KR101440870B1 - 입체영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체영상 표시장치에 관한 것으로 기판; 상기 기판의 일면에 평행하여 나란히 형성되는 복수의 블랙 매트릭스; 상기 기판의 타면에 상기 복수의 블랙 매트릭스와 각각 대응하게 나란히 형성되고, 상기 복수의 블랙 매트릭스의 폭보다 같거나 큰 폭을 가지는 복수의 블랙 스트라이프; 및 상기 복수의 블랙 스트라이프 상에 형성되고, 복수의 제1 리타더 패턴 및 복수의 제2 리타더 패턴을 구비하는 패턴드 리타더 필름을 포함하고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 리타더 패턴은 상기 복수의 블랙 스트라이프 사이에 각각 교대로 형성되며, 상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 픽셀의 크기의 1/4보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치를 나타낸다.

Description

입체영상 표시장치 {STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY}
본 발명은 입체영상 표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 입체영상의 크로스 토크를 개선시키는 입체영상 표시장치에 관한 것이다.
입체영상 표시장치는 양안시차방식(stereoscopic technique) 또는 복합시차지각방식(autostereoscopic technique)을 이용하여 입체 영상을 구현한다.
양안시차방식은 입체 효과가 큰 좌우 눈의 시차 영상을 이용하며, 안경방식과 무안경방식이 있고 두 방식 모두 실용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차 영상의 편광 방향을 바꿔서 또는 시분할 방식으로 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 구현한다. 무안경 방식은 일반적으로 좌우 시차 영상의 광축을 분리하기 위한 패럴렉스 배리어 등의 광학판을 표시 화면의 앞에 또는 뒤에 설치하는 방식이다.
도 1은 종래 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 안경방식의 입체영상 표시장치(1)는 박막트랜지스터 어레이 기판(10), 컬러필터(13) 및 블랙 매트릭스(14)를 포함하는 컬러필터 기판(12), 박막트랜지스터 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(12) 사이에 개재된 액정층(15)을 포함한다. 그리고, 박막트랜지스터 어레이 기판(10) 및 컬러필터 기판(12)에 상부 및 하부 편광판(16a, 16b)이 위치하고, 상부 편광판(16a) 상에 패턴드 리타더(17)가 위치하고, 패턴드 리타더(17) 상에 표면처리된 보호필름(18)이 위치하여 구성된다.
이와 같이 구성된 안경방식의 입체영상 표시장치(1)는 좌안 이미지와 우안 이미지를 교대로 표시하고 패턴 리타더(17)를 통해 편광 안경에 입사되는 편광특성을 절환한다. 이를 통해, 안경방식은 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분할하여 입체 영상을 구현할 수 있다.
입체영상 표시장치는 입체영상 구현 시, 블랙 매트릭스의 폭, 컬러필터와 패턴드 리타더 사이의 거리 등에 의해 상하 시야각이 결정된다. 종래 입체영상 표시장치는 블랙 매트릭스의 폭을 증가시켜 상하 시야각 26도를 구현하고 있지만, 블랙 매트릭스의 폭의 증가는 개구율 및 휘도를 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 블랙 매트릭스 및 블랙 스트라이프의 폭을 최적화 함으로써 표시장치의 개구율 및 휘도 저감 없이 입체영상 표시장치의 크로스 토크를 개선시킬 수 있는 입체영상 표시장치를 제공한다.
본 발명의 입체영상 표시장치는 기판; 상기 기판의 일면에 평행하여 나란히 형성되는 복수의 블랙 매트릭스; 상기 기판의 타면에 상기 복수의 블랙 매트릭스와 각각 대응하게 나란히 형성되고, 상기 복수의 블랙 매트릭스의 폭보다 같거나 큰 폭을 가지는 복수의 블랙 스트라이프; 및 상기 복수의 블랙 스트라이프 상에 형성되고, 복수의 제1 리타더 패턴 및 복수의 제2 리타더 패턴을 구비하는 패턴드 리타더 필름을 포함하고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 리타더 패턴은 상기 복수의 블랙 스트라이프 사이에 각각 교대로 형성되며, 상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 픽셀의 크기의 1/4보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치를 제공한다.
상기 제1 리타더 패턴에 제1 영상이 투과되고, 상기 제2 리타더 패턴에 제 2 영상이 투과되어 입체 영상을 표시한다.
상기 크로스 토크율은 상기 제1 리타더 패턴에 상기 제2 영상이 투과되는 비율 혹은 상기 제2 리타더 패턴에 상기 제1 영상이 투과되는 비율이다.
상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 상기 패턴드 리타더 필름의 부착 공차, 상기 입체영상의 크로스 토크율, 상기 기판의 두께, 상기 패턴드 리타더 필름의 두께, 상기 패턴드 리타더 필름의 백라이트 광 입사 각도, 상기 블랙 매트릭스의 폭, 상기 픽셀의 크기로 결정된다.
상기 부착 공차는 상기 제1 리타더 패턴과 상기 제2 리타더 패턴의 경계부에 대응하는 기판상의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치와 인접한 상기 블랙 스트라이프의 중앙부에 대응하는 기판상의 제 2 위치와의 거리이다.
상기 픽셀의 크기는 상기 복수의 블랙 스트라이프에서 제1 블랙 스트라이프의 중앙부와 상기 제1 블랙 스트라이프와 인접한 제2 블랙 스트라이프의 중앙부와의 거리 혹은 상기 복수의 블랙 매트릭스에서 제1 블랙 매트릭스의 중앙부와 상기 제1 블랙 매트릭스와 인접한 제2 블랙 매트릭스의 중앙부와의 거리이다.
상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 아래 수학식의 값 이상이다.
Figure 112012106927282-pat00001
CT : 상기 입체영상의 크로스 토크율
m : 상기 패턴드 리타더 필름의 부착 공차
t : 상기 기판의 두께
d : 상기 패턴드 리타더 필름의 두께
θ : 상기 패턴드 리타더 필름의 백라이트 광 입사 각도
b : 상기 블랙 매트릭스의 폭
p : 상기 픽셀의 크기
혹은, 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 아래 수학식의 값 이상이다.
Figure 112012106927282-pat00002
CT : 상기 입체영상의 크로스 토크율
m : 상기 패턴드 리타더 필름의 부착 공차
t : 상기 기판의 두께
d : 상기 패턴드 리타더 필름의 두께
θ : 상기 패턴드 리타더 필름의 백라이트 광 입사 각도
b : 상기 블랙 매트릭스의 폭
p : 상기 픽셀의 크기
또한 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 기판; 상기 기판의 일면에 평행하여 나란히 형성되는 복수의 블랙 매트릭스; 상기 기판의 타면에 상기 복수의 블랙 매트릭스와 각각 대응하게 나란히 형성되고, 상기 복수의 블랙 매트릭스의 폭보다 같거나 큰 폭을 가지는 복수의 블랙 스트라이프; 및 상기 복수의 블랙 스트라이프 상에 형성되고, 복수의 제1 리타더 패턴 및 복수의 제2 리타더 패턴을 구비하는 패턴드 리타더 필름을 포함하고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 리타더 패턴은 상기 복수의 블랙 스트라이프 사이에 각각 교대로 형성되며, 상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 아래 수학식 범위 내에 포함된다.
Figure 112012106927282-pat00003
CT : 상기 제1 리타더 패턴에 제1 영상이 투과되고, 상기 제2 리타더 패턴에 제 2 영상이 투과되어 입체 영상을 표시하는 입체 영상 표시장치에 있어서 상기 제1 리타더 패턴에 상기 제2 영상이 투과되는 비율 혹은 상기 제2 리타더 패턴에 상기 제1 영상이 투과되는 비율
m : 상기 제1 리타더 패턴과 상기 제2 리타더 패턴의 경계부에 대응하는 기판상의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치와 인접한 상기 블랙 스트라이프의 중앙부에 대응하는 기판상의 제 2 위치와의 거리
t : 상기 기판의 두께
d : 상기 패턴드 리타더 필름의 두께
θ : 상기 패턴드 리타더 필름의 백라이트 광 입사 각도
b : 상기 블랙 매트릭스의 폭
p : 상기 복수의 블랙 스트라이프에서 제1 블랙 스트라이프의 중앙부와 상기 제1 블랙 스트라이프와 인접한 제2 블랙 스트라이프의 중앙부와의 거리 혹은 상기 복수의 블랙 매트릭스에서 제1 블랙 매트릭스의 중앙부와 상기 제1 블랙 매트릭스와 인접한 제2 블랙 매트릭스의 중앙부와의 거리
또한 본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 기판; 상기 기판의 일면에 평행하여 나란히 형성되는 복수의 블랙 매트릭스; 상기 기판의 타면에 상기 복수의 블랙 매트릭스와 각각 대응하게 나란히 형성되고, 상기 복수의 블랙 매트릭스의 폭보다 같거나 큰 폭을 가지는 복수의 블랙 스트라이프; 및 상기 복수의 블랙 스트라이프 상에 형성되고, 복수의 제1 리타더 패턴 및 복수의 제2 리타더 패턴을 구비하는 패턴드 리타더 필름을 포함하고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 리타더 패턴은 상기 복수의 블랙 스트라이프 사이에 각각 교대로 형성되며, 상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 아래 수학식 범위 내에 포함된다.
Figure 112012106927282-pat00004
CT : 상기 제1 리타더 패턴에 제1 영상이 투과되고, 상기 제2 리타더 패턴에 제 2 영상이 투과되어 입체 영상을 표시하는 입체 영상 표시장치에 있어서 상기 제1 리타더 패턴에 상기 제2 영상이 투과되는 비율 혹은 상기 제2 리타더 패턴에 상기 제1 영상이 투과되는 비율
m : 상기 제1 리타더 패턴과 상기 제2 리타더 패턴의 경계부에 대응하는 기판상의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치와 인접한 상기 블랙 스트라이프의 중앙부에 대응하는 기판상의 제 2 위치와의 거리
t : 상기 기판의 두께
d : 상기 패턴드 리타더 필름의 두께
θ : 상기 패턴드 리타더 필름의 백라이트 광 입사 각도
b : 상기 블랙 매트릭스의 폭
p : 상기 복수의 블랙 스트라이프에서 제1 블랙 스트라이프의 중앙부와 상기 제1 블랙 스트라이프와 인접한 제2 블랙 스트라이프의 중앙부와의 거리 혹은 상기 복수의 블랙 매트릭스에서 제1 블랙 매트릭스의 중앙부와 상기 제1 블랙 매트릭스와 인접한 제2 블랙 매트릭스의 중앙부와의 거리
본 발명의 실시예들에 따른 입체영상 표시장치는 블랙 매트릭스에 블랙 스트라이프를 더 형성 함으로써 입체영상의 크로스토크를 개선시키는 이점이 있다. 또한, 블랙 매트릭스 및 블랙 스트라이프의 폭을 최적화하여 설계함으로써 개구율 및 휘도 저감을 최소화 할 수 있다.
도 1은 종래 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 감광성 수지 조성물의 파장대에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 7 내지 도8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 크로스 토크를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 최적의 블랙 스트라이프 설계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽셀의 평명도를 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 13는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 최적의 블랙 스트라이프 설계를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 표시장치(100)는 표시패널(DP), 편광판(170), 패턴드 리타더 필름(180) 및 편광 안경(195)을 구비한다.
표시패널(DP)은 액정표시패널 뿐만 아니라 전계 방출 표시소자(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device, EL) 등의 다른 평판 표시소자로 표시패널로도 구현될 수 있다.
표시패널(DP)을 액정표시패널로 구현하는 경우에, 입체영상 표시장치(100)는 표시패널(DP) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시)과, 표시패널(DP)과 백라이트 유닛 사이에 배치되는 편광판(미도시)을 더 구비한다. 패턴드 리타더 필름(180) 및 편광 안경(195)은 입체 영상 구동소자로서 좌안 이미지와 우안 이미지를 공간적으로 분리하여 양안 시차를 구현한다.
표시패널(DP)은 두 장의 유리기판들과, 이들 사이에 협지된 액정층을 갖는다. 박막트랜지스터 어레이 기판에는 박막트랜지스터 어레이(Thin Film Transistor Array)가 형성된다. 컬러필터 기판에는 컬러필터 어레이(Color Filter Array)가 형성된다. 컬러필터 어레이는 블랙 매트릭스, 컬러필터 등을 포함한다. 컬러필터 기판에는 편광판(170)이 부착되고 박막트랜지스터 어레이 기판에도 편광판이 부착된다.
이러한 표시패널(DP)에는 좌안 이미지(L)와 우안 이미지(R)가 라인 바이 라인(Line by line) 형태로 교대로 표시된다. 편광판(170)은 표시패널(DP)의 컬러필터 기판 상에 부착되는 검광자(Analyzer)로써 표시패널(DP)의 액정층을 투과하여 입사되는 빛에서 특정 선편광만을 투과시킨다.
패턴드 리타더 필름(180)은 서로 라인 바이 라인 형태로 교대로 배치된 제1 리타더 패턴들과 제2 리타더 패턴들을 구비한다. 리타더 패턴들은 편광판(170)의 흡수축과 (+)45도 및 (-)45도를 이루도록 라인 바이 라인 형태로 배치됨이 바람직하다.
리타더 패턴들 각각은 복굴절 매질(birefringence medium)을 이용하여 광의 위상을 λ(파장)/4 만큼 지연시킨다. 제1 리타더 패턴의 광축과 제2 리타더 패턴의 광축은 서로 직교된다.
따라서, 제1 리타더 패턴은 표시패널(DP)에서 좌안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 좌안 이미지의 빛을 제1 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 제2 리타더 패턴은 표시패널(DP)에서 우안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 우안 이미지의 빛을 제2 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 일 예로 제1 리타더 패턴은 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 제2 리타더 패턴은 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.
편광 안경(195)의 좌안에는 제1 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 접착되고, 편광 안경(195)의 우안에는 제2 편광 성분만을 통과시키는 편광 필름이 접착된다. 따라서, 편광 안경(195)을 착용한 관찰자는 좌안으로 좌안 이미지만을 보게 되고, 우안으로 우안 이미지만을 보게 되어 표시패널(DP)에 표시된 영상을 입체 영상으로 느끼게 된다.
이하, 보다 자세한 본 발명의 실시예들에 따른 입체영상 표시장치 및 그 제조방법에 대해 설명하면 하기와 같다. 하기에서는 전술한 입체영상 표시장치와 동일한 구성에 대해서는 같은 도면 부호를 붙여 그 설명을 간략히 하기로 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체영상 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 감광성 수지 조성물의 파장대에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체영상 표시장치(100)는 박막트랜지스터 어레이 기판(110), 박막트랜지스터 어레이 기판(110)과 대향하는 컬러필터 기판(120) 및 이들 사이에 개재된 액정층(150)을 포함하는 표시패널(DP)을 구성한다.
보다 자세하게는, 박막트랜지스터 어레이 기판(110)은 박막트랜지스터 어레이가 형성된다. 박막트랜지스터 어레이는 R, G 및 B 데이터전압이 공급되는 다수의 데이터 라인들, 데이터 라인들과 교차되어 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)가 공급되는 다수의 게이트 라인들(또는 스캔 라인들), 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부들에 형성되는 다수의 박막트랜지스터들(Thin Film Transistor), 액정셀들에 데이터 전압을 충전시키기 위한 다수의 화소 전극, 및 화소 전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.
화소 전극과 대향하여 전계를 형성하는 공통 전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 또는 수평전계 구동방식에서 컬러필터 기판(120)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서 화소 전극과 함께 박막트랜지스터 어레이 기판(110)에 형성된다.
컬러필터 기판(120)에는 R, G 및 B 컬러필터(135)와 이들 사이에 복수의 블랙 매트릭스(130)가 형성되고, 컬러필터(135)와 블랙 매트릭스(130)를 보호하는 오버코트층(140)이 형성된다. 컬러필터(135)는 백라이트 유닛에서 출사되어 액정층(150)을 투과한 광을 적색, 녹색 및 청색으로 변환하는 역할을 한다. 그리고, 컬러필터(135)는 블랙 매트릭스(130)가 각각 위치하여, 좌안 이미지와 우안 이미지를 구분하는 역할을 한다. 오버코트층(140)은 컬러필터(135)의 단차를 줄이고 컬러필터(135)를 보호하는 역할을 한다. 단, 도면에서는 블랙 매트릭스(130)을 형성 후 컬러필터(135)를 형성하는 것으로 기재하였지만, 그 반대로 컬러필터(135) 형성 후에 블랙 매트릭스(130)을 형성할 수 있다.
그리고, 박막트랜지스터 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(120)들에는 액정층(150)과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성되고, 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(145)가 형성된다.
컬러필터 기판(120)의 외면에는 배면ITO(160), 배면ITO(160) 상에 형성된 제1 블랙 스트라이프(165), 제1 블랙 스트라이프(165) 상에 형성된 편광판(170), 편광판(170) 상에 패턴드 리타더 필름(185)이 형성된다.
배면ITO(160)는 컬러필터 기판(120) 상에 발생되는 정전기를 외부로 배출시키는 것으로 컬러필터 기판(120) 전면에 형성된다. 배면ITO(160) 상에 상기 블랙 매트릭스(130)와 대응하는 제1 블랙 스트라이프(165)가 형성된다. 제1 블랙 스트라이프(165) 상에는 전술한 편광판(170)이 형성되어, 표시패널(DP)을 투과한 광을 편광한다. 추가적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 편광판(170)에 접착제(167)가 형성되어 제1 블랙 스트라이프(165) 및 배면ITO(160) 상에 접착될 수 있다.
편광판(170) 상에 패턴드 리타더 필름(185)이 위치한다. 패턴드 리타더 필름(185)은 전술한 바와 같이, 제1 리타더 패턴(180a)과 제2 리타더 패턴(180b)이 보호필름(190) 상에 형성된다. 제1 리타더 패턴(180a)이 표시패널(DP)에서 좌안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 좌안 이미지의 빛을 제1 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 제2 리타더 패턴(180b)은 표시패널(DP)에서 우안 이미지가 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 우안 이미지의 빛을 제2 편광(원편광 또는 선편광)으로 변환한다. 일 예로 제1 리타더 패턴(180a)은 좌원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있고, 제2 리타더 패턴(180b)은 우원편광을 투과하는 편광필터로 구현될 수 있다.
제1 블랙 스트라이프(165)는 블랙 매트릭스(130)와 대응되는 영역에 형성된다. 여기서, 표시장치의 개구율이 저하되는 것을 방지하고 입체영상의 크로스토크 현상을 최소화하기 위해, 제1 블랙 스트라이프(165)의 폭을 조절할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 전술한 입체영상 표시장치(100)와는 달리, 컬러필터 기판(120)의 외면에 제1 블랙 스트라이프(165)가 형성되고, 제1 블랙 스트라이프(165)를 덮는 구조로 배면ITO(160)가 형성될 수도 있다. 그리고, 배면ITO(160) 상에 편광판(170)이 형성되고, 편광판(170) 상에 패턴드 리타더 필름(185)이 위치한다. 패턴드 리타더 필름(185)은 전술한 바와 같이, 제1 리타더 패턴(180a)과 제2 리타더 패턴(180b)이 보호필름(190) 상에 형성된다.
전술한 본 발명의 블랙 매트릭스(130)와 제1 블랙 스트라이프(165)는 카본 블랙을 포함하는 감광성 수지 조성물로 이루어진다. 보다 자세하게, 블랙 매트릭스(130)와 제1 블랙 스트라이프(165)의 재료로 사용되는 감광성 수지 조성물은 안료(pigment), 바인더, 다관능성 모노머, 광개시제, 분산제, 첨가제를 포함한다.
안료로는 흑색안료와 유기안료 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 흑색안료는 카본 블랙을 사용할 수 있으며, 차광성이 있는 안료이면 특별히 한정되지 않는다. 흑색안료들의 예로는 채널 블랙(channel black), 퍼니스 블랙(furnace black), 서멀 블랙(thermal black), 램프 블랙(lamp black) 등을 사용할 수 있다. 그리고, 유기안료로는 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프타로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론(anthanthrone) 안료, 인단트론(indanthrone) 안료, 프라반트론 안료, 피란트론(pyranthrone) 안료, 디케토피로로피롤 안료 등을 사용할 수 있다.
바인더는 수지 조성물의 결합 특성을 향상시키기 위한 것으로, 다른 모노모와의 공중합이 가능한 물질을 사용할 수 있다. 바인더는 예를 들어, 아크릴계 수지, 폴리이미드 수지, 페놀수지 및 카도계 수지 중 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 또한, 이들 수지는 산기 또는 에폭시기를 함유한 화합물일 수 있다. 바람직하게는 에폭시 아크릴레이트 수지를 사용할 수 있다.
다관능성 모노머는 광개시제에 의해 중합될 수 있는 화합물로 아크릴레이트계 모노머일 수 있다. 예를 들어, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸롤트리아크릴레이트, 트리메틸롤 프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 솔비톨테트라크릴레이트, 비닐아세테이트, 트리알릴시아누레이트 등을 사용할 수 있으며, 이들 모노머 이외에 이량체 및 삼량체와 같은 폴리머도 효과적으로 사용할 수 있다.
광개시제는 광에 의해 라디칼을 발생시켜 중합을 촉발시키는 재료로서, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 옥심계 화합물 중 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 옥심계 화합물을 사용할 수 있다.
분산제는 수지 조성물 내의 안료 성분이 용출되는 것을 방지하기 위한 것으로, 계면 활성제를 이용할 수 있다. 분산제는 예를 들어, 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 사용할 수 있다.
첨가제는 본 발명의 수지 조성물에 필요에 따라 첨가될 수 있는 것으로, 충진제, 경화제, 산화 방지제, 자외선 흡수제 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이, 블랙 매트릭스(130)와 제1 블랙 스트라이프(165)의 재료로 사용되는 감광성 수지 조성물은 안료(pigment), 바인더, 다관능성 모노머, 광개시제, 분산제, 첨가제를 포함한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 안료 성분이 포함되어 있기 때문에 가시광선에서 약간의 투과를 보이나, 파장대가 800nm 이상에서는 60% 이상의 투과율을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 감광성 조성물로 블랙 매트릭스(130)와 제1 블랙 스트라이프(165)를 제조할 수 있다.
또한 블랙 스트라이프(165)의 경우 정확한 위치에 형성하기 위해 컬러필터 기판(120)에 형성된 블랙 매트릭스(130)를 얼라인 키(Align Key)로 이용하거나 별도의 마스크 얼라인 키(MAK) 사용할 수 있으며, 포토 마스크(Photo Mask) 공정 혹은 프린팅(Printing) 공정을 통해 제조할 수 있어 오차를 최소화 할 수 있다.
그러나 패턴드 리타더 필름(185)의 경우 한국 출원번호 10-2010-0035184에 기재된 바와 같이 부착 공차에 따른 미스 얼라인(Misalign)이 존재 할 수 있으며 이에 따른 입체영상의 크로스토크(Cross-talk)가 발생하여 입체영상의 화질에 문제가 발생 할 수 있다.
도 7, 8을 참고하여 부착 공차에 따른 미스 얼라인(Misalign)에 의한 입체영상의 크로스토크(Cross-talk)현상을 상세히 설명하고자 한다. 도면 7, 8은 패턴드 리타더 필름(185)이 블랙 스트라이프(165)와 정확히 얼라인(align)되지 않고 m길이 만큼 오차가 발생한 경우이다. 백라이트 유닛(미도시)에서 출사되어 액정층(미도시)을 투과한 빛은 컬러필터 기판(120)에 형성된 컬러필터(미도시)를 투과하고, 패턴드 리타더 필름(185)를 투과한다. 더욱 상세하게는 백라이트 유닛에서 출사된 빛은 일정한 각도를 가지고 컬러필터 및 컬러필터 기판(120)을 비스듬히 투과할 수 있다. 여기서 전술한 바와 같이 입체영상을 구현하기 위해서는 컬러필터(미도시)를 투과하는 제 1영상의 빛은 패턴드 리타더 필름(185)에 형성된 제1 리타더 패턴(180a)을 통과하고, 인접하는 컬러필터(미도시)를 투과하는 제 2영상의 빛은 패턴드 리타더 필름(185)에 형성된 제2 리타더 패턴(180b)을 투과해야만 한다. 그러나 패턴드 리타더 필름(185)의 부착공차에 따른 미스 얼라인(misalign)이 m길이 만큼 발생한 경우에 제 2영상에 해당하는 빛이 제1 리타더 패턴(180a)을 일부 투과하거나, 제 1영상에 해당하는 빛이 제2 리타더 패턴(180b)를 일부 투과함으로써 입체영상의 크로스토크(Cross-talk)를 유발하게 된다. 도8 을 참고하면, 제2 영상에 해당되는 빛이 제1 리타더 패턴(180a)를 통과하여 CT 영역이 발생되는 것을 확인 할 수 있다. 단, 도면상에 블랙(Black) 영영으로 지칭되는 부분의 경우 실질적으로 영상으로 표시되지 않는 부분이기 때문에 입체영상의 크로스토크에서 제외된다. 또한, 여기서 백라이트 유닛이라고 설명하였지만 유기전계 발광소자 등을 이용한 자체 발광 표시장치일 경우 백라이트 유닛은 생략될 수 있다.
이러한 입체영상의 크로스토크를 최소화하기 위해서는 컬러필터 기판(120)에 형성되는 블랙 매트릭스(130)의 폭을 증가 시키거나, 블랙 스트라이프(165)의 폭을 증가시킬 수 있다. 그러나 블랙 매트릭스(130) 및 블랙 스트라이프(165)의 폭을 필요 이상으로 크게 형성할 경우 전술한 바와 같이 개구율 및 휘도를 저하시키는 문제점이 있다.
이하에서는 도 9를 참고하여 최적의 블랙 스트라이프(165) 설계를 위한 본 발명의 실시예에 대하여 설명하고자 한다. 이하 기술되는 실시예에서는 전술한 실시예에 따른 입체영상 표시장치와 동일한 구성에 대해서는 같은 도면 부호를 붙여 그 설명을 간략히 하기로 한다. 또한 발명의 설명을 쉽게 하고자 일부 구성을 도면 및 본 발명에서 생략하여 설명할 수 있다.
본 발명에 따른 입체영상 표시장치는 컬러필터 기판(120)의 일면에 R, G 및 B 컬러필터(미도시)와 이들 사이에 폭이 b인 제1, 제2, 제3 블랙 매트릭스(130a, 130b, 130c)가 형성된다. 그리고 컬러필터 기판(120)의 타면에는 제1, 제2, 제3 블랙 매트릭스(130a, 130b, 130c)의 폭(b)보다 같거나 큰 폭(s)을 가진 제1, 제2, 제3 블랙 스트라이프(165a, 165b, 165c)가 제1, 제2, 제3 블랙 매트릭스(130a, 130b, 130c)과 각각 대응되어 형성된다.(s >= b) 또한 전술한 바와 같이 배면ITO(160), 편광판(170) 및 패턴드 리타더 필름(185)이 제1, 제2, 제3 블랙 스트라이프(165a, 165b, 165c) 위에 적층된다.
패턴드 리터더 필름(185)는 전술한 바와 같이 제1 리타더 패턴(180a), 제2 리타더 패턴(180b)를 구비하고 있으며, 제1 블랙 스트라이프(165a)와 제2 블랙 스트라이프(165b)사이에 제1 리타더 패턴(180a)이 위치하고, 제2 블랙 스트라이프(165b)와 제3 블랙 스트라이프(165c)사이에 제2 리타더 패턴(180b)이 위치한다. 즉, 복수의 제1 리타더 패턴(180a) 및 복수의 제2 리타더 패턴(180b)은 복수의 블랙 스트라이프(165) 사이에 각각 교대로 형성된다.
본 발명에 따른 입체영상의 표시장치의 제1, 제2, 제3 블랙 스트라이프(165a, 165b, 165c)의 폭은 패턴드 리타더 필름(185)의 부착 공차(m), 입체영상의 크로스 토크율(CT, %), 컬러 필터 기판(120)의 두께(t), 패턴드 리타더 필름(185)과 컬러 필터 기판(120)의 거리(d), 패턴드 리타더 필름(185)의 광 입사 각도(θ), 블랙 매트릭스(130)의 폭(b), 픽셀의 크기(p)에 따라 결정될 수 있으며 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도9 를 참고하여 본 발명에 따른 입체영상의 표시장치의 크로스토크(CT)를 산출하는 수학식은 아래와 같다.
Figure 112012106927282-pat00005
크로스토크(CT)에 대하여 상세히 설명하면, 전술한 바와 같이 제1 영상에 대한 빛의 일부가 제1 리타더 패턴(180a)을 통과하지 못하고 제2 리타더 패턴(180b)을 통과하는 빛의 비율이다. 즉, 크로스토크(CT)가 낮으면 낮을수록 입체영상의 품질은 향상되고, 높으면 높을수록 입체영상의 품질은 저하된다. 통상 크로스토크(CT)는 디스플레이 화면의 크기 및 시청 거리에 따라 입체영상 표시장치 제품별로 허용할 수 있는 수치 및 비율을 변동시킬 수 있다.
위 수학식 1에서 분모에 해당되는 수학식은 정상적으로 입체영상 표시장치의 광이 출사되는 범위에 해당되며, 분자에 해당되는 수학식은 입체영상 표시장치의 크로스토크가 발생하는 범위에 해당된다. 도 9를 참고하면 정상영역으로 표시된 부분이 수학식1의 분모에 해당되며, 크로스토크 영역으로 표시된 부분이 수학식1의 분자 영역이다. 여기서 블랙 영역의 경우는 분자 및 분모에서 모두 제외된다. 즉, 블랙 영역의 빛은 소실되는 것이다.
또한 수학식 1에 있어서 m은 도 9에서 나타난 패턴드 리타더 필름(185)의 부착 공차이다. 부착 공차는 앞서 기재된 바와 같이 패턴드 리타더 필름(185)이 블랙 스트라이프(165)와 정확히 얼라인(align)되지 못하고 공정상의 부정확으로 인해 발생하는 마진(margin)이다. 즉, 제1 리타더 패턴(180a)과 제2 리타더 패턴(180b)의 경계부에 대응하는 컬러필터 기판(120)상의 제 1위치와, 제 1위치와 인접한 제2 블랙 스트라이프(165b)의 중앙부에 대응하는 컬러필터 기판(120)상의 위치와의 거리로 볼 수 있다.
그리고 수학식 1에 있어서 p는 인접한 제1, 제2, 제3 블랙 매트릭스(130a, 130b, 130c) 혹은 인접한 제1, 제2, 제3 블랙 스트라이프(165a, 165b, 165c) 간의 피치(pitch)로 정의되며, 이는 1개의 화소를 구성하는 픽셀의 크기(size) 및 1개의 컬러필터(135)의 크기(size)와 동일한 의미이다. 즉, 제1 블랙 매트릭스(130a)의 중앙부와 제2 블랙 매트릭스(130b)의 중앙부와의 거리 혹은 제2 블랙 매트릭스(130b)의 중앙부와 제3 블랙 매트릭스(130c)의 중앙부와의 거리로 볼 수 있다. 그리고 제1 블랙 스트라이프(165a)의 중앙부와 제2 블랙 스트라이프(165b)의 중앙부와의 거리 혹은 제2 블랙 스트라이프(165b)의 중앙부와 제3 블랙 스트라이프(165c)의 중앙부와의 거리로 볼 수 있다. 다시 말하면, 복수의 블랙 스트라이프(165)에서 제1 블랙 스트라이프(165a)의 중앙부와, 제1 블랙 스트라이프(165a)와 인접한 제2 블랙 스트라이프(165b)의 중앙부와의 거리 혹은 복수의 블랙 매트릭스(130)에서 제1 블랙 매트릭스(130a)의 중앙부와, 제1 블랙 매트릭스(130a)와 인접한 제2 블랙 매트릭스(130b)의 중앙부와의 거리인 것이다.
그리고 수학식 1의 b는 블랙 매트릭스(130)의 폭(Width)으로 정의된다.
수학식 1의 t는 컬러 필터 기판(120)의 두께로 정의된다.
수학식 1의 d는 패턴드 리타더 필름(185)와 컬러 필터 기판(120) 사이의 거리로 정의된다. 전술한 바와 같이 패턴드 리타더 필름(185)와 컬러 필터 기판(120) 사이에는 블랙 스트라이프(165), 배면ITO(160), 편광판(170) 및 접착제(도4 의 도면부호 167) 등이 형성될 수 있으며, 상기 구성으로 인하여 패턴드 리타더 필름(185)과 컬러 필터 기판(120) 사이의 거리(t)가 결정된다.
또한 θ의 경우는 패턴드 리타더 필름(185)의 수직 광 입사 각도로 정의된다. 도9 를 참고하면 패턴드 리타더 필름(185)의 수직한 선과 컬러 필터 기판(120) 하부로부터 출사되는 빛과의 각도로 정의된다. 수직 광 입사 각도(θ)는 컬러 필터 기판(120) 내부의 각도이기 때문에 다음과 같은 방식으로 산출된다. 도 8을 참고하면, 통상의 컬러 필터 기판(120)의 굴절율(n1)과 대기의 굴절율(n0) 및 수직 광 출사 각도(θ')를 아래 수학식에 대입하여 수직 광 입사 각도(θ)를 구할 수 있다.
Figure 112012106927282-pat00006
마지막으로 수학식 1의 s는 블랙 스트라이프(165)의 최적의 폭으로 정의되며, 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)을 좌변으로 수학식 1을 변환하면 아래와 같다.
Figure 112012106927282-pat00007
여기서 실제 제조되는 입체영상 표시장치의 블랙 스트라이프(165) 폭(s)의 크기가 수학식 3의 산출 값보다 작게 되는 경우 크로스토크(CT)는 더욱 높아지게 되고 입체영상의 품질에 심각한 문제를 야기할 수 있다. 따라서 수학식 3의 값은 블랙 스트라이프(165)의 최소 폭(Min(s))이 되고 결국 아래 수학식으로 정리된다.
Figure 112012106927282-pat00008
반면, 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)을 필요 이상으로 크게 할 경우, 개구율이 저하되어 입체영상의 휘도가 낮아지고 결국 화상 품질이 저하될 수 있다. 특히 액정표시 장치의 픽셀의 경우 도메인을 서로 대칭되도록 분할하여 시청 위치에 따른 컬러 쉬프트(color shift)가 발생하지 않도록 하고 있다. 그러나 블랙 스트라이프(165)를 형성하게 되면 특정 위치에서 도 10과 같이 한 쪽 도메인을 가릴 수 있는데 통상적으로 도메인 비율이 2:1 이상이면 컬러 쉬프트(Color shift) 가 발생하게 된다. 따라서 블랙 스트라이프(165)의 크기가 픽셀의 크기(p)의 25% 보다 클 경우 전극 도메인 비대칭에 따른 컬러 쉬프트가 발생할 수 있으므로 블랙 스트라이프(165)의 최대 폭(Max(s))은 아래 수학식과 같이 정의된다.
Figure 112012106927282-pat00009
즉, 블랙 스트라이프(165)의 최대 폭(Max(s))은 픽셀의 크기(p)의 1/4 크기 이다. 만약 블랙 스트라이프(165) 폭(s)이 픽셀의 크기(p)의 1/4 크기보다 더 크게 형성되면, 크로스토크는 발생하지 않으나 개구율 저하에 따른 휘도 감소가 발생되므로 반드시 블랙 스트라이프(165) 최대 폭(Max(s))보다 같거나 작게 설계해야 한다.
이상 본 발명의 실시예에서 기재된 것과 같이 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)은 아래 수학식으로 최종 정리될 수 있다.
Figure 112012106927282-pat00010
이하에서는 도 11, 도 12, 도 13를 참고하여 최적의 블랙 스트라이프(165) 설계를 위한 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하고자 한다. 이하 기술되는 실시예에서는 전술한 실시예에 따른 입체영상 표시장치와 동일한 구성에 대해서는 같은 도면 부호를 붙여 그 설명을 간략히 하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예는 앞서 설명한 본 발명의 실시예와 동일한 구성을 가지고 있으나 컬러 필터 기판(120) 하부로부터 출사되는 광 경로가 다를 경우이다.
앞선 실시예를 나타내는 도 8를 참고하면, 패턴드 리타더 필름(185)의 수직 광 입사 각도(θ)가 충분히 크기 때문에 크로스토크 영역이 제2 블랙 스트라이프(165b)에 의하여 좌/우 분리되어 발생하였다. 그러나 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도 12를 참고하면, 패턴드 리타더 필름(185)의 수직 광 입사 각도(θ)가 크지 않아 크로스토크 영역이 제2 블랙 스트라이프(165b)의 우측에 해당되는 부분에만 일부 발생한 것을 볼 수 있다.
따라서 도 13를 참고하여, 본 발명에 따른 입체영상의 표시장치의 크로스토크(CT)를 산출하는 수학식은 아래와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112012106927282-pat00011
위 수학식 7에서 각각의 값은 앞서 설명한 내용과 동일한 정의이므로 그 기재를 생략한다. 마찬가지로 수학식 7을 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)으로 변환하면 아래와 같다.
Figure 112012106927282-pat00012
수학식 8은 실제 제조되는 입체영상 표시장치의 블랙 스트라이프(165)의 최적의 폭(s)으로 정의되며, 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)의 크기가 수학식 8의 산출 값보다 작게 되는 경우 크로스토크(CT)는 더욱 높아지게 되고 입체영상의 품질에 심각한 문제를 야기할 수 있다. 따라서 수학식 8의 값은 블랙 스트라이프(165)의 최소 폭(Min(s))이 되고 결국 아래 수학식으로 정리된다.
Figure 112012106927282-pat00013
반면 블랙 스트라이프(165)의 최대 폭(Max(s))는 앞서 설명한 본 발명의 실시예의 수학식 5와 같기 때문에 그 기재를 생략한다.
이상 본 발명의 실시예에서 기재된 것과 같이 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)은 아래 수학식으로 최종 정리될 수 있다.
Figure 112012106927282-pat00014
결국 본 발명의 입체영상 표시장치의 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)의 최소값은 수학식 4 혹은 수학식 9에 의하여 정의되고, 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)의 최대값은 수학식 5에 의하여 정의된다. 즉, 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)는 수학식 4의 값 혹은 수학식 9의 값보다 같거나 크고, 수학식 5보다는 같거나 작다.
하기 표 1은 입체영상 표시장치의 크기(Size)에 따른 블랙 스트라이프(165)의 최적 설계 값에 대한 실험 결과 이다. 기판의 두께(t), 패턴드 리타더 필름 (185)과 컬러 필터 기판(120)의 거리(d), 패턴드 리타더 필름(185)의 수직 광 입사 각도(θ), 블랙 매트릭스의 폭(b) 및 픽셀의 크기(p)는 제품의 고정된 설계 값이며, 크로스토크율(CT)은 제품에 따른 크로스토크 허용가능 수치이기 때문에 고정 값이다. 또한 패턴드 리타더 필름(185)의 부착공차(m)는 공정상의 특징이므로 역시 고정 값에 해당된다. 따라서 최적의 블랙 스트라이프(165)의 폭(s)은 전술한 수학식에 의하여 아래 표 1과 같은 결과를 얻게 된다.
Figure 112012106927282-pat00015
상기와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 입체영상 표시장치는 블랙 매트릭스(130)에 블랙 스트라이프(165)를 더 형성함으로써 입체영상의 크로스토크를 개선함과 동시에 최적의 블랙 스트라이프(165)를 설계함으로써, 개구율 및 휘도 저하를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 특히, 입체영상 표시장치에서의 일례를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 블랙 스트라이프, 블랙 매트릭스 및 패턴드 리터드 필름을 구비한 영상 표시장치에서 적용될 수 있다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 박막트랜지스터 어레이 기판 120 : 컬러필터 기판
130 : 블랙 매트릭스 130a : 제1 블랙 매트릭스
130b : 제2 블랙 매트릭스 130c : 제3 블랙 매트릭스
135 : 컬러필터 140 : 오버코트층
150 : 액정층 160 : 배면ITO
165 : 블랙 스트라이프 165a : 제1 블랙 스트라이프
165b : 제2 블랙 스트라이프 165c : 제3 블랙 스트라이프
170 : 편광판 185 : 패턴드 리타더 필름
180a : 제1 리타더 패턴 180b : 제2 리터더 패턴
190 : 보호필름

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판의 일면에 평행하여 나란히 형성되는 복수의 블랙 매트릭스;
    상기 기판의 타면에 상기 복수의 블랙 매트릭스와 각각 대응하게 나란히 형성되고, 상기 복수의 블랙 매트릭스의 폭보다 같거나 큰 폭을 가지는 복수의 블랙 스트라이프; 및
    상기 복수의 블랙 스트라이프 상에 위치하고, 복수의 제1 리타더 패턴 및 복수의 제2 리타더 패턴을 구비하는 패턴드 리타더 필름을 포함하고, 상기 복수의 제 1 및 제 2 리타더 패턴은 상기 복수의 블랙 스트라이프 사이에 각각 교대로 형성되며,
    상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 상기 패턴드 리타더 필름의 부착 공차, 입체영상의 크로스 토크율, 상기 기판의 두께, 상기 패턴드 리타더 필름과 상기 기판의 거리, 상기 패턴드 리타더 필름의 수직 광 입사 각도, 상기 블랙 매트릭스의 폭, 표시패널의 화소를 구성하는 픽셀의 크기로 결정되고,
    상기 부착 공차는 상기 제1 리타더 패턴과 상기 제2 리타더 패턴의 경계부에 대응하는 상기 기판 상의 제 1 위치와, 상기 제 1 위치와 인접한 상기 블랙 스트라이프의 중앙부에 대응하는 상기 기판 상의 제 2 위치와의 거리인 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 리타더 패턴에 제1 영상이 투과되고, 상기 제2 리타더 패턴에 제 2 영상이 투과되어 상기 입체영상을 표시하는 입체 영상 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 크로스 토크율은 상기 제1 리타더 패턴에 상기 제2 영상이 투과되는 비율 혹은 상기 제2 리타더 패턴에 상기 제1 영상이 투과되는 비율인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  4. 제1 항에 있어서
    상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 상기 픽셀의 크기의 1/4보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 입체영상 표시장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 픽셀의 크기는 상기 복수의 블랙 스트라이프에서 제1 블랙 스트라이프의 중앙부와 상기 제1 블랙 스트라이프와 인접한 제2 블랙 스트라이프의 중앙부와의 거리 혹은 상기 복수의 블랙 매트릭스에서 제1 블랙 매트릭스의 중앙부와 상기 제1 블랙 매트릭스와 인접한 제2 블랙 매트릭스의 중앙부와의 거리인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 아래 수학식의 값 이상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
    Figure 112012106927282-pat00016

    CT : 상기 입체영상의 크로스 토크율
    m : 상기 패턴드 리타더 필름의 부착 공차
    t : 상기 기판의 두께
    d : 상기 패턴드 리타더 필름과 상기 기판의 거리
    θ : 상기 패턴드 리타더 필름의 수직 광 입사 각도
    b : 상기 블랙 매트릭스의 폭
    p : 상기 픽셀의 크기
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 블랙 스트라이프의 폭은 아래 수학식의 값 이상인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시장치.
    Figure 112014006551725-pat00017

    CT : 상기 입체영상의 크로스 토크율
    m : 상기 패턴드 리타더 필름의 부착 공차
    t : 상기 기판의 두께
    d : 상기 패턴드 리타더 필름과 상기 기판의 거리
    θ : 상기 패턴드 리타더 필름의 수직 광 입사 각도
    b : 상기 블랙 매트릭스의 폭
    p : 상기 픽셀의 크기



  9. 삭제
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011158574A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Fujifilm Corp パターニング位相差フィルムおよび映像表示システム
KR20120059953A (ko) * 2010-12-01 2012-06-11 엘지디스플레이 주식회사 크로스 토크를 줄인 패턴드 리타더를 사용한 3차원 영상 표시장치

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