KR101974961B1 - 3D image display device and driving method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제 1 방향의 광축을 갖는 액정패널과, 상기 액정패널의 외측면에 각각 상기 광축과 일치하는 투과축을 갖는 제 1 편광판과 상기 광축과 수직한 투과축을 갖는 제 2 편광판이 구비된 액정표시장치와; 상기 제 1 편광판의 외측면에 구비되며 상기 액정패널의 광축과 동일한 상기 제 1 방향으로 이방성 물질의 방향자가 배열된 것을 특징으로 하는 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌즈 필름을 포함하는 3D 영상 표시장치를 제공한다.A liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel having an optical axis in a first direction, a liquid crystal panel having a first polarizer plate having a transmission axis coinciding with the optical axis on the outer surface of the liquid crystal panel, and a second polarizer plate having a transmission axis perpendicular to the optical axis, A display device; And a plurality of lenticular lenses are arranged on the outer surface of the first polarizing plate and the anisotropic material is arranged in the first direction identical to the optical axis of the liquid crystal panel. Lt; / RTI >
Description
본 발명은 3D 영상 표시장치에 관한 것으로, 특히 이방성 물질의 방향자가 액정패널의 광축과 일치하도록 배열된 것을 특징으로 한 렌즈필름을 구비한 무안경 방식 3D 영상 표시장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
근래들어 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉 3차원 영상 구현이 가능한 표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3차원 영상 표현이 가능한 표시장치가 제품화되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, a display device capable of three-dimensional image display has been commercialized in response to an increase in demand for a display device capable of realizing a stereoscopic image and realizing a three-dimensional image.
일반적으로 3차원의 영상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데, 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65㎜정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 입체감 있는 영상을 보여줄 수 있는 표시장치가 제안되었다. Generally, three-dimensional images are made by the principle of stereoscopic vision through two eyes. By using binocular disparity, which is caused by the difference in time between two eyes, ie, the distance between two eyes is about 65 mm, A display device capable of displaying an image having a certain size has been proposed.
조금 더 상세히 3차원 영상 구현에 대해 설명하면, 표시장치를 바라보는 좌우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 되는 것이며, 이 같은 현상을 통상 스테레오그라피(stereography)라 한다.To describe the 3D image in a more detailed manner, the left and right eyes facing the display device respectively see different two-dimensional images. When these two images are transmitted to the brain through the retina, the brain fuses them exactly to each other, Dimensional depth of the 3D image and the sense of reality of the 3D image. Such a phenomenon is generally referred to as stereography.
액정표시장치 등과 같이 2차원의 화상 표시화면을 갖는 장치에서 3차원 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.As a technique proposed for displaying a three-dimensional stereoscopic image in an apparatus having a two-dimensional image display screen such as a liquid crystal display apparatus, there are a stereoscopic image display by special glasses, a non-stereoscopic stereoscopic image display, and a holographic display system .
이중 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이 방식은 편광의 진동방향 또는 회전방향을 이용한 편광안경방식과, 좌우화상을 서로 전환시켜가면서 교대로 제시하는 시분할 안경 방식 및 좌우안에 서로 다른 밝기의 빛을 전달하는 방식인 농도차 방식으로 나눌 수 있다.The stereoscopic image display system using the double special glasses includes a polarizing glasses system using a vibration direction or a rotation direction of polarized light, a time division spectacle system in which left and right images are alternately presented while being switched to each other, and a system of transmitting light of different brightness in the right and left Can be divided into the concentration difference method.
또한, 무안경식 입체화상 디스플레이 방식은 좌우안에 해당하는 각각의 화상 앞에 세로격자 모양의 개구(aperture)를 통하여 화상을 분리하여 관찰할 수 있게 하는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식과, 반원통형 렌즈(cylindrical lens)를 스트라이프 배치한 렌티큘러 판(lenticular plate)을 이용하는 렌티큘러(lenticular) 방식 및 파리 눈 모양의 렌즈판을 이용하는 인테그럴 포토그래피(integral photography) 방식으로 나눌 수 있다.In the non-eye-hardened stereoscopic image display system, a parallax barrier system in which an image can be separated and observed through a vertical grid-like aperture in front of each image in the right and left eyes, a lenticular method using a lenticular plate in which a cylindrical lens is arranged in a stripe arrangement, and an integral photography method using a fly-eye lens plate.
그리고, 홀로그래픽 디스플레이 방식은 입체감이 생기는 요인인 촛점 조절, 폭주각, 양안시차, 운동시차 등 모든 요인을 갖춘 3차원 입체화상을 얻을 수 있는데, 레이저 광 재생 홀로그램과 백색광 재생 홀로그램으로 분류된다.In the holographic display method, a three-dimensional stereoscopic image having all the factors such as focus adjustment, convergence angle, binocular parallax, and motion parallax, which are three dimensional factors, can be obtained and is classified into a laser light reproduction hologram and a white light reproduction hologram.
이중 특수안경 등을 필요로 하지 않고 좌/우안용 스테레오이미지(stereo image)를 각각 분리하여 볼 수 있게 함으로서 3차원 영상을 구현하는 방식인 패러랙스 배리어 방식이 최근 들어 주목받고 있다. Recently, a parallax barrier system, which is a method of realizing a three-dimensional image by allowing a stereoscopic image for left and right eyes to be separately viewed without requiring special special glasses, has recently attracted attention.
도 1은 종래의 패러랙스 배리어 방식의 3차원 영상 표시장치를 나타내 개념도이다. 1 is a conceptual diagram showing a conventional three-dimensional image display apparatus of a parallax barrier system.
도면을 참조하면, 상기 패러랙스 배리어 방식의 3차원 영상 표시장치(11)는 2D 화상 표시장치(15) 예를들면 액정표시장치와, 상기 표시장치(15)와 마주하며 세로 혹은 가로방향으로 배열된 슬릿 형태의 개구를 가져 사용자의 우안에 대해서는 좌안으로 입사되어야 할 영상을 차단하고, 좌안에 대해서는 우안으로 입사되어야 할 영상을 차단하는 것을 특징으로 하는 패러랙스 배리어(30)를 포함하여 구성되고 있다. Referring to the drawings, the parallax barrier type three-dimensional
따라서 이러한 패러랙스 배리어(30)를 포함하는 구성에 의해 양안시차에 의해 최종적으로 사용자가 2D 영상을 표시하는 표시장치로부터 3D 영상을 볼 수 있게 된다. Therefore, by the configuration including the
하지만 이러한 패러랙스 배리어(30)를 구비한 3D 영상 표시장치(11)는 빛의 진행을 의도적으로 막는 패러랙스 배리어(30)에 의해 휘도 저하가 발생하며, 3D 영상 시청을 위한 시야각 범위가 매우 협소한 문제가 발생하고 있다.However, in the 3D
따라서 이러한 문제를 해결하고자 상기 패러랙스 배리어를 다수의 렌티큘라 렌즈가 구비된 렌즈 필름으로 대신하여 휘도 저하 및 3D 시청 시야각을 향상시킨 3D 영상 표시장치가 제안되었다.To solve this problem, a 3D image display device has been proposed in which the parallax barrier is replaced with a lens film having a plurality of lenticular lenses to improve luminance and 3D viewing angle.
도 2는 종래의 렌즈 필름을 구비한 무 안경 방식 3D 영상표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이때, 설명의 편의를 위해 액정표시장치의 표시영역을 사용자가 정면에서 바라보았을 때를 기준으로 상기 액정표시장치의 가로방향을 x축 세로방향을 y축이라 정의하였다.FIG. 2 is a schematic view of a spectacle-less 3D image display apparatus having a conventional lens film. For convenience of description, the horizontal direction of the liquid crystal display device is defined as the x-axis vertical direction and the y-axis direction as a reference when the user views the display area of the liquid crystal display device from the front.
도시한 바와같이, 종래의 렌즈 필름을 구비한 무 안경 방식 3D 영상 표시장치(50)는 크게 액정표시장치(55)와 λ/2 위상필름(이하 HWP 필름(60)이라 칭함)과 다수의 렌티큘라 렌즈(75)가 구현된 렌즈필름(70)으로 구성되고 있다.As shown in the figure, a non-spectacle-type 3D
이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 렌즈필름(70)과 상기 HWP 필름(60) 사이에는 선택적으로 2D 영상과 3D 영상 시청이 가능하도록 하는 역할을 하는 스위칭 셀(미도시)이 더욱 구비되고 있다. Although not shown, a switching cell (not shown) is provided between the
상기 액정표시장치(55)에 있어 특히 횡전계 모드로 동작하는 액정표시장치의 경우, 액정층(미도시)을 구성하는 액정분자(미도시)들은 그 장축이 통상 상기 y축을 기준으로 제 1 각도(θ1)를 갖도록 초기 배열된 상태를 이루도록 하고 있다. 이는 액정층(미도시)의 구동과 관련이 있으며 보다 효율적인 구동 및 표시품질을 향상시키기 위함이다. 이때, 상기 액정표시장치(55)에 있어 액정층(미도시) 내의 액정분자(미도시)들이 초기 배열된 각도가 상기 액정표시장치(55)의 평균적인 광축(oax)이 되고 있다.In the liquid
그리고, 상기 렌즈필름(70)에 있어 상기 다수의 렌티큘라 렌즈(75)는 이방성 특성을 갖는 물질로 이루어지고 있으며, 이러한 렌티큘라 렌즈(75)를 구성하는 이방성 특성을 갖는 물질(78)의 방향자는 상기 렌티큘라 렌즈(75)의 장축 방향과 동일한 방향으로 배치되고 있다.In the
이러한 구성을 갖는 렌즈필름(70)을 종래의 구비한 무 안경 방식 3D 영상 표시장치(50)는 이러한 구조적 특징에 의해 상기 액정표시장치(55)의 평균적인 광축(oax)과 상기 렌즈필름(70) 내에 다수의 렌티큘라 렌즈(75)를 구성하는 이방성 물질(78)의 방향자의 배열 방향이 다름으로 인해 원치 않는 수직광 또는 수평광이 일부가 사용자의 눈으로 입사됨으로서 3D 또는 2D 표시 품질을 저하시키는 원인이 되고 있다. The conventional non-spectacle-type 3D
이러한 원치 않는 빛이 사용자의 눈으로 입사되는 경우 이를 빛샘이라 정의하고 있으며, 이러한 액정표시장치(55)의 평균 광축(oax)과 렌즈필름(70)의 이방성 물질(78)의 방향자의 배치 각도가 틀어짐에 기인한 비 정상 구동하는 수평광 및 수직광 성분을 정상 구동하도록 하도록 제어하기 위해 상기 액정표시장치(55)와 렌즈필름(70) 사이에는 상기 HWP 필름(60)이 필수 구성요소로서 반드시 구성되고 있다. When the undesired light enters the eye of the user, it is defined as a light source. The angle of arrangement of the director of the
3D 영상 표시장치는 제품 경쟁력을 갖도록 하기 위해서는 3D 영상 표시품질이 우수하며 나아가 제조 비용을 저감하여 보다 저렴하게 사용자에게 공급되어야 한다.The 3D image display device is superior in 3D image display quality in order to make the product competitive, and furthermore, it is required to be supplied to the user at a lower cost by reducing the manufacturing cost.
하지만 전술한 구성을 갖는 종래의 무안경 방식 3D 영상 표시장치(50)는 HWP 필름(60)이 반드시 구되어야 하므로 재료비 증가로 인해 제조 비용을 상승시키는 요인이 되는 동시에 상기 HWP 필름(60)을 부착하기 위한 공정이 추가적으로 발생되므로 단위 공정 추가에 의해 단위 시간별 제조 시간이 증가하여 생산성이 저감되고 있는 실정이다.
However, since the HWP
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, HWP 필름 없이 우수한 3D 영상 표시품질을 갖는 무안경 방식 3D 영상 표시장치를 제공하는 것과, HWP 필름 삭제에 의해 단위 공정을 줄이고, 제조 비용을 저감함으로써 제품의 생산성을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a spectacle-free 3D image display device having excellent 3D image display quality without HWP film, The productivity of the product can be improved.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는, 제 1 방향의 광축을 갖는 액정패널과, 상기 액정패널의 외측면에 각각 상기 광축과 일치하는 투과축을 갖는 제 1 편광판과 상기 광축과 수직한 투과축을 갖는 제 2 편광판이 구비된 액정표시장치와; 상기 제 1 편광판의 외측면에 구비되며 상기 액정패널의 광축과 동일한 상기 제 1 방향으로 이방성 물질의 방향자가 배열된 것을 특징으로 하는 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌즈 필름을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a 3D image display apparatus including a liquid crystal panel having an optical axis in a first direction, a first polarizer having a transmission axis coinciding with the optical axis on an outer surface of the liquid crystal panel, And a second polarizer having a transmission axis perpendicular to the optical axis; And a plurality of lenticular lenses having a plurality of lenticular lenses arranged on an outer surface of the first polarizer and having an anisotropic material arranged in the first direction identical to the optical axis of the liquid crystal panel.
이때, 상기 광축은 상기 액정패널에 구비된 액정층 내의 액정분자들의 장축이 초기 배열된 상태인 것이 특징이며, In this case, the optical axis is a state in which long axes of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer provided in the liquid crystal panel are initially arranged,
또한, 상기 제 1 편광판과 상기 렌즈 필름 사이에 구비되며 온/오프 구동에 의해 상기 제 1 편광판을 통과한 빛을 편광 상태를 선택적으로 변경하는 스위칭 셀을 포함한다. 이때, 상기 3D 영상 표시장치는 상기 스위칭 셀의 온/오프에 의해 3D 또는 2D 영상을 선택적으로 구현하는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.A switching cell is provided between the first polarizing plate and the lens film and selectively changes the polarization state of light passing through the first polarizing plate by on / off driving. Wherein the 3D image display device selectively implements a 3D or 2D image by on / off of the switching cell.
그리고, 상기 렌티큘라 렌즈의 장축은 상기 액정패널에 구비되는 화소영역의 종방향과 일치하거나 또는 제 1 각도를 이루도록 기울여 배치되며, 이때, 상기 제 1 각도는 0도 보다는 크고 45도 보다는 작으며, 상기 제 1 각도는(단 M, N은 자연수, Pa와 Pb는 각각 화소영역의 단방향 및 장방향의 피치) 의 식으로 표시되는 것이 특징이다. The long axis of the lenticular lens is inclined so as to coincide with a longitudinal direction of a pixel region included in the liquid crystal panel or to form a first angle, wherein the first angle is larger than 0 degrees and smaller than 45 degrees, The first angle (Note that M and N are natural numbers, and Pa and Pb are pitches in the unidirectional and longitudinal directions of the pixel region, respectively).
또한, 상기 이방성 물질은 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM(Reactive Mesogens), 경화 가능한 LC(Liquid Crystal)중 어느 하나인 것이 특징이다.The anisotropic material is characterized by being any one of PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM (Reactive Mesogens), and curable LC (Liquid Crystal).
그리고, 상기 렌티큘라 렌즈의 표면에는 상기 이방성 물질의 방향자의 방향과 일치하는 방향으로 장축을 갖는 다수의 미세함 홈이 구비되거나, 또는 상기 렌티큘라 렌즈의 표면에는 이방성 물질의 방향자의 방향과 일치하는 방향으로 장축을 갖는 다수의 미세함 홈이 구비된 배향막이 더 구비된 것이 특징이다.The surface of the lenticular lens may be provided with a plurality of fine grooves having a long axis in a direction coinciding with the direction of the director of the anisotropic material or may be provided on the surface of the lenticular lens in a direction coinciding with the direction of the director of the anisotropic material And an alignment layer having a plurality of fine grooves having a long axis.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 필름 형성방법은, 일 방향으로 장축을 갖는 다수의 홈이 구비된 베이스 기판을 구비하는 단계와; 상기 베이스 기판의 다수의 홈 내부에 상기 홈의 장축 방향과 제 1 각도를 이루는 수 내지 십 수 ㎛의 장축을 갖는 미세홈을 형성하거나, 또는 상기 베이스 기판의 홈 위로 배향막을 형성하고 상기 배향막에 대해 상기 제 1 각도 방향으로 러빙하거나, 또는 편광된 UV광을 조사하여 상기 배향막 표면에 상기 제 1 각도 방향으로 미세홈을 형성하는 단계와; 상기 미세한 홈이 구비된 상기 베이스 기판의 홈 상부 또는 상기 배향막의 상부로 이방성 물질을 코팅함으로서 이방성 물질층을 형성함과 동시에 상기 이방성 물질의 방향자가 상기 제 1 각도 방향으로 배열되도록 하는 단계와; 상기 제 1 각도 방향으로 방향자가 배열된 상기 이방성 물질을 경화시켜 다수의 렌티큘라 렌즈를 구현하는 단계와; 상기 렌티큘라 렌즈가 구현된 이방성 물질층을 상기 베이스 기판으로부터 탈착시키는 단계를 포함한다. A method of forming a lens film according to an embodiment of the present invention includes: providing a base substrate having a plurality of grooves having a long axis in one direction; Forming a fine groove having a major axis of several to several tens of micrometers in a plurality of grooves of the base substrate and forming a first angle with a long axis direction of the groove or forming an alignment film on the groove of the base substrate, Forming a fine groove in the first angular direction on the surface of the alignment layer by rubbing in the first angular direction or by irradiating polarized UV light; Forming an anisotropic material layer on an upper portion of the groove of the base substrate having the fine grooves or an upper portion of the alignment layer and arranging the direction of the anisotropic material in the first angle direction; Curing the anisotropic material arranged in the first angular direction to realize a plurality of lenticular lenses; And removing the anisotropic material layer on which the lenticular lens is implemented from the base substrate.
이때, 상기 다수의 렌티큘라 렌즈를 구현 한 후 이의 상부에 필름을 부착하는 단계를 더 포함한다.In this case, the step of mounting the plurality of lenticular lenses and attaching the film to the upper part of the lenticular lens may be further included.
그리고, 상기 이방성 물질은 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM(Reactive Mesogens), 경화 가능한 LC(Liquid Crystal)중 어느 하나인 것이 특징이다.
The anisotropic material is any one of PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM (Reactive Mesogens), and curable LC (Liquid Crystal).
본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치는 휘도 저하가 큰 패러랙스 배리어를 대신하여 렌티큘라 렌즈를 이용함으로써 휘도저하 없이 3D 영상을 구현할 수 있는 바, 3D 영상의 휘도 특성을 향상시키는 효과가 있다.The 3D image display apparatus according to the embodiment of the present invention can realize a 3D image without lowering brightness by using a lenticular lens instead of a parallax barrier with a large luminance degradation, .
나아가 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 경우, 광축이 y축에 대해 소정 각도 틀어진 구성을 갖지만 렌즈 필름에 구비된 다수의 각 렌티큘라 렌즈에 있어서 이의 내부에 구비되는 이방성 물질의 방향자가 상기 광축과 일치하도록 배열된 구성을 이룸으로서 자동 보상이 이루어지게 되어 별도의 HWP 필름을 필요로 하지 않는다.Further, in the case of a 3D image display apparatus according to an embodiment of the present invention, in a plurality of respective lenticular lenses provided in the lens film, although the optical axis is shifted by a predetermined angle with respect to the y axis, And is arranged so as to coincide with the optical axis, so that automatic compensation is performed, and no separate HWP film is required.
따라서, 종래의 3D 영상 표시대비 HWP 필름을 생략할 수 있으므로, 이를 부착하기 위한 공정이 필요 없으며 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 상기 HWP 필름을 구성요소로 하지 않으므로 재료비 절감에 의한 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.
Therefore, since the HWP film can be omitted from the conventional 3D image display, a process for attaching the HWP film can be omitted, and the productivity per unit time can be improved. Further, since the HWP film is not used as a constituent element, There is an effect of reducing.
도 1은 종래의 패러랙스 배리어 방식의 3차원 영상 표시장치를 나타내 개념도.
도 2는 종래의 렌즈 필름을 구비한 무 안경 방식 3D 영상표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어 액정패널과 렌즈필름 만을 간략화하여 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어 액정패널과 렌즈필름 만을 간략화하여 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치에 있어서 일례로 8뷰 영역을 가질 때의 액정패널과 렌티큘라 렌즈의 배열을 평면적으로 나타낸 도면.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식 3D 영상 표시장치에 구비되는 렌즈필름을 제조하는 단계를 나타낸 도면.1 is a conceptual view showing a conventional three-dimensional image display apparatus of a parallax barrier system.
2 is a schematic view of a non-eyeglass type 3D image display apparatus having a conventional lens film.
3 is a view illustrating a 3D image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
4 is a simplified view of only a liquid crystal panel and a lens film in a 3D image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
5 is a simplified view of only a liquid crystal panel and a lens film in a 3D image display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of an arrangement of a liquid crystal panel and a lenticular lens in a case of having 8 view regions in a 3D image display device according to a second embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 7A to 7D illustrate a step of manufacturing a lens film included in a spectacle-free 3D image display device according to the first or second embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 방식의 3D 영상 표시장치를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안겨 방식의 3D 영상 표시장치에 있어 액정패널과 렌즈필름 만을 간략화하여 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a view illustrating a 3D image display apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram of a 3D image display apparatus according to a first embodiment of the present invention. And only the lens film is simplified.
도시한 바와같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 방식의 3D 영상 표시장치(101)는 액정패널(112)과 이의 양 외측면에 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)을 구비하여 화상을 표시하는 액정표시장치(110)와, 상기 액정표시장치(110)의 제 2 편광판(130) 외측면에 구비된 렌즈필름(160)으로 구성되고 있다.As shown in the figure, the 3D-based
이때, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 방식의 3D 영상 표시장치(101)에 있어 2D 영상까지 시청 가능하도록 하기 위해 상기 제 2 편광판(130)과 렌즈필름(160) 사이에는 스위칭 셀(140)이 더욱 구비될 수 있다.At this time, in the non-spectacled 3D
한편, 상기 액정표시장치(110)는 어레이 기판(115)과 컬러필터 기판(120)과 이들 두 기판(115, 120) 사이에 개재된 제 1 액정층(미도시)을 포함하는 액정패널(112)과, 상기 액정패널(112)의 외측면에 각각 부착된 상기 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)과, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 제 1 편광판(125)의 외측면에 백라이트 유닛(미도시)을 포함하여 구성되고 있다. The liquid
상기 액정패널(112)에 있어 상기 어레이 기판(115)에는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(116) 및 데이터 배선(118)과, 이들 두 배선(116, 118)과 연결되어 각 화소영역(P)에 대응하여 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있으며, 각 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)와 연결되며 화소전극(119)이 구비되고 있다.In the
또한, 상기 컬러필터 기판(120)에는 각 화소영역(P)에 순차 반복적으로 대응하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(R, G, B)으로 이루어진 컬러필터층(122)과, 상기 컬러필터층(122)을 덮으며 공통전극(미도시)이 전면에 구비되고 있다. The
그리고, 상기 컬러필터 기판(120)에는 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(R, G, B)의 경계 더욱 정확히는 상기 각 화소영역(P)의 경계에는 빛의 투과를 억제하는 블랙매트릭스(121)가 구비되고 있다.The
이러한 구성요소를 포함하는 상기 액정패널(112)은 상기 액정표시장치(110)의 구동 모드에 따라 그 내부 구성이 다양하게 변형될 수 있다. The internal configuration of the
즉, 본 발명의 실시예에 있어서는 상기 공통전극(미도시)은 상기 컬러필터 기판(120) 내측면 전면에 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 변형예로서 상기 컬러필터 기판(120)의 전면에 구비된 공통전극(123)은 상기 컬러필터 기판(120)에서는 생략되고, 대신하여 상기 어레이 기판(115)의 각 화소영역(P) 내에 상기 화소전극(119)과 교대하도록 형성될 수도 있다. In other words, in the embodiment of the present invention, the common electrode (not shown) is formed on the entire inner side surface of the
이 경우, 상기 각 화소영역(P) 내에서 교대하는 화소전극과 공통전극은 바(bar) 형태를 이루게 되며, 이러한 구성을 갖는 액정패널(112)은 서로 이웃하여 이격하는 화소전극과 공통전극 사이의 횡전계에 의해 구동된다.In this case, the pixel electrode and the common electrode alternating in each pixel region P form a bar shape, and the
또 다른 변형예로서, 상기 공통전극은 상기 어레이 기판(115)의 표시영역 전면에 각 화소영역(P)에 대응하여 바(bar) 형태의 개구를 갖는 형태로 형성될 수 있으며, 이 경우 화소전극은 상기 각 화소영역 내에서 판 형태를 이루며, 이러한 구성을 갖는 액정패널은 상하로 위치하는 화소전극과 다수의 바(bar) 형태의 개구를 갖는 공통전극에 의해 발생되는 프린지 필드에 의해 구동된다.As another modification, the common electrode may be formed in a form having a bar-shaped opening corresponding to each pixel region P on the entire display region of the
한편, 이러한 구성을 갖는 상기 어레이 기판(115)과 컬러필터 기판(120)의 사이에는 다수의 액정분자가 일 방향으로 초기 배열된 제 1 액정층(미도시)이 구비되고 있다.Between the
이러한 구성을 갖는 액정패널(112)에 대해 그 투과축이 서로 수직 교차하도록 구성된 제 1 및 제 2 편광판(125, 130)이 상기 액정패널(112)의 외측면에 각각 구비되고 있으며, 상기 제 1 편광판(125)의 외측면에 백라이트 유닛(미도시)이 구비됨으로써 액정표시장치(110)를 이루고 있다. The first and
이때, 상기 제 1 편광판(125)은 상기 어레이 기판(115)의 외측면에 제 1 투과축을 가지며 부착되고 있으며, 상기 제 2 편광판(130)은 상기 컬러필터 기판(120)의 외측면에 상기 제 1 투과축과 수직한 제 2 투과축을 가지며 부착되고 있다. 이 경우 상기 제 2 편광판(130)의 제 2 투과축을 상기 액정패널(112)에 구성된 제 1 액정층(미도시) 내의 액정분자의 장축의 초기 배열 방향(θ1)과 일치하는 것이 특징이다.The
그리고, 상기 액정분자의 장축의 초기 배열 각도(θ1)는 액정표시장치(110)의 모델에 따라 달라질 수 있으며, 통상 상기 액정패널(112)의 가로방향을 x축 세로방향을 y축이라 정의할 때, 상기 y축에 대해 0도 내지 25도 정도 범위를 갖는 제 1 각도(θ1)를 이루도록 형성된다. 이때, 상기 액정표시장치(110)에 있어 상기 액정분자의 초기 배열된 상태의 상기 y축과 이루는 상기 제 1 각도(θ1)는 상기 액정패널(112)의 평균적인 광축(oax)이 되며, 이러한 광축(oax)과 나란하게 상기 제 2 편광판(130)의 투과축이 배치된다.The initial alignment angle [theta] 1 of the long axis of the liquid crystal molecules may vary according to the model of the liquid
그리고, 상기 제 2 편광판(130)의 외측면에는 상기 제 2 편광판(130)을 통과하여 제 1 방향으로 직선 편광된 빛을 상태를 그대로 투과시키거나 또는 상기 제 2 편광판을 투과하여 제 1 방향으로 직선 편광된 상태를 이와 수직한 제 2 방향으로 직선 편광 상태로 선택적으로 변환시키는 편광 스위치의 역할을 하는 스위칭 셀(140)이 구비될 수 있다. The
이러한 스위칭 셀(140)은 제 1 투명 기판(미도시)과 제 2 투명 기판(미도시) 사이에 각각 서로 대향하며 제 1 및 제 2 전극(미도시)이 구비되며, 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시) 사이에 이방성 특성을 갖는 액정분자를 구비한 제 2 액정층(미도시)을 포함하여 구성되고 있다.The switching
상기 스위칭 셀(140)은 이를 투과하는 직선 편광된 상태의 빛의 편광 상태를 변경시킴으로서 3D 영상 표시장치(101)를 통해 3D 영상과 2D 영상을 선택적으로 시청하기 위해 구비되는 것으로 3D 영상 시청만을 3D 영상 표시장치의 경우 생략될 수 있다.The switching
조금 더 스위칭 셀(140)에 대해 설명하면, 전술한 구성을 갖는 스위칭 셀(140)은 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시)에 전압이 온(on) 또는 오프(off) 됨에 의해 상기 제 1 및 제 2 전극(미도시) 사이에 수직 전계가 온 또는 오프 됨으로서 전압 온 시에는 상기 제 2 편광판(130)을 투과하여 제 1 방향의 직선 편광된 상태를 이와 수직한 제 2 방향으로 직선 편광된 상태로 만들고, 전압 오프(off)시에는 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 수직 전계가 발생되지 않으므로 상기 제 1 방향의 직선 편광 상태를 유지하여 투과하도록 하는 역할을 함으로서 이의 외측면에 구성되는 렌즈필름(160)으로 서로 다른 제 1 및 제 2 방향의 직선 편광된 상태의 빛이 입사되도록 하는 역할을 하는 것이다. The switching
이러한 스위칭 셀(160)은 3D 영상만을 시청을 위해서는 필요로 하지 않지만, 3D 영상과 2D 영상을 선택적으로 시청하기 위해서는 꼭 필요로 되고 있다. Although such a
다음, 상기 스위칭 셀(160) 외측면에는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)에 있어 가장 특징이 있는 렌즈필름(160)이 구비되고 있다.Next, on the outer surface of the switching
상기 렌즈필름(160)의 구성을 살펴보면, 상기 렌즈필름(160)에는 다수의 렌티큘라 렌즈(165)가 상기 y축과 나란하게 장축을 가지며 다수 구비되어 있다. Referring to the configuration of the
이때, 본 발명의 가장 특징이 있는 구성으로 상기 다수의 렌티큘라 렌즈(165)를 구성하는 이방성 물질(168) 예를들면 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM(Reactive Mesogens), 경화 가능한 LC(Liquid Crystal) 중 어느 하나로 이루어진 물질의 방향자가 상기 렌티큘라 렌즈(165)의 장축 방향과 달리 상기 액정패널(112)의 액정분자 장축의 초기 배열 방향(θ1)과 나란하게 배치되고 있다는 것이다.At this time, the
즉, y축과 나란하게 배치된 상기 렌티큘라 렌즈(165)의 장축 방향과 제 2 각도(θ2)를 이루며 상기 이방성 물질(165)의 방향자가 배열되고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 1 각도(θ1)와 제 2 각도(θ2)는 동일한 값을 갖는다.That is, the direction of the
따라서 이러한 구성에 의해, 액정패널(112)의 광축(oax)과 상기 렌즈필름(160)의 렌티큘라 렌즈(165)를 구성하는 이방성 물질(168)의 방향자의 배열 방향이 일치함으로서 이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는 별도의 광축 보상을 위한 HWP 필름을 필요로 하지 않는다.The arrangement direction of the directors of the
종래의 3D 영상 표시장치의 경우, 액정패널의 광축과 렌즈필름의 이방성 물질의 배열 각도가 일치하지 않고 틀어진 상태를 가짐으로서 특히 수평 또는 수직 상태의 빛에 대해서는 제어력이 저감되어 빛샘을 발생시키므로 상기 액정패널의 광축과 렌즈필름의 이방성 물질의 배열 차이에 기인한 상기 빛샘을 억제하고자 광축 보상을 위해 HWP 필름이 구비되었다.In the case of the conventional 3D image display device, since the optical axis of the liquid crystal panel and the arrangement angles of the anisotropic materials of the lens film do not coincide with each other and have a different state, the control force is reduced for the light in the horizontal or vertical state, An HWP film was provided for optical axis compensation to suppress the light leakage due to the difference in arrangement of the anisotropic material of the lens film and the optical axis of the panel.
하지만, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)의 경우, 광축(oax)이 y축에 대해 제 1 각도(θ1) 틀어진 구성을 갖지만, 상기 렌즈필름(160)에 구비된 다수의 각 렌티큘라 렌즈(165)에 있어서 이의 내부에 구비되는 이방성 물질(168)의 방향자가 상기 렌티큘라 렌즈(165)의 장축 방향과 일치하지 않고 상기 광축(oax)과 나란하도록 배열된 구성을 이룸으로서 자동 보상이 이루어지게 되어 별도의 HWP 필름을 필요로 하지 않는다.However, in the case of the 3D
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)는 종래의 3D 영상 표시대비 HWP 필름을 생략할 수 있으므로, 이를 부착하기 위한 공정이 필요 없으며 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 상기 HWP 필름을 구성요소로 하지 않으므로 재료비 절감에 의한 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다. Therefore, the 3D
한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치(101)의 경우, 상기 렌즈필름(160)에 구성되는 렌티큘라 렌즈(165)는 상기 액정패널(112)에 구성되는 화소영역(P) 중 종방향으로 동일한 선상에 위치하는 화소라인에 대응하여 위치함으로서 실질적으로 2뷰 구성을 이루게 된다.In the case of the 3D
이렇게 2뷰 구성을 이루게 되는 경우, 3D 시청을 위한 시야각 범위가 매우 좁게 되므로 주로 개인용 휴대 기기 예를들면 핸드폰, PDA 등에 적용되고 있으며, 여러 사용자가 함께 시청해야 하는 TV, 또는 모니터 등에 있어서는 3D 영상 시청의 시야각 범위를 크게 하기 위해 2뷰 이상의 다중 뷰를 구현할 수 있도록 하고 있다.In the case of a two-view configuration, the viewing angle range for viewing 3D is very small. Therefore, it is mainly applied to a personal portable device such as a mobile phone or a PDA. In a TV or a monitor, So that multiple views of two or more views can be implemented.
본 발명의 제 2 실시예를 통해 3뷰 이상의 다중 뷰 구성이 가능하여 3D 시청 시야각 범위를 향상시킨 3D 영상 표시장치를 제안한다.A 3D image display device having a 3D viewing angle range improved by enabling multi view construction of three or more views through the second embodiment of the present invention is proposed.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치에 있어 액정패널과 렌즈필름만을 간략화하여 나타낸 도면이다. 이때, 설명의 편의를 위해 액정패널의 가로방향을 x축 세로방향을 y축이라 정의하며, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치의 구성은 실시예 1과 동일한 부분에 대해서는 생략하고 차별점이 있는 부분을 위주로 설명한다.FIG. 5 is a simplified view of only a liquid crystal panel and a lens film in a non-eyeglass type 3D image display apparatus according to a second embodiment of the present invention. For convenience of explanation, the horizontal direction of the liquid crystal panel is defined as the x-axis vertical direction, and the y-axis is defined as the y-axis. The structure of the 3D image display device according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment Explain the areas with differentiation.
우선, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치(201)는 제 1 편광판(미도시)과 액정패널(212)과 제 2 편광판(미도시)으로 구성된 액정표시장치(미도시)가 구비되고 있으며, 상기 액정표시장치(미도시)의 제 2 편광판(미도시)의 외측면에는 선택적으로 스위칭 셀(미도시)이 구비되고 있으며, 상기 스위칭 셀(미도시) 외측면에 렌즈필름(260)이 구비되고 있다. First, a spectacle-free 3D
본 발명의 제 2 실시예에 있어서 특징적인 것은 액정패널(212)에 있어 액정층 내의 액정분자(미도시)의 장축의 초기 배열 상태 즉, 평균 광축(oax)과 이와 일치하도록 배치되는 상기 제 2 편광판(미도시)의 투과축은 상기 y축과 나란하게 배치되고 있다.The second embodiment of the present invention is characterized in that in the
이때, 상기 렌즈필름(260)에 있어 이의 구성요소인 상기 다수의 각 렌티큘라 렌즈(265)는 상기 y축과 제 3 각도(θ3)를 가지며 배치되고 있는 것이 특징이며, 나아가 상기 각 렌티큘라 렌즈(265)내에 구비되는 이방성 물질(268)의 방향자의 배열 방향은 상기 액정패널(212)의 광축(oax)과 y축과 나란하게 배치되고 있는 것이 또 다른 특징이다. The plurality of
이때, 제 1 실시예와 차별점이 있는 또 다른 특징적인 구성은 상기 렌즈필름(260)에 구비되는 다수의 렌티큘라 렌즈(265)는 그 폭이 각 화소영역(P)의 단축피치보다 크며, 보다 정확히는 상기 화소영역(P)의 단축피치의 2배 이상의 정수배가 되고 있다는 것이다. In this case, the
한편, 상기 y축에 대해 상기 렌티큘라 렌즈(265)의 장축이 이루는 제 3 각도(θ3)는 0도 보다는 크고 45도 보다는 작은 범위를 가지며, 이는 실질적으로 몇 개의 뷰(view) 수를 갖도록 할 것이냐에 따라 전술한 범위에서 적절히 결정된다. 이에 대해서는 추후 상세히 설명한다.On the other hand, the third angle? 3 formed by the long axis of the
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치(201)에 있어서도 액정패널(212)의 광축(oax)과 렌티큘라 렌즈(265)내의 이방성 물질(268)의 방향자의 배열 방향이 일치함으로서 수직광과 또는 수평광의 빛샘을 억제할 수 있으므로 별도의 HWP는 필요로 하지 않는 것이 특징이다. The optical axis oax of the
따라서 제 1 실시예와 동일하게 HWP 필름을 생략할 수 있으므로 이를 부착하기 위한 공정이 필요 없으며 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 상기 HWP 필름을 구성요소로 하지 않으므로 재료비 절감에 의한 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다. Accordingly, since the HWP film can be omitted in the same manner as in the first embodiment, a process for attaching the HWP film can be omitted, productivity can be improved per unit time, and furthermore, the HWP film is not used as a constituent element. .
다음, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치(201)의 다중 뷰 구현에 대해 설명한다.Next, a multi-view implementation of the non-eyeglass 3D
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치에 있어서 일례로 8뷰 영역을 가질 때의 액정패널과 렌티큘라 렌즈의 배열을 평면적으로 나타낸 도면이다. 이때 액정패널(212)에 구비된 각 화소영역(P) 내에 표시된 숫자는 뷰 영역을 나타낸 것으로 실질적으로는 3D 영상 표시장치를 각 뷰 영역에서 바라보았을 때 그 뷰 영역에서 보이게 되는 화소영역(P)을 나타낸 것이다. FIG. 6 is a plan view of an arrangement of a liquid crystal panel and a lenticular lens in a non-spectacle-type 3D image display apparatus according to a second embodiment of the present invention, which has eight view regions. The number displayed in each pixel region P included in the
도시한 바와같이 8뷰를 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치(201)는 상기 렌즈필름(260) 내에 구비되는 렌티큘라 렌즈(265)의 폭이 화소영역(P) 단축피치의 4배가 되는 폭을 가지며, 상기 y축을 기준으로 이웃하는 두 화소영역(P)의 대각선과 일치하도록 경계가 배치된 구성을 갖는다. 이 경우, 상기 렌티큘라 렌즈에는 8개의 화소영역이 하나의 그룹으로 정해짐을 알 수 있다. As shown in the figure, the 3D-
도 6에 제시된 렌티큘라 렌즈의 배치는 8뷰 구현을 일례로 나타낸 것이며, 상기 렌티큘라 렌즈(265)의 y축을 기준으로 기울어진 상기 제 3 각도(θ3)를 적절히 변화시킴으로서 선택적으로 뷰 수를 조절할 수 있다. The arrangement of the lenticular lens shown in FIG. 6 is an example of an 8-view implementation. The third angle? 3 inclined with respect to the y-axis of the
한편, 상기 렌즈필름(260)에 있어서 렌티큘라 렌즈(265)의 화소영역(P)의 종방향(y방향)을 기준으로 기울어진 제 3 각도 θ3은,The third angle? 3, which is inclined with respect to the longitudinal direction (y direction) of the pixel region P of the
---① --- ①
라는 식으로 표현될 수 있다. Can be expressed as
이때 Pa는 하나의 화소영역(P)의 단축피치, Pb는 화소영역(P)의 장축피치이며, 상기 M과 N은 각각 임의의 자연수로서 상기 렌티큘라 렌즈(265)가 다수의 화소영역(P)을 하나의 그룹으로 하고, 하나의 그룹을 정확히 대각방향으로 꼭지점을 관통했을 때의 상기 그룹 내의 화소영역(P)의 단축방향(x방향)으로의 상기 화소영역(P)의 개수 및 장축방향(y방향)으로의 화소영역(P)의 개수로 정의된다. 이때, 통상적으로 상기 M과 N은 M/N ≤ 2의 값을 만족하는 것이 일반적이다.In this case, Pa is a short axis pitch of one pixel region P, Pb is a long axis pitch of the pixel region P, and M and N are arbitrary natural numbers, and the
일례로, 8뷰 구현의 경우, 도 6에 도시한 바와같이, 상기 M/N 값이 2가 되며, 상기 제 3 각도인 θ3값은, 통상적인 액정표시장치 내의 화소영역(P)의 경우 장축피치(Pb)가 단축피치(Pa)의 3배 정도가 되므로, 상기 식에 의하면 θ3= tan-1(1/6)이 되어 9.46도가 됨을 알 수 있다. 6, the value of M / N is 2, and the value of the third angle [theta] 3 is, for example, in the case of a pixel region P in a conventional liquid crystal display device, The pitch Pb becomes about three times the single axis pitch Pa, so that according to the above equation,? 3 = tan -1 (1/6), which is 9.46 degrees.
이때, 상기 하나의 그룹(gr) 내부에 위치하는 다수의 화소영역(P)에 부여된 숫자는 상기 렌즈필름(260)의 렌티큘라 렌즈(265)를 y축을 기준으로 제 3 각도(θ3)로 기울여 배치한 3D 영상 표시장치(101)의 3D 영상 시청이 가능한 영역으로 정의되는 뷰의 개수가 되며, 각 뷰에 부여된 숫자는 각 뷰 영역에서 3D 영상 시청 시 보여지는 화소영역(P)이 된다. The numbers assigned to the plurality of pixel regions P located inside the one group gr are determined by the
이렇게 y축에 대해 제 3 각도(θ3)를 가지며 기울어지도록 배치된 상기 렌즈필름(260)을 구비한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치(201)는 2뷰를 갖는 제 1 실시예 대비 뷰 수의 증가를 통해 3D 영상 시청을 위한 시야각을 향상시키는 효과를 갖는다.The non-eyeglass type 3D
이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식의 3D 영상 표시장치의 경우 그 이외의 구성은 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
In the non-eyeglass type 3D image display apparatus according to the second embodiment of the present invention having the above-described structure, the other structures are the same as those of the first embodiment, and therefore, a description thereof will be omitted.
이후에는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예예 따른 3D 영상 표시장치에 있어 렌티큘라 렌즈의 장축에 대해 소정의 각도를 갖도록 이방성 물질의 장축이 배치되는 구성을 갖는 렌즈 필름의 제조 방법에 대해 간단히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a lens film having a configuration in which a major axis of an anisotropic material is arranged to have a predetermined angle with respect to a long axis of a lenticular lens in a 3D image display apparatus according to the first and second embodiments of the present invention will be briefly described do.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 무 안경 방식 3D 영상 표시장치에 구비되는 렌즈필름을 제조하는 단계를 나타낸 도면이다.FIGS. 7A to 7D are views illustrating a process of manufacturing a lens film included in the non-spectacle-type 3D image display device according to the first or second embodiment of the present invention.
우선, 도 7a에 도시한 바와같이, 일방향으로 긴 장축으로 가지며 그 단면 형태가 볼록한 렌티큘라 형태를 이루기 위해 이와는 반대되는 형태 즉 일방향으로 긴 장축으로 가지며 오목한 단면 형태를 갖는 다수의 홈을 구비한 베이스 기판(300)을 준비한다.First, as shown in FIG. 7A, in order to form a lenticular shape having a long longitudinal axis in one direction and a convex lenticular shape in cross-sectional shape, a base having a plurality of grooves having a long longitudinal axis in one direction and a concave cross- The
이러한 베이스 기판(300)은 유기기판에 대해 포토레지스트의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광 및 포토레지스트의 현상과, 현상 후 남게되는 포토레지스트를 이용한 상기 유기기판의 식각 및 포토레지스트의 스트립의 일련의 단위 공정을 포함하는 포토리소그래피 법을 진행함으로서 형성할 수도 있으며, 또는 플라스틱 기판에 대해 렌티큘라 형태의 볼록한 요철을 갖는 롤러 등을 통해 압연함으로서 형성할 수도 있다.The
다음, 도 7b에 도시한 바와같이, 전술한 바와같이 일 방향으로 긴 장축을 갖는 다수의 홈(hm)이 구비된 베이스 기판(300) 상에 배향물질을 도포하여 배향막을 형성하고, 이에 대해 상기 오목한 홈의 장축 방향에 대해 소정의 각도(α)를 갖는 방향으로 러빙을 진행함으로써 상기 배향막(310) 표면에 일 방향으로 장축을 가지며 수 내지 십 수 ㎛정도의 크기를 갖는 매우 미세한 크기의 미세홈(315)을 형성하거나, 또는 UV광에 반응하는 UV 배향막을 형성한 후 일 방향으로 편광된 UV광을 일방향으로 조사함으로서 상기 UV 배향막의 표면에 일 방향으로 장축을 가지며 수 내지 십 수 ㎛정도의 크기를 갖는 매우 미세한 크기의 미세홈(315)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 7B, an alignment layer is formed by applying an alignment material on the
이후, 도 7c에 도시한 바와같이, 상기 홈의 장축과 소정의 각도를 이루는 장축을 갖는 미세홈(315)이 다수 구비된 상기 배향막(310) 또는 UV 배향막 위로 액상의 이방성 물질 예를들면 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM(Reactive Mesogens), 경화 가능한 LC(Liquid Crystal) 중 어느 하나를 코팅하여 이방성 물질층(340)을 형성한다. 7C, a liquid anisotropic material such as PDLC (ultraviolet) is applied onto the
이 경우, 상기 이방성 물질층(340)을 상기 베이스 기판(300) 상의 오목한 홈(hm)을 완전히 채우고 상기 각 홈(hm)의 최고 깊이보다 더 큰 두께를 갖도록 코팅함으로서 상기 베이스 기판의 표면 위로 소정의 두께를 갖는 판 형태의 부분이 발생되도록 하며 상기 판 형태의 부분은 평탄한 표면을 이루도록 한다.In this case, the
한편, 상기 베이스 기판(300)의 다수의 오목한 홈(hm)을 채우며 코팅되는 이방성 물질은 상기 배향막(310) 표면에 형성된 수 내지 십 수 ㎛정도의 크기를 갖는 매우 미세한 크기의 미세홈(315)의 영향으로 방향자(323)는 상기 미세홈(315)의 장축 방향으로 일정하게 배열되게 된다. The anisotropic material filling and coating the plurality of concave grooves hm of the
다음, 이러한 상태에서 열처리를 실시하여 상기 이방성 물질층(340)을 경화시킴으로서 다수의 렌티큘라 렌즈(343)가 구비된 이방성 물질층(340)을 형성한다.Next, heat treatment is performed in this state to cure the
이후, 도 7d에 도시한 바와같이, 다수의 렌티큘라 렌즈(343)가 구현된 이방성 물질층(340)을 상기 베이스 기판(300)으로부터 탈착 또는 박리시킴으로서 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 구비되는 렌즈필름(도 4의 160, 도 5의 260)을 완성할 수 있다. 7D, the
이때, 경화된 상태의 상기 이방성 물질층(340)을 상기 베이스 기판(300)으로부터 탈착 또는 박리시키기 전에 상기 다수의 렌티큘라 렌즈(343)의 상부에 점착제(미도시)를 개재하여 베이스 필름(미도시)을 부착시키는 단계를 더욱 진행할 수도 있다. In this case, before the
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 이렇게 완성된 렌즈필름(도 4의 160, 도 5의 260)에 대해 액정패널에 부착될 수 있도록 적당한 크기를 갖도록 재단을 더욱 진행할 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawing, the cut can be further progressed so as to have a suitable size so as to be attached to the liquid crystal panel with respect to the completed lens film (160 in Fig. 4, 260 in Fig. 5).
이때, 상기 렌티큘라 렌즈(343)의 장축을 기준으로 이와 수직 및 수평하도록 재단이 이루어지는 경우 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 영상 표시장치용 렌즈필름(도 4의 160)을 이루게 되며, 상기 렌티큘라 렌즈(343)의 장축을 기준으로 이와 소정의 각도를 갖도록 재단하고 이렇게 잘라진 절단면을 기준으로 이와 수직한 방향으로 재단하는 경우 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치용 렌즈필름(도 5의 260)을 이루게 된다. 4) of the
한편, 전술한 방법에 있어서는 다수의 홈을 갖는 베이스 기판 상에 배향막 또는 UV 배향막을 형성하고 러빙 또는 편광된 UV광을 조사함에 의해 일방향으로 장축을 갖는 다수의 미세함 홈을 형성한 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 배향막 형성없이 상기 베이스 기판의 각 홈 내부에 상기 홈의 장축에 대해 소정의 각도를 갖는 방향으로 기계적으로 수 내지 십 수 ㎛ 정도의 홈을 형성한 후, 상기 베이스 기판 상에 직접 이방성 물질을 형성하더라도 상기 미세한 홈을 갖는 배향막 상에 이방성 물질층을 형성한 것과 동일하게 이방성 물질의 장축이 상기 홈의 장축과 동일한 방향으로 배열됨으로서 렌티큘라 렌즈의 장축을 기준으로 이와 소정의 각도로 이방성 물질의 장축이 배열된 렌즈 필름을 형성할 수 있다.
On the other hand, in the above-described method, an alignment film or a UV alignment film is formed on a base substrate having a plurality of grooves and a plurality of minute grooves having a long axis are formed in one direction by irradiating rubbing or polarized UV light Forming grooves of about several to several tens of micrometers in a direction having a predetermined angle with respect to the long axis of the grooves in the respective grooves of the base substrate without forming the alignment film and then forming anisotropic material directly on the base substrate The long axis of the anisotropic material is arranged in the same direction as the long axis of the groove so that the long axis of the anisotropic substance is aligned with the long axis of the lenticular lens to form the anisotropic material layer at a predetermined angle with respect to the long axis of the lenticular lens. A lens film in which long axes are arranged can be formed.
이러한 방법으로 완성된 렌즈 필름을 액정패널에 부착된 제 2 편광판의 외측면 또는 스위칭 셀 외측면에 부착함으로서 액정패널의 광축과 상기 렌티큘라 렌즈 내의 이방성 물질의 장축이 배열된 방향이 일치하는 특징적 구조를 갖는 전술한 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 3D 영상 표시장치를 제조 할 수 있다.By attaching the finished lens film to the outer surface of the second polarizer plate or the outer surface of the switching cell attached to the liquid crystal panel in this way, the characteristic axisymmetric structure in which the optical axis of the liquid crystal panel coincides with the arrangement direction of the major axes of the anisotropic material in the lenticular lens The above-described 3D image display device according to the first and second embodiments of the present invention can be manufactured.
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 may be made without departing from the spirit of the present invention.
101 : 3D 영상 표시장치
110 : 액정표시장치
160 : 렌즈필름
165 : 렌티큘라 렌즈
168 : 이방성 물질
oax : (액정패널의 광축)
θ1 : y축을 기준으로 한 광축의 각도(제 1 각도)
θ2 : y축(렌티큘라 렌즈의 장축)을 기준으로 한 이방성 물질의 방향자의 각도(제 2 각도)101: 3D image display device
110: liquid crystal display
160: Lens film
165: Lenticular lens
168: Anisotropic material
oax: (optical axis of liquid crystal panel)
? 1: angle of the optical axis with respect to the y-axis (first angle)
? 2: angle (second angle) of the director of the anisotropic substance with respect to the y-axis (long axis of the lenticular lens)
Claims (14)
상기 제 1 편광판의 외측면에 구비되며, 각각이 이방성 물질을 포함하는 다수의 렌티큘라 렌즈를 구비한 렌즈 필름
을 포함하고,
상기 이방성 물질의 방향자는 상기 제 1 방향으로 배열되고,
상기 다수의 렌티큘라 렌즈의 장축은 상기 제 1 방향과 제 1 각도로 교차하는 제 2 방향으로 배열되는 3D 영상 표시장치.
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel having an optical axis in a first direction; a first polarizer having transmission axes coinciding with the optical axes on an outer surface of the liquid crystal panel; and a second polarizer having a transmission axis perpendicular to the optical axis;
A lens film provided on an outer surface of the first polarizer plate and having a plurality of lenticular lenses each including an anisotropic material,
/ RTI >
Wherein the director of the anisotropic material is arranged in the first direction,
Wherein the long axes of the plurality of lenticular lenses are arranged in a second direction intersecting with the first direction at a first angle.
상기 광축은 상기 액정패널에 구비된 액정층 내의 액정분자들의 장축이 초기 배열된 상태인 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the optical axis is a state in which the major axes of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer provided in the liquid crystal panel are initially arranged.
상기 제 1 편광판과 상기 렌즈 필름 사이에 구비되며 온/오프 구동에 의해 상기 제 1 편광판을 통과한 빛을 편광 상태를 선택적으로 변경하는 스위칭 셀을 포함하는 3D 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
And a switching cell provided between the first polarizer and the lens film for selectively changing a polarization state of light passing through the first polarizer by on / off driving.
상기 3D 영상 표시장치는 상기 스위칭 셀의 온/오프에 의해 3D 또는 2D 영상을 선택적으로 구현하는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
The method of claim 3,
Wherein the 3D image display device selectively implements a 3D or 2D image by on / off of the switching cell.
상기 액정패널의 광축이 배열되는 상기 제 1 방향은 상기 액정패널에 구비되는 화소영역의 종방향과 일치하는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first direction in which the optical axis of the liquid crystal panel is arranged coincides with the longitudinal direction of the pixel region provided in the liquid crystal panel.
상기 제 1 각도는 0도 보다는 크고 45도 보다는 작은 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the first angle is greater than 0 degrees and less than 45 degrees.
상기 제 1 각도는
(단 M, N은 자연수, Pa와 Pb는 각각 화소영역의 단방향 및 장방향의 피치)
의 식으로 표시되는 것이 특징인 포함하는 3D 영상 표시장치.
The method according to claim 6,
The first angle
(Note that M and N are natural numbers, and Pa and Pb are pitches in the unidirectional and longitudinal directions of the pixel region, respectively)
Of the 3D image display device.
상기 이방성 물질은 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM(Reactive Mesogens), 경화 가능한 LC(Liquid Crystal)중 어느 하나인 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the anisotropic material is any one of PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM (Reactive Mesogens), and curable LC (Liquid Crystal).
상기 렌티큘라 렌즈의 표면에는 상기 이방성 물질의 방향자의 방향과 일치하는 방향으로 장축을 갖는 다수의 미세홈이 구비되거나,
또는 상기 렌티큘라 렌즈의 표면에는 이방성 물질의 방향자의 방향과 일치하는 방향으로 장축을 갖는 다수의 미세홈이 구비된 배향막이 더 구비된 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
A plurality of fine grooves having a major axis in a direction coinciding with a direction of the director of the anisotropic material may be provided on a surface of the lenticular lens,
Or an alignment film having a plurality of fine grooves having a long axis in a direction coinciding with a direction of an anisotropic material on the surface of the lenticular lens.
상기 베이스 기판의 상기 다수의 홈 상면에 상기 제 1 방향과 제 1 각도로 교차하는 제 2 방향의 장축을 갖는 미세홈을 형성하거나,
또는 상기 베이스 기판의 상기 다수의 홈 상부에 배향막을 형성하고 상기 배향막에 대해 상기 제 2 방향으로 러빙하거나, 또는 편광된 UV광을 조사하여 상기 배향막 표면에 상기 제 2 방향으로 미세홈을 형성하는 단계와;
상기 미세홈이 구비된 상기 베이스 기판의 상기 다수의 홈 상부 또는 상기 배향막의 상부로 이방성 물질을 코팅하여 상기 이방성 물질의 방향자가 상기 제 2 방향으로 배열되는 이방성 물질층을 형성하는 단계와;
상기 이방성 물질의 방향자가 상기 제 2 방향으로 배열된 상기 이방성 물질층을 경화시켜 다수의 렌티큘라 렌즈를 구현하는 단계와;
상기 다수의 렌티큘라 렌즈가 구현된 상기 이방성 물질층을 상기 베이스 기판으로부터 탈착시키는 단계
를 포함하는 렌즈 필름 형성방법.
The method comprising: providing a base substrate having a plurality of grooves having a major axis in a first direction;
Forming a fine groove having a long axis in a second direction intersecting with the first direction at a first angle on the upper surface of the plurality of grooves of the base substrate,
Or forming an alignment film on the plurality of grooves of the base substrate and rubbing the alignment film in the second direction or irradiating the polarized UV light to form fine grooves in the second direction on the surface of the alignment film Wow;
Forming an anisotropic material layer in which the direction of the anisotropic material is aligned in the second direction by coating an anisotropic material on the plurality of grooves of the base substrate provided with the fine grooves or on the top of the alignment layer;
Curing the anisotropic material layer in which the director of the anisotropic material is arranged in the second direction to realize a plurality of lenticular lenses;
Removing the anisotropic material layer on which the plurality of lenticular lenses are implemented from the base substrate
≪ / RTI >
상기 다수의 렌티큘라 렌즈를 구현하는 단계 이후, 상기 다수의 렌티큘라 렌즈 상부에 필름을 부착하는 단계를 더 포함하는 렌즈 필름 형성방법.
11. The method of claim 10,
Further comprising the step of attaching a film to the plurality of lenticular lenses after implementing the plurality of lenticular lenses.
상기 이방성 물질은 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM(Reactive Mesogens), 경화 가능한 LC(Liquid Crystal)중 어느 하나인 것이 특징인 렌즈 필름 형성방법.11. The method of claim 10,
Wherein the anisotropic material is one of PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), RM (Reactive Mesogens), and curable LC (Liquid Crystal).
상기 다수의 렌티큘라 렌즈의 장축이 배열되는 상기 제 2 방향은 상기 액정패널에 구비되는 화소영역의 종방향과 일치하는 것이 특징인 3D 영상 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second direction in which the long axes of the plurality of lenticular lenses are arranged coincides with the longitudinal direction of the pixel region provided in the liquid crystal panel.
상기 제 1 각도는 0도 보다는 크고 25도 보다는 작은 것이 특징인 3D 영상 표시장치. 14. The method of claim 13,
Wherein the first angle is greater than 0 degrees and less than 25 degrees.
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