KR102156343B1 - Non- Glasses 3D Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널의 상부에 위치하는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상부에 위치하는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 상부에 위치하는 렌즈셀과; 상기 렌즈셀의 상부에 위치하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판과 상기 렌즈셀 사이에 도포되는 액정층을 포함하며, 상기 액정층은 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal)인 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention, a display panel; A first substrate positioned on the display panel; A first electrode positioned on the first substrate; A lens cell positioned above the first electrode; A second substrate positioned on the lens cell; It provides an autostereoscopic display device comprising a liquid crystal layer applied between the second substrate and the lens cell, wherein the liquid crystal layer is an OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal).
Description
본 발명은 편광판을 사용하지 않는 무안경 입체 디스플레이 장치에 관한 것으로, 광학적 등방성을 갖는 액정을 사용하는 액정 렌즈를 구비하여 입체 효과를 발생시키는 무안경 입체 디스플레이 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an autostereoscopic display device that does not use a polarizing plate, and relates to an autostereoscopic three-dimensional display device having a liquid crystal lens using a liquid crystal having optical isotropy to generate a stereoscopic effect.
입체 디스플레이 장치(3D Display Device)는 좌안과 우안에 비춰지는 영상에 시차를 발생시켜 사용자로 하여금 입체 효과를 느끼게 하는 것으로, 대표적으로는 편광판과 편광 안경을 사용하는 FPR(Film-type Patterned Retarder), 좌안과 우안의 시야를 교대로 차단하여 입체 효과를 느끼게 하는 SG(Shutter Glasses)와 같이 안경에 의한 입체 디스플레이 장치와, 렌티큘러 렌즈(Lenticular Lens)나 액정 렌즈(Liquid Crystal Lens) 등을 이용하는 무안경 방식의 입체 디스플레이 장치가 있다.The 3D display device generates a parallax in the image projected on the left and right eyes so that the user feels a three-dimensional effect. Typically, a film-type patterned retarder (FPR) using a polarizing plate and polarizing glasses, A three-dimensional display device using glasses such as SG (Shutter Glasses) that alternately blocks the view of the left and right eyes to feel a three-dimensional effect, and an autostereoscopic method using a lenticular lens or a liquid crystal lens. There are three-dimensional display devices.
이들 중 액정 렌즈를 사용하는 무안경 방식의 전환형(Switchable Type) 입체 디스플레이 장치는 주로 2셀 편광 렌즈나 1셀 액티브 편광 렌즈를 사용하는데, 이들 각각에 대한 구조는 아래 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
Among them, a switchable type 3D display device using a liquid crystal lens mainly uses a 2-cell polarized lens or a 1-cell active polarized lens, and the structure of each of them will be described with reference to the drawings below. .
도 1a는 2셀 편광 렌즈가 평면 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 1b는 2셀 편광 렌즈가 입체 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이다.1A is a cross-sectional view showing a structure when a two-cell polarized lens performs a planar image driving, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a structure when a two-cell polarized lens performs a three-dimensional image driving.
도 1a에 도시된 바와 같이, 2셀 편광 렌즈는 편광판(21)과, 편광 제어셀(2) 및 렌즈셀(1)을 구비하는 것으로, 편광 제어셀(2)은 제 1 및 제 2 전극(15, 16)이 형성된 제 1 및 제 2 기판(11, 12) 및 이들 사이에 위치하는 액정층(LC)으로 구성되고, 렌즈셀(1)은 제 3 및 제 4 기판(13, 14) 및 이들의 사이에 위치하는 렌즈셀(25)로 구성된다.1A, the two-cell polarization lens includes a polarizing
이때, 액정층(LC)은 복굴절 제어형 액정(Electrically Controlled Birefringence, ECB)인 것이다.In this case, the liquid crystal layer LC is an electrically controlled birefringence (ECB) liquid crystal.
편광 제어셀(2)에 위치하는 제 1 및 제 2 기판(11, 12)은 절연성을 나타내는 투명 물질로 형성되고, 제 1 및 제 2 전극(15, 16)은 전도성을 나타내는 투명 물질로 형성된다.The first and
액정층(LC)은 제 1 및 제 2 기판(11, 12)의 사이에 위치하는 것으로, 제 1 및 제 2 전극(15, 16)에서 발생하는 전계에 의하여 배향됨으로써 선편광 방향을 제어하는 것으로, 도 1a에서는 전압이 인가되지 않아 초기 배향 상태를 유지한다.The liquid crystal layer LC is positioned between the first and
이와 같이 배열된 편광 제어셀(2)을 통과하는 빛은 편광판(21)에 의해 선 편광(0, λ)을 나타내며 편광 제어셀(2)에 입사되고, 초기 배향 상태를 유지하는 편광 제어셀(2)에 의해 선 편광(λ/2) 특성을 나타내며 렌즈셀(1)로 입사된다.Light passing through the
렌즈셀(1)은 제 3 및 제 4 기판(13, 14) 및 렌즈셀(25)로 구성된 것으로, 렌즈셀(25)의 경우 굴절률 no를 나타내는 렌티큘러(Lenticular) 형태의 오목판(26)과, 오목판(26) 사이에 복굴절률을 갖는 액정 단량체(Reactive Mesogen, 이하 RM)가 충진된 구성을 갖는 것이다.The
이때, 초기 배향 상태를 유지하는 액정층(LC)을 통과하여 선 편광(λ/2)을 나타내는 빛의 편광 방향은 오목판(26) 사이에 충진된 RM의 광축과 90˚를 이루게 된다.At this time, the polarization direction of light passing through the liquid crystal layer LC maintaining the initial alignment state and indicating linearly polarized light (λ/2) is 90° to the optical axis of the RM filled between the
RM의 광축과 90˚를 이루는 경우, RM을 통과한 빛은 굴절률 no를 나타내게 되고, 이에 의해 굴절률 no를 나타내는 오목판(26) 통과시 굴절 현상을 발생시키지 않게 되어 직진성을 갖게 된다.When the optical axis of the RM is 90°, the light that has passed through the RM exhibits a refractive index no, whereby the refraction does not occur when passing through the
즉, 편광 특성을 나타내는 빛의 편광축이 RM의 광축 중 단축과 동일한 경우, RM 내에서 오목판(26)과 동일한 굴절률을 나타낼 수 있어 출력된 빛이 직진성을 갖게 되며, 이에 따라 평면 영상을 구동할 수 있게 되는 것이다.
That is, when the polarization axis of light representing the polarization characteristic is the same as the short axis of the optical axis of the RM, the output light can have the same refractive index as the
한편, 도 1b와 같이 제 1 및 제 2 전극(15, 16)에 전압이 인가되어 전계가 형성될 경우, 편광 제어셀(2)을 통과하는 빛은 편광판(21)에 의해 선 편광(0, λ)을 나타내며 편광 제어셀(2)에 입사되고, 전계에 의해 재배열된 액정층(LC)에 의해 편광 방향의 변경 없이 렌즈셀(1)로 입사된다.On the other hand, when a voltage is applied to the first and
이때, 렌즈셀(1)로 입사되는 빛은 RM의 장축에 의해 굴절률 ne를 나타내게 되고, 이에 의해 굴절률 no를 나타내는 오목판(26) 통과시 굴절 현상을 발생시켜 오목판(26)을 통과한 빛이 일 지점에서 모이게 되는 굴절 현상을 발생시킨다.At this time, the light incident on the
즉, 재배열된 액정층(LC)을 통과하는 빛은 RM의 장축에 의해 오목판(26)이 나타내는 굴절률 no와 다른 굴절률 ne를 나타내게 되어 출력된 빛은 굴절되므로, 이에 따라 입체 영상을 구동할 수 있게 되는 것이다.
That is, the light passing through the rearranged liquid crystal layer LC exhibits a refractive index ne that is different from the refractive index no indicated by the
이와 같은 2셀 편광 렌즈를 사용한 무안경 입체 디스플레이 장치는 편광 제어셀(2)과 렌즈셀(1)을 구비하여 평면 영상 구동과 입체 영상 구동을 선택적으로 수행할 수 있으나, 액정층(LC)과 RM을 형성하고, 편광 방향에 의한 입체 영상 구동을 수행하기 때문에 COC/COP(시클로올레핀 공중합체 및 중합체), PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), PC(폴리카보네이트), PI(폴리이미드) 등과 같이 등방성을 나타내는 물질로 형성된 기판을 주로 사용하며, 액정층(LC) 및 RM의 배열을 위해 최소 2개의 배향막을 요구하기 때문에 공정의 수율뿐만 아니라 제조 비용 또한 높은 단점이 있다.The autostereoscopic display device using such a two-cell polarizing lens includes a
또한, 편광층(21)을 구비하고 있기 때문에 휘도의 손실이 발생하게 되고, 이를 보상하기 위해 더 많은 전력을 소비하게 된다.
In addition, since the
한편, 1셀 액티브 편광 렌즈는 상기 2셀 편광 렌즈에 비해 제조 비용이 낮고 공정의 수율은 높은 구조를 갖는 것으로 아래 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하도록 한다.
Meanwhile, the 1-cell active polarizing lens has a structure having a lower manufacturing cost and a higher process yield than the 2-cell polarizing lens, and will be described with reference to FIGS. 2A and 2B below.
도 2a는 1셀 액티브 편광 렌즈가 평면 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 1셀 액티브 편광 렌즈가 입체 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이다.FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a structure when a 1-cell active polarizing lens performs a planar image driving, and FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a structure when a 1-cell active polarizing lens performs a stereoscopic image driving.
도 2a에 도시된 바와 같이, 1셀 액티브 편광 렌즈는 각각 제 1 및 제 2 전극(33, 34)을 구비한 제 1 및 제 2 기판(31, 32)과, 이들 사이에 위치하는 액정층(LC) 및 렌티큘러 형태의 오목판(36)을 구비하는 렌즈셀(1)로 형성된다.As shown in FIG. 2A, the one-cell active polarizing lens includes first and
이때, 렌티큘러 형태의 오목판(36)은 no의 굴절률을 나타내고, 액정층(LC)은 전압을 인가받지 않는 노멀 상태에서 ne의 굴절률을 나타내는 것을 예로 들어 설명한다.In this case, the lenticular type
광원 장치, 또는 패널에서 출력된 빛은 편광판(21)을 통과하면서 선 편광(0, λ)을 나타내며 렌즈셀(1)로 입사된다.The light output from the light source device or the panel passes through the polarizing
렌즈셀(1)은 제 1 및 제 2 전극(33, 34)에 전압이 인가되어 생성된 전계에 따라 액정 분자가 재배열된 상태로, 선 편광(0, λ)을 나타내는 빛은 액정층(LC)에 입사되어 재배열된 액정 분자에 의해 no의 굴절률을 갖게 된다.The
이 경우, 선 편광(0, λ)을 나타내는 빛은 오목판(36)과 동일한 굴절률 no를 나타내게 되고, 이에 따라 오목판(36)을 통과하는 빛은 직진성을 갖게 된다.In this case, light representing linearly polarized light (0, λ) exhibits the same refractive index no as that of the
즉, 재배열된 액정층(LC)을 통과하는 빛은 액정 분자의 광축 중 단축에 의해 오목판(36)이 나타내는 굴절률 no와 동일한 굴절률 no를 나타내게 되어 굴절 현상 없이 직진성을 갖게 되며, 이에 따라 평면 영상을 구동할 수 있게 되는 것이다.
That is, light passing through the rearranged liquid crystal layer LC exhibits the same refractive index no as the refractive index no indicated by the
한편, 도 2b에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 전극(33, 34)에 전압을 인가하지 않아 전계가 형성되지 않을 경우, 렌즈셀(1)을 통과하는 빛은 초기 배향상태를 유지하는 액정 분자를 통과하게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 2B, when an electric field is not formed because no voltage is applied to the first and
이때, 렌즈셀(1)에 입사되는 빛은 편광판(21)에 의해 선편광(0, λ)특성을 나타내고 있기 때문에 액정 분자의 광축 중 장축을 통과하게 되고, 이에 따라 굴절률 ne를 나타내어 굴절률 no를 나타내는 오목판(36) 통과시 굴절 현상을 발생시켜 오목판(36)을 통과한 빛이 일 지점에서 모이게 되는 굴절 현상을 발생시킨다.At this time, since the light incident on the
즉, 초기 배향상태를 유지하는 액정층(LC)을 통과하는 빛은 액정 분자의 광축 중 장축에 의해 오목판(36)이 나타내는 굴절률 no와 다른 굴절률 ne를 나타내게 되어 출력된 빛은 굴절 현상을 일으키며, 이에 따라 입체 영상을 구동할 수 있게 되는 것이다.
That is, the light passing through the liquid crystal layer LC maintaining the initial alignment state exhibits a refractive index ne different from the refractive index no indicated by the
이와 같은 1셀 액티브 편광 렌즈를 사용한 무안경 입체 디스플레이 장치는 렌즈셀(1)을 구비하여 평면 영상 구동과 입체 영상 구동을 선택적으로 수행할 수 있고, 2셀 액티브 편광 렌즈에 비해 높은 수율 및 낮은 제조 비용을 필요로 하게 되나, 편광 방향에 의한 입체 영상 구동을 수행하기 때문에 COC/COP(시클로올레핀 공중합체 및 중합체), PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), PC(폴리카보네이트), PI(폴리이미드) 등과 같이 등방성을 나타내는 물질로 형성된 기판을 주로 사용하며, 액정층(LC)의 배열을 위해 최소 1개의 배향막을 요구하기 때문에 공정의 수율이 저하될 뿐만 아니라 제조 비용 또한 높은 단점이 있다.An autostereoscopic display device using such a 1-cell active polarized lens includes a
또한, 편광층(21)을 구비하고 있기 때문에 휘도의 손실이 발생하게 되고, 이를 보상하기 위해 더 많은 전력을 소비하게 된다.
In addition, since the
상기한 바와 같이, 상기 2셀 편광 렌즈와 상기 1셀 액티브 편광 렌즈는 입체 구동 또는 평면 구동을 위해 RM, 또는 액정층이 나타내는 굴절률을 오목판(36)과 동일하게 맞춰야 할 필요가 있기 때문에 조립 및 형성에 어려움이 발생하게 된다.As described above, the 2-cell polarization lens and the 1-cell active polarization lens are assembled and formed because it is necessary to match the refractive index indicated by the RM or the liquid crystal layer to the same as the
특히, 유기 발광 디스플레이 장치와 같이 기본적으로 편광판을 사용하지 않는 디스플레이 장치의 경우에도 입체 영상 구동과 평면 영상 구동의 스위칭을 위해 반드시 편광판을 포함해야하는 문제가 있어 휘도 감소 및 추가 비용이 발생하는 문제가 있다.
In particular, even in the case of a display device that does not use a polarizing plate, such as an organic light emitting display device, there is a problem that a polarizing plate must be included for switching between driving a three-dimensional image and driving a planar image, thereby reducing luminance and incurring additional costs. .
본 발명은 편광층을 포함하는 입체화 수단에 의한 휘도 저하 및 이를 보상하기 위한 추가 전력 소모가 발생하는 문제와 편광층 삽입 공정 및 배향 공정으로 인해 공정의 복잡도가 증가하는 것을 해소하며, 액정 충진으로 인한 액정의 소모량 증가를 감소시키고자 한다.
The present invention solves the problem of lowering luminance due to a three-dimensionalization means including a polarizing layer and additional power consumption to compensate for the problem, and the increase in process complexity due to the polarizing layer insertion process and alignment process, and To reduce the increase in liquid crystal consumption.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널의 상부에 위치하는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상부에 위치하는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 상부에 위치하는 렌즈셀과; 상기 렌즈셀의 상부에 위치하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판과 상기 렌즈셀 사이에 도포되는 액정층을 포함하며, 상기 액정층은 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal)인 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치를 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention includes a display panel; A first substrate positioned on the display panel; A first electrode positioned on the first substrate; A lens cell positioned above the first electrode; A second substrate positioned on the lens cell; It provides an autostereoscopic display device comprising a liquid crystal layer applied between the second substrate and the lens cell, wherein the liquid crystal layer is an OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal).
그리고, 상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널, 유기 발광 디스플레이 패널, 양자점 디스플레이 패널 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the display panel may be any one selected from a liquid crystal display panel, an organic light emitting display panel, and a quantum dot display panel.
그리고, 상기 디스플레이 패널은 평면 또는 곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the display panel is characterized in that it is formed in a flat or curved surface.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 기판은 광학적 이방성을 나타내는 투명 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second substrates are formed of a transparent material exhibiting optical anisotropy.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 전극은 투명한 전도성 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second electrodes are formed of a transparent conductive material.
그리고, 상기 렌즈셀은 광학적 등방성을 나타내며, 굴절률이 1.5 내지 1.61인 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the lens cell is characterized in that it is formed of a material that exhibits optical isotropy and has a refractive index of 1.5 to 1.61.
그리고, 상기 액정층은 Blue Phase, 또는 PDLC(Polymer Drispersed Liquid Crystal)를 포함하는 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal) 중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the liquid crystal layer may be formed of any one selected from OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal) including Blue Phase or PDLC (Polymer Drispersed Liquid Crystal).
한편, 본 발명은, 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널의 상부에 위치하는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상부에 위치하는 렌즈셀과; 상기 렌즈셀의 상부에 형성되는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극의 상부에 형성되는 평탄화층과; 상기 평탄화층의 상부에 위치하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판과 상기 렌즈셀 사이에 도포되는 액정층을 포함하며, 상기 액정층은 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal)인 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치를 제공한다.On the other hand, the present invention, a display panel; A first substrate positioned on the display panel; A lens cell positioned on the first substrate; A first electrode formed on the lens cell; A planarization layer formed on the first electrode; A second substrate positioned on the planarization layer; It provides an autostereoscopic display device comprising a liquid crystal layer applied between the second substrate and the lens cell, wherein the liquid crystal layer is an OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal).
그리고, 상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널, 유기 발광 디스플레이 패널, 양자점 디스플레이 패널 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the display panel may be any one selected from a liquid crystal display panel, an organic light emitting display panel, and a quantum dot display panel.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 기판은 광학적 이방성을 나타내는 투명 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second substrates are formed of a transparent material exhibiting optical anisotropy.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 전극은 투명한 전도성 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second electrodes are formed of a transparent conductive material.
그리고, 상기 렌즈셀은 광학적 등방성을 나타내며, 굴절률이 1.5 내지 1.61인 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the lens cell is characterized in that it is formed of a material that exhibits optical isotropy and has a refractive index of 1.5 to 1.61.
그리고, 상기 평탄화층은 상기 렌즈셀과 동일한 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the planarization layer is formed of the same material as the lens cell.
그리고, 상기 액정층은 Blue Phase, 또는 PDLC(Polymer Drispersed Liquid Crystal)를 포함하는 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal) 중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the liquid crystal layer may be formed of any one selected from OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal) including Blue Phase or PDLC (Polymer Drispersed Liquid Crystal).
본 발명의 실시예에 따른 구조의 입체화 수단을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치는 별도의 편광판 없이도 굴절률 변경을 통한 입체 영상 구동 및 평면 영상 구동을 수행할 수 있기 때문에 편광판 삽입에 의한 휘도 저하 및 휘도 저하 보상을 위한 전류의 보상에 대한 문제를 해결할 수 있으며, 렌즈셀과 액정, 또는 렌즈셀과 평탄화층과 액정의 광학적 등방성에 의해 배향 공정이 필요 없게 되어 배향막을 필요로 하지 않기 때문에 공정의 단순화 및 비용 절감 효과를 얻을 수 있게 된다.
Since the autostereoscopic display device characterized by the three-dimensional structure according to an embodiment of the present invention can drive a three-dimensional image and drive a planar image by changing a refractive index without a separate polarizing plate, the luminance decrease and luminance due to the insertion of the polarizing plate It is possible to solve the problem of compensating the current for the reduction compensation, and because the alignment process is not required due to the optical isotropy of the lens cell and liquid crystal, or the lens cell and the planarization layer and the liquid crystal, the process is simplified and Cost savings can be obtained.
도 1a는 2셀 편광 렌즈가 평면 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 1b는 2셀 광 렌즈가 입체 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2a는 1셀 액티브 편광 렌즈가 평면 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 1셀 액티브 편광 렌즈가 입체 영상 구동을 수행할 때의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 평면 영상 구동을 수행할 때의 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 입체 영상 구동을 수행할 때의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 6a는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 평면 영상 구동을 수행할 때의 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 입체 영상 구동을 수행할 때의 단면도이다.
도 7은 직렬 연결된 복합 유전체에 의한 전압 인가 차이를 나타내기 위해 복합 유전체가 형성된 기판의 구조를 나타내는 단면도이다.1A is a cross-sectional view showing a structure when a two-cell polarizing lens performs a planar image driving, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing a structure when a two-cell optical lens performs a three-dimensional image driving.
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a structure when a 1-cell active polarizing lens performs a planar image driving, and FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a structure when a 1-cell active polarizing lens performs a stereoscopic image driving.
3 is a cross-sectional view of an autostereoscopic display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a cross-sectional view of an autostereoscopic display device formed according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a three-dimensional autostereoscopic display device formed according to the first embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view when image driving is performed.
5 is a cross-sectional view of an autostereoscopic display device according to a second embodiment of the present invention.
6A is a cross-sectional view of an autostereoscopic three-dimensional display device formed according to a second embodiment of the present invention when driving a flat image, and FIG. 6B is a three-dimensional autostereoscopic display device formed according to the second embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view when image driving is performed.
7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a substrate on which a composite dielectric is formed to show a difference in voltage application by a composite dielectric connected in series.
이하, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치는 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the autostereoscopic display apparatus according to the first and second embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 단면도를 나타낸 것이다.3 is a cross-sectional view of an autostereoscopic display device according to a first embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(101)과, 제 1 및 제 2 기판(111, 112)과, 렌즈셀(120)과, 액정층(LC)으로 형성되는 입체화 수단(102)을 포함하는 것이다.3, the autostereoscopic display apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a
이때, 디스플레이 패널(101)은 발광층을 포함하여 스스로 빛을 낼 수 있는 유기 발광 디스플레이 패널(Organic Light Emitting Diode Display Panel)이나 양자점 디스플레이 패널(Quantum Dot Display Panel)인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 연성을 갖는 디스플레이 패널 또는 곡면으로 형성된 디스플레이 패널과 같이 형태가 변형되거나 변형될 수 있는 디스플레이 패널일 수도 있으며, 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Panel) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)일 수도 있다.In this case, the
본 발명의 제 1 실시예에 따른 입체화 수단(102)은 제 1 전극(113)이 형성된 제 1 기판(111)과, 제 2 전극(114)이 형성된 제 2 기판(112)과, 제 2 기판(112)과 마주보는 제 1 전극(113)의 일면에 형성되는 렌즈셀(120)과, 렌즈셀(120)에 의해 형성되는 오목셀로 구성된 것으로, 제 1 및 제 2 전극(113, 114)의 전압 인가 유무에 따라 평면 영상 구동, 또는 입체 영상 구동을 선택적으로 수행할 수 있다.The three-dimensionalization means 102 according to the first embodiment of the present invention includes a
오목셀과 렌즈셀(120)은 굴절률이 1.5~2.1인 자외선 폴리머 레진으로 형성될 수 있는데, 이는 광학적 등방성을 나타내는 것으로 굴절률이 동일하며 광학적 등방성을 나타내는 다른 물질로 대체할 수 있다.The concave cell and the
렌즈셀(120)과 같이 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층(LC)은 광학적으로 등방 성질을 나타낼 수 있는 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal)이 도포된 것으로, 광학적 등방성을 나타내는 액정의 대표적인 예로는 Blue Phase나 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)이 있다.The liquid crystal layer LC positioned between the first and second substrates, such as the
OILC는 외부 전기장에 의해 복굴절을 나타내는 커 효과(Kerr Effect)를 발현하고, 이에 따라 굴절율 이방성을 나타내는 것으로, 이에 의하여 렌즈셀(120)을 통과하는 빛이 굴절되지 않도록 할 수 있다.OILC expresses a Kerr Effect that exhibits birefringence due to an external electric field, and thus exhibits refractive index anisotropy, thereby preventing light passing through the
이때, 제 1 및 제 2 기판(111, 112) 사이에 위치하는 렌즈셀(120)과 액정층(LC)은 각각 67%, 33%의 부피를 차지하도록 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the
제 1 및 제 2 기판(111, 112)은 각각 제 1 및 제 2 전극(113, 114)이 형성된 것으로, 종래에는 등방성을 나타내는 재질로 형성되었으나, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 및 제 2 기판(111, 112)은 스스로 광학적 등방성을 나타내는 액정층(LC) 및 렌즈셀(120)을 포함하기 때문에 등방성을 나타내지 못하는 물질로 형성된 것을 사용할 수 있다.
The first and
상기와 같은 구조로 형성되는 무안경 입체 디스플레이 장치는 편광판을 포함하지 않아도 굴절률을 변경하여 입체 영상 구동, 또는 평면 영상 구동을 수행할 수 있는데, 이는 아래 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하도록 한다.
The autostereoscopic display device formed in the above-described structure can perform a stereoscopic image driving or a planar image driving by changing a refractive index without including a polarizing plate, which will be described with reference to FIGS. 4A and 4B below.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 평면 영상 구동을 수행할 때의 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 입체 영상 구동을 수행할 때의 단면도이다.FIG. 4A is a cross-sectional view of an autostereoscopic display device formed according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a three-dimensional autostereoscopic display device formed according to the first embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view when image driving is performed.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치의 입체화 수단(102)은 제 1 및 제 2 전극(113, 114)에서 발생하는 전계에 의해 굴절률이 변하는 액정층(LC)을 포함하는 것으로, 도 4a에서는 제 1 및 제 2 전극(113, 114)에 전압이 인가되지 않기 때문에 전계가 형성되지 않고, 이에 따라 액정층(LC)은 등방성을 나타내게 된다.As shown in FIG. 4A, the stereoscopic means 102 of the autostereoscopic display device formed according to the first embodiment of the present invention changes the refractive index by the electric field generated from the first and
이러한 경우, 1.5~2.1의 굴절률을 나타내는 렌즈셀(120)을 통과하는 빛은 광학적 등방성을 나타내는 액정으로 형성된 액정층(LC)을 통과하는 경우에도 굴절 현상이 발생되지 않게 되고, 이에 따라 렌즈셀(120)과 액정층(LC)을 통과하는 빛은 직진성을 나타낼 수 있다.In this case, even when the light passing through the
특히, 입체화 수단(102)에 입사된 빛은 편광 특성에 한정되지 않아 선 편광 및 원 편광을 나타낼 수도 있고, 편광 특성을 나타내지 않을 수도 있다.
In particular, the light incident on the three-dimensionalization means 102 is not limited to polarization characteristics, and thus may exhibit linear polarization and circular polarization, or may not exhibit polarization characteristics.
한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치의 입체화 수단(102)은 제 1 및 제 2 전극(113, 114)에서 발생하는 전계에 의해 굴절률이 변하는 액정층(LC)을 포함하기 때문에, 도 4b와 같이 제 1 및 제 2 전극(113, 114)에 전압을 인가하여 전계를 형성할 경우 액정층(LC)이 나타내던 광학적 등방성을 변경할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4B, the stereoscopic means 102 of the autostereoscopic display device formed according to the first embodiment of the present invention has a refractive index due to an electric field generated from the first and
이러한 경우, 1.5~2.1의 굴절률을 나타내는 렌즈셀(120)을 통과하는 빛은 광학적 등방성을 잃은 액정층(LC)을 통과하면서 렌즈셀(120)의 굴절 각에 따라 굴절 현상을 나타낼 수 있게 된다.In this case, light passing through the
이러한 경우, 빛 A는 진행 경로와 렌즈셀(120)의 중앙면이 수직을 이루기 때문에 서로 다른 굴절률에 의해 굴절이 발생하는 경우에도 직진성을 잃지 않고 진행할 수 있으나, 빛 B는 진행 경로와 렌즈셀(120)의 측면이 수직을 이루지 않기 때문에 서로 다른 굴절률에 의해 굴절이 발생하게 되고, 이에 따라 종래의 편광 렌즈와 유사한 빛의 경로를 나타내며 입체 영상 구동을 수행할 수 있게 된다.
In this case, light A can proceed without losing straightness even when refraction occurs due to different refractive indices because the traveling path and the central plane of the
이와 같이 구동되는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치는 별도의 편광판을 구비하지 않고도 디스플레이 패널에서 발생한 빛의 효율을 개선할 수 있으며, 이에 따라 낮은 휘도를 보상하기 위한 추가 전력 소모량 또한 감소하게 되어 발열 및 수명이 개선되는 효과를 나타낼 수 있다.The autostereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention driven in this way can improve the efficiency of light generated from the display panel without having a separate polarizing plate, and thus additional power consumption to compensate for low luminance In addition, it is reduced, and thus the heat generation and lifespan may be improved.
한편, 상기 무안경 입체 디스플레이 장치는 굴절률 차이를 이용하여 빛을 굴절시켜 입체 영상 효과를 나타내는 것으로, 상기 액정층(LC)의 모양과 같이 자외선 폴리머 레진이 형성되고, 렌즈부(120)의 공간에 액정층(LC)이 위치할 경우 동일한 구동을 수행할 수 있다.
Meanwhile, the autostereoscopic three-dimensional display device exhibits a three-dimensional image effect by refracting light using a difference in refractive index, and an ultraviolet polymer resin is formed in the same shape as the liquid crystal layer LC, and in the space of the
본 발명의 제 1 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치는 액정층 전체의 등방성을 변경하여 빛을 굴절시키거나 직진시켜 렌즈셀(120)의 중앙면에 대응하는 어느 한 지점에서 빛이 모이도록 하는 것으로, 렌즈셀(120)의 측면에 대응하는 한 지점에서 빛이 모이도록 구성할 수도 있는데, 이는 아래 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
The autostereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention refracts light by changing the isotropy of the entire liquid crystal layer or goes straight so that the light is collected at a point corresponding to the central surface of the
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 단면도를 나타낸 것이다.5 is a cross-sectional view of an autostereoscopic display device according to a second embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치는 제 1 전극(도 3의 113)이 렌즈셀(도 3의 120)와 제 1 기판(도 3의 111)의 사이에서 형성된 것을 특징으로 하는 입체화 수단(도 3의 102)을 구비하는 제 1 실시예와 달리, 렌즈셀(220)의 상부에 제 1 전극(213)이 증착된 것을 특징으로 하는 입체화 수단(202)을 구비하는 것으로, 더욱 상세히는 제 1 기판(211)과, 제 1 기판(211)의 상부에 형성된 렌즈셀(220)와, 렌즈셀(220)의 상부에 형성된 제 1 전극(213)과, 제 1 전극(213)의 상부에 형성된 평탄화층(225)과, 평탄화층(225)의 상부에 위치하는 액정층(LC)과, 액정층(LC)의 상부에 위치하며, 제 1 기판(211)과 마주보는 위치에 제 2 전극(214)이 형성된 제 2 기판(212)을 포함하는 입체화 수단(202)을 구비하는 것이다.5, in the autostereoscopic display device according to the second embodiment of the present invention, a first electrode (113 in FIG. 3) is a lens cell (120 in FIG. 3) and a first substrate (111 in FIG. 3). Unlike the first embodiment having a three-dimensional means (102 in FIG. 3), which is formed between), the
디스플레이 패널(201)은 발광층을 포함하여 스스로 빛을 낼 수 있는 유기 발광 디스플레이 패널(Organic Light Emitting Diode Display Panel)이나 양자점 디스플레이 패널(Quantum Dot Display Panel)인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니며, 연성을 갖는 디스플레이 패널 또는 곡면으로 형성된 디스플레이 패널과 같이 형태가 변형되거나 변형될 수 있는 디스플레이 패널일 수도 있다.The
본 발명의 제 2 실시예에 따른 입체화 수단(202)은 제 1 전극(213)이 형성된 제 1 기판(211)과, 제 2 전극(214)이 형성된 제 2 기판(212)과, 제 2 기판(212)과 마주보는 제 1 전극(211)의 일면에 형성되는 렌즈셀(220)와, 렌즈셀(220)의 상부에 형성되는 평탄화층(225)과, 평탄화층(225)과 제 2 전극(214)이 형성된 제 2 기판(212)의 사이에 위치하는 액정층(LC)으로 구성된 것으로, 제 1 및 제 2 전극(213, 214)의 전압 인가 유무에 따라 평면 영상 구동, 또는 입체 영상 구동을 선택적으로 수행할 수 있다.The three-dimensionalization means 202 according to the second embodiment of the present invention includes a
제 1 기판(211)은 렌즈셀(220)가 형성되어 있는 것이고, 제 2 기판(212)은 제 2 전극(214)이 증착된 것으로, 종래에는 등방성을 나타내는 재질로 형성되었으나, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 및 제 2 기판(211, 212)은 스스로 광학적 등방성을 나타내는 액정층(LC)과 렌즈셀(220) 및 평탄화층(225)을 포함하기 때문에 등방성을 나타내지 못하는 물질로 형성된 것을 사용할 수 있다.The
렌즈셀(220)는 굴절률이 1.5~2.1인 자외선 폴리머 레진으로 형성될 수 있는데, 이는 상기한 바와 같이 광학적 등방성을 나타내는 것으로, 굴절률이 동일하고 광학적 등방성을 나타내며 투명한 절연성 물질로 대체할 수 있다.The
평탄화층(225)은 렌즈셀(220)의 상부에 형성된 제 1 전극(213)과 제 2 전극(214) 사이에 위치하여 제 1 전극(213)의 전압을 인가받아 제 1 및 제 2 전극(213, 214) 사이에 전계가 형성되는 것을 방해하는 것으로, 제 1 및 제 2 전극(213, 214)에 의해 형성되는 전계는 평탄화층(225)의 두께에 반비례한다.The
평탄화층(225)은 굴절률이 렌즈셀(220)와 동일하거나 유사한 수준을 나타내는 물질로 형성되는 것이 바람직하다.The
액정층(LC)은 제 1 기판(211)의 상부에 형성되는 평탄화층(225)과 제 2 기판(212)의 사이에 형성되는 것으로, 제 1 실시예에 따른 액정층(도 3의 LC)과 달리 일정한 갭을 유지하기 위하여 컬럼 스페이서(미도시)를 포함함으로써 액정층(LC)이 균일한 두께를 나타낼 수 있도록 유지할 수 있다.The liquid crystal layer LC is formed between the
이때, 액정층(LC)을 구성하는 액정은 광학적 등방성을 나타내는 OILC로, OILC는 외부 전기장에 의해 복굴절을 나타내는 커 효과를 발현하고, 이에 따라 굴절율 이방성을 나타낼 수 있다.
At this time, the liquid crystal constituting the liquid crystal layer LC is an OILC exhibiting optical isotropy, and the OILC exhibits a Kerr effect showing birefringence due to an external electric field, and thus may exhibit refractive index anisotropy.
상기와 같은 구조로 형성되는 무안경 입체 디스플레이 장치는 편광판을 포함하지 않아도 굴절률을 변경하여 입체 영상 구동, 또는 평면 영상 구동을 수행할 수 있는데, 이는 아래 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하도록 한다.
The autostereoscopic display device formed in the above structure can perform a stereoscopic image driving or a planar image driving by changing a refractive index without including a polarizing plate, which will be described with reference to FIGS. 6A and 6B below.
도 6a는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 평면 영상 구동을 수행할 때의 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치가 입체 영상 구동을 수행할 때의 단면도이다.6A is a cross-sectional view of an autostereoscopic three-dimensional display device formed according to a second embodiment of the present invention when driving a flat image, and FIG. 6B is a three-dimensional autostereoscopic display device formed according to the second embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view when image driving is performed.
도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치의 입체화 수단(202)은 제 1 및 제 2 전극(213, 214)에서 발생하는 전계에 의해 굴절률이 변하는 액정층(LC)을 포함하는 것으로, 도 6a에서는 제 1 및 제 2 전극(213, 214)에 전압이 인가되지 않기 때문에 전계가 형성되지 않고, 이에 따라 액정층(LC)은 광학적 등방성을 유지하게 된다.As shown in FIG. 6A, the stereoscopic means 202 of the autostereoscopic display device formed according to the second embodiment of the present invention changes the refractive index by the electric field generated from the first and
디스플레이 패널(201)에서 출력된 빛은 입체화 수단(202)으로 입사되어 렌즈셀(220)를 통과한 후 평탄화층(225)에 입사되는데, 렌즈셀(220)와 평탄화층(225)은 서로 동일하거나 유사한 굴절률을 나타내고 있기 때문에 이들을 통과하는 빛은 굴절 현상을 일으키지 않고 직진성을 유지한 상태로 액정층(LC)에 입사된다.The light output from the
액정층(LC)은 상기한 바와 같이 광학적 등방성을 나타내는 상태이므로 입사된 빛을 굴절시키지 않기 때문에 액정층(LC)에 입사된 빛은 직진성을 유지하게 되고, 이에 따라 무안경 입체 디스플레이 장치는 평면 영상 구동을 수행할 수 있게 된다.Since the liquid crystal layer LC exhibits optical isotropy as described above, since it does not refract incident light, the light incident on the liquid crystal layer LC maintains straightness. Accordingly, the autostereoscopic display device It becomes possible to perform the drive.
특히, 입체화 수단(202)에 입사한 빛은 편광 특성에 한정되지 않아 입체화 수단(202)에 입사되는 모든 빛에 대해 평면 영상 구동을 수행할 수 있다.
In particular, since light incident on the stereoscopic means 202 is not limited to polarization characteristics, a planar image driving may be performed on all light incident on the stereoscopic means 202.
한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 형성된 무안경 입체 디스플레이 장치의 입체화 수단(202)은 제 1 및 제 2 전극(213, 214)에서 발생하는 전계에 의해 굴절률이 변하는 액정층(LC)을 포함하기 때문에, 도 6b와 같이 제 1 및 제 2 전극(213, 214)에 전압을 인가하여 전계를 형성할 경우 액정층(LC)이 나타내던 광학적 등방성을 변경할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6B, the stereoscopic means 202 of the autostereoscopic display device formed according to the second embodiment of the present invention has a refractive index due to an electric field generated from the first and
이때, 렌즈셀(220)상에 형성된 제 1 전극(213)과 액정층(LC)의 이격 거리에 따라 형성되는 전계에 차이가 발생하는데, 렌즈셀(220)의 중앙면에 형성되는 전계 A-A'는 전계 형성을 방지하는 평탄화층(225)이 렌즈셀(220)에 의해 매우 얇은 두께로 형성되기 때문에 제 1 전극(213)과 제 2 전극(214) 사이에는 정상적인 전계가 형성되고, 이에 따라 전계 A-A'와 가까운 위치의 액정 분자들은 광학적 등방성을 잃게 되어 빛을 굴절시키게 된다.At this time, a difference occurs in the electric field formed according to the separation distance between the
반면, 렌즈셀(220)의 측면에 형성되는 전계 B-B'는 전계 형성을 방지하는 평탄화층(225)이 렌즈셀(220)의 측면에 형성되므로 전계 A-A'와 대응하는 위치에 형성되는 평탄화층에 비해 더 두껍게 형성되기 때문에 제 1 전극(213)과 제 2 전극(214) 사이에는 매우 약한 전계가 형성되고, 이에 따라 전계 B-B'의 영향을 거의 받지 않는 액정 분자들은 광학적 등방성을 유지하게 되어 빛을 직진시키게 된다.On the other hand, the electric field B-B' formed on the side of the
이에 따라, 전계 A-A'에 가까이 위치할수록 액정 분자는 광학적 등방성을 잃게되고, 전계 B-B'에 가까이 위치할수록 광학적 등방성을 이루게 되어 종래의 편광렌즈와 유사한 빛의 경로를 나타내며 입체 영상 구동을 수행할 수 있게 된다.
Accordingly, the closer to the electric field A-A', the liquid crystal molecules lose optical isotropy, and the closer to electric field B-B', the more optically isotropic is achieved, indicating a path of light similar to a conventional polarizing lens, and driving a stereoscopic image. You will be able to perform.
이와 같이 구동되는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치는 별도의 편광판을 구비하지 않고도 디스플레이 패널에서 발생한 빛의 효율을 개선할 수 있으며, 이에 따라 낮은 휘도를 보상하기 위한 추가 전력 소모량 또한 감소하게 되어 발열 및 수명이 개선되는 효과를 나타낼 수 있다.
The autostereoscopic display device according to the second embodiment of the present invention driven in this way can improve the efficiency of light generated from the display panel without having a separate polarizing plate, and thus additional power consumption to compensate for low luminance In addition, it is reduced, and thus the heat generation and lifespan may be improved.
한편, 제 2 실시예에 따른 입체화 수단(202)은 직렬 연결된 복합 유전체에 의한 전압 인가 차이를 이용하는 것으로, 이는 아래 도 7을 들어 설명하도록 한다.
Meanwhile, the three-dimensionalization means 202 according to the second embodiment uses a difference in voltage application by a composite dielectric connected in series, which will be described with reference to FIG. 7 below.
도 7은 직렬 연결된 복합 유전체에 의한 전압 인가 차이를 나타내기 위해 복합 유전체가 형성된 기판의 구조를 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a substrate on which a composite dielectric is formed to show a difference in voltage application by a composite dielectric connected in series.
도 7에 도시된 바와 같이, 직렬 연결된 복합 유전체가 형성된 기판은 각각의 제 1 전극(311)과 제 2 전극(312)이 형성된 제 1 및 제 2 기판(301, 302)과, 제 1 및 제 2 기판(301, 302) 사이에 형성되며 제 1 높이인 d1의 두께로 형성되는 제 1 유전체(ε1)와, 제 1 및 제 2 기판(301, 302) 사이에 형성되며 제 2 높이인 d2의 두께로 형성되는 제 2 유전체(ε2)를 포함하며, 제 1 기판(301)과 마주하는 제 2 기판(302)의 일면에는 제 2 전극(312)이 형성되어 제 1 및 제 2 전극(311, 312) 각각이 전원 공급 장치(V)와 연결된 것이 특징이다.As shown in FIG. 7, the substrate on which the composite dielectric connected in series is formed includes first and
이때, 제 1 유전체(ε1)에 인가되는 제 1 전압은 V1으로, 제 2 유전체(ε2)에 인가되는 제 2 전압은 V2로 정의한다.At this time, the first voltage applied to the first dielectric ε1 is defined as V1, and the second voltage applied to the second dielectric ε2 is defined as V2.
전원 공급 장치(V)로 부터 출력되는 전압 Vop는 제 1 전극(311)과 제 2 전극(312) 각각에 V1과 V2로 분할되어 인가되는데, V1과 V2는 제 1 및 제 2 유전체(ε1, ε2)의 두께에 따라 인가되는 전압량이 달라지게 되며, 이들의 관계는 아래의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
The voltage Vop output from the power supply V is divided into V1 and V2 and applied to the
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서, 제 1 높이 d1과 제 2 높이 d2는 서로 비례 관계인 것으로, 제 1 전압 V1과 제 2 전압 V2는 제 1 높이 d1과 제 2 높이 d2와 비례하여 인가량이 달라진다.In
반면, 상기 수학식 1에서, 제 1 유전체 ε1와 제 2 유전체 ε2는 서로 반비례 관계인 것으로, 제 1 전압 V1과 제 2 전압 V2는 제 1 유전체 ε1과 제 2 유전체 ε2에 반비례하여 인가량이 달라진다.On the other hand, in
상기 수학식 1에서, 제 1 높이 d1이 감소할 경우 제 1 높이 d1에 비례하여 인가량이 달라지는 제 1 전압 V1의 전압값은 감소하고, 제 2 높이 d2에 비례하여 인가량이 달라지는 제 2 전압 V2의 전압값은 제 1 전압 V1이 감소한 만큼 전압값이 증가하게 된다.In
반면, 수학식 1에서, 제 1 높이 d1이 감소할 경우 제 1 높이 d1에 비례하여 인가량이 달라지는 제 1 전압 V1의 전압값은 증가하고, 제 2 높이 d2에 비례하여 인가량이 달라지는 제 2 전압 V2의 전압값은 제 1 전압 V1이 증가한 만큼 전압값이 감소하게 된다.On the other hand, in
이때, 전원 공급 장치(V)를 통해 입력되는 전압 Vop는 일정한 것으로, 제 1 높이 d1과 제 2 높이 d2에 상관없이 제 1 전압 V1과 제 2 전압 V2의 합은 항상 전압 Vop의 전압값과 동일하다.At this time, the voltage Vop input through the power supply V is constant, and the sum of the first voltage V1 and the second voltage V2 is always equal to the voltage value of the voltage Vop regardless of the first height d1 and the second height d2. Do.
여기서, 도 6b를 참조하면, 제 1 유전체(도 7의 ε1)에 대응하는 액정층(LC)과 제 2 유전체(도 7의 ε2)에 대응하는 평탄화층(225) 또한 제 1 높이 d1와 제 2 높이 d2에 따라 전압 인가량이 달라지는 것으로, 렌즈셀(220)의 굴곡에 따라 달라지는 제 2 높이 d2가 전계 A-A'와 같이 0에 가까워질 경우, 액정층(LC)에 인가되는 전압 인가량을 증가시켜 액정층(LC)의 액정 분자가 광학적 등방성을 상실하도록 하며, 제 2 높이 d2가 전계 B-B'와 같이 최대로 증가하는 경우, 액정층(LC)에 인가되는 전압 인가량을 감소시켜 액정층(LC)의 액정 분자가 광학적 등방성을 유지하도록 할 수 있는 것이다.Here, referring to FIG. 6B, the liquid crystal layer LC corresponding to the first dielectric (ε1 in FIG. 7) and the
이와 같은 액정층(LC)의 굴절률 변화에 따라 입체화 수단(202)은 평면 영상 구동, 또는 입체 영상 구동을 선택적으로 수행할 수 있게 된다.
According to such a change in the refractive index of the liquid crystal layer LC, the three-dimensionalization means 202 may selectively perform a planar image driving or a three-dimensional image driving.
상기와 같은 구조의 입체화 수단을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치는 별도의 편광판 없이도 굴절률 변경을 통한 입체 영상 구동 및 평면 영상 구동을 수행할 수 있기 때문에 편광판 삽입에 의한 휘도 저하 및 휘도 저하 보상을 위한 전류의 보상에 대한 문제를 해결할 수 있으며, 렌즈셀과 액정, 또는 렌즈셀과 평탄화층과 액정의 광학적 등방성에 의해 배향 공정이 필요 없게 되어 배향막을 필요로 하지 않기 때문에 공정의 단순화 및 비용 절감 효과를 얻을 수 있게 된다.
The autostereoscopic three-dimensional display device characterized by the three-dimensionalization means as described above can drive a three-dimensional image by changing the refractive index and drive a planar image without a separate polarizing plate, so that the luminance decrease and the luminance decrease compensation by insertion of the polarizing plate can be performed. The problem of current compensation can be solved, and the alignment process is not required due to the optical isotropy of the lens cell and liquid crystal, or the lens cell and the planarization layer and the liquid crystal, thus simplifying the process and reducing cost. You can get it.
101 : 디스플레이 장치 102 : 입체화 수단
111 : 제 1 기판 112 : 제 2 기판
113 : 제 1 전극 114 : 제 2 전극
120 : 렌즈셀 LC : 액정층
225 : 평탄화층
101: display device 102: three-dimensional means
111: first substrate 112: second substrate
113: first electrode 114: second electrode
120: lens cell LC: liquid crystal layer
225: planarization layer
Claims (15)
상기 디스플레이 패널의 상부에 위치하는 제 1 기판과;
상기 제 1 기판의 상부에 위치하는 제 1 전극과;
상기 제 1 전극의 상부에 위치하는 렌즈셀과;
상기 렌즈셀의 상부에 위치하는 제 2 기판과;
상기 제 2 기판과 상기 렌즈셀 사이에 위치하는 액정층을 포함하며,
상기 액정층은 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal)인 액정이 충진된 것을 특징으로 하고,
상기 렌즈셀은 상기 디스플레이 패널과 상기 액정층 사이에 위치하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
A display panel;
A first substrate positioned on the display panel;
A first electrode positioned on the first substrate;
A lens cell positioned above the first electrode;
A second substrate positioned on the lens cell;
Including a liquid crystal layer positioned between the second substrate and the lens cell,
The liquid crystal layer is characterized in that the liquid crystal is filled with OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal),
The lens cell is an autostereoscopic three-dimensional display device positioned between the display panel and the liquid crystal layer.
상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널, 유기 발광 디스플레이 패널, 양자점 디스플레이 패널 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The display panel is an autostereoscopic display device, characterized in that any one selected from a liquid crystal display panel, an organic light emitting display panel, and a quantum dot display panel.
상기 디스플레이 패널은 평면 또는 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The display panel is an autostereoscopic display device, characterized in that formed in a flat or curved surface.
상기 제 1 및 제 2 기판은 광학적 이방성을 나타내는 투명 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The first and second substrates are autostereoscopic three-dimensional display device, characterized in that formed of a transparent material exhibiting optical anisotropy.
상기 제 1 및 제 2 전극은 투명한 전도성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The autostereoscopic three-dimensional display device, wherein the first and second electrodes are formed of a transparent conductive material.
상기 렌즈셀은 광학적 등방성을 나타내며, 굴절률이 1.5 내지 1.61인 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The lens cell is an autostereoscopic display device, wherein the lens cell is formed of a material having an optical isotropy and a refractive index of 1.5 to 1.61.
상기 액정층은 Blue Phase, 또는 PDLC(Polymer Drispersed Liquid Crystal)를 포함하는 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal) 중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 1,
The liquid crystal layer is an autostereoscopic display device, wherein the liquid crystal layer is formed of any one selected from OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal) including Blue Phase or PDLC (Polymer Drispersed Liquid Crystal).
상기 디스플레이 패널의 상부에 위치하는 제 1 기판과;
상기 제 1 기판의 상부에 위치하는 렌즈셀과;
상기 렌즈셀의 상부에 형성되는 제 1 전극과;
상기 제 1 전극의 상부에 형성되는 평탄화층과;
상기 평탄화층의 상부에 위치하는 제 2 기판과;
상기 제 2 기판과 상기 렌즈셀 사이에 도포되는 액정층을 포함하며,
상기 액정층은 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal)인 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
A display panel;
A first substrate positioned on the display panel;
A lens cell positioned on the first substrate;
A first electrode formed on the lens cell;
A planarization layer formed on the first electrode;
A second substrate positioned on the planarization layer;
It includes a liquid crystal layer applied between the second substrate and the lens cell,
The liquid crystal layer is an autostereoscopic display device, characterized in that the OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal).
상기 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널, 유기 발광 디스플레이 패널, 양자점 디스플레이 패널 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 8,
The display panel is an autostereoscopic display device, characterized in that any one selected from a liquid crystal display panel, an organic light emitting display panel, and a quantum dot display panel.
상기 제 1 및 제 2 기판은 광학적 이방성을 나타내는 투명 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 8,
The first and second substrates are autostereoscopic three-dimensional display device, characterized in that formed of a transparent material exhibiting optical anisotropy.
상기 제 1 및 제 2 전극은 투명한 전도성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 8,
The autostereoscopic three-dimensional display device, wherein the first and second electrodes are formed of a transparent conductive material.
상기 렌즈셀은 광학적 등방성을 나타내며, 굴절률이 1.5 내지 1.61인 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 8,
The lens cell is an autostereoscopic display device, wherein the lens cell is formed of a material having an optical isotropy and a refractive index of 1.5 to 1.61.
상기 평탄화층은 상기 렌즈셀과 동일한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 8,
The planarization layer is an autostereoscopic display device, characterized in that formed of the same material as the lens cell.
상기 액정층은 Blue Phase, 또는 PDLC(Polymer Drispersed Liquid Crystal)를 포함하는 OILC(Optically Isotropic Liquid Crystal) 중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
The method of claim 8,
The liquid crystal layer is an autostereoscopic display device, wherein the liquid crystal layer is formed of any one selected from OILC (Optically Isotropic Liquid Crystal) including Blue Phase or PDLC (Polymer Drispersed Liquid Crystal).
상기 액정층은 상기 제 2 기판에 형성되는 제 2 전극과 직접 접촉하는 무안경 입체 디스플레이 장치.The method of claim 1,
The liquid crystal layer is an autostereoscopic display device in direct contact with a second electrode formed on the second substrate.
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