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KR102000143B1 - Switchable image display device - Google Patents

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KR102000143B1
KR102000143B1 KR1020120081792A KR20120081792A KR102000143B1 KR 102000143 B1 KR102000143 B1 KR 102000143B1 KR 1020120081792 A KR1020120081792 A KR 1020120081792A KR 20120081792 A KR20120081792 A KR 20120081792A KR 102000143 B1 KR102000143 B1 KR 102000143B1
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KR
South Korea
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liquid crystal
substrates
crystal molecules
pattern
crystal layer
Prior art date
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KR1020120081792A
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Korean (ko)
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KR20140014792A (en
Inventor
이중하
최수석
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시하는 전환방식 영상표시장치에 관한 것으로, 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 표시패널 상부에 위치하고, 제1 및 제2기판과 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 시역패널을 포함하고, 전기장이 인가되지 않았을 때 상기 액정층의 액정분자들은 나선축이 상기 제1 및 제2기판에 평행한 나선 구조를 가지고 배열되며, 전기장이 인가되었을 때 상기 액정층의 액정분자들은 상기 제1 및 제2기판에 수직하게 배열되는 전환방식 영상표시장치를 제공한다.The present invention relates to a switching type image display apparatus for displaying a two-dimensional image and a three-dimensional image, the apparatus comprising: a display panel for displaying an image; And a viewing panel disposed above the display panel and including a first and second substrates and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates, wherein when no electric field is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned with a spiral axis Wherein the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are arranged in a direction perpendicular to the first and second substrates when the electric field is applied to the first and second substrates, .

Description

전환방식 영상표시장치{SWITCHABLE IMAGE DISPLAY DEVICE}{SWITCHABLE IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시하는 전환방식 영상표시장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display apparatus, and more particularly, to a switching image display apparatus for displaying a two-dimensional image and a three-dimensional image.

인간이 영상의 깊이와 입체를 느끼는 요인으로는 두 눈 사이 간격에 의한 양안시차 외에도 심리적, 기억적 요인이 있으며, 이에 따라 3차원 입체영상 표시기술 역시 관찰자에게 어느 정도의 3차원 영상정보를 제공할 수 있는지를 기준으로 통상 부피표현방식(volumetric type), 3차원표현방식(holographic type), 입체감표현방식(stereoscopic type)으로 구분된다. In addition to the binocular disparity due to the interval between the two eyes, the psychological and memory factors are factors for the human to feel the depth and stereoscopic effect of the image. Accordingly, the three-dimensional stereoscopic image display technology also provides a degree of three- (Volumetric type), a three-dimensional (holographic) type, and a stereoscopic type (stereoscopic type).

부피표현방식은 심리적인 요인과 흡입효과에 의해 깊이 방향에 대한 원근감이 느껴지도록 하는 방법으로서, 투시도법, 중첩, 음영과 명암, 움직임 등을 계산에 의해 표시하는 3차원 컴퓨터그래픽 또는 관찰자에게 시야각이 넓은 대화면을 제공하여 그 공간 내로 빨려 들어가는 것 같은 착시현상을 불러일으키는 이른바 아이맥스 영화 등에 응용되고 있다. The volume expression method is a method for making the perspective of the depth direction to be perceived by the psychological factors and the suction effect. It is a three-dimensional computer graphic that displays the perspective method, overlapping, shading and contrast, So-called "IMAX" movies, which give rise to a phenomenon of optical illusion that is provided to a large screen and sucked into the space.

그리고, 3차원표현방식은 가장 완전한 입체영상 표시기술로서, 레이저광 재생 홀로그래피 내지 백색광 재생 홀로그래피로 대표될 수 있다. The three-dimensional representation is the most complete stereoscopic image display technology, and can be represented by laser light reproduction holography or white light reproduction holography.

또한, 입체감표현방식은 양안의 생리적 요인을 이용하는 입체감을 느끼는 방식으로, 구체적으로 약 65㎜정도 떨어져 있는 좌우안에 시차정보가 포함된 평면의 연관영상을 제공하면　뇌가 이들을 융합하는 과정에서 표시면 전후의 공간정보를 생성해 입체감을 느끼는 능력, 즉 스테레오그라피(stereography)를 이용한 것이다. In addition, the three-dimensional representation method is a method of feeling stereoscopic effect using physiological factors of both eyes. Specifically, when providing an association image of a plane including parallax information on the left and right sides separated by about 65 mm, The ability to generate spatial information of a stereoscopic image and to sense a stereoscopic effect, that is, stereography.

이러한 입체감표현방식은 다안상 표시방식이라 불리며, 실질적인 입체감 생성위치에 따라 관찰자가 특수안경을 착용하는 안경방식 또는 표시면 측의 패럴랙스 베리어(parallax barrier)나 렌티큘러(lenticular) 또는 인테그럴(integral) 등의 렌즈 어레이(lens array)를 이용하는 무안경 방식으로 구분될 수 있다. This stereoscopic effect expression system is called a multi-view display system. Depending on the position of actual stereoscopic effect generation, an observer wears special glasses or a parallax barrier, a lenticular, or an integral lens, And a non-eyeglass system using a lens array such as a lens array.

특히 무안경 방식의 3차원 영상표시장치는, 좌우안 영상을 표시하는 표시패널과, 표시패널의 상부 또는 하부에 배치되는 패럴랙스 베리어 또는 렌즈 어레이를 포함하는데, 사용자가 별도의 도구 없이 입체영상을 볼 수 있다는 점에서 활발히 개발되고 있다. Particularly, the three-dimensional image display apparatus of the non-eyeglass type includes a display panel for displaying left and right images, and a parallax barrier or lens array disposed at the upper portion or the lower portion of the display panel. It is being actively developed because it can be seen.

여기서, 패럴랙스 베리어 또는 렌즈 어레이는, 전극이 형성된 2개의 기판과. 2개의 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되는 시역(viewing zone)패널의 형태로 형성할 수 있으며, 이 경우 인가되는 전압에 따라 시역패널이 단순한 광투과수단 또는 시역생성수단의 역할을 하도록 함으로써, 3차원 영상표시장치가 2차원 영상 또는 3차원 영상을 선택적으로 표시하도록 할 수 있다. Here, the parallax barrier or the lens array includes two substrates on which electrodes are formed. The display panel may be formed in the form of a viewing zone panel composed of liquid crystal layers sandwiched between two substrates. In this case, the viewing panel serves as a simple light transmitting means or a viewing zone generating means in accordance with the applied voltage, The three-dimensional image display apparatus can selectively display the two-dimensional image or the three-dimensional image.

이러한 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시하는 전환방식 영상표시장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. A switching type image display apparatus for displaying two-dimensional images and three-dimensional images will be described with reference to the drawings.

도 1a와 도 1b는 종래의 전환방식 영상표시장치의 일례를 도시한 단면도이다. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating an example of a conventional switching image display apparatus.

도 1a와 도 1b에 도시한 바와 같이, 종래의 전환방식 영상표시장치는 영상을 표시하는 표시패널(10) 상부에 편광변조패널(20)과 렌즈시트(lens sheet, 30)를 포함한다. As shown in FIGS. 1A and 1B, a conventional switching image display apparatus includes a polarization modulation panel 20 and a lens sheet 30 on a display panel 10 for displaying an image.

편광변조패널(20)은 제1 및 제2기판(22, 24)과 두 기판(22, 24) 사이에 개재된 비틀림 네마틱(twisted nematic) 액정층(26)을 포함한다. 도시하지 않았지만, 제1 및 제2기판(22, 24) 내측 전면에는 각각 전극이 형성된다.The polarization modulation panel 20 includes a twisted nematic liquid crystal layer 26 interposed between the first and second substrates 22 and 24 and the two substrates 22 and 24. Although not shown, electrodes are formed on the inner surface of the first and second substrates 22 and 24, respectively.

렌즈시트(30)는 제3 및 제4기판(32, 34)과 두 기판(32, 34) 사이에 액정물질로 이루어진 렌즈층(36)을 포함하며, 렌즈층(36) 상부에는 평탄화를 위한 수지층(resin layer; 38)이 형성된다. The lens sheet 30 includes a lens layer 36 made of a liquid crystal material between the third and fourth substrates 32 and 34 and the two substrates 32 and 34. Above the lens layer 36, A resin layer 38 is formed.

이러한 전환방식 영상표시장치에서는, 도 1a에 도시한 바와 같이, 편광변조패널(20)의 액정층(26)에 전기장이 인가되지 않을 경우, 액정층(26)은 표시패널(10)로부터의 영상의 편광상태를 변화시키고, 편광상태가 변화된 영상은 렌즈시트(30)를 그대로 통과하게 되어 2차원 영상이 표시된다.1A, when an electric field is not applied to the liquid crystal layer 26 of the polarization modulation panel 20, the liquid crystal layer 26 is moved from the display panel 10 to the display panel 10 And the image in which the polarization state is changed passes through the lens sheet 30 as it is, and a two-dimensional image is displayed.

반면, 도 1b에 도시한 바와 같이, 편광변조패널(20)의 액정층(26)에 전기장이 인가될 경우, 액정층(26)의 액정분자는 제1 및 제2기판(22, 24)에 수직하게 배열하게 되고, 표시패널(10)로부터의 영상은 액정층(26)을 통과하면서 편광상태가 변하지 않게 되며, 편광상태가 변화되지 않은 영상은 렌즈시트(30)를 통과하면서 굴절되어 3차원 영상이 표시된다. 1B, when an electric field is applied to the liquid crystal layer 26 of the polarization modulation panel 20, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 26 are applied to the first and second substrates 22 and 24 The image from the display panel 10 passes through the liquid crystal layer 26 and the polarization state does not change. An image in which the polarization state is not changed is refracted while passing through the lens sheet 30, The image is displayed.

그런데, 이러한 종래의 전환방식 영상표시장치는 2차원 영상모드와 3차원 영상 모드의 전환을 위해 편광변조패널(20)과 렌즈시트(30)의 두 구성요소를 필요로 하므로, 비용이 높아지는 단점이 있다.However, since the conventional switching type image display device requires two components, that is, the polarization modulation panel 20 and the lens sheet 30, for switching between the two-dimensional image mode and the three-dimensional image mode, have.

도 2a와 도 2b는 종래의 전환방식 영상표시장치의 다른 예를 도시한 단면도이다. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating another example of a conventional switching image display apparatus.

도 2a와 도 2b에 도시한 바와 같이, 종래의 전환방식 영상표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널(50)과, 표시패널(50) 상부에 배치되는 렌즈 어레이(60)를 포함한다.As shown in Figs. 2A and 2B, the conventional switching type video display device includes a display panel 50 for displaying an image and a lens array 60 disposed on the display panel 50. Fig.

렌즈 어레이(60)는 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(62, 72)과 제1 및 제2기판(62, 72) 사이에 개재되는 액정층(80)을 포함한다. The lens array 60 includes first and second substrates 62 and 72 spaced apart from each other and a liquid crystal layer 80 interposed between the first and second substrates 62 and 72.

제1기판(62) 상부에는 서로 이격되는 다수의 제1전극(64)이 형성되고, 다수의 제1전극(64) 상부에는 절연층(66)이 형성되며, 절연층(66) 상부에는 서로 이격되는 다수의 제2전극(68)이 형성된다. A plurality of first electrodes 64 are formed on the first substrate 62 and a plurality of first electrodes 64 are formed on the first substrate 62. An insulating layer 66 is formed on the plurality of first electrodes 64, A plurality of spaced second electrodes 68 are formed.

여기서, 다수의 제1전극(64)은 다수의 제2전극(68)의 이격구간에 대응되고, 다수의 제2전극(68)은 다수의 제1전극(64)의 이격구간에 대응되도록 형성되어, 다수의 제1전극(64)과 다수의 제2전극(68)은 서로 교대로 배치된다.The plurality of first electrodes 64 correspond to the spacing intervals of the plurality of second electrodes 68 and the plurality of second electrodes 68 correspond to the spacing intervals of the plurality of first electrodes 64 So that the plurality of first electrodes 64 and the plurality of second electrodes 68 are alternately arranged.

제2기판(72) 하부 전면에는 제3전극(74)이 형성되고, 액정층(80)은 제1기판(72) 상부의 다수의 제2전극(68)과 제2기판(72) 하부의 제3전극(74) 사이에 형성된다. A third electrode 74 is formed on the lower surface of the second substrate 72 and the liquid crystal layer 80 is formed on the lower surface of the second substrate 72 and the second electrodes 68 on the first substrate 72, And is formed between the third electrodes 74.

다수의 제1전극(64)과 다수의 제2전극(68) 및 제3전극(74)에는 각각 제1, 제2 및 제3전압이 인가되는데, 제1, 제2 및 제3전압을 적절하게 조절하여 렌즈 어레이(60)가 단순히 입사광을 투과시키는 역할을 하도록 하거나 입사광을 구분하여 집중시키는 렌즈의 역할을 하도록 할 수 있으며, 그 결과 전환방식 영상표시장치는 2차원 영상모드 또는 3차원 영상모드 에서 동작할 수 있다. The first, second, and third voltages are applied to the plurality of first electrodes 64, the plurality of second electrodes 68, and the third electrodes 74, respectively. The first, second, So that the lens array 60 may simply serve as a transmitting lens for incident light or a lens for focusing and focusing the incident light. As a result, the switching type image display device may be a two-dimensional image mode or a three- Lt; / RTI >

예를 들어, 전환방식 영상표시장치가 2차원 영상모드로 구동될 경우, 도 2a에 도시한 바와 같이, 표시패널(50)은 하나의 영상을 표시하고, 모두 동일한 값으로 설정된 제1, 제2 및 제3전압이 다수의 제1전극(64)과 다수의 제2전극(68) 및 제3전극(74)에 각각 인가되어 전기장이 생성되지 않으며, 렌즈 어레이(60)는 단순 유리판과 같이 굴절 없이 표시패널(50)의 하나의 영상을 그대로 투과시키고, 그 결과 사용자는 2차원 영상을 시청하게 된다.For example, when the switching type image display apparatus is driven in the two-dimensional image mode, as shown in FIG. 2A, the display panel 50 displays one image, and the first and second And the third voltage are applied to the plurality of first electrodes 64, the plurality of second electrodes 68 and the third electrodes 74, respectively, so that an electric field is not generated. The lens array 60, like the simple glass plate, So that one image of the display panel 50 is transmitted as it is, and as a result, the user views the two-dimensional image.

그리고, 전환방식 영상표시장치가 3차원 영상모드로 구동될 경우, 도 2b에 도시한 바와 같이, 표시패널(50)은 좌안 영상 및 우안 영상을 표시하고, 서로 상이한 값으로 설정된 제1, 제2 및 제3전압이 다수의 제1전극(64), 다수의 제2전극(68) 및 제3전극(74)에 각각 인가되어 전기장이 생성되며, 렌즈 어레이(60)의 액정층(80)의 액정분자들은 렌즈 모양을 형성하도록 배열되어, 표시패널(50)의 좌안 영상 및 우안 영상을 분리하여 서로 다른 시역(viewing zone)으로 전달하고, 그 결과 사용자는 3차원 영상을 시청하게 된다. 2B, the display panel 50 displays the left eye image and the right eye image, and displays the first and second images, which are set to different values, as shown in FIG. 2B, And the third voltage are applied to the plurality of first electrodes 64, the plurality of second electrodes 68 and the third electrodes 74 to generate an electric field and the liquid crystal layer 80 of the lens array 60 The liquid crystal molecules are arranged so as to form a lens shape so that the left eye image and the right eye image of the display panel 50 are separated and transmitted to different viewing zones, and as a result, the user views the three-dimensional image.

그런데, 이러한 전환방식 영상표시장치는, 다수의 제1 및 제2전극(64, 68)과 같은 패턴 전극의 상부에서 불균일한 전기장이 발생하여 원하는 렌즈 형상을 발현시킬 수 없다. 또한, 각각의 패턴 전극 사이에는 일정한 간격을 형성하게 되는데, 이론적으로 무한대 개수의 패턴을 형성하지 않는 이상, 유한한 개수의 전압 분배(voltage split)에 의하여 연속적인 렌즈 형상을 생성할 수 없다. 따라서, 고품질의 영상을 얻기가 어렵다.
However, in such a switching type image display apparatus, a non-uniform electric field is generated at an upper portion of a pattern electrode such as a plurality of first and second electrodes 64 and 68, and a desired lens shape can not be expressed. In addition, a uniform gap is formed between each of the pattern electrodes. However, a continuous lens shape can not be generated by a finite number of voltage splits unless a theoretical infinite number of patterns is formed. Therefore, it is difficult to obtain a high-quality image.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비용을 줄이고 연속적 렌즈 역할이 가능한 단일 시역패널을 포함하는 전환방식 영상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a switching type image display apparatus including a single viewing panel that can reduce costs and function as a continuous lens.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전환방식 영상표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 표시패널 상부에 위치하고, 제1 및 제2기판과 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 시역패널을 포함하고, 전기장이 인가되지 않았을 때 상기 액정층의 액정분자들은 나선축이 상기 제1 및 제2기판에 평행한 나선 구조를 가지고 배열되며, 전기장이 인가되었을 때 상기 액정층의 액정분자들은 상기 제1 및 제2기판에 수직하게 배열된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a switching type video display device including: a display panel for displaying an image; And a viewing panel disposed above the display panel and including a first and second substrates and a liquid crystal layer formed between the first and second substrates, wherein when no electric field is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned with a spiral axis Are arranged with a helical structure parallel to the first and second substrates and when the electric field is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are arranged perpendicular to the first and second substrates.

상기 액정층은 상기 액정분자들에 모노머나 폴리머 또는 카이랄 도펀트가 혼합되어 있는 액정혼합물을 포함한다.The liquid crystal layer includes a liquid crystal mixture in which the liquid crystal molecules are mixed with a monomer, a polymer or a chiral dopant.

상기 제1기판 내면에 서로 다른 물질의 제1패턴과 제2패턴이 번갈아 형성되고, 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 사이의 거리는 상기 나선 구조의 1/4 피치이다.A first pattern and a second pattern of different materials are alternately formed on the inner surface of the first substrate, and a distance between the first pattern and the second pattern is a quarter pitch of the helical structure.

상기 제1패턴과 상기 제2패턴의 각각은 유기물이나 무기물 또는 금속물질로 이루어진다.Each of the first pattern and the second pattern is made of an organic material, an inorganic material, or a metallic material.

또는, 상기 제1패턴은 수직배향막이고, 상기 제2패턴은 수평배향막이다.Alternatively, the first pattern is a vertical alignment film, and the second pattern is a horizontal alignment film.

상기 제1기판 내면에 배향막이 형성되고, 상기 배향막은 상기 나선 구조의 1/4 피치마다 서로 다른 제1노광량과 제2노광량에 번갈아 노출된다.An orientation film is formed on the inner surface of the first substrate, and the orientation film is alternately exposed to a first exposure amount and a second exposure amount which are different from each other by 1/4 pitch of the helical structure.

상기 배향막은 수평배향막이고, 상기 제1노광량은 상기 제2노광량보다 크며, 상기 제1노광량에 대응하는 영역의 상기 액정분자들은 상기 제1 및 제2기판에 수평하게 배열되고, 상기 제2노광량에 대응하는 영역의 상기 액정분자들은 상기 제1 및 제2기판에 수직하게 배열된다.Wherein the alignment film is a horizontal alignment film, the first exposure amount is larger than the second exposure amount, the liquid crystal molecules in a region corresponding to the first exposure amount are arranged horizontally on the first and second substrates, The liquid crystal molecules of the corresponding region are arranged perpendicular to the first and second substrates.

상기 액정층 내에 상기 나선 구조의 1/2 피치마다 격벽이 형성된다.A partition wall is formed in the liquid crystal layer every half pitch of the helical structure.

상기 격벽은 반응성 메조겐이나 아크릴로 이루어지고, 상기 격벽 사이에 수평배향막 패턴이 형성된다. The barrier rib is made of reactive mesogen or acrylic, and a horizontal alignment film pattern is formed between the barrier ribs.

상기 격벽은 폴리머로 이루어지고, 상기 격벽 사이에 수직배향막 패턴이 형성된다.
The barrier rib is made of a polymer, and a vertical alignment film pattern is formed between the barrier ribs.

본 발명에 따른 전환방식 영상표시장치에서는, 나선축이 기판에 평행한 나선 구조의 액정층을 이용하여 단일 시역패널을 형성함으로써, 연속적인 렌즈의 형성이 가능하며, 비용을 줄이고 고품질의 영상을 제공할 수 있다.
In the switched-mode image display apparatus according to the present invention, a single field-of-view panel is formed by using a liquid crystal layer having a spiral structure parallel to the substrate, a continuous lens can be formed, can do.

도 1a와 도 1b는 종래의 전환방식 영상표시장치의 일례를 도시한 단면도이다.
도 2a와 도 2b는 종래의 전환방식 영상표시장치의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 3차원 영상모드 및 2차원 영상모드에서의 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전환방식 영상표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 시역패널의 구조를 도시한 단면도이다. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating an example of a conventional switching image display apparatus.
2A and 2B are cross-sectional views illustrating another example of a conventional switching image display apparatus.
3A and 3B are cross-sectional views illustrating a switching type image display apparatus according to a preferred embodiment of the present invention in a three-dimensional image mode and a two-dimensional image mode, respectively.
4A to 4D are cross-sectional views illustrating a structure of a field-of-view panel according to an embodiment of the present invention.

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

도 3a 및 도 3b는 각각 3차원 영상모드 및 2차원 영상모드에서의 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전환방식 영상표시장치를 도시한 단면도이다. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a switching type image display apparatus according to a preferred embodiment of the present invention in a three-dimensional image mode and a two-dimensional image mode, respectively.

도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전환방식 영상표시장치는 영상을 표시하는 표시패널(110)과, 표시패널(110) 상부의 편광판(120)과, 편광판(120) 상부의 시역패널(130)을 포함한다. 3A and 3B, the switching type image display apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes a display panel 110 for displaying an image, a polarizer 120 on the display panel 110, And a viewing panel 130 on top of the viewing panel 120.

표시패널(150)은, 서로 마주보며 이격된 하부 및 상부기판(112, 114)과, 하부 및 상부기판(112, 114) 사이에 형성된 액정층(116)을 포함한다. 예를 들어, 표시패널(110)에는 다수의 좌안 화소 및 우안 화소(Pl, Pr)가 정의되며, 다수의 좌안 화소 및 우안 화소(Pl, Pr)는 번갈아 배치된다. The display panel 150 includes lower and upper substrates 112 and 114 facing each other and a liquid crystal layer 116 formed between the lower and upper substrates 112 and 114. For example, a plurality of left eye pixels and right eye pixels Pl and Pr are defined on the display panel 110, and a plurality of left eye pixels and right eye pixels Pl and Pr are alternately arranged.

도시하지는 않았지만, 하부 및 상부기판(112, 114) 내면에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성될 수 있으며, 화소전극에는 데이터 전압이 인가되고 공통전극에는 공통전압이 인가되어 액정층(116)이 구동된다.Although not shown, a pixel electrode and a common electrode may be formed on the inner surfaces of the lower and upper substrates 112 and 114, respectively. A data voltage is applied to the pixel electrode and a common voltage is applied to the common electrode, do.

여기서, 표시패널(150)을 액정표시패널인 경우를 예로 설명하였으나, 표시패널(150)은 유기전기발광표시패널일 수 있다. Although the display panel 150 is a liquid crystal display panel, the display panel 150 may be an organic electroluminescence display panel.

편광판(120)은 광투과축에 평행한 선편광만을 통과시키며, 표시패널(150)이 액정표시패널일 경우, 편광판(120)의 광투과축과 수직한 방향의 광투과축을 갖는 편광판(도시하지 않음)이 표시패널(150) 하부에 더 배치된다. The polarizing plate 120 transmits only linearly polarized light parallel to the light transmission axis. When the display panel 150 is a liquid crystal display panel, a polarizing plate (not shown) having a light transmission axis in a direction perpendicular to the light transmission axis of the polarizing plate 120 Is further disposed below the display panel 150. [

그리고, 시역패널(160)은, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(132, 134)과, 제1 및 제2기판(132, 134) 사이에 형성된 액정층(140)을 포함한다. The viewing area panel 160 includes first and second substrates 132 and 134 spaced apart from each other and a liquid crystal layer 140 formed between the first and second substrates 132 and 134.

제1기판(132) 상부 전면에는 제1전극(136)이 형성되고, 제2기판(134) 하부 전면에는 제2전극(138)이 형성되며, 액정층(140)은 제1기판(132) 상부의 제1전극(136)과 제2기판(134) 하부의 제2전극(138) 사이에 형성된다. A first electrode 136 is formed on the entire upper surface of the first substrate 132 and a second electrode 138 is formed on the entire lower surface of the second substrate 134. The liquid crystal layer 140 is formed on the first substrate 132, Is formed between the first electrode 136 on the upper side and the second electrode 138 on the lower side of the second substrate 134.

여기서, 액정층(140)은 액정분자들에 모노머(monomer)나 폴리머(polymer) 또는 카이랄 도펀트(chiral dopant)가 혼합된 액정 혼합물을 포함하며, 액정 분자들은 제1 및 제2기판(132, 134)에 평행한 나선축(helix axis)를 가지고 나선 구조(helix structure)를 형성하도록 배열된다. Here, the liquid crystal layer 140 includes a liquid crystal mixture in which a monomer, a polymer, or a chiral dopant is mixed with the liquid crystal molecules, and the liquid crystal molecules are mixed with the first and second substrates 132, 134 to form a helix structure with a helix axis.

이때, 액정층(140)의 나선 피치(helix pitch)를 조절하면 연속적인 렌즈 형상을 얻을 수 있으며, 액정층(140)이 단순히 입사광을 투과시키는 역할을 하도록 하거나, 입사광을 분리하여 상이한 방향으로 출사하는 가상의 액정렌즈의 역할을 하도록 함으로써, 전환방식 영상표시장치를 2차원 영상모드 또는 3차원 영상모드로 구동할 수 있다. At this time, by controlling the helix pitch of the liquid crystal layer 140, a continuous lens shape can be obtained and the liquid crystal layer 140 can be made to merely transmit the incident light, or the incident light can be separated, So that the switching type image display apparatus can be driven in the two-dimensional image mode or the three-dimensional image mode.

예를 들어, 전환방식 영상표시장치가 3차원 영상모드로 구동될 경우, 도 3a에 도시한 바와 같이, 표시패널(110)의 좌안 및 우안 화소(Pl, Pr)는 각각 좌안 영상과 우안 영상을 번갈아 표시하고 하고, 제1전극(136)과 제2전극(138) 사이에 전기장이 인가되지 않아 액정층(140)의 액정분자들은 나선 구조를 가지고 배열되어 연속적인 액정렌즈를 형성하며, 시역패널(130)은 표시패널(110)의 영상을 분리하여 좌안 영상은 좌안 시역으로 전달하고 우안 영상은 우안 시역으로 전달함으로써, 좌안 영상 및 우안 영상의 합성에 의한 3차원 영상을 표시하게 된다. For example, when the switching type image display apparatus is driven in the three-dimensional image mode, as shown in FIG. 3A, the left and right eye pixels Pl and Pr of the display panel 110 respectively display the left eye image and the right eye image And an electric field is not applied between the first electrode 136 and the second electrode 138 so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 140 are arranged with a spiral structure to form a continuous liquid crystal lens, Dimensional image by combining the left eye image and the right eye image by separating the image of the display panel 110, delivering the left eye image to the left eye view region, and transmitting the right eye image to the right eye region.

그리고, 전환방식 액정표시장치가 2차원 영상모드로 구동될 경우, 도 3b에 도시한 바와 같이, 표시패널(110)의 좌안 및 우안 화소(Pl, Pr)는 각각 2차원 영상의 단위영상들을 표시하고, 제1전극(136)과 제2전극(138) 사이에 전기장이 인가되어 액정층(140)의 액정분자들은 제1 및 제2기판(132, 134)에 수직하게 배열되며, 시역패널(130)은 단순 유리판과 같이 표시패널(110)의 영상을 그대로 투과시킴으로써, 2차원 영상을 표시하게 된다. When the switching type liquid crystal display device is driven in the two-dimensional image mode, the left and right eye pixels Pl and Pr of the display panel 110 display unit images of the two-dimensional image, respectively, as shown in FIG. 3B And an electric field is applied between the first electrode 136 and the second electrode 138 so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 140 are vertically arranged on the first and second substrates 132 and 134, 130 transmit the image of the display panel 110 as it is, such as a simple glass plate, to display a two-dimensional image.

이와 같이, 본 발명에서는 단일 시역패널을 이용하여 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시하는데, 단일 시역패널이 연속적인 렌즈 역할을 하도록 함으로써, 비용을 줄이고 고품질의 영상을 제공할 수 있다.
As described above, in the present invention, a two-dimensional image and a three-dimensional image are displayed using a single view panel, and a single view panel serves as a continuous lens, thereby reducing costs and providing high-quality images.

본 발명에 따른 나선 구조를 가지는 액정층을 포함하는 시역패널에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. A viewing area panel including a liquid crystal layer having a spiral structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 시역패널의 구조를 도시한 단면도이며, 도 3a와 마찬가지로 전기장이 인가되지 않은 경우를 도시한다. FIGS. 4A to 4D are cross-sectional views illustrating a structure of a field-of-view panel according to an embodiment of the present invention, in which an electric field is not applied as in FIG. 3A.

도 4a 내지 도 4d에 도시한 바와 같이, 내면에 제1 및 제2전극(136, 138)이 각각 형성된 제1 및 제2기판(132, 134) 사이에 액정혼합물을 주입하고, 액정이 등방성(isotropic) 상에서 카이랄 네마틱(chiral nematic) 상이 될 때까지 온도를 빠르게 낮추어, 제1 및 제2기판(132, 134)에 평행한 나선축을 가지는 나선 구조의 액정층(140)을 형성한다. 여기서, 온도를 낮추는 동안 전압이 인가될 수 있으며, 액정혼합물은 액정분자들에 모노머(monomer)나 폴리머(polymer) 또는 카이랄 도펀트(chiral dopant)가 첨가된 것일 수 있다. 4A to 4D, a liquid crystal mixture is injected between the first and second substrates 132 and 134 having the first and second electrodes 136 and 138 formed on the inner surface thereof, the liquid crystal layer 140 having a helical structure having a helical axis parallel to the first and second substrates 132 and 134 is formed by rapidly lowering the temperature until it becomes a chiral nematic phase on the first substrate 132 and the second substrate 132. Here, the voltage may be applied while lowering the temperature, and the liquid crystal mixture may be a liquid crystal molecule to which a monomer, a polymer, or a chiral dopant is added.

이때, 액정층(140)이 나선 구조를 가지도록 하면서 나선 피치(helix pitch)를 조절하기 위해 다양한 구조 및 방법이 사용될 수 있다. At this time, various structures and methods can be used to control the helix pitch while making the liquid crystal layer 140 have a spiral structure.

먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 제1기판(132) 내면, 보다 상세하게는 제1전극(136) 상부에, 서로 다른 물질로 이루어진 다수의 제1패턴(212)과 다수의 제2패턴(214)이 서로 번갈아 형성된다. 여기서, 제1패턴(212)과 제2패턴(214) 사이의 거리는 나선 피치(p)의 1/4이 되며, 인접한 제1패턴(212) 사이의 거리 및 인접한 제2패턴(214) 사이의 거리는 나선 피치(p)의 1/2이 된다. 제1 및 제2패턴(212, 214)은 유기물이나 무기물 또는 금속일 수 있다. First, as shown in FIG. 4A, on the inner surface of the first substrate 132, more specifically, on the first electrode 136, a plurality of first patterns 212 made of different materials and a plurality of second patterns 212, (214) are alternately formed. Here, the distance between the first pattern 212 and the second pattern 214 is 1/4 of the helical pitch p, and the distance between the adjacent first patterns 212 and the distance between the adjacent second patterns 214 The distance is 1/2 of the spiral pitch (p). The first and second patterns 212 and 214 may be organic, inorganic, or metal.

물질마다 배향 정도가 다르므로, 제1패턴(212)과 제2패턴(214)을 서로 다른 물질로 형성할 경우, 일례로, 제1패턴(212) 상부의 액정분자(142)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되고, 제2패턴(214) 상부의 액정분자(142)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행하게 배열되며, 제1패턴(212)과 제2패턴(214) 사이의 액정분자들(142)은 제1패턴(212)에서 제2패턴(214)으로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 작아지면서 연속적으로 배열된다. 따라서, 전기장이 인가되지 않았을 때, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행하게 배열되고, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b) 사이의 제3액정분자(142c)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되며, 제1액정분자(142a)에서 제3액정분자(142c)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 커지면서 연속적으로 배열되고, 제3액정분자(142c)에서 제2액정분자(142b)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 작아지면서 연속적으로 배열되어, 액정층(140)의 액정분자들(142)은 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행한 나선축을 가지는 나선 구조로 배열된다. When the first pattern 212 and the second pattern 214 are formed of different materials, for example, the liquid crystal molecules 142 on the first pattern 212 may be aligned with the first and second patterns 212 and 214, The liquid crystal molecules 142 on the second pattern 214 are arranged in parallel to the first and second substrates 132 and 134 and the liquid crystal molecules 142 on the first and second substrates 132 and 134 are arranged perpendicular to the second substrate 132 and 134, The liquid crystal molecules 142 between the first pattern 212 and the second pattern 214 are inclined at an angle tilted with respect to the first and second substrates 132 and 134 from the first pattern 212 to the second pattern 214 Are continuously arranged. Accordingly, when no electric field is applied, the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are arranged in parallel with the first and second substrates 132 and 134, and the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are aligned parallel to the first and second substrates 132 and 134, The third liquid crystal molecules 142c between the first liquid crystal molecules 142a and the second liquid crystal molecules 142c are arranged perpendicular to the first and second substrates 132 and 134, The first and second substrates 132 and 134 are continuously arranged with an inclined angle with respect to the second substrates 132 and 134 and the first and second substrates 132 and 134 are arranged continuously from the third liquid crystal molecule 142c to the second liquid crystal molecule 142b And the liquid crystal molecules 142 of the liquid crystal layer 140 are arranged in a spiral structure having a helical axis parallel to the first and second substrates 132 and 134. In this case,

여기서, 제1패턴(212)과 제2패턴(214) 사이의 간격을 조절하여 나선 피치(p)를 조절할 수 있다.Here, the spacing between the first pattern 212 and the second pattern 214 may be adjusted to adjust the spiral pitch p.

한편, 제1패턴(212)은 수직배향막으로 형성하고, 제2패턴(214)은 수평배향막으로 형성하여 동일한 결과를 얻을 수 있다.Meanwhile, the first pattern 212 may be formed as a vertical alignment film, and the second pattern 214 may be formed as a horizontal alignment film to obtain the same result.

또는, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1기판(132) 내면, 보다 상세하게는 제1전극(136) 상부에, 배향막(222)을 형성하고, 위치에 따라 노광량을 다르게 한다. 즉, 배향막(222)을 나선 피치(p)의 1/4마다 서로 다른 제1노광량과 제2노광량에 번갈아 노출한다.Alternatively, as shown in FIG. 4B, the alignment film 222 is formed on the inner surface of the first substrate 132, more specifically, on the first electrode 136, and the exposure amount is made different depending on the position. That is, the alignment film 222 is alternately exposed to the first exposure amount and the second exposure amount which are different every 1/4 of the helical pitch p.

수평배향막의 경우, 노광량이 강하면 액정분자는 기판에 대해 누우려는 성질을 가지며, 노광량이 약하면 액정분자는 기판에 대해 서려는 성질을 가진다. 반대로, 수직배향막의 경우, 노광량이 강하면 액정분자는 기판에 대해 서려는 성질을 가지며, 노광량이 약하면 액정분자는 기판에 대해 누우려는 성질을 가진다.In the case of the horizontal alignment film, the liquid crystal molecules have a property to lie against the substrate when the exposure amount is strong, and the liquid crystal molecules have a property to stray toward the substrate when the exposure amount is weak. On the contrary, in the case of the vertical alignment film, the liquid crystal molecules have the property of striking against the substrate when the exposure amount is strong, and the liquid crystal molecules have the property of lying against the substrate when the exposure amount is weak.

일례로, 도 4b의 배향막(222)이 수평배향막일 경우, 제1노광량은 제2노광량보다 크며, 제1노광량에 노출된 영역의 액정분자들(142)은 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행하게 배열되고, 제2노광량에 노출된 영역의 액정분자들(142)은 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되며, 제1노광량에 노출된 영역과 제2노광량에 노출된 영역 사이의 액정분자들(142)은 제1노광량에 노출된 영역에서 제2노광량에 노출된 영역으로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 커지면서 연속적으로 배열된다. 따라서, 전기장이 인가되지 않았을 때, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행하게 배열되고, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b) 사이의 제3액정분자(142c)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되며, 제1액정분자(142a)에서 제3액정분자(142c)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 커지면서 연속적으로 배열되고, 제3액정분자(142c)에서 제2액정분자(142b)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 작아지면서 연속적으로 배열되어, 액정층(140)의 액정분자들(142)은 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행한 나선축을 가지는 나선 구조로 배열된다.For example, when the alignment film 222 of FIG. 4B is a horizontal alignment film, the first exposure amount is larger than the second exposure amount, and the liquid crystal molecules 142 in the region exposed to the first exposure amount are formed on the first and second substrates 132, 134, and the liquid crystal molecules 142 in the region exposed to the second exposure amount are arranged in a direction perpendicular to the first and second substrates 132, 134, and the regions exposed to the first exposure amount The liquid crystal molecules 142 between the regions exposed to the second exposure amount are inclined with respect to the first and second substrates 132 and 134 toward the region exposed to the second exposure amount in the region exposed to the first exposure amount And are continuously arranged while being enlarged. Accordingly, when no electric field is applied, the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are arranged in parallel with the first and second substrates 132 and 134, and the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are aligned parallel to the first and second substrates 132 and 134, The third liquid crystal molecules 142c between the first liquid crystal molecules 142a and the second liquid crystal molecules 142c are arranged perpendicular to the first and second substrates 132 and 134, The first and second substrates 132 and 134 are continuously arranged with an inclined angle with respect to the second substrates 132 and 134 and the first and second substrates 132 and 134 are arranged continuously from the third liquid crystal molecule 142c to the second liquid crystal molecule 142b And the liquid crystal molecules 142 of the liquid crystal layer 140 are arranged in a spiral structure having a helical axis parallel to the first and second substrates 132 and 134. In this case,

여기서, 제2기판(134) 내면에도 배향막(222)과 동일한 성질을 가지는 배향막이 형성될 수도 있다. Here, an alignment film having the same properties as the alignment film 222 may also be formed on the inner surface of the second substrate 134.

또는, 도 4c에 도시한 바와 같이, 나선 피치(p)의 1/2마다 광중합 반응 등을 통해 반응성 메조겐 격벽이나 아크릴 격벽(232)을 형성하고, 격벽(232) 사이에는 수평배향막 패턴(234)을 형성한다. 격벽(232)과 수평배향막 패턴(234) 사이의 거리는 나선 피치(p)의 1/4이다. 이때, 반응성 메조겐이나 아크릴 격벽(232) 근처의 액정분자(142)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되고, 수평배향막 패턴(234) 상부의 액정분자(142)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수평하게 배열되며, 격벽(232)과 수평배향막 패턴(234) 사이의 액정분자들(142)은 격벽(232)에서 수평배향막 패턴(234)으로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 작아지면서 연속적으로 배열된다. 따라서, 전기장이 인가되지 않았을 때, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행하게 배열되고, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b) 사이의 제3액정분자(142c)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되며, 제1액정분자(142a)에서 제3액정분자(142c)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 커지면서 연속적으로 배열되고, 제3액정분자(142c)에서 제2액정분자(142b)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 작아지면서 연속적으로 배열되어, 액정층(140)의 액정분자들(142)은 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행한 나선축을 가지는 나선 구조로 배열된다.Alternatively, as shown in Fig. 4C, a reactive mesogen barrier wall or an acrylic partition wall 232 is formed by photopolymerization reaction or the like every 1/2 of the helical pitch p, and a horizontal alignment film pattern 234 ). The distance between the barrier ribs 232 and the horizontal alignment film pattern 234 is 1/4 of the helical pitch p. At this time, the liquid crystal molecules 142 near the reactive mesogens or the acrylic partition walls 232 are arranged perpendicular to the first and second substrates 132 and 134, and the liquid crystal molecules 142 on the horizontal alignment film pattern 234, The liquid crystal molecules 142 between the barrier ribs 232 and the horizontal orientation film pattern 234 are horizontally arranged with respect to the first and second substrates 132 and 134. The liquid crystal molecules 142 between the barrier ribs 232 and the horizontal orientation film pattern 234 are horizontally aligned with respect to the horizontal orientation film pattern 234, The angle of inclination with respect to the first and second substrates 132 and 134 decreases. Accordingly, when no electric field is applied, the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are arranged in parallel with the first and second substrates 132 and 134, and the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are aligned parallel to the first and second substrates 132 and 134, The third liquid crystal molecules 142c between the first liquid crystal molecules 142a and the second liquid crystal molecules 142c are arranged perpendicular to the first and second substrates 132 and 134, The first and second substrates 132 and 134 are continuously arranged with an inclined angle with respect to the second substrates 132 and 134 and the first and second substrates 132 and 134 are arranged continuously from the third liquid crystal molecule 142c to the second liquid crystal molecule 142b And the liquid crystal molecules 142 of the liquid crystal layer 140 are arranged in a spiral structure having a helical axis parallel to the first and second substrates 132 and 134. In this case,

여기서, 수평배향막 패턴(234) 대신에, 제1기판(132)이나 제2기판(134) 또는 제1 및 제2기판(132, 134) 전면에는 수평배향막이 형성될 수도 있다.Here, a horizontal alignment film may be formed on the entire surface of the first substrate 132, the second substrate 134, or the first and second substrates 132 and 134 instead of the horizontal alignment film pattern 234.

또는, 도 4d에 도시한 바와 같이, 나선 피치(p)의 1/2마다 광중합 반응 등을 통해 폴리머 격벽(242)을 형성하고, 격벽(242) 사이에는 수직배향막 패턴(244)을 형성한다. 격벽(242)과 수평배향막 패턴(244) 사이의 거리는 나선 피치(p)의 1/4이다. 이때, 폴리머 격벽(242) 근처의 액정분자(142)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수평하게 배열되고, 수직배향막 패턴(244) 상부의 액정분자(142)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되며, 격벽(242)과 수직배향막 패턴(244) 사이의 액정분자들(142)은 격벽(242)에서 수직배향막 패턴(244)으로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 커지면서 연속적으로 배열된다. 따라서, 전기장이 인가되지 않았을 때, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행하게 배열되고, 제1 및 제2액정분자(142a, 142b) 사이의 제3액정분자(142c)는 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 수직하게 배열되며, 제1액정분자(142a)에서 제3액정분자(142c)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 커지면서 연속적으로 배열되고, 제3액정분자(142c)에서 제2액정분자(142b)로 갈수록 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 기울어진 각도가 작아지면서 연속적으로 배열되어, 액정층(140)의 액정분자들(142)은 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행한 나선축을 가지는 나선 구조로 배열된다.Alternatively, as shown in FIG. 4D, the polymer barrier ribs 242 are formed by photopolymerization reaction every 1/2 of the helical pitch p, and the vertical alignment film pattern 244 is formed between the barrier ribs 242. The distance between the barrier rib 242 and the horizontal alignment film pattern 244 is 1/4 of the helical pitch p. At this time, the liquid crystal molecules 142 near the polymer barrier ribs 242 are arranged horizontally with respect to the first and second substrates 132 and 134, and the liquid crystal molecules 142 above the vertical alignment film pattern 244 are aligned with the first and second substrates 132 and 134, The liquid crystal molecules 142 between the barrier ribs 242 and the vertical alignment film pattern 244 are arranged perpendicular to the second substrates 132 and 134 so that the first liquid crystal molecules 142 between the barrier ribs 242 and the vertical alignment film pattern 244, And the second substrate 132 (134). Accordingly, when no electric field is applied, the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are arranged in parallel with the first and second substrates 132 and 134, and the first and second liquid crystal molecules 142a and 142b are aligned parallel to the first and second substrates 132 and 134, The third liquid crystal molecules 142c between the first liquid crystal molecules 142a and the second liquid crystal molecules 142c are arranged perpendicular to the first and second substrates 132 and 134, The first and second substrates 132 and 134 are continuously arranged with an inclined angle with respect to the second substrates 132 and 134 and the first and second substrates 132 and 134 are arranged continuously from the third liquid crystal molecule 142c to the second liquid crystal molecule 142b And the liquid crystal molecules 142 of the liquid crystal layer 140 are arranged in a spiral structure having a helical axis parallel to the first and second substrates 132 and 134. In this case,

여기서, 수직배향막 패턴(244) 대신에, 제1기판(132)이나 제2기판(134) 또는 제1 및 제2기판(132, 134) 전면에는 수직배향막이 형성될 수도 있다.A vertical alignment layer may be formed on the entire surface of the first substrate 132 or the second substrate 134 or the first and second substrates 132 and 134 instead of the vertical alignment layer pattern 244. [

또는, 도시하지 않았지만, 제1기판(132)이나 제2기판(134) 또는 제1 및 제2기판(132, 134) 전면에 수직 또는 수평배향막을 형성하고, 일정 방향으로 러빙한 다음, 온도를 낮추어 액정이 카이랄 네마틱 상이 되었을 때, 러빙 방향에 수직한 방향으로 역학적 스트레스(mechanical stress)를 가하여 나선 구조를 형성한 후, 액정이 등방성(isotropic) 굴절률을 가지는 온도보다 약 섭씨 5도 낮은 온도에서 자외선을 조사하여 액정층(140) 내에 폴리머 네트워크(polymer network)를 형성함으로써, 액정층(140)의 액정분자들(142)이 제1 및 제2기판(132, 134)에 대해 평행한 나선축을 가지는 나선 구조로 배열될 수도 있다.
Alternatively, although not shown, a vertical or horizontal alignment film may be formed on the entire surface of the first substrate 132, the second substrate 134, or the first and second substrates 132 and 134, rubbed in a predetermined direction, When the liquid crystal becomes a chiral nematic phase, mechanical stress is applied in a direction perpendicular to the rubbing direction to form a spiral structure, and then the liquid crystal has a temperature lower by about 5 degrees Celsius than a temperature having an isotropic refractive index A polymer network is formed in the liquid crystal layer 140 by irradiating ultraviolet rays to the liquid crystal molecules 140 of the liquid crystal layer 140 so that the liquid crystal molecules 142 of the liquid crystal layer 140 are aligned in a direction parallel to the first and second substrates 132, Axis may be arranged in a spiral structure.

본 발명은 상기 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 may be made without departing from the spirit of the present invention.

110: 표시패널 112: 하부기판
114: 상부기판 116: 액정층
120: 편광판 130: 시역패널
132: 제1기판 134: 제2기판
136: 제1전극 138: 제2전극
140: 액정층110: display panel 112: lower substrate
114: upper substrate 116: liquid crystal layer
120: polarizer plate 130:
132: first substrate 134: second substrate
136: first electrode 138: second electrode
140: liquid crystal layer

Claims (11)

영상을 표시하는 표시패널과;
상기 표시패널 상부에 위치하고, 제1 및 제2기판과 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 시역패널
을 포함하고,
전기장이 인가되지 않았을 때 상기 액정층의 액정분자들은 나선축이 상기 제1 및 제2기판에 평행한 나선 구조를 가지고 배열되며, 전기장이 인가되었을 때 상기 액정층의 액정분자들은 상기 제1 및 제2기판에 수직하게 배열되고,
전기장이 인가되지 않았을 때, 상기 액정층의 제1 및 제2액정분자는 상기 제1 및 제2기판에 대해 평행하게 배열되고, 상기 제1 및 제2액정분자 사이의 액정분자들은 상기 제1 액정분자에서 상기 제2액정분자로 갈수록 상기 제1 및 제2기판에 대해 기울어진 각도가 커지다가 작아지면서 연속적으로 배열되는 전환방식 영상표시장치.
A display panel for displaying an image;
And a liquid crystal layer disposed between the first and second substrates and the first and second substrates,
/ RTI >
When no electric field is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer have a helical axis parallel to the first and second substrates, and when the electric field is applied, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned with the first and second substrates 2 substrate,
When no electric field is applied, the first and second liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are arranged in parallel to the first and second substrates, and the liquid crystal molecules between the first and second liquid crystal molecules are aligned Wherein the second liquid crystal molecules are continuously arranged with increasing and decreasing angles with respect to the first and second substrates.
제 1 항에 있어서,
상기 액정층은 상기 액정분자들에 모노머나 폴리머 또는 카이랄 도펀트가 혼합되어 있는 액정혼합물을 포함하는 전환방식 영상표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid crystal layer comprises a liquid crystal mixture in which the liquid crystal molecules are mixed with a monomer, a polymer or a chiral dopant.
제 1 또는 2 항에 있어서,
상기 제1기판 내면에 서로 다른 물질의 제1패턴과 제2패턴이 번갈아 형성되고, 상기 제1패턴과 상기 제2패턴 사이의 거리는 상기 나선 구조의 1/4 피치인 전환방식 영상표시장치.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein a first pattern and a second pattern of different materials are alternately formed on the inner surface of the first substrate and a distance between the first pattern and the second pattern is a quarter pitch of the spiral structure.
제 3 항에 있어서,
상기 제1패턴과 상기 제2패턴의 각각은 유기물이나 무기물 또는 금속물질로 이루어지는 전환방식 영상표시장치.
The method of claim 3,
Wherein each of the first pattern and the second pattern is formed of an organic material, an inorganic material, or a metallic material.
제 3 항에 있어서,
상기 제1패턴은 수직배향막이고, 상기 제2패턴은 수평배향막인 전환방식 영상표시장치.
The method of claim 3,
Wherein the first pattern is a vertical alignment film and the second pattern is a horizontal alignment film.
제 1 또는 2 항에 있어서,
상기 제1기판 내면에 배향막이 형성되고, 상기 배향막은 상기 나선 구조의 1/4 피치마다 서로 다른 제1노광량과 제2노광량에 번갈아 노출되는 전환방식 영상표시장치.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein an orientation film is formed on the inner surface of the first substrate and the orientation film is alternately exposed to a first exposure amount and a second exposure amount which are different from one another every 1/4 pitch of the helical structure.
제 6 항에 있어서,
상기 배향막은 수평배향막이고, 상기 제1노광량은 상기 제2노광량보다 크며, 상기 제1노광량에 대응하는 영역의 상기 액정분자들은 상기 제1 및 제2기판에 수평하게 배열되고, 상기 제2노광량에 대응하는 영역의 상기 액정분자들은 상기 제1 및 제2기판에 수직하게 배열되는 전환방식 영상표시장치.
The method according to claim 6,
Wherein the alignment film is a horizontal alignment film, the first exposure amount is larger than the second exposure amount, the liquid crystal molecules in a region corresponding to the first exposure amount are arranged horizontally on the first and second substrates, And the liquid crystal molecules in the corresponding region are arranged perpendicular to the first and second substrates.
제 1 또는 2 항에 있어서,
상기 액정층 내에 상기 나선 구조의 1/2 피치마다 격벽이 형성되는 전환방식 영상표시장치.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein a partition wall is formed in the liquid crystal layer at a half pitch of the spiral structure.
제 8 항에 있어서,
상기 격벽은 반응성 메조겐이나 아크릴로 이루어지고, 상기 격벽 사이에 수평배향막 패턴이 형성되는 전환방식 영상표시장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the barrier ribs are made of reactive mesogen or acrylic, and a horizontal alignment film pattern is formed between the barrier ribs.
제 8 항에 있어서,
상기 격벽은 폴리머로 이루어지고, 상기 격벽 사이에 수직배향막 패턴이 형성되는 전환방식 영상표시장치.9. The method of claim 8,
Wherein the barrier rib is made of a polymer, and a vertical alignment film pattern is formed between the barrier ribs. 제 1 항에 있어서,
전기장이 인가되지 않았을 때, 상기 액정층의 제1 및 제2액정분자 사이의 제3액정분자는 상기 제1 및 제2기판에 대해 수직하게 배열되며, 상기 제1 및 제2액정분자 사이의 액정분자들은 상기 제1 액정분자에서 상기 제3액정분자로 갈수록 상기 제1 및 제2기판에 대해 기울어진 각도가 커지면서 연속적으로 배열되고, 상기 제3액정분자에서 상기 제2액정분자로 갈수록 상기 제1 및 제2기판에 대해 기울어진 각도가 작아지면서 연속적으로 배열되는 전환방식 영상표시장치.The method according to claim 1,
When no electric field is applied, third liquid crystal molecules between the first and second liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are arranged perpendicular to the first and second substrates, and the liquid crystal molecules between the first and second liquid crystal molecules Molecules are continuously arranged with increasing inclination angle with respect to the first and second substrates from the first liquid crystal molecule toward the third liquid crystal molecule and the first liquid crystal molecules are continuously arranged with increasing inclination angle with respect to the first and second substrates, And the second substrate are continuously arranged with a small angle of inclination relative to the second substrate.
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