 비선형 함수를 따르는 경우들에서의 파면의 변화를 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타낸 도면.
도 15 내지 22는 본 발명의 실시예에 따른 광편향패널을 사용하여 다양한 영상 표시 기능을 수행하는 예들을 개략적으로 도시한 도면.
1 is a cross-sectional view schematically showing an optical deflection panel and a display device including the same according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing an optical deflection panel according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a case where no voltage is applied to an optical deflection panel according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic view showing a liquid crystal director distribution and a light propagation direction according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a tilt angle and a refractive index when a tilt angle according to a position follows a linear function according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 6 illustrates refractive index and phase when the tilt angle according to the position follows a linear function according to an embodiment of the present invention; FIG.
7 illustrates refractive indices and wavefronts when a tilt angle along a location follows a linear function according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating a simulation result of a change in wavefront in a case where a tilt angle according to a position follows a linear function according to an embodiment of the present invention; FIG.
10 is a view showing a tilt angle distribution in a case where a tilt angle of a liquid crystal according to an embodiment is proportional to a linear function and a nonlinear function, respectively, according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a wavefront shape according to the tilt angle distribution of FIG. 10;
Figure 12 illustrates the expected light output when the tilt angle follows a linear function according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating the expected light output when the tilt angle follows a non-linear function according to an embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a diagram illustrating a simulation result of a change of a wavefront in a case where a tilt angle according to a position follows a nonlinear function according to an embodiment of the present invention; FIG.
15 to 22 are views schematically illustrating examples of performing various image display functions using an optical deflection panel according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광편향패널과 이를 포함한 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광편향패널을 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an optical deflection panel and a display device including the same according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing an optical deflection panel according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(200)과 광편향패널(300)을 포함한다.1 and 2, a display device 100 according to an embodiment of the present invention includes a display panel 200 and an optical deflection panel 300.

표시패널(200)은 영상을 발생시키는 구성으로서, 다양한 형태의 평판표시패널이 사용될 수 있다. 예를 들면, 액정표시패널(liquid crystal display panel), 전계방출표시패널(field emission display panel), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel), 무기전계발광패널 및 유기발광다이오드패널(orgnic light emitting diode panel)을 포함하는 전계발광표시패널(electroluminescent display panel), 전기영동표시패널(electrophoresis display panel) 등 다양한 형태의 평판표시패널이 사용될 수 있다. The display panel 200 is configured to generate an image, and various types of flat panel display panels can be used. For example, a liquid crystal display panel, a field emission display panel, a plasma display panel, an inorganic electroluminescent panel, and an organic light emitting diode panel, An electroluminescent display panel, an electrophoresis display panel, and the like, may be used.

일예로, 액정표시패널이 표시패널(200)로서 사용되는 경우에, 표시패널(200)은 서로 마주보는 두 기판 예를 들면 하부의 어레이기판(210)과 상부의 대향기판(220)과, 이들 두 기판(210, 220) 사이에 위치하는 액정층(250)을 포함할 수 있다. 한편, 액정표시패널이 표시패널(200)로서 사용되는 경우에, 표시패널(200)의 배면 측에는 백라이트유닛이 구성되어 표시패널(200)에 광을 공급할 수 있다.
For example, when the liquid crystal display panel is used as the display panel 200, the display panel 200 includes two opposing substrates, for example, the lower array substrate 210 and the upper opposing substrate 220, And a liquid crystal layer 250 positioned between the two substrates 210 and 220. On the other hand, when the liquid crystal display panel is used as the display panel 200, a backlight unit is formed on the back side of the display panel 200, and light can be supplied to the display panel 200.

광편향패널(300)은 표시패널(200)의 표시면 상에 배치되어, 표시패널(200)에서 발생된 영상을 표시 방식에 따라 다양한 형태로 편향시키는 기능을 하게 된다. The optical deflection panel 300 is disposed on the display surface of the display panel 200 and functions to deflect the image generated in the display panel 200 in various forms according to the display method.

광편향패널(300)로서 액정을 사용하는 액정 기반 광편향패널이 사용되며, 전압 인가 여부에 따라 편향 기능이 온/오프된다. A liquid crystal based optical deflection panel using liquid crystal is used as the optical deflection panel 300, and the deflection function is turned on / off depending on whether a voltage is applied or not.

예를 들면, 광편향패널(300)에 전압이 인가되지 않게 되면, 액정은 초기 상태로 배열되어 광학적으로 등방성 플레이트로 작용하게 된다. 한편, 광편향패널(300)에 전압이 인가되면 액정은 인가된 전압에 따라 배열이 변화하게 되는데, 특히 원하는 표시 방식에 따른 굴절률 구배를 갖도록 액정의 방향자 분포가 조절된다. 이처럼, 굴절률 구배 변경을 통해, 편향 모드 구동에서 원하는 표시 방식이 구현될 수 있게 된다.For example, when no voltage is applied to the optical deflection panel 300, the liquid crystal is arranged in an initial state to act as an optically isotropic plate. On the other hand, when voltage is applied to the optical deflection panel 300, the arrangement of the liquid crystal changes according to the applied voltage. In particular, the director distribution of the liquid crystal is adjusted so as to have a refractive index gradient according to a desired display system. As described above, by changing the refractive index gradient, a desired display method can be implemented in the deflection mode driving.

이와 같은 기능을 하는 광편향패널(300)은 서로 마주보는 두 기판 즉 제1 및 2기판(310, 320)과, 제1 및 2기판(310, 320) 내면 상에 각각 형성된 제1 및 2전극(311, 321)과, 제1 및 2기판(310, 320) 사이에 위치하는 액정층(350)을 포함할 수 있다. The optical deflecting panel 300 having such a function is composed of two substrates facing each other, that is, first and second substrates 310 and 320, first and second substrates 310 and 320 formed on the inner surfaces of the first and second substrates 310 and 320, A liquid crystal layer 350 positioned between the first and second substrates 310 and 320,

제1기판(310) 상에 형성된 제1전극(311)은 다수개로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 다수의 제1전극(311)은 서로 일정 간격 이격되며 일방향으로서 예를 들면 y방향을 따라 서로 평행하게 연장되도록 구성될 수 있다. 제1전극(311)은 ITO(indium-tin-oxide), IZO(indium-zinc-oxide), ITZO(indium-tin-zinc-oxide)와 같은 투명도전성물질로 이루어질 수 있다.It is preferable that the first electrodes 311 formed on the first substrate 310 include a plurality of first electrodes 311. The plurality of first electrodes 311 may be spaced apart from each other by a predetermined distance and extend in one direction and extend parallel to each other along the y direction, for example. The first electrode 311 may be made of a transparent conductive material such as indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), or indium-tin-zinc-oxide (ITZO).

제2기판(320) 상에 형성된 제2전극(321)은, 제1전극(311)에 대응하도록 다수개로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 다수의 제2전극(321)은 서로 일정 간격 이격되며 y방향을 따라 서로 평행하게 연장되도록 구성될 수 있다. 제2전극(321)은 ITO(indium-tin-oxide), IZO(indium-zinc-oxide), ITZO(indium-tin-zinc-oxide)와 같이 투명도전성물질로 이루어질 수 있다.The second electrodes 321 formed on the second substrate 320 are preferably formed to correspond to the first electrodes 311. The plurality of second electrodes 321 may be spaced apart from each other by a predetermined distance and extend in parallel to each other along the y direction. The second electrode 321 may be made of a transparent conductive material such as indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), or indium-tin-zinc-oxide (ITZO).

여기서, 편향 모드 구동시, 제1 및 2전극(311, 321) 중 하나는 일정한 전압이 인가되는 공통전극으로서 기능할 수 있다. 이와 관련하여 예를 들면, 다수의 제2전극(321)에는 공통된 전압이 인가되고, 다수의 제1전극(311)에는 액정의 방향자를 조절하기 위한 구동전압이 인가되도록 구성될 수 있다.Here, in the deflection mode driving, one of the first and second electrodes 311 and 321 can function as a common electrode to which a constant voltage is applied. In this regard, for example, a common voltage may be applied to the plurality of second electrodes 321, and a driving voltage may be applied to the plurality of first electrodes 311 to control the director of the liquid crystal.

한편, 전술한 바에서는, 제1 및 2전극(311, 321)이 다수개로 구성되는 경우에 대해 설명하였는데, 이와는 달리 제1 및 2전극(311, 321) 중 하나는 다수로 구성되고, 나머지 하나는 대응되는 기판 전면에 걸쳐 일체로 형성될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 다수의 제1 및 2전극(311, 321)이 서로 대응하여 마주보도록 배열된 경우를 예로 든다.In the above description, the first and second electrodes 311 and 321 are composed of a plurality of electrodes. However, unlike the first and second electrodes 311 and 321, May be integrally formed over the entire surface of the corresponding substrate. In the embodiment of the present invention, for convenience of explanation, a case where a plurality of first and second electrodes 311 and 321 are arranged to face each other in correspondence with each other will be described as an example.

액정층(350)에 구성된 액정은, 예를 들면, 액정의 방향자가 기판면에 평행한 초기 배향 상태를 가지며, 장축 방향의 굴절률인 이상굴절률이 이에 수직한 단축 방향의 굴절률인 정상굴절률보다 큰 광학특성을 가질 수 있다. The liquid crystal constituted in the liquid crystal layer 350 can be obtained, for example, in such a manner that the liquid crystal has an initial alignment state in which the director of the liquid crystal is parallel to the substrate surface, and the ideal refractive index, which is the refractive index in the major axis direction, is larger than the normal refractive index . ≪ / RTI >

이때, 액정의 초기 배향을 위해, 도시하지는 않았지만, 제1 및 2전극(311, 321) 상에는 각각 배향막이 구성될 수 있다. At this time, although not shown, an orientation film may be formed on the first and second electrodes 311 and 321, respectively, for initial alignment of the liquid crystal.

이와 같은 경우에, 도 3에 도시한 바와 같이, 광편향패널(300) 전체에 걸쳐 제1 및 2전극(311, 321)에 전압이 인가되지 않게 되면, 제1 및 2전극(311, 321) 사이에는 전계가 발생되지 않게 된다. 따라서, 액정(351)은 초기 배향 상태로서, 예를 들면 방향자가 기판면에 평행하도록 배열되고, 액정(351)의 방향자가 기판면과 이루는 틸트각(tilt angle) 즉 프리틸트(pre-tilt)각은 0도가 된다.3, when no voltage is applied to the first and second electrodes 311 and 321 over the entire optical deflection panel 300, the first and second electrodes 311 and 321 are turned on, No electric field is generated. Thus, the liquid crystal 351 is in an initial alignment state, for example, the director is arranged so as to be parallel to the substrate surface, and the tilt angle, that is, the pretilt angle formed by the director of the liquid crystal 351, The angle is 0 degrees.

이처럼, 제1 및 2전극(311, 321)에 전압이 인가되지 않아 액정층(350)에 전계가 발생되지 않게 되면, 광편향패널(300)은 광학적으로 등방성 플레이트로서 작용하게 된다. 따라서, 표시패널(200)에서 발생된 영상은, 방향 및 파면의 실질적 변화없이 그대로 광편향패널(300)을 통과하여 시청자에게 전달될 수 있게 된다.When no electric field is generated in the liquid crystal layer 350 due to no voltage applied to the first and second electrodes 311 and 321, the optical deflection panel 300 functions as an optically isotropic plate. Thus, the image generated in the display panel 200 can be transmitted to the viewer through the optical deflection panel 300 without substantial change in direction and wavefront.

한편, 제1 및 2전극(311, 321)에 전압이 인가되면, 제1 및 2전극(311, 321) 사이에는 전계가 발생되고, 양의 유전율 이방성을 가진 액정의 경우 발생된 전계 방향으로 액정(351)의 방향자가 회전하게 된다. 한편, 음의 음의 굴절률 이방성을 가진 액정의 경우 전계 방향에 수직한 방향으로 액정(351)의 방향자가 회전하게 된다. 여기서, 발생된 전계의 크기에 따라 방향자의 회전 각도 즉 틸트각이 결정된다. 예를 들면, 전계의 크기가 증가함에 따라, 틸트각은 증가하게 된다.When a voltage is applied to the first and second electrodes 311 and 321, an electric field is generated between the first and second electrodes 311 and 321. In the case of a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, The direction of the arrow 351 is rotated. On the other hand, in the case of a liquid crystal having a negative negative refractive index anisotropy, the director of the liquid crystal 351 rotates in a direction perpendicular to the electric field direction. Here, the rotation angle or tilt angle of the director is determined according to the magnitude of the generated electric field. For example, as the magnitude of the electric field increases, the tilt angle increases.

본 발명의 실시예에서는, 위치에 따라 액정(351)의 틸트각 분포를 조절하여 굴절률 구배를 변경하고, 이에 따라 다양한 형태의 편향 기능을 구현할 수 있게 된다.In the embodiment of the present invention, the tilt angle distribution of the liquid crystal 351 is adjusted according to the position to change the gradient of the refractive index, thereby realizing various types of deflection functions.

특히, 본 발명의 실시예에서는, 입사광의 파면의 형상이 변형되는 않도록 위치에 따른 틸트각을 비선형(non-linear) 함수에 따라 구성하는 경우 또한 제안한다.Particularly, in the embodiment of the present invention, it is also proposed that the tilt angle according to the position is configured according to a non-linear function so that the shape of the wave front of the incident light is not deformed.

이하, 편향 구동시, 위치에 따른 액정의 틸트각 분포 조절에 대해 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the adjustment of the tilt angle distribution of the liquid crystal according to the position during deflection driving will be described in more detail with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 액정 방향자 분포 및 광 진행 방향을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형(linear) 함수를 따르는 경우에 틸트각 및 굴절률을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우에 굴절률 및 위상을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우에 굴절률 및 파면을 도시한 도면이다. 도 4에서 점선은, 액정층에서의 광의 파면을 나타낸다. FIG. 4 is a view schematically showing a liquid crystal director distribution and a light traveling direction according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a case where a tilt angle according to a position follows a linear function according to an embodiment of the present invention FIG. 6 is a view showing the refractive index and the phase when the tilt angle according to the position follows a linear function according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view showing the refractive index and the phase in the embodiment of the present invention In which a tilt angle according to a position follows a linear function. In Fig. 4, the dotted line indicates the wavefront of the light in the liquid crystal layer.

도 4를 참조하면, 편향 구동시에, 설정된 영역에 대해 제1 및 2전극(311, 321)의 연장방향과 수직한 배열방향으로서 예를 들면 +x방향으로 위치에 따라 액정(351)의 틸트각이 증가하도록 광편향패널(300)을 구동하게 된다. 즉, +x방향을 따라, 제1 및 2전극(311, 321)사이의 전압차가 증가하도록 전압을 인가함으로써, 액정(351)의 틸트각이 증가하게 된다.Referring to FIG. 4, the tilt angle of the liquid crystal 351 along the + x direction, for example, as an arrangement direction perpendicular to the extending direction of the first and second electrodes 311 and 321 with respect to the set region, The optical deflection panel 300 is driven to increase. That is, by applying a voltage so that the voltage difference between the first and second electrodes 311 and 321 increases along the + x direction, the tilt angle of the liquid crystal 351 increases.

여기서, 도시된 영역은, 편향 구동시 굴절률 구배가 발생되는 단위 영역으로서, 영상 표시 형태 등에 따라 그 영역의 크기 및/또는 위치가 조절될 수 있다. 이는, 제1 및 2전극(311, 321)에 인가되는 전압의 조절을 통해 이루어질 수 있게 된다.Here, the illustrated region is a unit region in which a refractive index gradient is generated during deflection driving, and the size and / or position of the region can be adjusted according to the image display form or the like. This can be achieved by adjusting the voltages applied to the first and second electrodes 311 and 321. [

이때, 위치에 따른 틸트각이 선형 비례하도록 구동되면, 위치에 따른 굴절률 구배는, 도 5에 도시한 바와 같이, 완만한 경향을 보이게 된다. 이와 같은 경우에, 도 6 및 7에 각각 도시한 바와 같이, 위치에 따른 위상과 파면의 변화가 발생하게 된다. 여기서, 도 7을 참조하면, 광편향패널(300)의 액정층(350) 입사시(0 nanosec)에 평면의 파면을 갖는 입사광은, 액정층 통과후(0.05 nanosec)에는 좌측 파면이 우측 파면에 비해 지연된 것을 알 수 있다.At this time, when the tilt angle according to the position is driven so as to be linearly proportional, the refractive index gradient depending on the position shows a gentle tendency as shown in FIG. In such a case, as shown in Figs. 6 and 7, a phase and a wavefront change depending on the position occur. Referring to FIG. 7, incident light having a planar wavefront at the time of incidence (0 nanosec) of the liquid crystal layer 350 of the optical deflection panel 300, after passing through the liquid crystal layer (0.05 nanosec), has a left- Is delayed.

이처럼, 틸트각이 위치에 따라 선형 비례하는 경우에는, 광 진행 방향을 따라 파면이 곡면 형태로 변형되는 것을 확인할 수 있다.As described above, when the tilt angle is linearly proportional to the position, it can be confirmed that the wavefront is deformed into a curved shape along the light traveling direction.

이와 관련하여, 도 8 및 9를 참조할 수 있는데, 도 8 및 9는 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우들에서의 파면의 변화를 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타내고 있다.In this regard, FIGS. 8 and 9 can be referred to. FIGS. 8 and 9 illustrate a result of simulation of a wavefront change in cases where a tilt angle according to a position follows a linear function according to an embodiment of the present invention Respectively.

여기서, 도 8은 +x축을 따라 액정의 틸트각이 0에서 90도로 선형 비례하여 변화하는 경우에 대한 것으로서, 8a 내지 8d는 각각 굴절률 구배 단위 영역의 길이(dimension)가 5㎛, 10㎛, 15㎛, 20㎛인 경우에서의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 그리고, 도 9는 +x축을 따라 액정의 틸트각이 90도->0도->90도로 선형 비례하여 변화하는 경우에 대한 것으로서, 굴절률 구배 단위 영역의 길이가 8㎛인 경우에서의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 8 및 9에서, 이상굴절률은 1.8이고 정상굴절률은 1.5인 액정과, 굴절률이 1.5인 기판이 사용된다.8 shows a case in which the tilt angle of the liquid crystal varies linearly from 0 to 90 degrees along the + x axis. In FIGS. 8a to 8d, the dimensions of the refractive index gradient unit areas are 5, 10, Mu m, and 20 mu m, respectively. 9 shows a case where the tilt angle of the liquid crystal along the + x axis changes linearly in the range of 90 degrees -> 0 degrees -> 90 degrees. The simulation result in the case where the length of the refractive index gradient unit area is 8 μm is shown in Respectively. 8 and 9, a liquid crystal having an extraordinary refractive index of 1.8 and a normal refractive index of 1.5 and a substrate having a refractive index of 1.5 are used.

이를 살펴보면, 평면파의 입사광은 액정층(350)을 지나면서 곡면파로 변형되어 출사되는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 광편향패널(300)로부터 외부의 공기층으로 출사시, 제2기판(320)과 공기층의 굴절률 차이에 의해 광진행 방향이 변화되는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 시뮬레이션시의 광출사각(즉, 기판 법선을 기준으로 한 출사각)이 스넬의 법칙(Snell's law)에 따른 광출사각에 비해 낮은 값을 갖게 된다.As a result, it can be seen that the incident light of the plane wave passes through the liquid crystal layer 350 and is transformed into a curved surface wave and emitted. It can be confirmed that the light traveling direction changes due to the difference in refractive index between the second substrate 320 and the air layer when the light is emitted from the optical deflection panel 300 to the outside air layer. Here, the light exit angle at the time of simulation (that is, the exit angle based on the substrate normal) has a lower value than the light exit angle according to Snell's law.

또한, 굴절률 구배 단위 영역의 길이가 작을수록 광 진행 방향의 변화 즉 편향 정도가 커지며, 곡면의 곡률 반경이 감소하는 것을 알 수 있다. 이처럼, 굴절률 구배 단위 영역의 조절을 통해, 출사되는 곡면파의 편향 특성을 조절할 수 있게 된다.Further, it can be seen that as the length of the refractive index gradient unit area is smaller, the change in the light propagation direction, i.e., the degree of deflection, increases, and the curvature radius of the curved surface decreases. As described above, it is possible to control the deflection characteristics of the curved surface wave to be emitted through the adjustment of the refractive index gradient unit area.

물론, 전술한 시뮬레이션에서는 0도에서 90도로 틸트각이 변화하는 것을 예로 들었으나, 인가되는 전압의 조절을 통해 그 외의 다양한 형태로 틸트각 변화를 조절할 수 있게 되며, 이에 따라 곡면파의 편향 특성을 조절할 수 있게 된다.Of course, in the above-mentioned simulation, the tilt angle changes from 0 degree to 90 degrees, for example. However, by controlling the applied voltage, it is possible to control the tilt angle change in various other forms, .

전술한 바와 같이, 위치에 따라 액정 방향자의 틸트각이 선형 비례하도록 광편향패널(300)을 구동하는 경우에, 평면파 입사광은 곡면파로 변형되어 출사되게 된다.As described above, when the optical deflection panel 300 is driven such that the tilt angle of the liquid crystal director is linearly proportional to the position, the plane wave incident light is transformed into a curved surface wave and emitted.

따라서, 위와 같은 구동 즉 파면 형상 변형 구동은, 예를 들면 3D 영상 표시와 같이, 입사광을 특정 지점으로 모으는 경우에 적용될 수 있게 된다.
Therefore, the above-described driving, that is, the wavefront shape deformation driving can be applied to a case where incident light is collected at a specific point, for example, 3D image display.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 파면 형상을 변형시키지 않고 파면의 방향을 변형하도록 광편향패널(300)을 구동할 수 있다. 이와 관련하여, 도 10 내지 14를 참조하여 설명한다. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the optical deflection panel 300 can be driven so as to change the direction of the wavefront without deforming the wavefront shape. In this regard, the description will be made with reference to Figs.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 액정의 틸트각이 선형 함수과 비선형 함수에 비례하는 경우에서의 틸트각 분포를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10의 틸트각 분포에 따른 파면 형태를 도시한 도면이다. 10 is a view showing a tilt angle distribution in a case where a tilt angle of a liquid crystal according to an embodiment of the present invention is proportional to a linear function and a nonlinear function, and FIG. 11 is a diagram showing a tilt angle distribution Fig.

그리고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 틸트각이 선형 함수를 따르는 경우에 예상되는 광출력을 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따라 틸트각이 비선형 함수를 따르는 경우에 예상되는 광출력을 나타낸 도면이다. FIG. 12 is a graph showing the expected light output when the tilt angle follows a linear function according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a graph showing the predicted light output when the tilt angle follows a nonlinear function according to an embodiment of the present invention. Fig.

또한, 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 위치에 따른 틸트각이 비선형 함수를 따르는 경우들에서의 파면의 변화를 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타내고 있다.FIG. 14 shows a simulation result of a change of a wavefront in a case where a tilt angle according to a position follows a nonlinear function according to an embodiment of the present invention.

여기서, 도 14는, 전술한 도 8에 대응되는데, +x축을 따라 액정의 틸트각이 0에서 90도로 비선형 함수에 비례하여 변화하는 경우에 대한 것으로서, 14a 내지 14d는 각각 굴절률 구배 단위 영역의 길이(dimension)가 5㎛, 10㎛, 15㎛, 20㎛인 경우에서의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 14에서, 이상굴절률은 1.8이고 정상굴절률은 1.5인 액정과, 굴절률은 1.5인 기판이 사용된다.14 corresponds to the above-described FIG. 8, in which the tilt angle of the liquid crystal varies along the + x axis in proportion to the nonlinear function from 0 to 90, where 14a to 14d denote the lengths of the refractive index gradient unit regions 10 mu m, 15 mu m, and 20 mu m in the dimensions of 5 mu m, 10 mu m, 15 mu m, and 20 mu m, respectively. In Fig. 14, a liquid crystal having an extraordinary refractive index of 1.8 and a normal refractive index of 1.5 and a substrate having a refractive index of 1.5 are used.

도 10 및 11을 참조하면, 액정의 틸트각이 비선형 함수를 따라 분포된 경우에, 파면은 실질적으로 평면 형상을 갖게 됨을 알 수 있다. 여기서, 비선형 함수는 액정층(350)을 통과하는 광의 파면이 실질적으로 평면 형상을 갖도록 하는 함수로서, 이와 같은 비선형 함수는 액정의 광학적 특성에 따라 결정된다. 10 and 11, it can be seen that, when the tilt angle of the liquid crystal is distributed along a nonlinear function, the wavefront has a substantially planar shape. Here, the nonlinear function is a function to make the wavefront of light passing through the liquid crystal layer 350 substantially planar, and such a nonlinear function is determined according to the optical characteristics of the liquid crystal.

이와 같은 비선형 함수로서는, 예를 들면 위치에 따라 (n/2)제곱에 비례하는 함수(n은 2를 제외한 자연수)가 사용될 수 있다. 일예로서, θ = 90*(px/d)(n/2)+a, 0≤f(x)≤1이 사용될 수 있다. 여기서, d는 굴절률 구배 단위 영역의 x방향으로의 길이이며, px는 굴절률 구배 단위 영역의 위치값이고, n은 2를 제외한 자연수이고, θ는 px 위치에서의 액정(351)의 틸트각이고, a는 오프셋값(즉, px = 0에서의 액정의 틸트각)에 해당된다.As such a nonlinear function, for example, a function proportional to the square of (n / 2) (n is a natural number excluding 2) may be used depending on the position. As an example,? = 90 * (px / d) (n / 2) + a, 0? F (x)? Here, d is the length in the x direction of the refractive index gradient unit area, px is the position value of the refractive index gradient unit area, n is a natural number excluding 2,? Is the tilt angle of the liquid crystal 351 at the px position, a corresponds to the offset value (i.e., the tilt angle of the liquid crystal at px = 0).

이처럼, 틸트각 분포를 비선형 함수에 따르도록 하게 되면, 광편향패널(300)의 액정층(350)에서의 파면은 평면 형상을 가질 수 있다. 따라서, 평면파 입사광은, 도 13 및 14에 도시한 바와 같이, 평면파로서의 특성을 유지하면서 출사될 수 있게 된다.As such, when the tilt angle distribution is made to follow the nonlinear function, the wave front in the liquid crystal layer 350 of the optical deflection panel 300 can have a planar shape. Therefore, as shown in Figs. 13 and 14, the plane wave incident light can be emitted while maintaining the characteristics as a plane wave.

반면, 틸트각 분포가 선형 함수를 따르는 경우에는, 도 12에 도시한 바와 같이, 평면파 입사광은 곡면파로 변형되어 출사되게 된다.On the other hand, when the tilt angle distribution follows a linear function, as shown in Fig. 12, the plane wave incident light is transformed into a curved surface wave and emitted.

한편, 도 14를 참조하면, 굴절률 구배 단위 영역의 길이가 작을수록 광 진행 방향의 변화 즉 편향 정도가 커지는 것을 알 수 있다. 이처럼, 굴절률 구배 단위 영역의 조절을 통해, 출사되는 평면파의 편향 특성을 조절할 수 있게 된다.Referring to FIG. 14, it can be seen that the smaller the length of the refractive index gradient unit region is, the larger the change in the light traveling direction, that is, the degree of deflection becomes larger. Thus, by controlling the refractive index gradient unit area, it is possible to control the deflection characteristic of the plane wave to be emitted.

위와 같이, 입사광의 파면 형상을 변형시키지 않는 구동 즉 파면 형상 미변형 구동은, 예를 들면 듀얼뷰 영상 표시 등과 같이, 입사광을 특정 방향으로 출사시키는 경우에 적용될 수 있게 된다.
As described above, the drive that does not deform the wavefront shape of the incident light, that is, the wavefront shape undistorted drive can be applied to a case of emitting incident light in a specific direction, such as a dual view image display.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 액정 기반 광편향패널을 편향 구동함에 있어, 액정의 틸트각이 비선형 함수에 비례하도록 분포시킴으로써, 입사광의 평면 파면이 액정층에서 그대로 유지되어 출사될 수 있게 된다. 그리고, 액정의 틸트각이 선형 함수에 비례하도록 분포시킬 수 있으며, 이와 같은 경우에는 평면 파면이 구면 파면으로 변형되어 출사될 수 있게 된다. As described above, according to the embodiment of the present invention, in the deflection driving of the liquid crystal-based optical deflection panel, by distributing the tilt angle of the liquid crystal so as to be proportional to the nonlinear function, the plane wavefront of the incident light is maintained in the liquid crystal layer, . Then, the tilt angle of the liquid crystal can be distributed so as to be proportional to the linear function, and in such a case, the plane wavefront can be transformed into a spherical wavefront and emitted.

이와 같은 특성을 활용하게 되면, 종래에 비해 다양한 형태의 광편향 기능이 구현될 수 있게 된다. 또한, 이와 같은 다양한 광편향 기능 활용을 통해, 다양한 영상 표시 기능을 실현할 수 있게 된다.
When such characteristics are utilized, various types of optical deflection functions can be realized as compared with the conventional one. In addition, various image display functions can be realized through utilization of various optical deflection functions.

도 15 내지 22는 본 발명의 실시예에 따른 광편향패널을 사용하여 다양한 영상 표시 기능을 수행하는 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.15 to 22 are views schematically showing examples of performing various image display functions using the optical deflection panel according to the embodiment of the present invention.

도 15 특정 방향으로 영상을 표시하는 경우를 나타내고 있는데, 이는 전술한 바와 같이 비선형 함수에 따라 액정의 틸트각을 조절함으로써 구현될 수 있다. FIG. 15 shows a case of displaying an image in a specific direction, which can be implemented by adjusting the tilt angle of the liquid crystal according to the non-linear function as described above.

도 16은 듀얼뷰(dual-view) 표시 기능을 나타내고 있는데, 이는 전술한 바와 같이 비선형 함수에 따라 액정의 틸트각을 조절함으로써 구현될 수 있다. 여기서, 틸트각 분포가 서로 상반되는 굴절률 구배 단위 영역이 교대로 배치됨으로써, 듀얼뷰가 구현될 수 있다. 그리고, 듀얼뷰 구현시, 표시패널(200)에 대해 시간 분할이나 공간 분할 방법이 적용될 수 있으며, 해당 방법에 부합하도록 액정의 분포를 조절하게 된다.FIG. 16 shows a dual-view display function, which can be implemented by adjusting the tilt angle of the liquid crystal according to the non-linear function as described above. Here, the refractive-index gradient unit areas having mutually opposite tilt angle distributions are alternately arranged, so that a dual view can be realized. In the dual view implementation, a time division method or a space division method can be applied to the display panel 200, and the distribution of the liquid crystal is adjusted to match the method.

도 17은 3D 표시 기능을 나타내고 있는데, 이는 전술한 바와 같이 선형 함수에 따라 액정의 틸트각을 조절하여 렌즈 구조를 발생시킴으로써 구현될 수 있다.FIG. 17 shows a 3D display function, which can be realized by adjusting the tilt angle of the liquid crystal according to the linear function as described above to generate a lens structure.

도 18은 도 16의 듀얼뷰를 확장한 멀티뷰(multi-view) 표시 기능을 나타내고 있다. 이 또한, 듀얼뷰와 마찬가지로, 시간 분할이나 공간 분할 방법이 적용될 수 있다.FIG. 18 shows a multi-view display function in which the dual view of FIG. 16 is expanded. Also, like the dual view, the time division method or the space division method can be applied.

도 19는 특정 각도와 거리에서 영상이 인식되는 보안 모드 표시 기능을 나타내고 있다. 이와 같은 경우에, 표시장치(100)에 아이트랙킹(eye-tracking) 기능이 구비된다면, 사용자의 눈에만 영상이 인식되도록 구현할 수 있다. 이와 같은 보안 모드 표시 기능은, 굴절률 구배 단위 영역을 넓게 설정하여 광편향패널(300)을 구동함으로써 구현될 수 있다.FIG. 19 shows a security mode display function in which an image is recognized at a certain angle and distance. In such a case, if the display device 100 is provided with an eye-tracking function, the image can be recognized only to the eyes of the user. Such a security mode display function can be realized by driving the optical deflection panel 300 by setting a wide refractive index gradient unit area.

도 20은 시분할된 3D 영상을 다른 깊이(depth)로 출력하는 다중 깊이 3D 표시 기능을 나타내고 있다. 여기서, 시분할된 영상에 각각 동기하여, 해당 깊이로 영상이 출력되도록 광편향패널(300)이 구동될 수 있게 된다.FIG. 20 shows a multi-depth 3D display function for outputting a time-divided 3D image at a different depth. Here, the optical deflection panel 300 can be driven so that an image is output at a corresponding depth in synchronization with the time-divisional images.

도 21은 시분할된 2D 또는 3D 영상을 지정된 다른 각도로 출력하는 기능을 나타내고 있다. 이때, 원본 영상이 2D 영상인 경우 가상(virtual) 3D 출력이, 원본 영상이 3D 영상인 경우 실제(real) 3D 출력이 가능하다. 여기서, 시분할된 영상에 각각 동기하여, 서로 다른 각도로 영상이 출력되도록 광편향패널(300)이 구동될 수 있게 된다.FIG. 21 shows a function of outputting a time-divided 2D or 3D image at another specified angle. In this case, when the original image is a 2D image, virtual 3D output is possible, and when the original image is a 3D image, real 3D output is possible. Here, the optical deflection panel 300 can be driven so that images are output at different angles in synchronization with the time-divisional images.

도 22는 근시 등의 사유로 화면을 안경과 같은 보정수단을 통해 시청하는 경우에 시청자가 나안으로 영상을 시청할 수 있도록 시력 보정 영상을 표시하는 기능을 나타내고 있다. 이와 같은 경우에, 광편향패널(300)의 굴절률 구배 조절을 통해, 원본 영상을 시청자의 시력에 적합한 보정 영상으로 변경할 수 있게 된다.
FIG. 22 shows a function of displaying a vision-corrected image so that a viewer can view the image in a case where a screen is viewed through correction means such as eyeglasses for reasons such as myopia. In this case, the original image can be changed to a corrected image suitable for the visual acuity of the viewer through the adjustment of the refractive index gradient of the optical deflection panel 300.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
The embodiment of the present invention described above is an example of the present invention, and variations are possible within the spirit of the present invention. Accordingly, the invention includes modifications of the invention within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

100: 표시장치 200: 표시패널
210: 어레이기판 220: 대향기판
250: 액정층 300: 광편향패널
310: 제1기판 311: 제1전극
320: 제2기판 321: 제2전극
350: 액정층
100: display device 200: display panel
210: array substrate 220: opposing substrate
250: liquid crystal layer 300: optical deflection panel
310: first substrate 311: first electrode
320: second substrate 321: second electrode
350: liquid crystal layer

Claims (12)

영상을 표시하는 표시패널과;
상기 표시패널의 표시면 상에 위치하며, 단위 영역 별로 액정의 틸트각 분포를 조절하여 굴절률 구배를 변경하는 광편향패널
을 포함하고,
상기 광편향패널은, 상기 단위 영역 별로 굴절률 구배를 변경하여 평면파 입사광의 진행 방향을 변경하여 출력하고,
상기 액정의 틸트각은, 상기 표시패널의 표시면에 평행한 일방향으로 위치에 따라 점진적으로 증가하도록 분포되는
표시장치.
A display panel for displaying an image;
An optical deflection panel disposed on the display surface of the display panel and adjusting a tilt angle distribution of the liquid crystal by unit area to change a refractive index gradient,
/ RTI >
The optical deflection panel changes the refractive index gradient for each unit region to change the traveling direction of the plane wave incident light,
The tilt angle of the liquid crystal is distributed so as to gradually increase in one direction parallel to the display surface of the display panel
Display device.
제 1 항에 있어서,
상기 광편향패널은,
서로 마주보는 제1 및 2기판과;
상기 제1 및 2기판 내면 상에 각각 형성되며, 서로 대응하는 다수의 제1 및 2전극과;
상기 제1 및 2전극 사이의 액정층을 포함하고,
상기 제1 및 2전극에 전압을 인가하여, 상기 액정의 틸트각 분포를 조절하는
표시장치.
The method according to claim 1,
The optical deflection panel includes:
First and second substrates facing each other;
A plurality of first and second electrodes respectively formed on inner surfaces of the first and second substrates and corresponding to each other;
And a liquid crystal layer between the first and second electrodes,
A voltage is applied to the first and second electrodes to adjust a tilt angle distribution of the liquid crystal
Display device.
제 1 항에 있어서,
상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 비선형 함수에 의해 분포되면, 상기 평면파 입사광은 파면 형상의 변형 없이 진행 방향이 변경되어 출력되는
표시장치.
The method according to claim 1,
When the tilt angle of the liquid crystal is distributed by a nonlinear function according to the position, the direction of the incident light of the plane wave is changed without changing the wavefront shape,
Display device.
제 1 항에 있어서,
상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 선형 함수에 의해 분포되면, 상기 평면파 입사광은 곡면파로 변형되고 진행 방향이 변경되어 출력되는
표시장치.
The method according to claim 1,
When the tilt angle of the liquid crystal is distributed by a linear function according to the position, the plane wave incident light is transformed into a curved surface wave,
Display device.
제 3 항에 있어서,
상기 비선형 함수는 위치에 따라 (n/2)제곱에 비례하는 함수이며, n은 2를 제외한 자연수인
표시장치.
The method of claim 3,
The nonlinear function is a function proportional to the square of (n / 2) according to the position, and n is a natural number excluding 2
Display device.
표시장치용 광편향패널에 있어서,
표시패널의 표시면 상에 위치하며, 단위 영역 별로 액정의 틸트각 분포를 조절하여 굴절률 구배를 변경하고, 상기 단위 영역 별로 굴절률 구배를 변경하여 평면파 입사광의 진행 방향을 변경하여 출력하고, 상기 액정의 틸트각이 상기 표시패널의 표시면에 평행한 일방향으로 위치에 따라 점진적으로 증가하도록 분포되는 광편향패널.
In an optical deflection panel for a display device,
Changing the gradient of the refractive index by adjusting the tilt angle distribution of the liquid crystal in each unit region, changing the gradient of the refractive index for each unit region to change the traveling direction of the plane wave incident light, Wherein the tilt angle is distributed so that the tilt angle gradually increases in accordance with the position in one direction parallel to the display surface of the display panel.
제 6 항에 있어서,
서로 마주보는 제1 및 2기판과;
상기 제1 및 2기판 내면 상에 각각 형성되며, 서로 대응하는 다수의 제1 및 2전극과;
상기 제1 및 2전극 사이의 액정층을 포함하고,
상기 제1 및 2전극에 전압을 인가하여, 상기 액정의 틸트각 분포를 조절하는
광편향패널.
The method according to claim 6,
First and second substrates facing each other;
A plurality of first and second electrodes respectively formed on inner surfaces of the first and second substrates and corresponding to each other;
And a liquid crystal layer between the first and second electrodes,
A voltage is applied to the first and second electrodes to adjust a tilt angle distribution of the liquid crystal
Optical deflection panel.
제 6 항에 있어서,
상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 비선형 함수에 의해 분포되면, 상기 평면파 입사광은 파면 형상의 변형 없이 진행 방향이 변경되어 출력되는
광편향패널.
The method according to claim 6,
When the tilt angle of the liquid crystal is distributed by a nonlinear function according to the position, the direction of the incident light of the plane wave is changed without changing the wavefront shape,
Optical deflection panel.
제 6 항에 있어서,
상기 액정의 틸트각이 위치에 따라 선형 함수에 의해 분포되면, 상기 평면파 입사광은 곡면파로 변형되고 진행 방향이 변경되어 출력되는
광편향패널.
The method according to claim 6,
When the tilt angle of the liquid crystal is distributed by a linear function according to the position, the plane wave incident light is transformed into a curved surface wave,
Optical deflection panel.
제 8 항에 있어서,
상기 비선형 함수는 위치에 따라 (n/2)제곱에 비례하는 함수이며, n은 2를 제외한 자연수인
광편향패널.
9. The method of claim 8,
The nonlinear function is a function proportional to the square of (n / 2) according to the position, and n is a natural number excluding 2
Optical deflection panel.
제 5 항에 있어서,
상기 비선형 함수는, θ = 90*(px/d)(n/2)+a로 표현되며,
d는 상기 굴절률 구배 단위 영역의 길이이고, px는 상기 굴절률 구배 단위 영역의 위치값이고, θ는 px 위치에서의 상기 액정의 틸트각이고, a는 px=0에서의 상기 액정의 틸트각인
표시장치.
6. The method of claim 5,
The nonlinear function is represented by? = 90 * (px / d) (n / 2) + a,
d is the length of the refractive index gradient unit area, px is the position value of the refractive index gradient unit area,? is the tilt angle of the liquid crystal at the px position, and a is the tilt angle of the liquid crystal at px =
Display device.
제 10 항에 있어서,
상기 비선형 함수는, θ = 90*(px/d)(n/2)+a로 표현되며,
d는 상기 굴절률 구배 단위 영역의 길이이고, px는 상기 굴절률 구배 단위 영역의 위치값이고, θ는 px 위치에서의 상기 액정의 틸트각이고, a는 px=0에서의 상기 액정의 틸트각인
광편향패널.
11. The method of claim 10,
The nonlinear function is represented by? = 90 * (px / d) (n / 2) + a,
d is the length of the refractive index gradient unit area, px is the position value of the refractive index gradient unit area,? is the tilt angle of the liquid crystal at the px position, and a is the tilt angle of the liquid crystal at px =
Optical deflection panel.
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