KR20070077415A - 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

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박인규
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(주)쓰리디아이에스
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Abstract

본 발명은 시인 거리를 좁힐 수 있는 전방형 패럴랙스 배리어를 이용한 입체 영상 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 적어도 후면에 후방 편광막이 적층되고 전면에 제1 스위칭 소자층이 적층되어 있는 제1 기판 및 칼라 필터층이 적층되어 있는 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자층과 상기 칼라 필터층 사이에 제1 액정층이 개재되어 있는 이차원 화상 액정 표시 패널; 적어도 전면에 전방 편광막이 적층되고 후면에 투명 전극층이 적층되어 있는 제3 기판 및 보호막을 포함하고, 상기 투명 전극층과 상기 보호막 사이에 제2 액정층이 개재되어 있는 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널; 및 상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널의 상기 보호막과 상기 이차원 화상 액정 표시 패널의 상기 제2 기판 사이에 개재된 중간 편광막을 포함한다.
입체 영상 표시 장치, 패럴랙스 배리어, 시인거리, 보호막

Description

입체 영상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY APPARATUS}
도 1은 일반적인 이차원 화상 액정 표시 패널의 개략 단면도이다.
도 2는 일반적인 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 3은 종래기술의 입체 영상 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 개략 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 간단한 설명*
10, 100: 이차원 화상 액정 표시 패널 11. 110: 후방 편광막
12, 120: 제1 기판 13, 130: 제1 스위칭 소자층
14, 140: 제1 액정층 15, 150: 칼라 필터층
16, 160: 제2 기판 17, 170: 배선
18: 전방 편광막 18', 180': 중간 편광막
20, 200: 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널 21: 후방 편광막
22, 220: 제3 기판 23, 230: 투명 전극층
24, 240: 제2 액정층 25, 250: 보호막
27, 270: 배선 28: 전방 편광막
210: 전방 편광막
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것이고, 특히, 시인 거리를 좁힐 수 있는 전방형 패럴랙스 배리어를 이용한 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
입체 화상을 표시하는 방식에는, 편광 안경을 이용하는 방식과 편광 안경을 이용하지 않는 방식이 있다. 편광 안경을 이용하는 방식은 안경 착용에 따른 불편함과 안과 질환의 초래의 위험성 때문에 입체 화상 표시 장치에 널리 이용되고 있지는 않다. 편광 안경을 이용하는 않는 방식에, 렌티큘러 방식, 홀로그램을 이용하는 방식, 패럴랙스 배리어를 이용하는 방식이 있다. 렌티큘러 방식과 홀로그램 방식은 그 구조가 복잡하여 고가로 구현되므로, 현재는 특수한 용도로만 이용되고 있다. 현재 가장 활발히 연구 개발이 진행되고 상용화 되고 있는 방식은 패럴랙스 배리어 방식이다.
패럴랙스 배리어 방식의 원리는 20세기 초에 제안되었지만, 이를 이용하는 입체 화상 표시 장치는 평면 표시 장치, 즉, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 유기 EL 표시 장치 등이 출현하면서부터 그 개발이 본격화 되어, 후방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치가 시장에 공급되고 있다. 후방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치란 패럴랙스 배리어가 화상 표시 패널의 후방에 제공되는 구조를 갖는 입체 영상 표시 장치를 말한다.
종래의 후방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치는 저휘도, 복잡한 제조 공정, 고비용등의 문제점이 있다. 이러한, 종래의 후방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치는 본 발명자의 선행출원번호: PCT/KR03/01415 및 PCT/KR03/01537의 출원 명세서에 상세한 설명되어 있다.
이들 종래의 후방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치 기술의 문제점을 해결하기 위한 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치가 개발이 시도되고 있다. 하지만, 이들 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치는 시인거리(입체영상을 볼 수 있는 거리)가 멀어진다는 문제점을 해결하여야 한다. 또한, 이 문제점 때문에, 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치가 그 제조 공정의 단순함 및 고휘도 등의 장점을 가지고 있음에도 불구하고, 상용화되지 못했다. 본 발명자는 전술한 선행출원에 개시된 발명 및 본 발명에서 상용화가 가능한 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치를 최초로 제안하고 있다. 다시 말하면, 당해 기술 분야에서 전방형 입체 입체 영상 표시 장치는 존재하지 아니하였다고 할 수 있다. 다만, 이하 명세서 기재의 편의상 본 발명자가 시도해보았던 것을 종래기술이라 한다.
이하, 종래기술에서 전방형 패럴랙스 영상 표시 장치의 문제점을 도면을 참조하며 설명한다.
도 1은 일반적인 이차원 화상 액정 표시 패널의 개략 단면도이다.
이차원 화상 액정 표시 패널(10)는, 후면에 후방 편광막 (11)이 적층되고 전면에 제1 스위칭 소자층(13)이 적층되어 있는 제1 기판(12) 및 후면에 칼라 필터층 (15)이 적층되고 전면에 전방 편광막(18)이 적층되어 있는 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자층(13)과 상기 칼라 필터층(15) 사이에는 액정층(14)이 개재되어 있다.
이차원 화상 액정 표시 패널(10)은 TFT (thin film transistor) LCD 패널을 이용할 수 있다. 이 경우에, 제1 스위칭 소자층(13)의 제1 스위칭 소자들은 TFT들이다. TFT LCD 패널의 구조 및 동작은 당해기술분야에 공지되어 있으므로 간단히 설명한다.
후방 편광막 (11)은 백라이트(도시하지 아니함)로 출사된 백색광을 편광시키는 기능을 한다. 제1 및 제2 기판(12, 16)은 유리로 이루어진다. 제1 기판(12)는 제1 스위칭 소자층(13) 및 화소전극층(도시하지 아니함)의 하지층의 기능을 한다. 제1 스위칭 소자층(13)에는 TFT들이 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 화상 신호에 대응하여 TFT들을 구동시킴으로써 화상(이차원 화상)을 구현한다. 도면에 도시하지 아니하였지만, 제1 스위칭 소자층(13) 하방에는 ITO 등으로 이루어지는 화소전극층이 배치되어 있다.
제2 기판(16)은 칼라필터층(15)등을 형성하는 하지층의 기능을 하며, 외부의 충격으로부터 액정을 기계적으로 보호하는 역할을 한다. 또한, 제2 기판은 산소와 습기가 외부로부터 액정으로 침투하는 것을 차단하는 역할을 한다. 따라서, 제2 기판은 0.5 내지 0.7 mm 정도의 두꺼운 유리 소재로 이루어진다.
제2 기판(16)의 후면에 형성된 칼라 필터층(15)은 RGB칼라 필터가 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
도면에 도시하지 아니하였지만, 칼라 필터층(15) 아래에는 ITO 등으로 이루 어진 공통전극층이 배치되어있다. 배선(17)을 통해 이 화소전극층과 공통전극층 사이에 전압이 인가되어 액정을 배향시키며, 제1 스위칭 소자층(13)의 개개의 스위칭 소자의 온오프에 의해 화상이 표시된다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 스위칭 소자층(13)과 상기 칼라 필터층(15) 사이에, 엄밀하게는, 제1 스위칭 소자층(13)과 공통전극층 사이에는 액정이 주입되어 이루어진 제1 액정층(14)이 개재되어 있다. 도시하지는 아니하였지만, 액정을 초기 배향시키는 배향막이 제공된다. 제1 액정층(14)을 투과한 광은 RGB 칼라 필터에 의해 소정의 색을 가지게 된다.
이와 같은 구성에 의해, 이차원 영상 표시 패널(10)에는 이차원 화상이 표시된다. 한편, 입체 영상 표시 장치에 이용하기 위해서, 이차원 화상은 좌안 화상과 우안 화상으로 구분되어 표시된다.
다음은, 일반적인 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널을 도 2를 참조하며 설명한다.
도2는 일반적인 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(20)은 적어도 후면에 후방 편광막(21)이 적층되고 전면에 투명 전극층(23)이 적층되어 있는 제3 기판(22) 및 보호막(25)을 포함하고, 상기 투명 전극층(23)과 상기 보호막(25) 사이에는 제2 액정층(24)이 개재되어 있다. 보호막(25)의 하부에는 대향 전극층(도시하지 아니함)이 배치되어 있다. 한편, 보호막(25) 상부에는 전방 편광막(28)이 적층되어 있다.
투명 전극층(23)에는 복수의 투명 전극이 띠형상으로 배치되어 있다. 마찬가지로, 대향전극층에는 복수의 대향 전극이 상기 복수의 투명 전극에 대향하여 배치되어 있다. 배선(27)을 통해 투명 전극과 대향전극사이에 인가되는 전압에 따라, 제2 액정층(24)의 액정이 배향된다. 액정의 배향에 따라, TTF LCD 패널로부터 입사하는 광은 차단 또는 투과된다. 따라서, 액정층은, 패럴랙스 배리어의 역할을 한다.
이러한 띠형상의 광 차단/투과 기능을 갖는 부재를 패럴랙스 배리어라 한다. 패럴랙스 배리어는 이차원 화상 액정 표시 패널(10)상에 표시되는 좌안 화상과 우안 화상을 각각 좌안과 우안으로 입사하도록 하여, 관찰자가 입체화상을 볼 수 있게 한다.
패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(20)은 TN (twisted nematic) 액정을 이용하여 LCD 패널로 구현할 있다. 대안으로서는, 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(20)은 STN (super-twisted nematic)또는 FTN (film compensated super twisted nematic) 을 이용할 수도 있다.
여기서, 보호막(25)은 액정층을 보호하고 외부로부터의 충격에 견딜 수 있도록 두꺼운 층으로 구성되어 있다. 전형적으로, 보호막(25)의 두께는 0.55 내지 1.1 mm의 범위이다.
도 3은 종래기술의 입체 영상 표시 장치의 개략 단면도이다.
종래기술의 입체 영상 표시 장치는 이차원 화상 액정 표시 패널(10)의 전방에 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(20)을 서로 부착하여 형성되어 있다. 이러한 구조를 가진 입체 영상 표시 장치를 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치라고 한다.
도 3을 참조하면, 종래기술의 입체 영상 표시 장치는 도 1의 이차원 화상 액정 표시 패널(10)의 전면(전방 편광막(18))과 도 2의 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(20)의 후면(후방 편광막(21))을 서로 부착하여 형성할 수 있지만, 전방 편광막(18)과 후방 편광막(21)은 동일한 작용을 하므로 하나는 제거할 수 있다. 도 3에는 중간 편광막(18')으로 도시되어 있다.
이하, 이렇게 구성된 종래기술의 입체 영상 표시 장치의 시인거리에 대해 살펴본다.
도 3에서, 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε는 제1 액정층(14)으로부터 제2 액정층(24)까지의 거리에 해당한다. 도시된 바와 같이, 제1 액정층(14)과 제 2액정층(24)에는, 칼라 필터층(15), 제2 기판(16), 중간 편광막(18'), 제3 기판(22), 투명 전극층(23)등이 개재되어 있다. 여기서, 컬러필터층(15)은 제2 기판에 증착되는 매우 얇은 막(예로서, 크롬 증착막) 이므로, 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε를 개략적으로 계산하는데 있어서는 고려하지 않아도 된다. 이는, 보호막에 ITO층들이 형성되어 있음에도, ITO 층등은 매우 얇은 막이므로, 이들을 일체로 보호막라고 부르는 것과 마찬가지이다. 이하, 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε를 계산함에 있어서는 칼라필터층(15)의 두께는 제2 기판(16)의 두께에 포함되는 것으로 한다.
모니터용 입체 영상 표시 장치를 구현하는 경우에, 전형적으로, 제2 기판(16)은 0.7 mm, 중간 편광막(18')은 0.3 mm, 제3 기판(22)은 0.7 mm이다. 이들의 총 두께는 통상적으로 1.7 mm정도이다. 이동 통신 단말 장치용 입체 영상 표시 장 치를 구현하는 경우에, 전형적으로, 제2 기판(16) 0.5 mm, 중간 편광막(18')은 0.1 내지 0.3 mm, 제3 기판(22)은 0.5 mm이다. 이들의 총 두께는 통상적으로 1.3mm정도이다. 따라서, 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε가 1.3 mm 보다 작아질 수 없다.
관찰자는 입체 화상의 초점이 형성되는 점에 관찰자의 양안을 위치시킴으로써 입체 화상을 인지하게 된다. 이 입체 화상의 초점이 형성되는 점과 화상간의 거리를 시인 거리 L라고 정의한다.
이 시인 거리 L은 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε, 양안 거리 E, 및 화소 폭 P에 의해 결정되며, 다음의 간단한 수학식 (1)로 표현된다.
L ~ ε(E/P) (1)
여기서, 양안 거리 E는 관찰자의 좌안과 우안 간의 거리로서, 사람마다 차이는 있지만, 평균적인 사람의 양안 거리는 약 6.5 cm이다. 화소 폭 P는 화상 표시 장치의 화소의 일명의 거리로서, 상기 수학식에서 알 수 있는 바와 같이 시인 거리 L과 반비례 관계에 있다. 화소 폭은 좁게 하면 화상의 해상도가 증가하지만, 시인 거리는 멀어지게 된다. 즉, 화소 폭은 시인 거리와 트레이드 오프 관계에 있다. 통상적으로 모니터용 영상표시장치는 100㎛, 개인용 이동통신단말기에 쓰이는 영상장치는 약 60㎛ 정도의 화소 폭이 쓰이고 있다.
전술한 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε를 상기 수학식에 대입하면, 모니터용 입체 영상 표시장치의 시인 거리는 약 1.1 m이고, 이동 통신 단말 장치용 입체 영상 표시 장치의 시인 거리는 약 1.3 m 이다. 이와같이 전방형 패럴랙스 배 리어 방식의 경우에는 대략 1.2 m의 시인거리가 존재하게 된다.
시인 거리가 1.2 m이다는 의미는 관찰자가 화상 표시 장치로부터 1.2 m의 거리에서 입체 화상을 인지할 수 있다는 것이다.
전방형 패럴랙스 배리어 방식의 입체 화상 표시 장치를 텔레비전 수상기에 적용하는 경우에는, 관찰자가 화면에서 상당히 떨어져 있으므로, 1.2 m의 시인 거리는 문제가 되지 않을 수도 있다.
하지만, 전방형 패럴랙스 배리어 방식의 입체 화상 표시 장치를 컴퓨터 모니터에 적용하는 경우에는, 1.2 m의 시인 거리는 심각한 문제를 준다. 예로서, 컴퓨터 모니터를 보면서 3차원 게임을 할 때, 게이머(관찰자)는 화면을 보면서 자판의 타이핑이나 조이스틱을 통해서 게임의 명령을 입력하여야 게임을 진행한다. 사람의 팔의 평균 길이는 통상 70 cm 이내 이므로, 게이머는 입체 화상을 인지하면서 동시에 게임을 진행시킬 수는 없게 된다.
또한, 전방형 패럴랙스 배리어 방식의 입체 화상 표시 장치를 휴대전화나 PDA와 같은 이동 통신 단말 장치에 적용하는 경우에도, 1.2 m의 시인 거리는 심각한 문제를 준다. 즉, 이용 통신 단말 장치를 이용하여 입체 화상을 인지하면서 동시에 입체화상 게임서비스 수행하거나 입체 화상 정보를 확인하는 것이 불가능하게 된다. 특히 이동 통신 단말 장치의 화면은 소형이므로 전방형 패럴랙스 배리어 방식의 입체 화상 표시 장치를 적용하면 화상 자체를 인지할 수 없게 된다.
특히, 이동 통신 단말 장치에 요구되는 시인 거리 L은 30 내지 40 cm 이므로, 이동 통신 단말 장치의 40 내지 90 cm의 다이아몬드 존(이에 대해서는 후술함) 을 고려하더라도, 종래기술의 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치로는 원하는 입체 영상을 전혀 볼 수 없게 된다는 문제점이 있다.
본 발명의 상술한 종래기술의 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 시인 거리를 좁힐 수 있는 전방형 패럴랙스 배리어를 이용한 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양의 입체 영상 표시 장치는, 적어도 후면에 후방 편광막이 적층되고 전면에 제1 스위칭 소자층이 적층되어 있는 제1 기판 및 칼라 필터층이 적층되어 있는 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자층과 상기 칼라 필터층 사이에 제1 액정층이 개재되어 있는 이차원 화상 액정 표시 패널; 적어도 전면에 전방 편광막이 적층되고 후면에 투명 전극층이 적층되어 있는 제3 기판 및 보호막을 포함하고, 상기 투명 전극층과 상기 보호막 사이에 제2 액정층이 개재되어 있는 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널; 및 상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널의 상기 보호막과 상기 이차원 화상 액정 표시 패널의 상기 제2 기판 사이에 개재된 중간 편광막을 포함한다.
상기 이차원 화상 액정 표시 패널은 TFT 액정 표시 패널일 수도 있다.
상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널은 TN 액정 표시 장치일 수도 있다.
상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널은 STN 액정 표시 장치일 수도 있다.
상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널은 FTN 액정 표시 장치일 수도 있다.
상기 보호막의 두께는 약 0.3 mm 또는 그 이하인 것이 바람직하다.
[실시예]
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 개략 단면도이다. 입체 영상 표시 장치는 이차원 화상 액정 표시 패널(100)의 전방에 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(200)이 구비되어 있다. 이러한 구조를 가진 입체 영상 표시 장치를 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치라고 한다.
이차원 화상 액정 표시 패널(100)는, 적어도 후면에 후방 편광막 (110)이 적층되고 전면에 제1 스위칭 소자층(130)이 적층되어 있는 제1 기판(120) 및 칼라 필터층(150)을 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자층(130)과 상기 칼라 필터층(150) 사이에 제1 액정층(140)이 개재되어 있다.
이차원 화상 액정 표시 패널(100)은 바람직하게는 TFT (thin film transistor) LCD 패널을 이용할 수 있다. 이 경우에, 제1 스위칭 소자층(130)의 제1 스위칭 소자들은 TFT들이다. TFT LCD 패널의 구조 및 동작은 당해기술분야에 공지되어 있으므로 간단히 설명한다.
후방 편광막 (110)은 백라이트(도시하지 아니함)로 출사된 백색광을 편광시키는 기능을 한다. 제1 기판(120)은 유리로 이루어지며 제1 스위칭 소자층(130) 및 화소전극층(도시하지 아니함)의 하지층의 기능을 한다. 제1 스위칭 소자층(130)에는 TFT들이 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 화상 신호에 대응하여 TFT들을 구동시킴으로써 화상(이차원 화상)을 구현한다. 도면에 도시하지 아니하였지 만, 제1 스위칭 소자층(130) 하방에는 ITO 등으로 이루어지는 화소전극층이 배치되어 있다.
칼라 필터층(150)은 RGB칼라 필터가 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
도면에 도시하지 아니하였지만, 칼라 필터층(150) 아래에는 ITO 등으로 이루어진 공통전극층이 배치되어있다. 배선(170)을 통해 이 화소전극층과 공통전극층 사이에 전압이 인가되어 액정을 배향시키며, 제1 스위칭 소자층의 개개의 스위칭 소자의 온오프에 의해 화상이 표현된다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 스위칭 소자층(130)과 상기 칼라 필터층(150) 사이에, 엄밀하게는, 제1 스위칭 소자층(130)과 공통전극층 사이에는 액정이 주입되어 이루어진 제1 액정층(140)이 개재되어 있다. 도시하지는 아니하였지만, 액정을 배향시키는 배향막이 제공된다.
제1 액정층(140)을 투과한 광은 RGB 칼라 필터에 의해 소정의 색을 가지게 된다. 이와 같은 구성에 의해, 이차원 영상 표시 패널(10)에는 이차원 화상이 표시된다. 한편, 입체 영상 표시 장치에 이용하기 위해서, 이차원 화상은 좌안 화상과 우안 화상으로 구분되어 표시된다.
패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(200)는 적어도 전면에 전방 편광막(210)이 적층되고 후면에 투명 전극층(230)이 적층되어 있는 제3 기판(220) 및 보호막(250)을 포함하고, 상기 투명 전극층(230)과 상기 보호막(250) 사이에 제2 액정층(240)이 개재되어 있다. 보호막(250)의 상에는 대향전극층(도시하지 아니함)이 배치되어 있다.
투명 전극층(230)에는 복수의 투명 전극이 띠형상으로 배치되어 있다. 마찬가지로, 대향전극층에는 복수의 대향 전극이 상기 복수의 투명 전극에 대향하여 배치되어 있다. 배선(270)을 통해 투명 전극과 대향전극사이에 인가되는 전압에 따라, 제2 액정층(240)의 액정이 배향된다. 액정의 배향에 따라, TTF LCD 패널로부터 입사하는 광은 차단 또는 투과된다.
이러한 띠형상의 광 차단/투과 기능을 갖는 부재를 패럴랙스 배리어라 한다. 패럴랙스 배리어는 이차원 화상 액정 표시 패널(100)상에 표시되는 좌안 화상과 우안 화상을 각각 좌안과 우안으로 입사하도록 하여, 관찰자가 입체화상을 볼 수 있게 한다.
패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(200)은 TN (twisted nematic) 액정을 이용하여 LCD 패널로 구현할 있다. 대안으로서는, 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(200)은 STN (super-twisted nematic)또는 FTN (film compensated super twisted nematic) 을 이용할 수도 있다.
이상과 같은 구성을 기진 본 발명의 일실시예의 입체 영상 표시 장치에 있어서, 보호막(250)은 두꺼운 층으로 구성될 필요가 없다.
전술한 바와 같이, 종래기술의 입체 영상 표시 장치에 있어서, 보호막(25) (도3 참조)이 입체 영상 표시 장치의 상부층에 구비되어 있어, 외부로부터의 충격에 견딜 수 있어야 하므로, 두꺼운 층으로 구성되어 있다. 전형적으로, 종래기술의 보호막(25)의 두께는 0.55 내지 1.1 mm의 범위이다. 하지만, 본 발명에서는 보호막(250)은 입체 영상 표시 장치의 중간층에 구비되어 있다. 다시 말하면, 외부로 부터의 충격에 견딜 수 있도록 두껍게 구성할 필요가 없어진다. 외부로부터의 충격은 제2 기판(220)에 의해 방지된다. 따라서, 본 발명의 보호막(250)은 0.3 mm 또는 그 이하의 두께로 구현할 수 있다.
도 4에서, 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε는 제1 액정층(140)으로부터 제2 액정층(240)까지의 거리에 해당한다. 도시된 바와 같이, 제1 액정층(140)과 제 2 액정층(240)에는, 칼라 필터층(150), 제2 기판(160), 중간 편광막(180'), 및 보호막(250)이 개재되어 있다. 도 3의 종래기술과 비교하면, 본 발명의 일실시예에 따르는 입체 영상 표시 장치에서는, 제1 액정층(140)과 제2 액정층(240)에는, 종래기술에서의 제3 기판(22)이 제거되고 그 대신에 얇은 두께의 보호막(250)이 개재된다는 차이점이 있다. 또한, 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(200)의 배선(270) 이 전면측에 형성된 제3 기판(220)에 제공되는 차이점이 있다. 도 4을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(200)의 배선(270) 전면측에 형성된 제3 기판(220)에 제공되므로, 이차원 화상 액정 표시 패널(100)의 배선(170)과의 이격 거리를 더욱 멀게 하여, 배선 사이의 단락을 더욱 방지할 수 있다.
종래기술의 제3 기판의 두께는 모니터용인 경우에 0.7 mm, 이동 통신 단말장치인 경우에 0.5 mm정도이다. 본 발명의 보호막(250)의 두께는 0.3 이하이다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따라, 모니터용 입체 영상 표시 장치를 구현하는 경우에, 제2 기판(160)은 0.7 mm, 중간 편광막(180')은 0.1mm, 보호막(250)은 0.3 mm이다. 이들의 총 두께는 통상적으로 1.1 mm정도이다. 따라서, 화상과 패럴 랙스 배리어간의 거리 ε는 1.1mm이다. 이를 수학식 (1)에 대입하면, 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 모니터용 입체 영상 표시 장치의 시인 거리 L은 70 cm로 구해진다.
한편, 따라서, 본 발명의 일실시예에 따라, 이동 통신 단말 장치용 입체 영상 표시 장치를 구현하는 경우에, 제 2 기판(160)은 0.3 mm, 중간 편광막(180')은 0.1 mm, 보호막(250)은 0.3 mm이다. 이들의 총 두께는 통상적으로 0.7 mm 이하이다. 따라서, 화상과 패럴랙스 배리어간의 거리 ε는 0.7 mm이다. 이를 수학식 (1)에 대입하면, 본 발명의 일실시예에 따라 구현된 입체 영상 표시 장치의 시인 거리 L은 70 cm로 구해진다. 한편, 70 cm는 여전히 먼 거리이지만, 이동 통신 단말 장치용 입체 영상 표시 장치는 그 화면의 크기가 작아, 초점이 40 내지 90 cm 정도의 일정 거리 영역에서 형성되며 이를 "다이아몬드 존"이라 한다. 본 발명에 의해 구해진 이동 통신 단말 장치용 입체 영상 표시 장치의 시인 거리 70 cm는 상술한 다이아몬드 존에 해당하므로, 관찰자는 입체 영상은 시인할 수 있게 된다. 이러한 다이아몬드 존의 존재도 본 발명자가 최초를 실험을 통해 확인한 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 입체 영상 표시 장치의 시인 거리를 종래기술에서 비해 현저히 좁힐 수 있다. 따라서, 종래기술에서 상용화하지 못했던 전방형 패럴랙스 배리어 입체 영상 표시 장치의 상용화를 가능케 할 수 있게 되었다.
또한, 본 발명의 일시예에 따른 입체 영상 표시 장치는, 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널(200)의 배선(270) 전면측에 형성된 제3 기판(220)에 제공되므로, 이 차원 화상 액정 표시 패널(100)의 배선(170)과의 이격 거리를 더욱 멀게 하여, 배선 사이의 단락을 더욱 방지할 수 있다.
본 발명에 따르는 입체 영상 표시 장치는, 화상과 패럴랙스 배리어 사이의 거리를 좁힘으로써, 시인 거리를 좁힐 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 입체 영상 표시 장치는, 화상과 패럴랙스 배리어 사이의 불필요한 적층을 제거함으로써, 제조가 용이하고 제조 단가를 낮출 수 있다.
본 발명은 이상과 같은 예시적인 실시예를 통해서 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 당해 기술 분야의 평균적 지식을 가진 자에 의해 그 변형 및 변경이 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정해진다.

Claims (6)

  1. 적어도 후면에 후방 편광막이 적층되고 전면에 제1 스위칭 소자층이 적층되어 있는 제1 기판 및 칼라 필터층이 적층되어 있는 제2 기판(160)을 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자층과 상기 칼라 필터층 사이에 제1 액정층이 개재되어 있는 이차원 화상 액정 표시 패널;
    적어도 전면에 전방 편광막이 적층되고 후면에 투명 전극층이 적층되어 있는 제3 기판 및 보호막을 포함하고, 상기 투명 전극층과 상기 보호막 사이에 제2 액정층이 개재되어 있는 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널; 및
    상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널의 상기 보호막과 상기 이차원 화상 액정 표시 패널의 상기 제2 기판 사이에 개재된 중간 편광막을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이차원 화상 액정 표시 패널은 TFT 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널은 TN 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널은 STN 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 패럴랙스 배리어 액정 표시 패널은 FTN 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
  6. 제1 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 보호막의 두께는 약 0.3 mm 또는 그 이하인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
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