KR100811818B1 - 2차원/3차원 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는디스플레이 장치 - Google Patents

2차원/3차원 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 한 쌍의 투명기판과; 상기 양 투명기판 사이에 전압인가 가능하게 마련되는 한 쌍의 투명전극과; 상기 양 투명전극 사이에 다수의 원호단면 형상으로 형성되어 있는 렌티큘러렌즈층과, 상기 렌티큘러렌즈층의 광출사측에 형성되는 액정셔터층을 갖는 렌티큘러셔터를 포함하되; 상기 액정셔터층은 상기 렌티큘러렌즈층의 표면 및 상기 광출사측 투명전극 표면에 형성된 배향막과, 상기 양 배향막 사이에 배향된 액정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 장치의 두께를 슬림화하여 소형 디스플레이 제품에 용이하게 적용할 수 있으며, 제조공정 및 생산비와 제품의 가격을 절감할 수 있는 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는 디스플레이 장치가 제공된다.
2D, 3D, 렌티큘러, 액정, 셔터, 디스플레이, 투명전극

Description

2차원/3차원 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는 디스플레이 장치{Lenticular LC shutter for 2D/3D image display and diplay device having the same}
도 1 및 도 2는 종래 2D/3D 영상 표시용 디스플레이 장치의 간략한 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터의 단면도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터를 갖는 디스플레이 장치의 간략한 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 렌티큘러 액정셔터 3 : 디스플레이 장치
10 : 투명기판 20 : 투명전극
30 : 렌티큘러셔터 31 : 렌티큘러렌즈층
33 : 액정셔터층
본 발명은, 디스플레이장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2차원 영상과 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있는 2D/3D 영상 표시용 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 3차원을 표현하는 입체 영상은 인간의 양안을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지는데, 이는 인간의 두 눈이 약 65mm 정도 이격되어 있기 때문에 나타나는 양안 시차에 의해 입체감을 느끼는 원리를 이용하는 것이다, 즉, 두 눈이 각각 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되며 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다.
이러한 양안시차를 이용하는 입체 영상 표시장치는 관찰자가 별도의 입체영상 확인용 안경을 착용하는 유무에 따라 안경식(stereoscopic)의 편광방식과 시분할방식, 비안경식(autostereoscopic)의 페럴렉스베리어방식, 렌티큘러(lenticular)방식 등이 있다.
이중 렌티귤러방식을 이용하여 2차원영상과 3차원영상을 선택적으로 표현하는 종래 2D/3D 영상 표시용 디스플레이 장치가 도 1 및 도 2에 개시되어 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 종래 디스플레이 장치(101)는 2차원 영상(이하 설명의 편의상 "2D 편광"이라 함) 및 3차원 영상(이하 설명의 편의상 "3D 편광"이라 함)을 구현하는 액정패널(110)과, 액정패널(110) 전방에 배치되어 3D 편광에 대해서 양안시차를 부여하는 렌티큘러렌즈(120)와, 렌티큘러렌즈(120) 전방에 배치되어 렌티큘러렌즈(120)를 통과한 2D 편광과 3D편광 중 어느 하나를 선택적으로 통과시키는 LC 셔터(130)를 포함하고 있다.
이러한 구성의 종래 2D/3D 영상 표시용 디스플레이 장치(101)는 액정패널(110)로부터 출사되는 2D 편광과 3D 편광 중 3D 편광이 렌티큘러렌즈(120)에서 액정(121)과의 굴절률 차이에 의해서 양안 시차를 부여받게 되고, 2D 편광이 액정(121)과의 동일한 굴절률에 의해 렌티큘러렌즈(120)를 그대로 통과한다.
그리고, LC셔터(130)는 전압인가에 의해 액정(121)의 배향 방향을 선택적으로 변경하여 양안시차가 부여된 3D 편광을 통과시키고 2D 편광의 통과를 차단하거나, 2D 편광을 통과시키고 양안시차가 부여된 3D 편광의 통과를 차단함으로써, 2차원 영상 또는 3차원 영상이 관찰자에게 전달되도록 한다.
그런데, 이러한 종래 2D/3D 영상 표시용 디스플레이 장치에 있어서는, 렌티큘러렌즈를 거친 2D 편광과 3D 편광을 선택적으로 통과 또는 차단하기 위해서 렌티큘러렌즈 전방에 LC셔터를 설치함으로써, 디스플레이 장치의 두께가 두꺼워지는 단점이 있었다. 이에 의해, 소형 디스플레이 제품에 적용하는 것이 어려운 문제점이 발생한다.
또한, 별도의 LC셔터를 구비함으로써, 부품 증가에 의한 제조공정 및 생산비 상승에 의해 제품의 가격이 상승되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 장치의 두께를 슬림화하여 소형 디스플레이 제품에 용이하게 적용할 수 있으며, 제조공정 및 생산비와 제품의 가격을 절감할 수 있 는 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터에 있어서, 한 쌍의 투명기판과; 상기 양 투명기판 사이에 전압인가 가능하게 마련되는 한 쌍의 투명전극과; 상기 양 투명전극 사이에 다수의 원호단면 형상으로 형성되어 있는 렌티큘러렌즈층과, 상기 렌티큘러렌즈층의 광출사측에 형성되는 액정셔터층을 갖는 렌티큘러셔터를 포함하되; 상기 액정셔터층은 상기 렌티큘러렌즈층의 표면 및 상기 광출사측 투명전극 표면에 형성된 배향막과, 상기 양 배향막 사이에 배향된 액정을 갖는 것을 특징으로 하는 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터에 의해서 달성된다.
삭제
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따라, 광원과, 상기 광원의 전방에 배치되어 영상을 구형하는 액정패널을 갖는 디스플레이 장치에 있어서, 상기 액정패널의 전방에는 상기 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터가 설치되는 것을 특징으로 하는 렌티큘러 액정셔터에 의해서도 달성된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터(1)는 한 쌍의 투명기판(10)과, 양 투명기판(10)의 상호 대향면에 마련되는 한 쌍의 투명전극(20)과, 양 투명전극(20) 사이에 형성되는 렌티큘러셔터(30)를 포함한다.
양 투명기판(10)은 광투과성이 우수한 투명유리 등으로 마련되며, 투명전극(20) 및 렌티큘러셔터(30)가 개재될 수 있는 이격 간격을 두고 상호 대향 배치된다. 여기서 양 투명기판(10)의 이격 간격은 종래 액정층을 갖는 렌티큘러렌즈의 두께와 비교할 때, 투명전극(20)의 두께 정도가 커진 미미한 두께차이를 가지게 된다.
투명전극(20)은 ITO(indium tin oxide) 등의 광투과성 투명한 도전물질로 이루어진다. 이들 양 투명전극(20)은 전압인가에 의해 후술할 렌티큘러셔터(30)의 액정(33a)의 분자배열을 변화시켜서 2D 편광과 3D편광 중 어느 하나를 선택적으로 통과시키게 된다.
렌티큘러셔터(30)는 양 투명전극(20) 중 2D/3D 편광이 입사되는 측의 투명전극(20) 판면에 형성되는 렌티큘러렌즈층(31)과, 렌티큘러렌즈층(31)와 광출사측의 투명전극(20) 사이에 형성되는 액정셔터층(33)을 포함한다.
렌티큘러렌즈층(31)은 빛을 굴절시키기 위한 다수의 원호 렌티큘러 형상의 광학패턴(31a)을 가지고 있으며, 액정셔터층(33)은 렌티큘러렌즈층(31)의 표면 및 광출사측 투명전극(20) 표면에 형성된 배향막(미도시)과 양 배향막(미도시) 사이에 배향된 액정(33a)에 의해 형성되어 있다. 액정(33a)은 전술한 바와 같이 양 투명전극(20)에 인가되는 전압차이에 의해서 액정(33a)의 분자 배열이 2D 편광과 3D편광 중 어느 하나를 선택적으로 통과시킬 수 있도록 변화된다.
한편, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터를 갖는 디스플레이 장치의 간략한 구성도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터를 갖는 디스플레이 장치(3)는 광원으로서 면광원장치(41)와, 면광원장치(41)의 전방에 배치되어 영상을 구형하는 액정패널(43)을 가지고 있으며, 액정패널(43) 전방에 전술한 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터(1)가 설치되어 있는 구성을 가지고 있다.
이러한 구성을 갖는 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터를 구비한 디스플레이 장치(3)는 액정패널(43)로부터 출사되는 2D 편광과 3D 편광 중 어느 하나가 렌티큘러셔터(30)에서 선택적으로 투과 또는 차단됨으로써, 관찰자에게 선택된 2차원 영상 또는 3차원 영상이 전달된다.
먼저, 2차원 영상이 관찰자에게 전달되는 경우를 살펴보면, 액정패널(43)로부터 출사되는 2D 편광과 3D 편광이 렌티큘러셔터(30)를 지날 때, 투명전극(20)에 전압이 인가되어 액정셔터층(33)의 액정(33a)의 분자 배열이 도 3 및 도 5와 같은 방향으로 배열되어 렌티큘러렌즈층(31)과 액정(33a)사이의 굴절률이 일치하게 되어 2D 편광이 통과하게 되고 3D 편광은 차단된다. 이에 의해, 선택된 2차원 영상이 관찰자에게 전달됨으로써, 관찰자는 평면영상을 감상할 수 있게 된다.
한편, 3차원 영상이 관찰자에게 전달되는 경우를 살펴보면, 액정패널(43)로부터 출사되는 2D 편광과 3D 편광이 렌티큘러셔터(30)를 지날 때, 투명전극(20)에 전압이 인가되지 않음으로써 액정셔터층(33)의 액정(33a) 분자 배열이 도 4 및 도 6과 같은 방향으로 배열되어 렌티큘러렌즈층(31)과 액정(33a)사이의 굴절률 차이가 발생한다. 그러면, 3D 편광은 렌티큘러렌즈층(31)과 액정(33a)과의 굴절률 차이에 의해서 양안 시차를 부여받은 상태로 통과하게 되고 2D 편광은 차단된다. 이에 의해, 선택된 3차원 영상이 관찰자에게 전달됨으로써, 관찰자는 입체영상을 감상할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 3D 편광에 양안시차를 부여하는 렌티큘러렌즈층과 2D 편광과 3D 편광을 선택적으로 투과 또는 차단하는 액정셔터층이 일체화된 렌티큘러 액정셔터를 구비함으로써, 디스플레이 장치의 두께를 현격히 얇게 형성할 수 있다. 이에 의해, 소형 디스플레이 제품에 용이하게 적용할 수 있다.
또한, 별도의 LC셔터를 구비하지 않아도 2D 편광과 3D 편광을 선택적으로 투과 또는 차단할 수 있기 때문에, 부품 절감에 의한 제조공정 및 생산비의 절감과 제품 가격을 저렴하게 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 장치의 두께를 슬림화하여 소형 디스플레이 제품에 용이하게 적용할 수 있으며, 제조공정 및 생산비와 제품의 가격을 절감할 수 있는 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터 및 이를 갖는 디스플레이 장치가 제공된다.

Claims (3)

  1. 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터에 있어서,
    한 쌍의 투명기판과;
    상기 양 투명기판 사이에 전압인가 가능하게 마련되는 한 쌍의 투명전극과;
    상기 양 투명전극 사이에 다수의 원호단면 형상으로 형성되어 있는 렌티큘러렌즈층과, 상기 렌티큘러렌즈층의 광출사측에 형성되는 액정셔터층을 갖는 렌티큘러셔터를 포함하되;
    상기 액정셔터층은 상기 렌티큘러렌즈층의 표면 및 상기 광출사측 투명전극 표면에 형성된 배향막과, 상기 양 배향막 사이에 배향된 액정을 갖는 것을 특징으로 하는 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터.
  2. 삭제
  3. 광원과, 상기 광원의 전방에 배치되어 영상을 구형하는 액정패널을 갖는 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 액정패널의 전방에는 상기 청구항 1항의 2D/3D 영상 표시용 렌티큘러 액정셔터가 설치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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