KR100963872B1 - 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 및 입체 즉, 2D 및 3D 영상 모두의 재생이 가능한 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치는 다수의 표시셀이 형성되어 일방향으로 광을 방출하며 2차원 영상 및 3차원 영상 중 어느 하나를 표시하는 영상발생장치; 및 상기 영상발생장치로부터의 광방출방향에 배치되고, 상기 영상발생장치의 표시 영상에 따라 슬릿을 형성하는 배리어 패널;을 포함하며, 상기 배리어 패널은 서로 대면하는 전면 기판 및 후면 기판을 포함하여 이루어지며, 상기 전면 기판 및 후면 기판 중 적어도 어느 하나는 필름 타입으로 이루어진다.

2차원, 3차원, 입체, 액정표시장치, 패러렉스 배리어, 스테레오 그라피, 필름

Description

광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치{Device For both Two And Three Dimensional Display Having Barrier Slit LCD Pannel for Wide View}

본 발명은 입체 영상 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배리어 패널의 두께를 최소화하며, 이로 인해 입체 영상 표시장치의 시야각이 향상되며, 평면 및 입체 즉, 2D 및 3D 영상 모두의 재생이 가능한 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치에 관한 것이다.

최근 입체화상 디스플레이에 대한 관심이 증폭되고 있으며 이를 구현하기 위한 여러 가지 제품이 출시되고 있다.

입체화상은 크게 홀로그라피 등을 이용한 공간형 입체와 눈에 들어오는 좌우 영상의 각도 차이를 이용한 스테레오그라피로 나눌 수 있다. 이 중에서 홀로그라피를 이용한 입체는 데이터 처리량의 증대와 동화상 구현, 칼라 구현 등의 어려움으로 인해 상업적인 실용화가 용이치 않다.

반면 스테레오그라피는 하나의 사물을 볼 때, 왼쪽 눈이 보는 각도와 오른쪽 눈이 보는 각도가 약간씩 다른데, 이 각도의 차이가 입체로서 뇌에서 인식되는 점을 이용한 방법이다. 이러한 스테레오그라피 영상을 표현하기 위해서는 하나의 사물을 촬영할 때, 두 대의 카메라로 약간의 각도의 차이를 두고 촬영한다. 왼쪽 카메라는 왼쪽 눈을 대응하게 하고 오른쪽 카메라는 오른쪽 눈을 대응하게 한다. 이렇게 촬영된 영상을 재현할 때에 왼쪽 카메라로 촬영된 영상은 왼쪽 눈으로, 오른쪽 카메라로 촬영된 영상은 오른쪽 눈으로 보게 만들면 이 사물이 입체로 인지된다.

이러한 방법을 이용하기 위한 스테레오그라피는 여러 가지 방법이 제안되었고 몇 가지 방법은 오래전부터 사용되고 있다. 이 중에서 일반 입체 영화에서는 두 대의 촬영기로 촬영된 상을 재현하기 위하여 두 대의 영사기를 사용하는데 각각의 영사기 앞에는 편광판이 부착되어 있다. 이 편광판의 각도는 서로 직교하는데 결과적으로 각각의 영사기로부터 나오는 빛은 서로 직교하는 편광 방향을 가진다. 이를 보기 위해서는 영사기 앞에 부착된 편광판의 편광축에 오른쪽과 왼쪽 눈에 각각 대응하는 편광축을 가진 편광 안경을 쓰고 보아야 한다. 이 경우 왼쪽 영사기로부터의 영상은 왼쪽 눈에만, 오른쪽 영사기로부터의 영상은 오른쪽 눈으로만 들어오게 되어 입체 영상을 전달한다.

이러한 방법을 이용하기 위한 스테레오그라피는 여러 가지 방법이 제안되었고 몇 가지 방법은 오래전부터 실용화되어 사용되고 있다. 대표적인 것으로 두 대의 촬영기로 촬영된 영상을 편광판이 각각 부착된 두 대의 영사기를 통해 디스플레 이 하는 방법과, 표시장치와 동기화 되는 편광 안경을 이용하는 방법이다. 이와 같은 장치는 시뮬레이션 장치, 가상 현실 구현 장치 등에 많이 이용되고 있다.

하지만, 이러한 장치들은 입체화 효율 대비 제작 및 유지 비용이 많이 들거나, 입체화 효율이 우수하더라도 소수의 인원 밖에 이용하지 못하는 단점이 있으며, 일반적인 디스플레이 장치에 적용하기 어려운 문제점이 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해 다양한 방법들이 이용되고 있다. 이와 같은 다양한 방법들 중 대표적인 것이 패러렉스 배리어(Parallax Barrier)를 이용한 3D 구현이다. 이 패러렉스 배리어 방식은 디스플레이 장치 앞에 세로 슬릿을 형성하는 필터를 두어 시청자의 양안에 시차를 발생시키는 원리를 이용한다. 이를 위해 필터 즉 배리어 후방에 위치하는 디스플레이 장치는 슬릿에 대응하여 좌안과 우안 각각에 제공한 영상을 구분하여 출력하게 된다. 좀더 상세히 설명하면 디스플레이장치의 전방에 위치하는 슬릿은 일종의 편광필터 역할을 하게 된다. 즉 우안에 제공되는 영상이 좌안을 통해 보이지 않게 하며, 좌안에 제공되는 영상이 우안에 제공되지 않도록 하기 위해 이용된다.

이러한 패러렉스 배리어를 가지는 장치는 일반적인 브라운관 디스플레이 장치뿐만 아니라 LCD, PDP, OLED와 같은 평판 디스플레이 장치에도 용이하게 적용이 가능하며, 제조 비용이 싸고 구현이 용이한 장점을 가진다.

하지만, 종래의 패러렉스 배리어를 적용한 디스플레이 장치는 3D 전용 디스플레이 장치로만 사용이 가능하고 2D 디스플레이 장치로 이용하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 패러렉스 배리어 방식의 디스플레이는 3D 입체 영상을 제공하기 위한 슬릿이 일반적으로 두껍기 때문에 시청자의 위치에 따라 화상이 잘 보이지 않게 된다. 즉, 디스플레이의 시야각이 낮은 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 배리어 패널의 두께를 최소화하여 평면 및 입체 즉, 2D 및 3D 영상 모두의 재생이 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 부가적으로 배리어 패널의 두께가 최소화됨으로써, 시야각이 향상된 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 패러렉스 배리어를 이용하여 저렴하면서도, 생산 및 구동이 용이한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 패러렉스 배리어의 역할을 하는 액정 배리어 패널을 제공함과 아울러, 액정층을 고분자 수지 및 액정방울을 이용하여 형성함으로써 용이한 제어와 함께, 배리어 패널의 두께를 최소화하여 개구율의 확보 및 영상의 원할한 재생을 보장하는 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치는 다수의 표시셀이 형성되어 일방향으로 광을 방출하며 2차원 영상 및 3차원 영상 중 어느 하나를 표시하는 영상발생장치; 및 상기 영상발생장치로부터의 광방출방향에 배치되고, 상기 영상발생장치의 표시 영상에 따라 슬릿을 형성하는 배리어 패널;을 포함하며, 상기 배리어 패널은 서로 대면하는 전면 기판 및 후면 기판을 포함하여 이루어지며, 상기 전면 기판 및 후면 기판 중 적어도 어느 하나는 필름 타입으로 이루어진다.

상기 배리어 패널의 상기 전면 기판 및 후면 기판 중 필름 타입으로 이루어지는 기판은 PES(PolyEther Sulfone, 폴리에테르 술폰), PET(PolyEthylen Terephthalate, 폴리에틸린 테레프탈염산), PCT(Poly Chlorinated Terphenyl, 폴리시크로 헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트) 중의 어느 한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전면 기판 및 후면 기판은 서로 대면하는 면에 각각 형성되는 투명 전극층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 영상발생장치는 일방향으로 광을 방출하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛으로부터의 광 방출방향에 배치되고, 다수의 표시셀이 형성되며, 상기 광의 투과율을 조정하여 구동부의 제어에 따라 2차원 영상 및 3차원 영상 중 어느 하나를 표시하는 액정표시패널로 이루어지되, 상기 액정표시패널은 전면 기판, 후면 기판 및 전후면기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어지며, 상기 액정표시패널의 전면 기판은 상기 배리어 패널의 후면 기판으로 사용되는 것이 바람직하다.

상기 배리어 패널의 전면 기판 및 액정표시패널의 전면 기판은 서로 대면하는 면에 각각 형성된 투명 전극층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 슬릿은 상기 영상발생장치에 대해 수직방향(또는 행방향)으로 형성되며, 상기 영상발생장치가 열방향으로 배열되는 상기 표시셀을 좌안용과 우안용으로 구분하여 구동함으로써 3차원 영상을 표시할때 생성되는 것이 바람직하다.

상기 슬릿은 스트라이프형 또는 지그재그형 또는 다이아몬드형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 배리어 패널과 상기 영상발생장치의 사이에 형성되고, 일단이 상기 영상발생장치의 상기 표시셀 경계에 접합되며, 타단이 상기 배리어 패널의 후면기판에 접합되는 스페이서를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 배리어 패널과 상기 영상발생장치의 사이에 형성되고, 상기 표시셀의 행 경계를 따라 형성되어 상기 슬릿과 교차하도록 형성되며,상기 영상발생장치로부터 상기 배리어 패널 방향으로 신장되는 격벽형 스페이서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 배리어 패널은 상기 전면 기판 및 후면 기판과, 상기 전후면 기판 사이에 형성되며, 액정 방울이 균일하게 분산되어 있는 고분자 수지층을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지 는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치 액정 배리어 패널을 제공하여 평면 및 입체 즉, 2D 및 3D 영상 모두의 재생이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치 패러렉스 배리어 방식을 이용하여, 생산 및 구동이 용이한 장점을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치는 고분자 수지 및 액정방울로 구성되는 액정층을 가지는 액정 패널을 이용하여 패러렉스 배리어 역할을 수행하게 함으로써, 용이한 제어, 배리어 패널의 두께 저감, 개구율의 확보 및 영상의 원할한 재생이 가능해진다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 특징 및 작용들은 첨부도면을 참조하여 이하에서 설명되는 실시예들을 통해 명백하게 드러나게 될 것이다.

첨부된 도면과 연관하여 이하에서 개시되는 상세한 설명은 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 의도로서 행해진 것이고, 발명이 실행될 수 있는 형태들만을 나타내는 것은 아니다. 본 발명의 사상이나 범위에 포함된 동일한 또한 등가의 기능들이 다른 실시예들에 의해서도 달성될 수 있음을 주지해야 한다.

도면에 개시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대한 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치는 배리어 패널(110), 영상발생장치를 포함하며, 영상발생장치의 대표적인 예로는 액정표시 패널(150))과 백라이트 유닛(190)이 가능하다. 여기서, 케이스, 구동부와 같은 구성에 대해서는 생략하고 표시하였으나, 생략된 구성이 불필요한 것은 아니다.

배리어 패널(110)은 액정표시 패널(150)을 통해 출력되는 영상에 따라 구동하여 슬릿(140)을 형성하거나, 형성된 슬릿(140)을 제거하여 투명한 상태를 유지하게 된다. 즉, 배리어 패널(110)은 액정표시 패널(150)이 2차원 영상을 출력하는 경우 구동드라이버(미도시)의 제어에 따라 액정의 배열을 바꾸어 액정표시 패널(150)에서 제공되는 광이 전면투과될 수 있도록 투명한 상태를 유지하게 된다. 반면에, 액정표시 패널(150)이 3차원 영상을 출력하는 경우, 배리어 패널(110)은 구동드라이버의 제어에 따라 슬릿(140)을 형성하여 사용자의 시선을 제한하게 된다. 이를 위해 배리어 패널(110)은 전후면 기판의 사이에 형성되는 고분자 수지층을 형성하고, 이 고분자 수지층에 마이크론 사이즈의 액정 방울을 균일하게 분산시 켜 형성한다. 이 액정방울에 포함된 액정분자들은 배리어 패널(110)의 전면 기판 및 후면 기판 각각에 형성된 전극에 인가되는 전압에 의해 기동하여 슬릿(140)을 형성하거나, 형성된 슬릿(140)을 제거하게 된다. 여기서 액정방울에 포함된 액정분자들은 TN형, STN형, π형 및 이의 등가형 액정을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 2차원과 3차원의 표시 비중에 따라 노멀 화이트와 노멀 블랙을 선택적으로 이용하는 것도 가능하다. 이 배리어 패널(110)에 대해서는 이후의 도면을 통해 좀더 상세히 설명하기로 한다.

액정표시 패널(150)은 백라이트 유닛(190)을 통해 제공되는 광의 방출양을 조절하여 2차원 또는 3차원의 영상을 표현한다. 한편 액정표시 패널(150)의 등가로는 브라운관, 액정디스플레이 패널, 플라즈마 디스플레이 패널, OLED 디스플레이 패널 및 여하의 디스플레이 패널을 이용하여 구현하는 것이 가능하다. 본 발명에서는 액정표시 패널을 영상발생장치의 대표적인 예로 개시하였다. 이를 위해 액정표시 패널(150)은 전면기판과 후면기판의 사이에 액정이 봉지되고, 광학시트, 컬러필름, 블랙매트릭스, 배향막을 포함하여 구성된다. 전면기판과 후면기판의 사이에 봉지된 액정은 전면기판 및 후면기판에 형성된 전극에 인가된 전압에 의해 배열을 바꿈으로써 광량을 조절하게 된다. 이러한 액정은 블랙매트릭스와 컬러필름에 의해 셀 단위로 구획되고, 각 셀은 도시되지 않은 구동드라이버에 의해 구동되어 배경광의 출광량을 조절하게 된다. 특히, 본 발명에 이용되는 액정표시 패널(150)은 2차원 즉, 일반적인 디스플레이와 3차원 영상의 표시를 위한 구동방식이 모두 이용된다. 2차원 영상을 표시하는 방법은 기존의 디스플레이 장치와 같다. 즉, 스캔 구동드라이버(미도시)에 의해 선택된 셀이 데이터 구동드라이버(미도시)에 의해 구동되어 하나의 화소를 이루는 점으로 구동된다. 2차원 영상을 표시하는 경우 액정표시 패널(150)에 구성된 액정 셀은 왼쪽눈(좌안), 오른쪽 눈(우안)에 상관없는 영상을 출력하게 된다. 반면 3차원 영상을 표현하는 경우 액정표시패널(150)의 각 열을 구성하는 셀들은 좌안 및 우안 각각에 제공할 영상을 출력하게 되고, 스캔 및 데이터 구동드라이버는 이를 제어하게 된다. 예를 들어 첫 번째 컬럼이 우안에 제공할 영상을 출력하면, 두번째 컬럼은 우안에 제공되는 영상과 다른 각도에서 촬영된 영상을 사용자의 좌안에 제공하기 위해 출력한다.

백라이트 유닛(190)은 액정표시 패널(150) 및 배리어 패널(110)을 통해 사용자에게 제공되는 영상의 원천 광원으로 이용된다. 이 백라이트 유닛(190)은 액정표시 패널(150)의 후면 기판 뒷 부분 또는 액정표시 패널(150)의 측면을 감싸는 형태로 배치되어 도광판(미도시)을 통해 액정표시 패널(150)에 광을 제공한다. 이 백라이트 유닛(190)은 도광판(미도시), 광원, 반사판, 광학시트를 포함하여 구성될 수 있다. 특히 광원은 PDP, OLED, LED, 냉음극관 및 이의 등가기구를 이용하여 구성하는 것이 가능하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이 백라이트 유닛(190)은 다양한 기술이 공지되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2a는 도 1의 배리어 패널의 단면을 도시한 단면예시도로써 액정 분자를 포함하여 표시하였으며, 도 2b는 배리어 패널의 후면 기판이 필름형으로 이루어지 는 것을 예를 들어 도시한 것이며, 도 2c는 배리어 패널의 후면기판과 액정표시 패널의 전면 기판을 공통으로 사용하는 것을 예를 들어 도시한 것으로, 도면상에 표시된 액정분자는 슬릿을 형성한 경우의 예를 표시하였다.

이하에서는 도 2a 및 도 2c를 설명함에 있어서, 액정표시 패널의 구조는 본 발명의 설명에서 중요한 부분이 아니므로 생략하기로 한다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 배리어 패널(110)은 전면기판(112), 후면기판(114), 투명전극(116), 고분자수지(118) 및 액정방울(120)을 포함하여 구성된다.

전면기판(112)과 후면기판(114) 각각에는 전면기판(112) 및 후면기판(114)이 마주보는 면 즉, 액정이 배치되는 면에 투명전극(116; 116a, 116b)이 형성된다.

이때, 상기 전면기판(112)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 배리어 패널(110)의 두께를 얇게 하기 위하여 기존에 사용되는 유리 및 플라스틱 재질 대신에 PES, PET, PCT 및 이의 등가물 중 선택되는 투명한 재질로 이루어지는 필름 형태일 수 있다.

또한, 상기 후면기판(114)은 유리, 플라스틱 및 이의 등가 물질로 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 바람직하게는 일정 이상의 강도 또는 강직도를 유지하는 유리 및 플라스틱을 이용하여 구성하는 것이 일반적이다. 그러나, 배리어 패널(110)의 두께를 얇게 하기 위하여 상기 후면기판(114) 또한, 전면기판과 마찬가지로 PES(PolyEther Sulfone, 폴리에테르 술폰), PET(PolyEthylen Terephthalate, 폴리에틸린 테레프탈염산), PCT(Poly Chlorinated Terphenyl, 폴리시크로 헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트) 및 이의 등가물 중 선택되는 투명한 재질로 이루어지는 필름 형태일 수 있다.

한편, 상기 배리어 패널(110)의 후면 기판(114)은 도 2c에 도시된 바와 같이, 액정표시 패널(150)의 전면 기판을 그대로 사용할 수도 있다. 즉, 상기 배리어 패널의 후면 기판 및 액정표시 패널(150)의 전면 기판(151)은 공통 기판인 것이다.

상기 액정표시 패널(150)을 LCD 패널로 예를 들어 보다 상세히 설명하면, 상기 액정표시 패널(150)은 전면 기판(151) 및 후면 기판(152) 사이에 형성된 액정층(153)으로 이루어진다.

이때, 상기 액정표시 패널(150)의 전면 기판(151)을 배리어 패널(110)의 후면 기판(114)로 사용하는 것이다. 즉, 상기 배리어 패널(110)의 후면 기판(114), 즉, 액정표시 패널(150)의 전면 기판(151)의 빛이 나가는 방향의 면 상에 배리어 패널(110)의 투명 전극(116b)을 형성한다. 따라서, 액정표시 패널(150)의 전면기판(151)은 배리어 패널(110)의 후면기판(114)으로써 역할을 수행한다.

상기 전후면기판(112, 114)에 형성된 투명전극(116)은 구동드라이버로부터의 전압을 액정방울(120)에 인가하기 위한 도선으로 이용된다. 투명전극(116)은 인듐산화물(IO), 주석산화물(TO), 인듐-주석 산화물(ITO), 인듐-아연 산화물(IZO) 및 이의 등가물질이 이용될 수 있으며, 주로 인듐-주석 산화물(ITO)이 투명전극(116)으로 사용된다. 그러나, 상기한 바와 같은 투명전극(116)의 재질을 본 발명에서 한정하는 것은 아니다. 특히, 투명전극(116)은 도 1에 도시된 바와 같이 세로 슬릿을 형성하기 위해 이와 동일한 패턴으로 전면기판(112) 및 후면기판(114)에 형성된다. 액정디스플레이 장치의 경우 하나의 투명전극(116)으로 전압이 인가되고 이와 대를 이루는 투명전극(116)은 공통전극으로 이용되는 것이 보편적이다. 전후면기 판(112, 114)에 형성되는 투명전극(116 : 116a, 116b) 어느 전극이든 공통전극으로 이용하는 것이 가능하다. 본 발명에서는 후면기판(114)에 형성되는 투명전극(116b)을 공통전극으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 배리어 패널(110)은 전압이 인가되지 않는 경우 투명상태를 유지하는 노멀화이트형 액정 배리어 패널을 예로 도시한 것이다. 이 노멀화이트형 배리어 패널(110)은 전압이 인가되는 경우에 슬릿(140)을 형성하고, 광을 차단하게 된다. 노멀화이트형 배리어 패널(110)의 경우 개구(B)에 해당하는 부분은 지속적으로 개구(B)를 유지하므로 투명전극(116)이 불필요하며 폐부(A)만 전압 인가에 따라 형성되므로, 폐부(A)에 해당하는 부분에만 투명전극(116)을 형성하면 된다. 이는 3D 영상 표시의 경우 개구(B)의 광 투과율을 높게 할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 반드시 노멀화이트 방식으로 배리어 패널(110)을 형성해야 하는 것은 아니다. 아울러, 공통전극(116B)으로 이용되는 투명전극의 경우 기판(112, 114) 전면에 형성할 수도 있지만, 투명전극(116)의 경우 개구율 저하의 직접적 원인이 되므로 스트라이프형으로 패터닝하여 형성하는 것이 개구율 감소를 방지할 수 있는 하나의 방법이 된다.

기판(112, 114)의 사이에는 고분자 수지(118) 및 고분자 수지(118) 내에 분산된 액정방울(120)이 배치된다. 고분자 수지(118)는 액정방울(120)에 대해 일종의 배향막 역할을 수행함으로 별도의 배향막이 불필요해진다. 때문에 배리어 패널(110)은 배향막 형성을 위한 공정 및 재료 사용을 줄일 수 있어 제조비용이 저감된다. 또한, 배향막 및 액정층의 형성시보다 얇은 두께의 패널(110)을 형성할 수 있는 장점이 있다. 고분자 수지(118)가 형성하는 매트릭스 내에 부산된 액정방울(120)은 액정의 군집체로써 투명전극(116)으로부터의 전압인가에 따라 배열이 변경된다. 도 2a 내지 도 2c와 같은 노멀화이트형에서는 개구(B)에 위치하는 액정방울(120A)의 액정은 항상 광방출이 용이한 방향을 배열되어 있는 상태를 유지하게 된다. 반면에 투명전극(116) 사이에 위치하는 액정방울(120C)의 액정은 투명전극(116)을 통한 전압의 인가시 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 광 방출을 저해하는 방향으로 배열된다. 이를 통해, 투명전극(116)이 형성된 부분에 한정되어 폐부(A) 형성되고, 3차원 영상의 출력이 가능해진다. 여기서, 반드시 고분자 수지(118) 및 액정방울(120)을 이용하여 배리어 패널(110)을 형성해야 하는 것은 아니며, 일반적인 액정 액정표시 패널을 이용하여 배리어 패널(110)을 형성하는 것이 가능하다. 다만, 고분자 수지(118)을 이용한 액정층을 가지는 배리어 패널(110)이 기존의 액정표시 패널에 비해 얇은 두께를 가질 수 있고 높은 시인성을 확보하기 용이하다.

상기한 바와 같이, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 배리어 패널(110)은 하기에서 그 제조 방법을 개략적으로 설명한다.

우선, 전후면기판(112, 114)에 투명 전극(116; 116a, 116b)을 형성한다.

그런 다음, 상기 투명전극(116a, 116b)들이 서로 마주보도록 하고, 상기 전후면기판(112, 114)의 일부를 제외한 테두리 전체에 밀봉제를 도포하고 상기 전후면기판(112, 114)를 합착한다.

상기 전후면기판(112, 114)를 합착한 후, 상기 합착되지 않은 영역을 통하여 UV 경화성 고분자 수지(118)와 액정이 혼합된 물질을 전후면기판(112, 114) 사이의 공간에 투입한다.

그런 다음, 자외선을 조사하여 상기 고분자 수지(118)를 경화시킨다.

이때, 상기 액정은 경화된 고분자 수지 내에 분산된 액정 방울(120) 형태로 배치되며, 상기 경화된 고분자 수지(118)은 일종의 배향막 역할을 수행한다.

상기 고분자 수지(118)를 경화시킨 후, 상기 합착되지 않은 영역을 밀봉하고, 액정표시소자의 일반적인 제조 공정을 수행하여 본 발명의 실시예에 따른 배리어 패널(110)을 형성하는 것이다.

도 3은 3차원 영상의 인식을 설명하기 위한 예시도이다.

도 3을 참조하면, 3차원 영상을 표현하기 위해서 배리어 패널(110)이 슬릿을 형성함과 아울러, 액정표시 패널(150)에는 좌안 픽셀(L)을 통해 좌안용 이미지가 출력되고 우안픽셀(R)을 통해 우안용 이미지가 출력된다. 이때, 배리어 패널(110)에 형성된 슬릿(140)은 도4a 에서 도시된 바와 같이 세로 스트라이프 형태로 형성이 되어 사용자에게 좌안용 이미지와 우안용 이미지가 각각 전달되도록 한다.

이때, 백라이트유닛(190)으로부터 발산된 및 중 좌안용 픽셀(L)을 통과한 빛(L1)은 배리어 패널(110)의 슬릿(140)을 거쳐 사용자의 왼쪽눈에 전달되고, 마찬가지로 우안용 픽셀(R)을 통과한 빛(R1)은 사용자의 오른쪽 눈에 전달된다. 이때, 전달된 빛은 사용자에 의해 감지될 수 있는 시차를 두게 되고, 사용자가 이를 인식 하면 가상의 3차원 영상이 성립된다.

한편, 슬릿(140)은 도 4b 에서 도시된 바와 같이 세로로 형성이 되어지되 지그재그 형태가 됨으로써 시야각을 더욱 확대시킬 수도 있으며, 또는 도 4c 에서 도시된 바와 같이 다이아몬드 형상이나 도 4d 의 물방울 형상으로 형성되면서 상하시야각의 확대도 꾀할 수 있게 된다.

도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이 배리어 패널(110)은 액정표시 패널(150)과 다소의 거리를 두는 것이 3차원 영상 표현에 유리하다. 물론, 배리어 패널(110)의 후면기판(114)에 의해 액정표시 패널(150)과 일정한 거리가 유지되지만, 굴절의 발생 및 간격의 부족함이 있을 수 있다. 이 경우, 배리어 패널(110)과 액정표시 패널(150) 간의 간격을 유지하기 위한 방법이 필요하다. 이러한 방법을 도 5를 통해 도시하였다.

도 5a 및 도 5b는 배리어 패널(110)과 액정표시 패널(150)의 간극을 유지하기 위한 스페이서의 예를 도시한 예시도로써, 도 5a는 수직 기둥형 스페이서를 도 5b는 스트라이프형 스페이서를 도시한 예시도이다.

도 5a 및 도 5b에는 기둥형 스페이서(157) 및 격벽형 스페이서(257)이 도시되어 있다.

액정 표시장치 특히 액정표시 패널(150)에는 액정 셀을 구획하기 위한 블랙매트릭스(155)가 구비된다. 이 블랙매트릭스(155)는 스트라이프 형, 매트릭스형, 벌집형 및 델타형과 같이 다양한 형태로 구성되지만, 3차원 영상의 표시를 용이하게 하기 위해서는 스트라이프형 및 매트릭스형이 유리하다. 하지만, 이로써 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 도 5a 및 도 5b에는 일례로 매트릭스형 블랙매트릭스(155)가 액정표시 패널(150)의 전면기판(151) 상에 형성된 것으로 도시하였다. 하지만, 이로써 본 발명을 제한하는 것은 아니며, 블랙매트릭(155)가 반드시 기판(151) 상에 형성되어야 하는 것은 아니다.

기둥형 스페이서(157)이 블랙매트릭스(155) 상에 형성된다. 스페이서(157)를 기둥형태로 형성한 것은 시야각의 축소, 광의 흡수 및 산란을 방지하기 위해 스페이서(157)의 점유면적을 최소화하기 위한 이다. 특히, 3차원 영상을 표시하는 경우 사용자가 수평 열방향(Column)의 시차를 인식함으로써 3차원 영상을 인식하기 때문에 열방향의 셀 경계에는 스페이서(157)가 배치되지 않는 것이 바람직하다.

이 기둥형 스페이서(157)는 단면이 원형 또는 다각형인 기둥형태로 다소의 높이를 가지도록 형성된다. 포토레지스트, 인쇄와 같은 방법을 이용하여 형성이 용이하다. 스페이서(157)의 일단은 액정표시 패널(150)의 전면기판(151) 특히, 블랙매트릭스(155) 상에 배치되고, 타단은 배리어 패널(110)의 후면기판(114)에 접합된다. 이러한 기둥형 스페이서(157)를 다수 형성하면, 배리어 패널(110)과 액정표시 패널(150)의 거리를 유지하면서, 견고한 고정이 가능해진다. 아울러, 배리어 패널(110)과 액정표시 패널(150)의 가장자리 주변에는 기둥형 스페이서(157)와는 다른 별도의 스페이서 및 실링이 구비될 수 있다.

이와 같은 개념으로 도 5b와 같이 격벽형 스페이서(257)를 형성하여 이용할 수도 있다. 기둥형 스페이서(157)가 다소 형성하기 어려우며, 충분한 기계적 강도를 획득하지 못하는 경우 격벽형 스페이서(257)에 의해 이를 해결할 수 있다. 다만, 3차원 영상의 경우 상술한 바와 같이 수평 방향의 시차를 이용하므로 격벽의 형성 방향은 수평방향 즉, 배리어 패널(110)의 슬릿(140)과 수직을 이루는 방향으로 형성되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도.

도 2a는 도 1의 배리어 패널의 단면을 도시한 단면예시도로.

도 2b는 배리어 패널의 후면 기판이 필름형으로 이루어지는 것을 예를 들어 도시한 것.

도 2c는 배리어 패널의 후면기판과 액정표시 패널의 전면 기판을 공통으로 사용하는 것을 예를 들어 도시한 것.

도 3은 3차원 영상의 인식을 설명하기 위한 예시도.

도 4a 내지 도 4d는 슬릿의 형태를 설명하기 위한 예시도.

도 5a 및 도 5b는 배리어 패널과 액정표시 패널의 간극을 유지하기 위한 스페이서의 예를 도시한 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 배리어 패널 112 : 전면기판

114 : 후면기판 116 : 투명전극

118 : 고분자수지 120 : 액정방울

140 : 슬릿 150 : 액정표시패널

155 : 블랙매트릭스 157, 257 : 스페이서

190 : 백라이트 유닛

Claims (10)

1. 다수의 표시셀이 형성되어 일방향으로 광을 방출하며 2차원 영상 및 3차원 영상 중 어느 하나를 표시하는 영상발생장치; 및

   상기 영상발생장치로부터의 광방출방향에 배치되고, 상기 영상발생장치의 표시 영상에 따라 슬릿을 형성하는 배리어 패널;을 포함하며,

   상기 배리어 패널은 서로 대면하는 전면 기판 및 후면 기판을 포함하여 이루어지며,

   상기 전면 기판 및 후면 기판 중 적어도 어느 하나는 필름 타입으로 이루어지되,

   상기 배리어 패널과 상기 영상발생장치의 사이에 형성되고,

   상기 표시셀의 행 경계를 따라 형성되어 상기 슬릿과 교차하도록 형성되며,상기 영상발생장치로부터 상기 배리어 패널 방향으로 신장되는 격벽형 스페이서가 구성되는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배리어 패널의 상기 전면 기판 및 후면 기판 중 필름 타입으로 이루어지는 기판은 PES, PET, PCT 중의 어느 한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전면 기판 및 후면 기판은 서로 대면하는 면에 각각 형성되는 투명 전 극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 영상발생장치는 일방향으로 광을 방출하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛으로부터의 광 방출방향에 배치되고, 다수의 표시셀이 형성되며, 상기 광의 투과율을 조정하여 구동부의 제어에 따라 2차원 영상 및 3차원 영상 중 어느 하나를 표시하는 액정표시패널로 이루어지되,

   상기 액정표시패널은 전면 기판, 후면 기판 및 전후면기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 배리어 패널의 전면 기판 및 액정표시패널의 전면 기판은 서로 대면하는 면에 각각 형성된 투명 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 입체 영상 겸용 표시 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 슬릿은 상기 영상발생장치에 대해 수직방향(또는 행방향)으로 형성되며, 상기 영상발생장치가 열방향으로 배열되는 상기 표시셀을 좌안용과 우안용으로 구분하여 구동함으로써 3차원 영상을 표시할때 생성되는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 슬릿은 스트라이프형 또는 지그재그형 또는 다이아몬드형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1항에 있어서,

    상기 배리어 패널은

    상기 전면 기판 및 후면 기판과,

    상기 전후면 기판 사이에 형성되며, 액정 방울이 균일하게 분산되어 있는 고분자 수지층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광시야각 확보가 가능한 입체구현용 액정표시기 패널을 가지는 평면 및 입체 영상 겸용 표시장치.

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