KR101406954B1

KR101406954B1 - 다중시역 표시장치

Info

Publication number: KR101406954B1
Application number: KR1020070128069A
Authority: KR
Inventors: 박주언; 이영복; 박형주; 홍형기; 우종훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2014-06-16
Also published as: KR20090061173A

Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역을 갖는 표시소자와; 상기 표시소자의 전면과 그 평탄한 표면을 갖는 배면이 마주하며, 그 전면에는 다수의 각 렌즈는 긴 바(bar) 형태로, 상기 바(bar)의 폭방향으로 자른 단면이 반원 또는 반타원 형태를 갖는 홈부를 이루며, 이러한 다수의 홈부가 일정간격 이격하는 포지티브 렌즈 타입의 광학부재를 포함하는 다중시역 표시장치 및 이에 이용된 광학부재의 제조 방법을 제공한다.

다중시역, 표시장치, 멀티뷰, 광학부재

Description

다중시역 표시장치{Display device having multi viewing zone}

본 발명은 다중시역 표시장치에 관한 것으로, 특히 포지티브 또는 네가티브 타입 렌즈를 이용한 다중시역 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 표시장치는 하나의 표시화면에 대해 하나의 영상정보를 보임으로써 다수의 사용자가 하나의 화상만을 시청할 수 있다. 이러한 표시장치는 주로 개인용으로 이용될 경우 유리하지만, 다수의 사용자가 서로 다른 화상을 시청하고 할 경우는 이를 충족시킬 수 없는 실정이다.

특히, 최근에 차량용 네비게이션이 매우 많이 보급되어 있는데, 네비게이션의 경우, 동영상을 구현할 수도 있고 길안내 화상을 표시할 수 있으나, 이들 중 어느 하나의 화상만을 구현하게 되는 바, 운전을 위해서는 길안내 화상을 구현해야 하므로 조수석에 앉은 사람은 동영상을 보고 싶어도 이를 시청할 수 없다.

따라서, 최근에는 이러는 표시장치의 문제점을 해결하고자 단일 화면에 대해 다수의 사용자에게 독립적으로 동시에 서로 다른 화상을 제공할 수 있는 다중시역 표시장치가 제안되고 있다. 다중시역 표시장치는 단 하나의 화상표시장치를 이용하여 시청 위치에 따라 서로 다른 두 개 이상의 영상을 표시하는 것을 특징으로 하고 있다.

도 1 은 종래의 다중시역 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이, 종래의 다중시역 표시장치(1)는, 크게 다수의 화소영역(P)을 포함하는 하나의 화상표시소자(10), 예를들면 액정표시장치 또는 유기전계발광소자와, 이에 대해 사용자의 특정 위치별로 서로 다른 화소영역(P)으로 나오는 빛만을 선택적으로 볼 수 있도록 하는 빛의 투과영역(T)과 차단영역(B)으로 구성된 패시브 배리어(passive barrier)(20)로 구성되고 있다.

도면에서는 화상표시소자(10)와 패시브 배리어(20)를 정면에 두고 그 좌측 및 우측에 위치한 사용자(u1, u2)가 서로 다른 화상 정보를 시청할 수 있는 것을 보이고 있다.

이때, 상기 패시브 배리어(20)의 역할은 화상표시소자(10)의 각 화소영역(P)을 통해 나오는 빛에 대해 좌측에 위치한 사용자(u1)는 제 1 화상정보(L)만을 나타내는 화소영역(P)에서 나오는 빛만을 보도록, 그리고 우측에 위치한 사용자(u2)는 제 2 화상정보(R)를 나타내는 화소영역(P)에서 나오는 빛만을 보도록, 특정 위치에서 선택적으로 빛을 가리는 것이다. 이때 상기 패시브 배리어(20)의 차단영역(B)은 하나의 화소영역(P)의 폭(d1)보다 넓은 폭(d2)을 갖도록(d2>d1), 그리고 투과영역(T)과 차단영역(B)을 합친 폭(d2+d3)은 2개의 화소영역(P)의 폭(d1)에 대응(d2+d3 = 2*d1)되도록 배치되고 있음을 알 수 있다.

따라서, 이러한 패시브 배리어(20)에 의한 다중시역 표시장치(1)는 상기 패시브 배리어(20)에 의한 광차폐를 이용하게 되므로 시역별로 광의 분리를 명확히 하기 위해서는 패시브 배리어(20)의 투과영역(T)의 폭(d3)이 작아져야 하며 이는 휘도 감소를 초래하게 된다. 휘도 감소를 방지하기 위해 상기 패시브 배리어(20)의 차단영역(B)의 폭(d2)을 하나의 화소영역(P)의 폭(d1)보다 작게하면 시역별 시청이 가능한 거리 범위가 줄어들게 됨으로써 다중시역 표시장치(1)의 특성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 이러한 패시브 배리어(20)에 의한 다중시역 표시장치(1)는 실질적으로 좌우측 2개의 영역에 대해서만 서로 다른 정보 화상을 볼 수 있는 2개의 시역만을 갖는 바, 실질적으로 상기 표시소자(10)의 정면에서는 화상을 볼 수 없는 단점을 갖는다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광학부재를 이용함으로써 휘도의 저하없이 다중시역 표시장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 하며, 나아가, 용이하게 제작 가능한 패시브 배리어의 역할을 하는 광학부재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.

또한, 그 정면에 대해서도 좌측 및 우측과 다른 정보 화상의 시청이 가능한 다중시역 표시장치를 제공하는 것을 제 3 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 다중시역 표시장치는, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역을 갖는 표시소자와; 평탄한 일면과, 폭방향으로 자른 단면이 반원 또는 반타원 형태를 갖고, 긴 바(bar) 형상의 다수의 볼록한 렌즈가 타면에 구성되는 포지티브 타입 광학부재를 포함하며, 상기 포지티브 타입 광학부재의 상기 다수의 볼록한 렌즈 사이에는 그 표면이 평탄한 이격영역이 구비되며, 상기 이격영역에는 빛의 투과를 차단하는 차광패턴이 형성되고, 상기 볼록한 렌즈가 형성된 타면이 상기 표시소자와 마주하며, 상기 포지티브 타입 광학부재의 상기 볼록한 렌즈는 그 폭이 상기 화소영역의 폭의 2배 내지 3배이며, 상기 차광패턴의 폭은 상기 화소영역의 폭과 같거나 상기 화소영역의 폭보다는 작은 것이 특징이다.

상기 표시소자의 표면에는 상기 광학부재의 다수의 볼록한 렌즈 사이에 대응하여 빛의 투과를 차단하는 차광패턴이 형성된 것이 특징인 다중시역 표시장치.

삭제

상기 볼록한 렌즈 폭과 이와 인접한 상기 차광패턴의 폭의 합은, 상기 하나의 화소영역의 폭의 정수배인 것이 바람직하다.

상기 다중시역 표시장치는 좌측과 우측 및 중앙에서 서로 다른 정보 화상을 각각 시청할 수 있는 3중 시역을 갖는 것이 특징이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중시역 표시장치는, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역을 갖는 표시소자와; 평탄한 일면과, 폭방향으로 자른 단면이 반원 또는 반타원 형태를 갖고, 긴 바(bar) 형상의 다수의 홈부를 갖는 네가티브 타입 광학부재를 포함하며, 상기 네가티브 타입 광학부재의 상기 다수의 홈부 사이에는 그 표면이 평탄한 이격영역이 구비되며, 상기 이격영역에는 빛의 투과를 차단하는 차광패턴이 형성되고, 상기 평탄한 일면이 상기 표시소자와 마주하며, 상기 네가티브 타입 광학부재의 상기 홈부는 그 폭이 상기 화소영역의 2배보다 크고 3배보다 작거나 같으며, 상기 차광패턴의 폭은 0보다 크며, 상기 홈부와 이와 이웃한 상기 차광패턴을 합한 폭은 상기 하나의 화소영역의 폭의 정수배가 되는 것이 특징이다.

상기 다중시역 표시장치는 2중 시역 또는 3중 시역을 갖는 것이 특징이다.

삭제

상기 표시소자는, 액정패널과, 편광판과, 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치이거나 또는 유기전계발광소자인 것이 바람직하며, 상기 표시소자와 상기 광학부재는 밀착 고정된 것이 특징이다.

본 발명에 따른 다중시역 표시장치에 이용되는 네가티브 타입 광학부재 형성방법은, 제 8 항 기재의 다중시역 표시장치의 네가티브 타입 광학부재 형성방법에 있어서, 기판상에 불투명한 물질로 식각방지층을 형성하는 단계와; 상기 식각방지층 위로 일정간격 이격하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 식각방지층을 제거하여 상기 기판을 노출시키며 상기 포토레지스트 하부로 식각방지패턴을 형성하는 단계와; 상기 식각방지패턴 외부로 노출된 기판을 등방성 식각 특성을 갖는 식각액을 이용한 식각을 진행하여 폭방향으로 자른 단면 형태가 반원 또는 반타원을 갖는 긴 바 형태의 다수의 이격하는 홈부를 형성하며, 동시에 상기 홈부간의 이격영역에 형성된 식각방지 패턴 부분을 제외한 부분이 상기 홈부 내부로 절곡되도록 하는 단계와; 세정을 진행함으로써 상기 절곡된 식각방지패턴 부분을 제거하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 기판은 글라스 또는 플라스틱 기판인 것이 특징이다.

상기 세정은, 세정액을 강한 압력을 가지고 분사를 실시하는 영역과, 초음파 또는 울트라소닉 커비테이션(Ultrasonic cavitation)을 실시하는 영역을 포함하는 세정장치를 통해 진행되는 것이 특징이며, 상기 식각액에 노출전에 상기 기판의 배면에 상기 식각액에 반응하지 않는 무기물질층 또는 유기물질층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 세정 전에 상기 유기물질층 또는 무기물질층을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 다중시역 표시장치는 패시브 배리어 대신 포지티브 또는 네가티브 타입의 광학부재를 이용함으로써 상기 패시브 배리어를 이용한 다중시역 표시장치 대비 휘도가 향상된 다중시역 표시장치를 제공하는 장점이 있다.

또한, 노광 및 식각을 이용한 비교적 간단한 방법에 의해 균일성 있는 네가티브 렌즈를 구비한 광학부재를 제공함으로써 제조방법의 단순화를 통해 제조 비용을 저감시키는 동시에 우수한 화상품질을 갖는 다중시역 표시장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 종래의 배리어 타입의 다중시역 표시장치는 2중시역을 제공하지만, 본 발명에 따른 다중시역 표시장치는 광학부재의 사용으로 좌측, 우측 및 정면의 3중 시역에서 서로 다른 정보화상을 시청할 수 있는 장점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중시역 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중시역 표시장치에 이용된 광학부재에 대한 사시도이다.

우선, 도 2를 참조하면, 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중시역 표시장치(101)는 다수의 화소영역(P)을 가져 화상을 표시할 수 있으며, 박형이 특징인 평판표시소자(110)가 구비되고 있으며, 상기 평판표시소자(110)의 전(前)면에 대해 상기 평판표시소자(110)의 표면을 향해 볼록한 구조를 갖고 서로 이격된 다수의 포지티브 타입 렌즈(133) 가지며 그 배면은 평탄한 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 광학부재(130)가 구비되고 있다. 이 경우 상기 광학부재(130)와 상기 평판표시소자(110)는 밀착 고정되고 있는 것이 특징이다. 이는 외부충격에 의해 상기 평판표시소자(110)와 상기 광학부재(130)와의 유동이 발생하면, 상기 광학부재(130)의 다수의 포지티브 타입 렌즈(133)와 상기 평판표시소자(110)내의 화소영역(P)간의 위치가 틀어지게 됨으로써 사용자(u1, u2, u3)가 위치한 특정 시역에서 원하는 정보 화상을 보게되는 것이 아니라 원치않는 다른 시역의 화상과 중첩되어 보여지기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

도시하지 않았으나, 이때, 상기 평판표시소자(110)로는, 액정패널과, 액정패 널 외측면에 구비된 편광판과, 상기 액정패널에 광원을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치인 것이 가장 바람직하지만, 어레이 기판에 대해 유기 발광층과 제 1 및 제 2 전극으로 구성되는 유기전계발광 다이오드를 구비한 유기전계발광 소자가 되어도 무방하다.

이때 상기 액정패널은, 다수의 화소영역(P)을 정의하며 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과, 이들 두 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터와 연결되며 각 화소영역(P)마다 형성된 화소전극을 포함하는 어레이 기판과, 상기 어레이 기판의 각 화소영역(P) 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴이 순차 반복된 컬러필터층과 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판과, 이들 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.

이러한 액정표시장치 또는 유기전계발광소자는 다수의 화소영역(P)을 통과한 빛에 의해 화상을 표현하게 되는데, 이러한 다수의 화소영역(P)에 대응하여 광학부재(130)를 이용하여 빛의 경로를 바꾸어줌으로써 좌측 및 우측 그리고 중앙부 3영역(A1, A2, A2)에 있어 각각 일정 범위내에서 서로 다른 화상 정보를 볼 수 있게 된다.

이때, 다중시역(A1, A2, A3) 표시가 가능하도록 하는 광학부재(130)에 대해 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중시역 표시장치(도 2의 101)에 이용되는 광학부재(130)는 평탄한 표면을 갖는 베이스(131)에 대해 다수의 긴 바(bar) 형태를 가지며, 상기 바(bar)의 폭 방향으로 자른 단면형태가 볼록한 반원 또는 반타원 형태인 포지티브 타입 렌즈(133)가 일정간격 이격하여 다수 구비된 구성을 갖는다. 이때 그 단면이 반원 또는 반타원 형태이고, 긴 바(bar) 형태를 갖는 다수의 포지티브 타입 렌즈(133) 사이의 평탄한 면을 갖는 이격영역(PA)에는 빛이 통과하지 않도록 차광패턴(135)이 구비된 것을 특징으로 하고 있다.

다시 도 2를 참조하면, 이러한 구성을 갖는 광학부재(130)를 평판표시소자(110)의 표면에 대해 상기 다수의 볼록한 바(bar) 형태를 갖는 포지티브 타입 렌즈(133)가 마주하도록 배치함으로써 3개의 시역(A1, A2, A3)을 갖는 다중시역 표시장치(101)를 이루게 된다. 이때, 상기 평판표시소자(110)에 대해서 평탄한 표면을 갖는 부분이 마주하지 않고 렌즈 부분이 서로 마주하도록 배치한 이유는 전반사를 없애기 위함이다. 이때, 상기 차광패턴(135)은 생략할 수도 있으나, 이를 생략할 경우, 서로 다른 시역에서 타시역에서의 보여져야 할 화상이 일부 보여질 수 있는 바, 이를 방지하기 위함이다. 특히, 3중 시역을 갖도록 구성하는 경우, 중앙부에서는 특히 좌측 및 우측 시역의 화상정보가 입사될 여지가 크므로 이를 방지하기 위해서는 상기 차단패턴(135)을 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 차광패턴(135)의 폭(d4)은 종래의 패시브 배리어의 빛을 가리는 차단영역의 폭 대비 그 영역이 줄어들게 되므로 큰 휘도 저하는 발생하지 않으며, 최소한 종래의 패시브 배리어 타입 다중시역 표시장치 대비 큰 휘도를 가지게 된다. 차광패턴(135)을 제거한 광학부재(미도시)를 이용할 경우, 빛을 차단하는 영역이 없이 빛의 경로만을 바꾸게 되므로, 큰 휘도를 갖게 되므로 이러한 점에 있어서 장점을 갖는다. 그리고 차광패턴이 형성된다고 할지라도, 상기 차광패턴(135)의 폭은 전술한 종래의 다중시역 표시장치를 구성하는 패시브 배리어의 차단영역의 폭 보다는 렌즈 등에 의한 빛의 굴절 등에 의해 빛의 경로가 바뀌게 되는 특성 상 작은 크기를 갖게되는 바, 휘도 측면에서는 이 역시 유리하다 할 것이다.

한편, 전술한 제 1 실시예에 따른 3개의 시역(A1, A2, A3)을 갖는 다중시역 표시장치(101)의 경우, 상기 광학부재의 볼록한 긴 바(bar) 형태의 포지티브 타입 렌즈(133)는 그 폭(또는 직경)(d5)은 상기 평판표시소자(110)의 화소영역(P)의 폭(d1)의 2배와 같거나 크며(d5 ≥ 2*d1), 화소영역(P)의 폭(d1)의 3배와 같거나 이보다 작고(d5 ≤ 3*d1), 상기 차광패턴(133)의 폭(d4)은 상기 화소영역(P)의 폭(d1)의 0배이거나 또는 이보다 크고, 상기 화소영역(P)의 폭(d1)보다 작거나 같은 크기를 가지며(0 ≤ d4 ≤ d1), 순차 반복 배열되는 것이 특징이다. 이에 의해 제 1 시역(A1)에는 L화소의 빛이, 제 2 시역(A2)에서는 C화소의 빛이, 제 3 시역(A3)에서는 R화소의 빛이 제공되어 서로 다른 영상 시청이 가능하게 된다. 이 경우, 상기 광학부재(131)의 각 렌즈(133)의 중앙부는 C화소의 중앙부에 대응되도록 위치시키는 것이 특징이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중시역 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중시역 표시장치(201)는 다수의 화소영역(P)을 구비한 평판표시소자(210)가 구성되고 있으며, 이러한 평판표시소자(210)의 전(前)면에 그 표면이 평탄한 베이스(231)에 대해 그 단면구조가 반원 또는 반타원이고 긴 바(bar) 형태를 갖는 포지티브 타입 렌즈(233)가 이격간격 없이 구비된 것을 특징으로 하는 광학부재(230)가 상기 다수의 포지티브 타입 렌즈(233)가 상기 평판표시소자(210)와 마주하도록 배치되고 있다. 이때, 상기 다수의 포지티브 타입 렌즈(233)와 상기 평판표시소자(210)가 마주하여 접촉하여 배치됨으로써 상기 반원 또는 반타원의 단면을 갖는 렌즈(233)와 렌즈(233) 사이의 빈 공간에 대응하는 상기 평판표시소자(210)의 표면에는 상기 포지티브 타입 렌즈(233)의 길이 방향을 따라 바(bar) 형태의 차광패턴(235)이 형성되고 있는 것이 특징이다.

이때, 상기 각 포지티브 타입 렌즈(233)는 그 폭(d5)이 상기 평판표시소자(210)에 구성된 화소영역(P)의 폭(d1)의 3배와 동일한 크기(d5 = 3*d1)를 가지며 구성되며, 상기 평판표시소자(210)의 표면에 형성된 차광패턴(235)은 생략될 수도 있지만, 이 경우, 각 시역에서 타시역의 화상을 볼 수 있게되는 부분이 생기게 되는 바, 이를 방지하기 위해 상기 차광패턴(235)은 반드시 형성되어야 하며, 이 경우 상기 차광패턴(235)의 폭(d4)은 적절히 조절 가능하지만, 휘도 특성을 고려하여 그 폭(d4)을 하나의 화소영역(P)의 폭(d1) 동일하거나 또는 이보다 작은 크기(d4 ≤ d1)를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 차광패턴(235)을 형성함으로써 3개의 시역(A1, A2, A3)을 갖는 다중시역 표시장치(201)의 구현이 가능하지만, 상기 하나의 화소영역(P)의 폭(d1)보다 큰 폭을 갖도록 상기 차광패턴(235)을 형성하는 경우, 종래의 패시브 배리어 타입 다중시역 표시장치 대비 휘도 특성이 저하될 수도 있기 때문이다.

한편, 전술한 구조를 갖는 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다중시역 표시장치는 모두 볼록한 포지티브 타입의 렌즈가 구비된 광학부재를 이용하여 구성된 것을 특 징으로 한다.

하지만, 이러한 반원 또는 반타원 기둥 형상을 갖는 포지티브 타입의 렌즈를 일반적인 화소영역의 폭의 크기인 100㎛ 내지 300㎛정도의 직경을 갖도록 형성하는 것은 그 크기 상 기계적 연마를 실시할 수 없으며, 기계적 연마가 가능하다 하여도 기계적 연막 특성상 고른 굴절율을 갖는 렌즈 형성을 기대할 수 없는 바, 그 제조가 어려운 실정이다.

또한, 포지티브 타입의 렌즈를 구비한 광학부재를 제조한다 하여도 여전히 차광패턴을 상기 광학부재 또는 평판표시소자의 표면에 형성해야 하는 바, 이러한 차광패턴을 구현하기 위해서는 최소 1회의 패터닝 공정을 더 진행해야 한다.

본 발명의 제 3 실시예에 있어서는, 그 제조가 비교적 간단한 네가티브 타입의 렌즈를 구성한 광학부재를 이용하여 다중시역 표시장치를 구성한 것을 제안한다.

도 5a와 도 5b는 본 발명의 제 3 실시예 및 변형예에 따른 다중시역 표시장치를 도시한 도면으로, 도 5a는 3중 시역을, 도 5b는 2중 시역을 갖는 다중시역 표시장치를 각각 도시한 것이며, 도 6은 본 발명의 제 3 실시예 및 그 변형예에 따른 다중시역 표시장치에 이용된 광학부재에 대한 사시도이다.

우선 도 5a를 참조하면, 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예 따른 다중시역 표시장치(301)는 전술한 제 1 실시예에서 설명한 동일한 구조를 갖는 평판표시소자(310)와, 상기 평판표시소자(310)의 전(前)면에, 상기 평판표시소자(310)와 마주하는 면은 평탄한 표면을 가지며, 그 배면 즉 사용자(u1, u2, u3)가 바라보 는 면에 대해서는 다수의 오목한 홈부(354)를 갖는 네가티브 타입의 광학부재(350)를 포함하여 구성되고 있는 것이 특징이다. 이때 상기 네가티브 타입의 광학부재(350)는 상기 평판표시소자(310)와 밀착 고정되고 있는 것이 특징이다. 이렇게 구성하는 이유에 대해서는 제 1 실시예에 설명하였으므로 생략한다. 이 경우 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중시역 표시장치(301)에 있어서 상기 광학부재(350)와 상기 평판표시소자(310)를 밀착 고정시키는 것이 전술한 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다중시역 표시장치(도 2 의 110 및 도 4의 210)대비 유리함을 알 수 있다. 전술한 제 1 및 제 2 실시예의 경우 볼록한 포티티브 타입 렌즈와 평판표시소자를 마주하여 고정시켜야 하므로 실질적으로 렌즈와 접촉하는 부분이 매우 좁게되며, 따라서 이를 평판표시소자의 표면에 부착하기 위해서는 상기 볼록한 렌즈와 렌즈 사이의 영역에 무색 투명한 접착제를 채워 부착하게 되지만, 본 발명의 제 3 실시예의 경우, 광학부재(350)의 평탄한 표면과 상기 평판표시소자(310)를 단순히 점착층(미도시)을 개재하여 밀착시키면 되므로 상기 광학부재(350)와 평판표시소자(310)를 고정시키는 단계에서도 전술한 제 1 및 제 2 실시예 대비 유리한 장점이 있다.

한편, 본 발명의 제 3 실시예에 이용된 광학부재(350)의 형태를 도 6을 참조하여 살펴보면, 상기 홈부(354)는 그 단면구조가 반원 또는 반타원 구조가 되고 있으며, 상기 반원 또는 반타원의 단면구조를 갖는 홈부(354)는 상기 광학부재(350) 전면에 대해 일방향으로 연장한 구조를 가짐으로써 마치 다수의 이격하는 도랑(trench)을 형성한 것 같은 형상을 갖는 것이 특징이다. 상기 홈부(354)는 연속 하여 이격간격없이 구성될 수도 있고, 또는 도시한 바와같이, 일정간격 이격되며 구성될 수도 있다. 상기 홈부(354)가 이격영역(PA)을 가지며 형성되는 경우, 상기 이격영역(PA)은 평탄한 표면을 이루고 있으며, 그 상부에는 빛이 투과하지 못하는 물질로써 차광패턴(365)이 형성되고 있다. 이러한 차광패턴(365)은 이의 제조공정 상 남게되는 물질층을 이용한 것으로 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다중시역 표시장치에 구비된 1회의 패터닝을 통해 별도로 형성된 차광패턴과는 차이가 있다. 이러한 구성을 갖는 광학부재의 제조 방법에 대해서는 추후 설명한다.

한편, 이때 상기 홈부(354)는 그 폭(d6)을 어떻게 구성하느냐에 따라서 도 5a에 도시한 3중시역(A1, A2, A3)을 갖는 표시장치(301) 또는 도 5b에 도시한 2중시역(A1, A2)을 갖는 표시장치(401)를 이루도록 할 수 있다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 상기 홈부(354)의 폭(d6)을 평판표시소자(310) 내의 화소영역(P) 폭(d1)의 2배보다 크고 3배보다 작거나 같도록(2*d1 < d6 ≤ 3*d1), 그리고 차광패턴(365)이 형성된 이격영역(PA)의 폭(d4)은 화소영역(P)의 폭(d1)의 0배 이거나 이보다 크도록(0 ≤ d4) 구성하며, 상기 홈부(354)와 이와 인접한 이격영역(PA)을 합한 폭(d6 + d4)은 상기 화소영역(P) 폭(d1)의 3배(d6 + d4 = 3*d1)가 되도록 구성한 경우, 3중 시역(A1, A2, A3)을 갖는 표시장치(301)를 이루게 되며, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 홈부(454)의 폭(d6)을 상기 평판표시소자(410) 내의 화소영역(P) 폭(d1)의 2배와 같거나 또는 이보다 작은 크기를 갖도록(d6 ≤ 2*d1), 그리고 상기 차광패턴(465)이 구비된 상기 이격영역(PA)은 그 폭(d4)이 화소영역(P)의 폭(d1)의 0배(이격영역이 없는 경우) 또는 이보다 크도록 형성(0 ≤ d4)하며, 상기 홈부(354)와 이와 인접한 이격영역(PA)을 합한 폭(d6 + d4)은 상기 화소영역(P) 폭(d1)의 2배(d6 + d4 = 2*d1)가 되도록 구성한 경우, 2중시역(A1, A2)을 갖는 표시장치(401)를 이루게 된다.

도 5b에 도시한 바와같이, 2중시역(A1, A2)을 갖는 표시장치(401)를 구성할 경우, 상기 홈부(454)가 차단패턴(465)이 구비된 이격영역(PA) 없이 형성되어도 무방하지만, 이 경우, 좌측 및 우측 시역(A1, A2)에서 각각 우측 시역(A2) 및 좌측 시역(A1)에서 보여져야 할 정보화상이 보여지게 되는 바, 이러한 현상을 방지하기 위해 차단패턴(465)을 갖는 이격영역(PA)을 구성한 것이다.

한편, 이러한 차단패턴(365)이 구비됨으로써 어느 정도의 휘도 저하는 발생하지만, 이러한 휘도 저하는 종래의 패시브 배리어를 구비한 다중시역 표시장치 대비 작게 되므로 이러한 면에 있어서 종래보다 휘도 측면에서 우수하다 할 것이다.

이후에는 전술한 제 3 실시예에 따른 다중시역 표시장치에 구비된 광학부재의 제조방법에 대해 설명한다.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중시역 표시장치에 구비된 네가티브 타입 렌즈를 구비한 광학부재의 제조 단계별 공정 단면도이다.

도시한 바와 같이, 투명한 글라스, 플라스틱 재질의 기판(351) 상에 빛에 반응하지 않고 상기 글라스 또는 플라스틱을 식각하는 식각액에 반응하지 물질 예를들면 금속물질인 크롬을 증착하여 식각방지층(360)을 형성한다.

다음, 도 7b에 도시한 바와같이, 상기 식각방지층(360) 위로 감광성 물질인 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(380)을 형성하고, 그 상부에 대해 빛의 투과부(TA)와 차단부(BA)을 갖는 노광마스크(M)를 위치시킨 후 노광을 실시한다.

다음, 도 7c에 도시한 바와같이, 상기 노광된 포토레지스트층(도 7b의 380)을 현상함으로써 일정간격 이격하는 포토레지스트 패턴(381)을 형성한다. 이때 상기 포토레지지스트 패턴(381) 사이로 상기 식각방지층(360)이 노출된다.

다음, 도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(도 7c의 381) 외부로 노출된 식각방지층(도 7c의 360)을 식각함으로써 그 하부에 위치한 상기 기판(351)을 노출시킨다. 이때 상기 포토레지스트 패턴(도 7c의 381)에 의해 식각되지 않고 남게되는 상기 식각방지층(도 7c의 360)은 식각방지 패턴(362)을 이루게 된다.

다음, 상기 식각방지 패턴(362) 상부에 남아있는 포토레지스트 패턴(도 7c의 381)을 스트립(strip)하여 제거한 후, 상기 식각방지 패턴(362)이 형성된 기판(351)을, 상기 기판(351)을 이루는 물질과 반응하여 이를 식각하는 식각액에 상기 식각방지 패턴(362)이 형성된 면을 노출시킨다. 이때, 상기 기판(351)의 배면은 상기 식각액에 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 공정을 더욱 안정적으로 진행하기 위해 상기 식각액에 노출시키기 전에, 상기 기판(351)의 배면에 대해서 상기 기판(351)이 글라스 재질인 경우, 유기물질층(미도시)을 형성하거나, 또는 상기 기판(351)이 플라스틱 재질인 경우 무기물질층(미도시)을 형성할 수도 있다.

이때, 상기 식각액은 기판(351)의 재질에 따라 달리질 수 있으며, 상기 기판(351)이 글라스인 경우 불산용액, 플라스틱인 경우 상기 플라스틱과 반응하여 이 를 서서히 용해시키는 용액인 것이 바람직하다.

상기 식각방지 패턴(362)이 형성된 기판(351)에 대해 그 배면에 무기물질층(미도시) 또는 유기물질층(미도시)이 형성된 경우는, 식각액속에 상기 기판(351)을 담구는 디핑법과, 또는 그 표면에 식각액을 분사시키는 드랍법 모두를 이용할 수 있으나, 배면에 무기물질층(미도시) 또는 유기물질층(미도시)이 형성되지 않은 경우, 드랍법을 통해 식각을 진행하는 것이 바람직하다.

다음, 도 7e에 도시한 바와같이, 상기 식각방지 패턴(362)이 형성된 기판(351)을 식각액에 노출시키면, 상기 식각방지 패턴(362) 사이로 노출된 부분부터 서서히 식각이 진행되며, 이러한 식각액을 이용한 식각특성상 등방성 식각이 이루어지게 되므로 시간이 지남에 따라 그 단면형태가 반원 또는 반타원 형태를 이루는 홈부(354)가 형성되게 되며, 이때 식각방지 패턴(362)은 그 하부에 위치한 기판(351)이 제거되는 부분이 증가하여 이를 지지해주는 부분이 적어짐에 따라 도시한 바와같이 최종적으로는 상기 홈부(354) 외측의 평탄한 상태를 유지한 부분(362a)과 이를 기준으로 상기 홈부(354) 내부로 절곡된 부분(362b)을 갖게 된다. 이때 상기 홈부(354)는 네가티브 타입 렌즈를 이루게 된다.

다음, 도 7f에 도시한 바와같이, 그 단면이 반원 또는 반타원 형태를 갖는 긴 바(bar) 형태의 홈부(354)가 형성된 기판(351)에 대해 세정액을 강한 압력을 가지고 분사를 실시하는 영역과 초음파 또는 울트라소닉 커비테이션(Ultrasonic cavitation)을 실시하는 영역 등을 포함하는 세장장치(미도시)를 통해 세정공정을 진행하여 상기 홈부(354) 내부로 절곡된 식각방지 패턴 부분(도 7e의 362b)을 자동 적으로 제거함으로써 상기 홈부(354)의 이격영역(PA)에만 식각방지 패턴(도 7e의 362a)이 남아있는 상태의 네가티브 렌즈를 갖는 광학부재(350)를 완성할 수 있다. 이때 상기 홈부(354)에 대응하는 식각방지 패턴 부분(도 70e의 362b)은 절곡되지 않았다 하더라도 그 지지되는 부분이 없는 바, 상기 세정공정 진행 시 끊김이 발생하여 제거되게 된다.

이때, 상기 그 배면에 무기물질층(미도시) 또는 유기물질층(미도시)이 형성된 경우, 상기 세정공정 전에 드라이 에칭을 그 배면에 대해 실시함으로써 상기 무기물질층(미도시) 또는 유기물질층(미도시)제거하고, 이후 전술한 세정공정을 진행함으로써 광학부재(350)를 완성할 수 있다. 이때, 상기 광학부재(350) 상면에 남아있게 되는 상기 식각방지 패턴(도 7e의 362a)은 빛을 투과시키지 않는 물질로 이루어지게 되는 바, 차광패턴(365)을 이루게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 이용되는 네가티브 렌즈 타입의 광학부재(350)는 그 제조 방법이 등방성 특성을 갖는 식각액을 이용한 식각에 의존하게 되므로 기계적 연마를 필요치 않고, 식각시간 식각액의 온도 등을 적절히 조절하여 자연스럽게 그 단면 형태가 반원 또는 반타원 형태를 갖는 홈부(354)를 구현할 수 있는 장점이 있다. 이는 상기 패터닝 및 식각액을 통한 식각은 수 ㎛까지 세밀하게 조정이 가능하므로 통상 화소영역의 폭인 100㎛이상의 크기를 갖는 상기 홈부(354)의 형성이 균일성 있게 형성될 수 있기 때문이다.

본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은 종래의 다중시역 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중시역 표시장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다중시역 표시장치에 이용된 광학부재에 대한 사시도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다중시역 표시장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 5a와 도 5b는 본 발명의 제 3 실시예 및 변형예에 따른 다중시역 표시장치를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예 및 그 변형예에 따른 다중시역 표시장치에 이용된 광학부재에 대한 사시도.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중시역 표시장치에 구비된 네가티브 타입 렌즈를 구비한 광학부재의 제조 단계별 공정 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

301 : 다중시역 표시장치 310 : 평판표시소자

350 : 광학부재 351 : 베이스

354 : 홈부 355 : 차광패턴

A1, A2, A3 : 제 1, 2, 3 시역 d1 : 화소영역의 폭

d4 : 홈부간 이격영역의 폭 P : 화소영역

PA : 홈부간 이격영역

Claims

다수의 화소영역을 갖는 표시영역을 갖는 표시소자와;

평탄한 일면과, 폭방향으로 자른 단면이 반원 또는 반타원 형태를 갖고, 긴 바(bar) 형상의 다수의 볼록한 렌즈가 타면에 구성되는 포지티브 타입 광학부재

를 포함하며, 상기 포지티브 타입 광학부재의 상기 다수의 볼록한 렌즈 사이에는 그 표면이 평탄한 이격영역이 구비되며, 상기 이격영역에는 빛의 투과를 차단하는 차광패턴이 형성되고, 상기 볼록한 렌즈가 형성된 타면이 상기 표시소자와 마주하며, 상기 포지티브 타입 광학부재의 상기 볼록한 렌즈는 그 폭이 상기 화소영역의 폭의 2배 내지 3배이며, 상기 차광패턴의 폭은 상기 화소영역의 폭과 같거나 상기 화소영역의 폭보다는 작은 것이 특징인 다중시역 표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 표시소자의 표면에는 상기 광학부재의 다수의 볼록한 렌즈 사이에 대응하여 빛의 투과를 차단하는 차광패턴이 형성된 것이 특징인 다중시역 표시장치.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 볼록한 렌즈 폭과 이와 인접한 상기 차광패턴의 폭의 합은, 상기 하나의 화소영역의 폭의 정수배인 것이 특징인 다중시역 표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 다중시역 표시장치는 좌측과 우측 및 중앙에서 서로 다른 정보 화상을 각각 시청할 수 있는 3중 시역을 갖는 것이 특징인 다중시역 표시장치.
다수의 화소영역을 갖는 표시영역을 갖는 표시소자와;

평탄한 일면과, 폭방향으로 자른 단면이 반원 또는 반타원 형태를 갖고, 긴 바(bar) 형상의 다수의 홈부를 갖는 네가티브 타입 광학부재

를 포함하며, 상기 네가티브 타입 광학부재의 상기 다수의 홈부 사이에는 그 표면이 평탄한 이격영역이 구비되며, 상기 이격영역에는 빛의 투과를 차단하는 차광패턴이 형성되고, 상기 평탄한 일면이 상기 표시소자와 마주하며, 상기 네가티브 타입 광학부재의 상기 홈부는 그 폭이 상기 화소영역의 2배보다 크고 3배보다 작거나 같으며, 상기 차광패턴의 폭은 0보다 크며, 상기 홈부와 이와 이웃한 상기 차광패턴을 합한 폭은 상기 하나의 화소영역의 폭의 정수배가 되는 것이 특징인 다중시역 표시장치.
삭제
삭제
삭제
제 8 항에 있어서,

상기 다중시역 표시장치는 2중 시역 또는 3중 시역을 갖는 것이 특징인 다중시역 표시장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 표시소자는,

액정패널과, 편광판과, 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치이거나 또는 유기전계발광소자인 다중시역 표시장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 표시소자와 상기 광학부재는 밀착 고정된 것이 특징인 다중시역 표시장치.
제 8 항 기재의 다중시역 표시장치의 네가티브 타입 광학부재 형성방법에 있어서,

기판상에 불투명한 물질로 식각방지층을 형성하는 단계와;

상기 식각방지층 위로 일정간격 이격하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;

상기 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 식각방지층을 제거하여 상기 기판을 노출시키며 상기 포토레지스트 하부로 식각방지패턴을 형성하는 단계와;

상기 식각방지패턴 외부로 노출된 기판을 등방성 식각 특성을 갖는 식각액을 이용한 식각을 진행하여 폭방향으로 자른 단면 형태가 반원 또는 반타원을 갖는 긴 바 형태의 다수의 이격하는 홈부를 형성하며, 동시에 상기 홈부간의 이격영역에 형성된 식각방지 패턴 부분을 제외한 부분이 상기 홈부 내부로 절곡되도록 하는 단계와;

세정을 진행함으로써 상기 절곡된 식각방지패턴 부분을 제거하는 단계

를 포함하는 네가티브 타입 광학부재 형성방법.
청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 15 항에 있어서,

상기 기판은 글라스 또는 플라스틱 기판인 것이 특징인 네가티브 타입 광학부재 형성방법.
제 15 항에 있어서,

상기 세정은, 세정액을 강한 압력을 가지고 분사를 실시하는 영역과, 초음파 또는 울트라소닉 커비테이션(Ultrasonic cavitation)을 실시하는 영역을 포함하는 세장장치을 통해 진행되는 것이 특징인 네가티브 타입 광학부재 형성방법.
제 15 항에 있어서,

상기 식각액에 노출전에 상기 기판의 배면에 상기 식각액에 반응하지 않는 무기물질층 또는 유기물질층을 형성하는 단계를 포함하는 네가티브 타입 광학부재 형성방법.
제 18 항에 있어서,

상기 세정 전에 상기 유기물질층 또는 무기물질층을 제거하는 단계를 포함하는 네가티브 타입 광학부재 형성방법.