KR101352103B1 - image display device and method for fabricating and driving the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배향막의 코팅, 소성 및 러빙 공정 없이 평면(이하 2D라 함, 2D:2 Dimension) 및 입체(이하 3D라 함, 3D:3 Dimension) 영상 디스플레이 변환이 가능하며, 단일한 기판에 위상 분리 방법을 통하여 2D/3D 모드를 스위칭 할 수 있는 스위칭부를 구비한 영상표시장치와 그의 제조방법 및 그 구동방법을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 영상표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하도록, 대향된 상, 하판과, 상기 상판의 상부에 상부 투명전극과, 상기 상부 투명전극 상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층과, 상기 하판의 상부에 하부 투명전극과, 상기 상, 하판이 합착된 공간에 평균 굴절율을 갖는 액정층을 구비한 스위칭부로 구성된 것을 특징으로 한다. The present invention enables conversion of planar (hereinafter referred to as 2D, 2D: 2 Dimension) and stereoscopic (hereinafter referred to as 3D, 3D: 3 Dimension) image display without coating, firing, and rubbing process of the alignment layer, and phase separation on a single substrate. An image display device having a switching unit capable of switching a 2D / 3D mode through a method, a method of manufacturing the same, and a method of driving the same, the image display device including the liquid crystal panel; A backlight unit serving as a light source under the liquid crystal panel; An opposite upper and lower plates, an upper transparent electrode on the upper plate, a polymer layer having a concave lens shape on the upper transparent electrode, and switching the lower plate to switch 2D / 3D mode driving on the upper part of the liquid crystal panel; And a switching unit including a lower transparent electrode on an upper portion and a liquid crystal layer having an average refractive index in a space where the upper and lower plates are bonded.
2D, 3D, 배향막, 액정, 평균 굴절율, 스위칭부 2D, 3D, alignment film, liquid crystal, average refractive index, switching unit
Description
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 영상표시장치를 나타낸 구성도 1 and 2 is a block diagram showing an image display apparatus according to the prior art
도 3a와 도 3b는 본 발명에 적용하기 위한 영상표시장치의 2D(2 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면 3A and 3B are diagrams illustrating 2D mode driving and liquid crystal array of an image display device for applying the present invention.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 적용하기 위한 영상표시장치의 3D(3 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면 4A and 4B are diagrams illustrating 3D mode driving and liquid crystal array of an image display device for applying the present invention.
도 5는 본 발명에 적용하기 위한 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 양안시차를 제시한 도면 FIG. 5 is a diagram illustrating binocular disparity of a lenticular type image display device according to the present invention. FIG.
도 6a는 본 발명을 설명하기 위한 액정 배열 형태를 나타낸 도면 6A is a diagram illustrating a liquid crystal array for explaining the present invention.
도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도 6B is a structural cross-sectional view of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a first embodiment of the present invention.
도 7은 도 6b의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도 7 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 6B.
도 8은 도 6b의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면FIG. 8 is a view illustrating 2D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 6B; FIG.
도 9는 도 6b의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면 9 is a view illustrating driving of 3D mode of an image display device having the structure of FIG. 6B;
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도 10 is a cross-sectional view of a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a second embodiment of the present invention.
도 11은 도 10의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도 11 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 10.
도 12는 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면FIG. 12 is a view illustrating 2D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 10.
도 13은 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면 FIG. 13 is a view illustrating 3D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 10.
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도 14 is a structural cross-sectional view of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a third embodiment of the present invention.
도 15는 도 14의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도 15 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 14.
도 16은 도 14의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면FIG. 16 is a view illustrating 2D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 14.
도 17은 도 14의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면 FIG. 17 is a view illustrating 3D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 14.
도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도 18 is a cross-sectional view of a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a fourth embodiment of the present invention.
도 19는 도 18의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도 19 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 18.
도 20은 도 18의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면FIG. 20 is a view illustrating 2D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 18; FIG.
도 21은 도 18의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면 FIG. 21 is a view illustrating 3D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 18; FIG.
도 22는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도 22 is a cross-sectional view of a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a fifth embodiment of the present invention.
도 23은 도 22의 렌티큘러 렌즈 타입의 영상표시장치의 상판전극의 전극 배치도 FIG. 23 is a layout view of electrodes of the upper electrode of the lenticular lens type image display device of FIG. 22.
도 24a 내지 도 24d는 도 22의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도24A to 24D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 22.
도 25a와 도 25b는 도 22의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나 타낸 도면25A and 25B illustrate driving of 2D mode of the image display device having the structure of FIG. 22.
도 26a와 도 26b는 도 22의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면26A and 26B illustrate driving of 3D mode of the image display device having the structure of FIG. 22.
도 27은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도 27 is a cross-sectional view of a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a sixth embodiment of the present invention.
도 28a 내지 도 28d는 도 27의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도28A to 28D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 27.
도 29는 도 28c에서 마스크의 평면도 및 위치별 투과율 그래프 29 is a plan view of the mask in Figure 28c and the transmittance graph by position
도 30a와 도 30b는 도 27의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면30A and 30B are diagrams illustrating 2D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 27.
도 31a와 도 31b는 도 27의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면31A and 31B illustrate driving of 3D mode of the image display device having the structure of FIG. 27.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
60, 100, 140, 180, 220, 270 : 액정패널 60, 100, 140, 180, 220, 270: liquid crystal panel
61, 101, 141, 181, 230, 260 : 백라이트 유닛 61, 101, 141, 181, 230, 260: backlight unit
71, 111, 151, 191 : 상판 71, 111, 151, 191: top plate
72, 152 : 상부 투명전극 73, 112, 163, 202 : 폴리머층 72, 152: upper
74, 113, 164, 203, 223, 246, 286 : 액정층 74, 113, 164, 203, 223, 246, 286: liquid crystal layer
80, 110, 150, 190, 240, 280 : 스위칭부 80, 110, 150, 190, 240, 280: switching unit
81, 121, 161, 201 : 하판 82, 162 : 하부 투명전극 81, 121, 161, 201:
83, 124, 153, 194 : 씨일재 122, 192, 242, 282: 제 1 투명전극 83, 124, 153, 194:
123, 193, 243, 283 : 제 2 투명전극 241, 281 : 기판 123, 193, 243, 283: second
221, 271 : 상부기판 222, 272 : 하부기판 221, 271:
224, 274 : 상판 편광판 225, 275 : 하판 편광판 224, 274: upper polarizing
244 : 볼록 렌즈 245, 284 : 위상 분리 혼합층244:
247, 287 : 모노머층 285 : 마스크층 247, 287: monomer layer 285: mask layer
본 발명은 영상표시장치에 대한 것으로, 특히 평면(이하 2D라 함, 2D:2 Dimension) 및 입체(이하 3D라 함, 3D:3 Dimension) 영상 디스플레이 변환이 가능한 영상표시장치와 그의 제조방법 및 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to an image display apparatus, and in particular, an image display apparatus capable of converting a flat display (hereinafter referred to as 2D, 2D: 2 Dimension) and a stereoscopic (hereinafter referred to as 3D, 3D: 3 Dimension) image display, a method of manufacturing and driving the same. It is about a method.
오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축된 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같은 단순히 듣고 말하는 서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한 보고 듣는 멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는 시공간을 초월하여 실감나고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는 초공간형 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.The services to be realized for the high speed of information based on the high-speed information communication network today are the multimedia service centered on the digital terminal which processes text, voice, and video at high speed from the simple listening and speaking service such as the current telephone. It is expected to develop into a hyperspatial three-dimensional three-dimensional information communication service that ultimately develops, sees, feels, and enjoys realistic, three-dimensional, transcending space and time.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체 영상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(Binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 좌우의 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.In general, three-dimensional images representing a three-dimensional image is made by the principle of stereo vision through two eyes. The parallax of two eyes, that is, the binocular disparity that appears due to the presence of two eyes about 65 mm apart, is a three-dimensional feeling. It is the most important factor of. In other words, the left and right eyes each look at different two-dimensional images, and when these two images are transmitted to the brain through the retina, the brain accurately fuses each other to reproduce the depth and reality of the original three-dimensional image. This ability is commonly referred to as stereography.
입체 영상 표시 장치는 양안시차를 이용하는 것으로 관찰자의 별도의 안경착용 여부에 따라 안경식(stereoscopic)의 편광방식과 시분할 방식과, 비안경식(autostereoscopic)의 패럴랙스-배리어방식, 렌티큘러(lenticular) 또는 마이크로 렌즈방식 및 블린킹 라이트(blinking light) 방식이 있다.The stereoscopic image display device uses binocular disparity, and according to whether the viewer wears separate glasses, the stereoscopic polarization method and the time division method, the autostereoscopic parallax-barrier method, the lenticular or the microlens are used. There is a method and a blinking light (blinking light) method.
전자는 많은 인원이 입체 영상을 즐길 수 있으나, 별도의 편광 안경 또는 액정 셔터 안경을 착용해야 하고, 후자는 디스플레이에 각각 이미지 스플리터(image splitter), 실린더리컬 렌즈 어레이(cylindrical lens array)인 마이크로 렌즈, 또는 패랠랙스 베리어가 결합된 구조로 관찰 범위가 고정되어 소수 인원에 한정되지만 별도의 안경을 착용하지 않는 편리함이 있어 선호된다. 즉, 안경식 입체 영상 표시 장치는 관찰자가 특수한 안경을 착용하여야 하므로 불편함과 부자연스러움을 발생시킨다. 반면, 비안경식 입체 영상 표시 장치는 관찰자가 직접 스크린을 주시하는 것만으로 입체 영상을 관찰할 수 있어서 전술한 바와 같은 단점이 사라지기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다.While the former can enjoy stereoscopic images, many people need to wear separate polarized glasses or liquid crystal shutter glasses, and the latter has an image splitter, a cylindrical lens array, a microlens, Or it is a structure that combines parallax barriers, and the observation range is fixed to a small number of people, but it is preferred because it does not need to wear extra glasses. That is, the spectacle stereoscopic image display device causes inconvenience and unnaturalness because the viewer must wear special glasses. On the other hand, many studies have been conducted on the non-glass type stereoscopic image display apparatus because the observer can observe the stereoscopic image simply by staring at the screen, thereby eliminating the disadvantages described above.
비안경식 입체 영상 표시 장치는 이미지 패널에 3차원 이미지 형성 장치를 정렬하여 입체 영상을 표시한다. A non-eye-tight stereoscopic image display apparatus displays a stereoscopic image by arranging a three-dimensional image forming apparatus on an image panel.
이하, 상기 입체 영상 표시 방법들 중, 종래 기술에 따른 렌티큘러 타입의 영상표시장치에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a lenticular type image display apparatus according to the related art among the stereoscopic image display methods will be described.
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 영상표시장치를 나타낸 구성도이다. 1 and 2 are diagrams illustrating a video display device according to the related art.
그리고, 도 3a와 도 3b는 종래의 다른 기술에 따른 영상표시장치의 2D(2 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면이다. 도 4a와 도 4b는 종래의 다른 기술에 따른 영상표시장치의 3D(3 Dimension) 모드 구동 및 액정 배열을 나타낸 도면이며, 도 5는 종래 렌티큘러 타입의 영상표시장치의 양안시차를 제시한 도면이다. 3A and 3B are diagrams illustrating 2D mode driving and liquid crystal arrangement of an image display device according to another conventional technology. 4A and 4B are diagrams illustrating 3D mode driving and liquid crystal arrangement of an image display apparatus according to another conventional technique, and FIG. 5 is a diagram illustrating binocular disparity of a conventional lenticular type image display apparatus.
종래 기술에 따른 영상표시장치 중 2D/3D 스위칭 수단은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상, 하판(20, 10)이 대향 배치되고, 상, 하판(20, 10)의 사이에 액정층(15)이 형성되어 있고, 상판(20)의 내표면에는 상부 투명전극(21)이 구성되고, 하판(10)은 표면이 볼록렌즈 형상을 갖도록 구성되어 있으며, 하판(10)의 표면에는 하부 투명전극(11)이 구성되어 있다. In the image display apparatus according to the related art, as shown in FIG. 1, the upper and
그리고, 도 2에 도시된 2D/3D 스위칭 수단은, 하판(10)의 표면이 오목렌즈 형상을 갖는다는 것을 제외하고는 도 1과 동일한 구성을 갖고 있다. The 2D / 3D switching means shown in FIG. 2 has the same configuration as that in FIG. 1 except that the surface of the
상기 구성을 갖는 영상표시장치의 도 1 및 도 2에 도시된 2D/3D 스위칭 수단은, 상, 하부 투명전극(21,11)의 전압차에 의한 전계로 인해 액정배열이 변화되고 빛의 굴절 여부를 결정하여 2D/3D 모드를 스위칭하는 것이다. 1 and 2 of the image display device having the above-described configuration, the liquid crystal array is changed by the electric field due to the voltage difference between the upper and lower transparent electrodes (21, 11) and whether the light is refracted To switch the 2D / 3D mode.
상기와 같이 상, 하부 투명전극에 발생하는 전계로 인해 액정 배열을 변화시켜서 2D/3D 모드를 스위칭 하도록 하기 위해서는, 즉, 렌즈 내부나 외부에서 액정 의 이상광 굴절율(ne)과 정상광 굴절율(no)을 이용하여 2D/3D 모드를 스위칭 하기 위해서는 초기에 액정의 배열을 한쪽 방향으로 정렬시켜주는 공정이 반드시 필요하다. As described above, in order to switch the 2D / 3D mode by changing the arrangement of the liquid crystal due to the electric field generated in the upper and lower transparent electrodes, that is, the abnormal light refractive index n e and the normal light refractive index of the liquid crystal inside or outside the lens ( In order to switch the 2D / 3D mode using n o ), a process of initially aligning the array of liquid crystals in one direction is essential.
이를 위해서 액정패널의 액정 셀 공정과 동일하게 배향막을 코팅하고 러빙하는 공정을 진행해야 한다. To this end, a process of coating and rubbing the alignment layer is performed in the same manner as in the liquid crystal cell process of the liquid crystal panel.
이와 같이, 배향막을 코팅하고 러빙하여야 함으로, 공정이 복잡하며, 렌즈 자체의 굴곡으로 인하여 배향막의 코팅과 러빙이 불균일하게 될 수 있다. As such, since the alignment layer is coated and rubbed, the process is complicated and the coating and rubbing of the alignment layer may be uneven due to the bending of the lens itself.
상기와 같은 배향막 코팅의 불균일은 렌즈 굴곡의 불균일을 가져와 3D 모드 구동할 때 구동 품질을 저하시킨다. The nonuniformity of the alignment film coating as described above results in the nonuniformity of the lens curvature and degrades the driving quality when driving in the 3D mode.
또한, 러빙 불균일 또한 액정의 배열 불균일을 가져와 2D, 3D 모드 구동시 구동 품질의 저하를 가져올 수 있다. In addition, rubbing unevenness may also cause uneven alignment of liquid crystals, which may result in deterioration of driving quality when driving 2D and 3D modes.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 배향막의 코팅, 소성 및 러빙 공정 없이 평면(이하 2D라 함, 2D:2 Dimension) 및 입체(이하 3D라 함, 3D:3 Dimension) 영상 디스플레이 변환이 가능한 영상표시장치와 그의 제조방법 및 그 구동방법을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to planar (hereinafter referred to as 2D, 2D: 2 Dimension) and three-dimensional (hereinafter referred to as 3D, 3D) without the coating, firing and rubbing process of the alignment layer : 3 Dimension) An image display device capable of converting an image display, a manufacturing method thereof, and a driving method thereof are provided.
본 발명의 다른 목적은, 단일한 기판에 위상 분리 방법을 통하여 2D/3D 모드를 스위칭 할 수 있는 스위칭부를 구비한 영상표시장치와 그의 제조방법 및 그 구동방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an image display device having a switching unit capable of switching a 2D / 3D mode through a phase separation method on a single substrate, a manufacturing method thereof, and a driving method thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하도록, 대향된 상, 하판과, 상기 상판의 상부에 상부 투명전극과, 상기 상부 투명전극 상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층과, 상기 하판의 상부에 하부 투명전극과, 상기 상, 하판이 합착된 공간에 평균 굴절율을 갖는 액정층을 구비한 스위칭부로 구성된 것을 특징으로 한다. In accordance with one aspect of the present invention, an image display device includes: a liquid crystal panel; A backlight unit serving as a light source under the liquid crystal panel; An opposite upper and lower plates, an upper transparent electrode on the upper plate, a polymer layer having a concave lens shape on the upper transparent electrode, and switching the lower plate to switch 2D / 3D mode driving on the upper part of the liquid crystal panel; And a switching unit including a lower transparent electrode on an upper portion and a liquid crystal layer having an average refractive index in a space where the upper and lower plates are bonded.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하도록, 대향된 상, 하판과, 상기 상판 또는 하판의 어느 하나에 횡전계 구동하도록 교대로 배열된 제 1, 제 2 투명전극과, 상기 상판상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층과, 상기 상, 하판이 합착된 공간에 평균 굴절율을 갖는 액정층을 구비한 스위칭부로 구성된 것을 특징으로 한다. In another embodiment, an image display device includes a liquid crystal panel; A backlight unit serving as a light source under the liquid crystal panel; Opposite upper and lower plates, first and second transparent electrodes alternately arranged to transverse electric field driving to either the upper or lower plate to switch 2D / 3D mode driving on the upper portion of the liquid crystal panel, and the upper plate And a switching layer including a polymer layer having a concave lens shape and a liquid crystal layer having an average refractive index in a space where the upper and lower plates are bonded to each other.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하도록, 대향된 상, 하판과, 상기 상판의 상부에 상부 투명전극과, 상기 하판의 상부에 하부 투명전극과, 상기 하부 투명전극을 포함한 상기 하판상에 볼록렌즈 형상의 폴리머층과, 상기 상, 하판이 합착된 공간에 평균 굴절율을 갖는 액정층을 구비한 스위칭부로 구성된 것을 특징으로 한다. In another embodiment, an image display device includes a liquid crystal panel; A backlight unit serving as a light source under the liquid crystal panel; The lower plate including an opposing upper and lower plates, an upper transparent electrode on an upper portion of the upper plate, a lower transparent electrode on an upper portion of the lower plate, and the lower transparent electrode so as to switch 2D / 3D mode driving on an upper portion of the liquid crystal panel; And a switching unit including a convex lens-shaped polymer layer on the upper surface and a liquid crystal layer having an average refractive index in a space where the upper and lower plates are bonded to each other.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치는 액정패널과; 상기 액정패 널의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛과; 상기 액정패널의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하도록, 대향된 상, 하판과, 상기 상판에 횡전계 구동하도록 교대로 배열된 제 1, 제 2 투명전극과, 상기 하판 상에 볼록 렌즈 형상을 갖는 폴리머층과, 상기 상, 하판이 합착된 공간에 평균 굴절율을 갖는 액정층을 구비한 스위칭부로 구성된 것을 특징으로 한다. In another embodiment, an image display device includes a liquid crystal panel; A backlight unit serving as a light source under the liquid crystal panel; Opposing upper and lower plates to switch 2D / 3D mode driving on the upper part of the liquid crystal panel, first and second transparent electrodes alternately arranged to transverse electric field driving on the upper plate, and convex lens shapes on the lower plate. And a switching unit including a polymer layer having a liquid crystal layer having an average refractive index in a space where the upper and lower plates are bonded to each other.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛과; 기판 상에 횡전계 구동하도록 일방향으로 교대로 배열된 제 1, 제 2 투명전극과, 상기 제 1, 제 2 투명전극을 감싸도록 그 상부에 형성된 복수개의 볼록 렌즈와, 상기 볼록 렌즈상에 이방성 굴절율(ne, no)을 갖는 액정층과, 상기 액정층 상에 형성된 모노머(monomer)층으로 구성된 스위칭부를 포함함을 특징으로 한다. In another embodiment, an image display device includes a liquid crystal panel; A backlight unit serving as a light source under the liquid crystal panel; First and second transparent electrodes alternately arranged in one direction so as to drive a transverse electric field on the substrate, a plurality of convex lenses formed thereon to surround the first and second transparent electrodes, and anisotropic refractive indexes on the convex lenses and a switching unit including a liquid crystal layer having (n e , n o ) and a monomer layer formed on the liquid crystal layer.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치는 액정패널과; 상기 액정패널의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛과; 기판 상에 횡전계 구동하도록 일방향으로 교대로 배열된 제 1, 제 2 투명전극과, 상기 제 1, 제 2 투명전극을 감싸도록 그 상부에 형성된 복수개의 볼록 렌즈 형상을 하는 액정층과, 상기 액정층 상에 형성된 모노머(monomer)층으로 구성된 것을 특징으로 한다. In another embodiment, an image display device includes a liquid crystal panel; A backlight unit serving as a light source under the liquid crystal panel; First and second transparent electrodes arranged alternately in one direction so as to drive a transverse electric field on a substrate, a liquid crystal layer having a plurality of convex lens shapes formed thereon to surround the first and second transparent electrodes, and the liquid crystal It is characterized by consisting of a monomer layer formed on the layer (monomer).
상기 스위칭부의 상, 하판에는 배향막이 코팅 및 러빙되어 있지 않은 것을 특징으로 한다. The upper and lower plates of the switching unit are characterized in that the alignment layer is not coated and rubbed.
본 발명의 실시예에 따른 영상표시장치의 스위칭부를 제조하는 방법은, 상판 상에 상부 투명전극을 형성하는 단계; 상기 상부 투명전극상에 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖도록 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖는 상기 폴리머층 상부에 액정을 적하시켜서 평균 굴절율을 갖는 액정층을 형성하는 단계; 하판 상에 하부 투명전극을 형성하는 단계; 상기 하판의 가장자리에 씨일재를 도포하고, 상기 하판의 모서리에 은 접점(Ag dot)을 형성하는 단계; 상기 상, 하판을 합착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. Method of manufacturing a switching unit of an image display device according to an embodiment of the present invention, forming an upper transparent electrode on the upper plate; Forming a polymer layer on the upper transparent electrode to have a plurality of concave lens shapes; Forming a liquid crystal layer having an average refractive index by dropping a liquid crystal on the polymer layer having the plurality of concave lens shapes; Forming a lower transparent electrode on the lower plate; Applying a sealing material to an edge of the lower plate and forming a silver dot at an edge of the lower plate; It characterized in that it comprises the step of bonding the upper and lower plates.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상표시장치의 스위칭부를 제조하는 방법은,상판 상에 표면에 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖도록 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖는 상기 폴리머층 상부에 액정을 적하시켜서 평균 굴절율을 갖는 액정층을 형성하는 단계; 하판 상에 이격되어 일방향으로 교대로 배열된 제 1, 제 2 투명전극을 형성하는 단계; 상기 하판의 가장자리에 씨일재를 도포하는 단계; 상기 상, 하판을 합착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a switching unit of an image display device, the method comprising: forming a polymer layer on a surface to have a plurality of concave lens shapes; Forming a liquid crystal layer having an average refractive index by dropping a liquid crystal on the polymer layer having the plurality of concave lens shapes; Forming first and second transparent electrodes spaced apart on the lower plate and alternately arranged in one direction; Applying a sealing material to an edge of the lower plate; It characterized in that it comprises the step of bonding the upper and lower plates.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치의 스위칭부를 제조하는 방법은, 상판 상에 상부 투명전극을 형성하는 단계; 상기 상판의 가장자리를 감싸도록 씨일재를 도포하는 단계; 상기 상판의 모서리 부분에 은 접점(Ag dot)을 형성하는 단계; 하판 상에 하부 투명전극을 형성하는 단계; 상기 하판의 상기 하부 투명전극의 표면에 복수개의 볼록 렌즈 형상을 갖도록 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 폴리머층 상부에 액정을 적하시켜서 평균 굴절율을 갖는 액정층을 형성하는 단계; 상기 상, 하판을 합착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a switching unit of an image display device, the method comprising: forming an upper transparent electrode on a top plate; Applying a seal material to surround the edge of the top plate; Forming a silver dot on an edge portion of the upper plate; Forming a lower transparent electrode on the lower plate; Forming a polymer layer on a surface of the lower transparent electrode of the lower plate to have a plurality of convex lens shapes; Dropping liquid crystal on the polymer layer to form a liquid crystal layer having an average refractive index; It characterized in that it comprises the step of bonding the upper and lower plates.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치의 스위칭부를 제조하는 방법은, 상판 상에 이격되도록 일방향으로 교대로 배열된 제 1, 제 2 투명전극을 형성하는 단계; 상기 상판의 가장자리를 감싸도록 씨일재를 도포하는 단계; 하판 상에 복수개의 볼록 렌즈 형상을 갖도록 폴리머층을 형성하는 단계; 상기 폴리머층 상부에 액정을 적하시켜서 평균 굴절율을 갖는 액정층을 형성하는 단계; 상기 상, 하판을 합착하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a switching unit of an image display device, the method comprising: forming first and second transparent electrodes alternately arranged in one direction so as to be spaced apart from each other on a top plate; Applying a seal material to surround the edge of the top plate; Forming a polymer layer on the lower plate to have a plurality of convex lens shapes; Dropping liquid crystal on the polymer layer to form a liquid crystal layer having an average refractive index; It characterized in that it comprises the step of bonding the upper and lower plates.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치의 스위칭부를 제조하는 방법은, 기판상에 이격되어 일방향으로 교대로 배치되도록 제 1, 제 2 투명전극 형성하는 단계; 상기 제 1, 제 2 투명전극을 감싸도록 복수개의 볼록 렌즈를 형성하는 단계; 상기 볼록 렌즈를 포함한 상기 기판상에 액정과 모노머를 포함한 위상 분리(phase separation) 혼합물을 도포하는 단계; 상기 위상분리 혼합물 상부에서 UV를 조사하여 액정층 상부에 모노머층이 위치하도록 층 분리하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a switching unit of an image display device, the method comprising: forming first and second transparent electrodes spaced apart from each other on a substrate and alternately disposed in one direction; Forming a plurality of convex lenses to surround the first and second transparent electrodes; Applying a phase separation mixture comprising liquid crystal and monomer on the substrate including the convex lens; And irradiating UV on the phase separation mixture to separate the layers so that the monomer layer is positioned on the liquid crystal layer.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치의 스위칭부를 제조하는 방법은, 이격되어 일방향으로 교대로 배치되도록 제 1, 제 2 투명전극 형성하는 단계; 상기 제 1, 제 2 투명전극을 포함한 상기 기판상에 액정과 모노머를 포함한 위상 분리(phase separation) 혼합물을 도포하는 단계; 상기 위상분리 혼합물이 도포된 상기 기판 상부에서 일라인 방향으로 배열된 복수개의 차광영역이 구비된 마스크층을 이용해서 UV를 조사하여, 볼록 렌즈 형상의 액정층과 그 상부에 모노머층이 위치하도록 층 분리하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. In another aspect, a method of manufacturing a switching unit of an image display apparatus includes: forming first and second transparent electrodes spaced apart from each other in one direction; Applying a phase separation mixture including a liquid crystal and a monomer on the substrate including the first and second transparent electrodes; UV is irradiated using a mask layer having a plurality of light blocking regions arranged in a line direction on the substrate to which the phase separation mixture is applied, so that the liquid crystal layer having a convex lens shape and the monomer layer are positioned thereon. Characterized in that it comprises a step of separating.
상기 본 발명의 실시예에 따른 구조를 갖는 영상표시장치의 구동방법은, 상기 상, 하부 투명전극에 전계를 인가하거나 인가하지 않음에 의해서 2D 또는 3D 모드를 스위칭 하는 것을 특징으로 한다. The driving method of the image display device having the structure according to the embodiment of the present invention is characterized in that switching the 2D or 3D mode by applying or not applying an electric field to the upper and lower transparent electrodes.
상기 구조를 갖는 영상표시장치를 구동하는 또 다른 방법은 상기 제 1, 제 2 투명전극에 전계를 인가하거나 인가하지 않음에 의해서 2D 또는 3D 모드를 스위칭 하는 것을 특징으로 한다. Another method of driving the image display device having the above structure is to switch the 2D or 3D mode by applying or not applying an electric field to the first and second transparent electrodes.
본 발명을 설명하기에 앞서서, 2D/3D 스위칭 수단을 구비한 본 발명에 적용하기 위한 영상표시장치의 2D/3D 모드 구동에 대하여 간략히 설명한다. Prior to explaining the present invention, the 2D / 3D mode driving of the image display apparatus for applying the present invention having the 2D / 3D switching means will be briefly described.
액정은 광학적으로 상광선(Ordinary) 굴절률(no)과, 이상광선(Extra-ordinary) 굴절률(ne)의 두 종류의 굴절률을 갖는 이방성 물질이며, 통상 이상광선 굴절률(ne)이 상광선 굴절률(no) 보다 큰 값을 갖는다.Liquid crystals are optically anisotropic materials having two types of refractive indices: ordinary refractive index (no) and extra-ordinary refractive index (ne). ) Is greater than
도 3a와 도 4a의 영상표시장치에서는 이러한 성질을 갖는 액정을 렌즈에 채워 넣고, 액정의 성질을 이용하여 렌즈의 기능을 온/오프할 수 있도록 한 것이다.In the image display apparatus of FIGS. 3A and 4A, a liquid crystal having such a property is filled in a lens, and the function of the lens can be turned on / off using the property of the liquid crystal.
이때, 영상표시장치는, 도 3a와 도 4a에 도시한 바와 같이, 상판(41)상에 상부 투명전극(42)이 있고, 상부 투명전극(42)상에 내부로 굴곡을 갖는 렌즈 형상의 폴리머층(43)이 형성되어 있다. 그리고, 상판(41)과 대향되는 하판(45)의 상부에 하부 투명전극(46)이 구성되어 있으며, 상,하판(41, 45) 사이의 렌즈 형상의 공간에는 액정층(47)이 구성되어 있다. 그리고, 하판(45)의 하부에는 액정패널(30)이 배치되어 있고, 액정패널(30)의 하부에는 백라이트 유닛(31)이 구비되어 있다. 3A and 4A, the image display device includes a lens-shaped polymer having an upper
상기 구성을 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동은, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극에 전압차를 주어 유도한다. 이와 같이 전압차를 주면, 렌즈 내부의 액정은 빛의 진행과 동일한 방향으로 배열되고, 액정의 굴절율은 no(n=1.5)로 느끼며 진행할 것이다. 이때, 액정의 굴절율은 렌즈 상단의 폴리머의 굴절율과 동일하여 빛의 굴절이 일어나지 않아서 2D를 표현하게 되는 것이다. 2D mode driving of the image display device having the above configuration is induced by giving a voltage difference to the upper and lower transparent electrodes as shown in FIGS. 3A and 3B. Given this voltage difference, the liquid crystals inside the lens are arranged in the same direction as the light propagation, and the refractive index of the liquid crystal will proceed with a feeling of n o (n = 1.5). At this time, the refractive index of the liquid crystal is the same as the refractive index of the polymer on the upper end of the light does not occur to represent 2D.
그리고, 3D 모드 구동은, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극(21, 11)에 전압을 인가하지 않음으로써 유도한다. 이와 같이 전압을 인가하지 않으면 렌즈 내부의 액정은 빛의 진행과 수직한 방향으로 배열되고, 액정의 굴절율은 ne(n=1.7)로 느끼며 진행할 것이다. 이때, 액정층(47)의 굴절율은 렌즈 상단의 폴리머의 굴절율과 달라서 빛이 굴절을 일으켜서 3D를 표시하게 되는 것이다. The 3D mode driving is induced by not applying a voltage to the upper and lower
상기에서 3D 모드는 도 5에 도시한 바와 같이, 렌즈에 의한 양안시차가 발생되어 구현되는 것이다. As shown in FIG. 5, the 3D mode is implemented by generating binocular disparity caused by a lens.
상기 구성을 갖는 영상표시장치는 상, 하판에 전압차를 주어 2D/3D 모드 구동하도록 구성된 것으로, 2D를 구동시킬 때 시야각 특성에 따른 색편차를 낮추는데 한계가 있다. The image display device having the above configuration is configured to drive the 2D / 3D mode by giving a voltage difference to the upper and lower plates, and has a limitation in reducing the color deviation according to the viewing angle characteristic when driving the 2D.
그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 도 3a와 도 4a의 구성을 갖는 영상표시장치를 제조하기 위해서는 액정 주입 방식이나 액정 적하 방식으로 제조할 수 있는데, 이하에서는 액정 적하 방식에 의해 제조하는 방법에 대하여 간략히 설명한다. Although not shown in the drawings, a liquid crystal injection method or a liquid crystal dropping method may be used to manufacture an image display device having the configurations of FIGS. 3A and 4A. Hereinafter, a method of manufacturing the liquid crystal dropping method will be described. Briefly explain.
먼저, 상판의 상부에 상부 투명전극을 형성하고, 상부 투명전극 상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층을 형성한 후에, 폴리머층상에 제 1 배향막을 코팅/소성하고, 이후에 제 1 배향막을 러빙하고, 액정을 폴리머층상에 떨어뜨린다. First, an upper transparent electrode is formed on the upper plate, a polymer layer having a concave lens shape is formed on the upper transparent electrode, then a first alignment layer is coated / baked on the polymer layer, and then the first alignment layer is rubbed. The liquid crystal is dropped on the polymer layer.
그리고, 하판 상부에 하부 투명전극을 형성하고, 하부 투명전극 상에 제 2 배향막을 코팅/소성하고, 제 2 배향막을 러빙한다. 이후에 가장자리를 둘러싸도록 씨일재를 도포하고, 모서리 부분에 Ag 도팅 처리한다. Then, a lower transparent electrode is formed on the lower plate, a second alignment layer is coated / baked on the lower transparent electrode, and the second alignment layer is rubbed. After that, the sealing material is applied to surround the edge, and Ag doting treatment is performed on the edge portion.
이후에 상판과 하판을 합착한다. After that, the upper and lower plates are bonded together.
상기 공정은 액정을 ODF(One Drop Filling) 방식으로 형성할 경우를 나타낸 것인데, 상기 공정 외에 상, 하판 사이의 액정을 주입 방법으로 형성할 수도 있다.The above process shows a case where the liquid crystal is formed by ODF (One Drop Filling) method, and in addition to the above process, the liquid crystal between the upper and lower plates may be formed by an injection method.
액정을 주입 방식으로 형성할 경우에는 상판의 상부에 상부 투명전극을 형성하고, 상부 투명전극 상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층을 형성한 후에, 폴리머층상에 제 1 배향막을 코팅/소성하고, 이후에 제 1 배향막을 러빙한다. In the case of forming the liquid crystal by an injection method, an upper transparent electrode is formed on the upper plate, a polymer layer having a concave lens shape is formed on the upper transparent electrode, and then a coating / firing of the first alignment layer is performed on the polymer layer. The first alignment layer is rubbed.
그리고, 하판 상부에 하부 투명전극을 형성하고, 하부 투명전극 상에 제 2 배향막을 코팅/소성하고, 제 2 배향막을 러빙한다. 이후에 액정 주입구를 제외한 가장자리에 씨일재를 도포하고, 모서리 부분에 Ag 도팅 처리를 한다.Then, a lower transparent electrode is formed on the lower plate, a second alignment layer is coated / baked on the lower transparent electrode, and the second alignment layer is rubbed. After that, the sealing material is applied to the edge except for the liquid crystal injection hole, and Ag doting treatment is performed on the edge portion.
이후에, 상판과 하판을 합착하고, 액정 주입구를 통해서 상, 하판 사이에 액정을 주입한 후, 봉지한다. Thereafter, the upper plate and the lower plate are bonded together, the liquid crystal is injected between the upper and lower plates through the liquid crystal injection hole, and then sealed.
상기와 같은 영상표시장치의 제조방법은 상, 하판에 각각 제 1, 제 2 배향막을 코팅하고 러빙하는 공정을 진행해야 함으로, 공정이 복잡하며, 렌즈 자체의 굴곡으로 인하여 제 1 배향막의 코팅과 러빙이 불균일하다. Since the method of manufacturing the image display device as described above requires a process of coating and rubbing the first and second alignment layers on the upper and lower plates, respectively, the process is complicated and the coating and rubbing of the first alignment layer is caused by the bending of the lens itself. This is uneven.
상기와 같은 배향막 코팅의 불균일은 렌즈 굴곡의 불균일을 가져와 3D 모드 구동할 때 구동 품질을 저하시킨다. The nonuniformity of the alignment film coating as described above results in the nonuniformity of the lens curvature and degrades the driving quality when driving in the 3D mode.
러빙 불균일 또한 액정의 배열 불균일을 가져와 2D, 3D 모드 구동시 구동 품질의 저하를 가져올 수 있다. Rubbing nonuniformity can also lead to nonuniformity of the liquid crystal, leading to deterioration of driving quality when driving 2D and 3D modes.
또한, 본 발명을 설명하기에 앞서서, 일반적으로 네마틱 액정의 경우, 도 6a에 도시한 바와 같이, 이상광과 평균과 정상광으로 나눠볼 수 있는데, 이때 각 광의 굴절율의 크기는 이상광 굴절율(ne)〉평균 굴절율〉정상광 굴절율(no)의 순으로 된다. In addition, prior to explaining the present invention, in general, nematic liquid crystals, as shown in Figure 6a, can be divided into the abnormal light, the average and the normal light, where the magnitude of the refractive index of each light is the abnormal light refractive index ( ne)> average refractive index> normal light refractive index no.
이때, 평균 굴절율은 액정을 배향 처리하지 않았을 경우 즉, 액정이 무질서하게 배열되었을 때의 굴절율을 말한다. In this case, the average refractive index refers to the refractive index when the liquid crystal is not aligned, that is, when the liquid crystals are randomly arranged.
본 발명은 렌티큘러 렌즈의 상부에 배향막을 코팅, 소성 및 러빙하는 공정을 진행하지 않고, 액정층의 액정이 평균 굴절율을 갖도록 구성 한 것에 그 특징이 있는 것이다. The present invention is characterized in that the liquid crystal of the liquid crystal layer is configured to have an average refractive index without performing a process of coating, firing, and rubbing an alignment layer on the lenticular lens.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상표시장치와 그의 제조방법 및 2D/3D 모드 구동방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, an image display apparatus, a manufacturing method thereof, and a 2D / 3D mode driving method according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제 1 실시예First Embodiment
도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도이다. 6B is a structural cross-sectional view of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a first embodiment of the present invention.
그리고, 도 7은 도 6b의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다. 7 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 6B.
그리고, 도 8은 도 6b의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이고, 도 9는 도 6b의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다. FIG. 8 is a diagram illustrating 2D mode driving of the image display apparatus having the structure of FIG. 6B, and FIG. 9 is a diagram illustrating 3D mode driving of the image display apparatus having the structure of FIG. 6B.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 영상표시장치는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판과, 그 사이에 충진된 액정층으로 구성된 액정패널(60)과, 액정패널(60)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(61)과, 상기 액정패널(60)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(80)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 6B, the image display device according to the first embodiment of the present invention includes a
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(60)의 상, 하부기판의 외면에는 상, 하판 편광판이 더 구비되어 있다. Although not shown in the drawings, upper and lower polarizing plates are further provided on outer surfaces of the upper and lower substrates of the
그리고, 상기 하부기판은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.The lower substrate is a TFT array substrate, and includes a plurality of gate wires arranged in one direction at regular intervals, a plurality of data wires arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the respective gate wires, and each of the gate wires. A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by intersections of the data lines and a plurality of thin film transistors that are switched by signals of the gate lines to transfer the signals of the data lines to the pixel electrodes. It is.
그리고 상부기판은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.In addition, the upper substrate is a color filter substrate, and a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G, B color filter layer for expressing color color, and a common electrode for realizing an image are formed. have. Of course, in the transverse electric field type liquid crystal display device, the common electrode is formed on the lower substrate.
본 발명은 상기 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(80)에 특징이 있는 것으로 그 구성은, 상, 하판(71, 81)이 대향 배치되고, 상판(71)의 상부에 상부 투 명전극(72)이 형성되어 있고, 상부 투명전극(72) 상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층(73)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 하판(81)의 상부에는 하부 투명전극(82)이 구성되어 있다. The present invention is characterized in that the switching
그리고, 상기 상, 하판(71, 81)이 합착된 공간에 평균 굴절율을 갖는 액정층(74)이 구성되어 있다. 이때, 액정층(74)은 포지티브 액정이다. The
이때, 도 6b에는 도시되어 있지 않지만, 하판(81)의 가장자리에는 씨일재(도 7의 83)가 도포되어 있다. At this time, although not shown in FIG. 6B, a seal material (83 in FIG. 7) is applied to the edge of the
상기에서, 상, 하부 투명전극(72, 82)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)로 구성시킬 수 있다. The upper and lower
다음에, 상기 구성을 갖는 영상표시장치의 제조방법에 대하여 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 상,하판(71, 81)에 각각 구성물을 나누어 제조한 후, 상, 하판(71, 81)을 합착하는 공정으로 진행된다. Next, a manufacturing method of an image display device having the above configuration will be described. As shown in FIG. 7, the components are divided and manufactured on the upper and
먼저, 상판(71) 상에 투명 도전물질을 증착하여 상부 투명전극(72)을 형성한다. 이후에 표면에 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖도록 폴리머층(73)을 형성한다. First, a transparent conductive material is deposited on the
그리고, 상기 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층(73) 상부에 액정을 고르게 적하시켜서 액정층(74)을 형성한다. 이때 액정층(74)은 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 무질서하게 배열되어 있다. The
그리고, 하판(81) 상에 투명 도전물질을 증착하여 하부 투명전극(82)을 형성한다. 이후에 하판(81)의 가장자리를 감싸도록 씨일재(83)를 도포한다. 그리고, 하 판(81)의 적어도 1개의 모서리 부분에 상, 하부 투명전극(72, 82)의 도통을 위해서 은 접점(Ag dot)(미도시)을 형성한다. In addition, a transparent conductive material is deposited on the
이후에, 상, 하판(71, 81)을 합착한다. Thereafter, the upper and
이때, 상기 상, 하판(71, 81)은 어느 것을 먼저 형성할 수도 있고, 동시에 제작할 수도 있다. At this time, the upper and
상술한 바와 같이, 합착된 상, 하판(71, 81)은 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 상, 하판(71, 81)의 합착된 부분에 의해 형성된 렌즈 형상의 공간에는 즉, 액정층(74)에는 무질서하게 배열되어 평균 굴절율을 갖는 액정이 구비된다. As described above, the bonded upper and
이하에서는, 상기와 같이 구성된 영상표시장치를 이용하여 2D, 3D 모드를 구동시키는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of driving 2D and 3D modes using the image display device configured as described above will be described.
설명에 앞서, 액정층(74)의 평균 굴절율(n)과 폴리머층(73)의 굴절율(np)과 정상 굴절율(no)의 관계는 다음과 같다. Prior to description, the relationship between the average refractive index n of the
평균 굴절율(n) 〉 폴리머층(73)의 굴절율(np)=정상 굴절율(no)Average refractive index (n)> refractive index (n p ) of the
먼저, 2D 모드 구동은, 도 8에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극(72, 82)에 전계를 인가하여 전압차를 갖도록 함에 의해서 구현되는 것으로, 이와 같이 상, 하부 투명전극(72, 82)에 전압차가 발생하면 액정층(74a)의 액정이 수직으로 배열하여 액정층(74a)의 액정들은 정상광 굴절율(no)을 갖게 된다. 이때, 액정층(74a)의 정상광 굴절율은 폴리머층(73)의 굴절율(np)과 동일하므로 영상표시장치는 2D(평면) 모드를 구현하게 된다. First, 2D mode driving is implemented by applying an electric field to the upper and lower
그리고, 3D 모드 구동은, 도 9에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극(72, 82)에 전계를 인가하지 않음에 의해 구현되는 것으로, 이와 같이 전계를 인가하지 않으면, 액정층(74b)의 액정은 평균 굴절율을 가지며, 폴리머층(73)보다 굴절율이 커서, 영상표시장치는 3D(입체) 모드를 표현하게 된다. As shown in FIG. 9, the 3D mode driving is implemented by not applying an electric field to the upper and lower
평균 굴절율(n)을 식으로 표현하면, n=(ne + 2no)/3이다. When the average refractive index n is expressed by the formula, n = (n e + 2n o ) / 3.
제 2 실시예Second Embodiment
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도이다. 그리고, 도 11은 도 10의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다. 10 is a structural cross-sectional view of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a second embodiment of the present invention. 11 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 10.
그리고, 도 12는 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이고, 도 13은 도 10의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다. FIG. 12 is a diagram illustrating 2D mode driving of the image display apparatus having the structure of FIG. 10, and FIG. 13 is a diagram illustrating 3D mode driving of the image display apparatus having the structure of FIG. 10.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상표시장치는, 상, 하판 중 어느 한쪽에 제 1, 제 2 투명전극을 교대로 형성하여 횡전계 구동시킨 것을 제외하고는 제 1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. The image display device according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the first embodiment except that the first and second transparent electrodes are alternately formed on one of the upper and lower plates to drive the transverse electric field. .
이하에서는, 하판 상부에 제 1, 제 2 투명전극을 형성시킨 구성에 대하여 설명한다. Hereinafter, the structure which formed the 1st, 2nd transparent electrode in the lower board upper part is demonstrated.
좀 더 자세하게는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상표시장치는, 도 10에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판과, 그 사이에 충진된 액정층으로 구성된 액정패널(100)과, 액정패널(100)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(101)과, 상기 액정패널(100)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부로 구성되어 있다. More specifically, the image display device according to the second embodiment of the present invention, as shown in Figure 10, the
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(100)의 상, 하부기판의 외면에는 상, 하판 편광판이 더 구비되어 있다. Although not shown in the drawing, upper and lower polarizing plates are further provided on outer surfaces of the upper and lower substrates of the
그리고, 상기 하부기판은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.The lower substrate is a TFT array substrate, and includes a plurality of gate wires arranged in one direction at regular intervals, a plurality of data wires arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the respective gate wires, and each of the gate wires. A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by intersections of the data lines and a plurality of thin film transistors that are switched by signals of the gate lines to transfer the signals of the data lines to the pixel electrodes. It is.
그리고 상부기판은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.In addition, the upper substrate is a color filter substrate, and a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G, B color filter layer for expressing color color, and a common electrode for realizing an image are formed. have. Of course, in the transverse electric field type liquid crystal display device, the common electrode is formed on the lower substrate.
본 발명은 상기 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부에 특징이 있는 것으로 그 구성은, 도 10에 도시한 바와 같이, 상판(111) 상에 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층(112)이 형성되어 있다. 그리고, 하판(121) 상에는 일방향으로 배열된 제 1, 제 2 투명전극(122, 123)이 일정 간격 이격되도록 교대로 형성되어 있다. 이때 제 1 투명전극(122)은 Vcom 이고, 제 2 투명전극(123)은 Vp이다. The present invention is characterized in that the switching unit for switching the 2D / 3D mode driving, the configuration is, as shown in Figure 10, a
그리고, 상, 하판(111, 121)의 렌즈 형상의 합착된 공간에는 무질서하게 배열된 액정층(113)이 구성되어 있다. The
상기 제 1, 제 2 투명전극(122, 123)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)로 구성시킬 수 있다.The first and second
이때, 도 10에는 도시되어 있지 않지만, 하판(121)의 가장자리에는 씨일재(도 11의 124)가 도포되어 있다. At this time, although not shown in Fig. 10, the seal member (124 in Fig. 11) is applied to the edge of the
다음에, 상기 구성을 갖는 영상표시장치의 스위칭부의 제조방법에 대하여 설명하면, 도 11에 도시한 바와 같이, 상, 하판(111, 121)에 각각 구성물을 나누어 제조한 후, 상, 하판(111, 121)을 합착하는 공정으로 진행된다. Next, a manufacturing method of the switching unit of the image display device having the above configuration will be described. As shown in FIG. 11, the components are divided and manufactured on the upper and
먼저, 상판(111) 상의 표면에 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖도록 폴리머층(112)을 형성한다. First, the
그리고, 상기 복수개의 오목 렌즈 형상을 갖는 폴리머층(112) 상부에 액정을 고르게 적하시켜서 액정층(113)을 형성한다. 이때 액정층(113)은 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 무질서하게 배열되어 있다. The
그리고, 하판(121) 상에 투명 도전물질을 증착한 후, 패터닝하여 제 1, 제 2 투명전극(122, 123)을 형성한다. 이후에 하판(121)의 가장자리를 감싸도록 씨일재(124)를 도포한다. The transparent conductive material is deposited on the
이후에, 상, 하판(111, 121)을 합착한다. Thereafter, the upper and
이때, 상기 상, 하판(111, 121)은 어느 것을 먼저 형성할 수도 있고, 동시에 제작할 수도 있다. In this case, the upper and
상술한 바와 같이, 합착된 상, 하판(111, 121)은 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 상, 하판(111, 121)의 합착된 부분에 의해 형성된 렌즈 형상의 공간에는 즉, 액정층(113)에는 무질서하게 배열되어 평균 굴절율을 갖는 액정이 구비된다. As described above, the bonded upper and
이하에서는, 상기와 같이 구성된 영상표시장치를 이용하여 2D, 3D 모드를 구동시키는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of driving 2D and 3D modes using the image display device configured as described above will be described.
설명에 앞서, 액정층(113)의 평균 굴절율(n)과 폴리머층(112)의 굴절율(np)과 이상광 굴절율(ne)의 관계는 다음과 같다. Prior to description, the relationship between the average refractive index n of the
평균 굴절율(n) = 폴리머층(112)의 굴절율(np)〈이상광 굴절율(ne)Average refractive index n = refractive index n p of the
먼저, 2D 모드 구동은, 도 12에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(122, 123)에 전위차가 발생되지 않도록 함에 의해서 구현되는 것으로, 이와 같이 제 1, 제 2 투명전극(122, 123)에 전위차가 발생하지 않으면 액정층(113a)의 평균 굴절율과 폴리머층(112)의 굴절율이 동일하여 영상표시장치는 2D(평면) 모드를 구현하게 된다. First, as shown in FIG. 12, the 2D mode driving is implemented by preventing a potential difference between the first and second
그리고, 3D 모드 구동은, 도 13에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(122, 123)에 전위차를 발생시킴에 의해서 구현되는 것으로, 이와 같이 전위차를 갖도록 하면, 액정층(113b)의 액정은 수평 방향으로 배열하여 이상 굴절율(ne)을 갖게 된다. 상기 액정층(113b)의 이상 굴절율은 폴리머층(112)의 굴절율 보다 커서 영상표시장치는 3D(입체) 모드를 표현하게 된다. 3D mode driving is implemented by generating a potential difference between the first and second
제 3 실시예Third Embodiment
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도이고, 도 15는 도 14의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다. 14 is a cross-sectional view illustrating a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 14.
도 16은 도 14의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이고, 도 17은 도 14의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다. FIG. 16 is a diagram illustrating 2D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 14, and FIG. 17 is a diagram illustrating 3D mode driving of an image display device having the structure of FIG. 14.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 영상표시장치는, 도 14에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판과, 그 사이에 충진된 액정층으로 구성된 액정패널(140)과, 액정패널(140)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(141)과, 상기 액정패널(140)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(150)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 14, the image display device according to the third embodiment of the present invention includes a
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(140)의 상, 하부기판의 외면에는 상, 하판 편광판이 더 구비되어 있다. Although not shown in the figure, upper and lower polarizing plates are further provided on outer surfaces of the upper and lower substrates of the
그리고, 상기 하부기판은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.The lower substrate is a TFT array substrate, and includes a plurality of gate wires arranged in one direction at regular intervals, a plurality of data wires arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the respective gate wires, and each of the gate wires. A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by intersections of the data lines and a plurality of thin film transistors that are switched by signals of the gate lines to transfer the signals of the data lines to the pixel electrodes. It is.
그리고 상부기판은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.In addition, the upper substrate is a color filter substrate, and a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G, B color filter layer for expressing color color, and a common electrode for realizing an image are formed. have. Of course, in the transverse electric field type liquid crystal display device, the common electrode is formed on the lower substrate.
본 발명은 상기 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(150)에 특징이 있는 것으로 그 구성은, 상, 하판(151, 161)이 대향 배치되고, 상판(151)의 상부에 상부 투명전극(152)이 형성되어 있고, 상판(151)의 가장자리에는 씨일재(도 15의 153)가 도포되어 있다. The present invention is characterized in that the
그리고, 상기 하판(161)의 상부에는 하부 투명전극(162)이 구성되어 있고, 그 상부에 볼록 렌즈 형상의 폴리머층(163)이 형성되어 있다. 그리고, 상, 하판(151, 161)이 합착된 공간에는 평균 굴절율을 갖는 액정층(164)이 구성되어 있다. 이때, 액정층(164)은 포지티브 액정이다. The lower
상기에서, 상, 하부 투명전극(152, 162)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)로 구성시킬 수 있다. The upper and lower
다음에, 상기 구성을 갖는 영상표시장치의 제조방법에 대하여 설명하면, 도 15에 도시한 바와 같이, 상,하판(151, 161)에 각각 구성물을 나누어 제조한 후, 상, 하판(151, 161)을 합착하는 공정으로 진행된다. Next, a manufacturing method of an image display apparatus having the above configuration will be described. As shown in FIG. 15, the upper and
먼저, 상판(151) 상에 투명 도전물질을 증착하여 상부 투명전극(152)을 형성한다. 이후에 상판(151)의 가장자리를 감싸도록 씨일재(153)를 도포한다. 그리고, 상판(151)의 적어도 1개의 모서리 부분에 상, 하판(151, 161)의 도통을 위해서 은 접점(Ag dot)(미도시)을 형성한다. First, the transparent conductive material is deposited on the
그리고, 하판(161) 상에 투명 도전물질을 증착하여 하부 투명전극(162)을 형성한다. 이후에 표면에 복수개의 볼록 렌즈 형상을 갖도록 폴리머층(163)을 형성한다. The lower
그리고, 상기 복수개의 볼록 렌즈 형상을 갖는 폴리머층(163) 상부에 액정을 고르게 적하시켜서 액정층(164)을 형성한다. 이때 액정층(164)은 폴리머층(163) 상에 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 무질서하게 배열되어 있다. The
이후에, 상, 하판(151, 161)을 합착한다. Thereafter, the upper and
이때, 상기 상, 하판(151, 161)은 어느 것을 먼저 형성할 수도 있고, 동시에 제작할 수도 있다. In this case, the upper and
상술한 바와 같이, 합착된 상, 하판(151, 161)은 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 상, 하판(151, 161)의 합착된 부분에 의해 형성된 공간에는 즉, 액정층(164)에는 무질서하게 배열되어 평균 굴절율을 갖는 액정이 구비된다. As described above, the bonded upper and
이하에서는, 상기와 같이 구성된 영상표시장치를 이용하여 2D, 3D 모드를 구동시키는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of driving 2D and 3D modes using the image display device configured as described above will be described.
설명에 앞서, 액정층(164)의 평균 굴절율(n)과 폴리머층(163)의 굴절율(np)과 정상 굴절율(no)의 관계는 다음과 같다. Prior to the description, the relationship between the average refractive index n of the
평균 굴절율(n) = 폴리머층(163)의 굴절율(np)〉정상 굴절율(no)Average refractive index (n) = refractive index (n p ) of the
먼저, 2D 모드 구동은, 도 16에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극(152, 162)에 전계를 인가하지 않음에 의해서 구현되는 것으로, 이와 같이 상, 하부 투명전극(152, 162)에 전압차가 발생하지 않으면 액정층(164)의 액정은 평균 굴절율을 갖는다. 이때, 액정층(164a)의 평균 굴절율은 폴리머층(163)의 굴절율(np)과 동일하므로 영상표시장치는 2D(평면) 모드를 구현하게 된다. First, as shown in FIG. 16, 2D mode driving is implemented by not applying an electric field to the upper and lower
그리고, 3D 모드 구동은, 도 17에 도시한 바와 같이, 상, 하부 투명전극(152, 162)에 전계를 인가함에 의해 구현되는 것으로, 이와 같이 전계를 인가하면, 액정층(164b)의 액정은 정상 굴절율(no)을 가지며, 이와 같은 액정층(164b)의 굴절율은 폴리머층(163)보다 커서, 영상표시장치는 3D(입체) 모드를 표현하게 된다. In addition, as shown in FIG. 17, 3D mode driving is implemented by applying an electric field to the upper and lower
제 4 실시예Fourth Embodiment
도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도이고, 도 19는 도 18의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다. FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 18.
도 20은 도 18의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이 고, 도 21은 도 18의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다. FIG. 20 is a diagram illustrating 2D mode driving of the image display device having the structure of FIG. 18, and FIG. 21 is a diagram illustrating 3D mode driving of the image display device having the structure of FIG. 18.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 영상표시장치는, 도 18에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판과, 그 사이에 충진된 액정층으로 구성된 액정패널(180)과, 액정패널(180)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(181)과, 상기 액정패널(180)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(190)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 18, an image display device according to a fourth embodiment of the present invention includes a
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(180)의 상, 하부기판의 외면에는 상, 하판 편광판이 더 구비되어 있다. Although not shown in the figure, upper and lower polarizing plates are further provided on outer surfaces of the upper and lower substrates of the
그리고, 상기 하부기판은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.The lower substrate is a TFT array substrate, and includes a plurality of gate wires arranged in one direction at regular intervals, a plurality of data wires arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the respective gate wires, and each of the gate wires. A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by intersections of the data lines and a plurality of thin film transistors that are switched by signals of the gate lines to transfer the signals of the data lines to the pixel electrodes. It is.
그리고 상부기판은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.In addition, the upper substrate is a color filter substrate, and a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G, B color filter layer for expressing color color, and a common electrode for realizing an image are formed. have. Of course, in the transverse electric field type liquid crystal display device, the common electrode is formed on the lower substrate.
본 발명은 상기 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(190)에 특징이 있는 것으로 그 구성은, 상, 하판(191, 201)이 대향 배치되고, 상판(191)의 상부에 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)이 일정 간격 이격되어 교대로 배치되어 있고, 상판(191)의 가장자리에는 씨일재(도 19의 194)가 도포되어 있다. The present invention is characterized in that the
그리고, 상기 하판(201)의 상부에는 볼록 렌즈 형상의 폴리머층(202)이 형성되어 있고, 상, 하판(191, 201)이 합착된 공간에는 평균 굴절율을 갖는 액정층(203)이 구성되어 있다. A convex lens-shaped
상기에서, 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)과 같은 투명 도전물질로 구성되어 있다. In the above, the first and second
다음에, 상기 구성을 갖는 영상표시장치의 제조방법에 대하여 설명하면, 도 19에 도시한 바와 같이, 상,하판(191, 201)에 각각 구성물을 나누어 제조한 후, 상, 하판(191, 201)을 합착하는 공정으로 진행된다. Next, a manufacturing method of the image display apparatus having the above configuration will be described. As shown in FIG. 19, the upper and
먼저, 상판(191) 상에 투명 도전물질을 증착한 후, 선택적으로 패터닝해서, 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)들을 형성한다. 이때 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)들은 일정 간격을 갖도록 교대로 배치되어 있다. 그리고, 제 1 투명전극(192)들은 일단에서 서로 연결되어 있고, 제 2 투명전극(193)도 일단에서 연결되어 있다. First, a transparent conductive material is deposited on the
이후에 상판(191)의 가장자리를 감싸도록 씨일재(194)를 도포한다. After that, the
그리고, 하판(201) 상에 표면에 복수개의 볼록 렌즈 형상을 갖도록 폴리머 층(202)을 형성한다. The
그리고, 상기 복수개의 볼록 렌즈 형상을 갖는 폴리머층(202) 상부에 액정을 고르게 적하시켜서 액정층(203)을 형성한다. 이때 액정층(203)은 폴리머층(202) 상에 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 무질서하게 배열되어 있다. The
이후에, 상, 하판(191, 201)을 합착한다. Thereafter, the upper and
이때, 상기 상, 하판(191, 201)은 어느 것을 먼저 형성할 수도 있고, 동시에 제작할 수도 있다. In this case, the upper and
상술한 바와 같이, 합착된 상, 하판(191, 201)은 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 상, 하판(191, 201)의 합착된 부분에 의해 형성된 공간에는 즉, 액정층(203)에는 무질서하게 배열되어 평균 굴절율을 갖는 액정이 구비된다. As described above, the bonded upper and
그리고, 액정은 상판(191)에 형성된 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)에 전계를 인가하여 횡전계 구동시킨다. In addition, the liquid crystal drives a transverse electric field by applying an electric field to the first and second
이하에서는, 상기와 같이 구성된 영상표시장치를 이용하여 2D, 3D 모드를 구동시키는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of driving 2D and 3D modes using the image display device configured as described above will be described.
설명에 앞서, 액정층(203)의 평균 굴절율(n)과 폴리머층(202)의 굴절율(np)과 이상광 굴절율(ne)의 관계는 다음과 같다. Prior to explanation, the relationship between the average refractive index n of the
평균 굴절율(n) = 폴리머층(202)의 굴절율(np)〉이상광 굴절율(ne)Average refractive index (n) = refractive index (n p ) of the
먼저, 2D 모드 구동은, 도 20에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)에 전계를 인가하지 않음에 의해서 구현되는 것으로, 이와 같이 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)에 전압차가 발생하지 않으면 액정층(203a)의 액정은 평균 굴절율을 갖는다. 이때, 액정층(203a)의 평균 굴절율은 폴리머층(202)의 굴절율(np)과 동일하므로 영상표시장치는 2D(평면) 모드를 구현하게 된다. First, 2D mode driving is implemented by not applying an electric field to the first and second
그리고, 3D 모드 구동은, 도 21에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(192, 193)에 전계를 인가함에 의해 구현되는 것으로, 이와 같이 전계를 인가하면 횡전계가 발생하여, 액정층(203b)의 액정은 이상 굴절율(ne)을 가지며, 이와 같은 액정층(203b)의 굴절율은 폴리머층(202)보다 커서, 영상표시장치는 3D(입체) 모드를 표현하게 된다. In addition, 3D mode driving is implemented by applying an electric field to the first and second
제 5 실시예Fifth Embodiment
도 22는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도이고, 도 23은 도 22의 렌티큘러 렌즈 타입의 영상표시장치의 상판전극의 전극 배치도이다. FIG. 22 is a cross-sectional view of a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a fifth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 23 is an electrode layout view of an upper plate electrode of the lenticular lens type image display device of FIG. 22.
도 24a 내지 도 24d는 도 22의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다. 24A to 24D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 22.
도 25a와 도 25b는 도 22의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이고, 도 26a와 도 26b는 도 22의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다. 25A and 25B illustrate driving of the 2D mode of the image display device having the structure of FIG. 22, and FIGS. 26A and 26B illustrate driving of the 3D mode of the image display device having the structure of FIG. 22.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치는, 도 22에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판(221, 222)과, 그 사이에 충 진된 액정층(223)으로 구성된 액정패널(220)과, 액정패널(220)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(230)과, 상기 액정패널(220)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(240)로 구성되어 있다. In the image display device having the lenticular liquid crystal cell according to the fifth embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 22, the upper and
상기 액정패널(220)의 상, 하부기판(221, 222)의 외면에는 상, 하판 편광판(224,225)이 더 구비되어 있다. Upper and lower
그리고, 상기 하부기판(222)은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.The
그리고 상부기판(221)은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.In addition, the
본 발명은 상기 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(240)에 특징이 있는 것으로 그 구성은, 도 22에 도시한 바와 같이, 기판(241) 상에 일방향으로 배열된 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)이 일정 간격 이격되어 교대로 배치되어 있다. 이때 제 1 투명전극(242)은 Vp 이고, 제 2 투명전극(243)은 Vcom이다. The present invention is characterized in that the
그리고, 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)을 감싸도록 그 상부에 아크릴로 구 성된 볼록 렌즈(244)가 형성되어 있다. 그리고, 볼록 렌즈(244)상에 이방성 굴절율(ne, no)을 갖는 액정층(246)이 형성되어 있고, 액정층(246) 상에 모노머(monomer)층(247)이 형성되어 있다. A
이때, 액정층(246)은 볼록 렌즈(244)의 움푹한 사이에도 형성되며, 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 무질서하게 배열되어 있다. At this time, the
상기 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)은, 도 23에 도시한 바와 같이 서로 일정간격 이격되도록 교대로 배열되어 있다. 이에 의해서 상기 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)에 전위차를 주면 횡전계 구동한다. The first and second
그리고, 상기 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)의 투명 도전물질로 구성시킬 수 있다. The first and second
상기에서 액정층(246)은 포지티브 액정이며, 모노머층(247)의 굴절율은 평균 귤절율(n)을 기지며, 아크릴로 구성된 볼록 렌즈(244)도 평균 굴절율(n)을 갖는다. 그리고, 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)은 상판 편광판(224)의 투과축과 수직하게 배열되어 있다. The
도 23의 액티브영역은 액정패널에 화소 구동을 위한 영역을 지칭하는 것이다. The active region of FIG. 23 refers to an area for driving pixels in the liquid crystal panel.
다음에, 상기 구성을 갖는 영상표시장치의 스위칭부의 제조방법에 대하여 설 명하기로 한다, Next, a manufacturing method of the switching unit of the video display device having the above configuration will be described.
먼저, 도 24a에 도시한 바와 같이, 기판(241)상에 투명 도전물질을 증착한 후, 패터닝해서, 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)을 서로 이격되며, 일방향으로 교대로 배치되도록 형성한다. 이후에, 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)을 감싸도록 복수개의 볼록 렌즈(244)를 형성한다. 볼록 렌즈(244)는 아크릴로 형성되어 있다. First, as illustrated in FIG. 24A, a transparent conductive material is deposited on the
이후에, 도 24b에 도시한 바와 같이, 볼록 렌즈(244)를 포함한 기판(241)상에 위상 분리(phase separation) 혼합물(245)을 도포한다. Thereafter, as shown in FIG. 24B, a
이때 위상분리 혼합물(245)은 액정과 모노머와 포토 이니세이터(photo initiator)와 염료(dye)로 구성되어 있다. At this time, the
다음에, 도 24c에 도시한 바와 같이, 위상분리 혼합물(245)이 도포된 기판(241) 상부에서 UV를 조사한다. Next, as shown in FIG. 24C, UV is irradiated on the
상기와 같이 UV를 조사하면, 도 22에 도시한 바와 같이, 위상분리 혼합물(245)은 이방성 굴절율을 갖는 액정층(246)과 모노머층(247)으로 층이 분리된다. 이때 액정층(246)이 모노머층(247) 하부에 구성된다. When UV is irradiated as described above, as shown in FIG. 22, the
상기와 같이 위상 분리 혼합물에 UV를 조사하여 액정층과 모노머층이 분리되는 것은 위상 분리(phase separation)의 원리에 의한 것인데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다. The separation of the liquid crystal layer and the monomer layer by irradiating UV to the phase separation mixture as described above is based on the principle of phase separation, which will be described below.
위상 분리 혼합물(244)에 액정과 UV 경화성 수지가 섞여 있는 상태에서 UV를 조사하면, 조사되는 표면에서부터 하부층까지 수직한 방향으로 즉, 깊이 별로 UV 세기가 다르기 때문에 공간적으로 비등방적인 중합(polymerization) 비율을 가지게 된다. 이와 같이 UV를 조사하면, 크로스 링킹(cross-linking) 반응이 UV 소오스 가까운곳에서 부터 진행하게 되면서 모노머들은 확산되어 위쪽으로 이동하게 되고, 액정 분자들은 중합 영역으로부터 방출되어 아래쪽으로 이동하게 된다. When UV is irradiated in a state where the liquid crystal and the UV curable resin are mixed in the
이와 같은 원리에 의해서 액정층(246)과 모노머층(247)이 분리되어 구성되는 것이다. By this principle, the
상기 구성을 갖는 스위칭부를 이용하여 2D, 3D 모드의 영상을 구현하는 영상표시장치의 구동방법에 대하여 설명한다. A driving method of an image display apparatus for implementing 2D and 3D mode images by using the switching unit having the above configuration will be described.
설명에 앞서, 액정층(246)은 포지티브 액정이며, 모노머층(247)의 굴절율은 평균 귤절율(n)을 기지며, 아크릴로 구성된 볼록 렌즈(244)도 평균 굴절율(n)을 갖는다. 그리고, 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)은 상판 편광판의 투과축과 수직하게 배열되어 있다. Prior to the description, the
이때, 평균 굴절율(n)은 n=(2no+ne)/3의 관계를 갖는다. At this time, the average refractive index n has a relationship of n = (2n o + n e ) / 3.
먼저, 2D 모드 구동은, 도 25a와 도 25b 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)에 비슷한 전압을 걸어주어서 전계가 발생하지 않도록 함에 의해서 구현되는 것으로, 이와 같이 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)에 전압차가 발생하지 않으면 액정층(246a)의 액정은 평균 굴절율을 갖는다. 이때, 액정층(246a)의 평균 굴절율은 모노머층의 굴절율과 동일하므로 영상표시장치는 2D(평면) 모드를 구현하게 된다. First, 2D mode driving is implemented by applying a similar voltage to the first and second
그리고, 3D 모드 구동은, 도 26a와 도 26b에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(242, 243)에 전위차를 갖도록 전압을 인가하여 횡전계 구동하도록 함에 의해 구현되는 것으로, 이와 같이 전계를 인가하면 횡전계가 발생하여, 액정층(246b)의 액정은 전계방향으로 평행하게 배열되어 이상 굴절율(ne)을 가지며, 이와 같은 액정층(246b)의 굴절율은 모노머층(247)보다 커서, 영상표시장치는 3D(입체) 모드를 표현하게 된다. 즉, 수평방향의 편광상태의 빛은 액정을 ne의 굴절율로 느끼고 모노머층(247)을 n의 굴절율로 느끼며 지나가기 때문에 빛은 볼록렌즈를 지나가는 것과 똑같은 영상을 구현한다. 3D mode driving is implemented by applying a voltage to the first and second
제 6 실시예Sixth Embodiment
도 27은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치의 구조 단면도이고, 도 28a 내지 도 28d는 도 27의 렌티큘러 액정 셀의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이며, 도 29는 도 28c에서 마스크의 평면도 및 위치별 투과율 그래프이다. FIG. 27 is a cross-sectional view illustrating a structure of an image display device having a lenticular liquid crystal cell according to a sixth embodiment of the present invention. FIGS. 28A to 28D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the lenticular liquid crystal cell of FIG. 27, and FIG. 28C is a plan view of the mask and a transmittance graph for each position.
그리고, 도 30a와 도 30b는 도 27의 구조를 갖는 영상표시장치의 2D 모드 구동을 나타낸 도면이고, 도 31a와 도 31b는 도 27의 구조를 갖는 영상표시장치의 3D 모드 구동을 나타낸 도면이다. 30A and 30B illustrate driving of the 2D mode of the image display device having the structure of FIG. 27, and FIGS. 31A and 31B illustrate driving of the 3D mode of the image display device having the structure of FIG. 27.
본 발명의 제 6 실시예에 따른 렌티큘러 액정 셀을 구비한 영상표시장치는, 도 27에 도시한 바와 같이, 대향 배치된 상, 하부기판(271, 272)과, 그 사이에 충진된 액정층(273)으로 구성된 액정패널(270)과, 액정패널(270)의 하부에서 광원 역할을 하는 백라이트 유닛(260)과, 상기 액정패널(260)의 상부에 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(280)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 27, the image display device including the lenticular liquid crystal cell according to the sixth embodiment of the present invention includes the upper and
상기 액정패널(270)의 상, 하부기판(271, 272)의 외면에는 상, 하판 편광판(274,275)이 더 구비되어 있다. Upper and lower
그리고, 상기 하부기판(272)은 TFT 어레이 기판으로써, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.The
그리고 상부기판(271)은 컬러필터 기판으로써, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 하부기판에 형성되어 있다.In addition, the
본 발명은 상기 2D/3D 모드 구동을 스위칭하는 스위칭부(280)에 특징이 있는 것으로 그 구성은, 도 27에 도시한 바와 같이, 기판(281) 상에 일방향으로 배열된 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)이 일정 간격 이격되어 교대로 배치되어 있다. 이때 제 1 투명전극(282)은 Vp 이고, 제 2 투명전극(283)은 Vcom이다. The present invention is characterized in that the
그리고, 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)을 감싸도록 그 상부에 이방성 굴절율(ne, no)을 갖는 복수개의 볼록 렌즈 형상의 액정층(286)이 형성되어 있고, 액정 층(286) 상에 모노머(monomer)층(247)이 형성되어 있다. A plurality of convex lens-shaped
이때, 액정층(286)은 배향막이 코팅, 소성 및 러빙되어 있지 않으므로, 무질서하게 배열되어 있다. At this time, since the alignment layer is not coated, baked, or rubbed, the
상기 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)은, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 서로 일정간격 이격되도록 교대로 배열되어 있다. 상기 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)에 전위차를 주면 횡전계가 발생한다. Although not shown in the drawing, the first and second
그리고, 상기 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)의 투명 도전물질로 구성시킬 수 있다. In addition, the first and second
상기에서 액정층(286)은 포지티브 액정이며, 모노머층(287)의 굴절율은 평균 귤절율(n)을 갖는다In the above, the
그리고, 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)은 상판 편광판(274)의 투과축과 수직하게 배열되어 있다. The first and second
다음에, 상기 구성을 갖는 영상표시장치의 스위칭부의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다, Next, a manufacturing method of the switching unit of the video display device having the above configuration will be described.
먼저, 도 28a에 도시한 바와 같이, 기판(281)상에 투명 도전물질을 증착한 후, 패터닝해서, 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)을 서로 이격되며, 일방향으로 교대로 배치되도록 형성한다. First, as illustrated in FIG. 28A, a transparent conductive material is deposited on the
이후에, 도 28b에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)을 포함 한 기판(281)상에 위상 분리(phase separation) 혼합물(284)을 도포한다. Thereafter, as shown in FIG. 28B, a
이때 위상분리 혼합물(284)은 액정과 모노머와 포토 이니세이터(photo initiator)와 염료(dye)로 구성되어 있다. At this time, the
다음에, 도 28c에 도시한 바와 같이, 위상분리 혼합물(284)이 도포된 기판(281) 상부에서 마스크층(285)을 위치시킨 후 UV를 조사한다. Next, as shown in FIG. 28C, the
이때 마스크층(285)은 도 29에 도시한 바와 같이 투광영역 사이에 일방향을 갖는 차광영역(빗금친 영역)이 번갈아 위치하도록 구성되어 있는 것으로, 차광영역에서는 UV가 투과되지 못한다. At this time, as shown in FIG. 29, the
상기와 같이 마스크층(285)을 위치시킨 후 UV를 조사하면, 도 28d에 도시한 바와 같이, 위상분리 혼합물(284)은 이방성 굴절율을 갖는 볼록 렌즈 형상의 액정층(286)과 모노머층(287)으로 층이 분리된다. 이때 액정층(286)은 마스크층(285)의 차광영역에 대응되는 부분의 위상분리 혼합물(284)로는 UV가 조사되지 않아서 이 부분의 액정층(286)의 두께는 두껍고, 투광영역에 대응되는 부분의 액정층(286)은 두께가 얇다. 이에 따라서 볼록한 형상의 액정층(286)이 형성된 것이다. When the
그리고, 상기 액정층(286)은 모노머층(287)의 하부에 구성된다. The
상기와 같이 위상 분리 혼합물에 UV를 조사하여 액정층과 모노머층이 분리되는 것은 위상 분리(phase separation)의 원리에 의한 것인데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다. The separation of the liquid crystal layer and the monomer layer by irradiating UV to the phase separation mixture as described above is based on the principle of phase separation, which will be described below.
위상 분리 혼합물(284)에 액정과 UV 경화성 수지가 섞여 있는 상태에서 UV를 조사하면, 조사되는 표면에서부터 하부층까지 수직한 방향으로 즉, 깊이 별로 UV 세기가 다르기 때문에 공간적으로 비등방적인 중합(polymerization) 비율을 가지게 된다. 이와 같이 UV를 조사하면, 크로스 링킹(cross-linking) 반응이 UV 소오스 가까운곳에서 부터 진행하게 되면서 모노머들은 확산되어 위쪽으로 이동하게 되고, 액정 분자들은 중합 영역으로부터 방출되어 아래쪽으로 이동하게 된다. When UV is irradiated in a state where the liquid crystal and the UV curable resin are mixed in the
이와 같은 원리에 의해서 액정층(286)과 모노머층(287)이 분리되어 구성되는 것이다. By this principle, the
다음에, 상기 구성을 갖는 스위칭부를 이용하여 2D, 3D 모드의 영상을 구현하는 영상표시장치의 구동방법에 대하여 설명한다. Next, a driving method of an image display apparatus for implementing 2D and 3D mode images by using the switching unit having the above configuration will be described.
설명에 앞서, 액정층(286)은 포지티브 액정이며, 모노머층(287)의 굴절율은 평균 귤절율(n)을 갖는다. Prior to the description, the
이때, 평균 굴절율(n)은 n=(2no+ne)/3의 관계를 갖는다. 이때 no는 1.5이고, ne는 1.7이므로, n은 1.567 정도가 된다. At this time, the average refractive index n has a relationship of n = (2n o + n e ) / 3. In this case, since n o is 1.5 and n e is 1.7, n is about 1.567.
먼저, 2D 모드 구동은, 도 30a와 도 30b 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)에 비슷한 전압을 걸어주어서 전계가 발생하지 않도록 함에 의해서 구현되는 것으로, 이와 같이 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)에 전압차가 발생하지 않으면 액정층(286a)의 액정은 평균 굴절율을 갖는다. 이때, 액정층(286a)의 평균 굴절율은 모노머층의 굴절율과 동일하므로 렌즈 역할을 하지 못하여 영상표시장치는 2D(평면) 모드를 구현하게 된다. First, 2D mode driving is implemented by applying a similar voltage to the first and second
그리고, 3D 모드 구동은, 도 31a와 도 31b에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 투명전극(282, 283)에 전위차를 갖도록 전압을 인가하여 횡전계 구동하도록 함에 의해 구현되는 것으로, 이와 같이 횡전계가 발생하며, 액정층(286b)의 액정은 전계방향으로 평행하게 배열되어 이상 굴절율(ne)을 가지며, 이와 같은 액정층(286b)의 굴절율은 모노머층(287)보다 커서, 영상표시장치는 3D(입체) 모드를 표현하게 된다. 즉, 수평방향의 편광상태의 빛은 액정을 ne의 굴절율로 느끼고 모노머층(287)을 n의 굴절율로 느끼며 지나가기 때문에 액정층(286b)은 볼록렌즈 역할을 하여 양안시차를 만들어 3D 영상을 구현한다. 3D mode driving is implemented by applying a voltage to the first and second
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 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 of the invention.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the above embodiments, but should be determined by the claims.
상기와 같은 본 발명에 따른 영상표시장치와 그의 제조방법 및 그 구동방법은 다음과 같은 효과가 있다. The image display device, a manufacturing method thereof, and a driving method thereof according to the present invention as described above have the following effects.
첫째, 배향막 코팅과 러빙 공정을 진행하지 않아도 2D/3D 모드 스위칭을 위한 스위칭부를 형성할 수 있으므로, 공정을 단순화시킬 수 있다. First, since the switching unit for 2D / 3D mode switching can be formed without performing the alignment layer coating and rubbing process, the process can be simplified.
둘째, 배향막 코팅과 러빙 공정을 진행하지 않아도 됨으로, 배향막 코팅 및 러빙 불균일에 의한 액정의 배열 불균일 현상을 방지하여 2D, 3D 모드의 구동 품질이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. Second, since the alignment film coating and the rubbing process do not need to be performed, the arrangement unevenness of the liquid crystal due to the alignment film coating and rubbing nonuniformity can be prevented, thereby preventing the driving quality of the 2D and 3D modes from deteriorating.
셋째, 상, 하판 합착 없이 단일한 기판에 위상 분리 현상을 통해서 2D, 3D 모드 스위칭부를 형성할 수 있으므로, 공정을 단순화 시킬 수 있다. Third, since the 2D and 3D mode switching units can be formed through a phase separation phenomenon on a single substrate without bonding the upper and lower plates, the process can be simplified.
넷째, 횡전계 구동으로 2D/3D 모드를 스위칭 할 수 있으므로, 시야각에 따른 색편차를 향상시킬 수 있다. Fourth, since the 2D / 3D mode can be switched by lateral electric field driving, color deviation according to the viewing angle can be improved.
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