KR20100048819A - Liquid crystal lens and driving method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A liquid crystal lens and a driving method of the same are provided to reduce a cell gap to be in the level of a cell gap of a liquid crystal display device. CONSTITUTION: A plurality of electrodes(E1~En) is separated on lens forming units. The first alignment layer is formed on the lens region of the electrodes. The second substrate(150) is separated from the first substrate while the second substrate faces the first substrate. The second alignment layer faces the first alignment layer in the inner surface of the second substrate. A liquid crystal layer is formed between the first and second alignment layers.

Description

액정렌즈 및 이의 구동방법{Liquid Crystal Lens and Driving method of the same}Liquid Crystal Lens and Driving method of the same}

본 발명은 액정렌즈(liquid crystal lens)에 관한 것으로, 횡전계에 의해 액정층을 구동하는 것을 특징으로 하는 액정렌즈 및 이의 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal lens, and more particularly, to a liquid crystal lens and a driving method thereof, wherein the liquid crystal layer is driven by a transverse electric field.

일반적으로 액정표시장치는 마주보는 2개의 전극과 그 사이에 형성되는 액정층으로 구성되는데, 2개의 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장으로 액정층의 액정분자를 구동한다. 액정분자는 분극성질과 광학적 이방성(optical anisotropy)을 갖는데, 분극성질은 액정분자가 전기장 내에 놓일 경우 액정분자내의 전하가 액정분자의 양쪽으로 몰려서 전기장에 따라 분자배열 방향이 변화되는 것을 말하고, 광학적 이방성은 액정분자의 가늘고 긴 구조와 앞서 말한 분자배열 방향에 기인하여 입사광의 입사방향이나 편광상태에 따라 출사광의 경로나 편광상태를 달리 변화시키는 것을 말한다.In general, a liquid crystal display device is composed of two opposite electrodes and a liquid crystal layer formed therebetween. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are driven by an electric field generated by applying a voltage to the two electrodes. Liquid crystal molecules have polarization property and optical anisotropy. Polarization property means that when liquid crystal molecules are placed in an electric field, charges in the liquid crystal molecules are concentrated on both sides of the liquid crystal molecules, and the direction of molecular arrangement changes according to the electric field. Refers to changing the path or polarization state of the emitted light differently according to the incident direction or the polarization state of the incident light due to the elongated structure of the liquid crystal molecules and the aforementioned molecular arrangement direction.

이에 따라 액정층은 2개의 전극에 인가되는 전압에 의하여 투과율의 차이를 나타내게 되고 그 차이를 화소별로 달리하여 영상을 표시할 수 있다. Accordingly, the liquid crystal layer may exhibit a difference in transmittance due to voltages applied to two electrodes, and may display an image by changing the difference for each pixel.

최근에 이러한 액정분자의 특성을 이용하여 액정층이 렌즈 역할을 하게 하는 액정렌즈가 제안되었다. Recently, a liquid crystal lens having a liquid crystal layer acting as a lens using the characteristics of such liquid crystal molecules has been proposed.

즉, 렌즈는 렌즈를 구성하는 물질과 공기와의 굴절률 차이를 이용하여 입사광의 경로를 위치별로 제어하는 것인데, 액정층에 위치별로 서로 다른 전압을 인가하여 위치별로 서로 다른 전기장에 의하여 액정층이 구동되도록 하면, 액정층에 입사하는 입사광은 위치별로 서로 다른 위상 변화를 느끼게 되고, 그 결과 액정층은 실제 렌즈와 같이 입사광의 경로를 제어할 수 있게 된다. That is, the lens is to control the path of the incident light by position using the difference in refractive index between the material constituting the lens and the air, the liquid crystal layer is driven by a different electric field for each position by applying different voltage to each position to the liquid crystal layer In this case, incident light incident on the liquid crystal layer may sense a different phase change for each position, and as a result, the liquid crystal layer may control the path of the incident light like an actual lens.

이러한 액정렌즈를 도면을 참조하여 설명한다. Such a liquid crystal lens will be described with reference to the drawings.

도 1a 및 도 1b는 각각 일반적인 액정렌즈의 사시도 및 단면도이다. 1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a general liquid crystal lens, respectively.

도시한 바와 같이, 일반적인 액정렌즈(10)는 마주보는 제 1 및 제 2 기판(20, 30)과 제 1 및 제 2 기판(20, 30) 사이에 형성된 액정층(40)으로 구성된다. 제 1 기판(20)의 내면 전체에는 제 1 전극(22)이 형성되어 있고, 제 2 기판(30)의 내면에는 이격거리(d)만큼 서로 이격된 제 2 전극(32)이 형성되어 있다. As shown, the general liquid crystal lens 10 includes a liquid crystal layer 40 formed between the first and second substrates 20 and 30 facing each other and the first and second substrates 20 and 30. The first electrode 22 is formed on the entire inner surface of the first substrate 20, and the second electrode 32 spaced apart from each other by the separation distance d is formed on the inner surface of the second substrate 30.

제 1 및 제 2 전극(22, 32)에 전압이 인가되면 두 전극 사이에는 전기장(electric field)이 형성되는데, 제 2 전극(32)이 제 2 기판(30)의 내면 전체에 형성되어 있지 않고 분리된 형태를 가지므로 완전한 수직 전기장이 형성되지 않고 제 2 전극(32)의 이격구간(32a)에서 멀리 떨어진 영역에는 제 1 및 제 2 기판(20, 30)에 거의 수직한 전기장이 생성되는 반면, 제 2 전극(32)의 이격구간(32a)에 가까운 영역에는 제 1 및 제 2 기판(20, 30)에 경사진 전기장이 생성된다. When a voltage is applied to the first and second electrodes 22 and 32, an electric field is formed between the two electrodes. The second electrode 32 is not formed on the entire inner surface of the second substrate 30. As a separate form, a complete vertical electric field is not formed and an electric field almost perpendicular to the first and second substrates 20 and 30 is generated in an area far from the separation section 32a of the second electrode 32. In the region close to the separation section 32a of the second electrode 32, an inclined electric field is generated in the first and second substrates 20 and 30.

따라서 제 1 및 제 2 전극(22, 32)에 의하여 생성된 전기장은 제 2 전극(32)의 이격구간(32a)으로부터의 거리에 따라 세기와 방향이 변하고, 그 결과 전기장에 의하여 구동되는 액정층(40)도 제 1 및 제 2 전극(22, 32)의 이격구간(32a)으로부터의 거리에 따라 입사광의 위상을 다르게 변화시킨다. Therefore, the electric field generated by the first and second electrodes 22 and 32 changes in intensity and direction according to the distance from the separation section 32a of the second electrode 32, and as a result, the liquid crystal layer driven by the electric field. (40) also changes the phase of the incident light in accordance with the distance from the separation section 32a of the first and second electrodes 22, 32. FIG.

도 2는 도 1a 및 도 1b의 액정렌즈를 빛이 통과할 경우 입사광의 위상변화를 도시한 그래프이다. 도 2에서는 비교를 위하여 빛이 실제 렌즈를 통과할 경우에 느끼는 위상변화를 함께 도시하였다.2 is a graph illustrating a phase change of incident light when light passes through the liquid crystal lens of FIGS. 1A and 1B. In FIG. 2, the phase change felt when light passes through an actual lens is shown for comparison.

도 2에서, 제 1, 2, 3 곡선(40a, 40b, 40c)은 각각 다른 구성의 액정렌즈를 통과하는 빛의 위상변화를 보여주는 곡선이며, 제 4 곡선(40d)은 유리 등으로 구성되는 실제 렌즈를 통과하는 빛의 위상변화를 보여주는 곡선이다. 제 1, 2, 3 곡선(40a, 40b, 40c)에서 알 수 있듯이, 액정렌즈를 통과하는 빛의 위상변화는 제 2 전극(도 1a 및 도 1b의 32)의 이격구간(도 1a 및 도 1b의 32a)을 중심으로 좌우로 대칭을 이룬다. In Fig. 2, the first, second, and third curves 40a, 40b, and 40c are curves showing the phase change of light passing through the liquid crystal lens having different configurations, respectively, and the fourth curve 40d is actually made of glass or the like. This curve shows the phase change of light passing through the lens. As can be seen from the first, second, and third curves 40a, 40b, and 40c, the phase change of the light passing through the liquid crystal lens is separated from the intervals of the second electrode (32 in FIGS. 1A and 1B) (FIGS. 1A and 1B). It is symmetrical from left to right around 32a).

예를 들어 제 1, 2, 3 곡선(40a, 40b, 40c)은 제 2 전극(도1a 및 도1b의 32)의 이격거리(도1a 및 도1b의 d)를 점점 크게 변화시킬 때의 곡선일 수 있는데, 이격거리(도1a 및 도1b의 d)를 적절히 조절한다고 해도 한계가 있어서 실제 렌즈와 동일한 결과를 얻을 수는 없다. 즉, 제 1, 2 곡선(40a, 40b)은 전체적으로 제 4 곡선(40d)보다 위상변화가 적은 반면, 제 3 곡선(40c)은 전체적으로 제 4 곡선(40d)보다 위상변화가 많다. For example, the first, second, and third curves 40a, 40b, and 40c are curves for gradually changing the separation distance (d in FIGS. 1A and 1B) of the second electrode (32 in FIGS. 1A and 1B). Even if the separation distance (d in FIGS. 1A and 1B) is properly adjusted, there is a limit and thus the same result as the actual lens may not be obtained. That is, the first and second curves 40a and 40b generally have less phase change than the fourth curve 40d, while the third curve 40c has more phase change than the fourth curve 40d as a whole.

이러한 결과는 액정렌즈의 위상변화 조절 변수가 적은 것에 기인하는 것으 로, 액정렌즈에 있어서 위상변화를 조절할 수 있는 것은 제 2 전극(도1a 및 도1b의 32)의 이격거리(도 1a 및 도 1b의 d)와 제 2 전극(도1a 및 도1b의 32)에 인가되는 전압뿐이어서, 이를 적절히 조절한다고 해도 실제 렌즈에서의 위상변화와 동일한 곡선을 얻기는 어렵다.This result is due to the low phase change control parameter of the liquid crystal lens, and it is possible to control the phase change in the liquid crystal lens because the separation distance of the second electrode (32 in FIGS. 1A and 1B) (FIGS. 1A and 1B). D) and the voltage applied to the second electrode (32 in FIGS. 1A and 1B), and even if properly adjusted, it is difficult to obtain a curve identical to the phase change in the actual lens.

또한, 전술한 바와 같이 수직전계를 이용하여 액정렌즈의 위상을 적절히 변화시키기 위해서는 상기 액정층이 일반적인 액정표시장치의 액정층 두께(일반적으로 3㎛ 내지 10㎛정도) 대비 수 배 내지 수 십배 큰 두께가 요구된다. 즉, 렌즈의 초점거리는 액정의 굴절율 이방성과 렌즈의 두께(셀갭)에 반비례한다. 따라서 필요한 초점거리에 따라 액정렌즈의 셀갭은 20㎛ 내지 100㎛가 되어야 한다. In addition, in order to properly change the phase of the liquid crystal lens by using a vertical electric field as described above, the liquid crystal layer is several times to several ten times larger than the thickness of the liquid crystal layer (typically about 3 μm to 10 μm) of a general liquid crystal display device. Is required. That is, the focal length of the lens is inversely proportional to the refractive index anisotropy of the liquid crystal and the thickness (cell gap) of the lens. Therefore, the cell gap of the liquid crystal lens should be 20 μm to 100 μm according to the required focal length.

그런데 액정표시장치를 제조하는 공정에서는 액정패널이 주로 3㎛ 내지 10㎛ 정도의 셀갭을 갖도록 하고 있으며, 이러한 범위내의 셀갭을 갖는 액정패널의 제작하는데 유리한 장비가 사용되고 있다. 이러한 상황에서 10㎛ 이상의 셀갭을 갖는 액정렌즈를 제조하기 위해서는 제조 장치를 큰 셀갭을 갖는 패널 제조에 유리한 구성이 되도록 교체하거나 또는 패널 자체도 10㎛ 이상의 큰 셀갭에 대해 외부 압력에 의한 뭉게짐 등이 발생하지 않도록 내구성을 보강할 수 있도록 새로운 재료 등의 개발이 이루어져야 한다. However, in the process of manufacturing a liquid crystal display device, the liquid crystal panel has a cell gap of about 3 μm to 10 μm, and equipment that is advantageous for manufacturing a liquid crystal panel having a cell gap within such a range is used. In this situation, in order to manufacture a liquid crystal lens having a cell gap of 10 μm or more, the manufacturing apparatus may be replaced to have a configuration that is advantageous for manufacturing a panel having a large cell gap, or the panel itself may be aggregated by an external pressure for a large cell gap of 10 μm or more. Development of new materials, etc., should be made to reinforce durability so that they do not occur.

이 경우 액정층 두께 증가에 따른 재료 비용이 증가되어 결과적으로는 제품의 제조 비용을 향상시키는 요인이 되며, 나아가 장비 자체를 교체해야 하므로 이 또한 설비 투자에 의한 비용 상승의 요인이 됨을 알 수 있다.In this case, the material cost is increased due to the increase in the thickness of the liquid crystal layer, and as a result, it is a factor to improve the manufacturing cost of the product, and furthermore, since the equipment itself needs to be replaced, it can be seen that this is also a factor of the cost increase due to facility investment.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원하는 초점거리를 확보하면서도 액정렌즈를 이루는 액정층의 두께 즉, 셀갭을 일반적인 액정표시장치의 셀갭 수준이 되도록 줄임으로써 새로운 설비 투자없이 제조 비용을 저감시키는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, while reducing the thickness of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal lens, that is, the cell gap to be the cell gap level of the general liquid crystal display device while securing a desired focal length, without making new equipment investment. It aims at reducing cost.

나아가 수평전계를 이용하여 액정층을 구동함으로써 위상변화를 더 자유롭게 조절할 수 있는 액정렌즈 및 이의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal lens and a driving method thereof capable of more freely controlling phase change by driving a liquid crystal layer using a horizontal electric field.

본 발명에 따른 액정렌즈는, 다수의 부분영역을 갖는 렌즈형성부가 다수 정의된 렌즈영역과 상기 렌즈영역의 외측으로 패드부와 제 1 및 제 2 비렌즈영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 비렌즈영역에 1V 이상의 서로 다른 크기의 전압이 각각 인가되며 서로 나란하게 형성된 다수의 주 전압 인가배선과; 상기 렌즈영역을 사이에 두고 상기 제 1 비렌즈영역과 이격하는 상기 제 2 비렌즈영역에 1V이하로서 일정한 전압차를 갖는 다른 크기의 전압이 각각 인가되며 서로 나란하게 형성된 다수의 부 전압 인가배선과; 상기 렌즈형성부 각각에 상기 그 양끝단이 각각 주 전압 인가배선 및 부 전압 인가배선과 연결되며 이격하여 형성된 다수의 전극과; 상기 다수의 전극 상부로 상기 렌즈영역에 형성된 제 1 배향막과; 상기 제 1 기판과 서로 마주보며 이격된 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 내측면에 상기 제 1 배향막과 마주하며 형성된 제 2 배향막과; 상기 제 1 및 2 배향막 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 상기 각 부분영역간의 경계에는 전압이 인가되지 않거나 또는 OV가 입력되는 차폐전극이 형성된 것이 특징이다. According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a liquid crystal lens, comprising: a lens region having a plurality of lens forming portions having a plurality of partial regions, and a first substrate having a pad portion and first and second non-lens regions defined outside the lens region; A plurality of main voltage applying wirings having different magnitudes of voltages of 1 V or more applied to the first non-lens regions, respectively and formed in parallel with each other; A plurality of negative voltage application wirings having different voltages having a constant voltage difference of 1 V or less, respectively, applied to the second non-lens region spaced apart from the first non-lens region with the lens region therebetween and formed in parallel with each other; ; A plurality of electrodes formed at each of the lens forming parts, the ends of which are connected to the main voltage applying wiring and the negative voltage applying wiring, respectively and spaced apart from each other; A first alignment layer formed in the lens area over the plurality of electrodes; A second substrate facing and spaced apart from the first substrate; A second alignment layer formed on an inner side surface of the second substrate to face the first alignment layer; A liquid crystal layer is formed between the first and second alignment layers, and a shielding electrode to which no voltage is applied or an OV is input is formed at a boundary between the partial regions.

이때, 상기 제 2 기판과 제 2 배향막 사이에는 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극이 전면에 형성된 것이 특징이다. In this case, the common electrode made of a transparent conductive material is formed on the entire surface between the second substrate and the second alignment layer.

상기 차폐전극에는 상기 공통전극에 인가되는 동일한 전압이 인가되며, 상기 차폐전극의 폭은 상기 다수의 각 전극의 폭보다 큰폭을 갖는 것이 특징이다. The same voltage applied to the common electrode is applied to the shielding electrode, and the width of the shielding electrode has a width larger than that of each of the plurality of electrodes.

상기 다수의 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선을 덮으며 상기 주 전압 인가배선을 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀과, 상기 부 전압 인가배선을 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀을 갖는 제 1 절연층이 형성되며, 상기 다수의 전극은 상기 제 1 절연층 상부에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 콘택홀을 통해 상기 주 전압 인가배선 및 상기 부 전압 인가배선과 연결되며, 상기 다수의 전극은 다수의 홀수번째의 전극과 다수의 짝수번째의 전극이 제 2 절연막을 개재하여 그 하부 및 상부로 형성됨으로써 서로 다른층에 형성된 것이 특징이다. 또한, 상기 다수의 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선은 그 일끝단이 상기 패드부까지 연장되어 패드전극을 이루는 것이 특징이다. A plurality of first contact holes covering the plurality of main voltage applying wirings and a plurality of sub voltage applying wirings and exposing the main voltage applying wirings, and a plurality of second contact holes exposing the negative voltage applying wirings; A first insulating layer is formed, and the plurality of electrodes are positioned on the first insulating layer and connected to the main voltage applying wiring and the negative voltage applying wiring through the first and second contact holes. Is characterized in that a plurality of odd-numbered electrodes and a plurality of even-numbered electrodes are formed on different layers by forming them under and over the second insulating film. In addition, the plurality of main voltage applying wirings and the plurality of negative voltage applying wirings have one end thereof extending to the pad part to form a pad electrode.

또한, 상기 다수의 전극은 상기 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선과 수직하도록 형성되거나 또는 상기 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선에 대해 일정한 기울기를 가져 사선형태로 형성될 수도 있다. In addition, the plurality of electrodes may be formed to be perpendicular to the main voltage applying wiring and the plurality of negative voltage applying wiring, or may be formed in a diagonal shape with a constant slope with respect to the main voltage applying wiring and the plurality of negative voltage applying wiring. .

본 발명에 따른 액정렌즈 구동방법은, 홀수개로 이루어진 다수의 부분영역을 갖는 렌즈형성부가 다수 정의된 렌즈영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 각 부분영역에 서로 이격하며 형성된 다수의 전극과, 상기 제 1 기판과 서로 마주보며 이격된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 내측면 전면에 형성된 공통전극과, 상기 제 1 및 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정렌즈의 구동 방법에 있어서, 상기 홀수개의 부분영역 중 가장 중앙부에 위치하는 중앙부 부분영역에 있어서는 상기 중앙부 부분영역의 가운데 위치하는 전극에는 제 1 전압이 인가되도록 하며, 이를 기준으로 그 양측으로 위치하는 각 전극들에 대해서는 점진적으로 상기 제 1 전압보다 큰 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 좌측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 이들 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측의 전극 순으로 점진적으로 큰 전압에서 작은 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 우측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측 전극 순으로 점진적으로 작은 전압에서 큰 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a liquid crystal lens, including: a first substrate having a lens region defined by a plurality of lens forming parts having an odd number of partial regions; In the method of driving a liquid crystal lens comprising a second substrate facing the first substrate and spaced apart from each other, a common electrode formed on the entire inner surface of the second substrate, and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates, In the central portion of the odd-numbered subregions, the first voltage is applied to the electrode positioned in the center portion of the odd-numbered subregions, and gradually the first voltage is applied to the electrodes positioned at both sides thereof. A voltage larger than the first voltage is applied, and in each of the partial regions located to the left of the central portion, these angles A small voltage is gradually applied to the electrodes provided in the divided region from the leftmost electrode to the rightmost electrode, and in each partial region located on the right side of the central region, the respective regions A large voltage is applied to the electrode at a progressively smaller voltage from the leftmost electrode to the rightmost electrode.

상기 렌즈형성부는 총 3개의 부분영역으로 이루어지며, 상기 렌즈형성부 내에 구비된 모든 전극은 상기 공통전극에 인가되는 전압을 기준으로 이보다 1V 내지 10V의 크거나 작은 전압이 인가되는 것이 특징이다. The lens forming unit is composed of a total of three partial regions, and all the electrodes provided in the lens forming unit are characterized in that a voltage greater than or equal to 1V to 10V is applied based on the voltage applied to the common electrode.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정렌즈 구동방법은, 홀수개로 이루어진 다수의 부분영역을 갖는 렌즈형성부가 다수 정의된 렌즈영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 각 부분영역에 서로 이격하며 형성된 다수의 전극과, 상기 제 1 기판과 서로 마주보며 이격된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 내측면 전면에 형성된 공통전극과, 상기 제 1 및 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며 상기 각 부분영역간의 경계에는 차폐전극이 형성된 액정렌즈의 구동 방법에 있어서, 상기 공통전극 및 상기 차폐전극에 양의 제 1 전압이 인가되며, 상기 홀수개의 부분영역 중 가장 중앙부에 위치하는 중앙부 부분영역에 있어서는 상기 중앙부 부분영역의 가운데 위치하는 전극에는 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 가장 작은 제 2 전압이 인가되도록 하며, 이를 기준으로 그 양측으로 위치하는 각 전극들에 대해서는 점진적으로 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 상기 제 2 전압보다 큰 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 좌측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 이들 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측의 전극 순으로 점진적으로 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 큰 전압에서 작은 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 우측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측 전극 순으로 점진적으로 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 작은 값에서 큰 값을 갖는 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a liquid crystal lens, including: a first substrate having a lens area defined by a plurality of lens forming parts having a plurality of partial regions formed in an odd number; Each of the portions including an electrode, a second substrate facing and spaced apart from the first substrate, a common electrode formed on an entire surface of an inner surface of the second substrate, and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates. In a method of driving a liquid crystal lens having a shielding electrode formed at a boundary between regions, a positive first voltage is applied to the common electrode and the shielding electrode, and in the central portion of the odd-numbered subregions, The second voltage having the smallest absolute value of the difference with the first voltage is applied to the electrode positioned at the center of the central region. For each of the electrodes positioned on both sides thereof, a voltage of which the absolute value of the difference with the first voltage is greater than the second voltage is gradually applied, and in each of the partial regions located to the left of the central portion, For an electrode provided in the partial region, a small voltage is applied at a voltage of which the absolute value of the difference with the first voltage is gradually increased from the leftmost electrode to the rightmost electrode, and located at the right side of the central partial region. In each of the partial regions, a voltage having a large value is applied to an electrode provided in each of the partial regions in order from the leftmost electrode to the rightmost electrode in a progressively smaller value than the first voltage. It is done.

이때, 상기 제 2 전압을 포함하여 상기 각 전극에 인가되는 전압은 상기 공통전극에 인가되는 제 1 전압보다 모두 큰 값을 갖는 전압이 인가되거나 또는 모두 작은 값을 갖는 전압이 인가되는 것이 특징이다.In this case, the voltage applied to each electrode including the second voltage may be a voltage having a larger value than all of the first voltages applied to the common electrode, or a voltage having a smaller value.

본 발명에 따른 액정렌즈는, 동일한 층에 서로 다른 전압이 인가되는 다수의 전극을 형성하여 이들 전극 간에 발생하는 횡전계를 이용하여 액정층을 구동함으로써 광학렌즈와 실질적으로 동일한 액정렌즈를 구현하는 장점이 있다. The liquid crystal lens according to the present invention forms a plurality of electrodes to which different voltages are applied to the same layer, and drives the liquid crystal layer using a transverse electric field generated between the electrodes to realize a liquid crystal lens substantially the same as an optical lens. There is this.

액정렌즈 형성을 위해 구비된 다수의 전극에 전압을 적절히 조절하여 프레넬 렌즈를 구현하여 액정층의 두께를 일반적인 액정표시장치의 셀갭 수준으로 줄임으로써 재료비 절감을 통한 제조 비용 저감 효과가 있다. Fresnel lens is implemented by appropriately adjusting the voltage on the plurality of electrodes provided to form the liquid crystal lens to reduce the thickness of the liquid crystal layer to the cell gap level of the general liquid crystal display device, thereby reducing the manufacturing cost by reducing the material cost.

나아가, 렌즈의 역할을 하면서도 셀갭이 일반적인 액정표시장치와 같은 수준이 되는 액정렌즈를 제안함으로써 새로운 설비 투자없이 기존의 액정표시장치 제조용 설비를 그대로 이용하는 것이 가능한 장점이 있으며, 이에 의해 더욱 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다. Furthermore, by proposing a liquid crystal lens whose cell gap is the same level as a general liquid crystal display device while acting as a lens, it is possible to use the existing equipment for manufacturing a liquid crystal display device as it is without new equipment investment, thereby further reducing the manufacturing cost. It is effective to let.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈를 개략적으로 도시한 평면도이다. 3 is a plan view schematically showing a liquid crystal lens according to a first embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정렌즈(101)는 하부에 위치한 제 1 기판(110)과, 이와 마주하는 제 2 기판(150)과, 상기 제 1, 2 기판(110, 150) 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 구성된다. As shown, the liquid crystal lens 101 according to the present invention includes a first substrate 110 disposed below, a second substrate 150 facing the first substrate, and between the first and second substrates 110 and 150. It consists of an interposed liquid crystal layer (not shown).

또한, 평면상으로 상기 액정렌즈(101)는 렌즈영역(LA)과 비렌즈영역(NLA)으로 나뉘며, 상기 비렌즈영역(NLA)의 일측에는 전압을 인가하기 위한 외부 전원과 연결되는 패드부(PA)가 구성되고 있다. 또한 이러한 비렌즈영역에는 상기 렌즈영역(LA) 외측을 테두리하며 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 150)을 접착하기 위한 영역이 포함되고 있다. In addition, the liquid crystal lens 101 may be divided into a lens area LA and a non-lens area NLA on a planar surface, and a pad part connected to an external power source for applying a voltage to one side of the non-lens area NLA. PA) is comprised. In addition, the non-lens area includes an area bordering the outside of the lens area LA and for bonding the first and second substrates 110 and 150.

상기 렌즈영역(LA)에는 다수의 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)이 스트라이프 타입으로 서로 이격하며 형성되고 있으며, 이러한 다수의 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)에 의해 구동되는 액정층(미도시)에 의해 렌즈로서의 역할을 하게 된다. In the lens area LA, a plurality of electrodes E1, E2, ..., E (n-1), En are formed to be spaced apart from each other in a stripe type, and the plurality of electrodes E1, E2, .. The liquid crystal layer (not shown) driven by E (n-1) and En serves as a lens.

한편, 상기 비렌즈영역(NLA)에는 상기 다수의 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)에 서로 다른 전압을 인가하기 위한 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 및 상기 다수의 각 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)에 인가되는 전압을 미세 조정하기 위한 다수의 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)이 형성되고 있다. 이때, 상기 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 및 다수의 부 전압 인가배선(M1 내지 M10) 각각의 일끝단은 상기 패드부(PA)로 연장되어 배선 패드전극(115, 117)과 연결되고 있다. 상기 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)은 예를들면 1V 단위로 1V 내지 7V의 전압이 인가되며, 상기 다수의 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)은 예를들면 0.1V 단위로 0V 내지 0.9V까지 인가되는 것이 특징이다. 이때 상기 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)에 인가되는 전압은 일례로서 1V 내지 7V라 언급하였지만, 1V 내지 10V 될 수도 있으며, 이는 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 의해 상기 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)의 수 또한 다양하게 변경될 수 있다. Meanwhile, a plurality of main voltage application wirings L1 to L8 for applying different voltages to the plurality of electrodes E1, E2,..., E (n-1), En in the non-lens area NLA. ) And a plurality of negative voltage application wirings M1 to M10 for finely adjusting voltages applied to the plurality of electrodes E1, E2, ..., E (n-1), En. In this case, one end of each of the plurality of main voltage applying wirings L1 to L8 and the plurality of negative voltage applying wirings M1 to M10 extends to the pad part PA to be connected to the wiring pad electrodes 115 and 117. It is becoming. For example, the plurality of main voltage application wirings L1 to L8 are applied with a voltage of 1 V to 7 V in units of 1 V, and the plurality of negative voltage application wirings M1 to M10 are for example 0 V in units of 0.1 V. It is characterized by being applied up to 0.9V. In this case, the voltage applied to the main voltage application wirings L1 to L8 is referred to as 1V to 7V as an example, but may be 1V to 10V, which may be variously changed, whereby the main voltage application wirings L1 to L8. The number of L8) may also vary.

또한, 상기 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)에 있어서도 0.1V 단위로 0V 내지 0.9V의 전압이 인가되는 것을 보이고 있지만, 이 또한 더욱 작은 전압 단위로 인가될 수 있으며, 이에 의해 그 수 또한 다양하게 변경될 수 있다. In addition, although the voltages of 0V to 0.9V are applied in 0.1V units also in the negative voltage application wirings M1 to M10, this may also be applied in smaller voltage units, thereby varying the number. can be changed.

이렇게 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)과 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)을 별도로 형성한 이유는 상기 각 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)에 대해 일례로 0.1V 단위 차이를 갖도록 전압을 인가하기 위함이다. 이때 각 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)에 인가될 수 있는 전압의 차이는 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)의 전압 차이에 따라 달라질 수 있다. 일례로 7v의 전압을 일 전극에 인가시킨다고 하면, 상기 일 전극은 그 일끝단이 7V가 인가되는 제 1 주 전압 인가배선(L1)과 연결하고 동시에 그 타 끝단은 0V가 인가되는 제 1 부 전압 인가배선(M1)과 연결함으로써 가능하다. 또 다른 예로서 5.4V의 전압이 인가되도록 하려면 일 전극의 일끝단을 6V가 인가되는 제 2 주 전압 인가배선(L2)과 연결하고, 타 끝단을 0.6V가 인가되는 제 7 부 전압 인가배선(미도시)과 연결시키면 된다. 따라서 전술한 방법과 같이 각 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)을 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 및 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)과 연결시킴으로써 1V에서 7V까지의 전압 중 0.1V 단위로 변화시키며 인가하는 것이 가능하다. 이때 도면에 나타내지 않았지만, 0.05V의 전압 차이를 갖도록 더욱 많은 개수의 부 전압 인가배선이 형성되는 경우 각 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)에 대해 더 세밀한 전압 인가도 가능하다. The reason why the main voltage application wirings L1 to L8 and the negative voltage application wirings M1 to M10 are separately formed is one example of the electrodes E1, E2, ..., E (n-1), En. This is to apply a voltage to have a 0.1V unit difference. At this time, the difference in voltage that can be applied to each of the electrodes E1, E2, ..., E (n-1), En may vary according to the voltage difference of the negative voltage application wirings M1 to M10. For example, when a voltage of 7v is applied to one electrode, the one electrode is connected to the first main voltage applying wiring L1 to which one end thereof is applied 7V, and at the same time, the first negative voltage to which 0V is applied to the other end thereof. It is possible by connecting to the application wiring M1. As another example, in order to apply a voltage of 5.4V, one end of one electrode is connected to the second main voltage application wiring L2 to which 6V is applied, and the other secondary voltage application wiring to which 0.6V is applied to the other end ( (Not shown). Therefore, as in the above-described method, 1V is connected by connecting each of the electrodes E1, E2, ..., E (n-1), En with the main voltage application wirings L1 to L8 and the negative voltage application wirings M1 to M10. It is possible to change the voltage from 0.1V to 7V in 0.1V increments. Although not shown in the drawing, when a larger number of negative voltage application wirings are formed to have a voltage difference of 0.05 V, more detailed voltages for each electrode E1, E2, ..., E (n-1), En Authorization is also possible.

한편, 렌즈영역(LA)에는 그 일끝단이 상기 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 중 하나와 제 1 콘택홀(135) 등을 통해 접촉하며, 동시에 그 타끝단은 상기 다 수의 부 전압 인가배선(M1 내지 M10) 중 하나와 제 2 콘택홀(137) 등을 통해 접촉하며 스트라이프 타입으로 다수의 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)이 서로 나란하게 이격하며 형성되어 있다. On the other hand, one end of the lens area LA contacts one of the plurality of main voltage applying wirings L1 to L8 through the first contact hole 135 and the like, and the other end thereof is connected to the plurality of parts. One of the voltage application wirings M1 to M10 contacts the second contact hole 137 and the like, and the plurality of electrodes E1, E2,..., E (n-1), En are parallel to each other in a stripe type. Spaced apart.

일례로서 도면에서는 제 1 기판(110)의 상측에 위치한 비렌즈영역(NLA)에 제 1 내지 제 8 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)이 서로 나란하게 제 1 방향으로 연장하여 형성되어 있으며, 상기 제 1 기판(110) 하측의 비렌즈영역(NLA)에 제 1 내지 제 10 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)이 상기 제 1 방향으로 연장하여 이격하며 형성되고 있다. As an example, in the drawing, the first to eighth main voltage application wirings L1 to L8 extend in the first direction parallel to each other in the non-lens area NLA positioned on the upper side of the first substrate 110. First to tenth sub-voltage application wirings M1 to M10 extend in the first direction and are spaced apart from each other in the non-lens area NLA below the first substrate 110.

또한, 상기 제 1 기판(110)의 중앙부에 위치하는 각 렌즈영역(LA)에는 상기 제 1 내지 제 8 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)과 연결된 제 1 내지 n 전극(E1 내지 En)이 상기 제 1 방향과 소정의 각도를 이루는 제 2 방향으로 연장 형성되고 있다. 이때 상기 제 1 내지 제 n 전극(E1 내지 En)의 타끝단은 상기 다수의 제 1 내지 제 10 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)과도 연결되고 있다. Further, in each lens area LA positioned at the center of the first substrate 110, first to n electrodes E1 to En connected to the first to eighth main voltage application wirings L1 to L8 are formed. It extends in the 2nd direction which makes a predetermined angle with a 1st direction. In this case, the other ends of the first to nth electrodes E1 to En are also connected to the plurality of first to tenth sub-voltage application wirings M1 to M10.

도면에서는 상기 제 1 방향의 상기 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 및 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)과 상기 제 2 방향의 다수의 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)이 서로 수직하게 배치된 것으로 나타내었다. 하지만, 이는 일례를 보인 것이며, 그 변형예로서 상기 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 및 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)의 연장방향인 제 1 방향과, 상기 다수의 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)의 연장 방향인 제 2 방향은 90도보다 작거나 또는 90도 보다 큰 각도를 갖도록 사선 형태로 배치될 수도 있다. In the drawing, the main voltage application wirings L1 to L8 and the negative voltage application wirings M1 to M10 in the first direction and the plurality of electrodes E1, E2, ..., E (n-1) in the second direction. ) And En) are shown to be disposed perpendicular to each other. However, this is an example, and as a modification thereof, a first direction which is an extension direction of the plurality of main voltage application wirings L1 to L8 and the negative voltage application wirings M1 to M10, and the plurality of electrodes E1, The second direction, which is the extension direction of E2, ..., E (n-1), En), may be arranged in an oblique form so as to have an angle smaller than 90 degrees or larger than 90 degrees.

한편, 상기 렌즈영역(LA) 내에서의 각 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)의 배치는 제 1 전극(E1), 제 2 전극(E2), ...., 제 n-1 전극(E(n-1)) 제 n 전극(En)의 순으로 반복되고 있다. 이때, 상기 제 1 전극(E1) 제 n 전극(En)과 이들 두 전극(E1, En) 사이에 위치하는 다수의 전극(E2, ... ,E(n-1))이 구비된 영역을 하나의 렌즈형성영역(이하 제 1 렌즈영역(FA)이라 칭함)으로 하여 이들 각각의 제 1 렌즈영역(FA)과 중첩되는 액정층(미도시)이 상기 제 1 렌즈영역(FA) 내에 구비된 각 전극(E1, E2, ... ,E(n-1), En)에 의해 구동됨으로써 하나의 프레넬 렌즈를 구성하게 된다. 이 경우 상기 제 1 렌즈영역(FA)은 상기 제 1 기판(110) 전면에 대해 하나만이 생성될 수도 또는 다수 개 형성될 수도 있다. On the other hand, the arrangement of each of the electrodes E1, E2, ..., E (n-1), En in the lens area LA may include the first electrode E1, the second electrode E2,. ... n-th electrode E (n-1) It repeats in order of n-th electrode En. In this case, an area including the first electrode E1, the nth electrode En, and the plurality of electrodes E2,..., E (n-1) positioned between the two electrodes E1 and En is provided. A liquid crystal layer (not shown) overlapping each of the first lens regions FA as one lens forming region (hereinafter referred to as a first lens region FA) is provided in the first lens region FA. Driven by each of the electrodes E1, E2, ..., E (n-1), En, constitutes one Fresnel lens. In this case, only one first lens area FA may be generated or a plurality of first lens areas FA may be formed on the entire surface of the first substrate 110.

이때, 본 발명의 실시예의 가장 특징적인 것은 제 1 렌즈영역 내의 전술한 전극의 배치 이외에 상기 제 1 전극 내지 제 n 전극(E1 내지 En)에의 전압 인가 방법에 있다. At this time, the most characteristic of the embodiment of the present invention is the method of applying the voltage to the first to n-th electrodes E1 to En in addition to the above-described arrangement of the electrodes in the first lens region.

본 발명의 경우 각 제 1 렌즈영역(FA)은 최소 3개의 부분영역(A1, A2, A3)으로 나뉘어지며, 나아가 도면에 나타내지는 않았지만 5개, 7개의 부분영역으로 나뉘어지는 것이 특징이다. 이때, 이러한 홀수개의 부분영역(A1, A2, A3) 중 가장 중앙부에 위치하는 부분영역(이하 중앙부 부분영역(A2)이라 칭함)에 있어서는 이 부분에 속한 각 전극(E(m-t), Em, E(m+t))에 대해 상기 중앙부 부분영역(A2)의 가운데 위치하는 전극(Em)을 기준으로 그 양측으로 위치하는 각 전극(E(m-t) 내지 E(m-1), E(m+t) 내지 E(m+1)) 에 대해 점진적으로 큰 전압이 인가된다. 또한, 중앙부 부분영역(A2)을 제외한 각 부분영역(A1, A2) 중 상기 중앙부 부분영역(A2) 좌측에 위치 하는 부분영역(A1)에 있어서는 그 최 좌측 전극(E1)으로부터 최 우측의 전극(E(m-t-1)) 순으로 큰 전압에서 작은 전압이 인가(6.xxV -> 2.xxV : xx는 임의의 수)되며, 상기 중앙부 부분영역(A2) 우측에 위치하는 부분영역(A3)에 있어서는 그 최 좌측 전극(E(m+t+1))으로부터 최 우측 전극(En) 순으로 작은 전압에서 큰 전압이 인가(2.xxV -> 6.xxV : xx는 임의의 수)되는 것이 특징이다. In the present invention, each of the first lens regions FA is divided into at least three partial regions A1, A2, and A3. Furthermore, although not shown in the drawings, the first lens region FA is divided into five and seven partial regions. At this time, in the partial region (hereinafter referred to as the central partial region A2) located at the center of the odd number of partial regions A1, A2, and A3, each electrode E (mt), Em, E belonging to this portion is located. Each of the electrodes E (mt) to E (m-1) and E (m +) positioned on both sides of the center portion of the central portion A2 with respect to (m + t). Gradually large voltages are applied for t) to E (m + 1). Further, in the partial region A1 located on the left side of the central portion A2 among the partial regions A1 and A2 except for the central portion A2, the rightmost electrode (from the leftmost electrode E1) ( A small voltage is applied (6.xxV-> 2.xxV: xx is any number) at a large voltage in order of E (mt-1)), and the subregion A3 located to the right of the central subregion A2. In this case, from the leftmost electrode E (m + t + 1) to the rightmost electrode En, a large voltage is applied at a small voltage (2.xxV-> 6.xxV: xx is any number). It is characteristic.

따라서, 3개의 부분영역(A1, A2, A3)으로 이루어진 각 제 1 렌즈영역(FA)은 제 1 전극(E1)과 제 n 전극(En)을 포함하여 총 4개의 전극(E1, E(m-t), E(m+t), En)에 대해 상대적으로 큰 전압 예를들면 6V 내지 7V의 전압이 인가되며, 중앙부 부분영역(A2)의 가운데 위치하는 전극(Em)을 포함하여 좌측 부분영역(A1)의 최 우측 전극(E(m-t-1)), 우측 부분영역(A3)의 최 좌측 전극(E(m+t+1))의 3개의 전극(E(m-t-1), Em, E(m+t+1))에 대해 상대적으로 작은 전압 예를들면 1V보다는 크고 2V보다는 작은 전압이 인가되는 것이 특징이다. 이때, 상기 상대적으로 큰 전압이 인가되는 4개의 전극(E1, E(m-t), E(m+t), En)에 인가되는 상기 큰 전압은 모두 동일한 값의 전압이 인가되는 것이 아니며, 마찬가지로 상대적으로 작은 전압이 인가되는 3개의 전극(E(m-t-1), Em, E(m+t+1))에 인가되는 작은 전압 또한 모두 동일한 값의 전압이 인가되는 것은 아니다. Accordingly, each of the first lens regions FA including the three partial regions A1, A2, and A3 includes four electrodes E1 and E (mt) including the first electrode E1 and the n-th electrode En. ), A large voltage, for example, 6V to 7V, is applied to E (m + t) and En, and the left partial region (including the electrode Em located in the middle of the central region A2) The three electrodes E (mt-1), Em, E of the rightmost electrode E (mt-1) of A1 and the leftmost electrode E (m + t + 1) of the right partial region A3. A relatively small voltage for (m + t + 1)), for example a voltage greater than 1V and less than 2V, is applied. In this case, all of the large voltages applied to the four electrodes E1, E (mt), E (m + t) and En to which the relatively large voltage is applied are not all applied with the same voltage. Therefore, the small voltages applied to the three electrodes E (mt-1), Em, and E (m + t + 1) to which the small voltage is applied are not all applied with the same voltage.

한편, 도면에 나타나지 않았지만, 5개의 부분영역으로 이루어진 제 1 렌즈영역 또한 전술한 3개의 부분영역(A1, A2, A3)으로 이루어진 제 1 렌즈영역(FA)과 비슷한 구조를 갖는다. 단지 차별점은 총 6개 전극에 대해 상대적으로 큰 전압이 인가되고, 5개의 전극에 대해 상대적으로 작은 전압이 인가된다는 것이다. 또한 7 개의 부분영역으로 이루어진 제 1 렌즈영역의 경우 총 8개 전극에 대해 상대적으로 큰 전압이, 7개의 전극에 대해 상대적으로 작은 전압이 인가되며, 이 경우 상기 상대적으로 큰 전압과 상대적으로 작은 전압이 인가되는 부분은 전술한 3개의 부분영역으로 이루어진 제1 렌즈영역과 유사하다.  Although not shown in the drawings, the first lens region including five partial regions also has a structure similar to that of the first lens region FA including the three partial regions A1, A2, and A3. The only difference is that a relatively large voltage is applied for a total of six electrodes and a relatively small voltage is applied for five electrodes. In the case of the first lens region including seven subregions, a relatively large voltage is applied to a total of eight electrodes, and a relatively small voltage is applied to seven electrodes. In this case, the relatively large voltage and the relatively small voltage are applied. This applied portion is similar to the first lens region composed of the three partial regions described above.

전술한 바와 같이, 하나의 제 1 렌즈영역(FA)에 일정간격 이격하며 형성된 다수의 전극(E1 내지 En)에 대해 다수의 상대적 최대치 및 최저치를 갖도록 전압을 인가하는 동시에 상기 중앙부 부분영역(A2)을 제외하고는 상기 최대치 및 최저치의 전압이 인가되는 부분은 각 부분영역(A1, A3)의 경계에 위치하는 전극이 되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역(A2)에 있어서는 그 중앙에 위치하는 전극(Em)에 대해 최저치를 갖는 전압을 인가하면, 이러한 전압 인가에 의해 각 부분영역(A1, A2, A3)을 지나는 빛의 위상변화가 마치 볼록 렌즈의 내부를 지난 듯한 형태를 이루게 된다. 이때 본 발명에 따른 전극(E1 내지 En) 배치와 전압 인가 방식에 따른 액정렌즈(101)는 그 전체가 볼록한 반원 또는 포물선 형태를 갖는 볼록렌즈와 같은 위상변화를 갖도록 하는 것이 아니라 다수의 불연속면을 가지며 그 역할은 볼록렌즈 역할을 하는 프레넬 렌즈와 같은 위상변화를 갖게 되는 것이 특징이다. 따라서 전술한 전극(E1 내지 En)의 구성 및 구동방법(전극에의 전압 인가 방법)에 의해 액정층(미도시)의 두께인 셀갭의 크기를 현저히 줄이는 목적을 달성하게 되는 것이다. As described above, a voltage is applied to the plurality of electrodes E1 to En formed at predetermined intervals in one first lens area FA so as to have a plurality of relative maximum and minimum values, and at the same time, the central portion A2. Except for the portions where the voltages of the maximum and minimum values are applied, the electrodes are positioned at the boundaries of each of the partial regions A1 and A3. In the central partial region A2, the electrodes Em located at the center thereof are located. When the voltage having the lowest value is applied to the N, the phase change of the light passing through each of the sub-regions A1, A2, and A3 becomes as if passing through the inside of the convex lens. At this time, the liquid crystal lens 101 according to the arrangement of the electrodes E1 to En and the voltage application method according to the present invention has a plurality of discontinuities rather than a phase change such as a convex lens having a convex semicircle or parabolic shape. Its role is to have the same phase change as the Fresnel lens that acts as a convex lens. Therefore, the above-described configuration and driving method (electrode voltage applying method) of the electrodes E1 to En achieve the purpose of significantly reducing the size of the cell gap, which is the thickness of the liquid crystal layer (not shown).

비교예로서 전극을 전술한 본 발명과 같이 동일한 배치를 한 상태에서 렌즈영역에 대해 그 중앙에 위치한 전극에 대해 최저치의 전압을 인가하고, 이를 기준을 그 좌우측에 위치한 전극들에 대해 점진적으로 큰 값의 전압을 인가하는 경우, 불연속면이 발생하지 않는 포물선 또는 반원형태의 위상변화를 갖는 렌즈가 형성된다. 하지만 이 경우는 위상변화의 형태는 종래의 수직전계를 이용하는 액정렌즈 대비 그 형상은 이상적인 볼록렌즈와 거의 유사하게 형성되지만, 액정층(미도시)의 두께는 여전히 종래와 같거나 또는 약간 줄어든 수준이 된다.As a comparative example, with the electrodes arranged in the same manner as in the present invention described above, the lowest voltage is applied to an electrode located in the center of the lens area, and the reference value is gradually increased for the electrodes located on the left and right sides thereof. When a voltage of is applied, a lens having a parabolic or semicircular phase change in which discontinuous surfaces do not occur is formed. However, in this case, the shape of the phase change is almost similar to that of the ideal convex lens in comparison with the conventional liquid crystal lens using a vertical electric field, but the thickness of the liquid crystal layer (not shown) is still the same or slightly reduced. do.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈에 있어 하나의 제 1 렌즈영역에 전압을 인가하였을 경우 상기 제 1 렌즈영역으로 빛이 통과 때의 입사광의 위상변화를 시뮬레이션 한 도면이다. 이때, 상기 제 1 렌즈영역(FA)은 일례로 3개의 부분영역(A1, A2, A3)으로 이루어진 것을 이용하였으며, 실선은 시뮬레이션 결과를 점선은 이상적인 프레넬 렌즈 형태를 도시한 것이다. 세로축은 셀갭을 나타낸 것으로 그 단위는 ㎛이며, 가로축은 렌즈의 너비 또는 폭의 길이를 나타낸 것으로 그 단위는 ㎛이다. 4 is a diagram illustrating a phase change of incident light when light passes through the first lens region when a voltage is applied to one first lens region in the liquid crystal lens according to the first exemplary embodiment of the present invention. In this case, the first lens area FA is formed of three partial areas A1, A2, and A3 as an example. The solid line shows the simulation result and the dotted line shows the ideal Fresnel lens shape. The vertical axis represents the cell gap, and the unit is µm, and the horizontal axis represents the width or the length of the lens, and the unit is µm.

한편, 도 5는 비교예로서 전극의 배치는 본 발명의 실시예와 같고 부분영역을 갖지 않는 하나의 렌즈영역에 있어 중앙에 위치하는 전극에 대해 최저치의 전압을 인가하고, 이를 기준으로 그 좌우측에 위치한 전극들에 대해 점진적으로 큰 값의 전압을 인가한 액정렌즈에 대해 상기 렌즈영역으로 통과 한 입사광의 위상변화를 시뮬레이션 한 도면이다. 세로축은 셀갭을 나타낸 것으로 그 단위는 ㎛이며, 가로축은 렌즈의 너비 또는 폭의 길이를 나타낸 것으로 그 단위는 ㎛이다. On the other hand, Figure 5 is a comparative example, the arrangement of the electrode is the same as the embodiment of the present invention in the one lens region having no partial region, the lowest voltage is applied to the electrode located in the center, based on the left and right FIG. 3 is a diagram simulating a phase change of incident light passing through the lens region with respect to a liquid crystal lens to which a gradually large voltage is applied to the electrodes. The vertical axis represents the cell gap, and the unit is µm, and the horizontal axis represents the width or the length of the lens, and the unit is µm.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정렌즈에 있어 다수의 부분영역(A1, A2, A3)을 포함하는 하나의 제 1 렌즈영역(FA)에 대해 전압이 인가되는 경우 다수의 부분영역(A1, A2, A3)에 의해 액정렌즈를 지나는 빛의 위상변화가 다수 의 불연속면을 갖는 프레넬 렌즈의 형태와 같이 형성되었음을 알 수 있다. 이때, 상기 도면에 있어서 제 1 초점거리를 갖는 액정렌즈를 구현한 경우 10㎛ 정도의 셀갭이 형성되었음을 알 수 있다. As shown in FIG. 4, in the liquid crystal lens according to the present invention, when a voltage is applied to one first lens area FA including a plurality of partial areas A1, A2, and A3, a plurality of partial areas. It can be seen from (A1, A2, A3) that the phase change of the light passing through the liquid crystal lens is formed in the form of a Fresnel lens having a plurality of discontinuous surfaces. In this case, when the liquid crystal lens having the first focal length is implemented in the drawing, it can be seen that a cell gap of about 10 μm is formed.

그러나, 비교예를 보인 도 5를 참조하면, 빛의 위상변화 파형을 보면 본 발명과는 달리 불연속면은 갖지 않지만, 동일한 제 1 초점거리를 갖는 경우 본 발명보다 2배 더 큰 20㎛의 셀갭이 형성되고 있음을 보이고 있다. However, referring to FIG. 5, which shows a comparative example, a phase change waveform of light does not have a discontinuous surface unlike the present invention, but when the same first focal length has a cell gap of 20 μm, which is twice as large as that of the present invention, is formed. It is showing.

한편, 도 4를 참조하면, 그 중앙부의 부분영역(A2)에 대해서는 이상적인 프레넬 렌즈와 거의 유사하게 일치하고 있지만, 상기 중앙부 부분영역(A2) 좌우측에 위치한 부분영역(A1, A3)의 경우 그 위상변화 파형이 이상적인 프레넬 렌즈의 파형과는 차이가 있음을 알 수 있다. 특히, 불연속면을 이루는 부분영역(A1, A2, A3)간의 경계에서는 수직한 형태의 파형이 이루어져야 불연속면에 의한 오차를 최소화할 수 있는데, 수직한 파형이 나타나지 않고 소정의 기울기를 가져 사선 형태를 갖게되어 이상적인 프레넬 렌즈의 파형과 차이를 보이고 있으며, 이때, 이들 부분영역에서의 파형의 최대치는 8㎛정도인 액정층 부근에서 형성됨을 알 수 있다. 각 부분영역에서의 파형의 최대치의 차이는, 렌즈가 곡률의 차이를 갖는다는 의미가 된다. 즉 이는 서로 다른 곡률반경을 갖는 볼록렌즈를 투과하게 되는 형태가 되므로 렌즈로서 오차가 많이 발생할 여지가 있다. 다시 말해 전술한 제 1 실시예에 따른 액정렌즈에서 중앙부의 부분영역을 통과하는 빛의 위상변화와 상기 중앙부 부분영역 좌측 및 우측에 위치한 부분영역을 통과하는 빛의 위상변화에 차이가 있음을 의미한다. Meanwhile, referring to FIG. 4, the partial region A2 of the central portion is almost identical to the ideal Fresnel lens, but the partial regions A1 and A3 positioned on the left and right sides of the central portion A2 are similar. It can be seen that the phase shift waveform is different from that of an ideal Fresnel lens. In particular, at the boundary between the partial regions A1, A2, and A3 constituting the discontinuous surface, a vertical waveform must be formed to minimize the error due to the discontinuous surface. The vertical waveform does not appear and has a predetermined slope with a predetermined slope. The waveform is different from that of an ideal Fresnel lens, and at this time, it can be seen that the maximum value of the waveform in these partial regions is formed near the liquid crystal layer having a thickness of about 8 μm. The difference in the maximum value of the waveform in each partial region means that the lens has a difference in curvature. That is, since this becomes a form that is transmitted through the convex lens having a different radius of curvature, there is a lot of error as a lens. In other words, in the liquid crystal lens according to the first embodiment described above, it means that there is a difference between the phase change of light passing through the central region and the phase change of light passing through the partial regions located at the left and right sides of the central region. .

따라서, 이후에는 전술한 제 1 실시예에 있어 부분영역간 경계에서 발생하는 이상적인 프레넬 렌즈 파형과의 괴리를 극복할 수 있는 제 2 실시예를 제안한다.Therefore, in the first embodiment described above, a second embodiment that can overcome the deviation from the ideal Fresnel lens waveform occurring at the boundary between the partial regions is proposed.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈를 개략적으로 도시한 평면도이다. 이때, 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다.6 is a plan view schematically illustrating a liquid crystal lens according to a second exemplary embodiment of the present invention. In this case, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment.

본 발명에 따른 제 2 실시예의 경우, 전극의 배치는 전술한 제 1 실시예와 동일하며, 차별점이 있는 부분은 각 부분영역(A1, A2, A3)간 경계에 전압이 인가되지 않는 차폐전극(SE)을 형성한 것이다. 즉, 이러한 차폐전극(SE)은 부분영역(A1, A2, A3) 간의 경계에 위치하여 전압을 인가하지 않거나 0V의 전압이 인가되어 상기 전극이 0V를 갖도록 한 것이다. 도면에 있어서는 상기 차폐전극(SE)의 일끝단은 OV가 인가되는 제 8 주 전압 인가배선(L8)과, 타 끝단은 0V가 인가되는 제 1 부 전압 인가배선(M1)과 각각 연결되고 있음을 알 수 있다. In the case of the second embodiment according to the present invention, the arrangement of the electrodes is the same as the first embodiment described above, and the difference between the shielding electrodes in which no voltage is applied to the boundary between the partial regions A1, A2, and A3 ( SE). That is, the shielding electrode SE is located at the boundary between the partial regions A1, A2, and A3 so that no voltage is applied or a voltage of 0V is applied so that the electrode has 0V. In the drawing, one end of the shielding electrode SE is connected to the eighth main voltage application wiring L8 to which OV is applied, and the other end is connected to the first sub voltage application wiring M1 to which 0V is applied, respectively. Able to know.

한편, 상기 차폐전극(SE)의 경우 더욱 확실한 역할 구현을 위해 타 전극(E1 내지 En)대비 그 폭을 더 크게 형성할 수도 있다. 즉, 타 전극(E1 내지 En)의 폭을 3㎛ 내지 7㎛ 정도로 하는 경우 상기 차폐전극(SE)은 그 폭을 10㎛ 내지 12㎛ 정도가 되도록 할 수도 있다. Meanwhile, in the case of the shielding electrode SE, the width of the shielding electrode SE may be larger than that of the other electrodes E1 to En. That is, when the widths of the other electrodes E1 to En are about 3 μm to about 7 μm, the shielding electrode SE may have a width of about 10 μm to about 12 μm.

이렇게 본 발명의 제 2 실시예와 같이, 0V가 인가되는 것을 특징으로 하는 차폐전극(SE)을 각 부분영역(A1, A2, A3)의 경계에 배치함으로써 이러한 차폐전극(SE)을 포함하는 제 1 렌즈영역(FA)을 통과한 빛이 이상적인 프레넬 렌즈를 통과한 빛의 위상변화와 유사한 파형을 갖게 할 수 있는 것이다. Thus, as in the second embodiment of the present invention, the shielding electrode SE, which is characterized in that 0V is applied, is disposed at the boundary between each of the partial regions A1, A2, and A3, thereby including the shielding electrode SE. The light passing through the lens area FA may have a waveform similar to the phase change of the light passing through the ideal Fresnel lens.

도 7은 본 발명의 차폐전극을 포함하는 제 2 실시예에 따른 액정렌즈를 통과 한 입사광의 위상변화를 시뮬레이션 한 도면이다. 이때, 상기 제 1 렌즈영역(FA)은 일례로 3개의 부분영역(A1, A2, A3)으로 이루어진 것을 이용하였으며, 실선은 시뮬레이션 결과를 점선은 이상적인 프레넬 렌즈 형태를 도시한 것이다. 세로축은 셀갭을 나타낸 것으로 그 단위는 ㎛이며, 가로축은 렌즈의 너비 또는 폭의 길이를 나타낸 것으로 그 단위는 ㎛이다. 7 is a diagram simulating a phase change of incident light passing through a liquid crystal lens according to a second embodiment including a shielding electrode of the present invention. In this case, the first lens area FA is formed of three partial areas A1, A2, and A3 as an example. The solid line shows the simulation result and the dotted line shows the ideal Fresnel lens shape. The vertical axis represents the cell gap, and the unit is µm, and the horizontal axis represents the width or the length of the lens, and the unit is µm.

도시한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 위상변화 파형(도 4 참조) 대비 각 부분영역(A1, A2, A3)의 경계에서 거의 이상적인 프레넬 렌즈 파형과 유사하게 형성되고 있음을 알 수 있다. 또한 부분영역(A1, A2, A3)간의 경계에서도 제 1 실시예에 따른 파형(도 4 참조)대비 이상적인 프레넬 렌즈와 파형과 더욱 유사하게 일직선 형태를 갖도록 형성되고 있음을 알 수 있다.As shown, it can be seen that the waveform is formed similarly to the ideal Fresnel lens waveform at the boundary of each of the partial regions A1, A2, and A3 with respect to the phase change waveform (see FIG. 4) according to the first embodiment. In addition, it can be seen that the boundary between the partial regions A1, A2, and A3 is formed to have a straight line shape similar to the waveform of the ideal Fresnel lens and the waveform according to the first embodiment (see FIG. 4).

한편, 전술한 제 2 실시예에 있어서는, 상기 차폐전극에 0V 또는 전압이 인가되지 않았을 경우를 일례로 들어 설명하였다. 하지만 상기 차폐전극에는 0V 또는 전압이 인가되지 않는 경우 이외에 소정의 전압이 인가될 수도 있다. 즉, 제 2 기판 전면에 공통전극이 형성되는 경우, 상기 공통전극에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가될 수도 있다. 이렇게 제 2 기판의 공통전극에 전압을 인가하는 이유는 액정의 열화를 방지하기 위함이다. 상기 공통전극에 일정 크기의 전압을 인가하고, 이 전압값을 기준으로 상기 다수의 전극에 이보다 큰 전압과 작은 전압을 교대하여 인가함으로써 상기 공통전압을 기준으로 이 보다 큰 정(+) 전압과 이보다 작은 부(-) 전압이 인가되도록 하여 액정의 특정방향의 회전에 의한 열화를 방지하는 것 이다. 이 경우, 상기 차폐전극에 대해서도 상기 공통전극에 인가된 동일한 전압을 인가함으로써 실질적으로 상기 다수의 전극이 느끼는 전압이 0V가 되도록 한 것이다. 이때 상기 공통전극 및 차폐전극에 소정의 제1전압이 인가되는 경우, 전술한 제2실시예에 있어 각 전극에 인가되는 전압은 상기 제1전압을 더해준 값이 된다. 즉, 제2실시예에서 인가되는 전압값의 최대치 및 최저치가 각각 6.xxV 및 1.xxV라 언급하였지만, 공통전극에 8V가 인가되는 경우, 상기 전극의 최대치는 각각 8V가 더해진 14.xxV 및 9.xxV가 된다. 이때 공통전극에 8V가 인가되었으므로 상기 차폐전극에도 8V의 전압이 인가된다. 따라서, 공통전극에 0V이외의 소정의 전압이 인가되는 경우, 전술한 제 1 및 2 실시예에서의 전압값의 최대치 및 최저치 개념이 바뀌어 적용된다. 즉, 전압의 최대치라 함은 상기 공통전극에 인가되는 전압을 기준으로 그 차이의 절대값이 가장 큰 전압, 최저치는 상기 공통전압과의 차이의 절대값이 가장 작은 전압이라 정의되게 된다. 따라서 공통전극에 8V가 인가되었다고 할 때, 각 전극에 부 전압이 인가되는 경우, 그 최대치는 그 절대치가 6.xxV의 차이를 갖는 1.yyV(ABS(8 - 6.xx), yy는 1에서 xx를 뺀 값)가 되고 그 최저치는 6.yyV(ABS(8 - 1.xx),yy는 1에서 xx를 뺀 값)가 되게 된다. 이 경우 하나의 부분영역에서 최 우측 전극에서 최 좌측전극으로 점진적으로 큰 전압이 인가된다고 하는 것은 상기 차폐전극에 인가된 전압과의 차이의 절대값이 큰 전압에서 작은 전압으로 인가됨을 의미한다. 일례로 도 6을 참조하면, 상기 중앙부 부분영역(A2) 좌측에 위치하는 부분영역(A1)에 있어서는 그 최 좌측 전극(E1)으로부터 최 우측의 전극(E(m-t-1)) 순으로 큰 전압에서 작은 전압이 인가된다고 하는 것은 인가된 공통 전압과의 절대치 차이가 되므로 (1.yyV -> 6.xxV : xx는 임의의 수)되며, 상기 중앙부 부분영역(A2) 우측에 위치하는 부분영역(A3)에 있어서는 그 최 좌측 전극(E(m+t+1))으로부터 최 우측 전극(En) 순으로 작은 전압에서 큰 전압이 인가(6.yyV -> 1.yyV : xx는 임의의 수)되는 것이라 할 것이다. On the other hand, in the second embodiment described above, the case where 0V or voltage is not applied to the shielding electrode has been described as an example. However, a predetermined voltage may be applied to the shielding electrode in addition to 0V or when no voltage is applied. That is, when the common electrode is formed on the entire surface of the second substrate, the same voltage as that applied to the common electrode may be applied. The reason why the voltage is applied to the common electrode of the second substrate is to prevent deterioration of the liquid crystal. A voltage having a predetermined magnitude is applied to the common electrode, and larger and smaller voltages are applied to the plurality of electrodes by alternately applying the voltage to the plurality of electrodes based on the voltage value. A small negative voltage is applied to prevent deterioration due to rotation of the liquid crystal in a specific direction. In this case, the same voltage applied to the common electrode is also applied to the shielding electrode so that the voltage felt by the plurality of electrodes is substantially 0V. In this case, when a predetermined first voltage is applied to the common electrode and the shielding electrode, the voltage applied to each electrode in the above-described second embodiment becomes a value obtained by adding the first voltage. That is, although the maximum value and the minimum value of the voltage values applied in the second embodiment are 6.xxV and 1.xxV, respectively, when 8V is applied to the common electrode, the maximum value of the electrode is 14.xxV plus 8V, respectively. 9.xxV. In this case, since 8V is applied to the common electrode, a voltage of 8V is also applied to the shielding electrode. Therefore, when a predetermined voltage other than 0 V is applied to the common electrode, the concepts of the maximum value and the minimum value of the voltage value in the above-described first and second embodiments are changed and applied. That is, the maximum voltage is defined as the voltage having the largest absolute value of the difference and the lowest value having the smallest absolute value of the difference with respect to the voltage applied to the common electrode. Therefore, when 8 V is applied to the common electrode, when a negative voltage is applied to each electrode, the maximum value thereof is 1.yy V (ABS (8-6.xx) where the absolute value is 6.xxV, and yy is 1). Minus xx) and the minimum is 6.yyV (ABS (8-1.xx), where yy is 1 minus xx). In this case, the fact that a large voltage is gradually applied from the rightmost electrode to the leftmost electrode in one partial region means that the absolute value of the difference from the voltage applied to the shielding electrode is applied from a large voltage to a small voltage. As an example, referring to FIG. 6, in the partial region A1 located on the left side of the central portion A2, the voltages are larger in order from the leftmost electrode E1 to the rightmost electrode E (mt-1). The small voltage is applied at the absolute value of the applied common voltage (1.yyV-> 6.xxV: xx is any number), and the partial region located on the right side of the central portion A2 ( In A3), a large voltage is applied at the smallest voltage from the leftmost electrode E (m + t + 1) to the rightmost electrode En (6.yyV-> 1.yyV: xx is any number). It will be called.

이후에는 본 발명의 제1 및 제 2 실시예에 따른 액정렌즈의 단면 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, cross-sectional shapes of the liquid crystal lens according to the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 8은 도 3을 절단선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. FIG. 8 is a cross-sectional view of a portion cut along the cutting line VIII-VIII.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈(110)는 서로 마주보며 이격된 제 1 및 제 2 기판(110, 150)과 제 1 및 제 2 기판(110, 150) 사이에 형성된 액정층(170)으로 구성된다. As shown, the liquid crystal lens 110 according to the first embodiment of the present invention is disposed between the first and second substrates 110 and 150 and the first and second substrates 110 and 150 spaced apart from each other. It is composed of the liquid crystal layer 170 formed.

상기 제 1 기판(110)의 내측면에는 제 1 절연층(122)이 형성되어 있으며, 상기 절연층 위로 다수의 전극(E)이 이격하며 형성되어 있다. 이때 이들 다수의 전극(E) 중 각 부분영역(A2, A3)의 경계에 위치하는 전극은 제 2 실시예에서와 같이 차폐전극(미도시)을 이룰 수 있으며, 이 경우 상기 차폐전극(미도시)은 다른 전극대비 더 큰 폭을 가지며 형성될 수도 있다. A first insulating layer 122 is formed on an inner side surface of the first substrate 110, and a plurality of electrodes E are spaced apart from each other on the insulating layer. At this time, an electrode positioned at the boundary of each of the partial regions A2 and A3 among the plurality of electrodes E may form a shielding electrode (not shown) as in the second embodiment, in which case the shielding electrode (not shown) ) May be formed to have a larger width than other electrodes.

한편, 도면에 있어서는 상기 다수의 전극(E)이 모두 동일한 층 즉, 제 1 절연층(122) 상에 형성되고 있음을 보이고 있지만, 변형예를 도시한 도 9(본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 액정렌즈를 도 3에 도시한 절단선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도)를 참조하면, 이들 전극(Eodd, Eeven)은 제 2 절연층(126)을 개재하여 상기 제 1 절연층(122) 상부에는 홀수의 전극(Eodd)이 그리고 상기 홀 수의 전극(Eodd) 위로 전면에 형성된 상기 제 2 절연층(126) 상부에는 상기 홀수의 전극(Eodd)과 엇갈려 배치되는 짝수의 전극(Eeven)이 형성됨으로써 층을 달리하여 형성될 수도 있다. 이때 상기 홀수의 전극(Eodd)과 짝수의 전극(Eeven)은 그 층을 바꾸어 형성될 수도 있다. On the other hand, in the drawings, although the plurality of electrodes (E) are all formed on the same layer, that is, the first insulating layer 122, Fig. 9 (modification of the first embodiment of the present invention) showing a modification Referring to the liquid crystal lens according to the example, a cross-sectional view of a portion cut along the cutting line VII-VII shown in FIG. 3, these electrodes Eodd and Eeven may be formed through the second insulating layer 126. An odd number of electrodes (Eodd) is formed above the insulating layer 122 and the even number of electrodes evenly intersected with the odd number of electrodes (Eodd) above the second insulating layer 126 formed in front of the odd number of electrodes (Eodd) The electrode Eeven may be formed to have different layers. In this case, the odd-numbered electrodes Eodd and the even-numbered electrodes Eeven may be formed by changing their layers.

한편, 도 8을 다시 참조하면, 상기 각 전극(E)들간 이격간격 역시 동일한 크기를 갖도록 형성할 수도 또는 각 부분영역(A2, A3)별로 또는 특정 번째의 전극 간에 각각 그 간격을 달리 형성할 수도 있다. 이렇게 전극(E)들간 이격간격을 달리하는 이유는 서로 이웃한 전극(E)들간의 횡전계의 세기를 미세하게 조절하기 위함이다. 서로 이웃한 전극(E)들간의 횡전계는 이들 전극(E)에 인가되는 전압의 크기에 의해 조절되지만, 특정 영역에 대해서는 이렇게 전극(E) 간격을 타 영역과 달리함으로써 더욱 미세하게 조절하기 위함이다. Meanwhile, referring again to FIG. 8, the spacing between the electrodes E may also be formed to have the same size, or may be formed differently for each of the partial regions A2 and A3 or between the specific electrodes. have. The reason why the intervals between the electrodes E are different is to finely control the strength of the transverse electric field between the electrodes E adjacent to each other. The transverse electric field between the neighboring electrodes E is controlled by the magnitude of the voltage applied to these electrodes E, but for a specific region, this is more precisely controlled by changing the electrode E distance from other regions. to be.

일례로서 도 6에 도시한 제 2 실시예의 경우와 같이 차폐전극(SE)이 형성된 경우, 차폐전극(SE)과 이웃하는 전극(E)과의 이격간격을 타 영역 대비 좁게 함으로써 부분영역(A1, A2, A3)간 경계에서 입사된 빛의 위상변화 파형이 이상적인 프레넬 렌즈의 위상변화 파형과 조금 더 일치하도록 즉, 거의 기울기없이 수직하게 형성되도록 할 수 있다. As an example, when the shielding electrode SE is formed, as in the case of the second embodiment shown in FIG. 6, the partial gaps A1, N1, and N may be narrowed apart from other regions by the separation distance between the shielding electrode SE and the neighboring electrode E. FIG. The phase change waveform of the light incident at the boundary between A2 and A3) may be formed to be a little more consistent with the phase change waveform of the ideal Fresnel lens, that is, formed vertically with little inclination.

다음, 도 8을 참조하면, 상기 다수의 전극(E) 위로 전면에 제 1 배향막(138)이 형성되어 있다. 이때, 상기 다수의 전극(E)과 상기 제 1 배향막(138) 사이에는 하부의 구성요소에 의한 단차에 대해 영향을 받지 않고 그 표면이 평탄한 상태의 오버코트층(135)이 더욱 형성될 수도 있다. 이는 상기 다수의 전극(E)에 의해 단차 가 발생하고 있으며, 이러한 단차로 인해 액정층(170)의 두께가 불균일하게 형성될 수 있는 바, 상기 액정층(170)의 두께를 렌즈영역 전면에 대해 일정하게 유지하도록 하기 위함이다. Next, referring to FIG. 8, a first alignment layer 138 is formed on the entire surface of the plurality of electrodes E. Referring to FIG. In this case, an overcoat layer 135 having a flat surface may be further formed between the plurality of electrodes E and the first alignment layer 138 without being affected by a step caused by a lower component. This is because a step is generated by the plurality of electrodes (E). Due to the step, the thickness of the liquid crystal layer 170 may be non-uniformly formed. This is to keep it constant.

한편, 이러한 구성을 갖는 제 1 기판(110)에 대해 이와 마주하는 제 2 기판(150)의 내측면에는 제 2 배향막(153)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 배향막(138, 153) 사이에 액정층(170)이 형성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(150)과 상기 제 2 배향막(153) 사이에는 투명한 도전성 물질로써 전면에 공통전극(151)이 더욱 구성될 수도 있다. 이는 상기 공통전극(151)을 통해 소정의 전압을 인가함으로써 상기 제 1 기판(110) 상에 형성된 다수의 전극(E)간의 횡전계에 수직한 전계가 영향을 주도록 하여 상기 액정층(170)의 두께방향으로 전 영역에 대해 상기 횡전계가 걸리도록 하기 위함이다. 즉, 횡전계는 수평하게 서로 이웃한 전극(E)간에 발현되므로 상기 전극(E)이 형성된 주변에 대해서는 강한 횡전계가 걸리고 그 상부로 갈수록 횡전계가 약화되는 경향이 있기 때문에 이를 보상하기 위함이며, 상기 제 2 기판(150)에 형성되는 상기 공통전극(151)은 생략될 수 있다. On the other hand, with respect to the first substrate 110 having such a configuration, a second alignment layer 153 is formed on the inner surface of the second substrate 150 facing the same, and the first and second alignment layers 138 and 153 are formed. The liquid crystal layer 170 is formed in between. In this case, the common electrode 151 may be further formed on the entire surface of the second substrate 150 and the second alignment layer 153 as a transparent conductive material. This is because the electric field perpendicular to the transverse electric field between the plurality of electrodes E formed on the first substrate 110 is affected by applying a predetermined voltage through the common electrode 151. This is to allow the transverse electric field to be applied to the entire region in the thickness direction. That is, since the transverse electric field is expressed horizontally between the electrodes E adjacent to each other, a strong transverse electric field is applied to the periphery where the electrode E is formed, and the transverse electric field tends to be weakened toward the upper side to compensate for this. The common electrode 151 formed on the second substrate 150 may be omitted.

한편, 도면에 나타내지 않았지만 상기 렌즈영역(도 3의 LA) 주변의 비렌즈영역(도 3의 NLA)에는 접착제인 씰란트로써 상기 제 1, 2 기판(110, 150)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)이 더욱 형성됨으로써 상기 액정층(170)이 새는 것을 방지하는 동시에 상기 제 1, 2 기판(110, 150)이 합착된 상태를 유지하도록 하고 있다.On the other hand, although not shown in the drawing, the non-lens area (NLA of FIG. 3) around the lens area (LA of FIG. 3) is a sealant which is an adhesive and seal patterns (not shown) along the edges of the first and second substrates 110 and 150. In addition, the liquid crystal layer 170 is prevented from leaking, and the first and second substrates 110 and 150 are kept in a bonded state.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 액정렌즈는 동일한 제 1 기판 상에 하나의 렌즈로서 역할을 하는 제 1 렌즈영역을 다수의 부분영역 으로 나누어 각 부분영역간의 경계를 이루는 서로 이웃하는 두 전극에 대해 각각 최대치 및 최저치의 전압이 인가되도록 하거나 도는 0V가 인가되는 차폐전극을 형성함으로써 프레넬 렌즈를 구현하는 것이 특징이다. The liquid crystal lens according to the first and second embodiments of the present invention having the above-described configuration divides the first lens region serving as one lens on the same first substrate into a plurality of subregions, thereby forming a boundary between the subregions. The Fresnel lens is realized by forming a shielding electrode to which voltages of maximum and minimum values are applied to the two neighboring electrodes, respectively, or 0V is applied.

본 발명에 의해서는 동일한 기판 상에 형성되며 인가되는 전압의 크기를 달리하는 다수의 전극을 이용하여 횡전계를 형성하고, 이에 의해 액정분자들을 구동함으로써 수직전계를 이용한 종래 액정렌즈보다 훨씬 작은 셀갭을 갖도록 하며, 나아가 불연속적인 전압 인가에 의해 다수의 부분영역을 갖는 프레넬 렌즈를 구현함으로써 점진적으로 전압 인가에 의한 하나의 볼록한 렌즈를 구현하는 액정렌즈보다 그 셀갭을 1/2로 줄일 수 있으므로 재료비 절감을 극대화 하는 효과를 갖게 된다. According to the present invention, the transverse electric field is formed by using a plurality of electrodes formed on the same substrate and varying the magnitude of the applied voltage, thereby driving the liquid crystal molecules, thereby creating a much smaller cell gap than the conventional liquid crystal lens using the vertical electric field. Furthermore, by implementing a Fresnel lens having a large number of subregions by discontinuous voltage application, the cell gap can be reduced to 1/2 compared to a liquid crystal lens which gradually implements one convex lens by applying voltage, thereby reducing material costs. Will have the effect of maximizing.

이후에는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 액정렌즈의 제조 방법에 대해 도 3과 도 6을 참조하여 간단히 설명한다. 이때 제 2 실시예의 경우 제 1 실시예 대비 부분영역의 경계에 차폐전극이 형성되는 것 이외에는 제 1 실시예와 동일하며, 상기 차폐전극 또한 전극이 형성되는 동일한 층에 동일한 물질로 형성되므로 제 1 실시예에 따른 액정렌즈의 제조 방법 위주로 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal lens according to the first and second embodiments of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 3 and 6. In this case, the second embodiment is the same as the first embodiment except that the shielding electrode is formed at the boundary of the partial region compared to the first embodiment, and the shielding electrode is also formed of the same material on the same layer where the electrode is formed. It demonstrates mainly about the manufacturing method of the liquid crystal lens which concerns on an example.

우선, 다수의 전극이 형성된 제 1 기판의 제조 방법에 대해 설명한다. First, the manufacturing method of the 1st board | substrate with which the many electrode was formed is demonstrated.

투명한 절연물질로 이루어진 제 1 기판(110)상에 금속물질 또는 투명 전도성 물질을 증착하여 금속층(미도시)을 형성하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 비렌즈영역(NLA)에 제 1 방향으로 연장하는 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 및 다수의 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)을 형성한다. 이때 상기 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)은 렌즈영역(LA)의 상측에 위치하고, 상기 다수의 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)은 렌즈영역(LA)의 하측에 위치하도록 하며, 상기 주 전압 인가배선(L1 내지 L8) 및 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)(113, 118)의 일 끝단은 패드부(PA)까지 연장하도록 형성하며, 이때 상기 각 배선(L1 내지 L8, M1 내지 M10)의 끝단은 그 폭을 상기 배선(L1 내지 L8, M1 내지 M10) 대비 크게 형성함으로서 제 1 및 제 2 패드전극(115, 117)을 이루도록 한다. A metal layer (not shown) is formed by depositing a metal material or a transparent conductive material on the first substrate 110 made of a transparent insulating material, and patterning the metal layer (not shown) to extend in the first direction to the non-lens area NLA. A plurality of main voltage application wirings L1 to L8 and a plurality of negative voltage application wirings M1 to M10 are formed. In this case, the plurality of main voltage application wirings L1 to L8 are positioned above the lens area LA, and the plurality of negative voltage application wirings M1 to M10 are located below the lens area LA. One end of the main voltage application wirings L1 to L8 and the negative voltage application wirings M1 to M10 (113, 118) is formed to extend to the pad part PA, wherein each of the wirings L1 to L8, M1 to The ends of the M10 are formed to have a larger width than the wirings L1 to L8 and M1 to M10 to form the first and second pad electrodes 115 and 117.

다음, 상기 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)과 부 전압 인가배선(M1 내지 M10) 위로 절연물질을 증착하거나 도포하여 전면에 제 1 절연층(122)을 형성한다. 이후 상기 제 1 절연층(122)을 패터닝함으로써 상기 다수의 주 전압 인가배선(L1 내지 L8)을 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀(135)과 상기 다수의 부 전압 인가배선(M1 내지 M10)을 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀(137)을 형성한다. 이때 상기 패드부(PA)에 있어서는 상기 제 1 및 제 2 패드전극(115, 117)을 노출시키는 패드 콘택홀(139)을 형성한다. Next, the first insulating layer 122 is formed on the entire surface by depositing or applying an insulating material on the plurality of main voltage applying wirings L1 to L8 and the negative voltage applying wirings M1 to M10. Thereafter, the plurality of first contact holes 135 and the plurality of negative voltage application wirings M1 to M10 exposing the plurality of main voltage application wirings L1 to L8 are patterned by patterning the first insulating layer 122. A plurality of second contact holes 137 are formed to be exposed. In the pad part PA, pad contact holes 139 exposing the first and second pad electrodes 115 and 117 are formed.

다음, 상기 다수의 제 1 및 제 2 콘택홀(135, 137)을 갖는 제 1 절연층(122) 위로 금속물질 또는 투명 도전성 물질을 증착하고 이를 패터닝함으로써 상기 다수의 제 1 콘택홀(135) 중 하나와 상기 다수의 제 2 콘택홀(137) 중 하나를 통해 그 양끝단이 상기 주 및 부 전압 인가배선(L1 내지 L8, M1 내지 M10)과 접촉하며 이격하는 다수의 전극(E(E1 내지 En))을 형성한다. 동시에 상기 패드 콘택홀(139)을 통해 상기 패드전극(115, 117)과 접촉하는 보조 패드전극(145, 147)을 형성할 수도 있다. Next, one of the plurality of first contact holes 135 is deposited by depositing and patterning a metal material or a transparent conductive material over the first insulating layer 122 having the plurality of first and second contact holes 135 and 137. A plurality of electrodes E (E1 to En) whose ends are contacted and spaced apart from the main and negative voltage applying wirings L1 to L8 and M1 to M10 through one of the plurality of second contact holes 137. To form)). At the same time, auxiliary pad electrodes 145 and 147 may be formed to contact the pad electrodes 115 and 117 through the pad contact hole 139.

한편 상기 다수의 전극(E(E1 내지 En))을 이중층으로 배치하는 변형예의 경우는 전술한 제 1 및 제 2 콘택홀(135, 137)을 갖는 제 1 절연층(122) 형성 및 그 상부로 다수의 전극(E(E1 내지 En))을 형성하는 과정을 1회 더 진행함으로써 형성할 수 있다. 이 경우 상기 패드 콘택홀(139)은 상기 제 1 절연층(122) 상부에 형성되는 제 2 절연층(도 9의 126) 형성 시 형성하고, 상기 제 2 절연층(도 9의 126) 상에 다수의 전극(도 9의 Eeven)을 형성 시에 상기 보조 패드전극(145, 147)을 형성할 수도 있다.On the other hand, in the modified example in which the plurality of electrodes E (E1 to En) are disposed in a double layer, the first insulating layer 122 having the first and second contact holes 135 and 137 described above is formed and formed thereon. The process of forming the plurality of electrodes E (E1 to En) may be performed by further performing once more. In this case, the pad contact hole 139 is formed when the second insulating layer 126 of FIG. 9 is formed on the first insulating layer 122, and is formed on the second insulating layer 126 of FIG. 9. The auxiliary pad electrodes 145 and 147 may be formed when a plurality of electrodes (Eeven in FIG. 9) are formed.

이후, 상기 다수의 전극(E(E1 내지 En)) 위로 고분자 물질 예를들면 PI(poly imide)를 상기 패드부(PA)를 제외한 전면에 도포하여 제 1 배향막(138)을 형성함으로써 제 1 기판(110)을 완성한다. 이때, 상기 보조 패드전극(145, 147)이 형성된 경우 상기 보조 패드전극(145, 147)이 외부 구동회로(미도시)와 연결됨으로써 서로 다른 전압을 인가받게 되며, 상기 보조 패드전극(145, 147)이 형성되지 않은 경우, 상기 패드 콘택홀(139)을 통해 상기 패드전극(115, 117)과 상기 외부 구동회로(미도시)와 연결됨으로써 서로 다른 전압을 인가받게 되어 액정렌즈로서 구동을 하게 된다. Subsequently, a first substrate is formed by applying a polymer material, for example, polyimide (PI) onto the entire surface except the pad part PA to form a first alignment layer 138 over the plurality of electrodes E (E1 to En). Complete 110. In this case, when the auxiliary pad electrodes 145 and 147 are formed, the auxiliary pad electrodes 145 and 147 are connected to an external driving circuit (not shown) to receive different voltages, and the auxiliary pad electrodes 145 and 147. ) Is not formed, it is connected to the pad electrodes 115 and 117 and the external driving circuit (not shown) through the pad contact hole 139 to receive a different voltage to drive as a liquid crystal lens. .

이때, 상기 제 1 배향막(138)을 형성하기 전 상기 다수의 전극(E(E1 내지 En)) 위로 전면에 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 오버코트층(135)을 더욱 형성할 수도 있다. 이 경우 상기 보조 패드전극(145, 147)을 노출시키는 보조 패드 콘택홀(미도시)을 형성하거나 또는 상기 패드부(PA)에 대응해서는 상기 오버코트층(135)은 식각되어 제거될 수도 있다. In this case, the overcoat layer 135 may be further formed on the entire surface of the plurality of electrodes E (E1 to En) before the first alignment layer 138 is formed. In this case, an auxiliary pad contact hole (not shown) exposing the auxiliary pad electrodes 145 and 147 may be formed or the overcoat layer 135 may be etched and removed to correspond to the pad part PA.

한편, 제 2 기판(150)은, 투명한 절연 기판(150)의 전면에 제 2 배향막(153)을 형성함으로써 완성한다. 이때 상기 제 2 기판(150)에 공통전극(151)이 형성되는 경우는 상기 제 2 배향막(153)을 형성하기 전에 투명 도전성 물질을 전면에 증착함으로써 상기 공통전극(151)을 형성할 수 있으며, 이후 상기 제 2 배향막(153)을 상기 공통전극(151) 상부에 형성함으로써 완성할 수 있다.On the other hand, the second substrate 150 is completed by forming the second alignment film 153 on the entire surface of the transparent insulating substrate 150. In this case, when the common electrode 151 is formed on the second substrate 150, the common electrode 151 may be formed by depositing a transparent conductive material on the entire surface before forming the second alignment layer 153. Thereafter, the second alignment layer 153 may be formed on the common electrode 151.

이렇게 완성된 제 1 기판(110)과 제 2 기판(150)을 상기 제 1, 2 배향막(138, 153)이 서로 마주하도록 한 상태에서 액정층(170)을 형성한 후, 상기 제 1 기판(110) 또는 제 2 기판(150) 중 어느 하나의 기판에 대해 그 가장자리를 따라 즉 상기 렌즈영역(LA) 외측으로 접착제인 씰란트를 이용하여 씰패턴(미도시)을 형성한 후 이들 두 기판(110, 150)을 합착함으로써 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 액정렌즈(101)를 완성한다.After the liquid crystal layer 170 is formed with the first substrate 110 and the second substrate 150 completed in such a manner that the first and second alignment layers 138 and 153 face each other, the first substrate ( A seal pattern (not shown) is formed on one of the substrates 110 or the second substrate 150 by using a sealant adhesive along an edge thereof, that is, outward of the lens region LA. , 150) is completed to complete the liquid crystal lens 101 according to the first or second embodiment of the present invention.

본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

도 1a 및 도 1b는 각각 일반적인 액정렌즈의 사시도 및 단면도.1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a general liquid crystal lens, respectively.

도 2는 도 1a 및 도 1b의 액정렌즈를 빛이 통과할 경우 입사광의 위상변화를 도시한 도면.2 is a view illustrating a phase change of incident light when light passes through the liquid crystal lens of FIGS. 1A and 1B;

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈를 개략적으로 도시한 평면도.3 is a plan view schematically showing a liquid crystal lens according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정렌즈에 있어 하나의 제 1 렌즈영역에 전압을 인가하였을 경우 상기 제 1 렌즈영역으로 빛이 통과 때의 입사광의 위상변화를 시뮬레이션 한 도면.FIG. 4 is a diagram illustrating a phase change of incident light when light passes through the first lens region when a voltage is applied to one first lens region in the liquid crystal lens according to the first exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 비교예로서 전극의 배치는 본 발명의 실시예와 같고 부분영역을 갖지 않는 하나의 렌즈영역에 중앙에 위치하는 전극에 대해 최저치의 전압을 인가하고, 이를 기준을 그 좌우측에 위치한 전극들에 대해 점진적으로 큰 값의 전압을 인가한 액정렌즈에 대해 상기 렌즈영역으로 빛이 통과 때의 입사광의 위상변화를 시뮬레이션 한 도면.FIG. 5 is a comparative example, in which the arrangement of the electrodes is the same as that of the embodiment of the present invention, and a minimum voltage is applied to an electrode located at the center in one lens region having no partial region, and the electrodes are positioned at the left and right sides of the electrode. A phase simulation of incident light when light passes through the lens region with respect to a liquid crystal lens having a progressively large voltage applied thereto.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정렌즈를 개략적으로 도시한 평면도.6 is a plan view schematically showing a liquid crystal lens according to a second embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 차폐전극을 포함하는 제 2 실시예에 따른 액정렌즈를 빛이 통과 때의 입사광의 위상변화를 시뮬레이션 한 도면.7 is a view simulating a phase change of incident light when light passes through the liquid crystal lens according to the second embodiment including the shielding electrode of the present invention.

도 8은 도 3을 절단선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.FIG. 8 is a cross-sectional view of a portion taken along the line VII-VII of FIG. 3. FIG.

도 9는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 액정렌즈를 도 3에 도시한 절단선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.FIG. 9 is a cross-sectional view of a portion of the liquid crystal lens according to a modified example of the first embodiment, taken along a cutting line VII-VII shown in FIG. 3; FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

101 : 액정렌즈 110 : 제 1 기판101 liquid crystal lens 110 first substrate

115, 117 : 패드전극 135, 137 : 제 1 및 제 2 콘택홀115, 117: pad electrodes 135, 137: first and second contact holes

139 : 패드 콘택홀 145, 147 : 보조 패드전극139: pad contact hole 145, 147: auxiliary pad electrode

150 : 제 2 기판 A1, A2, A3 : 부분영역150: second substrate A1, A2, A3: partial region

E : 전극 FA: 제 1 렌즈영역 E: electrode FA: first lens region

LA : 렌즈영역 L1 내지 L8 : 주 전압 인가배선LA: Lens area L1 to L8: Main voltage application wiring

M1 내지 M10 : 부 전압 인가배선 NLA : 비렌즈영역M1 to M10: Negative voltage applied wiring NLA: Non-lens area

PA : 패드부PA: Pad

Claims (12)

다수의 부분영역을 갖는 렌즈형성부가 다수 정의된 렌즈영역과 상기 렌즈영역의 외측으로 패드부와 제 1 및 제 2 비렌즈영역이 정의된 제 1 기판과;A lens substrate including a plurality of lens forming parts having a plurality of partial areas, and a first substrate having a pad part and first and second non-lens areas defined outside the lens area; 상기 제 1 비렌즈영역에 1V 이상의 서로 다른 크기의 전압이 각각 인가되며 서로 나란하게 형성된 다수의 주 전압 인가배선과;A plurality of main voltage applying wirings having different magnitudes of voltages of 1 V or more applied to the first non-lens regions, respectively and formed in parallel with each other; 상기 렌즈영역을 사이에 두고 상기 제 1 비렌즈영역과 이격하는 상기 제 2 비렌즈영역에 1V이하로서 일정한 전압차를 갖는 다른 크기의 전압이 각각 인가되며 서로 나란하게 형성된 다수의 부 전압 인가배선과;A plurality of negative voltage application wirings having different voltages having a constant voltage difference of 1 V or less, respectively, applied to the second non-lens region spaced apart from the first non-lens region with the lens region therebetween and formed in parallel with each other; ; 상기 렌즈형성부 각각에 상기 그 양끝단이 각각 주 전압 인가배선 및 부 전압 인가배선과 연결되며 이격하여 형성된 다수의 전극과;A plurality of electrodes formed at each of the lens forming parts, the ends of which are connected to the main voltage applying wiring and the negative voltage applying wiring, respectively and spaced apart from each other; 상기 다수의 전극 상부로 상기 렌즈영역에 형성된 제 1 배향막과;A first alignment layer formed in the lens area over the plurality of electrodes; 상기 제 1 기판과 서로 마주보며 이격된 제 2 기판과;A second substrate facing and spaced apart from the first substrate; 상기 제 2 기판의 내측면에 상기 제 1 배향막과 마주하며 형성된 제 2 배향막과;A second alignment layer formed on an inner side surface of the second substrate to face the first alignment layer; 상기 제 1 및 2 배향막 사이에 형성된 액정층Liquid crystal layer formed between the first and second alignment layer 을 포함하며, 상기 각 부분영역간의 경계에는 전압이 인가되지 않거나 또는 OV가 입력되는 차폐전극이 형성된 것이 특징인 액정렌즈.And a shielding electrode to which no voltage is applied or an OV is input to a boundary between the partial regions. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 기판과 제 2 배향막 사이에는 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극이 전면에 형성된 것이 특징인 액정렌즈. And a common electrode formed of a transparent conductive material on the entire surface between the second substrate and the second alignment layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차폐전극에는 상기 공통전극에 인가되는 동일한 전압이 인가되는 것이 특징인 액정렌즈.And the same voltage applied to the common electrode to the shielding electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차폐전극의 폭은 상기 다수의 각 전극의 폭보다 큰폭을 갖는 것이 특징인 액정렌즈.The width of the shielding electrode has a width greater than the width of each of the plurality of electrodes. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선을 덮으며 상기 주 전압 인가배선을 노출시키는 다수의 제 1 콘택홀과, 상기 부 전압 인가배선을 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀을 갖는 제 1 절연층이 형성되며, 상기 다수의 전극은 상기 제 1 절연층 상부에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 콘택홀을 통해 상기 주 전압 인가배선 및 상기 부 전압 인가배선과 연결되는 것이 특징인 액정렌즈.A plurality of first contact holes covering the plurality of main voltage applying wirings and a plurality of sub voltage applying wirings and exposing the main voltage applying wirings, and a plurality of second contact holes exposing the negative voltage applying wirings; 1, an insulating layer is formed, and the plurality of electrodes are positioned on the first insulating layer and are connected to the main voltage applying wiring and the negative voltage applying wiring through the first and second contact holes. . 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 다수의 전극은 다수의 홀수번째의 전극과 다수의 짝수번째의 전극이 제 2 절연막을 개재하여 그 하부 및 상부로 형성됨으로써 서로 다른층에 형성된 것이 특징인 액정렌즈. And the plurality of electrodes are formed on different layers by forming a plurality of odd-numbered electrodes and a plurality of even-numbered electrodes under and over a second insulating film. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 다수의 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선은 그 일끝단이 상기 패드부까지 연장되어 패드전극을 이루는 것이 특징인 액정렌즈. The plurality of main voltage applying wirings and the plurality of negative voltage applying wirings have one end thereof extended to the pad part to form a pad electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 전극은 상기 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선과 수직하도록 형성되거나 또는 상기 주 전압 인가배선 및 다수의 부 전압 인가배선에 대해 일정한 기울기를 가져 사선형태로 형성된 것이 특징인 액정렌즈. The plurality of electrodes may be formed to be perpendicular to the main voltage applying wiring and the plurality of negative voltage applying wiring, or may be formed in an oblique form with a predetermined slope with respect to the main voltage applying wiring and the plurality of negative voltage applying wiring. . 홀수개로 이루어진 다수의 부분영역을 갖는 렌즈형성부가 다수 정의된 렌즈영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 각 부분영역에 서로 이격하며 형성된 다수의 전극과, 상기 제 1 기판과 서로 마주보며 이격된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 내측면 전면에 형성된 공통전극과, 상기 제 1 및 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정렌즈의 구동 방법에 있어서,A lens substrate having a plurality of subregions having an odd number of sub-regions includes: a first substrate having a plurality of lens regions defined therein; a plurality of electrodes formed to be spaced apart from each other in the subregions; In the driving method of a liquid crystal lens comprising a second substrate, a common electrode formed on the entire inner surface of the second substrate, and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates, 상기 홀수개의 부분영역 중 가장 중앙부에 위치하는 중앙부 부분영역에 있어서는 상기 중앙부 부분영역의 가운데 위치하는 전극에는 제 1 전압이 인가되도록 하며, 이를 기준으로 그 양측으로 위치하는 각 전극들에 대해서는 점진적으로 상기 제 1 전압보다 큰 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 좌측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 이들 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측의 전극 순으로 점진적으로 큰 전압에서 작은 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 우측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측 전극 순으로 점진적으로 작은 전압에서 큰 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정렌즈 구동방법.In the central portion of the odd-numbered subregions, the first voltage is applied to the electrode located in the center portion of the odd-numbered subregions. A voltage larger than the first voltage is applied, and in each of the subregions located to the left of the central subregion, the electrodes provided in each of the subregions are gradually increased in order from the leftmost electrode to the rightmost electrode. A small voltage is applied, and in each subregion located to the right of the central subregion, a large voltage is gradually applied to the electrodes provided in each subregion from the leftmost electrode to the rightmost electrode in order. Characterized in that the liquid crystal lens driving method. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 렌즈형성부는 총 3개의 부분영역으로 이루어지며, 상기 렌즈형성부 내에 구비된 모든 전극은 상기 공통전극에 인가되는 전압을 기준으로 이보다 1V 내 지 10V의 크거나 작은 전압이 인가되는 것이 특징인 액정렌즈의 구동 방법.The lens forming unit is composed of a total of three partial regions, and all the electrodes provided in the lens forming unit are characterized in that a voltage greater than or equal to 1V to 10V is applied based on the voltage applied to the common electrode. How to drive the lens. 홀수개로 이루어진 다수의 부분영역을 갖는 렌즈형성부가 다수 정의된 렌즈영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 각 부분영역에 서로 이격하며 형성된 다수의 전극과, 상기 제 1 기판과 서로 마주보며 이격된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 내측면 전면에 형성된 공통전극과, 상기 제 1 및 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며 상기 각 부분영역간의 경계에는 차폐전극이 형성된 액정렌즈의 구동 방법에 있어서,A lens substrate having a plurality of subregions having an odd number of sub-regions includes a first substrate having a plurality of lens regions defined therein, a plurality of electrodes formed to be spaced apart from each other in the subregions, and a first spaced apart from the first substrate. In a method of driving a liquid crystal lens comprising a second substrate, a common electrode formed on the entire inner surface of the second substrate, and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates, and a shielding electrode is formed at the boundary between the partial regions. , 상기 공통전극 및 상기 차폐전극에 양의 제 1 전압이 인가되며, 상기 홀수개의 부분영역 중 가장 중앙부에 위치하는 중앙부 부분영역에 있어서는 상기 중앙부 부분영역의 가운데 위치하는 전극에는 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 가장 작은 제 2 전압이 인가되도록 하며, 이를 기준으로 그 양측으로 위치하는 각 전극들에 대해서는 점진적으로 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 상기 제 2 전압보다 큰 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 좌측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 이들 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측의 전극 순으로 점진적으로 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 큰 전압에서 작은 전압이 인가되도록 하며, 상기 중앙부 부분영역 우측에 위치하는 각 부분영역에 있어서는 각 부분영역 내에 구비된 전극에 대해 그 최 좌측 전극으로부터 최 우측 전극 순으로 점진적으로 상기 제 1 전압과의 차이의 절대값이 작은 값 에서 큰 값을 갖는 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정렌즈 구동방법.A positive first voltage is applied to the common electrode and the shielding electrode, and a difference between the first voltage and the electrode positioned in the center portion of the central portion is the center portion of the odd portion of the odd region. The second voltage having the smallest absolute value of is applied. For each electrode positioned on both sides thereof, a voltage with a greater absolute value than the second voltage is gradually applied to each of the electrodes positioned on both sides thereof. In each of the partial regions located to the left of the central portion, the absolute value of the difference with the first voltage is gradually increased from the leftmost electrode to the rightmost electrode with respect to the electrodes provided in the respective partial regions. A small voltage is applied from the voltage, and each part is located at the right side of the central part area. The liquid crystal lens driving method, characterized in that for the electrode provided in the region that best that this voltage has a value in the absolute value of a value of the difference with the first voltage as a gradual rightmost electrode in order from the left side electrode. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제 2 전압을 포함하여 상기 각 전극에 인가되는 전압은 상기 공통전극에 인가되는 제 1 전압보다 모두 큰 값을 갖는 전압이 인가되거나 또는 모두 작은 값을 갖는 전압이 인가되는 것이 특징인 액정렌즈 구동방법.The voltage applied to each electrode, including the second voltage, is applied to a voltage having a value greater than all of the first voltages applied to the common electrode, or a voltage having a value less than all is applied. Way.
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