KR100637303B1 - 2ｄ/3ｄ 전환형 액정 표시 패널, 및 2ｄ/3ｄ 전환형 액정표시 장치 - Google Patents

2ｄ/3ｄ 전환형 액정 표시 패널, 및 2ｄ/3ｄ 전환형 액정표시 장치 Download PDF

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신이찌 미야자끼
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 장치는, 입력되는 화상 데이터에 따라 표시 화상을 생성하는 표시용 액정 패널(10)과, 3D 표시 시의 표시 화상에 특정한 시야각을 부여하여 3D 효과를 얻기 위한 시차 배리어로서의 패턴화 위상차판(20)과, 시차 배리어 수단의 효과의 유효/무효를 전환함으로써 2D 표시/3D 표시를 전환하는 스위칭 액정 패널(30)을 갖는다. 패턴화 위상차판(20), 스위칭 액정 패널(30)의 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성되어 있다. 이것에 의해, 2D/3D 전환형 액정 표시 장치에서, 2D 표시 시의 시야각을 2D 단체 표시의 정도로 할 수 있다.
Figure 112005015861549-pct00003
패턴화 위상차판, 액티브 에리어, 표시용 액정 패널, 화상 데이터, 시차 배리어

Description

2Ｄ/3Ｄ 전환형 액정 표시 패널, 및 2Ｄ/3Ｄ 전환형 액정 표시 장치{2D/3D SWITCH LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND 2D/3D SELECTION LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 제1 표시(2D 표시)와 제2 표시(3D 표시)의 전환을 가능하게 하는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
통상의 시계(視界)에서, 인간의 2개의 눈은, 공간적으로 떨어져서 두부에 위치하고 있기 때문에, 2개의 상이한 시점으로부터 본 상을 지각하고 있으며, 인간의 뇌는, 이들 2개의 상의 시차에 의해 입체감을 인식한다. 그리고, 이 원리를 이용하여, 관찰자의 좌우 각각의 눈에 상이한 시점으로부터 본 상을 시인시킴으로써 시차를 부여하여, 3D(입체 3차원) 표시를 행하는 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
3D 표시를 행하는 액정 표시 장치에서는, 시점이 상이한 상을 관찰자의 좌우의 눈에 공급하기 위해, 표시 화면 상에서의 좌안용 상 및 우안용 상을, 예를 들면 색, 편광 상태 또는 표시 시각에 따라 인코드하고, 관찰자가 착용하는 안경 형상의 필터 시스템에 의해 이들을 분리하여, 각각의 눈에 대응하는 상만을 공급하도록 한 것이 있다.
또한, 액정 표시 장치의 표시 패널(101)에 광의 투과 영역과 차단 영역이 스 트라이프 형상으로 형성된 시차 배리어(102)를 조합하여, 관찰자측에서 필터 시스템 등의 시각적 보조 기구를 사용하지 않아도 3D 화상이 인식되도록(자동 입체 표시) 한 액정 표시 장치도 있다. 즉, 표시 패널(101)에서 생성되는 우안용 화상 및 좌안용 화상에 대하여 시차 배리어(102)에 의해 특정한 시야각이 공급되며(도 11의 (a) 참조), 공간 상의 특정한 관찰 영역으로부터이면, 각각의 눈에 대응하는 상만이 시인되어, 관찰자에서 3D 화상이 인식된다(도 11의 (b) 참조).
이와 같이, 액정 표시 장치에 시차 배리어를 설치함으로써, 자동 입체 표시를 행하는 장치는, 예를 들면 USP6055013(Date of Patent : Apr. 25, 2000)에서 개시되어 있다. 덧붙여서, 상기 USP6055013(Date of Patent : Apr. 25, 2000)에서는, 시차 배리어로서 패턴화 위상차판을 이용한 구성이 개시되어 있다.
또한, 전술한 바와 같은 시차 배리어를 구비한 액정 표시 장치에서, 시차 배리어의 효과를 유효/무효를 전환하는 수단을 스위칭 액정층 등으로 설치함으로써, 3D 표시와 2D 표시(평면 표시)를 전기적으로 전환할 수 있는 장치가 예를 들면 USP6046849(Date of Patent : Apr. 4, 2000)에서 개시되어 있다. 즉, USP6046849(Date of Patent : Apr. 4, 2000)의 장치에서는 스위칭 액정층의 ON/OFF에 의해, 시차 배리어의 효과를 유효로 한 경우에 3D 표시를 행하고, 시차 배리어의 효과를 무효로 한 경우에 2D 표시를 행한다.
그런데, 상기 종래의 2D/3D 전환형 액정 표시 장치의 구성에서는, 이하와 같은 문제가 발생한다.
즉, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 장치는, 3D 표시 시에, 광원으로부터 출사 된 광이, 스위칭 액정층, 시차 배리어, 및 표시 액정층(표시 화면을 생성하는 액정층)의 3개의 액티브 에리어를 통과함으로써 3D를 행하기 때문에, 투과형 액정 표시 장치에 의해 실현된다.
한편, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 장치에서의 2D 표시 시에는, 스위칭 액정층이 시차 배리어를 무효화하는 상태로 될 뿐이며, 광원으로부터 출사된 광이, 스위칭 액정층, 시차 배리어, 및 표시 액정층의 3개의 액티브 에리어를 통과하는 것은 3D 표시 시와 변화된 바가 없다.
따라서, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 장치에서의 2D 표시를, 2D 표시만을 행하는 장치의 2D 표시(2D 단체 표시라 함)와 비교하면, 스위칭 액정층 및 시차 배리어가 설치되는 분만큼, 액정 표시 패널의 구성이 두꺼워진다. 이에 따라, 관찰자가 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 장치에서 표시 화면의 경사로부터 본 경우, 그 관찰 방향의 시야각이 표시 액정층에서 보증되어 있는 시야각의 범위 내이었다고 하여도, 다른 구성 부재(즉, 스위칭 액정층, 시차 배리어)가 표시 액정층에서의 표시 에리어의 주변부의 화상 시인을 방해하는 경우가 있다. 따라서, 표시 액정층에서의 전체 표시 에리어의 시인이 가능하게 되는 경우의 시야각이 2D 단체 표시 시보다도 좁게 된다는 문제가 발생한다.
또한, 상기 구성의 2D/3D 전환형 액정 표시 장치에서는, 표시 액정 패널에서, 전기적인 신호(주사 신호 및 데이터 신호)의 교환을 행하는 단자부를 배치하기 위한 영역이 액티브 에리어 밖에서 필요하게 된다. 또한, 스위칭 액정 패널에서는, 스위칭 액정층의 광학 특성을 전기적으로 전환하기 위한 신호(전환 신호)를 입 력할 필요가 있다. 이 전환 신호를 입력하기 위한 단자부는, 역시 스위칭 액정 패널의 액티브 에리어 밖에서 구비될 필요가 있다.
한편, 시차 배리어로 되는 패턴화 위상차판에 대해서는 전기적인 신호의 입력은 필요 없으며, 해당 패턴화 위상차판의 기판에서는, 액티브 에리어 이외의 영역을 기본적으로 필요로 하지 않는다.
이 때문에, 표시 액정 패널 및 스위칭 액정 패널에서 상기 단자부가 형성되는 측의 기판의 면적은, 패턴화 위상차판의 면적보다도 단자 형성부의 영역분만큼 커진다. 따라서, 표시 액정 패널, 패턴화 위상차판, 및 스위칭 액정 패널을 접합하여 2D/3D 전환형 액정 표시 패널을 형성하면, 표시 액정 패널 및 스위칭 액정 패널에서의 단자 형성부가 돌출되는 형상으로 된다.
상술된 바와 같이, 단자 형성부가 돌출되는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 형상에서는, 해당 단자 형성부는 글래스 기판에서 형성되어 있기 때문에 외적인 스트레스에 의해 파손이 발생하기 쉽다. 예를 들면, 낙하나 충격에 의해 단자 형성부에 외적인 스트레스가 가해지면, 글래스 기판에 균열이 생겨서, 표시가 가능하지 않게 되는 등의 문제가 발생한다. 이러한 문제는, 휴대 전화나 PDA(Personal Digital Assistants)를 대상으로 만들어진 액정 표시 패널에서, 특히 문제로 된다.
본 발명은, 상기의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 2D/3D 전환형 액정 표시 장치에서, 2D 표시 시의 시야각을 2D 단체 표시의 정도로 할 수 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널 및 2D/3D 전환형 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다. 또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널 및 2D/3D 전환형 액정 표시 장치에서, 낙하나 충격에 대한 신뢰성 향상도 목적으로 하고 있다.
〈발명의 개시〉
본 발명의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은, 상기의 목적을 달성하기 위해, 2D 표시(평면 표시) 및 3D 표시(입체 표시)의 양방의 표시가 가능하며, 입력되는 화상 데이터에 따라 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단과, 3D 표시 시의 표시 화상에 특정한 시야각을 부여하여 3D 효과를 얻는 시차 배리어 수단과, 시차 배리어 수단의 효과의 유효/무효를 전환함으로써 2D 표시/3D 표시를 전환하는 전환 수단을 갖는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서, 시차 배리어 수단 및 전환 수단의 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성되어 있다.
상기 표시 화상 생성 수단, 시차 배리어 수단, 및 전환 수단을 갖는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 2D 표시 및 3D 표시 모두, 광원으로부터 조사되는 광이 이들 3개의 수단의 액티브 에리어를 통과함으로써 화상 표시가 행해진다.
이 때, 상기 각 액티브 에리어의 폭 방향의 크기가 동일하면, 2D 표시 시에, 관찰자가 표시 화면을 경사로부터 본 경우, 다른 구성 부재(즉, 시차 배리어 수단이나 전환 수단을 구성하는 부재)가 표시 에리어(표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어에 상당)의 주변부의 화상 시인을 방해하는 경우가 있다.
상기 구성에 따르면, 시차 배리어 수단 및 전환 수단의 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성된다. 이 경우, 표시 화면 단부 부근에서 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어를 통과한 광이 시차 배리어 수단 또는 전환 수단의 액티브 에리어 밖의 영역에서 차단되는 등의 문제점을 억제할 수 있어서, 2D 표시 시의 시야각을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 시차 배리어 수단 및 전환 수단의 액티브 에리어는, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어에 대하여 떨어져서 배치되어 있는 쪽이, 액티브 에리어의 폭이 넓게 설정되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 시차 배리어 수단 및 전환 수단의 액티브 에리어의 단부에서의 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 단부로부터의 상기 폭 방향의 돌출량을 각각 d1, d2로 하고, 시차 배리어 수단 및 전환 수단의 액티브 에리어와 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 패널 두께 방향의 거리를 각각 t1, t2로 하며, 표시 화상 생성 수단에서 보증되는 시야각을 θ1로 할 경우,
d1≥t1·tanθ1이며, d2≥t2·tanθ1
을 만족하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 시야각 θ1로 입사되며, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어 단부를 통과하는 광은, 시차 배리어 수단 및 전환 수단에서도 그 액티브 에리어 내를 통과한다. 이에 따라, 2D 단체 표시 정도의 시야각에서의 관찰 시에서, 표시 화상의 단부가 도중에 끊기지 않는 화상을 시인 가능하게 된다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 상기 시차 배리어 수단은, 지상축의 방향이 상이한 2개의 광학 영역이 교대로 스트라이프 형상으로 형성된 패 턴화 위상차판과, 투과축의 방향이 일정한 시차 배리어용 편광판으로 구성되며, 표시 화상 생성 수단과, 패턴화 위상차판과, 전환 수단이 이러한 순서로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 표시 화상 생성 수단과 패턴화 위상차판 간의 거리가 가까워져서, 3D 표시 시에서의 3D 표시 효과를 얻기 쉬워진다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 상기 시차 배리어 수단은, 지상축의 방향이 상이한 2개의 광학 영역이 교대로 스트라이프 형상으로 형성된 패턴화 위상차판과, 투과축의 방향이 일정한 시차 배리어용 편광판으로 구성되며, 상기 전환 수단은, 전압의 인가 시와 무인가 시에서 상기 전환 수단을 투과하는 광에 대하여 광학 변조의 작용을 전환하는 액정 패널로 구성되며, 상기 전환 수단을 통과하는 광은, 2D 표시 시에는, 상기 패턴화 위상차판의 2개의 광학 영역의 각각에 대하여 시차 배리어용 편광판에서 동일한 투과율을 부여하고, 3D 표시 시에는, 상기 패턴화 위상차판의 2개의 광학 영역의 각각에 대하여 시차 배리어용 편광판에서 상이한 투과율을 부여하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 상기 전환 수단을 통과한 광은, 다음으로 시차 배리어 수단의 패턴화 위상차판에 입사되며, 또한 시차 배리어용 편광판에 입사된다. 이 때, 패턴화 위상차판에 입사된 광은, 2개의 광학 영역의 각각에서 상이한 광학 변조를 받아서, 서로 상이한 편광 상태로 된다. 그리고, 이들 광학 영역을 통과한 각각의 광은, 2D 표시 시에는 시차 배리어용 편광판에서 동일한 투과율을 공급하여, 시차 배리어 수단의 효과가 무효화된다. 한편, 3D 표시 시에는 시차 배리어용 편광판에서 상이한 투과율을 공급하여, 상기 2개의 광학 영역 중 한쪽이 투과 영역으로서 작용하며, 다른쪽이 차단 영역으로서 작용하여, 시차 배리어 수단의 효과가 유효하게 된다.
이에 따라, 전환 수단에서의 전압 인가의 전환만으로, 용이하게 2D/3D 표시의 전환을 행할 수 있다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 상기 표시 화상 생성 수단은, 2개의 기판 사이에 표시용 액정층을 협지하여 이루어지며, 2D 표시 및 3D 표시의 양쪽의 표시 화상을 생성하는 것이 가능한 표시용 액정 패널이며, 상기 시차 배리어 수단은, 기판 상에 특정한 패턴으로 배향된 패턴화 액정층을 갖고 이루어지며, 3D 표시 시의 표시 화상에 특정한 시야각을 부여하여 3D 효과를 얻는 패턴화 위상차판이고, 상기 전환 수단은, 2개의 기판 사이에 스위칭용 액정층을 협지하여 이루어지며, 패턴화 위상차판의 시차 배리어 효과의 유효/무효를 전환함으로써 2D 표시/3D 표시를 전환하는 스위칭 액정 패널임과 함께, 표시용 액정 패널에서 설치되는 단자 형성부와, 스위칭 액정 패널에서 설치되는 단자 형성부가, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 동일한 변측에서 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널에서의 단자 형성부가, 표시 화면측으로부터 볼 때 서로 중첩된다. 이 때문에, 단자 형성부가 설치된 기판에서, 표시 화면측으로부터 가해지는 스트레스에 대한 강도가 향상되어, 단자 형성부가 형성되는 기판의 균열이 발생하기 어려워진다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 상기 표시 화상 생성 수단 은, 2개의 기판 사이에 표시용 액정층을 협지하여 이루어지며, 2D 표시 및 3D 표시의 양쪽의 표시 화상을 생성하는 것이 가능한 표시용 액정 패널이고, 상기 시차 배리어 수단 및 상기 전환 수단은, 2개의 기판 사이에 협지된 스위칭용 액정층을 포함하여 특정한 패턴을 갖고 이루어지는 스위칭 액정 패널임과 함께, 표시용 액정 패널에서 설치되는 단자 형성부와, 스위칭 액정 패널에서 설치되는 단자 형성부가, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 동일한 변측에서 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널에서의 단자 형성부가, 표시 화면측으로부터 볼 때 서로 중첩한다. 이 때문에, 단자 형성부가 설치된 기판에서, 표시 화면측으로부터 가해지는 스트레스에 대한 강도가 향상되어, 단자 형성부가 형성되는 기판의 균열이 발생하기 어려워진다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널의 각각에 포함되는 2개의 기판 중, 표시용 액정 패널에서 단자 형성부가 설치된 기판과 스위칭 액정 패널에서 단자 형성부가 설치된 기판이 대향하도록, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널이 대향하여 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 따르면, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널에서 단자 형성부가 설치된 기판 간의 거리가 작아져서, 단자부에 외력이 작용하였다고 하여도 2개의 기판이 접촉함으로써, 기판의 강도가 증가하여, 균열이 생기기 어려워진다. 이에 따라, 단자 형성부가 형성되는 기판의 균열이 발생하기 어려워진다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은, 이하에 나타내는 기재로부터 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이익은, 첨부 도면을 참조한 다음의 설명으로 명백해질 것이다.
도 1의 (a)는, 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 것이며, 표시용 액정 패널의 액티브 에리어를 전면측에 배치한 경우의 액티브 에리어의 대소 관계를 나타낸 도면.
도 1의 (b)는 표시용 액정 패널의 액티브 에리어를 배면측에 배치한 경우의 액티브 에리어의 대소 관계를 나타낸 도면.
도 2는, 본 발명의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 일 구성예를 도시하는 단면도.
도 3의 (a)는, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서 이용되는 패턴화 위상차판의 구성을 도시하는 단면도.
도 3의 (b)는, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서 이용되는 패턴화 위상차판의 구성을 도시하는 평면도.
도 4는, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서의 각 구성 부재의 광학축의 방향을 나타내는 도면.
도 5는, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서 이용되는 패턴화 위상차판의 제조 공정을 나타내는 흐름도.
도 6은, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서 이용되는 스위칭 액정 패널 의 제조 공정을 나타내는 흐름도.
도 7은, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 조립 공정을 나타내는 흐름도.
도 8은, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서의 3D 표시 시의 동작 원리를 나타내는 도면.
도 9는, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서의 2D 표시 시의 동작 원리를 나타내는 도면.
도 10은, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서의 각 액티브 에리어를 동일한 폭으로 형성한 경우의 시야각과 시인성 간의 관계를 나타내는 도면.
도 11의 (a)는, 3D 표시 원리를 나타내는 것이며, 시야 배리어에 의한 시야각의 부여 효과를 나타내는 도면.
도 11의 (b)는, 3D 표시 원리를 나타내는 것이며, 3D 표시 화면의 관찰 영역을 나타내는 도면.
도 12는, 본 발명의 도 2와는 상이한 실시 형태를 나타내는 것이며, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 일 구성예를 도시하는 단면도.
도 13의 (a)는, 낙하 시험에 제공한 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 샘플 A의 구성을 도시하는 단면도.
도 13의 (b)는, 낙하 시험에 제공한 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 샘플 B의 구성을 도시하는 단면도.
도 14는, 상기 낙하 시험에 이용한 모듈 세트의 구성을 도시하는 분해 사시도.
〈발명을 실시하기 위한 최량의 형태〉
이하, 실시예 및 비교예에 의해, 본 발명을 보다 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 10, 도 12 내지 도 14에 기초하여 설명하면, 이하와 같다. 먼저, 본 실시 형태에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 개략적 구성을 도 2를 참조하여 설명한다.
상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은, 도 2에 도시한 바와 같이, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 스위칭 액정 패널(30)을 접합한 구성으로 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에 대하여, 구동 회로나 백 라이트(광원) 등을 실장함으로써 2D/3D 전환형 액정 표시 장치가 제공된다.
표시용 액정 패널(10)은, TFT 액정 표시 패널로서 구비되어 있으며, 제1 편광판(11), 대향 기판(기판)(12), 액정층(표시용 액정층)(13), 액티브 매트릭스 기판(기판)(14), 및 제2 편광판(15)이 적층되어 이루어지며, 액티브 매트릭스 기판(14)에는, 표시를 행할 화상에 대응한 화상 데이터가 FPC(Flexible Printed Circuits) 등의 배선(51)을 통해 입력된다.
즉, 상기 표시용 액정 패널(10)은, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에 대하여, 화상 데이터에 따른 표시 화면을 생성하는 표시 화상 생성 수단으로서 구비되어 있다. 덧붙여서, 표시 화면을 생성하는 기능을 갖는 것이면, 표시용 액정 패널(10)에서의 표시 방식(TN 방식이나 STN 방식)이나 구동 방식(액티브 매트릭스 구 동이나 패시브 매트릭스 구동)은 특별히 한정되는 것은 아니다.
패턴화 위상차판(20)은, 시차 배리어의 일부로서 기능하는 것이며, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 투명 기판(기판)(21) 상에 배향막(22)을 형성하고, 또한 그 위에 액정층(패턴화 액정층)(23)을 적층하여 이루어지는 구성이다. 또한, 상기 패턴화 위상차판(20)의 액티브 에리어에서는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 각각, 편광 상태가 상이한 제1 영역(20A)(도면 중, 사선부로 나타냄)과 제2 영역(20B)(도면 중, 사영부로 나타냄)이 교대로 스트라이프 형상으로 형성되어 있다.
스위칭 액정 패널(30)은, 구동측 기판(기판)(31), 액정층(스위칭용 액정층)(32), 대향 기판(기판)(33), 및 제3 편광판(34)이 적층되어 이루어지고, 구동측 기판(31)에는 액정층(32)의 ON 시에 구동 전압을 인가하기 위한 배선(52)이 접속되어 있다.
스위칭 액정 패널(30)은, 액정층(32)의 ON/OFF에 따라 해당 스위칭 액정 패널(30)을 투과하는 광의 편광 상태를 전환하는 전환 수단으로서 배치되어 있다. 즉, 스위칭 액정 패널(30)은, 2D 표시 시와 3D 표시 시에서, 해당 스위칭 액정 패널(30)을 투과하는 광에의 광학 변조 작용을 상이하게 하다. 또한, 스위칭 액정 패널(30)은 표시용 액정 패널(10)과 같이 매트릭스 구동될 필요는 없으며, 구동측 기판(31) 및 대향 기판(33)에 구비되는 구동 전극은 해당 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어 전면에 형성되면 된다.
다음으로, 상기 구성의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 표시 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 도 2에 도시하는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서, 각 구성 부재의 광학축의 방향을 도 4에서 예시한다. 덧붙여서, 도 4에서 나타내는 광학축은, 액정 패널 및 위상차판에서는 배향막에서의 지상축의 방향(즉, 배향막의 러빙 방향), 편광판에서는 투과축의 방향이다.
도 4의 구성에서는, 광원으로부터 출사된 입사광은, 처음에, 스위칭 액정 패널(30)의 제3 편광판(34)에 의해 편광된다. 또한, 스위칭 액정 패널(30)은, 3D 표시 시에는 OFF 상태에서 1/2 파장판으로서 작용한다.
또한, 스위칭 액정 패널(30)을 통과한 광은, 다음으로 패턴화 위상차판(20)에 입사된다. 패턴화 위상차판(20)의 제1 영역(20A)과 제2 영역(20B)에서는, 그 러빙 방향, 즉 지상축의 방향이 상이하기 때문에, 제1 영역(20A)을 통과한 광과 제2 영역(20B)을 통과한 광에서는, 그 편광 상태가 상이하다. 도 4의 예에서는, 제1 영역(20A)을 통과한 광과 제2 영역(20B)을 통과한 광의 편광축이 90° 상이하다. 또한, 패턴화 위상차판(20)은 액정층(23)의 복굴절율 이방성과 막 두께에 따라 1/2 파장판으로서 작용하도록 설정되어 있다.
패턴화 위상차판(20)을 통과한 광은, 표시용 액정 패널(10)의 제2 편광판(15)에 입사된다. 3D 표시 시에는, 패턴화 위상차판(20)의 제1 영역(20A)을 통과한 광의 편광축은 제2 편광판(15)의 투과축과 평행하며, 제1 영역(20A)을 통과한 광은 편광판(15)을 투과한다. 한편, 제2 영역(20B)을 통과한 광의 편광축은 제2 편광판(15)의 투과축과 90°의 각도를 이루며, 제2 영역(20B)을 통과한 광은 편광판(15)을 투과하지 않는다.
즉, 도 4의 구성에서는, 패턴화 위상차판(20)과 제2 편광판(시차 배리어용 편광판)(15)의 관련된 광학 작용에 의해 시차 배리어(시차 배리어 수단)의 기능이 달성되어서, 패턴화 위상차판(20)에서의 제1 영역(20A)이 투과 영역, 제2 영역(20B)이 차단 영역으로 된다.
제2 편광판(15)을 통과한 광은, 표시용 액정 패널(10)의 액정층(13)에서 흑 표시를 행하는 화소와 백 표시를 행하는 화소에서 서로 다른 광학 변조를 받아서, 백 표시를 행하는 화소에 의해 광학 변조를 받은 광만이 제1 편광판(11)을 투과함으로써 화상 표시가 행해진다.
이 때, 상기 시차 배리어의 투과 영역을 통과하거나 특정한 시야각이 주어진 광이, 표시용 액정 패널(10)에서 우안용 화상 및 좌안용 화상 각각에 대응하는 화소를 통과함으로써 우안용 화상과 좌안용 화상이 상이한 시야각으로 분리되어, 3D 표시가 행해진다.
또한, 2D 표시가 행해지는 경우에는, 스위칭 액정 패널(30)이 ON되어서, 해당 스위칭 액정 패널(30)을 통과하는 광에 대하여 광학 변조가 주어지지 않는다. 스위칭 액정 패널(30)을 통과한 광은, 다음으로 패턴화 위상차판(20)을 통과함으로써, 제1 영역(20A)을 통과한 광과 제2 영역(20B)을 통과한 광에서 상이한 편광 상태가 주어진다.
그러나, 2D 표시의 경우에서는, 3D 표시인 경우와는 달리, 스위칭 액정 패널(30)에서의 광학 변조 작용이 없기 때문에, 패턴화 위상차판(20)을 통과한 광의 편광축은, 제2 편광판(15)의 투과축에 대하여, 좌우 대칭의 각도의 어긋남이 발생하 는 것으로 된다. 이 때문에, 패턴화 위상차판(20)의 제1 영역(20A)을 통과한 광, 제2 영역(20B)을 통과한 광 모두, 제2 편광판(15)을 동일한 투과율로 투과하여, 패턴화 위상차판(20)과 제2 편광판(15)의 관련된 광학 작용에 의한 시차 배리어의 기능이 달성되지 않아서(특정한 시야각이 주어지지 않음), 2D 표시로 된다.
계속해서, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 제조 공정을, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 5는 패턴화 위상차판(20)의 제조 공정, 도 6은 스위칭 액정 패널(30)의 제조 공정, 도 7은 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 조립 공정을 나타내는 흐름도이다. 또한, 표시용 액정 패널(10)은 종래의 액티브 매트릭스 기판과 마찬가지의 제조 공정에 의해 제조되기 때문에, 그 제조 공정에 대해서는 생략한다.
패턴화 위상차판(20)의 제조 공정에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 먼저, 기판(21)으로 되는 소글래스에 대하여 세정을 행하고, 세정된 기판의 한 면에 폴리이미드를 도포하고 소성함으로써 배향막(22)을 형성한다(S1∼S3). 다음으로, 배향막(22)에 대하여 1회째의 러빙 처리(제1 러빙)를 행한다(S4). 제1 러빙에서의 러빙 방향은, 제2 영역(20B)의 러빙 방향으로 한다.
제1 러빙 후, 세정된 기판의 배향막(22) 상에 레지스트를 도포하고 가소성한 후, 노광, 현상, 건조의 공정에 의해 해당 레지스트가 패터닝된다(S5∼S8). 이 때, 패터닝된 레지스트는, 패턴화 위상차판(20)의 제2 영역(20B)으로 되는 부분을 피복하도록 형성되는 것이다.
이와 같이 하여 패터닝된 레지스트가 형성된 기판에 대하여, 레지스트측으로 부터 2회째의 러빙 처리(제2 러빙)를 행한다(S9). 제2 러빙에서의 러빙 방향은, 제1 영역(20A)의 러빙 방향으로 한다. 이 때, 배향막(22) 상의 레지스트로 피복된 영역은, 제1 러빙에 의해 형성된 지상축의 방향이 유지된다.
제2 러빙 후, 세정된 기판의 배향막(22) 상에 남아 있는 레지스트에 대하여 재차, 노광(일괄 노광), 현상에 의해 남은 레지스트가 제거되고, 그 후, 건조된다(S10∼S12). 건조된 기판의 배향막(22) 상에 UV 경화형 액정 용액이 스핀 코팅법 등에 의해 도포되며, 또한 해당 UV 경화형 액정 용액에 UV 조사를 행함으로써 액정 분자가 가교되어 고분자화된다(S13∼S14). 이와 같이 하여, 액정층(23)이 형성된다.
상기 S1∼S14의 처리는, 복수의 패턴화 위상차판(20)을 1개의 대형 기판 상에 일괄하여 형성하도록 실시된다. 이 때문에, 복수의 패턴화 위상차판(20)이 형성된 기판을 개개의 패턴화 위상차판(20)으로 분단하여, 검사함으로써, 패턴화 위상차판(20)이 완성된다(S15∼S17).
다음으로, 스위칭 액정 패널(30)의 제조 공정에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 먼저, ITO에 의해 구동 전극이 형성된 구동측 기판(31)으로 되는 글래스에 대하여 세정을 행하고, 세정된 기판의 구동 전극측에, 배향막을 인쇄 및 소성에 의해 형성한다(S21∼S23). 다음으로, 상기 배향막에 대하여 러빙 처리를 행한다(S24).
상기 러빙 후, 세정된 기판의 배향막 상에 스페이서 산포 및 시일 형성이 행하여져, 대향 기판(33)이 접합된다(S25∼S27). 덧붙여서, S27에서 접합되는 대향 기판(33)은, 통상의 액티브 매트릭스형 패널에 이용되는 것과 마찬가지의 구성이 며, 여기서는 그 상세한 제조 공정의 설명을 생략한다.
또한, 상기 S21∼S27의 처리는, 복수의 스위칭 액정 패널(30)의 셀을 일괄하여 형성하도록 실시된다. 이와 같이 하여 일괄 형성된 셀을 개개의 셀로 분단하고, 각 셀 내에 액정을 주입함으로써, 스위칭 액정 패널(30)이 완성된다(S28∼S30). 또한, 본 실시 형태에서 이용되는 스위칭 액정 패널(30)에서는, 그 한 면에만 제3 편광판(34)이 접착된다.
표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 및 스위칭 액정 패널(30)이 완성되면, 이들을 접합함으로써 본 실시 형태에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널이 조립된다.
상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 조립 공정에서는, 도 7에 도시한 바와 같이 표시용 액정 패널(10)에 패턴화 위상차판(20)이 접착제에 의해 접합된다(S41).
또한, 패턴화 위상차판(20)을 갖는 표시용 액정 패널(10)에, 접착제에 의해 스위칭 액정 패널(30)을 접합함으로써, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널이 완성된다(S42∼S43).
상기 구성의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서, 3D 표시 시의 동작 원리는 도 8에 나타나게 된다. 백 라이트(광원)로부터의 출사광에 대하여, 제3 편광판(34)에 의해 편광한 후, 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어에서, 시차 배리어의 효과를 유효로 하는 광학 변조를 부여한다.
스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어를 통과한 광은, 패턴화 위상차판(20) 및 제2 편광판(15)을 통과할 때에 시차 배리어에 의한 효과를 받아서, 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어에서 표시되는 화상(우안용 화상 및 좌안용 화상)에 특정한 시야각을 부여한다.
한편, 2D 표시 시의 동작 원리는 도 9에 나타내게 된다. 이 경우, 백 라이트(광원)로부터의 출사광에 대하여, 제3 편광판(34)에 의해 편광한 후, 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어를 통과할 때에 광학 변조를 부여하지 않는다. 이 때, 스위칭 액정 패널(30)은 시차 배리어의 효과를 무효로 한다.
스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어를 통과한 광은, 패턴화 위상차판(20) 및 제2 편광판(15)을 통과할 때에 시차 배리어에 의한 효과를 부여하지 않고, 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어에서 표시되는 화상은 2D 표시 화상으로 된다.
이와 같이, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 3D 표시 시 및 2D 표시 시 모두, 백 라이트로부터 출사되는 광은, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 및 스위칭 액정 패널(30)의 각 액티브 에리어를 통과하여 화면 표시에 이용된다.
덧붙여서, 상기 액티브 에리어는, 표시용 액정 패널(10)에 대해서는 화소가 매트릭스 형상으로 배치되며 표시 화상이 생성되는 영역, 패턴화 위상차판(20)에 대해서는 제1 및 제2 영역이 스트라이프 형상으로 형성되어 있는 영역, 스위칭 액정 패널(30)에 대하여 액정층(32)에의 전압의 인가에 의해 해당 스위칭 액정 패널(30)을 통과하는 광에 광학 변조를 부여할 수 있는 영역을 나타낸다.
여기서, 상기 각 액티브 에리어의 폭 방향의 크기가 동일하다고 가정하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 표시 화면에 대하여 경사로부터 입사되는 광은, 화면 단부 부근에서 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어를 통과한 광이 패턴화 위상차판(20) 또는 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어 밖의 영역에서 차단된다. 이것은, 화면 정면으로부터의 관찰을 상정하는 3D 표시 시에는 문제 없지만, 화면 경사로부터의 관찰도 허용해야할 2D 표시 시에는 시야각을 좁게 하는 등의 문제를 발생한다.
도 10의 예에서는, 표시용 액정 패널(10)에서 보증되는 시야각(표시용 액정 패널(10)만을 이용한 2D 단체 표시인 경우의 허용 시야각으로 됨)을 θ1로 한 경우, θ1의 시야각 방향으로부터의 관찰에 대하여, 화면 단부에서 약 3 화소분의 화상이 도중에 끊겨 시인할 수 없게 된다. 그리고, 화상이 도중에 끊기지 않고 전체 화상을 시인 가능하게 되는 시야각은, 2D 단체 표시인 경우에 비해 θ2로 매우 좁은 허용 시야각밖에 얻어지지 않는다.
본 발명의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은, 2D 표시 시에, 2D 단체 표시 정도의 시야각을 실현하기 위한 구성에 특징을 갖는 것이다. 구체적으로 설명하자면, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30) 각각의 액티브 에리어에서, 해당 액티브 에리어의 단부가 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어의 단부보다도 외측으로 되도록 형성된다.
이것에 의해, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30) 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성된다. 이 경우, 화면 단부 부근에서 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어를 통 과한 광이 패턴화 위상차판(20) 또는 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어 밖의 영역에서 차단되는 등의 문제점을 억제할 수 있어서, 2D 표시 시의 시야각을 향상시킬 수 있다.
여기서, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어의 단부에서 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어의 단부로부터의 돌출량을 각각 d1, d2로 하고, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어와 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어의 거리를 각각 t1, t2로 한다. 또한, 표시용 액정 패널(10)에서 보증되는 시야각을 θ1로 한다.
상기 시야각 θ1에 의한 관찰에서, 표시 화상의 단부가 도중에 끊기지 않고 전체 화상을 시인 가능하게 되기 때문에, 본 실시 형태에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이,
Figure 112005015861549-pct00001
을 충족시키도록 설정된다.
이 경우, 시야각 θ1로 입사되며, 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어 단부를 통과하는 광은, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)에서도 그 액티브 에리어 내를 통과한다. 이에 따라, 2D 단체 표시 정도의 시야각에서의 관찰 시에서, 표시 화상의 단부가 도중에 끊기지 않는 화상을 시인 가능하게 된다.
덧붙여서, 도 1의 (a)의 구성은, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)의 각 액티브 에리어에 대하여, 표시용 액정 패널 (10)의 액티브 에리어가 전면(前面)측(표시면측)에 있으며, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어가 배면측(광원측)에 있는 경우를 예시하고 있다.
그러나, 본 발명의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은 이러한 예에 한정되는 것은 아니며, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 표시용 액정 패널(10)의 액티브 에리어가 배면측(광원측)에 있는 구성으로 하여도 된다. 덧붙여서, 이 경우, 패턴화 위상차판(20)과 스위칭 액정 패널(30) 간의 위치 관계는 어느 쪽이 광원측이 되어도 되지만, 광원측으로부터 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 스위칭 액정 패널(30)의 순으로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 표시용 액정 패널(10)과 패턴화 위상차판(20) 간의 거리가 가까운 쪽이 3D 표시 시에서의 3D 표시 효과를 얻기 쉽기 때문이다.
단, 시차 배리어의 일부로 되는 편광판에 대해서는, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)보다도 표시면측에 배치될 필요가 있다. 즉, 스위칭 액정 패널(30)에서는, 광원측이 아니라 표시면측에 편광판이 접착되며, 이 편광판이 시차 배리어의 일부를 구성한다.
그리고, 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)의 액티브 에리어에 대해서는, 표시용 액정 패널(10)에 대하여 거리가 떨어져 있는 쪽의 액티브 에리어의 폭이 보다 넓게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 및 스위칭 액정 패널(30) 각각의 액티브 에리어의 폭을, D1, D2, D3으로 한 경우, 도 1의 (a)의 예에서는 D1<D2<D3, 도 1의 (b)의 예에서도 D1<D2<D3으로 하는 것이 바람직하다.
도 1의 (b)에 나타내는 예에서도, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)의 각 액티브 에리어는, 상기 수학식 1의 관계를 충족시킴으로써, 시야각 θ1에 의한 관찰에서 표시 화상의 단부가 도중에 끊기지 않는 화상 표시를 행할 수 있다.
또한, 상기 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시하는 구성은, 표시 화면의 수평 방향에만 효과가 있는 것은 아니며, 표시 화면의 수직 방향에 대해서도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 및 스위칭 액정 패널(30)의 조합에 의해 구성되지만, 이 중 패턴화 위상차판(20)의 기판(21)에서는, 표시 동작의 관점에서는 액티브 에리어 이외의 영역을 거의 필요로 하지 않는다.
한편, 표시용 액정 패널(10)의 기판(특히, 액티브 매트릭스 기판(14)) 및 스위칭 액정 패널(30)의 기판(특히 구동측 기판(31))은, 액티브 에리어에서의 액정층에 인가하는 전압을 제어하기 위해, 전기 신호를 입력하기 위한 단자부를 설치할 필요가 있다. 즉, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)의 기판에서는, 액티브 에리어 밖에 단자부를 설치하기 위한 영역(단자 형성부)이 필요하게 된다.
도 2에 도시하는 구성에서는, 표시용 액정 패널(10)의 액티브 매트릭스 기판(14)에서 단자 형성부(14a)가 형성되어 있으며, 스위칭 액정 패널(30)의 구동측 기판(31)에서 단자 형성부(31a)가 형성되어 있다.
여기서, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 및 스위칭 액정 패널(30) 각각에서, 필요한 최소의 기판 면적으로 형성하면, 이들을 조합할 때 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)에서의 단자 형성부의 기판이 돌출된다. 이러한 경우, 돌출된 단자 형성부의 기판에서, 충격 등에 의해 균열이 발생하기 쉬워지는 등의 문제점이 있음은, 종래의 기술에서 설명한 바와 같다.
이 때문에, 본 실시 형태에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 표시용 액정 패널(10)에서의 단자 형성부(14a)와, 스위칭 액정 패널(30)에서의 단자 형성부(31a)가, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 동일한 변측에서 설치되어 있다.
이것에 의해, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)에서의 단자 형성부(14a 및 31a)가, 표시 화면측으로부터 볼 때 서로 중첩한다. 이 때문에, 표시 화면측으로부터 가해지는 스트레스에 대한 강도가 향상되어서, 단자 형성부(14a·31a)가 형성되는 기판의 균열이 발생하기 어려워진다.
또한, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)에서, 단자 형성부(14a 및 31a)가 설치된 면적이 큰 측의 기판끼리를 내측으로 하여 접합한다. 즉, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)을 접합할 때에는, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30) 각각에 포함되는 2개의 글래스 기판 중, 표시용 액정 패널(10)에서 단자 형성부(14a)가 설치되는 액티브 매트릭스 기판(14)과 스위칭 액정 패널(30)에 서 단자 형성부(31a)가 설치되는 구동측 기판(31)이 대향하도록, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)이 대향하여 배치된다.
이것에 의해, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서는, 단자 형성부(14a 및 31a)가 설치된 기판 간의 거리가 짧아져서, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)이 서로의 패널의 전자 부품부를 보호할 수 있게 되기 때문에, 단자 형성부(14a·31a)가 형성되는 기판의 균열이 발생하기 어려워진다.
덧붙여서, 상기 설명에서의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은, 개별로 작성된 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20), 및 스위칭 액정 패널(30)의 3개의 부재를 접합함으로써 구성되어 있지만, 본 발명에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은, 2개의 부재의 접합에 의해 구성되는 것이어도 된다.
예를 들면, 도 12에 도시한 바와 같이, 표시용 액정 패널(10)과, 스위칭 액정 패널(40)의 조합에 의해 2D/3D 전환형 액정 표시 패널을 구성해도 된다. 스위칭 액정 패널(40)은, 도 2에 도시하는 스위칭 액정 패널(30)에서, 표시용 액정 패널(10)과의 접합면측에 패턴화 위상차층(41)을 형성한 것이며, 해당 패턴화 위상차층(41)을 구동측 기판(31) 상에 형성함으로써, 패턴화 위상차판(20)의 투명 기판(21)을 생략한 것이다.
스위칭 액정 패널(40)은, 도 5에 나타내는 흐름도의 공정에서 제조된 패턴화 위상차판을, 도 6에 나타내는 흐름도의 공정에서 제조되는 스위칭 액정 패널 제작 시에 편측의 기판으로서 이용함으로써 제작된다.
단, 상기 스위칭 액정 패널(40)에서, 패턴화 위상차층(41)은, 반드시 액정층 에서 형성되는 것에 한정되지 않는다(예를 들면, 수지를 패턴화함으로써도 형성 가능함). 또한, 패턴화 위상차층(41)의 배치 위치는, 표시용 액정 패널(10)과의 접합면측에 한정되지 않는다.
또한, 상기 스위칭 액정 패널(40)에서, 패턴화 위상차층(41)을 이용하는 것 이외에, 예를 들면 리브 부재를 기둥으로 하여 단책 형상으로 배열하고, 기둥과 기둥 사이에 액정을 주입하여, 액정의 선광성·복굴절성을 조작하여, 리브를 통과하여 관찰되는 광과, 액정을 통과하여 관찰되는 광을 만듦으로써, 전술한 시차 배리어 기능을 달성하는 수단도 있다.
또한, 도 12에 도시하는 구성의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서도, 표시용 액정 패널(10)의 액정층(13)에서의 액티브 에리어, 스위칭 액정 패널(40)의 패턴화 위상차층(41) 및 액정층(32)에서의 액티브 에리어는, 도 1의 (a) 또는 도 1의 (b)에 나타내는 관계를 충족시킨다.
또한, 상기 설명에서의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널은, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)(또는 스위칭 액정 패널(40)) 각각에서, 단자 형성부가 2개의 기판의 한쪽에만 형성되어 있는 경우를 상정하고 있다.
그러나, 상기 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 사용 형태에 따라서는, 예를 들면 표시용 액정 패널(10)에서 단자 형성부를 2변에 설치하고, 해당 표시용 액정 패널(10)을 형성하는 한쌍의 기판의 각각의 기판의 1 변에 단자 형성부를 설치하는 경우도 생각된다. 이러한 경우에는, 스위칭 액정 패널(30)과 대향되는 측의 기판을, 면적이 큰 쪽(단자 형성부의 큰 쪽)의 기판으로 하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 면적이 커서(단자 형성부가 큼) 보다 균열되기 쉬운 측의 기판이, 적층된 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 내측에 오기 때문에, 균열에 대한 마진이 높아진다. 또한, 단자 형성부의 기판이 균열되기 어려워지기 때문에, 기판 주변(단자 형성부에 상당함)에 회로를 형성한 패널의 전자 부품을 보호할 수 있다.
본 발명에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서, 그 기판의 균열 방지 효과를 검토하기 위해, 복수의 샘플에 대하여 낙하 시험을 행하였다. 이 낙하 시험에서는, 도 13의 (a)에 나타내는 샘플 A, 도 13의 (b)에 나타내는 샘플 B를 이용하였다. 또한, 도 13의 (a), 도 13의 (b)에서는, 액정층의 도시를 생략하고 있다.
샘플 A는 본 발명에 대한 참조예로서 준비된 것이며, 스위칭 액정 패널(30)에서, 구동측 기판(31)이 접합면측과 반대측으로 되어 있다(단자 형성부(14a 및 31a)가 설치된 면적이 큰 측의 기판끼리가 내측으로 되어 있지 않음). 즉, 표시용 액정 패널(10)에 단자 형성부(14a)가 설치되어 있는 액티브 매트릭스 기판(14)과, 스위칭 액정 패널(30)에서 단자 형성부(31a)가 설치되어 있는 구동측 기판(31) 사이에는, 패턴화 위상차판(20)의 투명 기판(21)과 스위칭 액정 패널(30)의 대향 기판(33)의 2개의 글래스 기판이 존재한다.
한편, 샘플 B는 본 발명에 상당하는 구성이며, 표시용 액정 패널(10) 및 스위칭 액정 패널(30)에서, 단자 형성부(14a 및 31a)가 설치된 액티브 매트릭스 기판(14) 및 구동측 기판(31)을 내측으로 하여 접합되어 있다. 이 때문에, 샘플 B에서는, 액티브 매트릭스 기판(14) 및 구동측 기판(31)에서 이들 기판 간에 존재하는 글래스 기판은 패턴화 위상차판(20)의 투명 기판(21)뿐이며, 샘플 A에 비해 단자 형성부가 존재하는 기판끼리간의 거리가 작아지고 있다.
상기 샘플 A, B에 대한 낙하 시험은, 표시용 액정 패널(10), 패턴화 위상차판(20) 및 스위칭 액정 패널(30)을, 도 14에 나타내는 모듈 세트로 조립하고, 표시 화면을 위를 향해 모듈마다 이들을 낙하시키도록 하여 시험을 행하였다. 이 낙하 시험 결과를 이하의 표 1에 나타낸다.
Figure 112005015861549-pct00002
덧붙여서, 여기서는, 파손의 유무를 조사하는 기판으로서 글래스 기판을 이용하였지만, 플라스틱 기판을 이용한 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서도, 기판 균열은 발생한다. 따라서, 본 발명의 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서, 기판의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 표 1의 결과로부터, 참조예인 샘플 A에서는, 낙하 높이 40㎝에서 기판의 균열이 발생하였다. 이에 대하여, 본 발명에 따른 구성의 샘플 B에서는, 90㎝의 낙하 높이까지 기판 균열은 발생하지 않으며, 샘플 A에 비해 2배 이상의 신뢰성을 확보하고 있음을 알 수 있었다. 이것으로부터, 본 발명에 따른 2D/3D 전환형 액정 표시 패널에서, 기판의 균열 방지 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.
덧붙여서, 상기 시험에서, 기판의 균열 방지 효과가 얻어진 본 발명에 상당하는 샘플 B에서는, 단자 형성부의 돌출량은 4.5㎜, 단자 형성부를 갖는 2개의 글래스 기판의 기판 간의 거리는 0.3㎜로 하였다.
또한, 본 발명의 기판의 균열 방지 효과를 얻는 데 대하여, 글래스 기판 두께를 0.4㎜ 정도로 생각하면, 단자 형성부의 돌출량은 1∼5㎜, 단자 형성부를 갖는 2개의 글래스 기판의 기판 간의 거리 0.25∼0.35㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.
덧붙여서, 발명을 실시하기 위한 최량의 형태의 란에서 이루어진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 분명히 하는 것일 뿐, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에서 기재하는 청구의 범위 내에서, 여러가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명의 구성에 따르면, 제1 표시(2D 표시) 시의 시야각을 제1 표시만을 행하는 것과 동등(2D 단체 표시와 같음)하게 할 수 있는 제1 표시와 제2 표시를 전환하는 (2D/3D 전환형) 액정 표시 패널 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제1 표시와 제2 표시를 전환하는 (2D/3D 전환형) 액정 표시 패널 및 액정 표시 장치에서, 낙하나 충격에 대한 신뢰성도 향상된다. 이에 따라, 제1 표시와 제2 표시의 전환을 가능하게 하는 액정 표시 패널 및 액정 표시 장치에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 2D 표시 및 3D 표시의 양쪽의 표시가 가능하고, 입력되는 화상 데이터에 따라 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단과,
    3D 표시 시의 표시 화상에 특정한 시야각을 부여하여 3D 효과를 얻는 시차 배리어 수단과,
    시차 배리어 수단의 효과의 유효/무효를 전환함으로써 2D 표시/3D 표시를 전환하는 전환 수단
    을 포함하고,
    시차 배리어 수단 및 전환 수단의 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    시차 배리어 수단 및 전환 수단의 액티브 에리어는, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어에 대하여 떨어져서 배치되어 있는 쪽이, 액티브 에리어의 폭이 넓게 설정되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    시차 배리어 수단 및 전환 수단의 액티브 에리어의 단부에서의 표시 화상 생 성 수단의 액티브 에리어의 단부로부터의 상기 폭 방향의 돌출량을 각각 d1, d2로 하고, 시차 배리어 수단 및 전환 수단의 액티브 에리어와 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 패널 두께 방향의 거리를 각각 t1, t2로 하며, 표시 화상 생성 수단에서 보증되는 시야각을 θ1로 할 경우,
    d1≥t1·tanθ1이며, d2≥t2·tanθ1
    을 만족하는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시차 배리어 수단은, 지상축의 방향이 상이한 2개의 광학 영역이 교대로 스트라이프 형상으로 형성된 패턴화 위상차판과, 투과축의 방향이 일정한 시차 배리어용 편광판으로 구성되며,
    표시 화상 생성 수단과, 패턴화 위상차판과, 전환 수단이 이러한 순서로 배치되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시차 배리어 수단은, 지상축의 방향이 상이한 2개의 광학 영역이 교대로 스트라이프 형상으로 형성된 패턴화 위상차판과, 투과축의 방향이 일정한 시차 배리어용 편광판으로 구성되며,
    상기 전환 수단은, 전압의 인가 시와 무인가 시에서 해당 전환 수단을 투과하는 광에 대하여 광학 변조의 작용을 전환하는 액정 패널로 구성되며,
    상기 전환 수단을 통과하는 광은, 2D 표시 시에는, 상기 패턴화 위상차판의 2개의 광학 영역의 각각에 대하여 시차 배리어용 편광판에서 동일한 투과율을 부여하고, 3D 표시 시에는, 상기 패턴화 위상차판의 2개의 광학 영역의 각각에 대하여 시차 배리어용 편광판에서 상이한 투과율을 부여하는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표시 화상 생성 수단은, 2매의 기판 사이에 표시용 액정층을 협지하여 이루어지며, 2D 표시 및 3D 표시의 양쪽의 표시 화상을 생성하는 것이 가능한 표시용 액정 패널이고,
    상기 시차 배리어 수단은, 기판 상에 특정한 패턴으로 배향된 패턴화 액정층을 갖고 이루어지며, 3D 표시 시의 표시 화상에 특정한 시야각을 부여하여 3D 효과를 얻는 패턴화 위상차판이고,
    상기 전환 수단은, 2매의 기판 사이에 스위칭용 액정층을 협지하여 이루어지며, 패턴화 위상차판의 시차 배리어 효과의 유효/무효를 전환함으로써 2D 표시/3D 표시를 전환하는 스위칭 액정 패널임과 함께,
    표시용 액정 패널에서 설치되는 단자 형성부와, 스위칭 액정 패널에서 설치되는 단자 형성부가, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 동일한 변측에 설치되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널의 각각에 포함되는 2매의 기판 중, 표시용 액정 패널에서 단자 형성부가 설치된 기판과 스위칭 액정 패널에서 단자 형성부가 설치된 기판이 면하도록, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널이 대향하여 배치되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  8. 제6항에 있어서,
    표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널의 각각에 포함되는 2매의 기판 중, 표시용 액정 패널에서 보다 면적이 큰 측의 기판과 스위칭 액정 패널에서 보다 면적이 큰 측의 기판이 면하도록, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널이 대향하여 배치되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표시 화상 생성 수단은, 2개의 기판 사이에 표시용 액정층을 협지하여 이루어지며, 2D 표시 및 3D 표시의 양쪽의 표시 화상을 생성하는 것이 가능한 표시용 액정 패널이고,
    상기 시차 배리어 수단 및 상기 전환 수단은, 2매의 기판 사이에 협지된 스위칭용 액정층을 포함하여 특정한 패턴을 갖고 이루어지는 스위칭 액정 패널임과 함께,
    표시용 액정 패널에서 설치되는 단자 형성부와, 스위칭 액정 패널에서 설치 되는 단자 형성부가, 2D/3D 전환형 액정 표시 패널의 동일한 변측에서 설치되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  10. 제9항에 있어서,
    표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널의 각각에 포함되는 2매의 기판 중, 표시용 액정 패널에서 단자 형성부가 설치된 기판과 스위칭 액정 패널에서 단자 형성부가 설치된 기판이 면하도록, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널이 대향하여 배치되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  11. 제9항에 있어서,
    표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널의 각각에 포함되는 2매의 기판 중, 표시용 액정 패널에서 보다 면적이 큰 측의 기판과 스위칭 액정 패널에서 보다 면적이 큰 측의 기판이 면하도록, 표시용 액정 패널 및 스위칭 액정 패널이 대향하여 배치되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널.
  12. 2D 표시 및 3D 표시의 양쪽의 표시가 가능하고, 입력되는 화상 데이터에 따라 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단과,
    3D 표시 시의 표시 화상에 특정한 시야각을 부여하여 3D 효과를 얻는 시차 배리어 수단과,
    시차 배리어 수단의 효과의 유효/무효를 전환함으로써 2D 표시/3D 표시를 전 환하는 전환 수단
    을 포함하고,
    시차 배리어 수단 및 전환 수단의 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성되어 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 패널을 포함하고 있는 2D/3D 전환형 액정 표시 장치.
  13. 입력되는 화상 데이터에 따라 2개의 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단과,
    상기 2개의 표시 화상을 상이한 시야각으로 분리하는 시차 배리어 수단과,
    시차 배리어 수단의 효과의 유효/무효를 전환하는 전환 수단
    을 포함하고,
    시차 배리어 수단 및 전환 수단의 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성되어 있는 액정 표시 패널.
  14. 입력되는 화상 데이터에 따라 2개의 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단과,
    상기 2개의 표시 화상을 상이한 시야각으로 분리하는 시차 배리어 수단과,
    시차 배리어 수단의 효과의 유효/무효를 전환하는 전환 수단
    을 포함하고,
    시차 배리어 수단 및 전환 수단의 각각에서의 액티브 에리어의 폭이, 표시 화상 생성 수단의 액티브 에리어의 폭보다도 넓게 형성되어 있는 액정 표시 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
KR1020057005214A 2002-09-26 2003-06-26 2ｄ/3ｄ 전환형 액정 표시 패널, 및 2ｄ/3ｄ 전환형 액정표시 장치 KR100637303B1 (ko)

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