KR20080043610A - 3-dimension display apparatus and method for making the same - Google Patents

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Abstract

A three-dimensional display device and a method for manufacturing the same are provided to reduce manufacturing cost of a lens and to manufacture a flexible lens. A method for manufacturing a micro lens includes: preparing a first substrate(125a) on which a first electrode(121a) is formed and a second substrate(125b) on which a second electrode(121b) is formed; a mixture of a polymer(131) and a liquid crystal(133) between the first and second substrates; applying an electric filed and irradiating ultraviolet ray to the first electrode and the second electrode to cure the polymer; forming orientation layers on the first substrate on which the first electrode is formed and the second substrate on which the second electrode is formed, respectively.

Description

3차원 표시 장치 및 그 제조방법{3-DIMENSION DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MAKING THE SAME}3D display device and manufacturing method thereof {3-DIMENSION DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

도 1은 종래의 평면/입체영상 표시장치.1 is a conventional flat / stereoscopic image display device.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 평면/입체영상 표시장치에 전계를 인가하였을 때를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing an electric field applied to a flat / stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention.

도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 마이크로렌즈부를 제조하는 방법의 단계를 나타낸 단면도.3A and 3B are cross-sectional views illustrating steps of a method of manufacturing a microlens unit according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명에 의한 마이크로렌즈부에 전계를 인가하였을 때를 나타낸 단면도.4A is a cross-sectional view showing an electric field applied to a microlens portion according to the present invention.

도 4b는 본 발명에 의한 마이크로렌즈부에 전계를 인가하지 않았을 때를 나타낸 단면도.4B is a cross-sectional view illustrating a state in which no electric field is applied to the microlens portion according to the present invention.

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 표시패널의 화상 위에 폴리머(polymer)와 액정을 포함하는 마이크로렌즈(micro lens)부를 구비함으로써 신호의 인가 여부에 따라 평면 또는 입체영상을 표시할 수 있는 표시장치에 관한 것이 다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device. In particular, a display device capable of displaying a planar or stereoscopic image according to whether a signal is applied by providing a micro lens unit including a polymer and a liquid crystal on an image of a display panel. It's about

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장비(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있으나 기존의 CRT(Cathode Ray Tube)로는 이에 부응할 수 없어 다양한 표시장치가 개발되고 있는 중이며, 이러한 표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), ELD(Electro Luminescence Display) 등이 활발히 연구되고 있다. Recently, with the development of various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers, there is an increasing demand for flat panel display devices for light and thin applications that can be applied to them. Various display devices are being developed because CRT (Cathode Ray Tube) cannot cope with this, and such display devices include Liquid Crystal Display (LCD), Plasma Display Panel (PDP), Field Emission Display (FED), and VFD (Vacuum). Fluorescent Display (ELD) and Electro Luminescence Display (ELD) have been actively studied.

그러나 상기한 표시장치들은 2차원(2D, two-dimension) 영상을 나타내는 표시장치이며, 사람의 눈으로 외부를 파악하는 3차원(3D, three-dimension) 방식과 다르기 때문에 삼차원의 영상을 표현할 수 있는 방식의 표시장치가 요구되었다. However, the display devices are two-dimensional (2D, two-dimension) image display device, and because it is different from the three-dimensional (3D, three-dimension) method of grasping the outside with the human eye can display a three-dimensional image Type display device was required.

일반적으로 3차원 영상은 사람의 두 눈을 통한 양안시차(binocular parallax)의 원리를 이용하여 제조하는 것이 일반적이다. 사람의 두 눈은 일정 정도 떨어져 존재하기 때문에 각각의 눈으로 다른 각도에서 관찰한 영상이 뇌에 입력된다. 상기 과정을 거쳐 관찰자로 하여금 입체성을 느끼게 하여 공간감을 인식할 수 있게 된다. 이러한 양안시차를 이용하여 입체용 특수안경을 이용하여 3차원을 나타내는 방식이나 특수안경 없이 3차원을 나타내는 방식의 다양한 입체영상 표시장치가 개발되었다.In general, three-dimensional images are generally manufactured using the principle of binocular parallax through the human eyes. Since the human eyes are separated by a certain distance, each eye receives images from different angles into the brain. Through the above process, the viewer can sense the three-dimensionality to recognize the sense of space. By using such binocular disparity, various stereoscopic image display apparatuses having a three-dimensional display method using three-dimensional special glasses or a three-dimensional display method without special glasses have been developed.

특히, 입체용 특수안경 없이 3차원 영상을 형상화하는 방식에는 예를 들어 패럴렉스 배리어 방식(parallax barrier)과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있다. 패 럴렉스 배리어 방식은 좌/우 눈의 이미지 정보가 표시되는 영상에 길게 세로나 가로로 슬릿을 형성하여 중첩시킴으로써 이를 통해 합성된 영상이 양안에 분리관측되도록 하여 3차원 영상을 표시하는 것이다.In particular, a method of shaping a 3D image without stereoscopic spectacles includes, for example, a parallax barrier and a lenticular method. The parallax barrier method displays a three-dimensional image by forming a slit vertically or horizontally on the image on which the image information of the left and right eyes is displayed, and superimposing the synthesized image through both eyes.

이에 비해 렌티큘러 방식은 렌티큘러렌즈를 이용하여 렌즈의 초점면에 좌/우안에 대응하는 화상을 배치한다. 화상에서 나온 빛은 상기 렌티큘러렌즈를 통하여 굴절되는 렌즈의 지향 특성에 따라 좌안과 우안에 화상이 분리되어 입체 형상이 형성된다. In contrast, the lenticular method uses an lenticular lens to arrange images corresponding to left and right eyes on the focal plane of the lens. Light emitted from the image is divided into images of the left and right eyes according to the directivity of the lens refracted through the lenticular lens to form a three-dimensional shape.

근래에는 상기 렌티큘러 방식을 이용하여 2D와 3D의 전환이 가능한 입체영상 표시장치가 개발된 바 있는데, 도 1은 종래의 발명에 의한 2D/3D 겸용 입체영상 표시장치를 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이 렌티큘러 방식를 이용한 입체영상 표시장치는 좌안용 영상을 나타내는 화소와 우안용 영상을 나타내는 화소를 갖는 표시패널(10)과, 표시패널(10)의 앞에 배치되어 액정이 일정한 방향으로 배치되어 있는 렌티큘러렌즈부(20)로 구성되어 있다. 렌티큘러렌즈부(20)는 액정(30)을 포함하고 있어 전계의 인가 여부에 따라 빛의 투과 여부가 결정되며 2D와 3D를 전환하여 나타낼 수 있다. 상기 렌티큘러렌즈부는 렌티큘러렌즈 모양으로 굴곡진 틀(22)을 형성한 후 서로 대향하는 제1기판(25a)과 제2기판(25b) 사이에 배치시킨 후 굴곡진 빈 공간에 액정(30)을 채워넣은 형태로 제조한다. 이때 두 기판(25a, 25b) 상에는 상기 액정(30)을 구동하기 위한 투명 전극(21a, 21b)이 구비된다. 한편 액정(30)과 접촉하는 부분에는 액정을 배향하기 위한 배향막(23a, 23b)이 형성된다.Recently, a stereoscopic image display device capable of switching between 2D and 3D using the lenticular method has been developed. FIG. 1 illustrates a 2D / 3D stereoscopic image display device according to the related art. As shown in the drawing, a stereoscopic image display apparatus using a lenticular method includes a display panel 10 having pixels representing a left eye image and a pixel representing a right eye image, and a liquid crystal disposed in a predetermined direction in front of the display panel 10. It consists of the lenticular lens part 20 which exists. Since the lenticular lens unit 20 includes the liquid crystal 30, light transmission is determined according to whether an electric field is applied, and the lenticular lens unit 20 may switch between 2D and 3D. After forming the curved frame 22 in the shape of a lenticular lens, the lenticular lens part is disposed between the first substrate 25a and the second substrate 25b facing each other, and then fills the liquid crystal 30 in the curved empty space. Manufactured in the form. In this case, transparent electrodes 21a and 21b for driving the liquid crystal 30 are provided on the two substrates 25a and 25b. On the other hand, alignment films 23a and 23b for aligning the liquid crystal are formed in the portion in contact with the liquid crystal 30.

그러나 렌티큘러 방식은 렌티큘러렌즈부(20)의 제작공정이 복잡한 문제점이 있었다. 특히 상기한 바와 같은 액정(30)을 포함하는 렌티큘러렌즈부(20)의 경우 포물선 모양으로 굴곡을 만든 틀(22)이 필요하다. 따라서 상기 굴곡으로 인해 배향막(23b)의 형성이 어렵다. 또한 제2기판(25b)만 러빙하여 액정(30)을 배향시킨다고 하더라도 상기 렌티큘러렌즈부를 형성하는 셀갭(cell gap)이 수십 마이크로미터(㎛)이기 때문에 액정(30)의 배향방향과 액정의 틸트(tilt)각의 불균일이 발생하는 등 불량이 발생하는 문제점이 있었다. However, the lenticular method has a complicated manufacturing process of the lenticular lens unit 20. In particular, in the case of the lenticular lens unit 20 including the liquid crystal 30 as described above, a frame 22 that is curved in a parabolic shape is required. Therefore, the formation of the alignment layer 23b is difficult due to the bending. In addition, even if only the second substrate 25b is rubbed to align the liquid crystal 30, since the cell gap forming the lenticular lens part is several tens of micrometers (μm), the alignment direction of the liquid crystal 30 and the tilt of the liquid crystal ( There was a problem in that defects occurred such as unevenness of the tilt angle.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 액정과 폴리머를 이용하여 마이크로렌즈를 형성함으로써, 렌티큘러렌즈의 제조 공정을 단순화하고 렌즈 제작의 비용을 절감함은 물론 탄력성 있는 렌즈를 제작할 수 있게 하여 고품질의 평면/입체영상 표시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention forms a microlens using a liquid crystal and a polymer, thereby simplifying the manufacturing process of the lenticular lens and reducing the cost of manufacturing the lens, as well as making the lens flexible and having high quality. Its purpose is to provide a stereoscopic image display device.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 의한 평면/입체영상 표시장치는 화상이 표시되는 표시패널 및 상기 표시패널 위에 구비된 마이크로렌즈부를 포함하며, 상기 마이크로렌즈부는 신호에 따라 배열되면서 마이크로렌즈를 형성하는 폴리머와 액정의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a flat / stereoscopic image display device according to the present invention includes a display panel on which an image is displayed and a microlens portion provided on the display panel, wherein the microlens portion is arranged in accordance with a signal to form a microlens. It is characterized by including a mixture of a polymer and a liquid crystal.

상기 마이크로렌즈부는 제1전극이 형성된 제1기판과, 상기 제1전극에 대향하 며 제2전극이 형성된 제2기판을 더 포함하며, 상기 제1전극과 제2전극에 신호가 인가되면 폴리머의 배열에 따라 액정이 배열하여 마이크로렌즈를 형성한다.The microlens unit further includes a first substrate on which a first electrode is formed, and a second substrate facing the first electrode and on which a second electrode is formed. When a signal is applied to the first electrode and the second electrode, According to the arrangement, the liquid crystals are arranged to form microlenses.

상기 폴리머는 자외선에 의해 경화되며, 투명한 것이 바람직하다.The polymer is cured by ultraviolet rays and is preferably transparent.

상기 마이크로렌즈는 렌티큘러 렌즈의 형태인 것을 특징으로 한다.The microlens is characterized in that it is in the form of a lenticular lens.

상기 마이크로렌즈부의 액정은 네마틱 액정이 바람직하며, 상기 폴리머와 액정의 혼합물의 비율은 7:3인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal of the microlens portion is preferably a nematic liquid crystal, and the ratio of the mixture of the polymer and the liquid crystal is 7: 3.

상기 표시패널은 화상을 표현할 수 있는 것이면 어떤 것이든 좋으나 CRT, LCD, PDP 및 ELD 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The display panel may be any one capable of representing an image, but may be any one of a CRT, an LCD, a PDP, and an ELD.

본 발명은 제1전극이 형성된 제1기판과 상기 제1기판에 대향하며 제2전극이 형성된 제2기판을 준비하는 단계와, 두 기판 사이에 폴리머와 액정의 혼합물을 형성시키는 단계 및 상기 제1전극과 제2전극에 전계를 인가하면서 자외선을 조사하여 폴리머를 경화시키는 단계를 포함하는 마이크로렌즈 제조방법을 포함한다. The present invention provides a method of preparing a substrate comprising: preparing a first substrate on which a first electrode is formed and a second substrate facing the first substrate and having a second electrode; forming a mixture of polymer and liquid crystal between the two substrates; It includes a microlens manufacturing method comprising the step of curing the polymer by irradiating ultraviolet light while applying an electric field to the electrode and the second electrode.

또한, 화상이 구현되는 표시패널을 준비하는 단계와 상기한 방법으로 제조한 마이크로렌즈를 표시패널의 일면에 배치시키는 단계를 포함하는 평면/입체영상 표시장치의 제조방법을 포함한다.A method of manufacturing a flat / stereoscopic image display apparatus includes preparing a display panel on which an image is implemented and disposing a microlens manufactured by the above method on one surface of the display panel.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 평면/입체영상 표시장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a planar / stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 평면/입체영상 표시장치에 전계를 인가하였을 때를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an electric field applied to a flat / stereoscopic image display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명에 의한 평면/입체영상 표시장치는 화상이 표시되는 표시패널(110) 및 표시패널(110) 위에 구비된 마이크로렌즈부(120)를 포함하여 구성된다. 상기 마이크로렌즈부(120)는 제1전극(121a)이 형성된 제1기판(125a)과 상기 제1기판(125a) 에 대향하며 제2전극(121b)이 형성된 제2기판(125b) 및 상기 두 기판 사이에 형성된 폴리머(131)와 액정(133)의 혼합물(130)을 포함하는 것을 특징으로 한다. The flat / stereoscopic image display device according to the present invention includes a display panel 110 on which an image is displayed and a micro lens unit 120 provided on the display panel 110. The microlens unit 120 includes a first substrate 125a on which the first electrode 121a is formed, a second substrate 125b on which the second electrode 121b is formed, and faces the first substrate 125a. It characterized in that it comprises a mixture 130 of the polymer 131 and the liquid crystal 133 formed between the substrate.

상기 폴리머(131)는 자외선에 의해 경화가 가능한 것으로, 투명한 것을 사용하는 것이 바람직하다. The polymer 131 is curable by ultraviolet rays, and it is preferable to use a transparent one.

한편 폴리머(131)와 액정(133)는 렌티큘러렌즈의 모양과 같이 포물선의 형태로 배열되어 마이크로렌즈를 형성한다. 따라서, 상기 포물선의 초점은 표시패널(110) 방향에 존재하게 된다.On the other hand, the polymer 131 and the liquid crystal 133 are arranged in a parabolic form like the shape of a lenticular lens to form a microlens. Therefore, the focal point of the parabola is in the direction of the display panel 110.

상기한 마이크로렌즈를 이용하면, 렌티큘러렌즈를 사용한 것과 같이 화상에서 나온 빛이 굴절되어 삼차원 영상을 만들 수 있는데, 이는 액정의 성질에 기인한 것으로 액정(133) 자체가 굴절율 이방성을 가지는 것을 이용한 것이다. 즉, 액정의 배향에 따라 굴절율이 달라지는데, 액정을 마이크로렌즈로 만들어 빛을 투과시키면 렌즈와 같이 빛이 굴절되어 같은 역할을 할 수 있는 것이다. When the microlenses are used, the light emitted from the image may be refracted to produce a three-dimensional image, as in the case of the lenticular lens. This is due to the property of the liquid crystal and the liquid crystal 133 itself uses refractive index anisotropy. In other words, the refractive index changes depending on the alignment of the liquid crystal. If the liquid crystal is made of a microlens and transmits light, the light may be refracted like a lens to play the same role.

상기 제1전극(121a)이나 제2전극(121b)은 모두 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxicd) 등 투명한 도전성 물질로 형성이 가능하다. 상기 제1전극(121a)이나 제2전극(121b)은 액정(133)의 방향성을 결정할 수 있도록 다양하게 패턴화해서 형성할 수 있다. Both the first electrode 121a and the second electrode 121b may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The first electrode 121a or the second electrode 121b may be formed in various patterns to determine the orientation of the liquid crystal 133.

상기 전극(121a, 121b)이 형성된 기판(125a, 125b) 상에는 액정(133)을 배향하기 위한 배향막(123a, 123b)이 형성된다.Alignment layers 123a and 123b for orienting the liquid crystal 133 are formed on the substrates 125a and 125b on which the electrodes 121a and 121b are formed.

도시한 도면은 본 발명의 한 실시예로 제1기판(125a)의 일부 영역에 패턴화하여 제1전극(121a)을 형성하고 제2기판(125b)의 전면에 제2전극(121b)을 형성한 경우이다. 전극(121a, 121b)을 형성하고 전계를 인가하게 되면 폴리머(131)가 형성된 모양과 인가된 전계에 따라 액정(133)이 배향되게 되고, 배향된 방향에 따라 빛의 굴절율이 달라지므로, 폴리머(131)와 액정(133)의 혼합층이 마이크로렌즈로 기능할 수 있게 된다. As shown in FIG. 1, the first electrode 121a is formed by patterning a portion of the first substrate 125a and the second electrode 121b is formed on the entire surface of the second substrate 125b. One case. When the electrodes 121a and 121b are formed and an electric field is applied, the liquid crystal 133 is oriented according to the shape in which the polymer 131 is formed and the applied electric field, and the refractive index of light varies according to the oriented direction. The mixed layer of 131 and the liquid crystal 133 can function as a microlens.

한편, 본 발명에서 사용하는 액정은 네마틱(nematic) 액정을 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the liquid crystal used by this invention uses a nematic liquid crystal.

상기한 바와 같이 평면/입체영상 표시장치에 전계를 인가한 경우에는 전계에 따라 액정(133)이 배향되는데, 폴리머(131) 또한 전계에 따라 미리 형성이 되기 때문에 결과적으로 액정(133)은 폴리머(131)와 같은 방향으로 배향된다. 여기에서, 폴리머(131)는 전계를 인가할 때 액정(133)의 배향의 방향을 결정하는 데 도와주는 역할을 한다. 즉, 전계가 인가되면 액정(133)은 폴리머(131)가 배열된 상태에 영향을 받아 폴리머(131)를 따라 비슷한 방향으로 배향된다. 폴리머(131)가 배향막처럼 액정(133)의 배향에 일정 부분 영향을 끼치기 때문이다.As described above, when an electric field is applied to the flat / stereoscopic image display device, the liquid crystal 133 is oriented according to the electric field, and the polymer 131 is also formed in advance according to the electric field. 131) in the same direction. Here, the polymer 131 serves to determine the direction of orientation of the liquid crystal 133 when an electric field is applied. That is, when an electric field is applied, the liquid crystal 133 is oriented in a similar direction along the polymer 131 due to the state in which the polymer 131 is arranged. This is because the polymer 131 partially affects the alignment of the liquid crystal 133 like the alignment layer.

이때 상기 폴리머(131)는 전계에 의해 다양하게 배향이 달라지는 것이 아니라 어느 정도 경화된 상태로 고정된다. 상기 폴리머(131)는 전계와 자외선(UV)을 가하여 형성하며, 제조방법에 대해서는 다음에서 자세히 설명하기로 한다. At this time, the polymer 131 is fixed in a cured state to some extent rather than varying in orientation by an electric field. The polymer 131 is formed by applying an electric field and ultraviolet (UV), and a manufacturing method thereof will be described in detail below.

따라서, 상기 폴리머(131)는 자기 이방성을 가지며 자외선에 의해 경화되는 것이라면 사용이 가능하며 그 예로 다음과 같은 화학식을 갖는 폴리머를 사용할 수 있다.Therefore, the polymer 131 may be used as long as it has magnetic anisotropy and is cured by ultraviolet rays. For example, a polymer having the following chemical formula may be used.

<화학식><Formula>

Figure 112006083287031-PAT00001
Figure 112006083287031-PAT00001

한편 폴리머(131)와 액정(133)의 혼합물을 제조할 때 폴리머(131)와 액정(133)의 비율을 만들고자 하는 마이크로렌즈의 특성에 따라 조절할 필요가 있다. 특히, 인가전압 및 응답특성을 고려하여 다양하게 설계가 가능하다. 바람직하게는 폴리머와 네마틱 액정을 7:3 정도로 배합할 수 있을 것이나 경우에 따라 액정의 비율을 3:7 정도까지 조절할 수 있다.On the other hand, when manufacturing the mixture of the polymer 131 and the liquid crystal 133, it is necessary to adjust according to the characteristics of the microlens to make the ratio of the polymer 131 and the liquid crystal 133. In particular, various designs are possible in consideration of applied voltage and response characteristics. Preferably, the polymer and the nematic liquid crystal may be blended at about 7: 3, but in some cases, the ratio of the liquid crystal may be adjusted at about 3: 7.

그 외에도 상기 표시패널(10)은 화상을 만들어내는 디스플레이 장치에 있어서 그 종류에 구애받는 것은 아니나, CRT, LCD, PDP, ELD 중 어느 하나를 사용할 수 있다. In addition, the display panel 10 may be any type of CRT, LCD, PDP, or ELD.

또한 상기 도면에는 도시하지 않았지만 상기 마이크로렌즈부는 각 전극에 전원을 인가하는 전원부를 추가로 더 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 기판은 액정표시소자 등을 제조할 때 쓰이는 투명한 기판을 사용 가능하며 그 외 필요에 따라 적절하게 적용가능하다.In addition, although not shown in the drawing, the micro lens unit may further include a power supply unit for applying power to each electrode. Herein, the substrate may be a transparent substrate used for manufacturing a liquid crystal display device or the like, and may be appropriately applied according to other needs.

도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 마이크로렌즈부를 제조하는 방법의 단계를 나타낸 단면도이다. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating steps of a method of manufacturing a microlens unit according to an embodiment of the present invention.

마이크로렌즈부(120)를 형성하기 위해서는 우선 제1전극(121a)이 형성된 제1 기판(125a)과 상기 제1기판(125a)에 대향하여 제2전극(121b)이 형성된 제2기판(125b)을 준비한다. 제1전극(121a)은 제1기판(125a)의 일정영역에만 패턴화하여 형성하며 제2전극(121b)은 제2기판의 전면에 전극을 형성한다. In order to form the micro lens unit 120, first, the first substrate 125a on which the first electrode 121a is formed and the second substrate 125b on which the second electrode 121b is formed to face the first substrate 125a are formed. Prepare. The first electrode 121a is formed by patterning only a predetermined region of the first substrate 125a, and the second electrode 121b forms an electrode on the entire surface of the second substrate.

그 다음 제1기판(125a)과 제2기판(125b)에 각각 배향막(123a, 123b)을 형성한 후 러빙의 과정을 거친다. 이는 이후 액정(133)의 배향성을 좋게 하기 위한 단계로, 필요에 따라 배향 방향을 조절할 수 있다.After that, the alignment layers 123a and 123b are formed on the first and second substrates 125a and 125b, respectively, and then subjected to rubbing. This is a step for improving the alignment of the liquid crystal 133 afterwards, and may adjust the alignment direction as necessary.

배향막(123a, 123b)이 형성된 제1기판(125a)과 제2기판(125b) 사이에 폴리머(131)와 액정(133)을 혼합한 혼합물(130)을 형성한다. 이때 폴리머(131)와 액정(133)은 같은 부호의 유전율 이방성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. A mixture 130 in which the polymer 131 and the liquid crystal 133 are mixed is formed between the first substrate 125a and the second substrate 125b on which the alignment layers 123a and 123b are formed. In this case, it is preferable that the polymer 131 and the liquid crystal 133 have a dielectric anisotropy having the same sign.

도면에 도시한 바와 같이 폴리머(131)와 액정(133)은 배향막(123a, 123b)이 형성된 바에 따라 배향성을 가지는데 네마틱 액정을 사용하는 경우 도면과 같이 모두 같은 방향으로 배열된다. As shown in the figure, the polymer 131 and the liquid crystal 133 have alignment properties as the alignment layers 123a and 123b are formed. When the nematic liquid crystal is used, they are all arranged in the same direction as shown in the figure.

다음 단계로, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 두 전극(121a, 121b)에 전계를 인가한다. 상기 폴리머(131)와 액정(133)은 같은 부호의 유전율 이방성을 가지므로 같은 방향으로 배열된다. Next, as shown in FIG. 3B, an electric field is applied to the two electrodes 121a and 121b. Since the polymer 131 and the liquid crystal 133 have dielectric constant anisotropy of the same sign, they are arranged in the same direction.

도면에 표시된 실시예에서는 양의 유전율 이방성을 갖는 폴리머(131)와 액정(133)을 사용한 경우로 폴리머(131)와 액정(133)이 모두 전기장에 평행하게 배열되도록 한 것이다. 만약 음의 유전율 이방성을 갖는 폴리머와 액정을 사용하는 경우에는 전극의 위치와 폴리머 또는 액정의 위치가 달라질 것이나 결과적으로 렌티큘러렌즈의 모양으로 형성할 수 있는 점은 같다.In the embodiment shown in the drawings, the polymer 131 and the liquid crystal 133 having positive dielectric anisotropy are used so that both the polymer 131 and the liquid crystal 133 are arranged in parallel with the electric field. If a polymer having a negative dielectric anisotropy and a liquid crystal are used, the position of the electrode and the position of the polymer or liquid crystal will be different, but as a result, the shape of the lenticular lens may be the same.

이때 두 전극(121a, 121b)에 전계를 인가함과 동시에 자외선(UV)을 함께 조사한다. 상기 폴리머(131)는 자외선(UV, ultra violet)에 의해 경화되는 성질을 가진다. 따라서, 전계를 인가함과 동시에 자외선(UV)을 조사하게 되면 액정(133)에는 영향을 미치지 않지만 폴리머(131)는 경화하게 된다. 그러므로 이후 전계를 인가하지 않아도 폴리머(131)는 한 번 전계를 인가한 그 모양대로 경화되게 되어 그 모양을 계속 유지하게 된다.At this time, an electric field is applied to the two electrodes 121a and 121b and the ultraviolet light is irradiated together. The polymer 131 has a property of being cured by ultraviolet (UV) ultra violet (UV). Therefore, irradiating ultraviolet (UV) light while applying an electric field does not affect the liquid crystal 133, but the polymer 131 is cured. Therefore, even after the electric field is not applied, the polymer 131 is cured in the shape of applying the electric field once, thereby maintaining the shape.

상기 두 전극(121a, 121b)에 인가하는 전계는 약 15mV 정도가 적당할 것이나, 전계의 크기에 따라 액정(133)과 폴리머(131)의 배향이 바뀌므로, 필요에 따라 전계의 크기를 조절하여 마이크로렌즈의 초점을 조절할 수 있다.An electric field applied to the two electrodes 121a and 121b may be about 15 mV, but since the orientation of the liquid crystal 133 and the polymer 131 is changed according to the size of the electric field, the size of the electric field is adjusted as necessary. The focus of the microlenses can be adjusted.

폴리머(131)가 경화된 후에는 자외선(UV)을 조사하지 않아도 전계만 인가하면 액정(133)이 전계에 따라 배열하되 폴리머(131)의 배향에 영향을 받아 렌티큘러렌즈 형태의 마이크로렌즈를 형성하게 된다. 따라서 전계 인가시 3차원의 영상이 가능하게 된다.After the polymer 131 is cured, the liquid crystal 133 is arranged according to the electric field even when only the electric field is applied without irradiating ultraviolet rays (UV), but the microlens in the form of a lenticular lens is formed due to the orientation of the polymer 131. do. Therefore, the 3D image is possible when the electric field is applied.

그러나 폴리머(131)가 경화된 이후 전계를 인가하지 않으면 액정(133)은 전계가 인가되지 않았던 원래의 배향으로 돌아가게 된다. 따라서 전계를 인가하지 않으면 마이크로렌즈가 형성되지 않게 되어 표시패널에서 나온 화상 그대로 투과하게 되어 2차원의 화상을 연출하게 된다.However, if no electric field is applied after the polymer 131 is cured, the liquid crystal 133 returns to its original orientation in which no electric field is applied. Therefore, if the electric field is not applied, the microlenses are not formed and the image is transmitted through the display panel as it is, thereby producing a two-dimensional image.

도 4a와 도 4b는 본 발명에 의한 마이크로렌즈부에 전계를 인가하였을 때와 인가하지 않았을 때를 나타낸 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views showing when an electric field is applied to the microlens portion according to the present invention and when it is not applied.

도시한 바와 같이 마이크로렌즈부(120)에 전계를 인가하면 액정(133)이 전계 와 폴리머(131)가 형성된 모양를 따라 배향됨으로써 두 기판(125a, 125b) 사이에 마이크로렌즈가 형성된다. As illustrated, when an electric field is applied to the microlens unit 120, the liquid crystal 133 is oriented along the shape in which the electric field and the polymer 131 are formed to form microlenses between the two substrates 125a and 125b.

폴리머(131)는 자외선에 의해 경화되어 전계의 인가여부와 관계없이 마이크로렌즈 형태로 형성이 되어 있다. 이에 비해 액정(133)은 전계가 인가되면 광학적 이방성에 의해 배향이 달라진다. 따라서 액정(133)은 전계를 인가하는 경우에만 제1전극(121a)과 제2전극(121b)의 전계에 따라 마이크로렌즈를 이루며 배향된다. 폴리머(131)는 액정이 마이크로렌즈 모양으로 배향되게 돕는다.The polymer 131 is cured by ultraviolet rays and is formed in the form of a micro lens regardless of whether an electric field is applied. In contrast, when the electric field is applied, the liquid crystal 133 is changed in orientation by optical anisotropy. Therefore, the liquid crystal 133 is aligned and forms a microlens according to the electric fields of the first electrode 121a and the second electrode 121b only when an electric field is applied. The polymer 131 helps the liquid crystal be oriented in the form of a microlens.

인가하는 전압은 마이크로렌즈의 초점 길이, 액정의 종류와 성질 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 네마틱 액정일 경우 190mV 정도를 인가하여 구동하는 것이 바람직하다.The voltage to be applied may vary depending on the focal length of the microlens, the type and nature of the liquid crystal, and the like. For example, it is preferable to drive by applying about 190mV in the case of nematic liquid crystal.

전계가 인가되어 마이크로렌즈가 형성되면 상기 마이크로렌즈는 표시패널(미도시)에서 나온 빛을 굴절시키게 된다. 굴절된 빛은 좌안과 우안에 다르게 입사함으로써 입체감을 느끼게 한다. When an electric field is applied to form a microlens, the microlens refracts light from a display panel (not shown). The refracted light makes three-dimensional impression by injecting differently to the left and right eyes.

반대로 마이크로렌즈부에 전계를 인가하지 않는 경우에는 액정(133)은 특별한 방향성을 띠지 않으며 처음 배향막에 의해 배향된대로 존재하게 된다. 따라서 표시패널에서 나온 빛을 그대로 통과시키게 된다. On the contrary, when the electric field is not applied to the microlens, the liquid crystal 133 does not have a special orientation and exists as it is oriented by the first alignment layer. Therefore, the light from the display panel is passed through as it is.

이때, 전계가 인가되지 않아도 마이크로렌즈부(120)의 폴리머(131)는 경화된대로 마이크로렌즈 형태로 존재한다. 그러나 투명한 재질이므로 화상에 영향을 미치지 않는다.At this time, even if an electric field is not applied, the polymer 131 of the microlens unit 120 exists as a microlens as cured. However, the transparent material does not affect the image.

상기한 바와 같은 방법으로 형성한 마이크로렌즈부(110)는 기판(125a, 125b) 에 있어 유리기판이 아닌 플렉서블(flexible) 기판을 사용하는 경우에는 탄성과 유연성이 있는 마이크로렌즈부(120)를 형성할 수 있는 장점이 있다. 액정(133)은 액체의 성질을 띠고, 폴리머(131)도 경화되기는 하였으나 일정 정도의 탄성과 유연성이 있는 소재이기 때문에 전체 마이크로렌즈부(120)가 탄성과 유연성을 갖게 형성이 가능하다. 따라서 만약 표시패널이 편평하지 않더라도 본 발명의 실시예에 의한 마이크로렌즈부를 적용할 수 있는 장점이 있다.The microlens unit 110 formed by the method described above forms the microlens unit 120 having elasticity and flexibility when a flexible substrate other than a glass substrate is used for the substrates 125a and 125b. There is an advantage to this. The liquid crystal 133 has a liquid property, and although the polymer 131 is cured, the liquid crystal 133 may be formed to have elasticity and flexibility because the entire microlens portion 120 has elasticity and flexibility. Therefore, even if the display panel is not flat, there is an advantage that the microlens unit according to the exemplary embodiment of the present invention can be applied.

상기 마이크로렌즈부는 기존의 발명에 의한 렌티큘러렌즈와는 달리 별도의 렌즈 구조물이 필요 없으며, 배향막도 편평한 기판에 형성한다. 그러므로 배향막 형성 단계가 대폭 단순해지며 공정 시간의 단축뿐만 아니라 비용 절감도 가능하다.Unlike the lenticular lens according to the present invention, the micro lens unit does not need a separate lens structure, and the alignment layer is also formed on a flat substrate. Therefore, the step of forming the alignment layer is greatly simplified, and the process time can be reduced as well as the cost.

또한 상기 마이크로렌즈부는 전극의 패턴 등을 바꾸면 렌티큘러렌즈와 같은 실린더형(cylindrical) 형태뿐만 아니라 파리 눈 렌즈(fly eye lens) 형태로도 제조 가능하다. 즉, 전극의 패턴을 달리하며, 마이크로렌즈부에 가하는 전압의 크기를 조절하고 조사하는 자외선의 양을 조절하는 등 각각의 요소를 변화시켜 다양한 종류의 렌즈 형태로 형성이 가능하다.In addition, the micro lens unit may be manufactured in the form of a fly eye lens as well as a cylindrical shape such as a lenticular lens by changing an electrode pattern or the like. That is, it is possible to form a variety of types of lenses by varying each element, such as changing the pattern of the electrode, controlling the magnitude of the voltage applied to the microlens portion and the amount of ultraviolet light to be irradiated.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당연하며, 상기한 실시예에만 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 특히 상기한 바와 같이 다양한 방식의 표시패널에 마이크로렌즈부를 사용할 수 있을 것이며, 폴리머 또한 자외선에 일정 정도 경화되는 투명한 것들 중 선택하여 다양하게 적용할 수 있다. 마이크로렌즈 또한 전극의 모양에 따라 다르게 형성이 가능하며 전계의 크기나 자외선의 양을 조절하는 방식으로도 다양한 기능을 하는 마이크로렌즈의 형성이 가능하다.It is obvious that various changes and modifications can be made by those skilled in the art through the above description, and the scope of the present invention is not limited only to the above-described embodiments. In particular, as described above, the microlens unit may be used in various types of display panels, and the polymer may be variously applied by selecting among transparent ones cured to ultraviolet rays to some extent. Microlenses may also be formed differently according to the shape of the electrode, and microlenses having various functions may be formed by controlling the size of the electric field or the amount of ultraviolet rays.

따라서, 본 발명의 권리 범위는 상세한 설명에 기재된 내용이 아니라 청구 범위에 기재된 범위에 의해 정해져야 할 것이다. Therefore, the scope of the present invention should be defined by the scope of the claims rather than the details of the description.

본 발명에 의하면, 액정과 폴리머를 이용하여 마이크로렌즈를 형성함으로써,렌티큘러렌즈의 제조 공정을 단순화하고 렌즈 제작의 비용을 절감함은 물론 탄력성 있는 렌즈를 제작할 수 있게 하여 고품질의 평면/입체영상 표시장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, by forming a microlens using a liquid crystal and a polymer, it is possible to simplify the manufacturing process of the lenticular lens, to reduce the cost of manufacturing the lens and to produce a flexible lens to provide a high quality flat / stereoscopic image display device. Can be provided.

Claims (11)

화상이 표시되는 표시패널 및 상기 표시패널 위에 구비된 마이크로렌즈부를 포함하며,A display panel on which an image is displayed and a micro lens unit provided on the display panel; 상기 마이크로렌즈부는 신호에 따라 배열되면서 마이크로렌즈를 형성하는 폴리머와 액정의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면/입체영상 표시장치.And the microlens unit comprises a mixture of a polymer and a liquid crystal which are arranged in accordance with a signal to form a microlens. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로렌즈부는 The micro lens unit 제1전극이 형성된 제1기판과, 상기 제1전극에 대향하며 제2전극이 형성된 제2기판을 더 포함하며,A first substrate having a first electrode formed thereon, and a second substrate facing the first electrode and having a second electrode formed thereon; 상기 제1전극과 제2전극에 신호가 인가되면 폴리머의 배열에 따라 액정이 배열하여 마이크로렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 평면/입체영상 표시장치.And a signal is applied to the first electrode and the second electrode so that the liquid crystal is arranged in accordance with the arrangement of the polymer to form a microlens. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 폴리머는 자외선에 의해 경화된 것을 특징으로 하는 평면/입체영상 표시장치.And the polymer is cured by ultraviolet rays. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 폴리머는 투명한 것을 특징으로 하는 평면/입체영상 표시장치.And the polymer is transparent. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 마이크로렌즈는 렌티큘러 렌즈의 형태인 것을 특징으로 하는 평면/입체영상 표시장치.And the microlens is in the form of a lenticular lens. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액정은 네마틱 액정인 것을 특징으로 하는 평면/입체영상 표시장치.And the liquid crystal is a nematic liquid crystal. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 폴리머와 액정의 혼합물의 비율은 7:3인 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 제조방법.The ratio of the mixture of the polymer and the liquid crystal is 7: 3 method of producing a microlens. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표시패널은 CRT, LCD, PDP 및 ELD 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평면/입체영상 표시장치.And the display panel is any one of a CRT, an LCD, a PDP, and an ELD. 제1전극이 형성된 제1기판과 상기 제1기판에 대향하며 제2전극이 형성된 제2기판을 준비하는 단계;Preparing a first substrate having a first electrode formed thereon and a second substrate facing the first substrate and having a second electrode formed thereon; 두 기판 사이에 폴리머와 액정의 혼합물을 형성시키는 단계; 및Forming a mixture of polymer and liquid crystal between the two substrates; And 상기 제1전극과 제2전극에 전계를 인가하면서 자외선을 조사하여 폴리머를 경화시키는 단계;Irradiating ultraviolet rays while applying an electric field to the first electrode and the second electrode to cure the polymer; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 제조방법.Microlens manufacturing method comprising a. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 제1전극이 형성된 제1기판과 제2전극이 형성된 제2기판에 각각 배향막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로렌즈 제조방법.And forming an alignment layer on each of the first substrate on which the first electrode is formed and the second substrate on which the second electrode is formed. 화상이 구현되는 표시패널을 준비하는 단계와;Preparing a display panel on which an image is implemented; 상기 9항의 방법으로 제조한 마이크로렌즈를 표시패널의 일면에 배치시키는 단계;를 포함하는 평면/입체영상 표시장치의 제조방법.And disposing a microlens manufactured by the method of claim 9 on one surface of the display panel.
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